Федеральное агентство по образованию Российской Федерации

ГОУ ВПО

«Псковский государственный политехнический институт»

Кафедра «Автомобили и автомобильное  хозяйство» 
 

Курсовой  проект

Автомобили 
 
 

АВТОБУС МАЛОГО КЛАССА МЕСТНОГО СООБЩЕНИЯ

(4×2) С РАЗРАБОТКОЙ СЦЕПЛЕНИЯ 
 

Пояснительная записка 

АиАХ. КП54АВ.00000ПЗ 
 
 
 

Выполнил:

студент группы 034-021          Д. С. Ермаков 
 

Руководитель:

профессор,                 А. А. Енаев

доктор технических наук 
 
 

Псков 2010

ВВЕДЕНИЕ

     Автомобильная промышленность была, остается и будет в дальнейшем одной из ведущих отраслей промышленности в России. Доля работающих в автомобильной промышленности составляет около 4% процентов от всей промышленности и около 15% для машиностроения. Кстати эти показатели во многом сходны с показателями промышленно развитых стран Евросоюза. Автомобильная промышленность остается одной из немногих отраслей промышленности привлекательной для иностранных и отечественных инвестиций. Объем инвестиций в основной фонд автомобильных компаний непрерывно растет. С 1998 по 2009 год также росло и количество продукции выпускаемой отечественными автопроизводителями: легковые автомобили - с 838,8 тысяч до 1 млн. 150 тысяч, грузовые автомобили - с 145,8 тысяч до 210 тысяч, автобусы — с 45,7 тысяч до 82 тысяч единиц в год. Рост производства стал также возможен благодаря совместным действиям правительства и лидеров автомобильного бизнеса, направленных на привлечение инвестиций и модернизации производственной базы.

     Кто не знает значения слова «автобус»? Наверняка этот пассажирский транспорт известен каждому человеку, проживающему в цивилизованной стране. Автобус – неотъемлемый элемент, пожалуй, каждого города мира, будь это провинция или мегаполис. Сегодня этот транспорт широко распространен и востребован повсеместно: нужно в школу – на автобусе, на работу – тоже, на отдых – опять автобус... Сегодня существует огромное количество видов и типов автобусов различного назначения. Автобусы покупают спортивные команды, СМИ, Вооруженные Силы, звезды шоу-бизнеса и многие другие. Все чаще на улице города можно встретить новые   автобусы – совершенные машины, как с дизайнерской, так и с технической точки зрения. Еще можно вспомнить, что раньше единственную дверь для входа/выхода пассажиров водитель открывал сам, пользуясь системой рычагов. Сегодня все это неминуемо кануло в прошлое – нынешние автобусы оборудованы несколькими дверями, которые открываются и закрываются нажатием кнопки. Многочисленные системы безопасности, контроля движения и прочего бережно хранят пассажиров от возможных травм в результате тех или иных действий. Например, есть автобусы, двери которых не открываются, если машина еще движется, не закрываются до конца, встречая препятствие на своем пути, системы не дают машине стартовать при открытых дверях... Это позволяет пассажирам чувствовать себя в безопасности в салоне современных автобусов. Но и водитель не обделен. Его рабочее место стало более эргономично – оснащено лишь теми органами управления, которые действительно необходимы. Комфортабельное кресло способствует меньшей усталости при долговременных поездках. Электроусилители и гидроусилители руля обеспечивают легкость и простоту управления (раньше управление этим транспортом давалось не так легко). Что и говорить, при производстве автобусов конструкторы и инженеры все большее внимание уделяют увеличению вместимости и улучшению комфортабельности салонов своих выпускников. В производство автобусов постоянно внедряются инновационные конструкторские решения. Это делает современные автобусы высокотехнологичными и неприхотливыми, они не доставляют проблем собственникам при эксплуатации.

     Курсовой  проект является заключительным этапом изучения дисциплины   «Автомобили» и выполняется согласно учебному плану специальности «Автомобили и автомобильное хозяйство» после освоения общенаучных и инженерных дисциплин, а также курсов «Основы конструкции автомобиля», «Теория эксплуатационных свойств автомобиля», «Рабочие процессы и основы расчета автомобиля». Такая последовательность прохождения дисциплин и накопленный багаж знаний позволяют в ходе работы над проектом критически оценивать конструкции прототипов, из узлов, агрегатов и систем, применять современные методы расчетов на прочность и долговечность, творчески подходить к обоснованию технических решений, умело использовать вычислительную технику.

     Задачами данного курсового проекта является анализ компоновочных схем автобуса, тяговый расчет, определение оценочных параметров тягово-скоростных свойств, определение оценочных параметров топливной экономичности, а также расчет и проектирование сцепления автобуса малого класса. Главной задачей данного курсового проекта является проектирование автобуса малого класса местного сообщения с колёсной формулой 4×2. 
 
 
 
 

1. АНАЛИЗ КОМПОНОВОЧНЫХ СХЕМ И ВЫБОР ПРОТОТИПА

      Для автобусов в настоящее время принято анализировать более двадцати компоновочных схем. Наиболее важным показателем компоновки автобуса является расположение двигателя. Различают 3 вида: 

а) С  передним расположением двигателя:

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Рисунок 1.1. Компоновочная схема автобуса с передним расположением двигателя 

Преимущества:

- простота  управления двигателем и коробкой  передач;

- удобство  установки и снятия двигателя;

- обеспечение  эффективного охлаждения двигателя;

- возможность размещения багажника сзади и с боков. 

Недостатки:

- сложно  выполнить пол на низком уровне;

- сложный  доступ к двигателю.

б) С  расположением двигателя в пределах базы:

 
 
 
 
 
 

Рисунок 1.2. Компоновочная схема автобуса с расположением двигателя в пределах базы 

Преимущества:

- хорошее распределение по осям;

- возможность использования стандартного заднего моста. 

Недостатки:

- сложность обслуживания двигателя;

- сложность управления двигателем, сцеплением и коробкой передач;

- необходимость  применения двигателей с горизонтальным  расположением цилиндров. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

в) С  расположением двигателя в задней части автобуса:

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Рисунок 1.3. Компоновочная схема автобуса с расположением двигателя в задней части автобуса 

Преимущества:

- низкий  шум двигателя;

- обеспечение  минимальной вибрации;

- обеспечение  (возможность) выполнения низкого  пола в салоне автобуса;

- сравнительно  хорошая доступность к двигателю. 

Недостатки:

- трудность  управления двигателем, сцеплением  и коробкой передач;

- недостаточное  обеспечение охлаждения двигателя;

- необходимость подъема пола над двигателем. 
 
 
 
 

     Компоновка  автобусов определяется их назначением  и габаритной длиной (малый класс 6,0…7,5 м).

     Компоновочная схема с расположением двигателя в базе требует специального шасси с увеличенной базой (минимум длины базы составляет 4 м), что в конечном итоге предопределяет минимальную длину автобуса в 8,0…8,5 м.

     Заднемоторная компоновочная схема применяется  среди средних и больших автобусов  длиной более 8,5…9,0 м. Серьезной компоновочной  проблемой является то, что для  размещения силового агрегата и узлов трансмиссии требуется задней сиге кузова автобуса порядка 3 м, так как при меньшем заднем свесе может получиться слишком короткий вал у карданной передачи, что нежелательно (карданный вал к ведущему мосту обычно не делают короче 600…700 мм, чтобы максимальный угол в карданном шарнире не превосходил 8…9 градусов и изменение длины вала было в пределах 10…40 мм). В свою очередь, задний свес величиной 3 м требует выбора колесной базы автобуса не менее 4,0…4,5 м, т.е. получается, что полная длина автобуса не может быть менее 8,5 м. Если сделать базу короче, то композиция получается непропорциональной, зрительно неустойчивой, с явно перегруженным задом.

    Автобусы длиной до 9 м (малый и средний класс) проектируются, как правило, на базе шасси грузовых или легковых автомобилей, или с использованием их агрегатов, что практически обусловливает компоновку таких автобусов (с передним расположением двигателя). Т.е. при создании таких автобусов не требуется серьезного вмешательства в базовые узлы грузовика или легкового автомобиля, используемые в конструкции автобуса, что упрощает процесс создания этой конструкции.

     После анализа компоновочных схем автобусов  для прототипа я выбираю компоновочную схему с передним расположением двигателя.

    Из  всех представленных однотипных моделей автобусов малого класса (таблица 1.1) в качестве прототипа я выбираю Hyundai County LWB (класс II). 
 
 
 
 
 
 

Таблица 1.1

Параметры технических характеристик сравниваемых автомобилей

      Примечания: 1. Автомобиль в целом: ДСП – двигатель спереди (над передней осью), 2. Двигатель: ДТР4В – дизельный с турбонаддувом, рядный, 4-х цилиндровый, расположен вдоль; ДТР6В – дизельный с турбонаддувом, рядный, 6-и цилиндровый, расположен вдоль. 3. Ходовая часть: Зав/Рес – зависимая подвеска, упругий элемент – рессора. 5. Системы управления: В+ШГ – винт и шариковая гайка; Р+Ш – рейка и шестерня; Б/Б – барабанный тормозной механизм на всех колесах; Д/Б – дисковый и барабанный тормозные механизмы; Д/Д – дисковый тормозной механизм на всех колесах; ГУ – гидроусилитель; ВУ – вакуумный усилитель. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Рис. 1.4. Компоновочная схема автобуса малого класса местного сообщения с колёсной формулой 4×2 

Рис. 1.5. Кинематическая схема трансмиссии автобуса

2. ТЯГОВЫЙ РАСЧЕТ

2.1. Выбор и оценка параметров тягового расчета

2.1.1. Полная масса автомобиля  и распределение  ее по осям

     Полную массу одиночного автобуса местного сообщения можно оценить по формуле:

,     (2.1)

        где m_а – полная масса автомобиля, кг;

     m_o – снаряженная масса автомобиля, кг;

     m_ч – масса водителя или пассажира (принимается равной m_ч=75), кг;

m_б – масса багажа водителя или пассажира (для городских автобусов принимается m_б=10), кг;

     n – число мест для сидения пассажиров, чел.;

     k – число мест для проезда стоя (для автобуса местного сообщения k=0).

     Распределение полной массы по осям автомобиля определяется  целесообразностью полного использования грузоподъемности шин, а также необходимостью соблюдения норм, ограничивающих максимально допустимую нагрузку на дорогу. Согласно ГОСТ 9314-59 « Автомобили и автопоезда. Весовые параметры и габариты», масса, приходящаяся на наиболее нагруженную ось двухосных автомобилей группы А, не должна превышать 10 тонн; на тележку трехосных автомобилей группы А – 18 тонн; на наиболее нагруженную ось двухосных автомобилей группы Б – 6 тонн; на тележку трехосных автомобилей группы Б – 11 тонн.