конструкция и эксплуатационный свойства автомобиля

Техническое обоснование выбора расчетных схем проектируемой подвескиНа автомобиле установлена торсионно-рычажная подвеска задних колес (рисунок 8). Направляющим устройством подвески являются два продольных рычага 2, соединенных между собой упругим соединителем 19. Так как соединитель значительно смещен вперед от оси колес, то по своим кинематическим свойствам подвеска соответствует независимой подвеске на продольных рычагах. Независимость хода каждого колеса обеспечивается за счет скручивания усилителя, имеющего U-образное сечение, которое обладает большой жесткостью на изгиб и малой - на кручение. Продольные рычаги 2 выполнены из трубы. Они приварены к соединителю 19 через усилители рычагов и образуют вместе с соединителем единую балку, шарнирно подвешенную через кронштейны 3 к кузову. Каждый рычаг подвески спереди имеет втулку, в которую запрессован резинометаллический шарнир 32, состоящий из резиновой 4 и металлической 5 втулок. Через распорную втулку 5 проходит болт 6, соединяющий рычаг подвески со штампованным кронштейном 3, который крепится к кронштейну 7 кузова приварными болтами с гайками и шайбами. На болт крепления рычага навертывается самоконтрящаяся гайка. К задней части рычагов приварены кронштейны 31 с проушинами для крепления амортизаторов и фланцами 29 для крепления болтами оси 20 ступицы заднего колеса и щита тормозного механизма заднего колеса. Упругие элементы подвески состоят из пружины 12 и буфера 14 хода сжатия. Пружина выполнена из пружинной стали круглого сечения. Она установлена на амортизаторе 18 и опирается нижней частью на чашку 17, а верхней - в опору 9, приваренную к внутренней арке кузова. Нижняя опорная чашка пружины приварена к амортизатору. Между пружиной и верхней опорой установлена изолирующая резиновая прокладка 11. Пружины задней подвески, как и передней, под контрольной нагрузкой по длине делятся на два класса - А и Б. Пружины класса А маркируются желтой краской по внешней стороне средних витков, класса Б - зеленой. Буфер 14 хода сжатия выполнен из полиуретана. Он установлен на штоке амортизатора внутри пружины подвески. Сверху буфер упирается в крышку защитного кожуха 16, а при включении в работу - на опору буфера, которая напрессована на верхнюю часть резервуара амортизатора. На наружной поверхности буфера выполнены кольцевые канавки, определяющие место его деформации. Защитный кожух 16 предохраняет от загрязнения и механических повреждений шток 15 амортизатора и буфер 14 хода сжатия. Кожух изготовлен из резины, имеет гофрированную форму для изменения длины при ходах подвески. В верхней части кожуха выполнена изнутри кольцевая канавка, в которую заходит отбортованная часть стальной крышки. Нижняя часть кожуха, за счет своей упругости, поджимается к опорной чашке пружины подвески. К фланцу рычага подвески четырьмя болтами крепится ось 20 заднего колеса. Одновременно с осью этими же болтами крепится щит 26 тормозного механизма заднего колеса. На оси на двухрядном шариковом подшипнике вращается ступица 1 заднего колеса. Ступица крепится на оси гайкой 22 с упорной шайбой 24. Гайка фиксируется на оси обжимом ее пояска в паз оси. Подшипник 25 в ступице фиксируется стопорным кольцом 27. Подшипник закрытого типа, с закладной "вечной" смазкой. С внутренней стороны ступица уплотняется двумя грязеотражательными кольцами 28, одно из которых приварено к ступице колеса, другое к фланцу оси. Между ними образуется лабиринтное уплотнение. Снаружи полость ступицы закрывается колпаком 21. Между ступицей и колпаком устанавливается уплотнительное кольцо 23. Подшипник ступицы колеса в процессе эксплуатации автомобиля не смазывается и не регулируется. К ступице колеса четырьмя болтами крепится диск колеса. Амортизатор 18 задней подвески гидравлический телескопический двухстороннего действия. Нижней проушиной амортизатор крепится к кронштейну 31 нижнего рычага подвески болтом с самоконтрящейся гайкой. Верхнее крепление амортизатора штырьевое: шток крепится к верхней опоре 9 пружины через две резиновые подушки 13 и опорную шайбу 8. Между шайбой и крышкой защитного кожуха установлена распорная втулка 10.Рисунок 10. Задняя подвеска легкового автомобиля1. Ступица заднего колеса; 2. Рычаг задней подвески; 3. Кронштейн креплений рычага подвески; 4. Резиновая втулка шарнира рычага; 5. Распорная втулка шарнира рычага; 6. Болт крепления рычага задней подвески; 7. Кронштейн кузова; 8. Опорная шайба крепления штока амортизатора; 9. Верхняя опора пружины подвески; 10. Распорная втулка; 11. Изолирующая прокладка пружины подвески; 12. Пружина задней подвески; 13. Подушки крепления штока амортизатора; 14. Буфер хода сжатия; 15. Шток амортизатора; 16. Защитный кожух амортизатора; 17. Нижняя опорная чашка пружины подвески; 18. Амортизатор; 19. Соединитель рычагов; 20. Ось ступицы: 21. Колпак; 22. Гайка крепления ступицы колеса; 23. Уплотнительное кольцо; 24. Шайба подшипника; 25. Подшипник ступицы; 26. Щит тормоза; 27. Стопорное кольцо; 28.Грязеотражатель; 29. Фланец рычага подвески; 30. Втулка амортизатора; 31. Кронштейн рычага с проушиной для крепления амортизатора; 32. Резинометаллический шарнир рычага подвески.4 глава. Расчет задней подвескиПлавность ходаОпределим частоту колебаний кузова:где f – статический прогиб подвески, f = 149 мм;, ммгде G – 85000 МПа;r – радиус витка, r = 57 мм;Pp – нагрузка на упругий элементnp – число рабочих витков, np =12;d – диаметр проволоки, d =12 мм.Нагрузка на упругий элемент (рисунок 5):где Rz – реакция опоры колеса;gk – масса колеса, gk = 24 кг;где m – коэффициент перераспределения по осям, m = 0,56;G – масса автомобиля, G = 915 кг.Рисунок 9.Число колебаний в минуту:Динамический прогиб подвески лежит в пределах, для легковых автомобилей 10-14 см.Конструктивно низкая частота колебаний определяется соотношением массы подвески и жесткости амортизаторов.где М–масса подвески, М = 380 кг [1];Ср – жесткость амортизаторов, Ср = 45,2 кН/м. Конструктивно высокая частота колебаний определяется отношением суммарной жесткости подвески шин и массы не подвешенных элементов подвески:где См – жесткость шин, См= 400 кН/м;m – масса не подвешенных элементов, m = 150 кг.Прогиб упругого элемента равен перемещению колес относительно кузова:fp= fk = 100 мм [1].Напряжение кручения пружины:где k – коэффициент упругости, k = 1.1;r – радиус витка, r = 57 мм;d – диаметр пружины, d = 12 мм [1].Прямолинейное движение.Силы, нагружающие направляющее устройство.Нормальные реакции на колесах (при выжатой нагрузки на колеса):Rz1 – gn = Rz1 – gk = m1 * G1/2 * gk= 233.6 НТормозные силы:PT = Rz1*φ = Rz2 * φ = 186.88 HТормозной момент:M1 = PT * rКолеса =186.88 * 0.286 = 53.45 Н*мБоковые силы:R1 = R2= 0.ЗапасСилы, нагружающие направляющее устройство:Нормальные реакции на колесах (при выжатой нагрузке на колеса) при запасе:Hg– высота центра тяжести, Hg = 0,55 м;В – ширина колес, В = 0,305 м [1];Боковые силы:Основные требования к подвескеЧастота колебаний кузова:где f – статический прогиб подвески, f = 149 мм [1];Вес не подрессоренных масс:GНМ = 1029 H;G20’ = 3724 H на одно колесо 1862 Н – частичная нагрузка;G20’ = 5488 H на одно колесо 2744 Н – полная нагрузка [1].Динамический ходFg- динамический ход подвески, Fg= 149 мм [1].Жесткость пружины:CP1 = G20’/ f0= 1862/149 = 12.5 H/мм;Статический прогиб при полной нагрузке:F20’= G20’/ CP1 = 2744/12,5 = 219 ммВеличина хода подвески до включения ограничителя хода:f' = ke’ * fg, гдеke’ = 0.6-0.7;f' = 0,6 * 149 = 80,4 ммПрогиб подвески при работе:Fox = fg - f’ = 149 - 80.4 = 68,8ммКоэффициент динамичности:kg = 3;Максимальная нагрузка возникающая в конце полного хода сжатия:Gmax = G20’ * kg = 2744 * 3 = 8232 Н;Жесткость ограничения ходаСуммарная жесткость:CΣ = CP1 + GOX = 12.5 + 71.4 = 83.9 Н/ммМаксимальное перемещение колеса:fmax = f20’ +fg = 219 + 149 = 368 ммРасчет амортизатораПлощадь нагруженной поверхности амортизатора:где α – коэффициент теплоотдачи α = 50..70;Tmax= 120 .. 130 0;TB– температура окружающей среды, 20 0С.A – работа перемещаемая амортизатором, А = 45000 Дж;t – время, 1 ч. Наружный диаметр цилиндра резервуара амортизатора:l – Длина корпуса телескопического амортизатора, l = 0,163 мм.Площадь поперечного сечения поршня:ЗаключениеВ ходе выполнения данной курсовой работы были закреплены знания, полученные студентами при изучении дисциплины «Автомобили», а также других общетехнических дисциплин, развиты навыки по расчету характеристик автомобилей, оценивающих их эксплуатационные свойства, приобретены навыки конструирования и освоения методов расчета. В курсовой работе была рассмотрена тема: тягово-динамический и топливно-экономический расчет автомобиля-прототипа. В качестве прототипа для данной курсовой работы был выбран автомобильFord - Ka, оснащенный бензиновым двигателем 1,6 HDI. В данной курсовой работе были рассмотрены следующие задачи по расчету тягово-динамических характеристик автомобиля: 1) подбор двигателя, построение внешней скоростной характеристики двигателя;2) расчет передаточных чисел трансмиссии;3) расчет кинематической скорости автомобиля по передачам;4) тяговая характеристика автомобиля;5) динамическая характеристика автомобиля;6) характеристика динамики разгона автомобиля;7) топливно-экономическая характеристика.В данной работе также произведен расчет задней подвески легкового автомобиля. Торсионно-рычажная подвеска задних колес представляет собой своего рода компромисс между подвеской на продольных рычагах и двух шарнирной подвеской с качающимися полуосями. В ней стараются объединить технические преимущества обеих названных конструкций, одновременно отказавшись от их недостатков. Торсионно-рычажная подвеска в двух своих вариантах используется исключительно в качестве задней подвески. Один из этих вариантов более обоснован экономическими соображениями, а другой применяется из-за его благоприятных кинематических качеств и поэтому обеспечивает технические преимущества. В новых конструкциях находит применение только этот последний вариант.Библиографический списокАвтомобили: Теория и конструкция автомобиля и двигателя: Учебник для студ. Учреждений сред.проф. образования / В.К. Вахламов, М.Г. Шатров, А.А. Юрчевский; Под ред. А.А. Юрчевского. - 2-е изд., стер. - М.: Издательский центр "Академия", 2005. - 816 с.Автомобиль ВАЗ-2109: Устройство, техническое обслуживание и ремонт/А.Д. Просвирин, А.И. Гор, Б.А. Дехтяр и др. - М.: Транспорт, 1984. - 304 с., ил., табл.Илларионов В.А. Теория и конструкция автомобиля. – М.: Машиностроение, 1979. – 302 с. Косолапов Г.М. Методические указания к выполнению курсовой работы по дисциплине «Автомобили. – Волгоград: Изд-во ВолгПИ, 1983. – 41 с.Краткий автомобильный справочник. – М.: Транспорт, 1994. – 223 с. Краткий автомобильный справочник. Том 3. Легковые автомобили. Часть 2 / Кисуленко Б.В. и др. - М: Компания "Автополис-Плюс", НПСТ "Трансконсалтинг", 2004. - 560с., ил., табл.Некрасов В.И. Методические указания к выполнению курсовой и контрольной работ по дисциплинам "Устройство автомобилей" "Основы конструкции ТТМ" для студентов специальностей 190601 АТХ, 190603 СТЭ очной, заочной и заочно-сокращенной форм обучения. - Сургут: СИНГ, 2008 г. - 33с.Фалькевич Б.С. Теория автомобиля. – М.: Машгиз, 1963. – 240 с.