--PAGE_BREAK--3. Коробка передач
Коробкой переключения передач называют механизм трансмиссии, изменяющий при движении автомобиля соотношение между скоростями вращения коленчатого вала и ведущих колес. Коробка передач служит для изменения крутящего момента на ведущих колесах, длительного разъединения двигателя и трансмиссии и получения заднего хода.
Коробка передач – механическая, двувальная, с пятью передачами переднего хода и одной – заднего, с синхронизаторами на всех передачах переднего хода. Она конструктивно объединена с дифференциалом и главной передачей.
Корпус коробки передач состоит из трех частей (отлитых из алюминиевого сплава): картера сцепления 11, картера коробки передач 30 и задней крышки картера коробки передач 26. При сборке между ними наносят бензомаслостойкий герметик-прокладку. В гнезде картера находится специальный магнит, задерживающий металлические продукты износа.
Первичный вал 29 (рис. 3.) выполнен в виде блока ведущих шестерен, которые находятся в постоянном зацеплении с ведомыми шестернями всех передач переднего хода. Вторичный вал 25 – полый (для подачи масла под ведомые шестерни), со съемной ведущей шестерней 3 главной передачи. На вторичном валу расположены ведомые шестерни 16, 18, 19, 21, 23 и синхронизаторы 17, 20, 24 передач переднего хода. Передние подшипники 4, 31 валов – роликовые, задние 22, 28 – шариковые. Радиальный зазор в роликовых подшипниках не должен превышать 0,07 мм, в шариковых – 0,04 мм. Под передним подшипником вторичного вала расположен маслосборник 5, направляющий поток масла внутрь вторичного вала и далее под ведомые шестерни.
3.1. Дифференциал.
Дифференциал — двухсателлитный. Предварительный натяг в подшипниках (0,25 мм) дифференциала регулируется подбором толщины кольца 13, устанавливаемого в гнезде картера коробки передач под наружным кольцом подшипника дифференциала. К фланцу коробки дифференциала крепится ведомая шестерня 12главной передачи.
3.2. Привод управления коробкой передач
Привод управления коробкой передач состоит из рычага 15 (рис. 4.) переключения передач, шаровой опоры 17, тяги 14, штока 5 выбора передач и механизмов выбора и переключения передач. На винты крепления тяги и рычага к штоку выбора передач перед сборкой наносят клей для резьб ТБ-1324. Винты крепления рычага и шарнира различаются длиной, покрытием и моментами затяжки. Винт крепления рычага фосфатирован (темного цвета), длиной 19,5 мм, затягивается моментом 3,4 кгс*м. Винт крепления шарнира кадмирован (золотистого цвета), длиной 24 мм, затягивается моментом 1,95 кгс*м. В шаровую опору перед сборкой закладывают смазку ЛСЦ-15.
Чтобы исключить самопроизвольное выключение передач вследствие осевого перемещения силового агрегата на своих опорах при движении автомобиля, в привод управления коробкой передач введена реактивная тяга 18, один конец которой связан с силовым агрегатом, а к другому концу прикреплена обойма 16 шаровой опоры рычага 15 переключения передач.
На внутреннем конце штока 5 закреплен рычаг 1, который действует на трехплечий рычаг 2 механизма выбора передач. Этот механизм выполнен отдельным узлом и крепится к плоскости картера сцепления.
В корпусе 10 (рис. 5) механизма выбора передач крепятся две оси. На оси 3 установлены трехплечий рычаг выбора передач, две блокировочные скобы 7 и 12. Другая ось 2 проходит через отверстия блокировочных скоб, фиксируя их от проворачивания. Плечо рычага 1 выбора передач служит для включения передач переднего хода, плечо рычага 9 – для включения заднего хода, а на третье плечо действует рычаг штока выбора передач. На оси 6 установлена вилка 8 включения заднего хода.
В коробку передач заливается масло, уровень которого должен находиться между контрольными метками указателя уровня масла.
Коробка передач сообщается с атмосферой через сапун 33, расположенный в ее верхней части.
Рис. 3. Коробка передач:
1– подшипник выключения сцепления;
2 – направляющая втулка муфты подшипника выключения сцепления;
3 – шестерня ведущая главной передачи;
4 – роликовый подшипник вторичного вала;
5 – маслосборник;
6 – ось сателлитов;
7 – ведущая шестерня привода спидометра;
8 – шестерня полуоси;
9 – коробка дифференциала;
10 – сателлит;
11 – картер сцепления;
12 – ведомая шестерня главной передачи;
13 – регулировочное кольцо;
14 – роликовый конический подшипник дифференциала;
15 – сальник полуоси;
16 – ведомая шестерня I передачи вторичного вала;
17 – синхронизатор I и II передач;
18– ведомая шестерня II передачи вторичного вала;
19 – ведомая шестерня III передачи вторичного вала;
20 – синхронизатор III и IV передач;
21 – ведомая шестерня IV передачи вторичного вала;
22 – шариковый подшипник вторичного вала;
23 – ведомая шестерня V передачи вторичного вала;
24 – синхронизатор V передачи;
25 – вторичный вал;
26 – задняя крышка картера коробки передач;
27 – ведущая шестерня V передачи;
28 – шариковый подшипник первичного вала;
29 – первичный вал;
30 – картер коробки передач;
31 – роликовый подшипник первичного вала;
32 – сальник первичного вала;
33 – сапун
Рис. 4. Привод переключения передач.
1– рычаг штока выбора передач;
2 – рычаг выбора передач;
3 – картер коробки передач;
4 – картер сцепления;
5 – шток выбора передач;
6 – втулка штока;
7 – сальник штока;
8 – защитный чехол;
9 – корпус шарнира;
10 – втулка шарнира;
11– наконечник шарнира;
12 – хомут;
13 – защитный чехол тяги;
14 – тяга привода управления коробки передач;
15 – рычаг переключения передач;
16 – обойма шаровой опоры;
17 – шаровая опора рычага переключения передач;
18 – реактивная тяга
Рис. 5. Механизм выбора передач.
1– рычаг выбора передач (переднего хода);
2 – направляющая ось блокировочных скоб;
3 – ось рычага выбора передач;
4 – пружина;
5 – стопорное кольцо;
6 – ось вилки заднего хода;
7 – блокировочная скоба;
8 – вилка включения заднего хода;
9 – рычаг выбора передач (заднего хода);
10 – корпус механизма выбора передач
4. Рулевое управление, назначение, описание устройства.
Рулевое управление — травмобезопасное, с регулируемой по высоте (углу наклона) рулевой колонкой, с реечным рулевым механизмом.
4.1. Рулевой механизм.
Рулевой механизм в сборе с рулевыми тягами крепится в моторном отсеке к щитку передка кузова на двух его кронштейнах при помощи скоб 8 (рис. 6). Крепление рулевого механизма ВАЗ 2110 осуществляется через резиновые подушки (опоры) 9 гайками на приварных болтах.
Картер рулевого механизма 17 – литой, из алюминиевого сплава. В картере 17 рулевого механизма на роликовом 20 и шариковом 22 подшипниках установлена приводная шестерня 21, которая находится в зацеплении с рейкой 16. Внутренняя обойма шарикового подшипника фиксируется на валу шестерни стопорным кольцом 23, а наружная обойма поджимается гайкой 26 к торцу, гнезда подшипника в картере рулевого механизма автомобилей ваз 2110. В выточке гайки располагается уплотнительное кольцо 25. Между гайкой и стопорным кольцом 23 установлена защитная шайба 24. Гайка стопорится в картере шайбой и закрывается пыльником 28, насаженным на вал приводной шестерни. На пыльнике и на картере рулевого механизма выполнены метки А и В для обеспечения установки рейки рулевого механизма в среднее положение.
Рейка 16 поджимается к зубьям приводной шестерни пружиной 32 через металлокерамический упор 31, который уплотняется в картере резиновым кольцом 30. Пружина поджимается гайкой 33 со стопорным кольцом 34, создающим сопротивление отворачиванию гайки. Для компенсации теплового расширения деталей между гайкой и упором рейки при сборке рулевого механизма выставляют зазор 0,12 мм, после чего кернят (обминают) в двух точках резьбу картера (не повреждая гайку) и наносят краской метки, фиксирующие положение гайки относительно картера.
Регулировка зазора между шестерней и рейкой производится после разборки рулевого механизма или при появлении стука в процессе эксплуатации.
На картер рулевого механизма с левой стороны надевается защитный колпак 29, с правой — напрессовывается труба, имеющая продольный паз. Через паз трубы и отверстия в защитном чехле 10 проходят распорные втулки резинометаллических шарниров 13 внутренних наконечников 5 и 7 рулевых тяг. Тяги рулевого привода крепятся к рейке болтами 6, которые проходят через соединительную пластину 12 и распорные втулки резинометаллических шарниров 13. Фиксируются болты стопорной пластиной 11. Вал рулевого управления ваз 2110 — 2112 состоит из верхнего 15 (рис. 7) и промежуточного 1 валов, соединенных между собой карданным шарниром 4. Промежуточный вал соединяется с приводной шестерней фланцем 9 (рис. 8) через эластичную муфту. Верхний вал расположен в трубе 10 кронштейна 3 (см. рис. 7) на двух шариковых подшипниках 13, имеющих эластичные втулки на внутреннем посадочном диаметре. Кронштейн 3 крепления вала рулевого управления крепится в четырех точках к приварному кронштейну 12 кузова, причем передняя часть кронштейна крепится через две фиксирующие пластины 11 болтами с отрывными головками. Задняя часть кронштейна 3 вала рулевого управления крепится на приварных болтах гайками с пружинными шайбами или без них самоконтрящимися гайками.
Кронштейн 3 крепления вала рулевого управления ВАЗ 2110 и его труба 10 соединяются между собой шарнирно двумя пластинами 9 при помощи четырех болтов с пластмассовыми 6 и металлическими 5 втулками. При таком соединении труба вместе с верхним валом рулевого управления машин ваз 2110, ваз 2111, ваз 2112 имеет как угловое, так и осевое перемещение относительно кронштейна 3. Угловое перемещение проводится на величину прорези Р в направляющей пластине угловой регулировки, которая приваривается к трубе, а осевое — на величину прорези С в направляющей осевой регулировки кронштейна 3.
Таким образом, можно менять угол наклона рулевой колонки и перемещать ее вдоль оси в пределах длины пазов С и Р. Для фиксации трубы 10 относительно кронштейна 3 имеется рычаг 20 регулировки положения рулевой колонки. В его ступице нарезаны шлицы, при помощи которых он соединяется с регулировочной втулкой 23 и фиксируется на ее шлицах стопорным кольцом 21. Втулка 23 навертывается на стяжной болт 24, который проходит через прорези направляющих пластин трубы 10 и кронштейна 3. На болту установлена распорная втулка 25. Под головкой болта 24 выполнен прямоугольный выступ или устанавливается приварная деталь с выступами, вследствие чего болт фиксируется от проворачивания. При повороте рычага 20 вниз снижается усилие крепления направляющих пластин, что позволяет вручную изменить угол наклона рулевой колонки. После установки рулевой колонки в требуемое положение в осевом направлении, стяжной болт на валу шестерни затягивается, а регулировочный рычаг 20 поднимается вверх и колонка фиксируется в установленном положении. Пружины 22 кронштейна 3 крепления вала рулевого управления подтягивают трубу кронштейна в верхнее положение, не позволяя свободного перемещения трубы кронштейна вниз при нижнем положении рычага 20.
4.2. Рулевой привод.
Рулевой привод состоит из двух составных рулевых тяг и поворотных рычагов 3 (см. рис.6) телескопических стоек передней подвески. Длина каждой рулевой тяги регулируется тягой 4, которая ввертывается в наконечники тяги 5 и 1.Между торцами наконечников тяги и шестигранника рулевой тяги 4 должно быть расстояние: с внутренней стороны в пределах 10,8-14,2 мм, с наружной стороны — 10,6-16,3 мм. Это необходимо для надежного соединения тяги с наконечниками по длине резьбовых участков. В месте соединения наконечников рулевых тяг с резьбовыми участками регулировочной тяги, наконечники стягиваются болтами. В головке наружного наконечника тяги расположены детали шарового шарнира: вкладыш 37, палец 38 и пружина 36 вкладыша. Поворотный рычаг 3 приваривается к телескопической стойке передней подвески.
Рис. 6. Рулевой механизм в сборе с приводом:
1 — наконечник рулевой тяги; 2 — шаровой шарнир наконечника; 3 — поворотный рычаг; 4 — регулировочная тяга; 5,7 — внутренние наконечники рулевых тяг; 6 — болты крепления рулевых тяг к рейке; 8 — скоба крепления рулевого механизма; 9 — опора рулевого механизма; 10 — защитный чехол; 11 — стопорная пластина; 12 — соединительная пластина; 13 — резинометаллический шарнир; 14 — демпфирующие кольца; 15 — опорная втулка рейки; 16 — рейка; 17 — картер рулевого механизма; 18 — стяжной болт; 19 — фланец эластичной муфты; 20 — роликовый подшипник; 21 — приводная шестерня; 22 — шариковый подшипник; 23 — стопорное кольцо; 24 — защитная шайба; 25 — уплотнительное кольцо; 26 — гайка подшипника; 27 — промежуточный вал рулевого управления; 28 — пыльник; 29 — защитный колпачок; 30 — уплотнительное кольцо упора; 31 — упор рейки; 32 — пружина; 33 — гайка упора; 34 — стопорное кольцо гайки упора; 35 — заглушка; 36 — пружина вкладыша; 37 — вкладыш шарового пальца; 38 — шаровой палец; 39 — защитный колпачок; А, В — метки на пыльнике и картере; CD — поверхности на шаровом шарнире и поворотном рычаге
Рис. 7. Рулевая колонка:
1 — промежуточный вал рулевого управления; 2 — соединительная муфта; 3 — кронштейн крепления вала рулевого управления; 4 — карданный шарнир; 5 — распорная втулка; 6 — втулка опорной пластины; 7 — крестовина карданного шарнира; 8 — игольчатый подшипник крестовины; 9 — опорная пластина; 10 — труба кронштейна вала рулевого управления; 11 — фиксирующая пластина; 12 — приварной кронштейн кузова; 13 — подшипник вала рулевого управления; 14 — верхняя часть облицовочного кожуха; 15 — верхний вал рулевого управления; 16 — держатель контактных пластин; 17 — гайка крепления рулевого колеса; 18 — рулевое колесо; 19 — нижняя часть облицовочного кожуха; 20 — рычаг регулировки положения рулевой колонки; 21 — стопорное кольцо; 22 — оттяжная пружина; 23 — регулировочная втулка рычага; 24 — стяжной болт; 25 — распорная втулка
Рис. 8. Детали рулевого управления:
1 — внутренние наконечники рулевых тяг; 2 — скоба крепления рулевого механизма; 3 — опора рулевого механизма; 4 — распорное кольцо; 5 — рулевой механизм; 6 — уплотнительная прокладка; 7 — упорная пластина уплотнителя; 8 — уплотнитель; 9 — нижний фланец эластичной муфты; 10 — промежуточный вал рулевого управления; 11 — стяжной болт; 12 — распорная втулка; 13 — облицовочный кожух (верхняя часть); 14 — верхний вал рулевого управления; 15 — рулевое колесо; 16 — крышка выключателя сигнала; 17 — регулировочная втулка; 18 — рычаг регулировки положения рулевой колонки; 19 — стопорное кольцо; 20 – облицовочный кожух (нижняя часть); 21 — кронштейн крепления вала рулевого управления; 22 — подшипник вала рулевого управления; 23 — регулировочная тяга; 24 — наружный наконечник рулевой тяги; 25 — пружинное кольцо; 26 — защитный чехол; 27 — уплотнительное кольцо
продолжение
--PAGE_BREAK--5. Рабочая тормозная система автомобиля.
Рис. 9. Схема гидропривода тормозов.
1 – главный цилиндр гидропривода тормозов
2 – трубопровод контура «правый передний – левый задний тормоз»
3 – гибкий шланг переднего тормоза
4 – бачок главного цилиндра
5 – вакуумный усилитель
6 – трубопровод контура «левый передний – правый задний тормоз»
7 – тормозной механизм заднего колеса
8 – упругий рычаг привода регулятора давления
9 – гибкий шланг заднего тормоза
10 – регулятор давления
11 – рычаг привода регулятора давления
12 – педаль тормоза
13 – тормозной механизм переднего колеса
Рабочая тормозная система – гидравлическая, двухконтурная (с диагональным разделением контуров), с регулятором давления 10, вакуумным усилителем 5 и индикатором недостаточного уровня тормозной жидкости в бачке. При отказе одного из контуров тормозной системы второй контур обеспечивает торможение автомобиля, хотя и с меньшей эффективностью.
5.1. Тормозной механизм.
Тормозные механизмы передних колес 13 – дисковые (на автомобилях ВАЗ-21103, -21113 и -2112 – вентилируемые), с однопоршневой плавающей скобой и сигнализатором износа тормозных накладок. Тормозные механизмы задних колес 7 – барабанные, с двухпоршневыми колесными цилиндрами и автоматической регулировкой зазора между колодками и барабаном. Устройство автоматической регулировки зазора расположено в колесном цилиндре.
Главный тормозной цилиндр 1 крепится к корпусу вакуумного усилителя 5 на двух шпильках. В отверстия в верхней части цилиндра на резиновых уплотнениях вставлен полупрозрачный полиэтиленовый бачок 4 с датчиком аварийного уровня жидкости. На бачке нанесены метки максимального и минимального уровней жидкости. В нижней части цилиндра ввернуты два винта, ограничивающие перемещение поршней. Винты уплотнены медными прокладками. В передней части цилиндра (по ходу автомобиля) ввернута заглушка, служащая упором возвратной пружины, также уплотненная медной прокладкой. Поршни в главном цилиндре расположены последовательно, ближайший к вакуумному усилителю приводит в действие правый передний и левый задний тормозные механизмы, а тот, что ближе к заглушке – левый передний и правый задний. Уплотнительные резиновые кольца высокого давления (манжеты) главного тормозного цилиндра и задних колесных цилиндров взаимозаменяемы (номинальный диаметр – 20,64 мм). Уплотнительное кольцо низкого давления – с проточкой, установлено на поршне, контактирующем со штоком вакуумного усилителя.
Вакуумный усилитель 5 расположен между педальным узлом и главным тормозным цилиндром 1 и крепится к кронштейну педального узла на двух шпильках. Усилитель – неразборной конструкции, при выходе из строя его следует заменить. Простейшая проверка исправности усилителя: на автомобиле с заглушенным двигателем несколько раз нажимаем на педаль тормоза и, удерживая педаль нажатой, запускаем двигатель. При исправном усилителе с началом работы двигателя педаль должна уйти вперед. Отказ в работе или недостаточная эффективность вакуумного усилителя могут быть также вызваны негерметичностью шланга, отбирающего вакуум от впускного коллектора.
Регулятор давления задних тормозов 10 крепится двумя болтами к кронштейну в левой задней части кузова. Один из этих болтов (передний) также крепит вильчатый кронштейн рычага привода регулятора давления 11. За счет овальности отверстий для его крепления кронштейн вместе с рычагом можно перемещать относительно регулятора давления, изменяя усилие, с которым рычаг действует на поршень регулятора. С увеличением нагрузки на заднюю ось автомобиля упругий рычаг также нагружается, передавая усилие на поршень регулятора давления. При нажатии на педаль тормоза давление жидкости стремится выдвинуть поршень наружу, чему препятствует усилие со стороны упругого рычага. Когда система приходит в равновесие, клапан, расположенный в регуляторе, изолирует задние тормозные цилиндры от главного тормозного цилиндра, не допуская дальнейшего роста тормозного усилия на задней оси и препятствуя опережающей блокировке задних колес по отношению к передним. При увеличении нагрузки на заднюю ось, когда сцепление задних колес с дорогой улучшается, регулятор обеспечивает большее давление в колесных цилиндрах и наоборот – с уменьшением нагрузки давление падает. В корпусе регулятора имеется отверстие, закрытое заглушкой. Подтекание тормозной жидкости из этого отверстия говорит о негерметичности уплотнительных колец регулятора.
Плавающая скоба переднего тормоза включает в себя суппорт и колесный цилиндр, которые стянуты между собой двумя болтами. Двумя другими болтами скоба крепится к пальцам, установленным в отверстиях направляющей колодок. В эти отверстия закладывается смазка. Между пальцами и направляющей колодок установлены резиновые защитные чехлы. К пазам направляющей поджаты пружинами тормозные колодки. Внутренняя колодка имеет сигнализатор износа накладок. В цилиндре установлен поршень с уплотнительным резиновым кольцом прямоугольного сечения. За счет упругости этого кольца поддерживается постоянный оптимальный зазор между тормозными колодками и диском.
Тормозные диски – чугунные. Минимально допустимая толщина диска при износе – 17,8 мм для вентилируемых дисков и 10,8 мм – для невентилируемых, максимальное биение по внешнему радиусу – 0,15 мм.
Задние колесные тормозные цилиндры снабжены устройством для автоматического поддержания зазора между колодками и барабаном. Основной элемент устройства – стальное пружинное разрезное кольцо, установленное на поршне с осевым зазором 1,25-1,65 мм. Упорные кольца (по два на цилиндр) вставлены с натягом, обеспечивающим усилие сдвига по зеркалу цилиндра не менее 35 кгс, что превышает усилие стяжных пружин тормозных колодок. При износе тормозных накладок упорные кольца под действием поршней сдвигаются на величину износа. В случае повреждения зеркала поршней под действием механических примесей, попавших в тормозную жидкость или образовавшихся под действием коррозии (наличие воды в тормозной жидкости), кольца могут «закиснуть» в цилиндре и один или даже оба поршня потеряют подвижность. Цилиндры в этом случае необходимо заменить.
Привод тормозной системы.
Привод тормозной системы – механический, тросовый, на задние колеса. Он состоит из рычага, регулировочной тяги, уравнителя двух тросов, рычага привода колодок и распорной планки.
III
. РАСЧЕТНАЯ ЧАСТЬ
1.Расчет и построение внешней скоростной характеристики двигателя.
С некоторой долей погрешности внешняя скоростная характеристика может быть определена и построена для четырехтактового двигателя с искровым зажиганием на основе следующих данных:
n, %
20
40
60
80
100
120
n, мин-1
1080
2160
3240
4320
5400
6480
Ne, %
20
50
73
92
100
92
Ne, Вт
11440
28600
41756
52624
57200
52624
n– частота вращения коленчатого вала при максимальной мощности, мин-1;
n= 5400 мин-1
Ne– эффективная мощность двигателя, кВт; Ne = 57,2 кВт
Ne πn
Крутящий момент двигателя определяется: Мкр = ───, где ω= ─── с-1
ω 30
n, %
20
40
60
80
100
120
Мкр, Н·м
101,2
126,5
123,13
116,38
101,2
77,59
3,14 · 1080 11440
1) ω = ─────── = 113,04 с-1 ; Мкр = ──── = 101,2 Н·м;
30 113,04
2) ω = 226,08 с-1 ; Мкр = 126,5 Н·м;
3) ω = 226,08 с-1 ; Мкр = 123,13 Н·м;
4) ω = 339,12 с-1 ; Мкр = 116,38 Н·м;
5) ω = 452,16 с-1 ; Мкр = 101,2 Н·м;
6) ω = 678,24 с-1 ; Мкр = 77,59 Н·м;
Кривая удельного расхода топлива для двигателя строится на основании следующих данных:
n, %
20
40
60
80
100
120
n, мин-1
1080
2160
3240
4320
5400
6480
ge, %
110
100
95
95
100
115
ge, гр/кВт·ч
280,5
255
242,25
242,25
255
293,25
ge– удельный эффективный расход топлива, гр/кВт·ч, ge= 255 гр/кВт·ч
Часовой расход топлива для каждого значения частоты коленчатого вала двигателя находится по формуле:
Gт = ge· Ne · 10-3[кг/ч]
n, мин-1
1080
2160
3240
4320
5400
6480
Gт, кг/ч
3,21
7,3
10,12
12,75
14,59
15,43
Gт1 = 280,5 · 11,44 · 10-3 = 3,21 кг/ч;
Gт2 = 255 · 28,6 · 10-3 = 7,3 кг/ч;
Gт3 = 242,25 · 41,756 · 10-3 = 10,12 кг/ч;
Gт4 = 242,25 · 52,624 · 10-3 = 12,75 кг/ч;
Gт5 = 255 · 57,2 · 10-3 = 14,59 кг/ч;
Gт6 = 293,25 · 52,624 · 10-3 = 15,43 кг/ч;
2. Расчет и построение динамической характеристики автомобиля.
Динамической характеристикой автомобиля называется графическая выражению зависимость динамического фактора от скорости движения автомобиля на различных передачах.
Динамический фактор представляет собой отношение избыточных касательных сил к силе тяжести автомобиля.
Рк — Рв
D = ──── [Н],
Ga
где Рк – касательная сила тяжести автомобиля [Н];
Рв – сила сопротивления воздуха [Н];
Ga – сила тяжести автомобиля с грузом [Н].
Для выбранных частот вращения коленчатого вала двигателя подсчитываются величины скоростей автомобиля на каждой передаче по формуле:
ni · rк
Va = 0,377 ─── ,
iк · io
где rк – радиус колеса [м];
iк – передаточное отношение коробки передач;
io – передаточное отношение главной передачи;
ni – частота вращения коленчатого вала [мин-1].
Радиус шины в свободном состоянии подсчитывается:
rк = 0,5d + λBш,
где d – диаметр обода колеса [м];
Bш – высота профиля [м];
λ – коэффициент сжатия шины; λ = 0,8…0,9
Величина касательной силы тяжести по передаче определяется по формуле:
Мкр · iк · io · ηтр
Рк = ────────,
rк
где ηтр – КПД трансмиссии (для переднеприводного автомобиля
ηтр = 0,9)
Значение силы сопротивления воздуха определяется по формуле:
k · F · Va2
Рв = ──────,
3,62
где k – коэффициент обтекаемости [кг/м3] (для ВАЗ-2110 k = 0,32 кг/м3);
F – лобовая площадь автомобиля [м2];
Va – скорость автомобиля;
F = 0,78 · В · Н
В – ширина автомобиля [м]; Н – высота автомобиля [м].
Силу тяжести автомобиля с грузом определяем по формуле:
Ga = (грузоподъемность + число пассажиров (75 кг) + багаж) · g (9,8)
Полученные данные заносим в таблицу.
Определим радиус колеса.
Размер шины 175/70 R13
d = 13 · 25,4 = 330,2 мм
Bш = 175 · 0,7 = 122,5 мм
λ = 0,8
rк = 0,5 · 330,2 + 0,8 · 122,5 = 263,1 мм = 0,2631 м
По первой передаче:
Определим скорость, подставляя значения ni, rк = 0,2631 м,
iк = 3, 636, io = 3,706 в формулу.
1080 · 0,2631 2160 · 0,2631
Va1 = 0,377 ──────── = 7,95; Va2 = 0,377 ──────── = 15,9;
3, 636 · 3,706 3, 636 · 3,706
3240 · 0,2631 4320 · 0,2631
Va3 = 0,377 ──────── = 23,85; Va4 = 0,377 ──────── = 31,8;
3, 636 · 3,706 3, 636 · 3,706
5400 · 0,2631 6480 · 0,2631
Va5 = 0,377 ──────── = 39,75; Va6 = 0,377 ──────── = 47,7;
3, 636 · 3,706 3, 636 · 3,706
Определим величину касательной силы тяжести по данной передаче, используя предыдущие данные крутящего момента Мкр.
101,2 · 3,636 · 3,706 126,5 · 3,636 · 3,706
Рк1 = ─────────── = 4664,78; Рк2 = ─────────── = 5830,98;
0,2631 0,2631
123,13 · 3,636 · 3,706 116,38 · 3,636 · 3,706
Рк3 = ───────────── = 5675,64; Рк4 = ───────────── = 5364,5;
0,2631 0,2631
101,2 · 3,636 · 3,706 77,59 · 3,636 · 3,706
Рк5 = ──────────── = 4664,78; Рк6 = ──────────── = 3576,49;
0,2631 0,2631
Найдем значения силы сопротивления воздуха, подставляя значения скоростей в квадрате, коэффициент обтекаемости и лобовую площадь автомобиля.
F = 0,78 · 1420 · 1680 = 1860768 мм2 = 1,86 м2
0,32 · 1,86 · 7,952 0,32 · 1,86 · 15,92
Рв1 = ─────────── = 2,9 Н; Рв2 = ─────────── = 8,87 Н;
3,62 3,62
0,32 · 1,86 · 23,852 0,32 · 1,86 · 31,82
Рв3 = ─────────── = 26,12 Н; Рв4 = ─────────── = 46,44 Н;
3,62 3,62
0,32 · 1,86 · 39,752 0,32 · 1,86 · 47,72
Рв5 = ─────────── = 72,57 Н; Рв6 = ─────────── = 104,5 Н;
3,62 3,62
Определим динамический фактор. Для этого найдем силу тяжести автомобиля:
Ga = (1020 + 3 · 75 + 20) · 9,8 = 12397 Н;
4664,78 – 2,9 5830,98 – 8,87
D1 = ───────── = 0,38; D2 = ───────── = 0,47;
12397 12397
5675 – 26,12 5364,5 – 46,44
D3 = ───────── = 0,46; D4 = ───────── = 0,43;
12397 12397
4664,78 – 72,57 3576,49 – 104,5
D5 = ───────── = 0,37; D6 = ───────── = 0,28;
12397 12397
Аналогично проводятся расчеты для II– Vпередач, используя выше указанные формулы.
По второй передаче:
rк = 0,2631 м, iк = 1,950, io = 3,706.
Va1 = 14,82 км/ч; Va2 = 29,65 км/ч; Va3 = 44,47 км/ч; Va4 = 59,3 км/ч;
Va5 = 74,12 км/ч; Va6 = 88,94 км/ч;
Рк1 = 2501,74 Н; Рк2 = 3127,18 Н; Рк3 = 3043,87 Н; Рк4 = 2877 Н;
Рк5 = 2501,74 Н; Рк6 = 1918,08 Н;
Рв1 = 10,1 Н; Рв2 = 40,38 Н; Рв3 = 90,82 Н; Рв4 = 161,5 Н; Рв5 = 252,31 Н;
Рв6 = 363,3 Н;
D1 = 0,201; D2 = 0,25; D3 = 0,24; D4 = 0,22; D5 = 0,18; D6 = 0,13.
По третьей передаче:
rк = 0,2631 м, iк = 1,357, io = 3,706.
Va1 = 21,3 км/ч; Va2 = 29,65 км/ч; Va3 = 63,9 км/ч; Va4 = 85,2 км/ч;
Va5 = 106,5 км/ч; Va6 = 127,8 км/ч;
Рк1 = 1740,96 Н; Рк2 = 2176,19 Н; Рк3 = 2118,22 Н; Рк4 = 2002,1 Н;
Рк5 = 1740,96 Н; Рк6 = 1334,79 Н;
Рв1 = 20,84 Н; Рв2 = 40,38 Н; Рв3 = 187,53 Н; Рв4 = 333,38 Н; Рв5 = 520,9 Н;
Рв6 = 750,1 Н;
D1 = 0,14; D2 = 0,17; D3 = 0,16; D4 = 0,14; D5 = 0,10; D6 = 0,05.
По четвертой передаче:
rк = 0,2631 м, iк = 0,941, io = 3,706.
Va1 = 30,72 км/ч; Va2 = 61,44 км/ч; Va3 = 92,15 км/ч;
Va4 = 122,87 км/ч; Va5 = 153,59 км/ч; Va6 = 184,31 км/ч;
Рк1 = 1207,25 Н; Рк2 = 1509,06 Н; Рк3 = 1468,86 Н; Рк4 = 1388,34 Н;
Рк5 = 1207,25 Н; Рк6 = 925,6 Н;
Рв1 = 43,34 Н; Рв2 = 173,37 Н; Рв3 = 390 Н; Рв4 = 693,35 Н; Рв5 = 1082,5 Н;
Рв6 = 1560,1 Н;
D1 = 0,09; D2 = 0,11; D3 = 0,09; D4 = 0,06; D5 = 0,01; D6 = -0,05.
По пятой передаче:
rк = 0,2631 м, iк = 0,784, io = 3,706.
Va1 = 36,87 км/ч; Va2 = 73,74 км/ч; Va3 = 110,61 км/ч;
Va4 = 147,48 км/ч; Va5 = 184,35 км/ч; Va6 = 221,22 км/ч.
Рк1 = 1005,83 Н; Рк2 = 1257,29 Н; Рк3 = 1223,79 Н; Рк4 = 1156,7 Н;
Рк5 = 1005,83 Н; Рк6 = 771,17 Н;
Рв1 = 62,43 Н; Рв2 = 249,73 Н; Рв3 = 561,8 Н; Рв4 = 998,9 Н; Рв5 = 1560,8 Н;
Рв6 = 2247,54 Н;
D1 = 0,076; D2 = 0,081; D3 = 0,053; D4 = 0,013; D5 = -0,05; D6 = -0,12.
Полученные значения заносим в таблицу.
продолжение
--PAGE_BREAK--