Трансмиссия и рулевое управление автомобиля УАЗ-452В

Устройство поперечной рулевой тяги автомобиля изображено на рисунке 17. Наличие изгиба в горизонтальной плоскости на тяге не позволяет регулировать схождение колёс вращением самой тяги. Между правым наконечником и тягой установлен специальный регулировочный штуцер 2 с внутренней правой и наружной левой резьбой.

Техническое обслуживание рулевого управления заключается в периодической подтяжке болтов крепления картера руля к лонжерону рамы, проверке крепления пальцев рулевых тяг, крепления рычага поворотного кулака, проверке свободного хода рулевого колеса, регулировке рулевого механизма , проверке уровня смазки и замене её в сроки, предусмотренные картой смазки.

5 . РАБОЧАЯ ТОРМОЗНАЯ СИСТЕМА АВТОМОБИЛЯ

Тормозные системы служат для снижения скорости и полной остановки автомобиля, а также для удержания на месте неподвижно стоящего автомобиля. Тормозная система должна быть максимально эффективной при движении автомобиля с различной нагрузкой и на различных скоростях движения. Об эффективности тормозных систем судят по тормозному пути автомобиля ( от начала нажатия на тормозную педаль до его полной остановки при движении по горизонтальному участку сухой дороги с асфальтовым покрытием) и замедлению. Тормозные системы должны обеспечивать равномерное распределение тормозных сил между колесами одного моста. На автомобилях обязательно должны быть установлены: рабочая тормозная система, используемая при движении автомобиля для снижения скорости и полной остановки; стояночная тормозная система, служащая для удержания остановленного автомобиля на месте; запасная тормозная система, предназначена для остановки автомобиля при выходе из строя рабочей тормозной системы. Тормозная система состоит из тормозных механизмов и их привода.

5.1. УСТРОЙСТВО ТОРМОЗНОГО МЕХАНИЗМА АВТОМОБИЛЯ

Тормозные механизмы осуществляют непосредственное торможение

вращающихся колес автомобиля или одного из валов трансмиссии. Наибольшее распространение получили фрикционные тормозные механизмы, в которых торможение происходит за счет трения вращающихся и неподвижных деталей. В зависимости от конструкции вращающихся рабочих деталей тормозных механизмов различают барабанные и дисковые тормоза. В первых силы трения создаются с помощью прижимающихся неподвижных колодок на внутренней поверхности вращающегося цилиндра, во вторых - на боковых поверхностях вращающегося диска. Барабанный тормозной механизм с раздвигающимися колодками используют как в рабочих, так и в стояночных тормозных системах. В тормозном механизме задних колес автомобиля тормозной диск прикреплен (рисунок 7) к фланцу кожуха полуоси ведущего моста.

1 и 5 - тормозные колодки ; 2 - колесный тормозной цилиндр ; 3 экран тормозного цилиндра ; 4 - стяжная пружина ; 6 - фрикционная накладка колодки ; 7 - направляющая скоба колодки ; 8 - регулировочный эксцентрик.

Рис.7. Тормозной механизм автомобиля.

Тормозной диск переднего тормозного механизма прикреплен к фланцу поворотного кулака переднего моста. Пружина 4 стягивает тормозные колодки 1 и 5,свободно посаженные на опорных пальцах ,которые закреплены в тормозном диске гайками. На наружных концах пальцев поставлены метки для регулирования и сделаны головки под ключ. В верхней части колодки опираются на эксцентрики, под которые поставлены фиксирующие пружины. Зазор между колодками и барабаном регулируют при помощи эксцентриков 8.К трущимся поверхностям колодок прикреплены имеющие различный угол охвата накладки из прессованного асбестового материала. Верхние концы колодок упираются в поршни разжимного гидроустройства. Экран защищает это устройство от нагрева от тормозного барабана. От бокового смещения колодки удерживаются скобами 7 с пластинчатыми пружинами .Тормозной барабан прикреплен к ступице колеса так, что его можно снимать для доступа к тормозному механизму, не снимая ступицу.

5.2 . УСТРОЙСТВО КОНСТРУКЦИИ ТОРМОЗНОГО ПРИВОДА.

Наибольшее распространение в автомобилях получили механические, гидравлические и пневматические приводы .Механический привод представляет собой систему тяг и рычагов ,соединяющих педаль или рычаг с тормозными механизмами. Гидропривод ,в котором приводное усилие передается тормозной жидкостью ,состоит из следующих узлов: главного тормозного цилиндра, создающего давление жидкости в системе и имеющего резервуар, заполненный тормозной жидкостью ;колесных тормозных цилиндров ,передающих давление тормозной жидкости на тормозные колодки ;соединительных трубопроводов и шлангов; педали и гидровакуумного усилителя с фильтром, соединенного через запорный клапан с впускным трубопроводом двигателя. Вся система постоянно заполнена тормозной жидкостью. Схема двухконтурной тормозной системы автомобиля показана на рисунке 8.

 

 

1 - передний тормозной  механизм;2 - впускная труба; 3 - запорный  клапан;4 - лампа сигнализатора;5 - сигнализатор  неисправности гидропривода;6 - главный  цилиндр; 7 - наполнительный бачок;8 - воздушный фильтр;9 - задний тормозной механизм;10 - задний гидровакуумный усилитель; 11 - передний гидровакуумный усилитель. .

    Рис.8 Схема гидропривода двухконтурной тормозной системы автомобиля.

Одноконтурные приводы обладают существенным недостатком, в случае повреждения какого-либо соединения давление снижается во всем приводе, нарушается работа тормозных механизмов всех колес. Поэтому на автомобилях выпуска после 1987 года применяется двухконтурный тормозной привод. Его отличием является то ,что тормозной гидравлический привод разделен на два контура. Первый контур приводит в действие передние тормозные механизмы а второй - задние. Управление осуществляется одной педалью .Снижение давления в одном из контуров не приводит к выходу из строя второго контура. Нажатие на педаль перемещает поршни переднего и заднего контуров в главном тормозном цилиндре 6. Перемещение поршней повышает давление тормозной жидкости в трубопроводах обеих контуров ,которое передается в гидровакуумные усилители 10 и 11 и затем к передним 1 и задним 9 тормозным механизмам. Увеличение давления на педаль тормоза закрывает клапан в гидровакуумном усилителе через который сообщаются камеры над диафрагмой и под ней. Так как камера над диафрагмой через воздушный фильтр 8 сообщается с атмосферой, а камера под диафрагмой через запорный клапан 3 с впускной камерой двигателя 2, то разрежение под диаф-рагмой, под действием атмосферного давления вызывает перемещение диафрагмы с укрепленным на ней толкателем в результате чего давление тормозной жидкости передаваемое к тормозным механизмам усиливается. При отпускании педали давление жидкости на клапан управления умень-шается, в результате полости в гидровакуумном усилителе сообщаются между собой ,давление выравнивается и диафрагма, под действием пружины возвращается в исходное положение, толкатель с поршнем освобождает клапан и жидкость, вытесняемая из тормозных цилиндров под действием стягивающих пружин ,возвращается в главный тормозной цилиндр растормаживая колеса. Наполнительный бачок 7 ,при необходимости компенсирует потери тормозной жидкости в обеих контурах и препятствует попаданию в систему воздуха.

6. РАСЧЁТ И ПОСТРОЕНИЕ ВНЕШНИХ СКОРОСТНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК ДВИГАТЕЛЯ

6.1. Мощность двигателя вычисляется по формуле Лейдермана:

N ex = N e max * [ A * n ex /n N + B * (n ex /n N ) 2 - C * (n ex /n N ) 3 ],

где А=В=С=1 — коэффициенты для карбюраторного двигателя;

N e max — максимальная мощность двигателя ( N e max = 55,2 кВт ) ;

n ex — некоторые выбранные значения частоты вращения коленчатого вала двигателя в минуту (для точности вычислений разобьём максимальное значение на интервалы по 800 об/мин ) ;

n N – максимальное значение частоты вращения коленчатого вала двигателя ( n N =4000 об/мин ) .

Произведём вычисления мощности двигателя при выбранных значениях частоты вращения коленчатого вала двигателя в минуту.

N e1 = 55,2 * [ 1 * 800/4000 + 1 * ( 800/4000 ) 2 - 1 * ( 800/4000 ) 3 ] = 12,8 кВт

N eх = 55,2 * [ 1 * 4000/4000 + 1 * ( 4000/4000 ) 2 - 1 * ( 4000/4000 ) 3 ] = 55,2 кВт

6.2. Крутящий момент двигателя рассчитаем по формуле:

M ex = 9550 * N eх / n ex ,

где N eх – значения мощности;

n ex — некоторые выбранные значения частоты вращения коленчатого вала двигателя в минуту.

M ex = 9550 * 12,8 / 800 = 152,9 Н * м

M ex = 9550 * 55,2 / 4000 = 131,79 Н * м

6.3. Удельный эффективный расход топлива для выбранных значений частоты вращения коленчатого вала двигателя вычислим по формуле:

q ex = q eN * [1,55 - 1,55 * n ex /n N + (n ex /n N ) 2 ] г/кВт * ч ,

где q еN — максимальный удельный эффективный расход топлива;

n ex — некоторые выбранные значения частоты вращения коленчатого вала двигателя в минуту;

n N – максимальное значение частоты вращения коленчатого вала двигателя .

q e1 = 230 * [1,55 - 1,55 * 800 / 4000 + (800 /4000) 2 ] = 294,4 (г/кВт * ч)

q ex = 230 * [1,55 - 1,55 * 4000 / 4000 + (4000 /4000) 2 ] = 230 (г/кВт * ч)

Результаты всех вычислений занесем в таблицу.

ТАБЛИЦА 3 . Результаты внешних скоростных характеристик: мощности, крутящего момента, удельного эффективного расхода топлива.

Пара-метры	Единицы измерения	n 1 =800 об/мин	n 2 =1600 об/мин	n 3 =2400 об/мин	n 4 =3200 об/мин	n N =4000 об/мин
N ex	кВт	12,8	27,4	41,1	51,2	55,2
M ex	Н * м	152,9	163,5	163,5	152,8	131,8
q ex	г/ кВт * ч	294,4	250,7	225,4	218,5	230

По данным таблицы строим графики функциональной зависимости мощности двигателя, крутящего момента и удельного эффективного расхода топлива от частоты вращения коленчатого вала двигателя на рисунке 9.

Рис.9. Графики внешних скоростных характеристик автомобиля УАЗ-452В.  

 

 

 

 

 

 

 

 

 

7. РАСЧЕТ И ПОСТРОЕНИЕ ХАРАКТЕРИСТИК ТРАНСМИССИИ АВТОМОБИЛЯ.

7.1. С коростную характеристику агрегатов трансмиссии найдём по формуле:

V ax = 0,105 * n ex * r с / U тр м/с ,

¤ где r c =0,5 * D o + В ш * (1 – l ш ) м ;

r c – свободный радиус колеса;

D o – диаметр обода колеса;

В ш – высота профиля шины в свободном состоянии (данные возьмём из таблицы 2) ;

l ш – коэффициент радиальой деформации шины , равный 0,1-0,16 для стандартных и широкопрофильных шин и 0,2-0,3 для арочных машин и пневмокатков.

(Все данные и обозначения  для расчета этой формулы взяты  из §.28 [5] ).

¤¤ Значения r c при максимальной допустимой нагрузке стандартизированы. Приближённо r c можно определить по цифрам обозначения шин:

r c =0,5 * d + D * В * l cм , мм ;

где d – посадочный диаметр обода, мм;

D = Н / В ( Н и В – высота и  ширина профиля шины, мм);

l cм – коэффициент, учитывающий смятие шины под нагрузкой.

При нагрузке и внутреннем давлении воздуха, указанных в стандартах для шин грузовых автомобилей и автобусов и шин с регулируемым давлением Н/В ” 1. Для легковых автомобилей, если шины имеют дюймовое обозначение, Н/В ” 0,95, если смешанное ( миллиметрово - дюймовое ), Н/В ” 0,8....0,85. У радиальных шин легковых автомобилей в обозначение введён индекс, соответствующий отношению Н/В. Для данного автомобиля он равен 0,9 (обозначение шин 215/90R15).

Для шин грузовых автомобилей, автобусов, шин с регулируемым давлением ( кроме широкопрофильных ), диагональных шин легковых автомобилей l cм = 0,85......0,9, для радиальных шин легковых автомобилей l cм = 0,8....0,85.

(Все данные и обозначения  для расчета этой формулы взяты  из §.4 [2] ).

Для расчёта будем пользоваться формулой:

r c =0,5 * d + D * В * l cм , мм .

U тр = U кп * U дп * U о ,

где U тр – передаточное число трансмиссии;

U кп – передаточные числа коробки передач;

U дп - передаточное число дополнительной передачи;

U о - передаточное число главной передачи.

r c =0,5 * 380 + 215 * 0,9 * 0,85 = 354,475 ” 354,5 ( мм )

U тр1-1 = 4,12 * 1,0 * 5,125 = 21,115 U тр1-2 = 4,12 * 1,94 * 5,125 = 40,9631

U тр2-1 = 2,64 * 1,0 * 5,125 = 13,53 U тр2-2 = 2,64 * 1,94 * 5,125 = 26,2482

U тр3-1 = 1,58 * 1,0 * 5,125 = 8,0975 U тр3-2 = 1,58 * 1,94 * 5,125 = 15,70915

U тр4-1 = 1,0 * 1,0 * 5,125 = 5,125 U тр4-2 = 1,0 * 1,94 * 5,125 = 9,9425

V a1-1 =0,105 * 800 * 0,383/21,115=1,41 м/с V a1-2 =0,105 * 800 * 0,383/40,9631= 0,72 м/с

V a1-1 =0,105 * 4000 * 0,383/21,115= 7,05 м/с V a1-2 =0,105 * 4000 * 0,383/40,9631= 3,63 м/с

V a4-1 =0,105 * 800 * 0,383/5,125=5,8 м/с V a4-2 =0,105 * 800 * 0,383/9,9425=3 м/с

V a4-1 =0,105 * 4000 * 0,383/5,125=29 м/с V a4-2 =0,105 * 4000 * 0,383/9,94=15 м/с  

 

7.2. К рутящий момент на ведущих колесах при различных передачах коробки передач рассчитаем по формуле:

М кх = М ех * U кп* U дп* U о * h тр , Н * м ,

где М ех —различные значения крутящего момента на коленчатом валу двигателя;

U кп - передаточные числа коробки передач;

U о - передаточное число главной передачи;

U дп - передаточное число дополнительной передачи;

h тр — к.п.д. трансмиссии (h тр = 0,9) - данное значение возьмём из §. 3 [ 2 ] .

М к1-1 =152,9 * 4,12 * 1,0 * 5,125 * 0,9=2903,5 Нм М к1-2 =152,9 * 4,12 * 1,94 * 5,125 * 0,9=5636,5 Нм

М к1-1 = 131,8 * 4,12 * 1,0 * 5,125 * 0,9=2509 Нм М к1-2 = 131,8 * 4,12 * 1,94 * 5,125 * 0,9=4859 Нм

М к4-1 =152,9 * 1,0 * 1,0 * 5,125 * 0,9=5636,5 Нм М к4-2 =152,9 * 1,0 * 1,94 * 5,125 * 0,9=1368 Нм

Результаты вычислений сведём в таблицу 4.

Табл.4

Параметры	Единицы измерен.	n 1 =800 об/мин	n 2 =1600 об/мин	n 3 =2400 об/мин	n 4 =3200 об/мин	n N =4000 об/мин
V 1-1	м/с	1,41	2,82	4,23	5,64	7,05
V 2-1	м/с	2,2	4,4	6,6	8,8	11
V 3-1	м/с	3,68	7,35	11	14,7	18,39
V 4-1	м/с	5,8	11,6	17,4	23,2	29
V 1-2	м/с	0,73	1,45	2,18	2,9	3,63
V 2-2	м/с	1,13	2,27	3,4	4,54	5,67
V 3-2	м/с	1,9	3,79	5,69	7,58	9,48
V 4-2	м/с	3	6	9	12	15
M 1-1	Н * м	2903,5	3112	3112	2901	2509
M 1-2	Н * м	1861,9	1991	1991	1860	1605
M 1-3	Н * м	1101	1177,2	1177,2	1099	948,9
M 1-4	Н * м	705,3	754	754	703,2	608
M 1-2	Н * м	5636,5	6027	6027	5634	4859
M 2-2	Н * м	3612	3863	3863	3610	3114
M 3-2	Н * м	2135,7	2310	2310	2133,5	1862
M 4-2	Н * м	1368	1463	1463	1366,1	1179