148094 (Проект легкового автомобиля, грузоподъемностью 4 человека, микрохэтчбэк), страница 4

- без бокового скольжении:

=55,22 ⁰

Для определения показателей опорной проходимости определяют коэффициент сцепного веса колёс с полотном дороги:

=0,54

где G_сц – вес, приходящийся на ведущие колёса автомобиля, Н. Для двухосных автомобилей с приводом на передние колёса G_Сц=G₁.

Учитывая, что движение автомобиля по условиям сцепления возможно при условии:

К = =0,45 0,54 > 0,45 (удовлетворяет условию).

Определяют, сможет ли автомобиль двигаться при f=0,04; i=0,06; 0,22.

Давление на опорную поверхность р_о колёс каждой оси принимают р_о=р_ш (р_ш- давление воздуха в шине). р_о = 1,6 кгс/см² и p_o = 1,8 кгс/см² для передней и задней оси соответственно.

Давление на выступах рисунка протектора р_в части шины, которая контактирует с опорной поверхностью принимаем (р_в=2 р_о). р_в= 3,2 кгс/см² и р_в= 3,6 кгс/см² для передней и задней оси соответственно.

1.3.8 Топливная экономичность автомобиля

Для определения топливной экономичности автомобиля необходимо рассчитать ПРИЛОЖЕНИЕ 7 на ЭВМ:

1. Минимальная угловая скорость коленчатого вала 75

2. Максимальная угловая скорость коленчатого вала 495

3. Шаг счёта машины 70

4. Передаточное число главной передачи 4,318

5. КПД трансмиссии0,92

6. Радиус качения колеса 0,305

7. Коэффициент сопротивления качению 0,0251

8. Коэффициент сопротивления качению 0,0351

9. Коэффициент сопротивления качению 0,0451

10. Фактор обтекаемости 0,55

11. Угловая скорость коленвала при макс.мощности 430

12. Удельный эффективный расход топлива0,33

13. Плотность топлива 0,75

14. Количество ведомых колёс, n₁2

15. Количество ведущих колёс, n₂2

16. Момент инерции колеса(J = m_k*r_k²=14*0,305²=1,3) 1,3

17. Момент инерции маховика(приняли)0,3

18. Вес негружёного автомобиля 4944

19. Полный вес автомобиля 8485,65

20. Вес перегруженного автомобиля на 50% 10241

21. Число передач переднего хода, N5

22. Текущее значение эффективной мощности двигателя7,1

14,6

22,2

28,8

33,5

35,5

33,8

23. Передаточные числа коробки передач: 1 - 2,09 2 – 1,74 3 – 1,45

4 – 1,2 5 – 1

Топливную экономичность автомобиля оценивают по его топливно-экономической характеристике:

где g_p – удельный расход топлива при максимальной мощности двигателя.

К_в – коэффициент, учитывающий изменение g_p в зависимости от частоты

Вращения коленчатого вала двигателя.

К - коэффициент, учитывающий изменение g_p в зависимости от степени

использования мощности двигателя.

- плотность топлива, г/см³ (для бензина 0,75).

F *G_a – Сила сопротивление дороги, Н;

- коэффициент сопротивления дороги.

Значение коэффициента К зависит от коэффициента использования мощности: В_i = P_ni/P_i

где P_ni – мощность, которую должен развивать двигатель для движения автомобиля со скоростью по дороге с коэффициентом сопротивления дороги ;

P_ni =

Где V_i – скорость автомобиля, которая соответствует выбранной частоте вращения коленчатого вала двигателя.

Фактор обтекаемости характеризует удельное (на единицу квадрата скорости) аэродинамическое сопротивление автомобиля. Если оценивать топливную экономичность автомобиля по графику в зависимости от фактора обтекаемости следует что чем меньше фактор обтекаемости, а именно чем меньше аэродинамическое сопротивление автомобиля тем меньше расход топлива. Чем выше фактор обтекаемости, тем расход топлива выше. Если рассматривать топливную экономичность автомобиля по графику зависимости загрузки автомобиля от расхода топлива, то следует, что расход топлива наименьший, когда он обладает наименьшим весом (собственная масса). Расход топлива повышается при загрузке автомобиля на 100%. Расход топлива максимален при перегрузке автомобиля на 50%. Рассмотрим по графику зависимость расхода топлива от коэффициента сопротивления качению колёс автомобиля. Из графика видим что чем ниже этот коэффициент, тем ниже расход топлива. Чем коэффициент сопротивления качению выше, тем расход топлива соответственно выше.

2. Эскизный проект

2.1 Компоновка автомобиля

Компоновка автомобиля предусматривает взаимное расположение основных элементов автомобиля – двигателя, трансмиссии, рабочего места водителя, пассажирского салона и груза.

Размещение двигателя зависит от принятой общей схемы компоновки трансмиссии и места размещения двигателя. В зависимости от принятой общей схемы компоновки двигатель может размещаться в переднем отсеке автомобиля или сзади. При переднем размещении двигателя он может быть расположен вдоль продольной оси автомобиля или поперёк. Продольное размещение двигателя используют при классической компоновке (двигатель спереди – ведущий мост сзади). Продольное размещение двигателя можно использовать и для переднеприводных автомобилей, но при этом увеличивается объём и размеры моторного отсека.

При переднем продольном расположении двигателя определяют его внешние габаритные размеры и размеры моторного отсека. Необходимо, чтобы габаритные размеры двигателя позволяли разместить его в моторном отсеке без изменения внешних форм и оперения передней части автомобиля и ухудшения его аэродинамических качеств. Следует предусмотреть, чтобы расстояние от задней части блока цилиндров до перегородки моторного отсека допускало снятие головки цилиндров без демонтажа двигателя с автомобиля. Чтобы туннель от приводного карданного вала не чертеже была наклонена на 5…7 градусов. Положение двигателя на чертеже задают точкой пересечения оси коленчатого вала с плоскостью переднего торца блока цилиндров и углом наклона оси коленчатого вала.

При поперечном расположении двигателя необходимо учесть возможность его размещения в моторном отсеке по габаритной ширине и компоновки радиатора и вентилятора за передней облицовкой капота в зоне наибольшего воздушного напора.

Трансмиссию автомобиля компонуют в зависимости от его колесной схемы. При этом наибольшее внимание уделяют размещению карданной передачи, которая должна обеспечивать минимальное взаимное изменение углов наклона карданных валов между собой.

Длина и конструкция карданного вала определяются способностью этой конструкции обеспечивать критические обороты без разрушения вала, агрегаты трансмиссии размещают из условия обеспечения минимальной длины карданного вала и жесткости соединения агрегатов сцепления и коробки передач.

Компоновка рабочего места водителя и салона автомобиля. Рабочее место водителя должно обеспечивать возможность его эффективной работы в течении рабочей смены без утомления и хорошей обзорности дорожной обстановки, контрольно-измерительных приборов, лёгкости пользования органами управления. Положение сиденья водителя для грузовых и легковых автомобилей определяется размерам:

- Высота подушки сидения А, мм: 310 мм

- Расстояние от руля до подушки, мм: 190 мм

- Наклон сиденья , град: 8 град

- Наклон спинки , град: 104 град

Размеры кабины (кузова) должны допускать беспрепятственное и удобное выполнение работы водителем. Внутренняя ширина кабины грузового автомобиля должна быть не менее 750 мм – одноместная и 1250 мм – двухместная. Высота внутренней части кабины современного грузового автомобиля должна обеспечивать стоячее положение водителя среднего роста (1715 мм) плюс зазор от головы до внутренней стороны обивки 100…135 мм. Толщина крыши должна составлять 20…40 мм.

При размещении пассажира, сидящего на заднем сиденье, необходимо обеспечить зазор между элементами голени пассажира и контурной линией задней стороны переднего сиденья.

Максимальные усилия, необходимые для приведения в действие органов управления (в Н), при удобной посадке и длительной работе водителя должны составлять:

- рулевое колесо: 60 Н

- педаль тормоза:700 Н

- педаль сцепления: 150 Н

- рычаг стояночного тормоза: 400 Н

- рычаг переключения передач:60 Н

При наличии усилителя в рулевом приводе или тормозной системе в случае их отказа должна быть обеспечена возможность управления машиной.

Размеры пассажирского салона выбирают из соображений удобства размещения пассажиров согласно антропологическим требованиям, обеспечения необходимости при длительной езде.

Размеры грузовой платформы выбирают в зависимости от класса перевозимого груза, для которого проектируется платформа, необходимости размещения всего объёма (веса) номинальной грузоподъёмности в пределах габаритных размеров грузовой платформы и действующих габаритных ограничений.

2.2 Основные технико-эксплуатационные показатели автомобиля

1. Число мест: 4

2. Масса багажа, кг:60

3. Полная масса автомобиля, кг: 865

- в т.ч. на переднюю ось:467

4. Дорожный просвет, мм: 155

5. Радиус поворота, м:

- по оси следа внешнего переднего колеса: 5,5

- наружный габаритный: 5,9

6. Максимальная скорость, км/ч: 126

7. Тормозной путь со скоростью 50 км/ч, м: 16

8. Время разгона до 100 км/час, с: 15

9. Двигатель: рядный, карбюраторный четырёхтактный, четырёх цилиндровый, жидкостного охлаждения.

10. Диаметр цилиндра * ход поршня, мм: 71*82

11. Рабочий объём, л: 1,296

12. Степень сжатия:8.2

13. Порядок работы цилиндров: 1-3-4-2

14. Максимальная мощность, л.с: 56 при 4300 об/мин

15. Максимальный крутящий момент, кгс*м: 7,6 при 2800 об/мин

16. Карбюратор: К-127Б

17. Электрооборудование: 12 В

18. Аккумуляторная батарея: 6СТ-55

19. Прерыватель распределитель: Р114-Б

20. Катушка зажигания: Б115-В

21. Свечи зажигания:А23

22. Генератор:Г502-А

23. Реле регулятор: РР310-Б

24. Стартер: СТ368

25. Сцепление: однодисковое, сухое

26. Коробка передач: пятиступенчатая с синхронизаторами

27. Главная передача: одинарная со спиральными зубьями

28. Передаточные числа:1)- 2,09; 2)- 1,74; 3)- 1,45; 4)- 1,2; 5)- 1; г.п. - 4,318

29. Рулевой механизм:глобоидальный червяк с двухгребневым роликом(17)

30. Подвеска:передняя – независимая рычажно-торсионная

задняя – независимая пружинная.

31.Тормоза: передние – дисковые, задние – барабанные

32. Число колёс: 4+1

33. Тип шин: 165/70 R13 M234

34. Давление воздуха в шинах, кгс*см²: передние – 1,6;задние – 1,8

35. Масса агрегатов, кг: 1)двигатель с оборудованием и сцеплением103

2) коробка передач 35

3) передний мост/задний мост 46/40

4) кузов 205

5) колесо в сборе и шиной 14

36.Заправочные объёмы и эксплутационные материалы, л: (рекомендуемые):

-топливный бак: 50 – бензин А-92;система смазки: всесезонно М10ГИ

-воздушный фильтр: 1,04 – масло для двигателя;

-картер рулевого механизма: 1,45 – масло ТАд-17

- коробка передач и главной передач: 1,5 то же;

- гидравлическая система тормозов и сцепления: 0,7 тормозная жидкость

- бачок омывателя ветрового стекла:1,0-жидкость НИИСС-4(смесь с водой

3. Технический проект

3.1 Конструкция разрабатываемого узла и принцип его работы

Рулевое управление – совокупность механизмов автомобиля, обеспечивающих его движение в заданном направлении. Рулевое управление состоит из рулевого колеса, соединённого валом с рулевым механизмом, и рулевого привода. Иногда в рулевое управление включён усилитель.

Рулевым механизмом называют замедляющую передачу, преобразовывающую вращение вала рулевого колеса во вращательное вала сошки. Крутящий момент передаётся от рулевого колеса к валу червяка, далее через зацепление червяк-ролик к ролику (двух, трёх гребневый…), который в свою очередь передаёт вращение на вал сошки. Этот механизм увеличивает прикладываемое к рулевому колесу усилие водителя и облегчает его работу. Можно также сказать, что механизм является одноступенчатым редуктором (на входе получаем более низкий крутящий момент с более высокой угловой скорость вращения рулевого колеса, по сравнению с более высоким крутящим моментом, но более медленной угловой скоростью на сошке).

Рулевой механизм представляет собой или червячную, или винтовую, или кривошипную, или зубчатую передачи, или комбинацию таких передач. Большое распространение получили рулевой механизм в виде червячной передачи с червяком глобоидальной формы. К этому типу относят рулевые механизмы легковых автомобилей и многих грузовых автомобилей семейства ГАЗ.

Устройство и конструкция узла представлена в графической части работы и в спецификации к разрабатываемому узлу.