Теорія та конструкція базових шасі спецмашин аеропортів

Размещено на http://www.allbest.ru/

Міністерство освіти і науки України

Національний авіаційний університет

Курсовий проект

з дисципліни: "Теорія та конструкція базових шасі спецмашин аеропортів"

Варіант № 8

Виконав

студентка 307 групи ФЛА

Гальченко О.О.

Прийняв доцент

Олефір О.І.

Київ - 2014



1. Загальна компоновка

Базове шасі спецмашини згідно з варіантом завдання 08 виконане на базі автомобіля ЗИЛ-3250. Загальний вигляд автомобіля наведен на рис. 1, а основні специфікаційні показники зведені у таблицю 1.

1.1 Класифікація та індексація рухомого складу

Згідно з класифікацією автомобіль належить до пасажирських автомобілів.

По ступені пристосування до роботи в різних дорожніх умовах згідно з класифікацією автомобіль належить до дорожнього автомобільного рухомого складу звичайної (нормальної) прохідності.

Колісна формула автомобіля

4 х 2

Згідно з класифікацією автомобіль належить до малого класу. Вважається автомобілем середньої вантажопідйомності, а за повною масою відноситься до 4 класу (5…8 т).

У відповідності до прийнятої система позначення (індексація) рухомого складу (нормаль ОН 025270-66 автомобіль має наступний умовний індекс

ЗИЛ 4208

де 08 - номер варіанту.

1.2 Компоновочна схема автомобіля

Компоновочну схему вантажного автомобіля визначає:

розташування силового агрегату,

число і розташування ведучих мостів,

тип кузова,

число дверей,

розташування багажника.

По розташуванню силового агрегату і ведучого моста установилися три характерні компоновочні схеми: класична схема, переднепривідна схема і схема з заднім розташуванням двигуна (заднемоторна). Автобус має переднепривідну схему.

По числу обсягів кузови виконуються: трех-, двух-, одно- об'ємні і особлива компоновка "Спейс". Автомобіль має двухоб'ємну компоновку - моторний відсік і салон,

Автомобіль має копотну компоновку кузова, три бічних двері, вісім рядів для сидіння.

Розташування багажника в кузовах різних типів може бути різноманітним: позаду, перед, поза салоном і в салоні, у автомобіля - багажник конструкцією не передбачений.

Автомобіль має 22 повноцінні місця, 19 із яких розташовані в салоні, а 3 в кабіні водія.

Тенденції розвитку компоновочних схем визначаються різними факторами, однак найбільш загальними є наступні напрямку: заднемоторне компонування (практично не має перспектив розвитку), переднепривідне і класичні компонування, які будуть існувати і розвиватися як рівноцінні.

Рис. 1. Загальний вигляд автомобіля ЗИЛ-4208.



Таблиця 1. Основні технічні характеристики автомобіля ЗИЛ-4208

Технічні характеристики автобуса ЗИЛ-4208
Кількість місць для сидіння	19+1
Загальна кількість пасажирів, чел.	22
Маса спорядженого автобуса, кг	5110
Повна масса автобуса, кг	6780
Допустима повна маса, кг	6950
Двигун
Модель двигуна	ММЗ Д-245.12
Тип двигуна	дизельний з турбонаддувом и проміжним охолодженням повітря
Робочий об'єм двигуна, л	4,75
Потужність двигуна, л.с/кВт.	136/100
при хв-1	2400
Крутний момент, Hм	350
Засоби полегшення пуску двигуна	Електрофакельний підігрівач, рідинний підігрівач ПЖД - 8
Зчеплення	Фрикційне, сухе, однодискове
Коробка швидкостей	Механічна, п'ятиступінчаста
Ведучий міст	одноступінчатий гепоїдні
Карданна передача	Відкрита, з ковзаючим шліцьовим з'єднанням і проміжної опорою
Колеса	дискові 6,5Jх16Н2
Шини	безкамерні 225/75R16С
Рульовий механізм	З вбудованим гідравлічним підсилювачем
Гальмівні механізми	Передні - дискові Задні - барабанні
Електрообладнання	Однопровідна система з номінальною напругою 12В. Стартер напругою 24В
Розподіл навантаження на дорогу від повної маси через шини, Н (кгс):
передніх коліс	20700 (2070)
заднього моста	45600 (4560)
Радіус повороту, м	8,0
Максимальна швидкість, км/ч	95
Кліренс
Передня вісь, мм	345
Задня вісь, мм	302

2. Геометричне проектування

2.1 Габаритні специфікаційні показники

Креслення двох проекцій автобуса згідно з завданням приведено на рис. 2.

До габаритних специфікаційних показників відносяться:

1. База автомобіля Б чи L.

Б = 4505 мм.

2. Колія автомобіля К з індексами номерів осей починаючи з передньої К', К".

К' = 1820 мм.

К'' = 1690 мм.

3. Габаритні чи найбільші довжина (Д чи S), ширина (Ш чи T) і висота (У) автомобіля.

Д = 7885 мм.

Ш = 2210 мм.

У = 2800 мм.

Вимоги виконуються.

При повному завантаженні висота автомобіля знижується за рахунок деформації підвісок і шин на 32 мм.

У" = 2800-32 =2768 мм.

4. Довжина переднього ( C') і заднього ( C") звисів.

C' = 850 мм.

C" = 2530 мм.

5. Розміри салону та багажника, довжина (Дс і Дб), ширина ( Шс і Шб ) і висота ( Гс і Гб ).

Дс = 5808 мм;

Шс = 1510 мм;

Гс = 1525 мм;

6. Статичний радіуси переднього ( r's ) і заднього ( r"s ) коліс однакові і радіус вільного ненавантаженого колеса (вільний радіус rв ).

rв = 342 +/- 5 мм.

rs = 340 +/- 5 мм.

Рис. 2. Основні геометричні розміри автобуса ЗИЛ-4208 (1:20)

7. Коефіцієнт використання габариту Nu:

Nu = U / ( S * T ) = (Дс * Шс ) / ( S * T ) =

=( 5808 мм *1510 мм ) / (7885 мм * 2210 мм) = 0.50.

Більшість сучасних автомобілів мають значення цього показника в районі 0.45-0.6. Підвищення цього коефіцієнта при заданій площі кузова підвищує маневреність автомобіля, скорочує потрібні гаражні площі. З цього погляду перспективним є застосування V-образних двигунів, що скорочує довжину моторного відсіку, що застосовано у розрахунковому автомобілі.

Автомобіль відповідає світовим стандартам.

8. Питомий об'єм кузова Уок.

Уок = Уокаб = Дк* Шк* Гк / Чм =

= 5808 мм * 1510 мм * 1525 мм / 22 = 0,6 (м3/т).

Показники відповідають світовим зразкам.

10. Площа Міделевого перетину (Sм).

Sм = 6,18 м2.

2.2 Геометричні показники прохідності

Прохідність характеризує здатність автомобіля рухатися з вантажем поза дорогами і по дорогах не мають твердих чи в достатній мірі зв'язаних покриттів. Основними геометричними показниками визначальними цю властивість є:

1. Дорожній просвіт (просвіт, найменший просвіт чи кліренс) h, дорожній просвіт під переднім мостом h', заднім мостом h".

h' = 345 мм.

h" = 302 мм.

У більшості вантажних автомобілів дорожній просвіт складає менш ніж 350 мм.

Міжнародна асоціація виробників автомобілів рекомендує робити дорожній просвіт у вантажних автомобілів і автомобілів на їхній базі не менш 270 мм. Рекомендація - виконується.

2. Радіус подовжньої прохідності автомобіля Rl.

Rl = 3566 мм.

Як видно автомобіль має високі параметричні якості.

3. Радіус поперечної прохідності Rb.

Rb = 1407 мм.

4. Кути переднього (А') і заднього (А") звису (в'їзду).

А' = 00 (автомобіль не має елементів конструкції, які б виступали за передню вісь коліс);

А" = 9 0

5. Радіус коліс визначає максимальну висоту подоланої автомобілем вертикальної стінки (h ). Приблизно ця величина дорівнює 2/3 радіусу колеса.

h = 342*2/3 = 228 мм.

6. Ширина рову lp з міцними крайками.

lp = 228 мм.

3. Вагове проектування

3.1 Система станів мас

Маса базового шасі спецмашин, як і автомобіля визначається наступною системою станів мас:

маса неспорядженого автомобіля (Maн);

Maн = 4550 кг.

маса спорядженого автомобіля (Мo);

Мo = 5110 кг.

повна маса (Ma).

Ma = 6780 кг.

3.2 Специфікаційні показники вантажопідйомності

Специфікаційні показники вантажопідйомності різні для автомобілів у залежності від їхнього призначення і пристосованості до дорожніх умов, тобто від їхніх типів.

Для вантажного автомобіля під вантажопідйомністю розуміють припустиме корисне навантаження (Mг), виражається найчастіше в тоннах.

Автобус ЗИЛ 4208 відноситься до автомобілів середньої вантажопідйомності, так як Мг=2,3 т.

Маса багажу (Мб) водія і пасажирів визначають виходячи з того, що на одну людину для вантажних автомобілів і автобусів міського типу приходиться 5 кг вантажу, автобусів міжміського повідомлення - 15 кг

Мб = 22*5=110 (кг) - для міських та приміських перевезень;



3.3 Масові (вагові) специфікаційні показники

Основними масовими (ваговими) специфікаційними показниками є:

1. Повна маса (повна вага) автомобіля, тобто маса (вага) у кілограмах спорядженого і заправленого автомобіля з повним навантаженням, включаючи вагу водія і пасажирів у кабіні (Ma і Ga).

- приміські автобуси

Мa = Мo + Мп * ( Z + Z') + Мб

Мa = 5110 + 75 * (22+1) + 110 = 6855 (кг)

При розрахунку мас, маса однієї людини (Мп) приймається рівної 75кг.

Z = 22 _ число місць для пасажирів;

Z' = 1 _ число стюартів для міжміського типу автобусів і кондукторів-контролерів для міських;

Розподіл повної маси (ваги) по осях автомобіля

розподіл маси на передній міст :

Мa1 = Мa * L2 / L = 6780 * 380/2800= 920 (кг);

розподіл маси на задній міст:

Мa2 = Мa * L1 / L = 6780*4505/7885 = 3273(кг).

Власне маса (власне вага) автомобіля (Mo і Go).

Mo = 5110 кг.

Коефіцієнт використання маси (ваги) автомобіля Nм (Ng):

Nм = ( Ma - Mo ) / Mo = ( Ga - Go ) / Go = Ng



Nм = Ng = (6780-5110)/5110 = 0,32

Іноді цей коефіцієнт називають коефіцієнтом вантажопідйомності Kг.

Зворотне значення цього коефіцієнта, і називаний так само коефіцієнтом використання маси) Q.

Q = Мo / Мг = 5110/6780 = 0,75.

Підвищення цих коефіцієнтів обумовлює раціональне використання матеріалу у виробництві, зниження витрат пального, мастильних матеріалів, гуми, тобто підвищення економічної ефективності автомобіля при його експлуатації

Для вантажних автомобілів з

Мг = 6000-7000 кг,

Q = 0,7-0,65

К= 5110 / 22 = 232 кг

Як показує аналіз автомобіль має найкращі показники.

Маса палива (Мт) у штатних баках.

Об'єм бака (літри) = Потужність двигуна (квт) / 1.47 + 10 =

= 100 / 1.47 + 10 = 78 літрів;

Вмісту основного паливного бака повинно вистачати на 400 кілометрів пробігу. Для підвищення експлуатаційних властивостей автомобіля для подальших розрахунків приймемо об'єм бака рівним 125 літрів.

Мт = Об'єм бака (літри) * Щільність палива (кг/літр)

Мт = 125 * 0.86 = 107,4 (кг)

Щільність дизельного палива можна прийняти 0.86-0.89 кг/літр, у залежності від його якості і температури.

Ємкість баків достатня.

Маса передніх непідресорених частин _ Мн1.

Мн1 = 280,7 кг.

Маса задніх непідресорених частин - Мн2.

Мн2 = 745,8 + 35,6 = 781,4 (кг).

Маса непідресорених частин.

Мн = Мн1 + Мн2 = 1062,1 (кг)

Маса підресорених частин.

Мп = 5717,9 кг.

Положення центра мас автомобіля і його частин:

відстань до передньої осі по горизонталі А чи L1 = -580 мм;

відстань до задньої осі по горизонталі В чи L2 = 4505 мм;

висота центра ваги від опорної поверхні Н = 851 мм.

В автомобілів у спорядженому стані відношення L1 до бази L автомобіля, знаходиться у вантажних автомобілів у межах 0.25 - 0.45, автобусів - 0.35-0.5. При завантаженні автомобіля положення центра мас міняється й орієнтовно дорівнює у вантажних автомобілів з кабіною над двигуном при спарених колесах задньої осі - 0.65-0.67, в автобусів - 0.60-0.65.

Висота центра мас звичайно знаходиться в ненавантаженого автомобіля, а потім перераховується для різних варіантів завантаження. Координата центра мас по висоті для автомобілів у завантаженому стані складає для вантажних автомобілів 0.3-0.35 бази, автобусів - 0.33-0.38 бази.

Орієнтовані значення положення центра мас по висоті спорядженого автомобіля в середньому складають для вантажних автомобілів - 0.7-0.9м, автобусів - 0.8-1.1м. Треба враховувати, що при завантаженні автомобіля в результаті деформації підвіски і шин положення центра мас міняється



Де G1, G2…Gn - сила тяжіння елементів конструкції автомобіля; l1, l2..ln - відстань від відповідного агрегату конструкції до передньої осі; l10 - відстань між передньою і задньою віссю.

Gm = 4269 мм

Для визначення мас відповідних елементів автомобіля використані середньостатистичні дані відносних мас елементів автомобіля приведені в методичному посібнику.

Рис. 3. Знаходження положення ЦМ автомобіля ЗИЛ 4208



4. Трансмісія

Трансмісія - це сукупність агрегатів і механізмів, які пов'язують колінчастий вал двигуна з провідними колесами ТЗ. Трансмісія ТЗ служить для передачі і розподілу потужності двигуна на провідні колеса при зміні крутного моменту, який до них підводиться і кутової швидкості за величиною і напрямком.

До трансмісії ТЗ пред'являються такі основні вимоги:

забезпечення високих показників тягово-динамічних властивостей ТЗ

високий ККД

мінімальні габаритні розміри і маса

висока надійність в експлуатації

простота і легкість управління

технологічність конструкції

малий обсяг обслуговування

ремонтопридатність

Виконання цих вимог досягається вибором найбільш раціональної схеми трансмісії, правильним її розрахунком, застосуванням більш досконалих агрегатів, автоматизацією управління, якісної конструктивної відпрацюванням вузлів і деталей, сучасною технологією їх виготовлення і використанням відповідних матеріалів.

Знаходимо коефіціент корисної дії трансмісії

h=0.99*0.97*0.96*0.985*0.97=0,88.



5. Тяговий розрахунок автомобіля

5.1 Сили, що діють на автомобіль

Потужність двигуна складається з:

Nдв = Nf+Nq+Nw+Nk+Nt (квт),

де Nf - сила опору кочення;

Nq - сила підйому;

Nw - аеродинамічна сила;

Nk - сила на гаку;

Nt - сила гальмування.

Так як наш автомобіль рухається прямолінійно, тому Nk, Nt, Nq дорівнюють нулю.

Тоді, визначаємо сили, що діють на автомобіль:

mgfo - сила, що не залежить від швидкості;

mgf*kV2 - сила, що залежить від швидкості.

Ff сум - сумарна сила опору кочення.

Ff сум = mgf+mgf*kV2=mgf(1+kV2),

де f=0.015; m=6855 кг; k=0.000036; Fw - аеродинамічна сила;

Fw=Cх*SmV2/2*р,

де S - площа Міделевого перетину;

Sm=6,2 м2 ;

Сх - коефіцієнт аеродинамічного опору _ Сх=0.19; р=1.225

Потужності 57,0 кВт. автомобілю не вистачає для руху з максимальною швидкістю 115 км/год, і до рекомендованої швидкості 95 км/год. Тому для подальших розрахунків я подвоюю значення потужності двигуна. Буду використовувати N = 110 кВт.

5.2 Двигун (параметричне проектування). Побудова зовнішньої швидкісної характеристики двигуна

Тип двигуна для автомобіля, що проектується, обирають, виходячи з визначеної максимальної потужності, призначення автомобіля, умов його експлуатації, паливного балансу Украйни та перспективних напрямів розвитку конструкції автомобільних двигунів.

Необхідні для побудови швидкісної зовнішньої характеристики двигуна проміжні значення потужності Ni знаходять, користуючись емпіричною залежністю:

де а, b - емпіричні коефіцієнти;

Nmax = 1.1*Nv = 110 (кВт);

WN = 350 с-1.

Для дизельного двигуна a = 0.7, b = 1.3.

Крутний момент двигуна розраховують за формулою:

Питому витрату палива двигуном знаходять як:

де a1, b1, c1 - емпіричні коефіцієнти ;

qN = 230 г/(кВт год) - питома витрата палива двигуном при максимальній потужності.

a1 = 1.168; b1 = 0.670; c1 = 0.491.

При розрахунках потужності та витрати пального дизелями вантажних автомобілів вибирають 6…7 значень кутової швидкості у межах від мінімальної (wmin = 80 с-1) до максимальної швидкості (wmax = wN = 350 c-1).

5.3 Визначення кількості передач і передаточних чисел трансмісії автомобіля

Мінімальне передаточне число трансмісії визначають з умови забезпечення заданої максимальної швидкості руху автомобіля:

Приймаючи до уваги передаточні числа інших механізмів трансмісії

Для вантажних автомобілів з дизелями частіше за все застосовують прискорюючу передачу з Uк min = 0,66…1,0.

Приймаючи до уваги обрані значення, обчислюють передаточне число головної передачі, як:

Максимальне передаточне число трансмісії визначають з умов подолання автомобілем найбільшого дорожнього опору руху:

Необхідне для цих розрахунків максимальне значення крутного моменту беруть із швидкісної зовнішньої характеристики двигуна.

Розраховану величину перевіряють на виконання умови зчеплення ведучих коліс автомобіля з полотном дороги без буксування:

Розрахунки:

Uтр min = 350*0,34/31,94 = 3,72

Для свого автомобіля я обрала значення Uк min =1,0.

Тоді, передаточне число головної передачі Uo = Uтрmin / Uк min.

Uo = 3,72/1,0 = 3,72.

Uтр max = 0,3*7458*0,34/162,86*0,88 = 5,3.

0,6*7458*0,34/162,86*0,88 = 10,6 ? Uтр max = 5,3.

Нерівність виконується, тому обчислена величина Uтрmax буде використовуватися для подальших розрахунків.

5.4 Визначення техніко-експлуатаційних властивостей автомобіля

5.4.1 Тягово-швидкісні властивості

Тягово-швидкісні показники автомобіля характеризують його динамічною характеристикою, графіком прискорень та швидкісною характеристикою розганяння.

Необхідні для побудови динамічні характеристики значення динамічного фактора автомобіля розраховують за формулою:

Числові значення цих сил визначають, як:

Значення швидкостей руху автомобіля визначають, як:

Прискорення автомобіля визначають, як:



Значення величин V, D, j розраховують для кожної з частот обертання колінчастого вала двигуна і для кожної передачі в коробці передач автомобіля.

Результати розрахунків швидкості, динамічного фактора та прискорень автомобіля зведені у таблицю 5 та представлені на динамічній характеристиці автомобіля та графіку прискорень.

Числові значення величин для побудови швидкісної характеристики розганяння автомобіля знаходять із графіка прискорень, користуючись графоаналітичним методом. З цією метою кожну з кривих графіка прискорень розділяють на кілька інтервалів, в межах яких криву можна було б замінити прямою.

Час та шлях розганяння в кожному з обраних інтервалів визначають за виразами:

Для визначення часу розганяння на кожній передачі розрахуємо середнє прискорення:

jср = (jн+jк)/2

При зміні швидкості від Vн (початкова) до Vк (кінцева) середнє прискорення можна визначити по формулі:

jср = (Vк - Vн)/t.



Звідси знаходимо час розганяння на кожній передачі:

t = (Vк - Vн)/ jср

jср12 = (9,8+10,5)/2=10,15 м/с2 jср13 = (10,5+11,2)/2=10,85 м/с2 jср14 = (11,2+11,5)/2=11,35 м/с2 jср15 = (11,5+10,9)/2=11,2 м/с2 jср22 = (10,9+11,0)/2=10,95 м/с2 jср23 = (11,0+10,5)/2=10,75 м/с2 jср24 = (10,5+9,7)/2=10,1 м/с2 jср32 = (7,6+7,5)/2=7,55 м/с2 jср33 = (7,5+7,2)/2=7,35 м/с2 jср34 = (7,2+6,9)/2=7,05 м/с2 jср35 = (6,9+6,0)/2=6,45 м/с2 jср42 = (4,5+4,25)/2=4,375 м/с2 jср43 = (4,25+3,8)/2=4,025 м/с2 jср44 = (3,8+3,4)/2=3,6 м/с2 jср45 = (3,4+2,85)/2=3,125 м/с2 jср46 = (2,85+2,5)/2=2,675 м/с2 jср52 = (1,6+1,1)/2=1,35 м/с2 jср53 = (1,1+0,5)/2=0,8 м/с2 jср54 = (0,5+0,1)/2=0,3 м/с2	t12 = 2*(1,8- 1,2)/ 10,15 = 0,12 с t13 = 2*(2,6 - 1,8)/10,85 = 0,15 с t14 = 2*(3,2 - 2,6)/ 11,35 = 0,11 с t15 = 2*(3,9 - 3,2)/ 11,2 = 0,125 с t22 = 2*(6,5 - 3,9)/10,95 = 0,47 с t23 = 2*(8,0 - 6,5)/ 10,75 = 0,28 с t24 = 2*(9,0 - 8,0)/ 10,1 = 0,2 с t32 = 2*(10,9 - 9,0)/7,55 = 0,5 с t33 = 2*(12,5 - 10,9)/ 7,35 = 0,44 с t34 = 2*(13,5 - 12,5)/ 7,05 = 0,28 с t35 = 2*(16,2 - 13,5)/ 6,45 = 0,84 с t42 = 2*(17,8 - 16,2)/4,375 = 0,73 с t43 = 2*(19,4 - 17,8)/ 4,025 = 0,8 с t44 = 2*(21,5 - 19,4)/ 3,6 = 1,17 с t45 = 2*(23,2 - 21,5)/ 3,125 = 1,1 с t46 = 2*(25,4-23,2)/ 2,675 = 1,65 с t52 = 2*(27,5- 25,4)/1,35 = 3,11 с t53 = 2*(29,5-27,5)/ 0,8 = 5 с t54 = 2*(30,9-29,5)/ 0,3 = 9,33 с

Падіння швидкості за час перемикання передач визначаємо за формулою:

Vп = 33ЧtпЧ.

Vп = 33Ч1,5Ч0,02= 0,99 м/с

Розрахуємо шлях розганяння:

S12 = 0,12 *(1,8+ 1,2)/ 2 =0.18 м

S13 = 0,15*(2,6 + 1,8)/2 =0.33 м

S14 = 0,11 *(3,2 + 2,6)/ 2 =0.32 м

S15 = 0,125 *(3,9 +3,2)/ 2=0.44 м

S22 = 0,47* (6,5 + 3,9)/2=2.44 м

S23 = 0,28 *(8,0 + 6,5)/ 2 =2.03 м

S24 = 0,2*(9,0 + 8,0)/ 2 =1.7м

S32 = 0,5*(10,9 + 9,0)/2 =4.98 м

S33 = 0,44*(12,5 + 10,9)/ 2 = 5.15 м

S34 = 0,28*(13,5 + 12,5)/ 2 =3.64 м

S35 = 0,84*(16,2 + 13,5)/ 2 =12.5 м

S42 = 0,73*(17,8 + 16,2)/2 =12.41 м

S43 = 0,8 *(19,4 + 17,8)/ 2 = 14.88 м

S44 = 1,17 *(21,5 + 19,4)/ 2 =23.9 м

S45 = 1,1* (23,2 + 21,5)/ 2 =24.6 м

S46 = 1,65 *(25,4+23,2)/ 2 =40.1 м

S52 = 3,11 *(27,5+ 25,4)/2 = 82,3 м

S53 = 5*(29,5+27,5)/2 =142,5 м

S54 = 9,33 *(30,9+29,5)/2 = 281,8 м

Знайдені величини занесені до таблиці 6 "Результати розрахунків швидкісної характеристики розганяння автомобіля" та проілюстровані на графіку "Швидкісна характеристика розганяння автомобіля".

5.4.2 Гальмівні властивості автомобіля

Оціночними показниками динамічності автомобіля при гальмуванні є сповільнення Jсп та шлях гальмування Sr.

Сповільнення при гальмуванні обчислюється як:



де - коефіцієнт зчеплення приймають рівним 0,6;

- кут поздовжнього нахилу полотна дороги - для розрахунків приймають = 0;

f - коефіцієнт опору коченню - приймають рівним 0,02;

q = 9,81 м/с2 - прискорення вільного падіння.

Шлях ефективного гальмування обчислюють як:

де V- швидкість, від якої починається гальмування.

Для розрахунків приймають:

V = 16,7 м/с - для вантажних автомобілів та автобусів;

Загальний шлях зупинки обчислюють як:

де tp - час реакції водія - приймається рівним 0,8 с;

tпр - час спрацьовування гальмівного приводе - приймається рівним:

tпр = 0,2 с - при гідравлічному приводі;

tпр = 0,6 с- при пневматичному приводі;

tзп - час зростання гальмівного зусилля - приймається рівним 0,5 с;

Ке - коефіцієнт ефективності гальмівної системи - приймається рівним:

Ке = 1,4 - для вантажних автомобілів і автобусів.

Розрахунки:

Jсп = (0,6*1+0,02+0)*9,81 = 6,08 (м/с2);

Sr = 16.72/2*9.81*(0.6*1+0.02) = 22.94 (м);

Sзуп = (0,8+0,2+0,5*0,5)*16,7*1,4*22,94 = 52,99 (м)

Знайдені величини шляху гальмування відповідають вимогам ГОСТ 25478-82 "Автомобили грузовые и легковые, автобусы, автопоезда. Требования безопасности к техническому состоянию. Методы проверки".

5.4.3 Моделювання стійкості автомобіля

Стійкість автомобіля характеризується значеннями критичних швидкостей. Критична швидкість з умови перекидання автомобіля щодо подовжньої осі на горизонтальній дорозі обчислюється як:

де R - радіус повороту дороги, м;

В = (В1+В2) /2 середнє значення колії автомобіля, м;

В1 і В2 _ колія відповідно передніх і задніх коліс автомобіля, м;

B = (1690+1820)/2 = 1755 (мм) = 1,75 (м)

hg _ висота центра мас автомобіля, м.

hg = 851,2 мм = 0,85 м.

Критичну швидкість з умови ковзання на горизонтальній дорозі обчислюють як:

Vков = ( g * R * ) ^ 0.5 (м/с).

Де = 0,6 - коефіцієнт зчеплення коліс з полотном дороги.

Узявши кілька значень радіусів повороту в межах від 20 до 100 м, знаходять значення Vпер та Vков.

Використавши розраховані значення я побудувала таблицю№7 та відповідні графіки залежності критичних швидкостей руху автомобіля від радіуса повороту.



де b _ кут поперечного нахилу полотнини дороги.

Для розрахунків приймають рівним 4°.

Узявши кілька значень R у межах від 20 до 100 м, я знайшла величини VВпер та Vвков, побудувала графіки залежностей VВпер від R та Vвковз від R для випадку руху автомобіля на віражі.

З графіків видно, що для безпечного керування автомобілем, при проходженні повороту необхідно обирати відповідну швидкість. Зокрема, при проходженні повороту з меншим радіусом, обирається менша швидкість. Так, поворот радіусом 40 м проходиться на швидкості 17 м/с, а радіусом 80 м - 23 м/с (для випадку ковзання).

5.4.4 Моделювання керованості автомобіля

Критична швидкість автомобіля з умови керованості обчислюється як:

де _ кут повороту керованих коліс автомобіля, град.

Критичну швидкість з умов керованості розраховують при = 5, 10, 15, 20, 25, 30, 35, 40°.

Виконавши необхідні розрахунки і побудувавши графік залежності критичної швидкості автомобіля з умов керованих коліс, робимо висновок. Чим вище швидкість руху автомобіля, тим менший кут, на який можна повернути керовані колеса без аварійних наслідків. Для швидкості 30 м/с кут повороту складає близько 4°, а вже при зниженні швидкості до 10 м/с _ 24°.

Радіус повороту автомобіля з еластичними (реальними) шинами обчислюють як:

де = 20 - середній кут повороту керованих коліс;

Граничні значення бічних сил Рd1 і Рd2, при яких колеса котяться без бічного ковзання, визначають по вираженнях:

P1 = 0.6*281 = 168.6 (H) - передня вісь;

P2 = 0,6*756 = 447,6 (Н) - задня вісь.

P1 = 0.4*168.6 = 67.44 (H);

P2 = 0.4*447.6 = 179.04 (H).

Для колеса легкового автомобіля Квід вибирають у границях від 500 до 1000 Н/град; для колеса вантажного автомобіля Квід = 800 ... 1500 Н/град.

Для передніх коліс Квід = 900 Н/град, для задніх = 1200 Н/град.

Тоді, 1 = 67,44/(2*900) = 0,04;

2 = 179,04/(4*1200) = 0,04.

Re = 7.88/(0.36+0.00069) = 21.85 (м)

При твердих (теоретичних) колесах радіус повороту дорівнює:

R = L / tg = 7.88/0.3639 = 21.65 (м).

З огляду на, що при Re = R поворотність автомобіля нейтральна, при Re > R - недостатня і при Re < R - надлишкова.

Порівнявши знайдені величини Re і R, ми отримали, нейтральну поворотність автомобіля. Результат задовільний.

2.4.5 Моделювання плавності ходу автомобіля

Основними показниками, що оцінюють плавність ходу, є частота вільних коливань підресорних і непідресорних мас, прискорення і швидкість зміни прискорення підресорних мас при коливаннях автомобіля.

Частота низькочастотних коливань підресорних мас обчислюється як:

Для легкових автомобілів приймають, що fст = 0,15...0,25 м, для вантажних і міських автобусів - fст = 0,08...0...0,13 м, для міжміських автобусів fст = 0,12...0,18 м.

Візьмемо fст = 0.08 м - для задньої підвіски та fст = 0,13 м - для передньої.

Менші значення цієї величини беруть для задньої підвіски, великі - для передньої.

Vн = 1/(2*3,14)*11,07=1,76 (Гц) - для задньої підвіски;

Vн = 1/(2*3,14)*8,69=1,38 (Гц) - для передньої підвіски.

Плавність ходу вважається задовільної, якщо n складає від 0,8 до 1,3 Гц - для легкових автомобілів; від 1,3 до 1,8 Гц - для вантажних автомобілів і міських автобусів; від 0,70 до 1,35 Гц - для міжміських автобусів.

Непідресорені маси мостів здійснюють високочастотні коливання, обумовлені твердістю шин, з частотою:



де СШ сумарна жорсткість шин моста, Н/м;

m - маса моста, кг.

При відсутності зведень про твердість шин орієнтовно можна взяти,що:

В = 6,7...8,5 Гц (менші значення - передня підвіска, великі - задня).

Візьмемо Vb = 7 Гц - передня підвіска; Vb =8,5 Гц - задня.

Під час руху автомобіля по дорозі, яка має нерівності, він крім вільних коливань здійснює також вимушені коливання з частотою:

Гц,

де Va - швидкість автомобіля; м/с;

S - довжина хвилі нерівності на дорозі, мм.

Для розрахунків приймають, що S = 0,5...5,0 м.

При швидкостях руху від 0 до 60 км/год можливий резонанс коливань як підресорних мас (н = вим - низькочастотний резонанс), так і непідресорних мас (н = вим - високочастотний резонанс), що мають місце при відповідних швидкостях руху:

Беручи S = 0,5 і S = 5 м, я зробила необхідні розрахунки, що визначають швидкості руху Vр і Vр', при яких виникає відповідно низькочастотний і високочастотний резонанс, та побудувала графік залежність резонансних швидкостей руху автомобіля від довжини нерівностей.

5.4.6 Моделювання паливної економічності автомобіля

Паливну економічність автомобіля, що проектується, оцінюють по його паливно-швидкісній характеристиці. Для побудови цієї характеристики використовують залежність:

Де _ питома витрата палива г/кВт ч. Обчислюється за формулою:

Ne - потужність двигуна, необхідна для руху автомобіля у заданих умовах;

_ щільність палива, г/см3 (у бензину 0,75; у дизельного палива 0,83).

Потужність, яку необхідно розвинути автомобілю, рухаючись у заданих умовах, розраховується за формулою:



Асфальтобетонне покриття - 0,015

Ґрунтова дорога, суха - 0,03

Снігова дорога - 0,025



6. Зчеплення

Автомобіль ЗИЛ 3250 має фрикційне, сухе, однодискове, з периферійним розташуванням натискних пружин зчеплення та привід - гідравлічний з пневмопідсилювачем.

6.1 Конструкція та призначення зчеплення

Зчеплення (головний фрикціон) служить для короткочасного від'єднання трансмісії від двигуна перед включенням передач, їх плавного з'єднання після включення передач, а також для запобігання трансмісії від динамічних перевантажень, що виникають при русі транспортної машини.

За принципом дії зчеплення підрозділяють на фрикційні, гідравлічні (гідромуфти) і електромагнітні (порошкові). Залежно від форми і конструкції деталей, що труться фрикційні зчеплення можуть бути дисковими, спеціальними (колодкові, стрічкові) і конусними.

За умовами роботи поверхонь тертя дискові зчеплення (головні фрікціони) поділяються на сухі і працюють в маслі.

Залежно від матеріалу поверхонь тертя розрізняють такі зчеплення:

сталь по фрикційному матеріалу;

сталь по сталі;

чавун по сталі;

чавун по фрикційному матеріалу.

За способом утворення сили, що стискає диски, виділяють наступні зчеплення:

пружинні (з декількома периферійними або однієї центральної пружиною);

напівцентробіжні;

відцентрові;

електромагнітні.

Залежно від типу механізму вимикання розрізняють зчеплення (головні фрікціони) з важільним і кульковим механізмами.

Зчеплення складається з ведучої і веденої частин, натискного механізму і механізму вимикання. Деталі провідною частини зчеплення сприймають від маховика крутний момент двигуна, а деталі веденої частини зчеплення передають цей момент ведучому валу коробки передач.

За типом приводу вимикання зчеплення бувають:

з механічним,

гідравлічним,

пневматичним,

гідропневматичним,

електромагнітним приводами.

6.2 Конструкція та призначення гідравлічного привода

Гідравлічний привід має більш складний пристрій в порівнянні з механічним. У його пристрої присутні педаль і вилка зчеплення, проте гнучкий трос замінений наступними елементами: головний циліндр; бачок для рідини; робочий циліндр; гідравлічна магістраль.

Незважаючи на більшу кількість конструктивних елементів і більш складний пристрій, гідравлічний привід більш досконалий, ніж механічний. Головною особливістю гідравлічного приводу є відсутність троса, який є механічним елементом, схильним зносу і поломок.

Головний циліндр зчеплення з'єднаний за допомогою штока з педальним вузлом. З'єднувальний шток має регульовану конструкцію, за допомогою якої забезпечується регулювання вільного ходу педалі. Робочий циліндр найбільш часто розташовується безпосередньо на корпусі картера зчеплення і також за допомогою штока пов'язаний з важільним механізмом. Бачок для рідини може розташовуватися безпосередньо на головному циліндрі зчеплення або в будь-якому іншому зручнішому місці. При роздільному розташуванні, бачок з'єднується з головним циліндром за допомогою гнучкого гумового патрубка або жорсткої металевої магістралі.

Принцип роботи гідравлічного приводу аналогічний дії гідравлічної гальмівної системи і в його основі лежить властивість нестисливої робочої рідини. Зусилля з педалі зчеплення передається на вилку виключення через рідину, в якості якої виступає гальмівна рідина.

Пневмогідравлічний підсилювач приводу зчеплення транспортного засобу є елементом конструкції пневмогідравліческого приводу зчеплення транспортних засобів. Пневмогідравлічний підсилювач приводу зчеплення служить для зменшення зусилля на педаль зчеплення.

автомобіль габарит рухомий



Висновок

В даному курсовому проекті мною здійснено розрахунки тягово-швидкісних і паливно-економічних властивостей автомобіля ЗИЛ 3250.

В ході виконання роботи проаналізовано вихідні данні та розроблена схема загальної компоновки автомобіля, геометричне та вагове проектування.

Окрім того, для знаходження максимальної потужності (у нашому випадку 110 кВт) и максимального крутного моменту (350 Нм) розрахована швидкісна характеристика автомобіля, визначені тягові характеристики, кількість передач і обраховані передаточні числа трансмісії, встановлені техніко-експлуатаційні параметри автомобіля.



Список використаних джерел

1. Методичні вказівки до виконання курсового проекту з дисципліни "Автомобілі. Робочі процеси та основи розрахунку"/ Вінницький національний технічний університет - Вінниця, 2013

2. Тяговый и топливно-экономический расчёт автомобиля : методические указания / сост. : В.М. Мелисаров, А.В. Брусенков, П.П. Беспалько, - Тамбов : Изд-во Тамб. гос. техн. ун-та, 2009. - 28 с. - 70 экз.

3. Расчёт и построение внешней скоростной характеристики двигателя, динамической характеристики и топливной экономичности автомобиля : метод. указ. / сост. : В.П. Капустин, А.В. Милованов, П.П. Беспалько. - Тамбов : Изд-во Тамб. гос. техн. ун-та, 2010. - 20 с. - 100 экз.

4. Автомобиль. Теория эксплуатационных свойств. Учебное пособи/ А.С. Литвинов, Я.Е. Фаробин - Москва "Машиностроение" _ 1989.

5. Гаспарянц Г.А. Конструкция, основы теории и расчета автомобиля: М.: "Машиностроение", 1978

6. Автомобили: Конструкция, конструирование и расчет./ А.И. Гришкевич, В.А. Вавуло - Мн.: Высшая школа, 1985

Размещено на Allbest.ru

...