147176 (594273), страница 3

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 3)

За счет смещения пружины (сила F_F рис. 2.3.5) на виде сбоку за ось колеса можно при определенной скорости устранить трение в направляющей С и на поршне К, вызванное продольной тяговой силой F_а на переднем колесе.

У автомобилей, имеющих тормоза наружного расположения в колесах, при торможении в верхней точке крепления А и в направляющем шарнире G возникают продольные силы F_АХ2 и F_GХ2, противодействующие составляющим F_АХ1 и F_GХ1, обусловленным смещением пружины. За счет этого при торможении малой интенсивности опасность заклинивания уменьшается (рис. 2.3.6). По причине отрицательного плеча обкатки R_o тормозную силу F_b следует рассматривать в виде F′_b, приложенной на расстоянии а = R_o cos δ_o sin δ_o выше уровня дороги.

3 Силы в пятне контакта колеса с дорогой

Для расчета деталей шасси на прочность используют силы, действующие в пятне контакта колеса с дорогой при равномерном прямолинейном движении автомобиля. При определении долговечности выбирают дорожное покрытие среднего качества, а для расчета статической прочности используют движение по дороге с выбоинами, переезд препятствия или торможения с максимальным замедлением.

Подвеска автомобиля представляет собой колебательную систему, собственная частота колебаний которой определяется жесткостью шины С₁, жесткостью подвески кузова С₂ и массой оси М₁. На неровной дороге амортизатор не может полностью погасить постоянно появляющиеся колебания нагрузки ± ∆N (рис. 3). Применив индекс V для переднего колеса, получим следующие верхние значения нормальной силы в пятне контакта колеса с дорогой:

N_V0 = N_V + ∆ N_V ,

где N_V равна половине допустимой нагрузки на ось, т.е. G_V /2 . При проведении расчета цапфы или полуоси колеса из значения N_V0 следует вычесть вес колеса и ступицы U_R = 100 …150 Н. При рассмотрении других деталей подвески колеса используют половину веса неподрессоренных деталей U_V, т.е.

N′_V0 = N_V + ∆N - (U_V /2)

Многочисленные замеры показали, что изменения нагрузок длительного действия на колесо зависят как от нагрузки на колесо N_V, так и от жесткости шины С₁. Для определения С₁ следует установить в шине рекомендуемое для данного автомобиля давление. На рис. 3 приведен коэффициент динамической нагрузки на колесо К₁, который после умножения на N_V дает верхнее значение нормальной нагрузки соответственно на передние колеса:

N_V0 = К₁ N_V = N_V + ∆ N_V

Отсюда собственно амплитуда изменения нагрузки на передние колеса:

∆ N_V = N_V0 - N_V.

3.1 Определение жесткости радиальных шин 155 ⁄ 70 R13

автомобиля ЗАЗ – 1102 «Таврия»

Шины автомобиля ЗАЗ – 1102 — радиальные, с универсальным рисунком протектора. Отношение высоты профиля к ширине Н/B = 0,7. Радиальное расположение нитей корда обеспечивает снижение числа слоёв корда по сравнению с диагональным расположением, высокую жесткость шин и повышает устойчивость и управляемость автомобиля, уменьшает теплообразование и сопротивление качению. Обозначение шин 155 ⁄ 70 R13, где 155 — ширина профиля в миллиметрах (или 6,1 дюймов), R — обозначает радиальную конструкцию, 13 — посадочный диаметр шины в дюймах (330 мм), 70 — отношение высоты профиля к ширине в процентах. Внутреннее давление воздуха в шинах передних колес 0,2…0,22 МПа (2,0…2,2 кгс/см²).

О жесткости шины судят по ее упругой характеристике, которая представляет собой зависимость между вертикальной нагрузкой и радиальной деформацией, измеряемой обычно при статическом нагружении. Жесткость шины С₁ равна тангенсу угла наклона к средней линии, проведенной в точке, соответствующей статической нагрузке.

Для определения статической жесткости шины воспользуемся следующей формулой [ 1, стр. 263 ]:

,

где k_B – поправочный коэффициент, учитывающий конструкцию шины;

F – нагрузка на шину, H;

D – наружный диаметр шины без нагрузки, мм;

r_ст – статический радиус шины с нагрузкой.

• Определяем осадку шины или статический прогиб:

t_ш = G_К / (р_ш π √D_мВ),

где G_К – нагрузка на колесо, кг;

р_ш – внутреннее давление воздуха, кг/см² (Мпа);

t_ш = 294 / (2,1 · 3,14 √54,4 · 15,5) ≈ 1,506 см,

где 294 – половина допустимой нагрузки на переднюю ось данного автомобиля, кг.

3.2 Определение сил и коэффициентов

Рис. 3.2. Коэффициенты динамической нагрузки на колесо К₁ и К₂, применяемые соответственно при расчетах на выносливость и прочность. Значения обоих коэффициентов зависят от нагрузки на колесо и от жесткости шины С₁; при С₁ не учитывается коэффициент К_F увеличения жесткости при увеличении скорости.

С₁ =170,5 Н ∕ мм = 173,8 кгс/см =1,705 кН/см

С₁ / N_V = 173,8 / 294 ≈ 0,6 см ˉ¹.

Получаем по графику следующие коэффициенты:

К₁ = 1,6, К₂ = 2,6.

Верхнее значение нормальной нагрузки:

N_V0 = К₁ N_V = 1,6∙ 2885 = 4616 Н; N_V0 ≈ 4,616 кН.

Диапазон колебаний нагрузки составляет:

∆N_V = N_V0 – N_V = 4,616 – 2885 = 1,731 кН

Нижнее значение нормальной нагрузки:

N_VU = N_V – ∆ N_V = 2,885 – 1,731 = 1,154 кН.

В связи с использованием жестких шин отношение С₁/ N _h является достаточно высоким. При меньшем давлении воздуха в шине жесткость шины ниже, что равнозначно меньшему значению К₁.

В отличие от меняющейся только по величине (из-за неровностей дороги), но постоянной по направлению вертикальной силы N_V боковая сила ± S₁ (индекс ₁ соответствует расчету на сопротивление усталости) действует в пятне контакта колеса с дорогой знакопеременно.

При равномерном прямолинейном движении следует исходить из статической нагрузки на колесо N_V, умножая ее на коэффициент боковых сил µ_F1, т. е. ± S_V1 = µ_F1 N_V.

Многочисленные измерения показали, что величина µ_F1 зависит только от нагрузки на колесо. На рис. 3.2.2 приведены значения µ_F1, соответствующие дороге с покрытием среднего качества.

Получаем µ_F1 = 0,34 и µ_F2 = 0,86.

± S_V1 = 0,34 · 2,885 = ± 0,981 кН

± S_V2 = 0,86 · 2,885 = ± 2,48 кН

4 Определение статических нагрузок в пружине и шарнирах

Рис. 4. Принятая расчетная схема подвески.

Рис. 4.1 Схема обозначения основных размерных параметров

(а) – вид сбоку (б) – вид сзади

В качестве расчетной принят тип подвески изображенный на рис. 4 со следующими конструктивные параметры подвески (рис. 4.1, а, б):

• Угол поперечного наклона оси поворота δ_o = 15º позволяет сместить несущий шарнир b в пространство колеса и получить отрицательное плечо обкатки, а также укоротить отрезок b.

• Угол продольного наклона оси поворота ε = 3º обеспечивает возврат управляемых колес в нейтральное положение при повороте. Значение последнего угла обеспечивает благоприятное расположение центра продольного крена и связанную с этим 20%-ную компенсацию продольного крена при торможении.

• Угол α = 7° смещения оси амортизатора относительно оси поворота также способствует созданию отрицательного плеча обкатки.

• Плечо обкатки R_{o ст} = -5 мм позволяет уменьшить плечо действия вертикальных нагрузок, тормозных и тяговых сил на амортизаторную стойку, улучшить динамику и кинематику подвески и ее компактность.

• Расстояние d_о = 0,18 м (180 мм) от поверхности дороги до центра шаровой опоры колеса, принимается при статическом положении автомобиля и максимально допустимой нагрузке.

• Угол наклона поперечного рычага β = 3º35′ принимается с учетом, что в движении при незначительных колебаниях подвески автомобиля на ровной дороге он (автомобиль) будет занимать наиболее устойчивое положение при колее передних колёс 1314 мм.

• Высота подвески от поверхности дороги до точки крепления штока амортизатора в крыле автомобиля при номинальной нагрузке на ось принимается равной Нⁿ_ст = 771 мм (без нагрузки Нⁿ_ст = 800 мм.)

• Расстояние (с + о), характеризующее длину амортизаторной стойки при статическом номинальном нагружении автомобиля принимается равной 612 мм.

• Длина рычага ВД принимается равной L_р=325 мм, это позволяет уменьшить зависимость изменения развала от хода колеса при более коротких рычагах, а также добиться относительно большого хода подвески S = 150 мм (рис. 4.2).

Характеристики

Список файлов ВКР