Курсовая работа (т): Разработка системы управления легкового автомобиля класса E габаритной длинной 4.8 метра

Разработка системы управления легкового автомобиля класса E габаритной длинной 4.8 метра

Оглавление

Введение

. Назначение и условия эксплуатации автомобиля

. Проектирование тормозной системы

.1 Разработка технических требований к тормозной системе

.2 Основные параметры и функциональные характеристики тормозной системы

.2.1 Определение параметров тормозной системы механизмов рабочей тормозной системы

.2.2 Определение параметров тормозных механизмов стояночной тормозной системы

.3 Разработка принципиальной схемы тормозной системы

.4 Определение параметров тормозных механизмов

.5 Определение параметров тормозного привода

. Проектирование рулевого управления

.1 Разработка технических требований к рулевому управлению

.2 Основные параметры и функциональные характеристики рулевого управления

Заключение

Список использованных источников

Введение

Современные темпы развития автомобилей идут по пути улучшения их конструкции, что позволяет проектировать автомобили со значительным увеличением скорости движения, а это как следствие приводит к увеличению нагрузки на их системы управления. Все это вызывает необходимость применения на этих автомобилях тормозных и рулевых механизмов способных воспринимать данные нагрузки.

Тормозная система - это совокупность устройств, предназначенных для снижения скорости движения автомобиля до полной его остановки, если это необходимо и удержания его в неподвижном состоянии во время стоянки. Современные автомобили должны обязательно иметь: рабочую, запасную, стояночную, а грузовые автомобили с полной массой более 12 тонн и вспомогательную тормозную систему.

Рулевое управление - это совокупность устройств, обеспечивающих поворот управляемых колес автомобиля при воздействии водителя на рулевое колесо. Рулевое управление состоит из рулевого привода, рулевого механизма и усилителя.

Процесс проектирования любого технического объекта содержит три этапа:

а) функциональное проектирование,

б) конструкторское проектирование,

в) конструирование.

В данной курсовой работе необходимо осуществить функциональное проектирование системы управления легкового автомобиля габаритной длинной 3 м. Функциональное проектирование заключается в определении структуры и параметров технического объекта, характеризующих выполнение объектом своего функционального назначения. Целью функционального проектирования является достижение высокого технического уровня создаваемого автомобиля. Операции и процедуры функционального проектирования, как правило, почти полностью поддаются формализации, что в конечном итоге создает благоприятные условия для определения и выбора оптимальных параметров и структуры технического объекта. При этом могут использоваться математические модели создаваемых объектов, модели оценки и принятия решений, которые в виде соответствующих алгоритмов реализуются при проектировании.

1. Назначение и условия эксплуатации автомобиля

Проектируемый автомобиль - легковой автомобиль класса E габаритной длинной 4.8 метра.

При эксплуатации автомобиля учитываются дорожные, транспортные и климатические условия.

Данный автомобиль предназначен для эксплуатации в условиях дорог общего пользования, как с усовершенствованным покрытием, так и без такового. Характеристики дорожного покрытия представлены в таблице 1.1. Эксплуатация осуществляется в зоне умеренного климата с рабочим диапазоном температур -30…+30.

Таблице 1.1- Характеристики дорожного покрытия

Климатические условия характеризуются температурой воздуха и ее сезонными и суточными изменениями, влажностью и скоростью ветра. По этим факторам различают зоны умеренного, холодного и жаркого климата. Республику Беларусь относят к зоне умеренного климата, в которую входят центральные районы стран СНГ, где минимальная температура зимой -20 -30°С, а максимальная температура летом до +30°С. От климатических условий зависит состояние покрытия дорог, которое бывает влажное, заснеженное, обледенелое, и видимость (в дождь, снегопад, туман). Температура окружающего воздуха влияет на тепловой режим работы двигателя и условия работы механизмов автомобиля. При стандартной температуре окружающего воздуха +20°С системы двигателя обеспечивают нормальный тепловой режим его работы, что соответствует температуре охлаждающей жидкости и масла 80-100°С. Отклонение температуры окружающего воздуха от стандартной вызывает нарушение теплового режима двигателя и ухудшение показателей тягово-скоростных свойств и топливной экономичности.

Дорожные условия определяются типом и состоянием дорожного покрытия и дорожных сооружений, рельефом местности и интенсивностью движения. От дорожных условий зависит максимальная нагрузка на мост автомобиля, средняя скорость движения и другие эксплуатационные характеристики.

2. Проектирование тормозной системы

.1 Разработка технических требований к тормозной системе

Тормозные свойства определяют активную безопасность автомобиля и поэтому регламентируются международными документами, разработанными Комитетом по внутреннему транспорту Европейской экономической комиссии Организации Объединенных Наций (ЕЭК ООН) - Правила №13, в соответствии с которыми разрабатываются национальные стандарты.

В соответствии с Правилами ЕЭК ООН №13 все автотранспортные средства должны быть оборудованы тормозными системами, предназначенными для осуществления рабочего, стояночного и аварийного торможения. Эти функции выполняют соответственно рабочая, стояночная и запасная тормозные системы.

Тормозные механизмы рабочей тормозной системы при номинальном давлении в их приводе должны развивать достаточные моменты для полной реализации сцепных возможностей колес с дорогой. Так как при торможении происходит перераспределение нормальных реакций дороги на колеса, причем, нагрузка на колеса переднего моста возрастает, а на колеса заднего уменьшается, то в основу выбора параметров тормозных механизмов кладут определение максимального момента тормозных механизмов по условиям сцепления передних колес на дороге с максимальным коэффициентом сцепления :

 (1)

Принимают  без усилителя и  при наличии усилителя. Стояночные тормоза должны надежно удерживать автомобиль в неподвижном состоянии на уклоне . Значение  регламентировано и зависит от типа автомобиля. Для пассажирских автомобилей = 0,25

В общем случае суммарный момент тормозных механизмов стояночной тормозной системы должен соответствовать неравенству

 (2)

где ,  - передаточное число и КПД участка трансмиссии от стояночного тормоза до колес.

Запасная тормозная система используется при отказе рабочей тормозной системы. Обычно ее роль выполняют оставшийся исправным тормозной привод и тормозные механизмы двухконтурной рабочей тормозной системы.

Нормативы эффективности рабочей тормозной системы представлены в таблице 1.1.

Таблица 1.1 Нормативы эффективности рабочей тормозной системы

Нормативы эффективности запасной тормозной системы представлены в таблице 1.2.

Таблица 1.2 Нормативы эффективности рабочей тормозной системы

К тормозным приводам автомобилей предъявляют следующие требования:

обеспечение приводом следящего действия, т. е. на режимах торможения и оттормаживания тормозные моменты, развиваемые тормозными механизмами, должны быть пропорциональны усилию, приложенному водителем к тормозной педали, и перемещению ее;

время срабатывания тормозного привода при торможении не должно превышать 0,6 с, а при оттормаживании - 1,2 с;

привод рабочей тормозной системы должен иметь не менее двух независимых контуров, чтобы в случае повреждения какой-либо части привода сохранялось эффективность торможения не менее 50 % ;

Проектируемый автомобиль имеет гидравлический привод. Гидравлический привод отличается высоким быстродействием, простотой конструкции, малыми габаритными размерами, небольшой массой и стоимостью. Однако он имеет ограниченное силовое передаточное число, что ограничивает область его применения.

При выходе из строя одного из контуров должна сохранятся заданная эффективность тормозов автомобилей. Наш проектируемый автомобиль имеет диагональную схему, которая позволяет сохранить эффективность торможения (не менее 50 %) при выходе из строя любого контура. Однако при применении этой схемы, тормозные силы несимметричны, и передние колеса при этом стремятся повернуться относительно шкворней в сторону большей силы, что приводит к потере устойчивости автомобиля. Поэтому на автомобилях с таким приводом обычно применяют отрицательные плечи обкатки (до 20 мм), что улучшает устойчивость.

Тормозные механизмы должны обладать большим запасом прочности.

Дисковые тормозные механизмы имеют большую энергоёмкость, то есть способны за один и тот же промежуток времени перевести больше кинетической энергии в тепловую. Но они хуже защищены от грязи и пыли в сравнении с барабанными.

Повышение устойчивости движения автомобиля при торможении будем обеспечивать с помощью РТМ.

Таблица 1.2 - Требования к тормозной системе

2.2 Основные параметры и функциональные характеристики тормозной системы

.2.1 Определение параметров тормозной системы механизмов рабочей тормозной системы

Результирующими параметрами тормозных механизмов являются тормозные моменты. Тормозные механизмы рабочей тормозной системы при номинальном давлении в их приводе должны развивать достаточные моменты для полной реализации сцепных возможностей колес с дорогой. Параметры тормозных механизмов выбирают на основе определения максимального момента тормозных механизмов по условиям сцепления передних колес на дороге с максимальным коэффициентом сцепления j_max:

Н×м; (2.1)

где j_max=0,8 - максимальный коэффициент сцепления колес с дорогой при наличии усилителя.

Используя выражение 4.1 мы нашли суммарный момент тормозных механизмов переднего моста при давлении в приводе р_max. Для определения суммарного момента тормозных механизмов заднего моста воспользуемся коэффициентом распределения тормозных моментов:

 Н×м, (2.2)

где b_Т - коэффициент распределения тормозных моментов, вычисляется по формуле приведенной ниже:

 (2.3)

где j₀=0,8.  Нм.

Определим коэффициенты пропорциональности между моментами ,  и давлением в приводе p_max.

 , (2.4)

 . (2.5)

Коэффициенты  и  характеризуют преобразующие свойства привода тормозных механизмов и позволяют определить конструктивные параметры его элементов.

2.2.2 Определение параметров тормозных механизмов стояночной тормозной системы

Стояночные тормоза должны надежно удерживать автомобиль в неподвижном состоянии на уклоне h_max. Для рассматриваемого автомобиля значение h_max регламентировано и принимается равным 0.25

Суммарный момент тормозных механизмов стояночной тормозной системы определяется из неравенства:

 Н∙м. (2.6)

и  из формулы 2.7 можно исключить т.к. в качестве стояночных тормозов используются тормозные механизмы рабочей тормозной системы.

.3 Разработка принципиальной схемы тормозной системы

На основании обзора и анализа существующих конструкций и требований, предъявляемых к системе управления, осуществим структурный синтез тормозной системы.

По виду используемой энергии привод тормозных механизмов будет гидравлическим.

Достоинства гидравлического привода:

). Малое время срабатывания в сравнении с пневматическим.

). Высокий КПД до 95%.

). Удобство компоновки в отличии от механического.

). Равенство тормозных сил на тормозных механизмах левых и правых колес.

). Возможность распределения приводных сил передних и задних колес за счет применения цилиндров разного диаметра.

Недостатки: