ТЯГОВЫЙ РАСЧЕТ АВТОМОБИЛЯ ВАЗ-2106

2 ТЯГОВЫЙ РАСЧЕТ АВТОМОБИЛЯ ВАЗ-2106

 

2.1 Параметры, задаваемые техническими условиями

Исходные данные для динамического расчета

Основными исходными данными, необходимыми для динамического расчета, являются:

Двигатель карбюраторный, четырехтактный, 4 цилиндра, рядный

Номинальное число оборотов двигателя n = 5600 мин^-1;

Основные размеры двигателя: диаметр цилиндра D =0,079 (м) и ход поршня S = 0,080 (м).

Расчет кинематики рядного карбюраторного двигателя

В целях уменьшения высоты двигателя без значительного увеличения инерционных и нормальных сил отношение радиуса кривошипа к длине шатуна предварительно было принято l = 0,285. R = S/2 равен половине хода поршня.

Перемещение поршня

 мм;

Угловая скорость вращения коленчатого вала

w = pn / 30 = 3,14 ×5600 / 30 = 586 (рад/с);

Скорость поршня

 м/с;

Ускорение поршня

 м/с²

Таким образом, определяем значения перемещения, скорости и ускорения поршня через каждые 30⁰ и заносим их в таблицу 1.

j	(1-cosj)+l/4(1- cos2j)	Sx	sinj+l/2sin2j
0	0	0	0
30	0.169599596	6.78398384	0.62340862
60	0.606875	24.275	0.989434024
90	1.1425	45.7	1
120	1.606875	64.275	0.742616784
150	1.901650404	76.06601616	0.37659138
180	2	80	0
210	1.901650404	76.06601616	-0.37659138
240	1.606875	64.275	-0.742616784
270	1.1425	45.7	-1
300	0.606875	24.275	-0.989434024
330	0.169599596	6.78398384	-0.62340862
360	0	0	0
370	0.019489148	0.77956591	0.222422048
380	0.076976712	3.079068497	0.433617377
R, мм		w, рад/с
40		586

По данным таблицы 1 построены графики S_x в масштабе М_S = 1 мм в мм, V_П – в масштабе М_V = 0,5 м/с в мм, j – в масштабе М_j = 200 м/с² в мм.

Таблица 1

Vn	cosj+lcos2j	j
0	1.285	17650.55
14.6127	1.008525404	13852.94
23.19233	0.3575	4910.563
23.44	-0.285	-3914.71
17.40694	-0.6425	-8825.28
8.827302	-0.723525404	-9938.23
0	-0.715	-9821.13
-8.8273	-0.723525404	-9938.23
-17.4069	-0.6425	-8825.28
-23.44	-0.285	-3914.71
-23.1923	0.3575	4910.563
-14.6127	1.008525404	13852.94
0	1.285	17650.55
5.213573	1.25262015	17205.79
10.16399	1.158015287	15906.31

0.285

Рисунок 1 – Перемещение поршня

Рисунок 2 – Скорость поршня

Рисунок 3 – Ускорение поршня

Расчет динамики рядного карбюраторного двигателя

Значение площади поверхности поршня F_П = pD² / 4 = 0.004899 м².

Для вычисления силы инерции возвратно-поступательно движущихся масс и центробежной силы инерции вращающейся части массы шатуна необходимо знать массы деталей поршневой (m_n) и шатунной (m_ш) групп.

Масса поршневой группы m_n= m_n¢× F_ПА

Масса шатуна m _ш = m _ш¢×F_П

Масса неуравновешенных частей одного колена вала без противовесов m_к = m_к¢ × F_П

Поскольку шатун совершает сложное движение, его массу условно заменяют двумя массами, одна из которых (m _ш.п) сосредоточена на оси поршневого пальца, и совершает возвратно-поступательное движение вместе с массой поршня, а вторая (m_ш.к) - сосредоточена на оси шатунной шейки кривошипа, и совершает вращательное движение с кривошипом. Следовательно, m _ш = m_ш.п + m_ш.к

В расчетах принимают: m _{ш. п} = 0,275m _ш, m_ш.к = 0,725m_ш

Масса кривошипно-шатунного механизма, совершая возвратно-поступательное движение, определится как сумма m_j= m_n + m _{ш. п} (кг);

Массы, совершающие вращательное движение m_R= m_к + m _{ш. к} (кг);

Результаты расчетов представлены в таблице 2.

Таблица 2

F, 2	m¢, /2	m¢,/2	m¢,/2	m, 	m,	m,	m.,	m.,	mj,	mR,
0,0049	100	150	140	0,49	0,734	0,686	0,202	0,532	0,691	1,219

Сила инерции возвратно-поступательно движущихся масс к.ш.м. вычисляется по формуле:

Суммарная сила P , действующая на поршневой палец по направлению оси цилиндра, вычисляется алгебраическим сложением газовой силы DР_г и силы инерции возвратно-поступательно движущихся масс P_j . Результаты измерений сносятся в таблицу 3. C помощью таблицы 3 строится график силы P = f (φ) на той же координатной сетке и в том же масштабе μ_рj = 0,06 МПа в мм, что и графики сил DР_г и Р_j .

Удельная нормальная сила (МПа)

Р_N= Р × tgb

Удельная сила (МПа), действующая вдоль шатуна

Р_S = Р (1/соsb)

Удельная сила (МПа), действующая по радиусу кривошипа

Удельная и полная тангенциальные силы (МПа и кН):

 и Т = Р_Т F_П = Р_Т 0,0049 × 10³ .

По данным таблицы 3 строится графики изменения удельных сил Р_Т, Р_S, Р_N, Р, Р_к и Р_jв зависимости от изменения угла поворота коленчатого вала φ в масштабе М_р = 0,06 МПа в мм.

Таблица 3

j°	D, 	j, /	j, /2	, 
0	0.018	17650.55	-2.493140809	-2.475140809
30	-0.015	13852.94	-1.956728281	-1.971728281
60	-0.015	4910.563	-0.693616996	-0.708616996
90	-0.015	-3914.71	0.552953409	0.537953409
120	-0.015	-8825.28	1.246570405	1.231570405
150	-0.015	-9938.23	1.403774872	1.388774872
180	-0.015	-9821.13	1.387233991	1.372233991
210	-0.015	-9938.23	1.403774872	1.388774872
240	-0.015	-8825.28	1.246570405	1.231570405
270	0.02	-3914.71	0.552953409	0.572953409
300	0.15	4910.563	-0.693616996	-0.543616996
330	0.72	13852.94	-1.956728281	-1.236728281
360	1.923	17650.55	-2.493140809	-0.570140809
370	5.402	17205.79	-2.430317832	2.971682168
380	4.4	15906.31	-2.246766669	2.153233331
390	3.42	13852.94	- 1.956728281	1.463271719
420	1.35	4910.563	-0.693616996	0.656383005
450	0.72	-3914.71	0.552953409	1.272953409
480	0.45	-8825.28	1.246570405	1.696570405
510	0.28	-9938.23	1.403774872	1.683774872
540	0.15	-9821.13	1.387233991	1.537233991
570	0.025	-9938.23	1.403774872	1.428774872
600	0.018	-8825.28	1.246570405	1.264570405
630	0.018	-3914.71	0.552953409	0.570953409
660	0.018	4910.563	-0.693616996	-0.675616996
690	0.018	13852.94	-1.956728281	-1.938728281
720	0.018	17650.55	-2.493140809	-2.475140809

PS,	PN, 	PK,	,	,	., ×	j°
-2.475140809	0	-2.475140809	0	0	0	0
-1.992057624	-0.283868211	-1.565632676	-1.231701222	-6.034104289	-241.3641716	30
-0.731240067	-0.180482655	-0.198005933	-0.703921647	-3.44851215	-137.940486	60
0.561228968	0.159950256	-0.159950256	0.537953409	2.635433751	105.41735	90
1.270889113	0.313677343	-0.88743775	0.909732585	4.456779935	178.2711974	120
1.403093722	0.199940855	-1.302684748	0.521233576	2.553523287	102.1409315	150
1.372233991	0	-1.372233991	0	0	0	180
1.403093722	-0.199940855	-1.302684748	-0.521233576	-2.553523287	-102.1409315	210
1.270889113	-0.313677343	-0.88743775	-0.909732585	-4.456779935	-178.2711974	240
0.597743308	-0.170356843	-0.170356843	-0.572953409	-2.806898751	-112.27595	270
-0.560972331	0.138457643	-0.151900662	0.540014949	2.645533237	105.8213295	300
-1.249479467	0.178050824	-0.982012698	0.772560677	3.784774757	151.3909903	330
-0.570140809	0	-0.570140809	0	0	0	360
2.975328038	0.147248183	2.90096626	0.661038346	3.238426857	129.5370743	370
2.163536304	0.210892304	1.951248056	0.934623113	4.57871863	183.1487452	380
1.478358661	0.210666109	1.161897427	0.914078061	4.478068421	179.1227369	390
0.677338471	0.167178812	0.183410404	0.652033762	3.194313402	127.7725361	420
1.328030116	0.378488583	-0.378488583	1.272953409	6.236198751	249.44795	450
1.750734549	0.432111469	-1.222504712	1.253217335	6.139511723	245.5804689	480
1.701135295	0.24241178	-1.579397704	0.631952676	3.095936161	123.8374464	510
1.537233991	0	-1.537233991	0	0	0	540
1.443506138	-0.205699625	-1.340205148	-0.536246335	-2.627070796	-105.0828318	570
1.30494266	-0.322082346	-0.911216696	-0.934108922	-4.57619961	-183.0479844	600
0.595656775	-0.169762181	-0.169762181	-0.570953409	-2.797100751	-111.88403	630
-0.69718652	0.172077653	-0.188784879	0.671140308	3.287916367	131.5166547	660
-1.95871738	0.279117227	-1.53942933	1.211086749	5.933113983	237.3245593	690
-2.475140809	0	-2.475140809	0	0	0	720

Рисунок 4 – Кривые удельных сил Рj и P

Рисунок 5 – Кривая удельных сил Pк

Рисунок 6 – Кривые удельных сил Ps и Pn

Рисунок 7 – Кривая удельных сил P_T

Крутящий момент одного цилиндра двигателя

М_кр.ц=T·R =Т × 0,035 × 10³ Н×м , где R=const (радиус кривошипа).

Если вспышки чередуются равномерно, то угол Θ вычисляется по формулам:

Θ=720/i - для четырехтактного двигателя (i - число цилиндров).

В связи с этим, составляем таблицу 4 крутящих моментов всех четырех цилиндров двигателя, а также суммарного момента.

Таблица 4

j,°	Цилиндры								Мкр, Н*м
	1-й		2-й		2-й		2-й
	j,° кривошипа	Мкр.ц, Н×м	j,° кривошипа	Мкр.ц, Н×м	j,° кривошипа	Мкр.ц, Н×м	j,° кривошипа	Мкр.ц, Н×м
0	0	0	180	0	360	0	540	0	0
30	30	-241	210	-102	390	179	570	-105	-269
60	60	-137	240	-178	420	127	600	-183	-371
90	90	105	270	-112	450	249	630	-111	130
120	120	178	300	105	480	245	660	131	661
150	150	102	330	151	510	123	690	237	614
180	180	0	360	0	540	0	720	0	0

 

3 АНАЛИЗ КОНСТРУКЦИИ ЗАДНЕЙ ПОДВЕСКИ АВТОМОБИЛЯ ВАЗ-2106

Задняя подвеска – зависимая с винтовыми цилиндрическими пружинами и гидравлическими амортизаторам.

Балка заднего моста закреплена на кузове четырьмя продольными (реактивными) и одной поперечной штангами на резинометаллических шарнирах одинаковой конструкции (сайлент-блоках).

Пружины упираются нижними концами через пластмассовые прокладки в чашки, приваренные к балке заднего моста, а верхними концами – через резиновые виброизолирующие прокладки, в кузов. Ход сжатия пружин ограничен цилиндрическими упорами, являющимися частью кузова автомобиля. На торцах упоров установлены резиновые буферы.

Дополнительный буфер сжатия установлен на кронштейне над картером редуктора.

Амортизаторы крепятся на разборных резинометаллических шарнирах – верхними проушинами к шпилькам на кронштейнах кузова, а нижними – к кронштейнам на балке заднего моста.

Задняя подвеска: 1. Нижняя продольная штанга; 2. Нижняя изолирующая прокладка пружины подвески; 3. Нижняя опорная чашка пружины подвески; 4. Буфер хода сжатия; 5. Болт крепления верхней продольной штанги; 6. Кронштейн крепления верхней продольной штанги; 7. Пружина подвески; 8. Опора буфера хода сжатия; 9. Верхняя обойма прокладки пружины; 10. Верхняя изолирующая прокладка пружины; 11. Верхняя опорная чашка пружины подвески; 12. Стойка рычага привода регулятора давления; 13. Резиновая втулка рычага привода регулятора давления; 14. Шайба шпильки крепления амортизатора; 15. Резиновые втулки проушины амортизатора; 16. Кронштейн крепления заднего амортизатора; 17. Дополнительный буфер хода сжатия; 18. Шайба распорной втулки; 19. Распорная втулка нижней продольной штанги; 20. Резиновая втулка нижней продольной штанги; 21. Кронштейн крепления нижней продольной штанги; 22. Кронштейн крепления верхней продольной штанги к балке моста; 23. Распорная втулка поперечной и продольной штанг; 24. Резиновая втулка верхней продольной и поперечной штанг; 25. Задний амортизатор; 26. Кронштейн крепления поперечной штанги к кузову; 27. Регулятор давления тормозов; 28. Защитный чехол регулятора давления; 29. Ось рычага привода регулятора давления; 30. Болты крепления регулятора давления; 31. Рычаг привода регулятора давления; 32. Обойма опорной втулки рычага; 33. Опорная втулка; 34. Поперечная штанга; 35. Опорная пластина кронштейна крепления поперечной штанги.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В данном курсовом проекте был рассмотрен легковой автомобиль ВАЗ-2106 производства Волжского автомобильного завода в г. Тольятти (ВАЗ). Была описана конструкция всего автомобиля, конструкция узла (сцепление), а также представлен тяговый расчет.

Выполнение курсового проекта способствовало углублению знаний в изучении устройства, назначения и принципа работы автомобилей, его агрегатов, узлов и систем на примере ВАЗ-2106

СПИСОК использованных источников

1.  Круглов С.М.. Все о легковом автомобиле: М.: Высш. шк.; Изд. центр «Академия», 1998, – 539 с..

2.  Ганенко А.П. и др.. Оформление текстовых и графических материалов при подготовке дипломных проектов, курсовых и письменных экзаменационных работ (требование ЕСКД): М.: ИРПО; Изд. центр «Академия», 1998, – 352 с..

3.  Техническое обслуживание и ремонт автомобилей/ В.М. Власов и др.; Под ред. В.М. Власова: М.: Издательский центр «Академия», 2003, – 480 с..

4.  Вахламов В.К.. Подвижной состав автомобильного транспорта: М.: Издательский центр «Академия», 2003, – 480 с..

5.  Автослесарь / Ю.Т. Чумаченко и др.; под ред. А.С. Трофименко. Ростов н/Д: Феникс, 2004, – 544 с..

6.  Стуканов В.А., Леонтьев К.Н.. Устройство автомобилей: М.: ИД «Форум»: ИНФРА-М, 2006, – 496 с..

7.  ВАЗ-2106 и др.: Руководство по Эксплуатации, техническому обслуживанию и ремонту: М.: Издательский Дом Третий Рим, 2006, – 164 с..