Главная стр 1
скачать




Содержание
Введение……………………………………………………………....................3

1 Проектировочный тяговый расчет автомобиля..............................................4

1.1 Выбор прототипа……………………………………………………………4

1.2 Расчет максимальной мощности двигателя……………………………….5

1.3 Внешняя скоростная характеристика двигателя………………………….5

1.4 Расчет передаточных чисел трансмиссии…..……………………..............7

1.4.1 Передаточное число главной передачи............………………………….7

1.4.2 Передаточные числа коробки передач.............………………………….7

2 Поверочный тяговый расчет автомобиля.....………………………………..9

2.1 Расчет кинематической скорости автомобиля по передачам....…………9

2.2 Тяговая характеристика автомобиля...................…………………………10

2.3 Динамическая характеристика автомобиля.........………………………...12

2.4 Характеристики разгона автомобиля.........……………………………….12

2.4.1 Ускорение автомобиля.......................................………………………....12

2.4.2 Время разгона автомобиля.................................………………………...14

2.4.3 Путь разгона автомобиля......................................................................….15

3 Топливно-экономический расчет автомобиля……………………………...17

3.1 Расчет баланса и степени использования мощности………...…………..17

3.2 Расчет расходов топлив............................................………………………20

4 Описание конструкции тормозной системы........…………….…………….21

5 Функциональный и прочностной расчеты тормозной системы…..………23

6 Техническая характеристика автомобиля.................……………………….25

Заключение……………………………………………………………………...26

Список литературы……………………………………………………………..27

Приложение А


Введение.
Курсовой проект - это один из этапов изучения курса «Автотранспортные средства», она завершает самостоятельную работу студента, выполняемую им при прохождении курса.

Задачами курсового проекта являются:



  1. систематизация и закрепление знаний по курсу «Автотранспортные средства» и другим общетехническим и специальным дисциплинам;

  2. развитие творческих способностей и инициативы при решении инженерно-конструкторских задач в области проектирования;

  3. получение практики по обоснованию принимаемых решений и по критической оценке существующих конструкций, а также по составлению пояснительной записки.

Целью данного курсового проекта является ознакомление с методами выбора основных параметров автомобиля и его агрегатов, обеспечивающих ему заданные свойства, а также разработка или модернизация заданного агрегата или узла автомобиля (в данной работе передних колесных тормозов).

Задачей конструктора тормозов является проектирование узлов и агрегатов, обеспечивающих выполнение всех общих и специфичных требований. Общими требованиями для тормозов являются: высокие эффективность и надежность, минимальные металлоемкость и трудоемкость изготовления, минимальные затраты на техническое обслуживание при обеспечении заданной долговечности. Кроме того, к каждому агрегату предъявляется ряд особых, характерных ему требований. Степень полноты выполнения требований, предъявляемых к тормозам в целом и к отдельным агрегатам, определяет их качество.



1 Проектировочный тяговый расчет автомобиля
Все формулы в разделе используются из [3].

Исходные данные:

1. класс автомобиля: 2

2. вид автомобиля: 1

3. тип двигателя: карбюраторный

4. максимальная скорость движения 39 м/с;



1.1 Выбор прототипа
По заданному классу и виду автомобиля, заданной максимальной скорости движения автомобиля и типу двигателя в качестве прототипа к проектируемому автомобилю выбираем автомобиль ВАЗ-2101, техническая характеристика которого приведена в таблице 1.1.
Таблица – 1.1 Техническая характеристика автомобиля ВАЗ-2101


Параметр

Значение

параметра



Полная масса автомобиля, кг:

на переднюю ось

на заднюю тележку


1355

615


740

Максимальная скорость движения автомобиля, км/ч

142

Контрольный расход топлива при 80 км/ч, л/100км

8

Высота автомобиля, мм

1440

Колея автомобиля, мм

1349

База автомобиля, мм

2424

Номинальная мощность двигателя, кВт

47

Частота вращения коленчатого вала двигателя при

номинальной мощности, об/мин



5600

Максимальный крутящий момент двигателя, Н·м

87,3

Частота вращения коленчатого вала двигателя

при максимальном моменте, об/мин



3400

Минимальный удельный расход топлива, г/(кВт·ч)

245

Номинальный радиус колеса, мм

300

Колесная формула

4 x 2


1.2 Расчет максимальной мощности двигателя
Эффективная мощность двигателя при максимальной скорости определяется выражением

, (1.1)

где - коэффициент полезного действия трансмиссии. Для автомобилей с колесной формулой - ; - полная масса автомобиля, кг; - коэффициент дорожного сопротивления, лежащий в пределах . Принимаем ; - коэффициент сопротивления воздуха, . Для легковых автомобилей



;

- площадь лобового сопротивления, м2

, (1.2)

где - колея передних колес автомобиля, м;



- высота автомобиля, м

;

- максимальная скорость движения, м/с.

Следовательно, эффективная мощность двигателя при максимальной скорости движения автомобиля равна



.

Для карбюраторного двигателя максимальная мощность двигателя равна:



.

1.3 Внешняя скоростная характеристика двигателя
Зависимость текущих значений эффективности мощности двигателя от угловой скорости вращения коленчатого вала устанавливается формулой

,, (1.3)

где – коэффициенты, зависящие от типа и конструкции двигателя. Для карбюраторного двигателя а = в = с = 1.

Для угловой скорости вращения коленчатого вала двигателя получаем

.

Для остальных значений угловой скорости вращения коленчатого вала двигателя значения эффективной мощности рассчитываем аналогично, и результаты сводим в таблицу 1.2.

Текущее значение крутящего момента определяется выражением

, . (1.4)

Для угловой скорости вращения коленчатого вала двигателя получаем



.

Для остальных значений угловой скорости вращения коленчатого вала двигателя значения крутящего момента рассчитываем аналогично, и результаты сводим в таблицу 1.2.


Таблица 1.2 – Результаты расчета внешней скоростной характеристики двигателя.

Параметр

Размерность

Значения параметров

ωe

c-1

117,20

234,40

351,60

468,80

586,00

703,20

Ne

кВт

12,6904

27,1312

40,6968

50,7616

54,7

49,8864

Me

Н·м

0,1083

0,1157

0,1157

0,1083

0,0933

0,0709

По полученным значениям эффективной мощности и крутящего момента строим внешнюю скоростную характеристику двигателя (рисунок 1.1).



Рисунок 1.1 – Внешняя скоростная характеристика.

1.4 Расчет передаточных чисел трансмиссии
1.4.1 Передаточное число главной передачи

Передаточное число главной передачи определяется выражением



, (1.5)

где - угловая скорость вращения коленчатого вала двигателя при максимальной скорости, с-1. Принимаем ;



- передаточное число высшей ступени. Принимаем ;

- радиус качения колеса

, , (1.6)

где - коэффициент деформации шины. Для шин высокого давления . Принимаем ;



- номинальный радиус колеса, , следовательно, радиус качения колеса равен

.

Следовательно, передаточное число главной передачи равно



.
1.4.2 Передаточные числа коробки передач

Передаточное число первой передачи, необходимое по условию преодоления максимального дорожного сопротивления определяется выражением



, (1.7)

где - максимальный крутящий момент, развиваемый двигателем,;



- максимальный коэффициент дорожного сопротивления, лежащий в пределах . Принимаем ;

Следовательно, передаточное число первой передачи из условия преодоления максимального дорожного сопротивления равно



.

Передаточное число первой передачи, определяемое из условия отсутствия буксования ведущих колес, определяется выражением



, (1.8)

где - сцепной вес автомобиля, Н. Для заднеприводных автомобилей



, (1.9)

где - масса, приходящаяся на тележку автомобиля, . Тогда сцепной вес равен



;

- максимальный коэффициент сцепления с дорогой. Для асфальтобетонного покрытия . Принимаем ;

- коэффициент перераспределения реакций. Для задней оси .

Принимаем .

Следовательно, передаточное число первой передачи из условия отсутствия буксования ведущих колес автомобиля равно

.

Передаточное число первой передачи, определенное из условия обеспечения минимальной устойчивой скорости, определяется выражением



, (1.10)

где - минимальная устойчивая угловая скорость коленчатого вала двигателя, ;



- минимально устойчивая скорость движения автомобиля.

Принимаем .

Следовательно, передаточное число первой передачи из условия обеспечения минимальной устойчивой скорости движения автомобиля равно

.

Принимаем передаточное отношение первой передачи равным .

Передаточное отношение четвертой передачи принимаем равным единице, т. е. .

Тогда передаточное отношение второй передачи определяется выражением



. (1.11)

.

Передаточное отношение третьей передачи определяется выражением



. (1.12)

.


2 Поверочный тяговый расчет автомобиля
2.1 Расчет кинематической скорости автомобиля по передачам

Кинематическая скорость автомобиля в функции угловой скорости коленчатого вала двигателя определяется выражением



. (2.1)

Для первой передачи при частоте вращения коленчатого вала находим кинематическую скорость движения автомобиля



.

Для остальных значений угловой скорости вращения коленчатого вала двигателя и высших передач значения кинематической скорости движения автомобиля рассчитываем аналогично, и результаты сводим в табл. 2.1.


Таблица 2.1 – Результаты расчета внешней скоростной характеристики двигателя, скоростной, тяговой и динамической характеристик и графиков ускорений автомобиля


Параметр

Размерность

Значения параметров

1

2

3

4

5

6

7

8

ωe

с-1

117,20

234,40

351,60

468,80

586,00

703,20

Ne

кВт

12,6904

27,1312

40,6968

50,7616

54,7

49,8864

Me

Н·м

0,1083

0,1157

0,1157

0,1083

0,0933

0,0709

Первая передача

υ1

м/с

1,40

2,80

4,20

5,60

7,00

8,40

PT1

кН

8,1581

8,7207

8,7207

8,1581

7,0329

5,3450

PB1

кН

0,00114

0,0046

0,0103

0,0183

0,0286

0,0411

PC1

кН

8,1570

8,7162

8,7105

8,1398

7,0043

5,3039

D1

-

0,6136

0,6557

0,6553

0,6124

0,5269

0,3990

j1

м/с2

2,4861

2,6623

2,6605

2,4807

2,1230

1,5872

1/j1

с2

0,4022

0,3756

0,3759

0,4031

0,4710

0,6300

Вторая передача

υ2

м/с

2,34

4,67

7,01

9,34

11,68

14,01

PT2

кН

4,8908

5,2281

5,2281

4,8908

4,2162

3,2043

PB2

кН

0,0032

0,0127

0,0286

0,0509

0,0795

0,1144

PC2

кН

4,8876

5,2154

5,1995

4,8399

4,1367

3,0899

D2

-

0,3677

0,3924

0,3912

0,3641

0,3112

0,2325

j2

м/с2

2,2521

2,4119

2,4041

2,2289

1,8862

1,3761

1/j2

с2

0,4440

0,4146

0,4160

0,4487

0,5302

0,7267

Третья передача

υ3

м/с

3,90

7,79

11,69

15,58

19,48

23,37

PT3

кН

2,9320

3,1342

3,1342

2,9320

2,5276

1,9210

PB3

кН

0,0088

0,0354

0,0796

0,1415

0,2211

0,3183

PC3

кН

2,9232

3,0989

3,0546

2,7905

2,3065

1,6026

D3

-

0,2199

0,2331

0,2298

0,2099

0,1735

0,1206

j3

м/с2

1,6115

1,7181

1,6912

1,5311

1,2376

0,8107

Продолжение таблицы 2.1





1/j3

с2

0,6205

0,5821

0,5913

0,6531

0,8080

1,2335

Четвертая передача

υ4

м/с

6,50

13,00

19,49

25,99

32,49

38,99

PT4

кН

1,7577

1,8790

1,8790

1,7577

1,5153

1,1516

PB4

кН

0,0246

0,0984

0,2214

0,3937

0,6151

0,8858

PC4

кН

1,7331

1,7805

1,6575

1,3641

0,9002

0,2659

D4

-

0,1304

0,1340

0,1247

0,1026

0,0677

0,0200

j4

м/с2

0,9756

1,0071

0,9253

0,7302

0,4217

0,0000

1/j4

с2

1,0251

0,9930

1,0807

1,3695

2,3711

####

По полученным значениям строим график зависимости кинематической скорости автомобиля от угловой скорости коленчатого вала двигателя (рис.2.1).



Рисунок 2.1 – График кинематической скорости автомобиля


2.2 Тяговая характеристика автомобиля
Касательная сила тяги на ведущих колесах автомобиля определяется выражением

. (2.2)

Для движения автомобиля на первой передаче при скорости вращения коленчатого вала двигателя определяем значение касательной силы тяги на ведущих колесах



.

Для остальных значений угловой скорости вращения коленчатого вала двигателя и высших передач значения касательной силы тяги на ведущих колесах автомобиля рассчитываем аналогично, и результаты сводим в таблицу 2.1.

Сила сопротивления воздуха при движении автомобиля определяется выражением

. (2.3)

Для движения автомобиля со скоростью сила сопротивления воздуха равна



.

Для остальных значений угловой скорости вращения коленчатого вала двигателя и высших передач значения силы сопротивления воздуха рассчитываем аналогично, и результаты сводим в таблицу 2.1.

Свободная сила тяги автомобиля определяется выражением

. (2.4)

Для соответствующих значений касательной силы тяги на ведущих колесах автомобиля и силы сопротивления воздуха определяем свободную силу тяги



.

Для остальных значений угловой скорости вращения коленчатого вала двигателя и высших передач значения свободной силы тяги рассчитываем аналогично, и результаты сводим в таблицу 2.1. По полученным значениям строим тяговую характеристику автомобиля (рисунок 2.2).



Рисунок 2.2 – Тяговая характеристика автомобиля



2.3 Динамическая характеристика автомобиля
Динамический фактор автомобиля определяется выражением

. (2.5)

Для соответствующего значения свободной силы тяги определяем значение динамического фактора автомобиля



.

Для остальных значений угловой скорости вращения коленчатого вала двигателя и высших передач значения динамического фактора автомобиля рассчитываем аналогично, и результаты сводим в таблицу 2.1. По полученным значениям строим динамическую характеристику автомобиля (рис.2.3).



Рисунок 2.3 – Динамическая характеристика автомобиля


2.4 Характеристики разгона автомобиля
2.4.1 Ускорение автомобиля

Ускорение автомобиля во время разгона определяется выражением



, (2.6)

где δi – коэффициент учета вращающихся масс



, (2.7)

где для одиночных автомобилей при номинальной мощности. Принимаем и .

Следовательно, коэффициент учета вращающихся масс для первой передачи равен

;

для второй передачи



;

для третьей передачи



;

для четвертой передачи



;

Следовательно, для движения автомобиля на первой передаче при угловой скорости вращения коленчатого вала двигателя ускорение автомобиля равно



.

Для остальных значений угловой скорости вращения коленчатого вала двигателя и высших передач значения ускорения автомобиля рассчитываем аналогично, и результаты сводим в таблицу 2.1. По полученным значениям строим график ускорений автомобиля (рисунок 2.4).



Рисунок 2.4 – График ускорений автомобиля



2.4.2 Время разгона автомобиля

Из выражения (2.6) находим



. (2.7)

Интегрируя, находим время разгона автомобиля



. (2.8)

Вычисление времени разгона по выражению (2.8) осуществляем с использованием графика обратных ускорений, для построения которого по данным ускорений ji в таблице 2.1 вычислим обратные ускорения 1/ji до скорости 0,9υmax . Данные вычисления обратных ускорений сводим в таблицу 2.1 и строим график обратных ускорений (рисунок 2.5).



Рисунок 2.5 – График обратных ускорений автомобиля
Площадь на графике обратных ускорений, ограниченная сверху кривыми 1/ji, осью скоростей снизу и прямыми υ =υ0 и υ =0,9υmax, согласно выражению (2.8), представляет собой время разгона автомобиля от скорости υ0 до скорости 0,9υmax. Для его определения весь диапазон скорости разбиваем на шесть интервалов.

Считая, что в каждом интервале скорости разгон автомобиля происходит с обратным ускорением, определенным выражением



, (2.9)

то, следовательно, время разгона автомобиля от скорости υ0 до скорости 0,9υmax рассчитываем по выражению



, (2.10)

Для соответствующих значений ускорений ji-1 и ji получаем среднее обратное ускорение равно



и время разгона в интервале



.

Для остальных интервалов разгона автомобиля среднее обратное ускорение в интервале и время разгона автомобиля в интервале вычисляем аналогично, и результаты вычислений сводим в таблицу 2.2.

Полное время разгона автомобиля от скорости υ0 до скорости 0,9υmax определяется выражением

. (2.11)


2.4.3 Путь разгона автомобиля

Скорость движения автомобиля определяется выражением



, (2.12)

откуда


. (2.13)

Интегрируя, получаем



. (2.14)

Считая, что в каждом интервале времени разгона, соответствующим интервалам скорости, движение автомобиля происходит со средней скоростью, определенной по формуле



, (2.15)

путь его разгона в интервале равен



. (2.16)

Таблица 2.2 – Результаты расчета времени и пути разгона автомобиля.



Номер интервала разгона

1

2

3

4

5

1

2

3

4

5

6

7

8

Скорость в начале интервала

υi-1

м/с

1,4

4,2

8,4

12,5

23,4

Скорость в конце интервала

υ­i

м/с

4,2

8,4

12,5

23,4

35,1

Обратное ускорение в начале интервала

1/ji-1

с2

0,4

0,38

0,43

0,62

1,2

Обратное ускорение в конце интервала

1/ji

с2

0,38

0,63

0,6

1,23

2,7

Среднее обратное ускорение

1/ji ср

с2

0,39

0,51

0,52

0,93

1,95

Время разгона в интервале

t

с

1,34

2,14

2,2

8,74

22,82

Полное время разгона

T

с

1,34

3,48

6,73

15,47

38,29

Средняя скорость в интервале

υi ср

м/с

2,8

6,3

10,5

18

29,25

Путь разгона в интервале

Sj

м

3,8

13,5

36,4

163,4

667,5

Полный путь разгона

S

м

3,8

17,3

53,7

217,1

884,6

Для первого интервала средняя скорость движения автомобиля равна



,

а путь разгона автомобиля равен



.

Для остальных интервалов разгона автомобиля среднюю скорость движения в интервале и путь разгона автомобиля в интервале вычисляем аналогично, и результаты вычислений сводим в таблицу 2.2.

По данным таблицы 2.2 строим график времени и пути разгона автомобиля (рисунок 2.6).

Рисунок 2.6 – График времени и пути разгона автомобиля



3 Топливно-экономический расчет автомобиля
Топливно-экономическая характеристика представляет зависимость путевого расхода топлива от скорости движения автомобиля при различных коэффициентах дорожного сопротивления.

При установившемся движении путевой расход топлива определяется выражением



, , (3.1)

где ge – удельный расход топлива, г/(кВт·ч);

NЗ – мощность, затрачиваемая на движение автомобиля, кВт;

ρ – плотность топлива.

Расчет топливно-экономической характеристики осуществляется с использованием данных расчета тягово-динамических характеристик автомобиля.
3.1 Расчет баланса и степени использования мощности
Расчет баланса мощности автомобиля выполняется на высшей передаче при двух значениях коэффициента дорожного сопротивления. Для этого при расчетных значениях угловой скорости коленчатого вала двигателя принятых в тягово-динамическом расчете и соответствующих им значениях скорости автомобиля вычисляются мощность, подводимая к ведущим колесам автомобиля; мощность, необходимая для преодоления дорожного сопротивления и мощность, необходимая для преодоления сопротивления воздуха.

Мощность, подводимая к ведущим колесам автомобиля, определяется выражением



, . (3.2)

Для угловой скорости коленчатого вала двигателя и соответствующему ей значению эффективной мощности находим значение мощности, подводимой к ведущим колесам



.

Мощность, необходимая для преодоления сопротивления воздуха, определяется выражением



, . (3.3)

Для угловой скорости коленчатого вала двигателя и соответствующему ей значению силы сопротивления воздуха находим значение мощности, идущей на преодоление сопротивления воздуха



.

Мощность, необходимая для преодоления дорожного сопротивления, определяется выражением



, . (3.4)

Расчет мощности, необходимой для преодоления дорожного сопротивления выполним для двух значений коэффициента дорожного сопротивления:



и

.

Для скорости движения автомобиля υ = 6,5 м/с и коэффициента дорожного сопротивления ψ = 0,02 мощность, необходимая для преодоления дорожного сопротивления равна

.

Мощность, затрачиваемая на движение автомобиля



, . (3.5)

Для соответствующих значений мощностей, затрачиваемых на преодоление сопротивления воздуха и дорожного сопротивления, мощность, затрачиваемая на движение автомобиля равна



.

Для остальных значений скорости вращения коленчатого вала двигателя (скорости движения автомобиля) значения мощности, подводимой к ведущим колесам автомобиля; мощностей, идущих на преодоление сопротивления воздуха и дорожного сопротивления, а так же мощности, затрачиваемой на движение автомобиля, находим аналогично, результат вычислений сводим в таблицу 3.1 и строим графики мощностного баланса автомобиля (рисунок 3.1)

Степень использования мощности определяется выражением

. (3.6)

Для соответствующих значений мощностей, затраченной на движение автомобиля и подводимой к ведущим колесам определяем степень использования мощности



.

Степень использования угловой скорости коленчатого вала двигателя определяется выражением



. (3.7)

Для скорости вращения коленчатого вала двигателя степень использования угловой скорости коленчатого вала двигателя равна



.

Для остальных значений угловой скорости вращения коленчатого вала двигателя значения степеней использования мощности и угловой скорости коленчатого вала двигателя находим аналогично, и результаты вычислений сводим в таблицу 3.1.


Таблица 3.1 – Результаты расчета баланса мощности и расхода топлива



Параметр

Размерность

Значения параметров

ωе

с-1

117,20

234,40

351,60

468,80

586,00

703,20

υ5

м/с

6,50

13,00

19,49

25,99

32,49

38,99

Ne

кВт

12,6904

27,1312

40,6968

50,7616

54,7

49,8864

NT

кВт

11,4214

24,4181

36,6271

45,6854

49,23

44,8978

NB

кВт

0,1599

1,2790

4,3166

10,2321

19,9845

34,5332

ψ=ψV=0.02

ND

кВт

1,7274

3,4549

5,1823

6,9097

8,6372

10,3646

NЗ

кВт

1,8873

4,7339

9,4989

17,1418

28,6216

44,8978

И

-

0,1652

0,1939

0,2593

0,3752

0,5814

1,0000

КИ

-

2,1466

1,9964

1,6968

1,3031

0,9521

1,0000

Е

-

0,2

0,4

0,6

0,8

1

1,2

КЕ

-

1,0893

0,9954

0,9570

0,9623

1,0000

1,0585

ge

г/(кВт·ч)

454,566

386,328

315,663

243,784

185,092

205,769

Qs

л/100км

5,5822

5,9499

6,5035

6,7978

6,8942

10,0189

ψ=ψV+0.005= 0.025

ND

кВт

2,1593

4,3186

6,4779

8,6372

10,7964

12,9557

NЗ

кВт

2,3192

5,5976

10,7945

18,8692

30,7809

47,4889

И

-

0,2031

0,2292

0,2947

0,4130

0,6252

1,0577

КИ

-

1,9507

1,8271

1,5590

1,2084

0,9224

1,0269

Е

-

0,2

0,4

0,6

0,8

1

1,2

КЕ

-

1,0893

0,9954

0,9570

0,9623

1,0000

1,0585

ge

г/(кВт·ч)

413,074

353,575

290,035

226,055

179,316

211,299

Qs

л/100км

6,2335

6,4390

6,7905

6,9387

7,1829

10,8820

Рисунок 3.1 – График мощностного баланса автомобиля на высшей передаче



3.2 Расчет расходов топлив

Удельный расход топлива определяется выражением



, , (3.8)

где geN – удельный расход топлива при максимальной мощности, г/(кВт·ч), принимаемый на 5…10% больше минимального удельного расхода;

КИ – коэффициент, учитывающий изменение удельного расхода топлива в зависимости от степени использования мощности, определяемый по формуле

; (3.9)

КЕ – коэффициент, учитывающий изменение удельного расхода топлива в зависимости от степени использования угловой скорости коленчатого вала двигателя, определяемый по формуле



. (3.10)

Для соответствующих значений степени использования мощности и степени использования угловой скорости коленчатого вала двигателя находим значение коэффициентов: ;



,

а также соответствующий удельный расход топлива



.

Остальные значения удельного расхода топлива находим аналогично и результаты вычислений сводим в таблицу 3.1.

По выражению (3.1) рассчитываем путевой расход топлива

.

Остальные значения путевого расхода топлива при различных скоростях движения находим аналогично, результат вычислений сводим в таблицу 3.1, а также строим топливно-экономическую характеристику автомобиля (рисунок 3.2).



Рисунок 3.2 – Топливно-экономическая характеристика автомобиля



4 Описание конструкции тормозной системы
Тормозная система автомобиля ВАЗ-2101 по своему назначению и выполняемым функциям разделяется на рабочую, запасную и стояночную. Рабочая тормозная система обеспечивает регулирование скорости автомобиля и его остановку с необходимой эффективностью, запасная остановку автомобиля с необходимой эффективностью при выходе из строя рабочей тормозной системы, а стояночная служит для удержания стоящего автомобиля. Ее можно использовать и как аварийную при выходе из строя рабочей или запасной тормозных систем. Рабочая тормозная система имеет двухконтурный раздельный гидравлический привод на тормозные механизмы передних и задних колес, что значительно повышает безопасность движения автомобиля. При отказе одного из контуров другой используется в качестве запасной тормозной системы, т. е. она является частью рабочей тормозной системы.

Тормозные механизмы колес смонтированы непосредственно в колесах автомобиля. Они предназначены для создания сопротивления движению автомобиля. Тормозной механизм переднего колеса дисковый. Он состоит из суппорта 5 в сборе с рабочими цилиндрами, двух тормозных колодок, пальцев крепления колодок и трубопроводов. Суппорт отлит из высокопрочного чугуна. Он крепится к фланцу поворотного кулака вместе с защитным кожухом и поворотным рычагом. В суппорте выполнены радиусный паз для размещения тормозного диска и два поперечных паза, в которых расположены тормозные колодки. В приливах суппорта имеются два окна с направляющими пазами, в которых установлены два противолежащих колесных цилиндра. Точное расположение цилиндров относительно суппорта обеспечивается пружинными фиксаторами. При установке цилиндра в паз суппорта фиксатор под действием пружины заходит в специальный боковой паз суппорта. Корпус рабочего цилиндра отлит из алюминиевого сплава. В цилиндре расположен стальной полый поршень, уплотненный резиновым кольцом. Оно расположено в канавке цилиндра и служит не только для уплотнения зазора, но и для возврата поршня в исходное положение при растормаживании. Полость цилиндра защищена от загрязнения резиновым колпачком, наружная кромка которого удерживается на буртике цилиндра, а внутренняя кромка охватывает посадочный поясок поршня. Рабочие полости цилиндров соединены между собой трубкой. Во внешний цилиндр ввернут штуцер для прокачки привода передних тормозов, во внутренний - штуцер для подвода жидкости. Поршни упираются в тормозные колодки, на которые наклеены фрикционные накладки. Колодки установлены на направляющих пальцах, которые удерживаются от осевого смещения шплинтами, а чтобы не было вибраций колодок на пальцах, применяются пружины, прижимающие колодки к пальцам. Под головки пальцев установлены пружины. При торможении поршни под давлением жидкости выдвигаются из колесных цилиндров и увлекают за собой уплотнительные кольца, которые при этом скручиваются. При растормаживании, когда давление в приводе падает, поршни за счет упругой деформации колец вдвигаются обратно в цилиндры. При этом накладки тормозных колодок будут находиться в легком соприкосновении с тормозным диском. При износе накладок, когда зазор в тормозном механизме увеличивается, в приводе создается большее давление жидкости, чтобы создать тормозной момент. Под действием давления жидкости поршни проскальзывают относительно колец и занимают новое положение в цилиндрах, которое обеспечивает оптимальный зазор между диском и колодками.




1 - диск тормоза; 2 - защитный кожух; 3 - штуцер для прокачки привода тормозного механизма; 4 - соединительная трубка цилиндров; 5 – шплинт; 6 - фиксатор цилиндра; 7 - палец крепления колодок тормоза; 8 - уплотнительное кольцо поршня; 9 – поршень; 10 - защитный колпачок поршня; 11 - фрикционная накладка колодки; 12 - пружины пальцев крепления колодок; 13 - колесный цилиндр; 14 - прижимная пружина колодки; 15 - тормозные колодки; 16 - суппорт тормозного механизма.

Рисунок 4.1 - Тормозной механизм переднего колеса.


5 Функциональный и прочностной расчеты тормозов
Функциональное назначение любого тормозного устройства – создавать силы трения, причем, как можно большие. Оценка любого механизма, и в том числе тормозного, производиться по его функциональным и прочностным возможностям.

Функциональными возможностями тормоза характеризуется его способность развивать момент трения, величина которого в основном зависит от коэффициента трения фрикционной пары, геометрических размеров и приводных усилий.

Под функциональным расчетом тормоза понимается определение тормозного момента и других параметров, обеспечивающих его работу.

Рисунок 5.1 – К расчету момента трения.

Определим максимально возможный момент трения переднего тормоза, исходя из условия полного использования сцепления с дорогой:

Где φ – коэффициент сцепления шин с дорогой, z – радиус качения колеса, m – масса машины, g – ускорение свободного падения, b – расстояние от передней оси до центра масс машины, h – высота центра масс машины, L – база машины, n – число колес с тормозами.

Из расчетов вытекает, что тормоза машины должны развивать момент трения близкий рассчитанной величине: М = 1175 Н.

Принимаем максимальное удельное давление, действующее на накладку равным: Рс = 2500 кН.

Найдем усилие, с которым накладка прижимается к диску в рассчитываемом переднем однодисковом тормозе, имеющем следующие данные: диаметр поршня гидроцилиндра d = 0,048 м; давление в гидроцилиндре q = 7845 кН/м2 = 7,845 МПа; коэффициент трения µ = 0,4.

Тогда площадь одной накладки будет равна



Исходя из известных параметров: площадь одной накладки S = 0,00568 м2; внутренний радиус поверхности трения r =0, 07725 м; наружный радиус поверхности трения R = 0,12425 м; найдем угол α (рисунок 5.2).



Рисунок 5.2 – К расчету дискового тормоза.



,

где - средний радиус трения.

Находим момент трения, развиваемый рассчитываемым передним однодисковым тормозом равным



Расчет пальцев крепления колодок тормоза.

Рассчитаем пальцы крепления колодок тормоза по напряжениям среза.

Допускаемые напряжения среза [τ] = 80 Н·мм2.

Напряжения среза в поперечном сечении пальцев равны:



, где

М – тормозной момент;

D – диаметр, на котором лежат пальцы крепления колодок;

S – площадь поперечного сечения пальца.

S = π*r2,

где r – радиус пальца.

Учитывая, что количество пальцев n равно 4, получим:

Так как τ < [τ], условие прочности выполняется.



6 Техническая характеристика автомобиля
Таблица 6.1 – Техническая характеристика автомобиля

Параметр

Значение

Полная масса автомобиля, кг

1355

Собственная масса, кг

955

Длина автомобиля, м

4,073

Колея передних колес, м

1,349

Высота, м

1,44

Номинальная мощность двигателя, кВт

54,7

Номинальная угловая скорость вращения коленчатого вала, рад/с

586

Максимальный крутящий момент, Нм

116

Рабочий объем цилиндров двигателя, см3

1200

Колесная формула

4x2

Размер шин

155-330

Передаточные числа коробки передач:

  1. я передача

  2. я передача

  3. я передача

  4. я передача

4,64


2,78

1,67


1

Передаточное число главной передачи

5,1

Максимальная скорость движения автомобиля, км/ч

140

Контрольный расход топлива при 60 км/ч, л/100 км

8



Заключение
В результате проделанного курсового проекта был выполнен расчет автомобиля с разработкой передних колесных тормозов. В качестве прототипа был выбран автомобиль ВАЗ-2101.

Курсовой проект состоит из пояснительной записки (ПЗ) и графичес­кой части (ГЧ). Пояснительная записка в краткой форме излагает и раскры­вает тему курсовго проекта, содержит расчет тягово-динамических характеристик автомобиля. Куда входят внешняя скоростная характеристика, расчет передаточных чисел трансмиссии и кинематической скорости автомобиля по передачам, а также характеристики динамики разгона автомобиля. Также был произведен расчет топливно-экономической характеристики автомобиля: расчет баланса и степени использования мощности, расчет расходов топлива. Во второй части курсового проекта были разработаны передние тормоза. Также была описана конструкция и принцип действия тормозов, составлена техническая характеристика автомобиля.

Графическая часть состоит из 2-х листов формата А1 и одного листа формата А2, включает: графическое отражение тягово-динамического и топливно-экономического расчетов; сборочный чертеж разработанного переднего тормозного механизма а также рабочие чертежи тормозного диска и фрикционной накладки.

Список литературы
1 Михайловский Е.В., К.Б.Серебряков, Е.Я.Тур. Устройство автомобиля. – 5-е изд., перераб. и доп.. – М.: Машиностроение, 1985. – 352 с., ил.

2 Автомобили. Конструкция, нагрузочные режимы, рабочие процессы, прочность агрегатов автомобиля/Н.А.Бухарин, В.С.Прозоров, М.М.Щукин; Под ред. Н.А.Бухарина. – Л.: Машиностроение, 1973. – 504 с.

3 Анохин В.И. Отечественные автомобили. – М.: Машиностроение, 1977.–592с.

4 Краткий автомобильный справочник НИИАТ. - М.:Транспорт,1983. - 224 с.



5 Шасси автомобиля. Атлас.


скачать


Смотрите также:
Курсовой проект это один из этапов изучения курса «Автотранспортные средства»
448.03kb.
Курсовой проект По дисциплине: "Аппаратные средства вычислительной техники" Фёдоров Кирилл Викторович группа 2896
138.11kb.
Курсовой проект по дисциплине «Констуирование и производство эвм»
267.37kb.
Курсовой проект 1 подземная часть, курсовой проект 2 надземная часть
88.88kb.
«Инструментальный контроль атс»
205.41kb.
Проект дедал: техническая оценка
274.8kb.
Курсовой проект «Организация работ по возведению земляного полотна»
41.4kb.
Курсовой проект по курсу «Предметно-ориентированные экономические информационные системы»: «Разработка проекта по автоматизации обучения студентов средствами Internet»
121.53kb.
Курсовой проект по учебной дисциплине Проектирование информационных систем тема Информационная система сети автосалонов продажи автомобилей студент Кеба Сергей Борисович
312.85kb.
Оао "Астон" оказывает автотранспортные услуги
374.96kb.
Курсовой проект по дисциплине «Организация эвм»
321.97kb.
Курсовой проект по курсу «Предметно-ориентированные экономические информационные системы»: «Возможная топология интернет университета»
96.6kb.