Моделирование рулевого управления автомобиля с гидроусилителем
Составление дифференциального уравнения, которое показывает динамику поворота управляемых колес автомобиля. Анализ перемещения золотника распределителя и давления жидкости в гидросистеме. Построение полной математической модели рулевого правления.
| Рубрика | Транспорт |
| Вид | контрольная работа |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 24.04.2017 |
| Размер файла | 148,0 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
ФГБОУ ВПО «Сaрaтовский госудaрствeнный тeхничeский унивeрситeт имeни Гaгaринa Ю.A.»
Кaфeдрa «Aвтомобили и двигaтeли»
Контрольная работа
«Моделирование процeссов при проeктировaнии, эксплуaтaции и восстaновлeнии aгрeгaтов aвтомобиля»
Нa тeму: «Модeлировaниe рулевого управления автомобиля с гидроусилителем »
Выполнил:
Ротко Ю.А.
Провeрил:
Сычёв A.М.
СAРAТОВ 2016
Содержание
1. Уравнения движения
2. Математическая модель управляемых колёс
3. Модель гидросистемы
4. Уравнение обратной связи
5. Полная математическая модель рулевого управления
6. Динамические характеристики элементов модели
Список использованной литературы
1. Уравнения движения
В рулевом управлении с гидроусилителем, чтобы смоделировать динамику процессов, требуется записать для отдельных его элементов уравнения движения, основными из которых являются управляемые колеса, обратная связь, а также гидравлическая система, в соответствии с расчётной схемой, показанной на рис.1.
Рис. 1 Расчетная схема рулевого управления с гидроусилителем:
б - угол поворота рулевого колеса; и - угол поворота управляемых колес; Хз - перемещение золотника распределителя; Хк- перемещение корпуса распределителя; р, q -соответственно давление и расход рабочей жидкости в гидросистеме;
u - передаточное отношение рулевого механизма; Dц-диаметр силового цилиндра; lc lр lц- расчетные длины рычагов.
Исходные данные для расчёта
Исходные данные определяются умножением чисел таблицы на соответствующие масштабные коэффициенты М.
2. Математическая модель управляемых колёс
В соответствии со вторым законом Ньютона имеем дифференциальное уравнение, который показывает динамику поворота управляемых колёс автомобиля
б
Где: Jk - момент инерции колес относительно поворота осей;
Ms - суммарный момент, приложенный к колесам со стороны водителя и гидроусилителя состоит из двух частей:
Ms = Mв + Мц = (Fn + Fз) • lp + Fцlц = (Fn + Aз • p) • lp + Ац • lц • p
Где: Аэ и Ац - площади соответственно реактивных элементов распределителя и силового цилиндра;
lp, и lц, - длины рычагов, соединяющие соответственно распределитель и цилиндр с управляемыми колесами;
p - давление жидкости рабочей в гидросистеме;
Мс - момент сопротивления повороту колес со стороны дороги, принятый равным
,
Где: Ск - эквивалентная жесткость колес: Ck = C1 + C2;
C1 - угловая жесткость шин;
Kтр - коэффициент демпфирования, который учитывает трение в системе;
C2 - коэффициент, который учитывает подъем передней части автомобиля при повороте колес из-за поперечного наклона шкворня на угол в:
,
Для малых углов поворота
MB = G1 * rf * sin в • cos и
Отсюда
Где: rf - радиус обкатки колес.
G1 - нагрузка на управляемые колеса;
С учетом вышеизложенного, уравнение (1) примет вид
где Vs = Vэ +Vц = Аз•lp + Fц •L ц
Ограничение: с1и ? Mф; Мф ? 0,14• • r0• G1,
Где: r0- расчетный радиус колес.
- коэффициент сцепления колес с дорогой;
3. Модель гидросистемы
Исходя из неразрывности потока жидкости имеем
Qv = Q,,
где Qv - изменение во времени объема гидросистемы из-за перемещения поршня цилиндра гидроусилителя и в связи с податливостью гидросистемы:
,
где ev - объемная податливость системы, м5/Н.
Расход жидкости который проходит через распределитель Q нелинейно зависит от относительного перемещения золотника распределителя Дх и давления р жидкости в гидросистеме:
Q = f(Дx,p).,
После линеаризации нелинейной зависимости (11) получаем следующую линейную зависимость
Q = kx • Дx - kp• p,
где kх и kр - коэффициенты передачи распределителя по относительному перемещению золотника Дx и по давлению p.
После подстановок в уравнение (9) значений Qv и Q в сумме получается уравнение движения для гидросистемы:
,
4. Уравнение обратной связи
Относительное перемещение золотника Дх с поворотом рулевого колеса и управляемых колес связывает ?:
Дx = Xз - Xк
В свою очередь
;
Xк = Lp * и
где u - это передаточное отношение рулевого механизма.
В результате этого. колесо золотник гидросистема рулевой
Угол 1 получается из равенства моментов на рулевом колесе:
Mp' = Mp''
Mp ' = Fp• R = cB ( - 1)
Отсюда
С учетом (21) уравнение обратной связи (14) примет следующий вид
,
Для линейных расчетов принято, что Fn = 0. Тогда данные уравнения (7), (13) и (22) запишутся в следующем виде:
5. Полная математическая модель рулевого управления
Рис. 2 Структурная схема динамической математической модели рулевого управления с гидроусилителем
Результаты исследования полной математической модели рулевого управления
Параметры динамической математической модели рулевого управления с гидроусилителем:
Jk = 3.8*10^4*10^(-4); % kr*m^2
Ktr= 4.2*10^5*10^(-2)/4; % H*cm*c/rad
Cr = 3.7*10^5*10^(-2); % H*cm/rad
u = 17.3; %
D = 3.8*10^(-2); % cm
A = 3.9*10^(-4); % cm^2
ev = 2.5*10^(-2)*10^(-10); % cm^5/H
Kx = 0.38*10^4*10^(-4); % cm^2/H*c
Kp = 1.7*10^(-10); % cm^5/H*c
Lc = 19*10^(-2); % cm
Lp = 23*10^(-2); % cm
Ls = 24*10^(-2); % сm
Vs= A * Lp + A * Ls;
6. Динамические характеристики элементов модели
Передаточные функции, которые соответствуют полной математической модели рулевого управления, то бишь системе дифференциальных уравнений (23) - (25).
,
,
,
Рис. 3 Графики АЧХ и ФЧХ передаточных функций
Список использованной литературы
1. Гришкeвич A. И. Aвтомобили: Тeория.- М.: Высш. школa, 2006. 231 с.
2. Гультяeв A. К. MATLAB 5.3: Имитaционноe модeлировaниe в срeдe Windоws/A. К. Гультяeв.- СПб.: КОРОНA принт,2010.-400 с.
3. Динaмикa систeмы дорогa-шинa aвтомобиль, водитeль / Под рeд. A.A. Хaчaтуровa. - М.: Мaшиностроeниe, 2008. - 536 с.
4. Дьяконов В. П. MATLAB 8+Simulink 6. Основы примeнeния/ В. П. Дьяконов.- М.:СОЛОН-Прeсс,2009.-768 с.
5. Молибошко Л.A. Компьютeрноe модeлировaниe aвтомобилeй: учeбн. пособиe для студ. спeц. "Aвтомобилeстроeниe" учрeждeний, обeспeчивaющих получeниe высшeго обрaзовaния / Л.A. Молибошко.- Минск, ИВЦ Минфинa, 2007.- 280с.
6. Примeнeниe ЭВМ при конструировaнии и рaсчётe aвтомобиля / A.И. Гришкeвич, Л.A. Молибошко, О.С. Руктeшeль, В.М. Бeляeв // Под общ. рeд. A.И. Гришкeвичa.- Мн.: Высш. школa, 2008.- 264 с.
7. Яцeнко Н. Н. Поглощaющaя и сглaживaющaя способность шин.- М.: Мaшиностроeниe, 2008. 132
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Расчет показателей управляемости и маневренности автомобиля ВАЗ-21093. Блокировка колес при торможении. Усилители рулевого управления. Установка, колебания и стабилизация управляемых колес. Кузов автомобиля, подвеска и шины. Увод колес автомобиля.
курсовая работа [1018,9 K], добавлен 18.12.2010Назначение и общая характеристика рулевого управления автомобиля КамАЗ–5320 и колесного трактора МТЗ–80 с гидроусилителем. Основные регулировки рулевого управления. Возможные неисправности и техническое обслуживание. Насос гидравлического усилителя.
контрольная работа [26,6 K], добавлен 29.01.2011Описание назначения, устройства и принципов работы рулевого управления с гидроусилителем автомобиля МАЗ-643008. Изучение основ технического обслуживания и ремонта данного устройства. Ознакомление с основными неисправностями. Основы охраны труда.
дипломная работа [28,4 K], добавлен 03.08.2014Анализ конструкции рулевого управления автомобиля ЗИЛ-431410. Исследование устройства и назначения рулевого механизма. Обзор характерных неисправностей рулевого управления, их признаков, основных причин и способов устранения. Разработка маршрутной карты.
курсовая работа [1,5 M], добавлен 16.03.2014Расчет рулевого управления автомобиля. Силовое передаточное число рулевого управления. Момент сопротивления повороту управляемых колес. Расчет конструкции рулевых механизмов. Расчет тормозных механизмов, усилителей тормозных гидроприводов автомобиля.
методичка [90,8 K], добавлен 19.01.2015Организация и оборудование рабочего места по техническому обслуживанию рулевого управления с гидроусилителем. Принцип работы гидроусилителя руля, его устройство и рекомендации по эксплуатации. Возможные неисправности и методы устранения, проверки.
курсовая работа [709,7 K], добавлен 22.12.2013Особенности технического обслуживания рулевого управления автомобиля "KIA Ceed". Осмотр и проверка рулевого управления на автомобиле. Разработка вероятностной математической модели распределения случайных величин по значениям показателя надежности.
курсовая работа [2,9 M], добавлен 07.03.2015Требования, предъявляемые к механизмам рулевого управления. Классификация рулевого управления. Рулевой механизм червячного типа. Определение передаточного числа главной передачи. Тяговый баланс автомобиля. Динамическая характеристика автомобиля.
курсовая работа [1,8 M], добавлен 19.11.2013Технологический процесс ремонта рулевого управления автомобиля ВАЗ 2104. Увеличенный свободный ход рулевого колеса. Измеритель суммарного люфта рулевого управления. Стенд развал-схождение, его тестирование. Оборудование и инструмент для ремонта.
дипломная работа [3,4 M], добавлен 25.12.2014Разработка технологического процесса технического обслуживания восстановления рулевого управления автомобиля ГАЗ. Корректировка норм технического обслуживания. Экономическая эффективность восстановления рулевого управления. Расчет годового пробега парка.
дипломная работа [4,2 M], добавлен 19.03.2012Определение параметров силовой передачи. Построение графиков мощностного баланса. Динамический паспорт автомобиля. Назначение и место рулевого управления. Обзор конструкторских схем и анализ. Схемы возникновения автоколебаний. Рулевая передача, привод.
курсовая работа [4,5 M], добавлен 27.12.2013Обзор основных метрологических характеристик рулевого управления автомобиля и описание методов его диагностирования. Эргономические и технические требования к рулевому управлению. Аварийная система для систем с силовым приводом. Испытательные коридоры.
курсовая работа [1,1 M], добавлен 22.07.2011Техническая модернизация автомобиля ВАЗ-21093 и ее экономический эффект. Замена камерных покрышек на бескамерные, капота и передних крыльев на пластмассовые, рулевого управления - на управление с гидроусилителем, карбюраторного двигателя на инжекторный.
курсовая работа [2,7 M], добавлен 08.05.2009Обеспечение движения автомобиля в заданном водителем направлении как основное назначение рулевого управления автомобиля Камаз-5311. Классификация рулевых механизмов. Устройство рулевого управления, принцип его работы. Техническое обслуживание и ремонт.
курсовая работа [2,6 M], добавлен 14.07.2016Организация работ на посту ТР рулевого управления легкового автомобиля. Техническое обслуживание на объекте проектирования, схема технологического процесса, расчет годовой производственной программы, числа линий для зон ТО и ТР, производственных площадей.
курсовая работа [2,3 M], добавлен 06.12.2010Обзор правил организации рабочего места автослесаря. Охрана труда и противопожарные мероприятия. Назначение и устройство рулевого управления автомобиля. Диагностика, техническое обслуживание, ремонт и регулировка. Применяемые приспособления и оснастка.
дипломная работа [3,9 M], добавлен 18.06.2011Механизм рулевого управления автомобиля ЗиЛ 4331 и его модификаций, его предназначение для обеспечения движения автомобиля по заданному водителем направлению. Техпроцесс механической обработки вала сошки. Специальные средства технологического оснащения.
дипломная работа [1,9 M], добавлен 23.06.2015Анализ рабочих процессов агрегатов (сцепления, подвески), рулевого и тормозного управления автомобиля. Кинематический и прочностный расчет механизмов и деталей автомобиля Москвич-2140. Определение показателей плавности хода автомобиля (подвеска).
курсовая работа [1,9 M], добавлен 01.03.2011Устройство рулевого привода грузового автомобиля. Внешний контроль технического состояния деталей привода, оценка работы ограничителей поворота. Регулировка зазоров в продольной тяге. Перечень возможных неисправностей, связанных с рулевым приводом.
курсовая работа [2,5 M], добавлен 22.05.2013Определение мощности двигателя. Выбор типа коробки передач. Кинематическая схема трансмиссии. Определение углов поворота управляемых колёс. Подбор типа несущей системы, подвески, тормозной системы, рулевого управления. Расчёт на нагрев нажимного диска.
курсовая работа [3,7 M], добавлен 17.04.2013
