Реферат на тему шасси автомобиля

Обновлено: 05.07.2024

Конструкции подвесок без поперечного смещения кузова. Модернизация задней подвески автомобиля ВАЗ 2123, с целью устранения поперечных перемещений кузова при движении по неровным дорогам. Конструкции шарниров подвески. Расчет оси поворотного рычага.

Рубрика	Транспорт
Вид	курсовая работа
Язык	русский
Дата добавления	02.10.2013
Размер файла	3,8 M

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Введение

Цель данного курсового проекта заключается в модернизации задней подвески автомобиля ВАЗ 2123, с целью устранения поперечных перемещений кузова при движении по неровным дорогам. Устранение указанного недостатка приведет к повышению безопасности движения на этом автомобиле. Главным фактором следует выбрать минимальные затраты на доработку, т.к. внедрение в серийное производство самой дешевой конструкции не так сильно повлияет на себестоимость автомобиля.

Описание существующей конструкции

На автомобиле ВАЗ 2123 зависимая задняя подвеска с телескопическими гидравлическими амортизаторами и витыми пружинами (рис. 1).

Рис. 1. Задняя подвеска ВАЗ 2123 стандартный вариант.

Балка заднего моста соединяется с кузовом четырьмя продольными штангами и одной поперечной (тягой Панара). Как продольные штанги, так и поперечная штанга одним концом шарнирно соединяются с кронштейнами кузова посредством болтов, другим с кронштейнами балки. Шарнирные соединения одинаковы по устройству и отличаются только размерами. Каждый шарнир состоит из резиновой втулки, через отверстие которой проходит металлическая распорная втулка.

Упругим элементом подвески являются пружины. Нижний конец пружины опирается на опорную чашку через пластмассовую изолирующую прокладку, верхний конец опирается на опорную чашку через резиновую изолирующую прокладку. Гасящее устройство состоит из двух гидравлических амортизаторов.

Продольные штанги, работая совместно, воспринимают продольные силы и реактивные моменты, действующие на балку моста. Поперечная же штанга воспринимает только боковые силы.

Преимущества: простота конструкции, низкая стоимость, высокая надежность и прочность.

Недостатки: большие, чем при независимой подвеске, неподрессоренные массы, появление гироскопического момента, при разноименном ходе колес, поперечные перемещения кузова при движении по неровным дорогам.

Точка крепления поперечной тяги (тяги Панара) к кузову описывает дугу (рис. 2), т.е. при колебаниях подвески кузов испытывает некоторое боковое смещение ?b.

Рис. 2. Поперечное перемещение

Смещение задней части кузова, приводит к мгновенному повороту автомобиля вокруг вертикальной оси. Это может привести к смене направления движения, к заносу. Главное свойство автомобиля заключается в его предсказуемости. Так внезапный занос, появившийся по причинам описанным выше, может привести к ДТП. Т.к. это совсем небезопасно, от этой особенности автомобиля надо избавляться. Конструктивно этого можно достичь разными способами, а можно и просто ослабить указанный эффект путем горизонтального расположения поперечной тяги (тяги Панара) и максимального увеличения ее длины.

Конструкции подвесок без поперечного смещения кузова

В данном варианте отсутствует поперечная тяга (тяга Панара) и все поперечные силы воспринимают перекрестно установленные рычаги (рис. 3).

Рис. 3. Перекрестные рычаги

Эти рычаги также воспринимают продольные силы и реактивные моменты, действующие на балку моста. Конструкция задней части кузова такова, что разместить верхние рычаги под большим углом не получится. Это связанно с довольно малым расстоянием между балкой моста и дном кузова, а также с необходимостью сохранения кинематики задней подвески. Размещение верхних рычагов под малым углом приведет к значительному увеличению нагрузки на них.

При стандартном кузове, балке моста, сохранением мест крепления к кузову верхних рычагов, невозможно достижение больших углов между рычагами. При малых углах, боковые силы, действующие на балку моста, нагружают рычаги силой в несколько раз выше.

Подвеска с треугольным рычагом

В данном варианте продольные силы и реактивные моменты, действующие на балку моста воспринимаются нижними рычагами и верхним треугольным рычагом, который также воспринимает боковые силы. Треугольный рычаг связан с балкой моста посредством шаровой опоры, с кузовом шарнирно посредством болтов. Конструкция представлена на рис. 4.

Рис. 4. Подвеска с треугольным рычагом

При сохранении стандартных мест крепления, применение такой конструкции вызывает изменение кинематики задней подвески, что приведет к различным углам наклона карданных шарниров. Работа карданной передачи с различными углами в шарнирах приведет к пульсации передаваемого крутящего момента, что вызовет дополнительные нагрузки на элементы трансмиссии. При применении треугольного рычага места под выхлопную трубу, проходящую над мостом в стандарте, просто не остается. Придется изменять выхлопную систему, что повлечет за собой большие затраты на переделку. Размещение шарового шарнира над балкой моста занимает место, что приведет к уменьшению хода сжатия. Шарнирное соединение треугольного рычага к кузову будет испытывать большие нагрузки (к продольным силам добавятся продольные составляющие поперечных сил).

Подвеска с механизмом Уатта

В данном варианте продольные силы и реактивные моменты, действующие на балку моста воспринимаются нижними рычагами и верхними рычагами, боковые силы воспринимает механизм Уатта. Верхние и нижние рычаги остаются стандартными, кинематика подвески не нарушается. По сравнению с другими схемами, это самый дешевый вариант. Поперечные тяги шарнирно соединяются с поворотным устройством размещенным на балке моста. Конструкция представлена на рис. 5.

Рис. 5. Подвеска с механизмом Уатта

Оценка конструкций

Для определения наиболее пригодного для модернизации варианта, введем следующие параметры оценок в баллах: простота реализации, сохранность кинематики подвески, использование стандартных деталей, внесение изменений в конструкцию других систем автомобиля, стоимость. Оценка показателя от 0 до 10. Чем лучше параметр, тем выше балл. Оценка производилась по субъективному мнению студента, выполнившего данный курсовой проект.

Таблица 1.

Сохранность кинематики подвески

Использование стандартных деталей

Отсутствие доп. изменения

Исходя из представленной выше таблицы оценок, механизм Уатта является наиболее приемлемым, т.к. его применение не потребует внесения значительных изменений кузова, этот вариант предполагает использование стандартных рычагов, не влияет не кинематику подвески и является наиболее дешевым.

Конструкции шарниров подвески

В задней подвеске для всех рычагов применяются идентичные по конструкции сайлент-блоки. Сайлент-блок состоит из втулки и привулканизированной к ней резины. Конструкция представлена на рис. 6.

Рис. 6. Сайлент-блок

Данный вид шарнира хорошо зарекомендовал себя на стандартной конструкции. В механизм Уатта поперечные рычаги работают в тех же условиях, что и поперечная тяга (тяга Панара). Исходя из этого и из минимизации затрат имеет смысл оставить для модернизации стандартные сайлент-блоки.

Расчет задней подвески

Схема действия сил

Рассмотрим силы действующие за балку заднего моста. Для расчета берем максимальные силы, действующие на задний мост. Действие сил показано на рис. 7.

Рис. 7. Схема действия сил

При движении автомобиля в пятне контакта колеса с дорогой могут действовать три вида сил: продольные, поперечные, вертикальные. Вертикальная сила R - это сила реакции дороги на колесо, численно равная произведению ускорения свободного падения на часть массы автомобиля, приходящейся на данное колесо. Продольная сила F включает в себя силу сопротивления качения и силы реакции дороги при движении автомобиля (разгоне/торможении). Максимальная величина силы реакции дороги в пятне контакта определяется только весом, приходящимся на колесо, и коэффициентом сцепления колес с поверхностью дороги. Сила S возникает при движении автомобиля в повороте или при заносе. Ее предельное значение также определяется весом приходящимся на колесо и коэффициентом сцепления колес с поверхностью дороги.

Указанные выше, силы, нагружая балку моста и элементы подвески, передаются на кузов. Происходит это следующим образом: сила F передается через продольные рычаги, сила R передается через пружины, сила S передается через механизм Уатта.

На боковые перемещения кузова влияет только сила S, поэтому значение этой силы будет иметь определяющее значение для последующего расчета всего механизма.

Рассмотрим действие поперечной силы S на элементы подвески автомобиля. Действие этой силы показано на рис. 7.

Рис. 7. Действие боковых сил

На каждое колесо действует сила S/2, которые в сумме дают силу S. Эта сила нагружает весь механизм Уатта. В этом механизме два одинаковых рычага находящихся на равном расстоянии, что приводит к тому, что каждый из них воспринимает силу Sт = 0,5*S. Один рычаг испытывает напряжения растяжения, другой - сжатия. Сила S передается на рычаги через поворотный элемент и ось этого элемента. Действие силы на ось показано на рис. 8.

На мост действует сила S, которая передается на рычаги. Возникает сила реакции S', которая воздействует на ось поворотного механизма. Эта сила создает изгибающий момент. Таким образом, изгибающий момент испытывает ось и сварочный шов оси.

Исходя из представленного выше анализа действия сил, для расчета следует принять во внимание только силу S, вес автомобиля приходящийся на заднюю ось и примерные размеры элементов. Это послужит основой для всего расчета механизма.

Любое транспортное средство, независимо от его типа и назначения, состоит из трех основных частей: двигателя, кузова и шасси. Шасси автомобиля — это система, состоящая из собранных воедино узлов ходовой части, трансмиссии и механизма управления. Она является одной из самых важных частей транспортного средства, так как позволяет обеспечить восприятие и передачу всех сил, которые действуют на него во время движения.

Функции шасси

Элементы подвески ходовой части снижают нагрузки и компенсируют колебания при движении по ухабистой дороге и бездорожью. Подрамник позволяет установить на шасси кузов, двигатель и другие агрегаты. Передний и задний мосты посредством колес передают вращательное движение и таким образом обеспечивают движение автомобиля.

Первые автомобили, выпускаемые в прошлом столетии, имели некоторое отличие от тех, которые сегодня ездят по дорогам. Все автомобили — и легковые, и грузовые — раньше имели раму, на которую устанавливались все агрегаты и узлы (кузов, трансмиссия, двигатель и т. д.). С течением времени рамное шасси автомобиля осталось только у грузовиков и автобусов. В легковых же автомобилях функции рамы начал выполнять кузов.

СИСТЕМАТИЗАЦИЯ ШАССИ

Таким макаром, можно выделить две разные схемы шасси тс.

Рамное шасси, которое в общем случае представляет собой несколько крепких балок, на которые инсталлируются все узлы автомобиля. Такая конструкция позволяет автомобилям перевозить огромные грузы и просто управляться с разными динамическими нагрузками.

Несущий кузов. В погоне за уменьшением веса легковых автомобилей все функции рамы были переопределены на кузов. Такая рама не позволяет перемещать огромные грузы, но в то же время обеспечивает больший комфорт и скорость движения.

Зависимо от предназначения автомобиля, могут употребляться последующие виды конструкций:

лонжеронные;
хребтовые;
периферийные;
вильчато-хребтовые;
решетчатые.

ДЛЯ ЧЕГО НУЖНО ШАССИ?

Благодаря шасси и элементам подвески, которые входят в состав ходовой части, происходит понижение нагрузок и компенсация колебаний во время движения транспортного средства по неровной дороге и бездорожью. Благодаря подрамнику, который входит в состав шасси, инженеры получили возможность устанавливать на шасси кузов, силовой агрегат, трансмиссию и прочие агрегаты. За счет фронтального и заднего мостов посредством передачи крутящего момента на колеса происходит движение авто.

Когда-то все автомобили (и легковые и грузовые) имели раму, чего не скажешь о нынешних авто. На раму устанавливался кузов, двигатель, трансмиссия, а также навесное оборудование ходовой части. Со временем производители авто поняли то, что в раме для легковушек нет необходимости, и все функции рамы стал выполнять модифицированный кузов. А рама стала уделом тяжелых внедорожников (рамников) и грузовых авто.

Составные элементы шасси

Классический комплект автомобильного или колесного тракторного шасси состоит из следующих агрегатов.

Трансмиссия

Она включает в себя сцепление, КПП, карданную передачу, полуоси, главную передачу, дифференциал. Для машин с полным приводом в трансмиссию включается раздаточная коробка.

Сцепление. В схеме трансмиссии ТС находится непосредственно в контакте с маховиком двигателя и в нужное время отключает соединение с коленвалом, прекращая передачу крутящего момента на шестеренки коробки передач.

Коробка переключения передач. КПП бывают механические, полуавтоматические и автоматические. Коробка передач служит для обеспечения оптимального режима работы двигателя на средних оборотах коленчатого вала, при разных скоростях движения транспорта и при разных условиях движения (дорога, бездорожье). Обеспечивается это путем изменения угловой скорости и как следствия, крутящего момента, на выходном валу КПП, по отношению к входному валу. Достигается это за счет использования шестерней с различными передаточными числами.

Раздаточная коробка. Служит для распределения крутящего момента между ведущими осями автомобиля и для повышения крутящего момента.

Дифференциал. Механическое устройство, которое распределяет крутящий момент от входного вала (карданного вала), на приводные валы колес (полуоси). Бывает блокируемый и не блокируемый.

Шасси грузовых автомобилей

Наиболее распространенными считаются лонжеронные рамы. Они представляют собой две продольные балки, соединенные поперечинами. Форма таких балок может быть совершенно разной: трубчатой, Х- или К-образной. В наиболее нагруженной части рама имеет увеличенное сечение швеллера. Параллельная схема лонжеронов (балки располагаются на равном расстоянии на всем протяжении шасси) применяется на грузовых автомобилях.

В легковых автомобилях повышенной проходимости могут применятся лонжероны, которые имеют некоторое расхождение осей как в горизонтальной, так и в вертикальной плоскости. Хребтовая рама представляет собой одну несущую продольную балку, на которую крепятся поперечины. Зачастую эта балка имеет круглое сечение, благодаря чему в ней могут размещаться элементы трансмиссии. Такая рама обеспечивает большую стойкость к кручению, чем лонжероны. Также использование шасси хребтового типа предполагает использование независимой подвески всех колес. Вильчато-хребтовая рама имеет разветвление продольной балки в задней или передней части. То есть она совмещает в себе лонжероны и хребтовую балку. Остальные типы рамы шасси не используются для грузовых автомобилей.

Достоинства и недостатки шасси наземного ТС

Современные ТС, будь то автомобиль, трактор или специальное самоходное устройство оснащается шасси, которое укомплектовано по последнему слову конструкторской мысли.

Положительным качеством шасси современных автомобилей является их высокая надежность и ресурс агрегатов, который позволяет без замены им работать не один десяток тысяч километров. А использование в виде опоры землю, дает ТС на базе данного шасси перемещать огромные грузы, на большие расстояния с малой затратой топлива и оптимальной скоростью.

Основным недостатком шасси наземных ТС является отсутствие универсальности при переходе работы из одной среды в другую.

Факторы, влияющие на изменения в конструкции шасси ТС

Шасси наземных транспортных средств изменялись с самого момента их изобретения и установки на повозки. Вначале это касалось облегчения конструкции колеса. В деревянном круге делались пропилы для облегчения конструкции. С появлением металлических спиц их стали устанавливать в колеса. С изобретением подшипников они стали устанавливаться на оси для облегчения вращения колеса и увеличения срока службы колесной оси.

Кузов на каретных повозках вначале подвешивали на ремнях или на цепях. Затем на них принялись устанавливать подрессоренную подвеску в виде пружин, которые стали устанавливать и на другие повозки, если такое желание высказывал хозяин. В начале XIX века была изобретена рессора. Их сразу же стали устанавливать на кареты и другие повозки. В период безраздельного господствования гужевого транспорта многие части шасси ТС изготавливались из дерева.

Такая тенденция сохранялась и при производстве первых самоходных колясок. Однако с развитием автомобильного транспорта изменялся подход к обеспечению безопасности водителя во время езды. Деревянные детали менялись на металлические. Мягкость хода на первых моделях автомашин обеспечивалась за счет рессор и пружин. С появлением амортизаторов их стали устанавливать в подвеску машин.

На современных автомобилях все силовые элементы конструкции шасси ТС изготавливаются из качественной стали. В элементах крепления рессор и в пружинах устанавливают резиновые или пластиковые отбойники, а некоторые элементы подвески, типа шаровых опор, закрывают резиновыми пыльниками.

Шасси автомобиля. Устройство автомобилей категорий b и c ( реферат , курсовая , диплом , контрольная )

ТРАНСМИССИЯ АВТОМОБИЛЯ

Общие сведения

Трансмиссия предназначена для передачи крутящего момента от двигателя к ведущим колесам, изменения его величины и частоты вращения в необходимых пределах. Крутящий момент, развиваемый двигателем, сравнительно невелик и изменяется в небольшом диапазоне. Максимальная величина его может достигать 100 Н-м для двигателей легковых, и 400—500 Н-м для двигателей грузовых автомобилей. Частота вращения коленчатого вала составляет несколько тысяч оборотов в минуту. Для движения автомобиля к ведущему колесу необходимо подвести момент в несколько тысяч Н-м. Частота же вращения ведущих колес может составлять несколько десятков оборотов в минуту.

По виду передаваемой энергии трансмиссии подразделяются на механические, гидравлические, электрические, а по способу изменения крутящего момента — на ступенчатые, бесступенчатые и комбинированные. Электрические трансмиссии применяются на электромобилях, троллейбусах и автомобилях большой грузоподъемности (БелАЗ). Гидравлические трансмиссии в сочетании с механической (гидромеханическая трансмиссия) применяются на отечественных легковых автомобилях высокого класса и некоторых моделях автобусов. Большинство же отечественных легковых и грузовых автомобилей имеют механические ступенчатые трансмиссии.

В состав ступенчатой механической трансмиссии могут входить следующие элементы: сцепление; коробка передач; раздаточная коробка, промежуточные передачи; главная передача; дифференциал; конечные передачи; ведущие валы или полуоси. Каждый элемент трансмиссии передает крутящий момент и выполняет свои, присущие только ему, функции. Если узел трансмиссии изменяет частоту вращения, то он характеризуется передаточным числом. Передаточное число — это отношение частоты вращения ведомого вала к частоте вращения ведущего. Поскольку в состав трансмиссии входят несколько узлов, изменяющих частоту вращения, то общее передаточное число трансмиссии будет равно произведению передаточных чисел всех этих узлов. При изменении частоты вращения крутящий момент изменяется в обратной зависимости. С увеличением частоты вращения величина передаваемого крутящего момента уменьшается и, наоборот, при уменьшении частоты вращения крутящий момент увеличивается.

Изменяют частоту вращения в трансмиссии коробка передач, раздаточная коробка, главная передача, конечная передача. Таким образом, общее передаточное число трансмиссии можно записать в виде произведения.

где i_Tp — общее передаточное число трансмиссии; t_{K п} — передаточное число коробки передач; i_{p K} — передаточное число раздаточной коробки; i_rn — передаточное число главной передачи; i_{K0H п} — передаточное число конечной передачи ["https://referat.bookap.info", 15].

У изучаемых автомобилей трансмиссия отличается как по составу, так и по расположению отдельных узлов.

В трансмиссию грузовогоавтомобиля ЗИЛ-5301 входят сцепление, коробка передач, карданная передача, главная передача, дифференциал и полуоси. Трансмиссия переднеприводных автомобилей ВАЗ- 2108, ВАЗ-2109, ВАЗ-2110 и их модификаций имеет много общего и конструктивно выполнена в одном агрегате. Она состоит из сцепления, коробки передач, главной передачи, дифференциала и приводов передних колес.

Сцепление. Сцепление служит для передачи крутящего момента, кратковременного отсоединения двигателя от ведущих колес и плавного их соединения. Обычно сцепление используется при переключении передач и для плавного трогания автомобиля с места. В ступенчатых трансмиссиях применяют фрикционные сцепления, в которых крутящий момент передается за счет силы трения (рис. 10.1). Механизм сцепления устанавливается на маховике двигателя, а управление осуществляется за счет привода из кабины. Ведущими деталями сцепления являются сам маховик 1 двигателя, нажимной дискЗ с нажимными пружинами 4, размещенные в кожухе 12, жестко закрепленном на маховике. На кожухе установлены отжимные рычаги 11, шарнирно соединенные с нажимным диском. К ведомым относится диск 2, установленный на шлицы ведущего вала 8 коробки передач. К приводу относятся отводка с подшипником 10, вилка 5, тяга 6 и педаль 7.

Введение…………………………………………………………………………. 3
Шасси для легкого класса (полная масса до 7,5 т) ……………………………4
Шасси среднего класса (полная масса от 7,5 т до 14 т) ……………………… 5
Шасси тяжелого класса (полная масса свыше 14 т) ………………………… 8
Тенденции производства специальных шасси для пожарных автомобилей ..11
Литература ……………………………………………………………………. 12ВВЕДЕНИЕ
Пожарный автомобиль по своей сложности может быть отнесен к большим техническим системам, которые характеризуются значительным числом взаимодействующих друг с другом составных элементов, все параметры и показатели которых тесно связаны между собой.

Как большая техническая система, пожарный автомобиль (ПА) состоит из ряда подсистем различных уровней сложности. Подсистемами 1-го уровнясложности являются базовые шасси и пожарная надстройка, определяющие назначение и функциональные возможности ПА.

На более низких уровнях сложности в качестве подсистем рассматриваются группы агрегатов, характеризующие эффективность функционирования ПА: двигатель, трансмиссия, ходовая часть (элементы шасси); насосная установка, подъемное устройство, емкость для средств тушения (элементы надстройки).

Структурносхема подсистем различных уровней сложности выглядит достаточно представительно, однако важнейшим ее элементом является базовое шасси ПА. Именно шасси во многом определяет качественный уровень ПА: создать современное изделие на устаревшем, с невысокими значениями базовых параметров шасси невозможно, сколь бы совершенной ни была пожарная надстройка, поскольку все параметры взаимосвязаны. Поэтомувыбор шасси является одним из наиболее ответственных этапов создания пожарного автомобиля.

Можно выделить два основных направления создания ПА в современных условиях [1]:
а) применение серийных (коммерческих) шасси с незначительными доработками, необходимыми для установки пожарной надстройки;

б) создание специального шасси для ПА с использованием агрегатов, узлов и механизмов ряда базовых шасси(или специально созданных), которые, будучи собраны воедино, позволяют получить автомобиль с новыми свойствами и параметрами, отсутствующими у базовых моделей или их модификаций.

На специальных шасси устанавливают, как правило, пожарные надстройки с более высокими тактико-техническими показателями по сравнению со стандартными образцами.

Рассмотрим мировую практику создания автомобильных шасси,которые используются при производстве ПА различных классов.
Под классами понимаются группы ПА, объединенные по величине полной массы. Согласно европейским нормам EN 1846, все транспортные средства пожарной охраны объединены по классам следующим образом [2]:

 легкие ПА с полной массой до 7,5 т (L-класс);
 средние ПА с полной массой от 7,5 до 14 т (М-класс);
 тяжелые ПА с полной массойболее 14 т (S-класс);

Шасси, используемые для создания этих пожарных автомобилей, имеют существенные отличия по конструкции, техническому исполнению, уровню эргономической проработки и другим показателям.

ШАССИ ДЛЯ ПА ЛЕГКОГО КЛАССА (полная масса до 7,5 т)

Легкие грузовики - наиболее распространенный класс грузовых автомобилей за рубежом. Их производством в мире занято свыше 30 автомобильныхкомпаний. Только в Европе годовой объем их продаж превышает 1,2 млн. единиц, а в США - свыше 6,5 млн. (более 40 % от общего количества всех проданных автомобилей).

Используют легкие шасси для создания на их базе специализированных автомобилей и последующей коммерческой эксплуатации, преимущественно в городских условиях. Как база для создания ПА такие шасси получили ограниченное распространение.

Чтобыориентироваться в многообразии легких грузовиков, можно условно разделить их на четыре группы, ограничивающиеся назначением, полной массой и вместимостью.

К первой группе можно отнести микрогрузовички (в основном японского производства) с полной массой до 1,5 т. В большинстве своем они унифицированы с легковыми автомобилями класса "микро". Мощность двигателя - до 65 л.с.

Читайте также: