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

). Высокие требования к герметичности.

). Пожароопастность.

). Зависимость характеристик привода от температуры окружающей среды.

В качестве тормозной системы были выбраны:

а) тормозные механизмы - на передний мост дисковые с плавающей скобой, на задний дисковые;

б) стояночная тормозная система приводится в действие от ручного рычага;

в) схема тормозного привода - двухконтурная, с разделением по осям;

г) тип привода - гидравлический;

д) регулятор тормозных моментов - лучевой.

Принципиальная схема тормозной системы представлена на рисунке 2.3.

Рисунок 2.3 - Принципиальная схема тормозной системы

2.4 Определение параметров тормозных механизмов

автомобиль силовой тормозной рулевой

Определим конструктивные параметры исполнительных элементов тормозной системы. Исполнительными элементами тормозной системы проектируемого автомобиля являются дисковые тормозные механизмы. Для тормозных механизмов необходимо определить следующие параметры: эквивалентный радиус трения; высоту накладки; угол сектора накладки; толщину тормозного диска.

Рассмотрим передний тормозной механизм.

- требуемый тормозной момент (=1839 Н*м);

 - наружный радиус диска (=240·10^-3 м );

 - внутренний радиус диска (=150·10^-3 м );

 - коэффициент трения, (=0,35).

Определим эквивалентный радиус трения:

м. (2.7)

Определим требуемое усилие прижатия накладок:

Н. (2.8)

Используя полученный результат можно определить диаметр исполнительных гидроцилиндров:

 м. (2.9)

где  - давление в приводе (МПа). Основные конструктивные параметры определим исходя из удовлетворения требований к показателям энергоемкости тормозных механизмов и удельному давлению на накладку.

Площадь накладок определим как:

 (2.10)

где a - угол сектора накладки, град.

Удельная работа трения вычисляется по формуле:

где [A_уд]=1300Дж/см² - допустимая удельная работа трения

Приращение температуры диска за одно торможение можно определить по формуле:

  (2.11)

где m - масса всех тормозных дисков, кг; C - теплоемкость материала диска, примем 535 Дж/кг⁰С.

Удельное давление на накладку определим по зависимости:

  (2.12)

Параметры дисковых тормозных механизмов определённые по вышеизложенной методике приведены в таблице 2.1.

Таблица 2.1- Результаты определения конструктивных параметров тормозной системы

Таблица 2.2 - Показатели нагруженности тормозных механизмов

2.5 Определение параметров тормозного привода

Определим параметры главного тормозного цилиндра, вакуумного усилителя тормозного привода и регулятора тормозных усилий.

Диаметры колесных тормозных цилиндров находятся по формуле:

 (2.13)

где  - максимальное давление в тормозном приводе.

Задавшись передаточным числом педального привода  находим площадь главного тормозного цилиндра Аг:

 , (2.14)

где k_у =3,5- коэффициент усиления усилителя;

F_п=325 Н - усилие на педали тормоза;

откуда:

.

Для данного автомобиля выбираем усилитель тормозов гидровакуумного типа. Далее приведена методика определения основных параметров и построения статической характеристики гидровакуумного усилителя тормозного привода.

Рисунок 2.5 - расчетная схема гировакуумного усилителя тормозов

1- исполнительное устройство;

- мембрана;

, 4, 5- пружины;

- атмосферный клапан;

- вакуумный клапан;

- резиновая мембрана;

- поршень следящего устройства;

- поршень гидроцилиндра;

- ГТЦ;

-шток;

- следящее устройство.

Из конструкторских соображений задаемся значениями:

площадь поршня гидроцилиндра A₅=4.7e-4 м²;

сила пружины 3 F_пр3=30Н;

сила пружины 5 F_пр5=70Н.

Далее находится активная площадь A₄ мембраны 2 из формулы:

 (2.15)

где  - приращение давлений p₁ и p₂.

Площади поршня следящего устройства 9 А₂ и резиновой мембраны 2 A₃ выбираются т. о., чтобы обеспечивать необходимый коэффициент усиления k_у.

В режиме без усилителя статическая характеристика строится по формуле (линия а рисунок 2.6):

. (2.16)

В режиме следящего действия (линия б рисунок 2.7):

. (2.17)

В режиме постоянного усиления (линия б рисунок 2.7):

 . (2.18)

Рисунок 2.7 - Статическая характеристика усилителя тормозов

РТМ, применяемый в данном автомобиле, выполнен в виде дифференциального клапана.

Рисунок 2.8 - Расчетная схема дифференциального клапана

Определению подлежат следующие параметры:

)        диаметр штока d₁ и диаметр поршня d₂;

)        усилие пружины поршня F_пр;

)        передаточное число привода РТМ ;

)        усилие упругого элемента РТМ F_у;

)        жесткость упругого элемента РТМ с_у.

Строится характеристика оптимального соотношения давлений в контурах тормозного привода и апроксимируется отрезками Обв и Оаг(рисунок 2.9). Из рисунка 2.9 находятся давления в контурах включения РТМ в работу(координаты точек а и б) и угол α.

Для построения графика зависимости деформации упругого элемента задней подвески при аварийном торможении от давления р1 в переднем контуре(рисунок 2.10), воспользуемся формулой:

 (2.19)

где Ga - вес авто;

q2=1864Н - вес неподрессоренной массы;

a - расстояние от ЦМ до переднего моста автомобиля;

hc -высота ЦМ;

L=2,85м - база авто;

 -суммарная жесткость задней подвески;

k1, k2 - коэффициент пропорциональности между давлением в тормозном приводе и моментом трения тормозного механизма переднего и заднего соответственно.

Формула (3.19) вычисляется отдельно для полной массы и снаряженной массы.

Рисунок 2.9 - Характеристика оптимально соотношения давлений

Рисунок 2.10 - график зависимости ∆=f(p₁)

Задавшись d₁=30мм и u_пр=4, находим с_у:

 (2.20)

Находится преднатяг пружины РТМ. В первом приближении можно считать, что F_пра ≈ F_прб :

 (2.21)

Диаметр поршня РТМ d₂ находят решая систему уравнений:

 (2.22)

Таблица 2.3 - параметры тормозного привода

3. Проектирование рулевого управления

.1 Разработка технических требований к рулевому управления

Рулевое управление - это совокупность устройств, обеспечивающих поворот управляемых колес автомобиля при воздействии водителя на рулевое колесо.

Оно состоит из рулевого механизма и рулевого привода. Для облегчения поворота колес в рулевой механизм устанавливается усилитель. Рулевой механизм предназначен для передачи усилия от водителя к рулевому приводу и для увеличения крутящего момента, приложенного к рулевому колесу. Он состоит из рулевого колеса, вала и редуктора. Рулевой привод служит для передачи усилия от рулевого механизма к управляемым колесам автомобиля и для обеспечения необходимого соотношения между углами их поворота.

Конструкция рулевого управления должна обеспечивать:

1) легкость управления, оцениваемую усилием на рулевом колесе. Для легковых автомобилей без усилителя при движении это усилие составляет 50...100 Н, а с усилителем- 10...20 Н. Для грузовых автомобилей усилие на рулевом колесе регламентируется ГОСТ 21398-75 и при переходе от прямолинейного движения к движению по окружности радиусом 12 м при скорости 10 км/ч на горизонтальном участке с сухим твердым покрытием не должно превышать: 250 Н - для рулевого управления без усилителя на пути не более 17 м; 120 Н - для рулевого управления с усилителем на пути не более 11 м; 500 Н - в случае прекращения действия усилителя на пути не более 17 м;

2) качение управляемых колес с минимальными боковым уводом и скольжением при повороте автомобиля. Несоблюдение этого требования приводит к ускорению изнашивания шин и снижению устойчивости автомобиля при движении;

3) стабилизацию повернутых управляемых колес, обеспечивающую их возвращение в положение, соответствующее прямолинейному движению, при отпущенном рулевом колесе;

4) предотвращение передачи ударов на рулевое колесо при наезде управляемых колес на препятствия;

5) минимальные зазоры в соединениях. Оцениваются углом свободного поворота рулевого колеса автомобиля, стоящего на сухой, твердой и ровной поверхности в положении, соответствующем прямолинейному движению. По ГОСТ 21398 - 75 этот зазор не должен превышать 15° при наличии;

6) отсутствие автоколебаний управляемых колес при работе автомобиля в любых условиях и на любых режимах движения.

7) Данный автомобиль предназначен для эксплуатации в условиях дорог общего пользования, как с усовершенствованным покрытием, так и без такового. Характеристики дорожного покрытия представлены в таблице 3.1. Эксплуатация осуществляется в зоне умеренного климата с рабочим диапазоном температур -30…+30.

Таблице 3.1- Характеристики дорожного покрытия