Керованiсть автомобiля

Керованiсть автомобiля визначається мірою вiдповiдностi траєкторiї його руху положенню керованих колiс. Її оцiнюють критичними швидкостями руху по боковому ковзанню v_кер i по збоченню v_зб колiс, а також радiусом повороту автомобiля R_е.

Критична швидкiсть з умов керованостi дорiвнює:

v_кер= (38)

де j - коефiцiєнт зчеплення шин з дорогою (розрахункове значення 0,4);

f - коефiцiєнт опору коченню коліс ( =0,02);

L - повздовжня база автомобіля, м;

q - середній кут повороту керованих коліс автомобіля, м.

Графiк залежностi v_кері = f( ) (рис. 12) будується після обчислення V_кер і при значеннях = 5, 10, 15, 20, 25, 30, 35, 40°.

 

Рис.12. Графік керованості автомобіля

 

Пiд час руху автомобіля зi швидкістю більшою, ніж v_кер , керованi колеса будуть ковзати в поперечному напрямi i поворот їх на ще більший кут не приведе до зміни загального напрямку руху.

Радіус повороту автомобіля (рис.13) дорівнює:

R_е= (39)

де ; - кути бокового збочення відповідно передніх i задніх коліс, град;

, - бокові сили, якi діють на колеса відповідно передньої i задньої осей автомобіля, H;

, - коефіцієнти опору збоченню одного одинарного колеса відповідно передньої i задньої осі, H/град (для колеса легкового автомобіля значення дорівнює 500...1000 H/град, вантажного автомобіля - 800...1500 H/град).

Граничні значення бокових сил, при яких колеса котяться без бокового ковзання

= 0,4 ; =0,4

де Pj₁= G₁; Pj₁= G₂ - сили зчеплення з полотном дороги коліс відповідно передньої i задньої осей.

Після визначення кутів бокового збочення коліс i обчислюють радіус повороту автомобіля, що проектується, з еластичними колесами (R_е), з радіусом повороту автомобіля з жорсткими (в бічному напрямі) колесами (R), який дорівнює:

R=L/tg (40)

i порівнюють отримані R_е i R.

Керованість автомобіля при:

R_е = R - нейтральна;

R_е > R - недостатня;

R_е < R - надлишкова.

Доцільно, щоб керованість автомобіля була нейтральною або недостатньою. Якщо ж отримані значення R_е i R відповідають надлишковій керованості, то необхідно визначити критичну швидкість за умови бокового збочення коліс осей за формулою:

v_зб = (41)

Отримане значення v_зб повинно бути на 20...30% більшим від заданої максимальної швидкості руху автомобіля.

2.6.7. Плавність ходу автомобіля

Плавність ходу автомобіля при його коливаннях оцінюється:

- частотою вільних коливань пiдресорених мас;

- частотою вільних коливань непiдресорених мас;

- прискоренням пiдресорених мас;

- швидкістю зміни прискорення пiдресорених мас.

Частота вільних коливань пiдресорених мас автомобіля може бути визначена з виразу:

_п = , с^-1 (42)

де f_ст - статичний прогин підвіски, м.

Для вантажних автомобілів і міських автобусів приймають f_ст = 0,08...0,13 м, при цьому більші значення приймають для передньої підвіски, менші - для підвіски задніх коліс вантажних автомобілів.

У сучасних легкових автомобiлiв для передньої пiдвiски _ст =0,15...0,25 м, для задньої пiдвiски _ст =0,12...0,18 м. Для міжміських автобусів ¦_ст = 0,12…0,18 м.

Плавність ходу можна вважати задовільною, якщо:

_п = 0,8...1,3 Гц - для легкового автомобіля;

_п = 1,2...1,8 Гц - для вантажного автомобіля.

Частота вільних коливань непiдресорених мас автомобіля дорівнює:

_п = (43)

де C_ш - сумарна радіальна жорсткість шин моста, H/м;

m_м - маса моста, кг.

Жорсткість однієї шини визначити за залежністю:

C_ш = (44)

де G_{ш max} - максимальне припустиме навантаження на шину, H;

Д_в - зовнішній діаметр шини при максимальному тиску без навантаження, м;

г_с - статичний радіус шини при максимальному тиску i навантаженні, м.

Чисельні значення G_{ш max}, Д_в, г_с, наведені в додатку № 3. Для задовільнення вимог плавності ходу автомобіля частота вільних коливань його непiдресорених мас повинна бути:

_н = 8...12 Гц - для легкових автомобілів;

_н = 6,5...9 Гц - для вантажних автомобілів.

Під час руху автомобіля по дорозі, яка має нерівності, він здійснює вимушені коливання, частота i амплітуда яких залежить від швидкості руху автомобіля, висоти i довжини хвиль нерівностей на дорозі.

Частота вимушених коливань в цьому випадку дорівнює:

v_а = v_a/S (45)

де v_a - швидкість руху автомобіля, м/с;

S - довжина хвилі нерівності на дорозі, м (S_м=0,5...5м).

Під час руху автомобіля можуть виникнути резонансні явища:

- низькочастотні - _п = _в ;

- високочастотні - _н = _в .

що мають місце при відповідних швидкостях руху автомобіля:

v_a = _п S i v_a = _н S (45)

Використовуючи залежності (45), необхідно побудувати залежності v_a = f(S) для пiдресорених i непiдресорених мас передніх i задніх мостів автомобіля, що проектується (рис. 14).

Рис.14. Графік швидкості руху при резонансі автомобіля

 

3. ПРОЕКТУВАННЯ ОСНОВНИХ ФУНКЦІОНАЛЬНИХ ЕЛЕМЕНТІВ ТРАНСМІСІЇ, ХОДОВОЇ СИСТЕМИ, ОРГАНІВ КЕРУВАННЯ АВТОМОБІЛЯ

Метою цієї частини курсового проекту є вибір та обгрунтування основних функціональних елементів автомобіля відповідно до завдання з урахуванням особливостей цільового призначення і умов експлуатації автомобіля, що проектується. При цьому необхідно враховувати як досвід автомобілебудування, впроваджений в конструкціях вітчизняних і зарубіжних автомобілів, так і основні тенденції розвитку їх функціональних елементів і автомобілів в цілому.

Конструкції вузлів, механізмів, систем, що проектуються, повинні відповідати вимогам мінімізації матеріальних і трудових витрат на їх обслуговування в процесі експлуатації і ремонті (легкість зборки і розбирання, простота регулювання, достатній доступ для проведення обслуговування).

В розрахунково-пояснювальній записці повинні бути включені кінематичні схеми з відповідними конструктивними параметрами, необхідні розрахунки головних параметрів з наведенням переліку матеріалів, які використовують для виготовлення основних деталей кожного вузла або механізму. В ній також наводяться розрахунки основних деталей на міцність, яка повинна відповідати значенням розрахункових навантажень.

Графічна частина проекту включає в себе детальну розробку конструкції функціональних елементів автомобіля згідно індивідуального завдання. Конструкція цих елементів повинна бути представлена в загальному вигляді і мати необхідну для повного розуміння конструкції кількість проекцій і розрізів.

Оформлення розрахункової і графічної частини проекту повинно відповідати діючим стандартам.

3.1. Трансмісія

Для розвитку окремих вузлів і агрегатів автомобіля можуть бути використані різні розрахункові режими, які повинні відповідати поставленій у проекті задачі.

Перший розрахунковий режим (по максимальному крутному моменту двигуна) використовується для повірочних розрахунків.

Другий розрахунковий режим (по максимальному зчепленню ведучих коліс з опорною поверхнею) доцільно використовувати при розрахунках карданних валів і мостів багатовісних повноприводних автомобілів, а також автомобілів з блокованим приводом, коли розподіл моменту двигуна по окремих мостах не може бути визначений.

Третій розрахунковий режим (по максимальному динамічному навантаженню, яке має місце під час руху автомобіля) є основним при розрахунках на міцність і дозволяє встановити максимально можливі напруги в деталях трансмісії.

Четвертий розрахунковий режим враховує дійсні експлуатаційні навантаження і використовується в розрахунках на втомлюваність.