Керованiсть автомобiля визначається мірою вiдповiдностi траєкторiї його руху положенню керованих колiс. Її оцiнюють критичними швидкостями руху по боковому ковзанню vкер i по збоченню vзб колiс, а також радiусом повороту автомобiля Rе.
Критична швидкiсть з умов керованостi дорiвнює:
vкер= (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 vкері = f( ) (рис. 12) будується після обчислення Vкер і при значеннях = 5, 10, 15, 20, 25, 30, 35, 40°.
Рис.12. Графік керованості автомобіля
Пiд час руху автомобіля зi швидкістю більшою, ніж vкер , 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:
Rе= (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 (Rе), з радіусом повороту автомобіля з жорсткими (в бічному напрямі) колесами (R), який дорівнює:
R=L/tg (40)
i порівнюють отримані Rе i R.
Керованість автомобіля при:
Rе = R - нейтральна;
Rе > R - недостатня;
Rе < R - надлишкова.
Доцільно, щоб керованість автомобіля була нейтральною або недостатньою. Якщо ж отримані значення Rе i R відповідають надлишковій керованості, то необхідно визначити критичну швидкість за умови бокового збочення коліс осей за формулою:
vзб = (41)
Отримане значення vзб 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 fст - статичний прогин підвіски, м.
Для вантажних автомобілів і міських автобусів приймають fст = 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 Cш - сумарна радіальна жорсткість шин моста, H/м;
mм - маса моста, кг.
Жорсткість однієї шини визначити за залежністю:
Cш = (44)
де Gш max - максимальне припустиме навантаження на шину, H;
Дв - зовнішній діаметр шини при максимальному тиску без навантаження, м;
гс - статичний радіус шини при максимальному тиску i навантаженні, м.
Чисельні значення Gш max, Дв, гс, 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:
vа = va/S (45)
де va - швидкість руху автомобіля, м/с;
S - довжина хвилі нерівності на дорозі, м (Sм=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:
va = п S i va = н S (45)
Використовуючи залежності (45), необхідно побудувати залежності va = 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.