Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
Предоплата всего
Подписываем
Содержание.
Введение………………………………………………………………………...2
1. Исследовательский раздел……………………………………………...3
1.1. Анализ опыта эксплуатации легковых автомобилей………………...3
1.2. Обоснование мероприятий по системе управления
Автомобилем……………………...……………………………………………10
2. Конструкторский раздел.…………………………………..……………16
2.1. Тягово-динамический расчёт………………………...……………….. 16
2.2. Разработка конструкций коробки передач…………………………...32
2.3. Разработка структуры системы управления автомобилем……….44
3. Технологический раздел………………………………………………..51
3.1. Разработка технологического процесса изготовления
проектируемого узла.
4. Раздел: «Безопасность жизнедеятельности……………………….61
4.1. Анализ опасных, вредных факторов и возможных чрезвычайных
ситуаций, возникающих при эксплуатации легкового автомобиля…...61
4.2. Разработка мер безопасности.
4.3. Анализ факторов оказывающих вредное воздействие на окружающую среду. Разработка мер защиты.
5. Организационно-экономический раздел.
5.1. Нормирование технологического процесса изготовления детали автомобиля.
5.2. Определение целесообразности организации поточной линии.
5.3. Планировка цеха автоматизированного производства.
Введение.
ХХ век — век атома, электроники, компьютеров или автомобилей? Спор по этому вопросу еще не закончен. А пока лишь приведем некоторые факты из прошлого и настоящего автомобилей: автомобильное «население» Земли в ХХ веке увеличилось в 10 тысяч раз, а человеческое — лишь втрое; автомобили — самая мощная энергетическая база человечества, суммарная мощность их двигателей достигает 25 млрд. кВт, а вырабатываемая ими энергия ежегодно составляет около 30 тысяч млрд. Квт.ч; мировая автомобильная промышленность выпускает ежегодно до 40 млн. машин; около 80% перевозок грузов и пассажиров осуществляется автомобильным транспортом.
Рассмотрим легковой автомобиль малого класса ВАЗ-2110.
Автомобили «десятого» семейства ВАЗ занимают лидирующие места в списке из всех производимых и продаваемых автомобилей в России. ВАЗ-2110 это разработка Волжского автомобильного завода, поступившая в серийное производство в 1996 году. Эта машина стала первой в целой серии седанов нового, третьего поколения. От предшественников модель отличает целый ряд обновлённых параметров, касающихся всех узлов и агрегатов.
Эти автомобили выпускаются уже больше 10 лет и прошли несколько модернизаций с целью улучшения эксплуатационно-технических показателей автомобиля, но и рынок не стоит на месте. С каждым годом все больше и больше продаётся автомобилей зарубежного производства, автомобильные марки Ford, Renault, Toyota, BMW, Hummer, Hyundai уже наладили сборочное производство в нашей стране, так же нельзя забывать и о Китайских автомобилях, которые непосредственно выступают в одной ценовой группе с автомобилями ВАЗ. А качество изготовления их выше, качества изготовления отечественных автомобилей. В связи с этим конкуренция на рынке постоянно растёт, и пик её приходится как раз на малый класс городских автомобилей, где и выступает ВАЗ-2110. Покупатель, выбирая новый, современный автомобиль, руководствуется не только его ценой, а всё больше и больше обращает внимание на его эксплуатационно-технические показатели такие как: надежность, безотказность, подвижность, эргономичность, безопасность, экологичность и т.д.
В связи с этим назрела задача обобщения опыта эксплуатации автомобилей ВАЗ, исследование эксплуатацонно-технических показателей автомобиля с целью разработки мероприятий по совершенствованию конструкции, что должно привести к улучшению характеристик автомобиля и, следовательно, повышению популярности и конкурентоспособности этих автомобилей не только на Российском, но и зарубежном рынке.
1. Исследовательский раздел.
1.1 Анализ опыта эксплуатации легковых автомобилей.
Проводимый анализ опыта многолетний эксплуатации автомобилей марок ВАЗ показал, что для усовершенствования машины требуется совершенствование конструкций отдельных узлов, применение новых конструкционных материалов, использование принципиально новых решений в области управления как самим транспортным средством, так и производством транспортного средства.
Одним из наиболее нагруженных элементов автомобиля является коробка передач (КП). Конструкция КП оказывает заметное влияние на тягово-динамические качества автомобиля, его топливную экономичность и все показатели надёжности, поэтому при рассмотрение мероприятий по повышению эксплуатационно-технических показателей автомобиля были рассмотрены вопросы совершенствования КП.
Основные неисправности узлов и деталей КПП:
1. Шум в коробке передач
Повышенный шум работы КПП может быть вызван следующими причинами:
— износом зубьев шестерен
— износом подшипников
— недостаточным уровнем масла
Устранить эти неисправности можно заменив изношенные детали и долив масло, уровень которого должен находиться между контрольными метками указателя уровня масла. При необходимости нужно заменить поврежденные или изношенные сальники.
2. Затрудненное переключение передач
Затрудненное переключение передач может быть вызвано следующими причинами:
— неполное выключение сцепления
— деформация тяги привода управления механизмом переключения передач или реактивной тяги
— ослабление винтов крепления шарнира или рычага штока выбора передач
— неправильная регулировка привода переключения передач
— износ или поломка пластмассовых деталей в приводе переключения передач
Для устранения этих неисправностей необходимо отрегулировать или заменить поврежденные или неисправные детали КПП.
3. Самопроизвольное выключение передач
При самопроизвольном выключении передач основными причинами могут быть:
— повреждение или износ торцов зубьев синхронизаторов на шестерне и муфте
— повышенные колебания силового агрегата на опорах из-за трещин или расслоение резины на задних опорах
— недовключение передач из-за неправильной регулировки привода переключения передачи неправильной установки (натягивания) защитного чехла тяги
Для устранения этих неисправностей необходимо заменить изношенные или поврежденные детали или отрегулировать привод.
4. Шум ("треск") в момент включения передач
Этот дефект может возникать в силу следующих причин:
— неполного включения сцепления
— износа блокирующего кольца синхронизатора включаемой передачи, которое необходимо заменить.
5. Утечка масла из КПП
Утечка масла из КПП может возникнуть в следствии:
— износа сальников первичного вала
— износа корпусов шарниров равных угловых скоростей
— штока выбора передач
— уплотнителя валика привода спидометра.
Также утечка масла возможна при ослаблении крепления и повреждении герметика в местах крепления крышки и картера коробки.
Почти все они выявляются при движении автомобиля в следующих режимах:
1. На прямой передаче - в натяг, когда зубья шестерен работают с полной нагрузкой при движении автомобиля вперед (по переднему ходу).
2. Накат (выбег) с выключенной коробкой передач, когда шестерни главной передачи могут работать на переднем и заднем ходу с минимальной нагрузкой.
3. Накат с торможением двигателя, когда зубья шестерен главной передачи работают на заднем ходу с повышенной нагрузкой.
На переменных режимах движения могут быть выявлены недостатки в работе всей трансмиссии. В случае частичной или полной разборки главной передачи рекомендуется проверять состояние и размеры рабочих поверхностей сопрягаемых узлов и деталей для определения степени их износа и возможности дальнейшей эксплуатации.
Этот анализ показал, что большинство неисправностей КПП возникают в случаях:
-некачественной сборки узла
-нормального износа трущихся деталей
-не герметичности корпуса
Для устранения этих неисправностей и тем самым повышения надежности, безотказности, долговечности, сохраняемости автомобиля в целом, рекомендуется:
1) Повысить герметичность корпусов;
2) Усовершенствовать технологию и точность производства, применение новых материалов.
3) Использование масел с пологой вязкостно-температурной характеристикой, соответствующими присадками, которые обеспечат меньшие потери и больший ресурс
Анализируя многолетний опыт эксплуатации автомобилей ВАЗ , исследуем их эксплуатационно-технические показателя и разработали мероприятия по повышению этих показателей.
Одним из основных составляющих ЭТХ являются показатель подвижности автомобиля.
Подвижность – это способность к перемещению из начального в конечный пункт. Подвижность автомобиля характеризуется его средней скоростью и путевым расходом топлива.
Величина средний скорости зависит от удельной мощности
-BNуд
автомобиля: Vcp=A(1-e )Kтс
Для улучшения показаний подвижности необходимо увеличить Nуд. Nуд =Nemax/Ga, где: Nemax –моментальная эффективная мощность двигателя, Ga-полная масса автомобиля.
Увеличить Nуд можно снизив полную массу автомобиля. В настоящие время добиться этого нетрудно, уменьшить массу автомобиля возможно путем более полного использования свойств металлов и применения лёгких сплавов и пластмасс. Так для изготовления картеров коробок передач, сцепления, рам, панелей и кабин используют алюминиевые сплавы. Большое распространение получают пластмассы, которые по сравнению с металлами имеют меньшею плотность, более пластичны, что важно при изготовление деталей сложной формы, и обладают высокой антикоррозионной стойкостью.
Более эффективным способом увеличения Nуд является увеличение Ne. Повысить Ne можно с помощью увеличения рабочего объёма двигателя, но это приводит к повышению веса двигателя, его габаритов, повышению расхода топлива и не всегда является единственным решением проблемы повышения Nemax.
Увеличение частоты вращения коленчатого вала n можно при условии уменьшения механических потер, использование новых масел с пологой вязкостно-температурной характеристикой, с различными присадками, новых фрикционных материалов, а так же выполнение отношения S/D <<1 (где S- ход поршня, D-диаметр цилиндра). Этот параметр связан непосредственно со скоростью поршня и мощностью двигателя. В высокооборотистых двигателях Nemax двигателях отношение S/D целесообразно уменьшить до определённого предела для получения умеренной скорости поршня, увеличение механического КПД, при этом уменьшается износ некоторых деталей (например поршневых колец и т.д.) двигателя. Но с уменьшение отношения S/D увеличивается длина двигателя, а в некоторых случаях и его масса.
Но как показывает мировая практика, самым эффективным способом повышения Ne является – совершенствование двигателя: применение впрыска и наддува в двигателях с искровым зажигание. Впрыскивание топлива по сравнению с карбюрацией обеспечивает следующие:
Наддув двигателей позволяет значительно форсировать двигатель, что достигается при повышение плотности воздушного заряда и соответствующим увеличение подачи топлива.
Для улучшения показателя подвижности необходимо повысить топливную экономичность автомобиля, которая определяется путевым расходом топлива qт, который равен отношению общего расхода топлива к длине пройденного пути:
qт= Gтср/Vср*ρт ; i=100Q/S (л/км; л/100км)
qт= Ne ср*gе ср / Vср*ρт с а так же запасом хода по топливу L1=Qтоп в баке/qт (км)
Что бы уменьшить значение qт, необходимо снизить gе-удельный эффективный расход топлива gе=3600/Нu*ηi*ηм (Где: Нu-низшая теплотворная способность топлива кДж/кг
ηi-индикаторный КПД, ηм-механический КПД) за счёт повышения ηi и ηм.
Повышение экономических показателей двигателей достигается путём: совершенствования процессов смесеобразования и сгорания; уменьшение механических потерь; использование форкамерного факельного зажигания бедных смесей; обеспечение оптимального состава смеси на различных установившихся нагрузочных и скоростных режимах, а так же на режимах разгона и торможения автомобиля с электронной системой управления подачей топлива.
Для увеличения запаса хода по топливу необходимо уменьшить путевой расход топлива, а так же увеличить вместимость топливного бака, что определяется общей компоновкой транспортного средства.
Основной недостаток карбюраторных двигателей – их низкая топливная экономичность, объясняется сравнительно не высокой степенью сжатия и узким (по коэффициенту избытка воздуха) диапазоном воспламеняемости смеси. Последнее исключает возможность обеднения смеси и тем самым повышение экономичности двигателя.
Для улучшения топливной экономичности очень важно уменьшить сопротивление движению: аэродинамическое сопротивление, сопротивление качению.
Уменьшить сопротивление качению возможно при помощи оптимального выбора шин, давления в них.
Низкий уровень аэродинамических качеств, к сожалению, свойственен отечественным автомобилям. Повышение соответствующих показателей возможно за счёт изменения профиля кузова, применение различных обтекателей.
Другим важным эксплуатационно-техническим показателям является надёжность.
Надежностью принято называть свойство объекта, в данном случае автомобиля или его составной части, сохранять во времени в установленных пределах значение всех параметров, характеризующих способность выполнять требуемые функции в заданных режимах и условиях применения, технического обслуживания, ремонтов, хранения и транспортирования.
Надежность является комплексным свойством автомобиля и его составных частей и включает в себя свойства безотказности, долговечности, ремонтопригодности и сохраняемости.
Безотказность - это свойство автомобиля или его составной части сохранять работоспособность в течение определенного времени или пробега без вынужденных перерывов для устранения отказов.
Определение показателей безотказности позволяет прогнозировать выход автомобиля и его составных частей из строя и планировать расход запасных частей, а также оптимизировать периодичность и номенклатуру работ по его техническому обслуживанию и ремонту.
Долговечность - это свойство автомобиля или его составной части сохранять работоспособность до наступления предельного состояния при установленной системе технического обслуживания и ремонта. К основным показателям долговечности относятся следующие. Определение показателей долговечности позволяет нормировать ресурсы и сроки службы автомобилей и их агрегатов.
Ремонтопригодность (эксплуатационная технологичность) - это свойство автомобиля или и его составной части, заключающееся в приспособленности его к предупреждению и обнаружению причин возникновения отказов, повреждений и поддержанию и восстановлению работоспособного состояния путем проведения технического обслуживания и ремонтов.
Сохраняемость - это свойство автомобиля или его составной части сохранять значения показателей безотказности, долговечности и ремонтопригодности в течение и после хранения и (или) транспортирования. Срок сохраняемости - это календарная продолжительность хранения и (или) транспортирования автомобиля или его составной части, в течение которой сохраняются значения показателей безотказности, долговечности и ремонтопригодности в установленных пределах.
1.2 Обоснование мероприятий по системе управления автомобилем.
Рассмотрим системы подачи топлива и управления двигателем.
(Рис.1)
Рабочий цикл четырехтактного двигателя состоит из следующих фаз
(рис.1). Фаза всасывания, во время которой поршень опускается вниз, и через открытый впускной клапан, топливно-воздушная смесь поступает в цилиндр. Во время следующей фазы происходит сжатие рабочей смеси. После воспламенения происходит рабочий ход поршня, во время которого энергия сгорания топлива передается двигателю. Во время выпуска через открытый выпускной клапан происходит выброс продуктов сгорания топливной смеси.Для правильной работы бензинового двигателя требуется определенное соотношение между количествами поступающего топлива и воздуха. Соотношение 14.7:1 теоретически является наиболее оптимальным по критерию полного сгорания и называется коэффициентом избытка воздуха λ=1 . Назначением электронной системы впрыска топлива является поддержание этого соотношения в пропорции, наиболее соответствующей температурным условиям, нагрузке на двигатель, достаточной динамике разгона, требованиям экономичности и экологии. Электронная система позволяет точно соизмерять количество подаваемого топлива с режимом и нагрузкой двигателя, гибко реагировать на изменение условий эксплуатации автомобиля.
Наиболее распространенной является многоточечная система впрыска топлива. В этой системе топливо в каждый цилиндр поступает через свою форсунку, которая распыляет бензин непосредственно перед впускным клапаном соответствующего цилиндра. Центральный впрыск (CFI)- это система, при которой форсунка подает топливо по оси диффузора перед дроссельной заслонкой. Механические системы дозированной подачи топлива в данной работе не рассматриваются.
Применение данных систем обеспечивает следующие преимущества.
1.Снижение расхода топлива. Получение информации о режимах работы двигателя (например, частота вращения, температуры, положения дроссельной заслонки, нагрузка и т.п.) делает возможным точное согласование функционирования системы и соответствие подачи топлива потребности в нем двигателя.
2.Увеличение мощности двигателя. Достигается за счет лучшего наполнения цилиндров, мелкодисперсного распыления топлива и оптимальной геометрии впускного коллектора, оптимальной установки угла опережения зажигания, соответствующего рабочему режиму двигателя.
3.Улучшение динамических свойств автомобиля. Система впрыска обладает достаточным быстродействием для незамедлительного реагирования на изменение нагрузки. Подача топлива непосредственно к впускному клапану с распылением под большим давлением резко снижает пленкообразование, улучшает параметры топливно-воздушной смеси, что увеличивает динамический момент двигателя и мощность на коленвале.
4.Улучшение холодного пуска и прогрева двигателя. Оптимальные дозировка топлива и величина холостого хода (ХХ) в зависимости от температуры и частоты вращения двигателя позволяет достичь быстрого запуска двигателя и возрастания частоты вращения.
5.Снижение токсичности отработанных газов. Вследствие оптимальности топливно-воздушной смеси, а также, приме нения датчиков параметров выхлопных газов, система управления не допускает работу двигателя на переобогащенной топливно-воздушной смеси.
При запуске холодного двигателя требуется обогащение топливной смеси, из-за недостаточного перемешивания всасываемого воздуха с топливом, усиленного пленкообразования, низкой кондиции холодного двигателя, что реализуется использованием форсунки холодного старта или значитель ным увеличением времени открывания форсунки. После пуска двигателя при низких температурах топливно-воздушная смесь обогащается путем подачи дополнительного топлива до тех пор, пока не повысится температура в камере сгорания и не улучшится смесеобразование в цилиндрах. Дополнительно, за счет обогащенной смеси достигается больший крутящий момент на коленвале мотора.
При частичных нагрузках (ХХ, сброс оборотов), главным критерием для количества подаваемого топлива, является минимальный расход топлива.
При полностью открытой дроссельной заслонке, двигатель должен достичь максимального крутящего момента, и поэтому смесь обогащается до a=0.85-0.9.
При ускорении, т.е. быстром открывании дроссельной заслонки, кратковременно происходит обеднение топливной смеси вследствие ограниченной способности топлива к испарению при повышении давления во впуск ном коллекторе. Для компенсации этого применяется кратковременное, неадекватное показаниям датчика потока воздуха, увеличение времени или частоты открывания форсунок, а также увеличение давления подачи топлива (для того, чтобы разница давления во впускном коллекторе и давления подачи была постоянной).
При движении на принудительном ХХ, т.е. при закрытии дроссельной заслонки и достаточно высокой частоте вращения двигателя, подача топлива практически прекращается. При уменьшении частоты вращения ниже заданного порога подача топлива возобновляется. Данный режим позволяет снижать расход топлива и токсичность выхлопных газов.
Преимущества и недостатки различных систем впрыскивания бензина
В большинстве ведущих стран, где применение трехкомпонентных каталитических нейтрализаторов является обязательным, системы впрыскивания бензина почти полностью вытеснили карбюраторные. Сравним две из них - системы центрального и распределенного впрыскивания. Система центрального впрыскивания при относительно небольшом усложнении по сравнению с карбюраторной ненамного улучшает экономические и экологические показатели и ездовые качества. Переход с карбюраторной системы на центральное впрыскивание не требует серьезных изменений конструкции двигателя и перестройки производства. Впускной трубопровод, как правило, не изменяется. Давление впрыска увеличивается на небольшую величину, сохраняется возможность использовать различные устройства для улучшения смесеобразования (подогрев смеси, ультразвуковое распыливание), системы с обратной связью от кислородного датчика для поддержания заданного соотношения расхода воздуха к расходу топлива, равного 14,7 (стехиометрический состав смеси), чтобы выброс оксидов азота был минимален. Кроме того, можно обеспечить оптимальный состав смеси на основных эксплуатационных режимах, исключить влияние приливно-отливных явлений в поплавковой камере карбюратора при разгоне, крутых поворотах, движении на подъем.
Однако и двигатели с центральным впрыском не избавлены от большинства недостатков, присущих карбюраторным системам питания: неравномерное распределение смеси по цилиндрам (по составу) и наличие топливной пленки на стенках впускного трубопровода. Вследствие этого динамические и экономические показатели улучшаются не намного. Поэтому автомобили, предназначенные для эксплуатации в странах с жесткими требованиями к токсичности отработавших газов, оборудуются преимущественно системами распределенного фазированного впрыскивания бензина.
Впрыскивание топлива в цилиндр может осуществляться во время хода впуска для создания гомогенной смеси в заряде. Этот способ использовался преимущественно в авиационных двигателях и автомобильных форсированных двигателях (Mersedes M 196, 300SL). Впрыскивание в цилиндр может производиться и с целью послойного распределения топливного заряда в камере сгорания, обеспечивающего возможность сжигания переобедненных смесей. Примером могут служить циклы TCCS-Texaco, Proco, Mitsubishi и др. Двигатели Mitsubishi и Toyota с впрыском в цилиндр освоены в серийном производстве.
Основной проблемой двигателей с впрыскиванием в цилиндр является недостаточное качество распыливания, а при впрыскивании в форкамеру еще и увеличение поверхности камеры сгорания, повышенные потери в охлаждающую среду и увеличение выброса СН. Поэтому большинство данных систем находится в стадии экспериментальных разработок.
Широкое распространение в современных двигателях получили системы впрыскивания на впускной клапан или во впускной канал. Системы распределенного впрыскивания топлива с электронным блоком управления по сравнению с карбюраторной системой питания и центральным впрыском имеют следующие преимущества: возможность существенно улучшить наполнение двигателя на высоких частотах вращения коленчатого вала, а следовательно, и за счет равномерного распределения смеси по цилиндрам, исключения подогрева смеси, применение инерционного наддува (без нагнетателя), что приводит к росту мощностных показателей (на 30-40%). Кроме того, одновременно удается добиться оптимальных показателей на всех рабочих режимах, стабилизировать регулировочные параметры в процессе эксплуатации в различных климатических условиях, сделать менее жесткими (из-за снижения температуры заряда при испарении топливных капель в цилиндре) требования к октановому числу топлива. Наибольшего эффекта удается добиться за счет практически мгновенного изменения цикловой подачи топлива по заданной программе и отсутствия топливной пленки во впускном трубопроводе во время разгона при переходе на режим торможения двигателем, избавления от влияния приливно-отливных явлений при разгоне и прохождении поворотов с повышенными скоростями, во время прогрева двигателя и т.д. Значительное улучшение динамических качеств автомобиля обеспечивается на двигателях с принудительным наддувом (с механическим приводом) в сочетании с системой впрыскивания (особенно при эксплуатации в горных условиях).
В большинстве систем управления составом смеси используется комплект, состоящий из следующих датчиков: атмосферного давления, температуры окружающего воздуха, вакуума во впускном трубопроводе, положения дроссельной заслонки, температуры охлаждающей жидкости, кислородного анализатора в выпускном трубопроводе. Для обогащения состава смеси на время разгона при переходе на мощностной состав на режимах полных нагрузок или для отключения подачи топлива при торможении двигателем применяется датчик положения дроссельной заслонки, установленный в дроссельном узле.
Заданная программой частота вращения коленчатого вала на холостом ходу поддерживается при помощи регулятора холостого хода в байпасном канале, обходящем дроссельную заслонку. Существует много вариантов регуляторов холостого хода: с клапаном, перемещаемым в осевом направлении шаговым двигателем, с коническим или цилиндрическим шибером, управляемым коллекторным двигателем.
Данные системы обеспечивают также повышение частоты вращения коленчатого вала на режиме прогрева и стабилизацию заданной величины частоты вращения при прогретом двигателе независимо от состава смеси и внутренних потерь двигателя, зависящих от вязкости масла, степени обкатки и др.
Основной проблемой в процессе эксплуатации двигателей с впрыскиванием бензина является очистка топлива от посторонних примесей и, особенно, воды. Во многих странах существуют специальные колонки для заправки автомобилей с впрыскиванием топлива, в которых происходит особо тщательная очистка горючего за счет длительного отстоя и фильтрации, исключающих попадание воды в систему.
Если в карбюраторных двигателях <водяная> заправка обычно заканчивается промывкой и продувкой системы топливоотдачи и цилиндров, то в двигателях с впрыскиванием бензина последствия могут быть гораздо более серьезными - вплоть до замены двигателя и топливоподающей аппаратуры. Замерзшая в топливном насосе и фильтре вода приводит к разрыву их корпусов. Мелкораспыленная вода, попавшая в цилиндр, конденсируется тонким слоем на поверхности. На двигатель со снятой головкой страшно смотреть - ровный яркий слой ржавчины на зеркале цилиндра и риски от задира, заросшие лохматой бурой "капустой" клапана. Если снять слой ржавчины, то на зеркале цилиндра сразу станут заметны черные пятна от коррозии. Конечно, после попадания воды приходится тщательно промывать всю систему топливоподачи, менять форсунки, элементы фильтра и т.д. Но и это еще полбеды. В некоторых системах впрыскивания при попытке пуска двигателя любыми средствами, например, буксировкой, цилиндр заполняется водой с бензином, возникает гидравлический удар, в результате которого ломаются поршневые кольца и пробивается поршень, лопается цилиндр или гильза.
Таким образом, исходя из проведённого анализа считаю, целесообразным применение на проектируемом автомобиле, бензинового двигателя с распределённым впрыском топлива.
2. Конструкторский раздел.
2.1 Тягово-динамический расчёт.
Расчет внешних скоростных характеристик двигателя (ВСХ)
Начальные условия и исходные величины:
Температура окружающей среды t° = 15°C;
Барометрическое давление H0 = 740 мм рт. столба,
т.е. t° и H0 - норма;
Nemax - максимальная эффективная мощность двигателя, кВт;
neN - частота вращения коленчатого вала при максимальной
эффективной мощности двигателя, мин–1.
a,b,c - константы Лейдермана.
gemin - минимальный удельный расход топлива, г/кВт*час.
К внешним скоростным характеристикам двигателя внутреннего сгорания относят
зависимости вида:
Ne,Me, ge=f(ne),
где: Ne - эффективная мощность двигателя, кВт;
Me - эффективный крутящий момент на коленчатом валу
двигателя, Н*м;
ge - удельный эффективный расход топлива, г/кВт*ч;
ne - частота вращения коленчатого вала ДВС, мин-1.
Определение рабочего диапазона двигателя по частоте
вращения коленчатого вала
Известно, что в рабочем диапазоне частота вращения коленчатого вала ДВС изменяется от nemin до nemax, при этом:
для автомобильных бензиновых - nemin = 600 - 1200 мин-1;
nemax = (1.03-1.08) neN мин-1.
Принимаем: nemin = ne1 = nxx = 1000 мин-1 ;
nemax = 1.05* neN nemax = ne7 = 7200 мин-1
Разбиваем диапазон:
ne1 = 1000
ne2 = 2000
ne3 = 3000
ne4 = 4000
ne5 = 5000
ne6 = 6000
ne7 = 7200
Определение текущего значения мощности в рабочем
диапазоне оборотов
Мощность двигателя определяется по формуле Лейдермана:
Nei = Nemax[a+ b- c], кВт
где: Nei - текущее значение эффективной мощности, кВт
nei - текущее значение частоты вращения коленчатого вала, мин-1.
nei изменяется в диапазоне от nemin до nemax
i = 1, 2, 3 . . . - номера расчётных точек.
i = 1 . . . 7;
nemin = neхх (холостой ход).
a, b, c - коэффициенты (константы Лейдермана), зависящие от конструкции ДВС.
Для бензиновых двигателей:
a = 1; b = 1; c = 1;
Определение эффективного крутящего момента
Эффективный крутящий момент на коленчатом валу двигателя рассчитывается по формуле:
Mei=9550*Nei/nei, Н*м
Определение текущих значений эффективного удельного
расхода топлива
Удельный эффективный расход топлива рассчитывается по выражению:
gei=Кg*gemin*(A - B+C), г/кВт*час
где: gemin - минимальный удельный расход топлива, г/кВт*час;
nei изменяется в диапазоне от nemin до nemax
А,В,С - коэффициенты, характеризующие конструктивные особенности
двигателя:
для бензиновых gemin = 260 ... 360 г/кВт*час,
по заданию gemin = 256 г/кВт*ч;
А=1.3 В=0.85 С=0.6
Кg - коэффициент, учитывающий равномерность горения заряда топлива
для дизелей Kg = 0.995
Результаты расчетов сводятся в Таблицу I и по ним строятся графики зависимостей
Ne, Me, ge = f (ne)
Таблица I
|
i |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
|
ne |
1000 |
2000 |
3000 |
4000 |
5000 |
6000 |
7200 |
|
Ne |
15.37 |
33 |
50.62 |
66 |
76.87 |
81 |
73.78 |
|
Me |
146 |
157 |
161 |
157 |
146 |
129 |
98 |
|
ge |
298 |
276 |
261 |
255 |
258 |
267 |
291 |
Определение коэффициента приспособляемости двигателя
При росте внешнего сопротивления движению автомобиля, падают обороты двигателя (идет потеря скорости движения автомобиля в целом) при одновременном возрастании момента по ВСХ, от Mei до Memax.
Если момент сопротивления на колесах (с учетом КПД трансмиссии и номера выбранной передачи, т.е. величины передаточного отношения) превысит эффективный крутящий момент двигателя, то произойдет его остановка а значит и потеря подвижности автомобилем. Чтобы этого не произошло, необходимо увеличить крутящий момент на тяговых колесах путем переключения на пониженную передачу (ввести большее передаточное отношение в коробке передач).
Следовательно, коэффициент приспособляемости двигателя к изменяющимся дорожным условиям (при движении автомобиля), устанавливает границы возможного движения без переключения передачи и определяется зависимостью:
Ke = Memax/MeN ,
где: Memax – максимальный эффективный момент двигателя,
MeN – момент на валу двигателя при максимальной мощности.
Memax = Me4 = 161 H*м
MeN = Me8 = 129 Н*м
Ke = 1,25
Коэффициент приспособляемости бензиновых двигателей имеет следующие диапазоны значений:
Ke = 1.15 ... 1.28
Полученный коэффициент приспособляемости удовлетворяет данному диапазону
Расчёт силовых и тяговых характеристик проектируемого
автомобиля
Тягово-динамический расчёт автомобиля выполняется при условии, что определены все исходные параметры автомобиля и, в частности, известны передаточные отношения: по ступеням коробки передач, по ступеням раздаточной коробки и главной передачи.
Силовые составляющие и тяговый баланс автомобиля
Целью силового расчёта автомобиля является определение возможности реализации силы тяги, развиваемой ведущими колёсами автомобиля при заданных условиях, для достижения максимальной скорости.
Из “Теории автомобиля” [1,6] известно, что уравнение движения автомобиля (в общем случае) имеет вид:
Pkni = Pfni + Pwni + Pani + Pjni + Pкр, кН
где: Pfni - сила сопротивления качению, Н;
Pwni - сила лобового (аэродинамического) сопротивления, Н;
Pani - сила сопротивления подъёму, Н;
Pani = Ga*sina , Н
a - угол подъёма профиля дороги в градусах;
Pjni - сила инерции автомобиля, Н;
Ga = ma*g
g = 9.81 м/с2
Ga = 14715 Н
Pjni = jnidврn, Н
dврn - коэффициент учета вращающихся масс двигателя, деталей
трансмиссии и колёс автомобиля на n-ом номере передачи в КП;
jni - линейное ускорение автомобиля в м/с2;
Ga, g - те же, что и выше;
Pкр - крюковая нагрузка, приложенная к автомобилю (прицеп и т.д.);
n - номер передачи в трансмиссии автомобиля;
i - номер расчётнной точки.
При расчёте силовых составляющих обычно полагают, что:
1. Автомобиль движется по горизонтальной опорной поверхности вы-
сокого качества, т.е, a=0, а значит, в соответствии с формулой (13) Pa ni = 0.
2. Опорная поверхность (дорога) высокого качества (асфальт, бетон), что предопределяет условие - fo = fomin.
3. Эффективная мощность и крутящий момент двигателя (в расчётных точках) принимаются по ВСХ, т.е. полной подаче топлива (дизели).
4. Автомобиль в каждой расчетной точке движется с постоянной скоростью - Vani = const. Тогда следует, что Pjni = 0, т.к. jni= 0.
5. Автомобиль работает без крюковой нагрузки, т.е. Pкр = 0.
6. Параметры окружающей среды - стабильны, т.е. Kw = const.
7. КПД трансмиссии на всех передачах - постоянно, т.е. hтр = const.
8. Радиусы качения всех колес одинаковые, и не изменяются во всём диапазоне скоростей движения автомобиля, т.е. rк = const.
Тяговая характеристика автомобиля
Тяговая характеристика автомобиля строится по результатам аналитического расчёта сил тяги, развиваемых ведущими колёсами - Pкni, для ряда выбранных значений кинематической скорости - Vani.
Сила тяги определится из зависимости:
Pкni = Mei*Uтрn*hтр/rк , Н
Текущее значение кинематической скорости на n-ой передаче рассчитывается по уравнению:
Vani = 0.377* rк *nei/Uтрn, км/ч
где: Mei - текущее значение крутящего момента двигателя в i-ой расчётной
точке (берётся из ВСХ) в Нм;
nei - частота вращения вала двигателя в i-ой расчётной точке в мин-1;
rк - радиус качения шины (в метрах)
Uтрn - передаточное отношение трансмиссии на n-ом номере передач в
каждом из агрегатов;
Uтрn = U0n*Un
где: U0n - передаточное отношение главной передачи (ГП). Обычно,
главные передачи односкоростные (одноступенчатые). Если
это так, то принимают U0n = U0 = 3.7
Un - передаточное отношение в коробке передач на n-ой передаче;
Uтр1 = 13.468 Uтр2 = 7.215 Uтр3 = 5.032 Uтр4 = 3.478
Uтр5 = 2.886
Силы внешних сопротивлений
Обычно к силам внешних сопротивлений при расчёте силового баланса автомобиля относят: силы сопротивления качению шин автомобиля (Pfni) и силу лобового (аэродинамического) сопротивления площади его кузова.
Исходя из (4), сила сопротивления качению определяется зависимостью:
Pfni = Ga*fni = Ga*fo, Н
где: fni - текущее значение коэффициента сопротивления качению при
движении автомобиля на n-ой передаче со скоростью Vani (в км/час)
в i-ой расчётной точке.
Исходя из (5), сила лобового (аэродинамического) сопротивления (при Van в км/час) рассчитывается по формуле:
Pwni = Kw*Fa*, Н
Полагая, что на автомобиль со стороны дороги и окружающей среды действуют только силы Pfni и Pwni, тогда получим суммарную силу внешних сопротивлений:
PSni =Pfni + Pwni , Н
Силовой баланс автомобиля
Движение автомобиля, при нарастании скорости, будет ограничено силами внешних сопротивлений.
Pкni = Pfni + Pwni = PSni , Н
Это выражение называется уравнением силового баланса и оно характерно тем, что в точке Pкni = PSni автомобиль развивает максимальную возможную скорость - Vа Р (по реализуемой силе тяги) с учётом всех принятых выше ограничений.
- если Pкni > PSni, то движение возможно,
- если Pкni < PSni, движение автомобиля исключено.
Следует учесть и то, что Vа Р = Vа max не равно максимальной кинематической скорости - Vа nimax при nemax, т.к. при расчёте последней не учтены внутренние и внешние потери. Результаты расчетов сводятся в Таблицу II и по ним строятся графики зависимостей Pкni(Vani),Pfni(Vani),Pwni(Vani), PSni(Vani).
Таблица II
|
i |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
|
ne |
1000 |
2000 |
3000 |
4000 |
5000 |
6000 |
7200 |
|
Me |
146 |
157 |
161 |
157 |
146 |
129 |
98 |
|
Передача I, передаточное отношение трансмиссии Uтр1 = 13.468 |
|||||||
|
VaI |
8 |
16 |
24 |
32 |
40 |
48 |
57.6 |
|
PkI |
6.41 |
6.9 |
7 |
6.9 |
6.41 |
5.6 |
4.3 |
|
PfI |
0.125 |
0.126 |
0.128 |
0.131 |
0.135 |
0.139 |
0.145 |
|
PwI |
0.003 |
0.011 |
0.026 |
0.047 |
0.073 |
0.1 |
0.15 |
|
PåI |
0.127 |
0.138 |
0.155 |
0.178 |
0.208 |
0.245 |
0.298 |
|
Передача II, передаточное отношение трансмиссии Uтр2 = 7.215 |
|||||||
|
VaII |
15 |
30 |
45 |
60 |
75 |
90 |
108 |
|
PkII |
3.4 |
3.7 |
3.8 |
3.7 |
3.44 |
3 |
2.3 |
|
PfII |
0.126 |
0.13 |
0.137 |
0.147 |
0.16 |
0.175 |
0.198 |
|
PwII |
0.01 |
0.04 |
0.09 |
0.166 |
0.259 |
0.373 |
0.538 |
|
PåII |
0.136 |
0.172 |
0.231 |
0.316 |
0.419 |
0.549 |
0.736 |
|
Передача III, передаточное отношение трансмиссии Uтр3 = 5.032 |
|||||||
|
VaIII |
21 |
43 |
64 |
86 |
107 |
129 |
154 |
|
PkIII |
2.4 |
2.58 |
2.64 |
2.58 |
2.4 |
2.1 |
1.6 |
|
PfIII |
0.128 |
0.136 |
0.150 |
0.171 |
0.197 |
0.228 |
0.273 |
|
PwIII |
0.021 |
0.085 |
0.19 |
0.340 |
0.531 |
0.764 |
1.094 |
|
PåIII |
0.149 |
0.221 |
0.341 |
0.510 |
0.728 |
0.993 |
1.367 |
|
Передача IV, передаточное отношение трансмиссии Uтр4 = 3.478 |
|||||||
|
VaIV |
31 |
62 |
93 |
124 |
155 |
186 |
223 |
|
PkIV |
1.65 |
1.78 |
1.82 |
1.78 |
1.65 |
1.45 |
1.11 |
|
PfIV |
0.130 |
0.148 |
0.176 |
0.221 |
0.275 |
0.341 |
0.437 |
|
PwIV |
0.044 |
0.177 |
0.400 |
0.709 |
1.108 |
1.596 |
2.295 |
|
PåIV |
0.175 |
0.325 |
0.575 |
0.930 |
1.383 |
1.937 |
2.732 |
|
Передача V, передаточное отношение трансмиссии Uтр5 = 2.886 |
|||||||
|
VaV |
37 |
75 |
112 |
150 |
187 |
224 |
269 |
|
PkV |
1.37 |
1.48 |
1.52 |
1.48 |
1.37 |
1.2 |
0.92 |
|
PfV |
0.133 |
0.160 |
0.203 |
0.265 |
0.343 |
0.438 |
0.577 |
|
PwV |
0.064 |
0.258 |
0.581 |
1.038 |
1.613 |
2.315 |
3.4 |
|
PåV |
0.198 |
0.418 |
0.784 |
1.303 |
1.956 |
2.753 |
3.9 |
В точке Pкni = PSni будет выполняться силовой баланс.
Cиловой баланс находится на пересечении регуляторной ветви с кривой суммарной силы внешних сопротивлений
В точке пересечения графиков Pкni и PSni - получаем Vа Р.
Vа Р = 169 км/ч, что достигается на 4-ой передаче
Мощностные составляющие и мощностной баланс
На практике широко используют оценку энергетических возможностей автомобиля по его мощностным характеристикам, что дает возможность установить запас мощности двигателя по передачам, потери мощности в трансмиссии, реализуемую мощность на движителях (в данном случае на тяговых колесах) и определить максимальную скорость - Va N , по мощностному балансу.
Начальные условия на расчет мощностных составляющих те же, что и в пункте 1.3.1.
Мощность двигателя во всех конкретных расчетных точках всех передач одинакова.
Уравнение мощностного баланса имеет вид:
Nкni = Neni*hтр = NSni = Nfni + Nwni, кВт
где: Neni - эффективная мощность двигателя, кВт.
Nкni - мощность на колесе, кВт.
Nкni = Pкni*Vani/3600, кВт
Уравнение (1) может быть преобразовано к виду:
NSv = , кВт
При расчете, значение Neni берется из ВСХ и просчитывается по всем передачам в функции скорости - Vani.
Все данные расчёта сводятся в таблицу III и по ним строятся графические зависимости вида:. Nкni(Vani),Neni(Vani),NSni(Vani) = f(Vani)
По результатам графического решения определяют максимальную скорость по балансу мощности - Va N - максимальная скорость автомобиля, которую он может развить при заданной мощности двигателя и потерь на внешнее сопротивление.
Таблица IV
|
i |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
|
ne |
1000 |
2000 |
3000 |
4000 |
5000 |
6000 |
7200 |
|
Передача I, передаточное отношение трансмиссии Uтр1 = 13.468 |
|||||||
|
VaI |
8 |
16 |
24 |
32 |
40 |
48 |
57.6 |
|
NkI |
14.44 |
31 |
47 |
62 |
72 |
76 |
69 |
|
NeI |
15.37 |
32.9 |
50.58 |
66 |
76.81 |
80.8 |
73.65 |
|
NåI |
0.284 |
0.922 |
1.377 |
1.984 |
2.32 |
3.27 |
4.78 |
|
Передача II, передаточное отношение трансмиссии Uтр2 = 7.215 |
|||||||
|
VaII |
15 |
30 |
45 |
60 |
75 |
90 |
108 |
|
NkII |
14.4 |
30.8 |
47 |
61.3 |
71 |
75.3 |
69 |
|
NeII |
15.37 |
33 |
50.62 |
66 |
76.79 |
81 |
73.78 |
|
NåII |
0.569 |
1.43 |
2.88 |
5.27 |
8.74 |
13.72 |
22.08 |
|
Передача III, передаточное отношение трансмиссии Uтр3 = 5.032 |
|||||||
|
VaIII |
21 |
43 |
64 |
86 |
107 |
129 |
154 |
|
NkIII |
14.4 |
30.8 |
47.3 |
61.4 |
71 |
75 |
69 |
|
NeIII |
15.37 |
33 |
50.62 |
66 |
76.87 |
80.9 |
73.78 |
|
NåIII |
0.888 |
2.649 |
6.06 |
12.04 |
21.7 |
35.5 |
58.47 |
|
Передача IV, передаточное отношение трансмиссии Uтр4 = 3.478 |
|||||||
|
VaIV |
31 |
62 |
93 |
124 |
155 |
186 |
223 |
|
NkIV |
14.4 |
30.8 |
47.2 |
61.5 |
71 |
75 |
68.9 |
|
NeIV |
15.37 |
32.8 |
50.57 |
66 |
76.87 |
80.8 |
73.67 |
|
NåIV |
1.5 |
5.6 |
14.9 |
32 |
59 |
100 |
169 |
|
Передача V, передаточное отношение трансмиссии Uтр5 = 2.886 |
|||||||
|
VaV |
37 |
75 |
112 |
150 |
187 |
224 |
269 |
|
NkV |
14.4 |
30.8 |
47.2 |
61 |
71 |
74.9 |
69 |
|
NeV |
15.37 |
33 |
50.54 |
66 |
76.78 |
81 |
73.69 |
|
NåV |
2 |
8.6 |
24.4 |
54 |
101 |
171 |
292 |
В точке Nкni=NSni будет выполняться баланс по мощности
Мощностной баланс находится на пересечении регуляторной ветви с кривой NSni= f(Vani)
Va N = 169 км/ч, что достигается на 4-ой передаче
Динамические показатели автомобиля
Под динамическими показателями автомобиля обычно понимают составляющие динамического фактора и ускорения, которые они имеют в заданном силовом и скоростном диапазонах.
Динамический фактор, это безразмерная характеристика автомобиля, показывающая свободную силу тяги автомобиля, которая может расходоваться на преодоление возросшего дорожного сопротивления и ускорение. Он позволяет:
- производить сравнение тяговых возможностей автомобилей разного назначения и разных классов, независимо от их полной массы, конструкции трансмиссии и ходовой части, типа двигателя и т.д.,
- определять преодолеваемый дорожный подъем на каждой из передач,
- оценить возможности по буксировке различных транспортных средств.
Ускорения, развиваемые автомобилем, позволяют определить:
- безопасный диапазон их значений (не наносящий ущерба здоровью пассажиров и обеспечивающий сохранность грузов) при трогании с места и активном разгоне,
- оптимальные значения ускорений, обеспечивающие заданный темп разгона и сохраняющие установленный срок службы синхронизаторов коробки пере дач,
- оптимальные значения скоростей, при которых следует переключаться с передачи на передачу (в коробке передач) при разгоне автомобиля,
- рассчитать время и путь разгона на любой передаче и в любом диапазоне скоростей.
Расчет динамического фактора автомобиля
Полагаем, что автомобиль движется по дороге с учетом начальных условий - 2 ... 8 (п. 1.3.1.), но на подъем, т.е. a > 0 (и Þ Pa¹0). Тогда, уравнение (12) преобразуется к виду:
Pkni = Pfni + Pwni + Pani ; (2)
Вычитая из силы тяги силу аэродинамического сопротивления и поделив (23) на силу веса автомобиля, с учетом уравнения (13), получим:
= ; (3)
окончательно имеем:
Dni = fni + sin a (4)
где: Dni - динамический фактор автомобиля;
fni - текущее значение коэффициента сопротивлению колес автомобиля при движении на n-ой передаче в i-ой расчетной точке;
sin a - синус угла подъема профиля дороги. На практике, из-за малости угла подъема дороги, sin a приравнивают к tg a, а затем и к углу a.
Из сравнения уравнений (3), (4) видно, что динамический фактор
определится зависимостью:
Dni = ;
Текущее значение коэффициента сопротивления качению ( в зависимости от скорости, т.е. от передаточного отношения в коробке передач на каждой передаче) рассчитывается по выражению:
fi = fo
Результаты расчета сводятся в Таблицу IV, по которым строятся динамические характеристики (динамический баланс), т.е. Dni, fni = f(Vni)
По результатам графического решения определяют максимальную скорость по динамическому балансу (по свободной силе тяги).Va D
Таблица IV
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
|
|
n |
1000 |
2000 |
3000 |
4000 |
5000 |
6000 |
7200 |
|
Передача I, передаточное отношение трансмиссии Uтр1 = 13.468 |
|||||||
|
VaI |
8 |
16 |
24 |
32 |
40 |
48 |
57.6 |
|
DI |
0.4359 |
0.4681 |
0.479 |
0.465 |
0.431 |
0.375 |
0.282 |
|
fI |
0.0084 |
0.0086 |
0.0087 |
0.0089 |
0.0091 |
0.0094 |
0.0099 |
|
Передача II, передаточное отношение трансмиссии Uтр2 = 7.215 |
|||||||
|
VaII |
15 |
30 |
45 |
60 |
75 |
90 |
108 |
|
DII |
0.0085 |
0.0088 |
0.0093 |
0.00998 |
0.0108 |
0.0119 |
0.013 |
|
fII |
0.00902 |
0.00904 |
0.00907 |
0.00910 |
0.00915 |
0.0092 |
0.00925 |
|
Передача III, передаточное отношение трансмиссии Uтр3 = 5.032 |
|||||||
|
VaIII |
21 |
43 |
64 |
86 |
107 |
129 |
154 |
|
DIII |
0.16 |
0.169 |
0.166 |
0.152 |
0.126 |
0.09 |
0.03 |
|
fIII |
0.0086 |
0.0092 |
0.01 |
0.0116 |
0.0133 |
0.015 |
0.018 |
|
Передача IV, передаточное отношение трансмиссии Uтр4 = 3.478 |
|||||||
|
VaIV |
31 |
62 |
93 |
124 |
155 |
186 |
223 |
|
DIV |
0.1095 |
0.109 |
0.097 |
0.073 |
0.037 |
-0.0097 |
-0.08 |
|
fIV |
0.0088 |
0.01 |
0.012 |
0.015 |
0.0186 |
0.023 |
0.0296 |
|
Передача V, передаточное отношение трансмиссии Uтр5 = 2.886 |
|||||||
|
VaV |
37 |
75 |
112 |
150 |
187 |
224 |
269 |
|
DV |
0.089 |
0.0829 |
0.063 |
0.0299 |
-0.016 |
-0.0075 |
-0.164 |
|
fV |
0.009 |
0.01 |
0.0137 |
0.018 |
0.023 |
0.0298 |
0.039 |
В точке Dni = fni выполняться динамический баланс
Динамический баланс находится на пересечении регуляторной ветви с кривой fni= f(Vni)
Va D = 168.5 км/ч, что достигается на 4-ой передаче
Ускорения автомобиля
Из практики эксплуатации известно, что при движении автомобилей в городских условиях, их время движения с постоянной скоростью (равномерное движение), невелико и не превышает 20% от общего времени движения.
Исследования Московских учёных показывают, что движение с ускорением (разгон и замедление) составляют:
Разгон - легковые автомобили - 37%
- грузовые - 42% - от общего времени движения
- автобусы - 38%
Замедление - легковые - 29%
- грузовые - 25% - от общего времени движения
- автобусы - 24%
Из приведённых данных видно, что большую часть времени пассажиры и грузы испытывают на себе воздействие знакопеременных ускорений. Поэтому медицинскими исследованиями людей и прочностными испытаниями грузов были установлены границы допустимых ускорений (замедлений) при движении автомобилей на дорогах:
- При ЭКСТРЕННОМ ТОРМОЖЕНИИ - jторм 0.7*g = 6.9 м/c2,
- При РАЗГОНЕ - jmax 0.5*g = 4.9 м/c2,
- ОПТИМАЛЬНОЕ УСКОРЕНИЕ - jопт = 0.3*g = 3.27 м/c2.
Следовательно, при расчёте ускорений следует оценивать их значения для проектируемого автомобиля, чтобы в дальнейшем предусмотреть все меры безопасности при перевозках.
Расчёт ускорений автомобиля ведётся по уравнению
jni = 
, м/с2
где: jni - ускорение автомобиля, м/с2;
врn - коэффициент учета вращающихся масс, который может быть
рассчитан по уравнению (общий случай):
ᵟврn = 1 + [Je*ᵟтр*
+Jk]*
где: Je - момент инерции вращающихся масс двигателя, приведенный к маховику. Обычно, его принимают равным моменту инерции
маховика;
Jk - суммарный момент инерции ведущих и ведомых колес по осям
автомобиля.
Je и Jk либо задаются руководителем, либо подбираются по техническим характеристикам заданного двигателя и выбранных (для
проектируемого автомобиля) шин.
Uтрni, ᵟтр,g, Ga, rk, n, i - то же, что и выше.
Если нет возможности определить значения Je и Jk, то ᵟврn (на каждой из n-передач) можно расчитать по уравнению:
ᵟвр = 1.05 + 0.03*U2n,
где: Un - передаточное отношение в коробке передач на n-ой передаче.
Результаты расчета сводятся в Таблицу IV и в Таблицу V по которым строятся в
баланс по ускорениям.
Таблица V
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
|
|
n |
1000 |
2000 |
3000 |
4000 |
5000 |
6000 |
7200 |
|
Передача I, передаточное отношение трансмиссии Uтр1 = 13.468 |
|||||||
|
VaI |
8 |
16 |
24 |
32 |
40 |
48 |
57.6 |
|
jI |
2.898 |
3.115 |
3.188 |
3.09 |
2.86 |
2.478 |
1.844 |
|
Передача II, передаточное отношение трансмиссии Uтр2 = 7.215 |
|||||||
|
VaII |
15 |
30 |
45 |
60 |
75 |
90 |
108 |
|
jII |
1.89 |
2.02 |
2.04 |
1.945 |
1.72 |
1.413 |
0.9 |
|
Передача III, передаточное отношение трансмиссии Uтр3 = 5.032 |
|||||||
|
VaIII |
21 |
43 |
64 |
86 |
107 |
129 |
154 |
|
jIII |
1.363 |
1.425 |
1.397 |
1.252 |
1.01 |
0.672 |
0.15 |
|
Передача IV, передаточное отношение трансмиссии Uтр4 = 3.478 |
|||||||
|
VaIV |
31 |
62 |
93 |
124 |
155 |
186 |
223 |
|
jIV |
0.918 |
0.9 |
0.774 |
0.53 |
0.167 |
-0.3 |
|
|
Передача V, передаточное отношение трансмиссии Uтр5 = 2.886 |
|||||||
|
VaV |
37 |
75 |
112 |
150 |
187 |
224 |
269 |
|
jV |
0.73 |
0.67 |
0.457 |
0.11 |
-0.36 |
Расчет времени разгона автомобиля
Известно, что скорость разгона (особенно в городских условиях) определяет темп движения транспортных потоков на магистралях и улицах, т.к. от него зависит техническая скорость автомобиля, а следовательно и его производительность.
Это особенно характерно для улиц с большим количеством одноуровневых перекрестков, с установленных на них светофорами. В этих условиях транспортные средства, обладающие плохими разгонными характеристиками по времени разгона, сдерживают транспортный поток на своей полосе движения и создают препятствия для параллельных потоков (усложняют условия перестроения сзади следующих автомобилей своего ряда).
Учитывая сделанные выше замечания рассмотрим время разгона tni в
диапазоне изменения скорости на участке от Vani до Vani+1.
Средняя скорость на этом участке будет:
Vaсрni = (Vani+1 - Vani); в км/ч, или
Vaсрni = (Vani+1 - Vani)/3.6; в м/с
Среднее ускорение на этом же участке разгона определится из
выражения:
jсрni = 0.5*(jni + jni+1); м/с
где: n - номер передачи на которой производится расчет;
i,i+1 - соответственно номер расчетной точки и номер последующей
расчетной точки.
Тогда, время разгона на участке от Vani до Vani+1 может быть представлено зависимостью:
∆tni = 
= 
, с
Для современных механических коробок передач, время переключения с передачи на передачу (для всех передач) обычно принимают:
- автомобили с карбюраторными двигателями - tп = 0.5 ... 2 с,
(Для нашего случая принимаем tп = 0.5 с, т.к. двигатель инжекторный и передачи осуществляются в момент оптимального перехода с передачи на передачу.)
Потерю скорости, за время переключения с передачи на передачу, можно определить из решения уравнения движения автомобиля накатом:
Vнак = Vnп = 
= 33.64*fnп*tп ; км/ч
где: Vнак - скорость движения накатом в км/ч;
Vnп - потеря скорости при переключении передачи;
g - ускорение свободного падения в м/с;
3.6 - коэффициент перехода от м/с к км/ч;
fnп - коэффициент сопротивления качению в точке начала переключения
передачи (определяется по графикам ускорений и динамического
баланса);
ᵟврнак - коэффициент врашающихся масс автомобиля при движении
накатом, т.е. когда трансмиссия и двигатель разъединены. В этом
случае уравнения п.1.4.2. примет вид:
ᵟврn = 1.05 + 0.03*U2n = ᵟврнак = 1.05 т.к. включение передачи ещё
не произошло, а следовательно и передаточное отношение в коробке
передач - Un = 0,
tп - время переключения передачи в с.
Разгон от начала движения (как правило оно ведется с низшей передачи) начинается со скорости Van-нач при ускорении - Jn-нач (здесь n=I, т.е. первая передача) и будет продолжаться до точки пересечения кривых ускорений (на n-ой передаче) и кривой ускорения на передаче n+1, т.е. на последующей. В этой точке ускорения и скорости будут равны, т.е.
VaI-кон(i*) = Van+1(i*) и j I-кон(i*) = j n+1(i*).
Здесь: j I-кон(i*), VaI-кон(i*) - соответственно конечные ускорения и скорости на
передаче n=1 (или том номере передачи с которой на чинается разгон) в
точке пересечения (i*) с кривой ускоренния на передаче n+1, т.е. на
последующей.
j n+1(i*), Van+1(i*) - те же, что и выше, но для кривой ускорения при номере
передачи n+1, т.е. для последующей.
Продлжение разгона на каждой последующей передаче будет осущесвляться со скорости Van+1-нач, которая определится из выражения:
Van+1-нач = Van+1(i*) - Vnп
По графическому решению баланса ускорений, зависимость j = f(Va), определяются численные значения Van+1-нач и Jn+1-нач от которых начинается расчет времени разгона, по формуле (34), для передачи n+1.
Аналогичным образом, начало расчета времени разгона принимается и
для всех последующих передач.
Итоговое время разгона на i-ой передаче:
ti = tni + tп , с
Суммарное время разгона:
tразг = ti + ti+1 + . . .
Расчет пути разгона автомобиля
Путь разгона:
Sni = Vaсрni* tni =
где: tni, Vani, Vani+1 - принимаются теми же, что и при расчете времени разгона.
Путь разгона, пройденный автомобилем за время переключения передач:
Sп = [(Van-нач /3.6)-(4.7*fnп*tп)] tп, м
Данные расчётов заносят в Таблицу VI, пример которой приведён ниже и далее строятся графики зависимостей t(Va), S(Va).
Время и путь разгона
Таблица VI
|
V |
56 |
102 |
150 |
169 |
|
t |
5.46 |
14.31 |
35.01 |
79.51 |
|
S |
48.53 |
258.76 |
1016 |
3040 |
Расчет расхода топлива автомобиля.
Часовой расход топлива
Измерителем топливной экономичности двигателя, установленного на заданном автомобиле, принято считать расход топлива (в кг) на час его работы.
Уравнение, определяющее этот расход, имеет вид:
Gт=gei*Nei/1000, кг/час
Определение путевого расхода топлива
Путевой расход топлива считаем по формуле:
gт= Gтi/Vi кг/кВт*ч
данные расчётов заносим в таблицу VII
таблица VII
|
Обороты, n |
1000 |
2000 |
3000 |
4000 |
5000 |
6000 |
7200 |
|
1 передача |
|||||||
|
gт1 |
0.573 |
0.56 |
0.55 |
0.526 |
0.495 |
0.45 |
0.37 |
|
2 передача |
|||||||
|
gт2 |
0.3 |
0.3 |
0.29 |
0.28 |
0.26 |
0.24 |
0.2 |
|
3 передача |
|||||||
|
gт3 |
0.22 |
0.213 |
0.206 |
0.196 |
0.185 |
0.17 |
0.14 |
|
4 передача |
|||||||
|
gт4 |
0.15 |
0.147 |
0.142 |
0.135 |
0.128 |
0.116 |
0.096 |
|
5 передача |
|||||||
|
gт5 |
0.124 |
0.121 |
0.118 |
0.112 |
0.106 |
0.096 |
0.08 |
2.2. Разработка конструкций коробки передач
Коробка передач предназначена для изменения крутящего момента, развивае мого двигателем с целью получения различных тяговых усилий на ведущих колесах при трогании автомобиля с места, разгоне, движении и преодолении дорожных пре пятствий; изменения скорости и направления движения автомобиля; возможности движения автомобиля с малыми скоростями, которые не могут быть обеспечены двигателем, и отсоединения на длительное время двигателя от трансмиссии на сто янке или при движении автомобиля по инерции (накатом).
По принципу действия коробки передач подразделяются на ступенчатые, бесступенчатые и комбинированные.
Ступенчатые коробки делят по числу передач переднего хода: четырехсту пенчатые, пятиступенчатые и т.д.; по подвижности осей валов: с неподвижными осями - простые и с подвижными осями - планетарные; по числу валов: двух-, трех - многовальные; по числу редукторов: простые - с одним редуктором, составные - с двумя или тремя редукторами; по способу управления: неавтоматизированные, полуавтоматизированные (с командным управлением) и автоматизированные.
Бесступенчатые коробки передач по способу преобразования крутящего мо мента классифицируют на гидравлические: гидродинамические и гидрообъемные; механические: клиноременные, фрикционные и импульсные; электрические.
Комбинированные коробки передач бывают электромеханическими и гидро механическими.
Гидромеханические коробки передач состоят из гидромеханической бесступенчатой передачи (гидротрансформатора) и последовательно присоединен ной к ней ступенчатой механической коробки.
В настоящее время наибольшее распространение имеют механические сту пенчатые коробки передач с неподвижными осями валов и ручным управлением, так как они достаточно просты, недороги в изготовлении и имеют высокий КПД.
Двухвальные пятиступенчатые коробки передач применяют для переднепри водных легковых автомобилей ВАЗ-2109 ... ВАЗ-2115, АЗЛК-2141 «Москвич», ЗАЗ-1102 «Таврия» и многих зарубежных автомобилей. Высшая передача обычно повы шающая. Передачи, как правило, синхронизированы.
Трехвальные пятиступенчатые коробки передач используют для легковых ав томобилей, выполненных по классической схеме (ГАЗ-3110 «Волга», ИЖ-2126), грузовых автомобилей малой (ГАЗ-3302, ГАЗ-33021, ГАЗ-33023), средней грузо подъемности (ГАЗ-4301, ЗиЛ-4333, ЗИЛ-4318, ЗиЛ-5301 «Бычок», Урал-4320, Ка-мАЗ-4310) и автобусов (ПАЗ-3209 «Аврора», МАЗ-101 ... МАЗ-104, ЛАЗ-4203, ГАЗ-3221, 32212, 32213).
Многовальные коробки передач используются на автомобилях большой гру зоподъемности (МАЗ и КамАЗ) для увеличения числа передач с целью улучшения тяговых и топливно-экономических свойств. В основе конструкций многовальных коробок передач лежит 4-х, 5-ти или 6-ти ступенчатая трехвальная коробка передач, в общем картере с которой размещены повышающий редуктор (делитель) и (или) понижающий редуктор (демультипликатор). При применении многовальных коро бок число передач может быть от 8 до 24. Такие коробки используют для автомоби лей-тягачей, работающих с прицепным составом.
В большинстве конструкций ступенчатых коробок переключение передач вы полняет водитель. Однако имеются конструкции ступенчатых коробок передач, где процесс переключения автоматизирован на базе применения микропроцессорной техники.
На проектируемом автомобиле установлена пятиступенчатая двухвальная коробка передач, объединенная с дифференциалом и главной передачей, все передачи переднего хода синхронизированы.
Первичный вал выполнен в виде блока ведущих шестерен, которые находятся в постоянном зацеплении с ведомыми шестернями всех передач переднего хода. Вторичный вал – полый, со съемной ведущей шестерней главной передачи. На вторичном валу расположены ведомые шестерни и синхронизаторы. Передние подшипники валов – роликовые, задние – шариковые. Под передним подшипником вторичного вала расположен маслосборник, направляющий поток масла внутрь вторичного вала и далее под ведомые шестерни.
Привод управления КПП состоит из рычага переключения передач, шаровой опоры, тяги, штока выбора передач и механизмов выбора и переключения передач.
Чтобы исключить самопроизвольное выключение передач в привод управления КПП введена реактивная тяга, один конец которой связан с силовым агрегатом, а к другому концу прикреплена обойма шаровой опоры.
В корпусе механизма выбора передач крепятся две оси. На одной установлен трехплечий рычаг выбора передач и две блокировочные скобы. Другая ось проходит через отверстия блокировочных скоб, фиксируя их от проворачивания. В коробку передач заливается масло, уровень которого должен находиться между контрольными метками указателя уровня масла.
Разработка коробки передач.
2.2.1. Выбор параметров зубчатых колес.
Основные размеры и масса коробки передач определяются главным образом размерами зубчатых колес.
Предварительно параметры зубчатых колес определяем на основе метода аналогии и использования статистических данных, отражающих длительную практику автомобилестроения. Затем они уточняются по результатам проверочных расчетов.
Главным размерным параметром является межосевое расстояние аw,
аw = kа
где kа – коэффициент, для проектируемого автомобиля принимается 8,9;
Мкп – крутящий момент на "выходе" из коробки;
Мкп= Memax* Uкп1
Мкп=179,06*3,64=651,78 Н*м
аw= =77,15 мм
Принимаем стандартное межосевое расстояние аw=80 мм
Продольный осевой размер коробки передач.
lкп =(2,7…3,4) аw
lкп = 3*80 = 240 мм
Ширина зубчатых венцов.
При предварительном расчете принимается:
bi=(0,19…0,23) аw
bi= 0,20*80 = 16 мм
Ширина обоймы подшипника.
bп=(0,20…0,25) аw
bп= 0,25*80 = 20 мм
Осевой размер синхронизатора.
Сс=(0,40…0,55) аw
Сс= 0,40*80 = 32 мм
Определение чисел зубьев зубчатых колес.
Исходный контур и размерный ряд применяемых модулей зубчатых колес определяем, выбираем в соответствии с требованиями ОСТ 37.001.222-80 и ОСТ 37.001.223-80.
Суммарное число зубьев кинематической пары с косыми зубьями:
Z Σ= 2* аw*cos β / mn
где β – угол наклона зубьев, предварительно 200
mn – нормальный модуль, 3 мм
Z Σ= 2*80*0,951/3 = 50,72
Принимаем суммарное число зубьев Z Σ= 51
Числа зубьев каждого из зубчатых колес определяются исходя из передаточных чисел передач, полученных в тяговом расчете, и суммарного числа зубьев кинематической пары.
UI - передаточное отношение в коробке передач на 1-ой передаче, 3,64;
UII - передаточное отношение в коробке передач на 2-ой передаче, 1,95;
UIII - передаточное отношение в коробке передач на 3-ей передаче, 1,36;
UIV - передаточное отношение в коробке передач на 4-ой передаче, 0,941;
UV - передаточное отношение в коробке передач на 5-ой передаче, 0,784;
Z1.1 = 11 - количество зубьев ведущей шестерни 1-ой передачи;
Z1.2 = 40 – количество зубьев ведомой шестерни 1-ой передачи;
Z2.1 = 18 - количество зубьев ведущей шестерни 2-ой передачи;
Z2.2 = 32 – количество зубьев ведомой шестерни 2-ой передачи;
Z3.1 = 22 - количество зубьев ведущей шестерни 3-ей передачи;
Z3.2 = 29 – количество зубьев ведомой шестерни 3-ей передачи;
Z4.1 = 26 - количество зубьев ведущей шестерни 4-ой передачи;
Z4.2 = 25 – количество зубьев ведомой шестерни 4-ой передачи;
Z5.1 = 29 - количество зубьев ведущей шестерни 5-ой передачи;
Z5.2 = 22 – количество зубьев ведомой шестерни 5-ой передачи.
Делительный диаметр шестерен.
di = mn* Z i / cos β
где Z i - количество зубьев шестерни
d1.1 = 3*11/0,951= 37,40 мм d1.2 =3*40/0,951 = 126,18 мм
d2.1 = 3*18/0,951= 56,78 мм d2.2 =3*32/0,951 = 100,95 мм
d3.1 = 3*22/0,951= 69,40 мм d3.2 =3*29/0,951 = 91,48 мм
d4.1 = 3*26/0,951= 82,02 мм d4.2 =3*25/0,951 = 78,86 мм
d5.1 = 3*29/0,951= 91,48 мм d5.2 =3*22/0,951 = 69,40 мм
2.2.2. Расчет зубчатых колес.
Определение сил, действующих в зубчатых зацеплениях. Эти силы можно разложить на три составляющие:
- окружную силу
- осевую силу
- радиальную силу
где:
Z - количество зубьев зубчатого колеса;
Mр - крутящий момент приложенный к первичному валу 179,06 Н*м;
β - угол наклона линии зуба 200.
mt – окружной (торцовый) модуль для косозубых колес:
mt = mn/ cos β
mt = 3/0,951 = 3,15 мм
Определяем окружную, радиальную, осевую силы для первой передачи:
Расчет зубьев на выносливость.
Расчет зубьев производят на выносливость (усталость) при длительном воздействии циклических нагрузок и на прочность при однократном воздействии максимальной нагрузки.
Контактные усталостные напряжения:
σну =
где ZЕ – коэффициент, учитывающий механические свойства сопряженных колес, для стали 1900,5 МПа;
ZН - коэффициент, учитывающий форму сопряженных
поверхностей, 2;
Zε - коэффициент, учитывающий суммарную длину контактных линий, 0,8;
КНα - коэффициент, учитывающий распределение нагрузки между зубьями, для косозубых передач 1,05;
КНβ - коэффициент, учитывающий неравномерность распределения нагрузки по длине контактных линий, 1,1;
КНV - коэффициент, учитывающий динамическую нагрузку в зацеплении, 1,06.
σну1 =
Усталостные напряжения изгиба:
σF =
где УFS - коэффициент, учитывающий форму зуба и концентрацию напряжений, 3,9;
Уε - коэффициент, учитывающий перекрытие зубьев 3,6.
σF1У =
Сравнивая полученные значения σF и σну с допускаемыми, делаем вывод, что условия усталостной прочности выполняется. Допускаемые напряжения изгиба по опыту выполненных конструкций σF = 700-800 МПа, σну = 1000-1200 МПа. При этом, большие значения соответствуют зубчатым парам низших передач.
2.2.3. Расчет валов.
Предварительное определение размеров вала.
Диаметр первичного вала:
dв = 0,45* аw
dв = 0,45* 80 = 36 мм
Соотношение dв/lв предварительно принимается:
dв/lв = 0,20
Отсюда длина первичного вала:
36/ lв = 0,20 → lв = 180 мм
Расчет валов на прочность.
Валы коробки передач изготавливаем из стали той же марки, что и зубчатые колеса сталь 35х ГОСТ 4543-Т1, и рассчитываем на прочность. Прочность валов коробки передач проверяем при совместимом действии изгиба и кручения. Определяем соответствующие опорных реакций и соответствующим им изгибающие моменты в вертикальной и горизонтальной плоскости.
Рисунок 1.10 - Расчетная схема вала для первой передачи.
Определяем нагрузки на опоры вала в горизонтальной плоскости:
где:
для первой передачи: l = 180 мм, l1 = 18 мм, l2 = 162 мм.
Определяем нагрузки на опоры вала в вертикальной плоскости:
В результате:
Суммарный изгибающий момент:
Напряжение от изгиба:
σF1 =
где Wи – момент сопротивления вала при изгибе:
где dв – диаметр сечения вала 36мм;
σF1 =
Результирующий момент:
Упрощенно оцениваем прочность вала по результирующим напряжениям от изгиба и кручения:
σРЕЗ =
σРЕЗ =
В выполненных конструкциях на низших передачах σРЕЗ ≤ 400 МПа.
Напряжение кручения:
τ =
где Wк – момент сопротивления кручению:
τ =
Крутильная жесткость вала:
θ=
где θ – угол закручивания вала на длине одного погонного метра при воздействии момента Мр;
lв – длина вала 180 мм;
Jр – момент инерции сечения:
θ=
Расчет шлицев вала на смятие:
Напряжение смятия:
σн к = σсм =
где Zш – число шлицев, 10;
lш – длина рабочей части шлицев, мм 50;
Dн – наружный диаметр шлицев, мм 48;
Dвн – внутренний диаметр шлицев, мм 44.
σн к = σсм =
Допускаемое напряжение смятия для подвижных шлицевых соединений:
σсм р = 70 - 100 МПа.
2.2.4. Расчет подшипников первичного вала.
В качестве подшипника левой опоры первичного вала предварительно принимаем радиальный однорядный шарикоподшипник со стопорной канавкой на наружном колесе типа 50305А1Е для этого подшипника: С = 22500 Н; Со = 11400 Н; n = 14000 об/мин.
Подшипником правой опоры является радиальный роликоподшипник с короткими цилиндрическими роликами легкой серии типа 42205АМ для этого подшипника: С = 28600 Н; Со = 15200 Н; n = 15000 об/мин.
Для того, чтобы найти долговечность в часах, находим среднюю скорость автомобиля:
Va cp = 0,6*Va max
где Va max – максимальная скорость движения автомобиля, км/ч 169.
Va cp = 0,6*169 = 101.4 км/ч
Долговечность в часах:
где S – пробег до капитального ремонта, км 150000.
Частота вращения вала коробки передач на каждой передаче:
где nen – номинальная частота вращения вала двигателя, об/мин 6000;
ui – передаточное число на передаче;
Число циклов нагружения валов на каждой передаче за весь период работы:
где Lhi - долговечность в часах, 1428,57;
ni - частота вращения вала на каждой передаче, об/мин.
Долговечность за весь период работы на всех передачах:
Эквивалентная динамическая нагрузка:
где kV – коэффициент, учитывающий скорость вращения, 1,0;
kБ – коэффициент безопасности, 1,4;
kТ – коэффициент температурный, 1,2.
Эквивалентная динамическая нагрузка с учетом доли работы коробки передач для каждого подшипника:
где kт – коэффициент использования момента, 0,6;
т – коэффициент, для шарикоподшипников: 3;
для роликоподшипников: 3,33.
Динамическая грузоподъемность:
Для роликового подшипника первичного вала:
Для шарикового подшипника первичного вала:
2.3 Разработка структуры системы управления автомобилем.
Рассмотрим схему системы управления двигателем
Схема системы управления двигателем. 1 - реле зажигания; 2 - выключатель зажигания; 3 - аккумуляторная батарея; 4 - нейтрализатор; 5 - датчик концентрации кислорода; 6 - адсорбер с электромагнитным клапаном; 7 - воздушный фильтр; 8 - датчик массового расхода воздуха; 9 - регулятор холостого хода; 10 - датчик положения дроссельной заслонки; 11 - дроссельный узел; 12 - колодка диагностики; 13 - тахометр; 14 - спидометр; 15 - контрольная лампа "CHECK ENGINE"; 16 - блок управления иммобилайзером; 17- модуль зажигания; 18 - форсунка; 19 - регулятор давления топлива; 20 - датчик фаз; 21 - датчик температуры охлаждающей жидкости; 22 - свеча зажигания; 23 - датчик положения коленчатого вала; 24 - датчик детонации; 25 - топливный фильтр; 26 - контроллер; 27 - реле включения вентилятора; 28 - электровентилятор системы охлаждения; 29 - реле включения электробензонасоса; 30 - топливный бак; 31 - электробензонасос с датчиком указателя уровня топлива; 32 - сепаратор паров бензина; 33 - гравитационный клапан; 34 - предохранительный клапан; 35 - датчик скорости; 36 - двухходовой клапан.
На двигателе применена система распределенного впрыска топлива (на каждый цилиндр - отдельная форсунка). Форсунки включаются попарно (для 1-4 и 2-3 цилиндров) при подходе поршней к верхней мертвой точке (ВМТ). На двигателе установлена система распределенного фазированного впрыска: топливо подается форсунками поочередно в соответствии с порядком работы цилиндров, что снижает токсичность отработавших газов. В этом случае на головке блока цилиндров устанавливается датчик фаз, а на шкиве распределительного вала -диск с прорезью в ободе.
Двигателей комплектуется системой впрыска с обратной связью (кислородным датчиком) и нейтрализатором в системе выпуска отработавших газов. Эта система не требует регулировки и обслуживания (при превышении норм токсичности отработавших газов вышедшие из строя компоненты заменяют). Датчик кислорода (лямбда-зонд). Установлен в приемной трубе системы выпуска отработавших газов. Кислород, содержащийся в отработавших газах, создает разность потенциалов на выходе датчика, изменяющуюся приблизительно от 0, 1 В (много кислорода - бедная смесь) до 0, 9 В (мало кислорода - богатая смесь). По сигналу от датчика кислорода контроллер корректирует подачу топлива форсунками так, чтобы состав отработавших газов был оптимальным для эффективной работы нейтрализатора (напряжение кислородного датчика - около 0, 5 В). Для нормальный работы датчик кислорода должен иметь температуру не ниже 360°С, поэтому для быстрого прогрева после запуска двигателя в него встроен нагревательный элемент. Контроллер постоянно выдает в цепь датчика кислорода стабилизированное опорное напряжение 0, 45±0, 10 В. Пока датчик не прогрет, опорное напряжение остается неизменным. При этом контроллер управляет системой впрыска, не учитывая напряжение на датчике. Как только датчик прогреется, он начинает изменять опорное напряжение. Тогда контроллер отключает нагрев датчика и начинает учитывать сигнал датчика кислорода.
СО-потенциометр. Установлен в салоне на левом щитке облицовки тоннеля пола и представляет собой резистивный делитель напряжения, с включенными последовательно резистором и потенциометром между входным контактом контроллера и заземлением. СОП устанавливается в моторном отсеке на стенке воздухопритока (см. Фото-1) и служит для регулировки содержания окиси углерода (СО) в выхлопных газах. Чем выше напряжение на сигнальном контакте СОП, тем ниже уровень СО в выхлопных газах. Контроллер фиксирует ошибку СПО, если управляющее напряжениевыходит за пределы заданного значения (1-5В.) и сохраняет в ОЗУ соответственно "27" или "28" код ошибки СО-потенциометра, который может быть считан в режиме диагностики. При наличии данных ошибок зажигается лампа "CHECK ENGINE" и чаще всего указывает на обрыв цепи СОП. В этом случае контроллер не учитывает сигнал СОП и переходит в режим управления двигателем по усредненным значениям. Симптомами неисправности данной цепи могут служить повышение расхода топлива, снижение динамики автомобиля и неустойчивая работа двигателя на холостом ходу.
.
Датчик скорости автомобиля. Установлен на коробке передач, на приводе спидометра. Принцип его действия основан на эффекте Холла. Датчик выдает на контроллер прямоугольные импульсы напряжения (нижний уровень - не более 1 В, верхний - не менее 5 В) с частотой, пропорциональной скорости вращения ведущих колес. 6 импульсов датчика соответствуют 1 м пути автомобиля. Контроллер определяет скорость автомобиля по частоте импульсов.
Система зажигания. Состоит из модуля зажигания, высоковольтных проводов и свечей зажигания. При эксплуатации она не требует обслуживания и регулирования. Угол опережения зажигания рассчитывается контроллером в зависимости от частоты вращения коленчатого вала, нагрузки на двигатель (массовый расход воздуха и положение дроссельной заслонки), температуры охлаждающей жидкости и наличия детонации. Модуль зажигания. Включает в себя два управляющих электронных блока и два высоковольтных трансформатора (катушки зажигания). К выводам высоковольтных обмоток подключены свечные провода: к одной обмотке - 1-го и 4-го цилиндров, к другой - 2-го и 3-го. Таким образом, искра одновременно проскакивает в двух цилиндрах (1-4 или 2-3) - в одном во время такта сжатия (рабочая искра), в другом - во время выпуска (холостая). Модуль зажигания - неразборный, при выходе из строя его заменяют. Свечи зажигания. А17ДВРМ или их аналоги, с помехоподавительным резистором сопротивлением 4-10 кОм и медном сердечником. Зазор между электродами- 1, 00 - 1, 13 мм, Размер шестигранника - 21 мм. На двигателе устанавливаются свечи с шестигранником 16 мм, они имеют обозначение АУ17ДВРМ.
Предохранители и реле системы впрыска. Три предохранителя (на 15 А каждый) и три реле системы впрыска (главное, электробензонасоса и электровентилятора системы охлаждения) находятся под консолью панели приборов рядом с контроллером. Один предохранитель защищает цепь питания системы впрыска (вход неотключаемого напряжения), второй - контакты главного реле, третий - контакты реле электробензонасоса. Кроме предохранителей предусмотрена плавкая вставка на конце красного провода, присоединяемого к клемме "+" аккумуляторной батареи, выполненная в виде отрезка черного провода сечением 1 мм2 (сечение основного провода - 6 мм2). Силовые контакты главного реле замыкаются при включении зажигания. После этого "плюс" подается к обмоткам реле электробензонасоса и электровентилятора системы охлаждения (включение реле - по команде контроллера), клапану продувки адсорбера и форсункам (их включение - также по команде контроллера), датчикам системы впрыска. Питание к контактам реле электровентилятора подается через предохранитель в монтажном блоке.
Работа системы впрыска. Состав смеси регулируется длительностью управляющего импульса, подаваемого на форсунки (чем длиннее импульс, тем больше подача топлива). Топливо может подаваться "синхронно" (в зависимости от положения коленчатого вала) и "асинхронно" (независимо от положения коленчатого вала). Последний режим используется при пуске двигателя. Если при прокручивании двигателя стартером дроссельная заслонка открыта более чем на 75%, контроллер воспринимает ситуацию как режим продувки цилиндров (так поступают, если есть подозрение, что свечи залиты бензином) и не выдает импульсы на форсунки, перекрывая подачу топлива. Если в ходе продувки двигатель начнет работать и его обороты достигнут 400 мин-1, контроллер включит подачу топлива. При торможении двигателем контроллер обедняет смесь для снижения токсичности отработавших газов, а на некоторых режимах и вовсе отключает подачу топлива. Подача топлива отключается и при выключении зажигания, что предотвращает самовоспламенение смеси в цилиндрах двигателя (дизелинг). При падении напряжения питания контроллер увеличивает время накопления энергии в катушках зажигания (для надежного поджигания горючей смеси) и длительность импульса впрыска (для компенсации увеличения времени открытия форсунки). При увеличении напряжения питания время накопления энергии в катушках зажигания и длительность подаваемого на форсунки импульса уменьшаются. Контроллер управляет включением электровентилятора системы охлаждения (через реле) в зависимости от температуры двигателя, частоты вращения коленчатого вала и работы кондиционера (если он установлен).
Электровентилятор включается, если температура охлаждающей жидкости превысит 104°С или включен кондиционер. Электровентилятор выключается при падении температуры охлаждающей жидкости ниже 101°С, выключении кондиционера, остановке двигателя (с задержкой в несколько секунд). Лампа "CHECK ENGINE". В комбинации приборов информирует водителя о неисправностях в системе управления двигателем. Она также выдает коды неисправностей при включении зажигания, если замкнуты соответствующие контакты диагностического разъема, расположенного слева под панелью приборов. На выпускаемых в настоящее время контроллерах "Январь" и Bosch (применяемых для данного двигателя) самодиагностика не предусмотрена, а разъем служит для подключения диагностического прибора типа DST-2. Если система исправна, то при включении зажигания лампа "CHECK ENGINE" загорается, но гаснет сразу после пуска двигателя. Если лампа горит при работающем двигателе, в системе управления двигателем имеются неисправности, условные коды которых контроллер записывает в память (ОЗУ). Даже если лампа затем погасла, эти коды остаются в памяти и могут быть считаны с помощью диагностического прибора или в режиме самодиагностики (если он предусмотрен). Однако отказ некоторых компонентов системы впрыска (бензонасос и его цепи, модуль зажигания, свечи) не определяется контроллером и, соответственно, лампа "CHECK ENGINE" при этом не загорается.
Так же возможен вариант двигателя без кислородного датчика и нейтрализатора. В этом случае токсичность отработавших газов регулируют СО-потенциометром с применением газоанализатора.
Контроллер системы впрыска. Представляет собой миникомпьютер специального назначения. Он содержит три вида памяти - оперативное запоминающее устройство (ОЗУ), программируемое постоянное запоминающее устройство (ППЗУ) и электрически программируемое запоминающее устройство (ЭПЗУ). ОЗУ используется компьютером для хранения текущей информации о работе двигателя и ее обработки. Также в ОЗУ записываются коды возникающих неисправностей. Эта память энергозависима, т.е. при отключении питания ее содержимое стирается. ППЗУ содержит собственно программу (алгоритм) работы компьютера и калибровочные данные (настройки). Таким образом, ППЗУ определяет важнейшие параметры работы двигателя: характер изменения момента и мощности, расход топлива и т.п. ППЗУ энергонезависимо, т.е. его содержимое не изменяется при отключении питания. ППЗУ устанавливается в разъем на плате контроллера и может быть заменено (при выходе из строя контроллера исправное ППЗУ можно переставить на новый контроллер). В ЭПЗУ записываются коды иммобилайзера при "обучении" ключей (см. сервисную книжку автомобиля). Эта память также энергонезависима. Датчики системы впрыска. Выдают контроллеру информацию о параметрах работы двигателя (кроме датчика скорости автомобиля), на основании которых он рассчитывает момент, длительность и порядок открытия форсунок, момент и порядок искрообразования. При выходе из строя отдельных датчиков контроллер переходит на обходные алгоритмы работы; при этом могут ухудшиться некоторые параметры двигателя (мощность, приемистость, экономичность), но движение с такими неисправностями возможно. Единственным исключением является датчик положения коленчатого вала, при его неисправности двигатель работать не может.
Датчик положения коленчатого вала. Установлен на крышке масляного насоса. Он выдает контроллеру информацию об угловом положении коленчатого вала и моменте прохождения поршнями 1-го и 4-го цилиндров ВМТ. Датчик - индуктивного типа, реагирует на прохождение зубьев задающего диска на шкиве привода генератора вблизи своего сердечника. Зубья расположены на диске с интервалом 6°. Для синхронизации с ВМТ два зуба из 60 срезаны, образуя впадину (рис 1.). При прохождении впадины мимо датчика в нем генерируется так называемый "опорный" импульс синхронизации. Установочный зазор между сердечником и зубьями должен находиться в пределах 1±0, 2 мм. Датчик фаз. Установлен на головке блока цилиндров. Принцип его действия основан на эффекте Холла. На шкиве впускного распределительного вала находится диск с прорезью в ободе. Обод проходит через паз в датчике. Когда прорезь диска попадает в паз датчика, он выдает на контроллер отрицательный импульс, соответствующий положению поршня 1-го цилиндра в ВМТ в конце такта сжатия. При выходе из строя датчика фаз контроллер переходит в режим распределенного (нефазированного) впрыска топлива. Датчик температуры охлаждающей жидкости. Ввернут в выпускной патрубок на головке блока цилиндров. Он представляет собой терморезистор. Контроллер подает на датчик стабилизированное напряжение +5 В через резистор и по падению напряжения рассчитывает состав смеси. Датчик положения дроссельной заслонки (ДПДЗ). Установлен на оси дроссельной заслонки и представляет собой потенциометр. На один конец его обмотки подается стабилизированное напряжение +5 В, а другой соединен с "массой". С третьего вывода потенциометра (ползунка) снимается сигнал для контроллера.
При выходе из строя ДПДЗ его функции берет на себя датчик массового расхода воздуха. При этом обороты холостого хода не опускаются ниже 1500 мин-1. Датчик массового расхода воздуха. Расположен между воздушным фильтром и впускным шлангом. Он состоит из двух датчиков (рабочего и контрольного) и нагревательного резистора. Проходящий воздух охлаждает один из датчиков, а электронный модуль преобразует разность температур датчиков в выходной сигнал для контроллера. В разных вариантах систем впрыска применяются датчики двух типов - с частотным или амплитудным выходным сигналом. В первом случае в зависимости от расхода воздуха меняется частота, во втором случае - напряжение. При выходе из строя датчика массового расхода воздуха его функции берет на себя ДПДЗ. Датчик детонации. Одноконтактный датчик детонации ввернут в верхнюю часть блока цилиндров, двухконтактный датчик крепится на шпильке. Действие датчика основано на пьезоэффекте: при сжатии пьезоэлектрической пластинки на ее концах возникает разность потенциалов. При детонации в датчике образуются импульсы напряжения, по которым контроллер регулирует опережение зажигания.
3. Технологический раздел.
3.1 Разработка технологического процесса изготовления проектируемого узла.
Цель технологического раздела заключается в разработке процесса сборки коробки передач, а так же выбора метода достижения требуемой точности при сборке коробки передач, в частности обеспечения зазора между делительными окружностями зубчатого колеса.
Определение месячной программы выпуска Т:
где : N − количество изделий выпускаемых за конкретный период времени (за год),
масштаб выпуска, шт.
Определение дневной программы выпуска Тдн:
Определение такта выпуска t*:
где : Ф − годовой фонд времени в часах при двухсменной работе ≈ 4015 часов;
η − коэффициент использования рабочего времени равный 0,85;
Вывод: производство является крупно-серийным
3.1.2. Служебное назначение детали.
Коробка передач предназначена для изменения крутящего момента, развивае мого двигателем с целью получения различных тяговых усилий на ведущих колесах
3.1.3. Технические требования на изделие.
1. При сборке плоскость разъема покрыть герметиком 25ВС ТУ 6.01-2-370-74.
2. Уплотнительные прокладки и шпильки ставить на герметизаторах
3. Залить масло трансмиссионное ТАД-17И ГОСТ 23632-79 до уровня контрольного отверстия.
4. Гайки М16х1.5 поз.13 затянуть с моментом 30...35 Нм.
3.1.4. Разработка технологического процесса сборки и регулировки коробки передач.
Долговечность и бесшумность работы коробки передач зависит от правильной и аккуратной сборки редуктора.
Сборку коробки передач проводите в следующей последовательности, учитывая некоторые особенности данной КПП.
1. Прежде чем крепить шарнир тяги и рычаг на штоке выбора передач, обезжирьте резьбовые отверстия в корпусе шарнира и в ступице рычага, а также винты крепления, нанесите на резьбу винтов специальный клей ТБ-1324 и затяните их.
Винты крепления рычага и шарнира имеют разную длину, покрытие и моменты затяжки. Винт крепления рычага фосфатирован (темного цвета) длиной 19.5 мм, момент его затяжки 3.4 кгс·м, а винт крепления шарнира - кадмирован (золотистого цвета), длиной 24 мм, момент его затяжки 1.95 кгc-м.
2. Перед установкой сальников первичного вала и штока выбора передач, а также вала вилки выключения сцепления смажьте тонким слоем смазки Литол-24 рабочую поверхность сальников и смазкой ШРУС-4 втулки вала вилки выключения сцепления.
3. По наружному диаметру сальник первичного вала, сальники приводов колес и корпус сальника штока выбора передач установите на жидкую прокладку КЛТ-75ТМ или ТВ-1215.
4. После установки штока выбора передач в картер сцепления, проверьте, чтобы фланец наконечника шарнира входил внутрь канавки чехла по всему периметру.
5. Заложите смазку ШРУС-4 в шаровую опору рычага переключения передач.
Крепежные детали затягивайте установленными моментами.
6. Собираем вторичный вал, при этом синхронизаторы устанавливайте на вал в собранном состоянии, оправкой А70152, предварительно нагрев их до температуры 100°С и заменив стопорные кольца муфт синхронизаторов новыми. При остывании нагретых деталей возможно заедание блокирующих колец на конусах шестерен. Для исключения этого, перед установкой нагретого синхронизатора на вал, между блокирующими кольцами и торцами шестерен устанавливайте специальную прокладку вильчатой формы, которую удаляйте после остывания деталей.
7. При сборке синхронизатора блокирующие кольца устанавливайте так, чтобы напротив гнезд ступицы под пружины фиксаторов расположились выступы А меньшей высоты, а не большей, иначе после сборки не будут переключаться передачи.
8. Для облегчения установки фиксатора, на его шарик нанесите немного пластичной смазки, вложите его в сухарь и, отжав пружину отверткой в сторону его гнезда, установите на место сухарь в сборе с шариком. При этом напротив шарика должно быть расположено гнездо (наибольшей глубины) в скользящей муфте.
9. Оправкой 67.7853.9565 напрессуйте на коробку дифференциала внутренние кольца подшипников, предварительно установив ведущую шестерню привода спидометра.
10.Установив картер сцепления на стенд для сборки коробки передач, оправкой 67.7853.9563 запрессуйте в гнездо сальника штока, а затем вставьте в отверстие картера шток выбора передач и закрепите на нем рычаг выбора передач, предварительно обезжирив резьбовое отверстие и винт и нанеся на резьбу винта клей ТБ-1324.
11.Оправкой 67.7853.9574 запрессуйте в гнезда картера сцепления наружные кольца роликовых подшипников первичного и вторичного валов в сборе с сепараторами, а на валы напрессуйте внутренние кольца этих подшипников. Наружные кольца подшипников дифференциала запрессовывайте оправкой 67.7853.9575.
12.Установите механизм выбора передач, убедившись, что рычаг штока выбора передач правильно занял свое положение относительно рычага механизма выбора передач.
13. Установка штоков и вилок переключения передач
14.Запрессуйте сальник в картер сцепления, выдержав размер (3.5±0.2) мм так, чтобы рабочая кромка сальника расположилась на полированном пояске вала.
15.Напрессуйте на первичный и вторичный валы шариковые подшипники, наверните гайки и затяните их динамометрическим ключом, после чего зачеканьте гайки. Длина зачеканки должна быть 3.5-4 мм и не должна переходить на резьбу вала. При заворачивании гаек на валах застопорите первичный вал приспособлением 41.7816.4070.
16.Установите дифференциал в картер. Чтобы полуосевые шестерни при сборке не сместились с посадочных мест, зафиксируйте одну из них со стороны картера сцепления технологической оправкой или заглушкой, применяемой при транспортировке коробки передач.
17.Установите одновременно первичный и вторичный валы в сборе с шестернями.
18.Установите ось с шестерней заднего хода, при этом следите, чтобы вилка заднего хода вошла в паз промежуточной шестерни.
19.Затем установите штоки переключения передач и закрепите вилки на штоках.
20.Установите в гнездо картера очищенный магнит.
21.Установите прокладку между картером сцепления и картером коробки передач.
22.Подберите регулировочное кольцо подшипников дифференциала, учитывая следующее: подбор толщины регулировочного кольца проводите при замене хотя бы одной из следующих деталей: коробки дифференциала, подшипника дифференциала и картеров сцепления или коробки передач.
Подшипники дифференциала должны монтироваться с предварительным натягом 0.25 мм (для контроля: 0.15...0.35 мм). Натяг обеспечивается подбором толщины регулировочного кольца, устанавливаемого в гнезде картера коробки передач под наружным кольцом подшипника дифференциала.
23.Установите в гнездо картера коробки передач подобранное регулировочное кольцо и оправкой 67.7853.9575 запрессуйте наружное кольцо роликового конического подшипника дифференциала.
24.Установите на место привод спидометра.
25.Установите на картер сцепления картер коробки передач и закрепите его гайками.
26.Установите в канавки подшипников первичного и вторичного валов установочные кольца.
27.Установите на место фиксаторы штоков и вилки заднего хода, закрепите крышку фиксаторов и заверните пробку фиксатора вилки заднего хода.
28.Определите толщину регулировочного кольца приспособлением 67.7824.9517 в следующей последовательности:
- запрессуйте наружное кольцо роликового конического подшипника вместе с установочным кольцом в картер коробки передач;
Установочное кольцо имеет постоянную толщину, равную 1.25 мм.
- запрессуйте наружное кольцо другого подшипника дифференциала в картер сцепления, при этом следите, чтобы не перепутать наружные кольца подшипников дифференциала;
- установите дифференциал в картер коробки передач и, закрыв его картером сцепления, затяните не менее трех гаек, равноудаленных друг от друга, крепящих картер коробки передач к картеру сцепления 2.5 кгс·м;
- проверните дифференциал для самоустановки подшипников на 2-3 оборота;
- установите опорную оправку на коробку дифференциала и закрепите при помощи универсальной державки индикатор с удлинителем, ножку индикатора установите на опорную оправку с предварительным натягом, равным 1 мм, и в этом положении зафиксируйте индикатор, а стрелку его установите на ноль;
- перемещайте снизу дифференциал и следите за показанием индикатора;
При измерении осевого перемещения дифференциала не поворачивайте его, чтобы не исказить результаты измерения.
По формуле t = А + В + С подсчитайте толщину регулировочного кольца подшипников дифференциала, где:
t - толщина регулировочного кольца;
А - величина осевого перемещения дифференциала;
В - величина предварительного натяга подшипников дифференциала;
С - толщина установочного кольца (величина постоянная).
Показание индикатора при перемещении дифференциала равно 1.00 мм. Величина предварительного натяга подшипников дифференциала равна 0.25 мм, толщина установочного кольца - 1.25 мм. t = 1.00 + 0.25 + 1.25 = 2.50 мм.
29.После определения толщины регулировочного кольца, разъедините картера сцепления и коробки передач, снимите дифференциал, выпрессуйте съемником 67.7801.9526 наружное кольцо подшипника из картера коробки передач и вместо установочного кольца установите подобранное регулировочное кольцо. Запрессуйте оправкой 67.7853.9575 наружное кольцо подшипника дифференциала и установите дифференциал в картер коробки передач и, закрыв его картером сцепления, затяните гайки крепления коробки передач к картеру сцепления.
30.Проверьте динамометром 02.7812.9501 момент сопротивления проворачиванию дифференциала. Для этого пропустите наконечник динамометра через отверстие коробки дифференциала (для вала привода колеса) до охвата им оси сателлитов. Проверните рукоятку динамометра на несколько оборотов по часовой стрелке и по шкале определите момент сопротивления проворачиванию. Он должен быть: для новых подшипников 15-35 кгс·см, для приработанных
подшипников как минимум 3 кгс·см.
Схема подбора толщины регулировочного кольца подшипников дифференциала:
1 - индикатор; 2 - опорная оправка; 3 - подшипник дифференциала; 4 - установочное кольцо; 5 - оправка
Очистка. Перед осмотром очистите детали коробки передач. Щеткой и скребком удалите все отложения и очистите отверстия и шлицы от возможного загрязнения, затем промойте и обдуйте струей сжатого воздуха. Особенно хорошо продуйте подшипники, направляя струю сжатого воздуха так, чтобы не возникло быстрого вращения колец.
Картер сцепления, картер коробки передач, крышка. На картерах коробки передач и сцепления не должно быть трещин, сколов, а на поверхности расточек для подшипников - износа или повреждений. На поверхностях разъема картеров сцепления и коробки передач не должно быть вмятин, рисок и других повреждений, которые могут привести к потере герметичности узла.
Сальники, уплотнительные прокладки. Проверьте сальники и убедитесь, что на рабочих кромках нет неровностей и большого износа. Износ рабочей кромки сальника по ширине допускается не более 1 мм. Вообще, при разборке коробки передач, все сальники и уплотнительные прокладки рекомендуется заменить на новые.
Валы. Проверьте состояние зубьев шестерен первичного и вторичного валов и убедитесь, что зубья не имеют сколов, забоин и сильного износа.
Проверьте состояние посадочных поясков валов, на которых расположены подшипники. На них не должно быть задиров и износа.
Шлицы и канавки валов также не должны иметь вмятин, задиров и износа, чтобы обеспечить безлюфтовую посадку ступиц муфт синхронизаторов. При наличии дефектов, затрудняющих сборку деталей без повреждений - замените вал новым.
Шестерни. На торцах зубьев венца синхронизатора не должно быть значительного смятия или сколов. Пятно контакта между зубьями шестерен в зацеплении должно распространяться на всю рабочую поверхность зубьев; указанная поверхность зубьев не должна иметь износа.
Подшипники. Шариковые, роликовые и игольчатые подшипники должны быть в безукоризненном состоянии. Радиальный зазор шариковых и роликовых подшипников не должен превышать 0.05 мм. На поверхностях шариков, игл и роликов, а также на беговых дорожках колец повреждения не допускаются. Поврежденные подшипники замените новыми, игольчатые - в комплекте.
Штоки, вилки. Деформация вилок, штоков и рычагов выбора и переключения передач не допускается. Штоки должны свободно скользить в отверстиях картера и во втулках.
Ступицы, муфты, блокирующие кольца синхронизаторов. Проверьте, чтобы ступицы синхронизаторов не имели повреждений, особенно на поверхностях скольжения муфт. Особое внимание обратите на состояние торцов зубьев муфт. Не должно быть чрезмерного износа блокирующих колец: при осевом зазоре между торцем блокирующего кольца и торцем зубчатого венца синхронизатора шестерни 0.6 мм и менее замените кольца новыми. Не допускаются повреждения или следы заедания на шариках, пружинах и сухарях. Возможные неровности, препятствующие свободному скольжению муфт и блокирующих колец, устраните бархатным напильником. Детали, имеющие повреждения и износ, замените новыми.
Дифференциал. Проверьте состояние поверхности оси сателлитов, полуосевых шестерен, сателлитов и соприкасающуюся с ними сферическую поверхность коробки дифференциала. Проверьте состояние посадочных поясков для подшипников на коробке дифференциала.
При незначительных повреждениях поверхностей устраните неровности мелкозернистой шкуркой, а при значительных - замените детали новыми.
Механизм выбора и привод переключения передач. Проверьте состояние рычага выбора передач переднего и заднего хода, упорной втулки и шайбы, осей рычага выбора передач и блокировочных скоб. Изношенные и поврежденные детали замените.
Проверьте состояние штока выбора передач, крепление и состояние рычага выбора передач, состояние сальника и защитного чехла. Изношенные и поврежденные детали замените.
Проверьте посадку рычага переключения передач в шаровой опоре. Рычаг должен свободно поворачиваться в опоре, без заедания и не должен иметь свободного хода. Не должно быть ощутимых люфтов в шарнире, соединяющем рычаг переключения с тягой привода. Не допускается деформация тяги привода и повреждение защитного чехла. Деформированную тягу замените или выправьте.
Заключение
Проведен анализ служебного назначения коробки передач автомобиля «ВАЗ-2110». Расчетами показано, что тип производства крупно-серийный.
Разработан технологический процесс сборки коробки. На основе анализа размерной цепи показано, что для обеспечения требуемой точности при сборке необходимо использовать метод полной взаимозаменяемости.
4.1 Анализ опасных, вредных факторов и возможных чрезвычайных ситуаций, возникающих при эксплуатации автомобиля с повышенными эксплуатационными показателями.
При эксплуатации легкового автомобиля возможно возникновение следующих опасных и вредных факторов:
1 Повышенный уровень шума на рабочем месте;
2 Повышенный уровень вибрации;
3 Повышенная запыленность и загазованность воздуха рабочей зоны (салона автомобиля);
При эксплуатации легкового автомобиля возможны следующие чрезвычайные ситуации:
1 Дорожно-транспортное происшествие (ДТП);
2 Пожарная и взрывная опасности;
1 Повышенный уровень шума на рабочем месте
В данном разделе используются следующие источники [4.1-4.2 ]
Автомобиле с низким уровнем шума – это требование современного рынка. Сегодня покупателя интересует не только новая модель автомобиля, но и насколько он удобен в эксплуатации. Длительная поездка в автомобиле с высоким уровнем шума приводит к быстрой утомляемости водителя и снижает безопасность движения.
Шум - комплекс звуков, вызывающий неприятное ощущение или болезненные реакции. Он сильно влияет на психологическое состояние человека и является вредным фактором как для водителя, так и для окружающей среды.
Различают шум внешний, оказывающий воздействие на окружающих, так и шум внутренний, оказывающий воздействие на водителя и пассажиров.
Основным источником шума автомобиля является двигатель. Двигатель порождает шум внутренний и внешний (газодинамический).
Внутренний шум вызывается вращением и движением деталей (шестерни, клапаны, поршни и др.), рабочим процессом (сжатие и горение рабочей смеси).
Газодинамический шум связан с процессами всасывания рабочей смеси и выброса отработавших газов.
Действие шума автомобиля на организм человека сводится к снижению внимательности, появлению раздражительности, а при длительном воздействии может быть нарушение работы органов слуха (тугоухость, глухота)
При этом нужно иметь в виду вредное воздействие шума автомобиля на окружающее население и особенно на водителя автомобиля. К сожалению, многие детали автомобиля испытывают вибрацию и являются дополнительным источником шума. За рубежом проблему снижения шума решают не только конструкционно, но и за счёт применения широкого ассортимента вибро-, звукопоглощающих, звукоизолирующих и уплотнительных материалов. Дополнительное использование вибро-, звукопоглощающих, звукоизолирующих и уплотнительных материалов повысит комфортность проектируемого автомобиля.
Нормативы для легковых автомобилей:
Евростандарт: по внешнему шуму не более 74 дБА
ГОСТ Р51616-2000: по внутреннему и внешнему шуму не более 77 дБА.
2 Повышенный уровень вибрации
В данном разделе используются следующие источники [4.1, 4.2, 4.8 ]
Вибрация — механические колебания материальных точек или тел.
Причины вибраций:
Причинами вибрации является работающий двигатель, элементы трансмиссии, а так же неровности дороги при движении автомобиля. Вибрация двигателя происходит вследствие неуравновешенности сил и моментов. Частота колебаний корпуса автомобиля зависит от продольного профиля дороги и скорости движения и поэтому изменяется в широких пределах.
Восприятие вибрации зависит от частоты колебаний, их скорости амплитуды. Вибрация действует на организм человека энергетически, поэтому ее характеризуют спектром по колебательной системе, измеренной в gБ.
На водителя автомобиля действует общая вибрация ( колебания всего автомобиля) и местная ( от органов управления). Общая вибрация легкового автомобиля относится к 1 категории.
Категория 1 - транспортная вибрация, воздействующая на человека на рабочих местах самоходных и прицепных машин, транспортных средств при их движении по местности.
Вредное воздействия: вызывает головную боль, ухудшает зрение слух, понижает работоспособность, влияет на центральную нервную систему, вызывает повреждения различных органов и тканей.
Более вредная вибрация, близкая к собственной частоте человеческого тела (6-8 Гц) и рук (30-80 Гц). Нормируемыми параметрами вибраций являются логарифмические уровни виброускорений, (виброскорости)
Продолжительная постоянная общая или локальная вибрация выше допустимой,на рабочем месте, существенно сказывается на состоянии здоровья человека.
Зависимость состояния водителя (пассажиров) от вида и состояния автомобильного покрытия с указанием средних скоростей для данного покрытия приведена в таблице 4.1
Таблица 4.1 – Зависимость состояния водителя (пассажиров) от вида и состояния автомобильного покрытия.
|
Вид и состояние покрытия автомобильной дороги |
Скорость движения автомобиля, км/ч |
Диапазон частот вертикальных колебаний Гц |
Ощущения водителя (пассажира) |
|
Асфальтобетонное ровное покрытие |
40 - 120 |
0,1 - 2 |
Укачивание (морская болезнь) |
|
Асфальтобетонное волнистое покрытие из сборных ж.б плит |
40 - 50 |
16 - 17 |
Боли в голове и суставах, ухудшение зрительного восприятия |
|
Цементобетонное покрытие из плит со швами через 4 - 8 м |
80 - 100 |
3,0 - 7,0 |
Ощутимая или сильная боль в голове, потеря внимания, головокружение, обморочное состояние, разрывы капиллярных сосудов |
|
Булыжная мостовая |
40 - 70 |
1,0 - 40 |
Сильные боли в суставах и в голове, утомляемость, безразличие |
Допустимые уровни вибрации на рабочих местах согласно Распоряжение Минтранса РФ от 14 апреля 2003 г. N ОС-339-р "О введении в действие Пособия дорожного мастера по охране окружающей среды, Категории I, даны в таблице 4.2
Таблица 4.2 - допустимые параметры вибрации на рабочих мест
Среднегеометри- ческие частоты октавных полос Гц |
Допустимые значения нормируемого параметра |
|||||
По виброускорению м/с |
По виброскорости м/с х 10(-2) |
дБ |
||||
|
1 |
1,10 |
0,39 |
20,00 |
6,30 |
132 |
122 |
|
2 |
0,79 |
0,42 |
7,10 |
3,50 |
123 |
117 |
|
4 |
0,57 |
0,80 |
2,50 |
3,20 |
114 |
116 |
|
8 |
0,60 |
1,62 |
1,30 |
3,20 |
108 |
116 |
|
16 |
1,14 |
3,20 |
1,10 |
3,20 |
107 |
116 |
|
31.5 |
2,26 |
6,28 |
1,10 |
3,20 |
107 |
116 |
|
63.0 |
4,49 |
12,76 |
1,10 |
3,20 |
107 |
116 |
3 Повышенная запыленность и загазованность воздуха рабочей зоны (салона автомобиля)
В данном разделе используются следующие источники [4.4, 4.5, 4.7]
Основными гигиеническими характеристиками вредных веществ являются: предельно допустимая концентрация (ПДК)
Предельно допустимые концентрации вредных веществ в воздухе рабочей зоны - это максимальные концентрации, которые в пределах установленного рабочего времени (не более 40 часов в неделю) и всего рабочего стажа не могут вызвать заболеваний или отклонений в состоянии здоровья в отдаленные сроки жизни настоящего и последующего поколений. Единица измерения ПДК - миллиграмм на куб. метр (мг/куб.м.)
Предельно допустимые концентрации вредных веществ в
воздухе рабочей зоны (салона автомобиля) даны в таблице 4.3
Таблица 4.3 – допустимые параметры ПДК вредных веществ
|
Наименование вещества |
Величина ПДК, мг/м3 |
Агрегатное состояние в условиях производства |
Класс опас- ности |
Особенности действия на организм |
|
1. Азота оксиды (в пересчете на NO2) |
5 |
п |
III |
О |
|
2. Бенз(а)пирен |
0,00015 |
а |
I |
К |
|
3. Свинец и его не органические соединения |
0,01/0,005 |
а |
I |
|
|
4. Углеводороды (в пересчете на С) |
300 |
п |
IV |
|
|
5. Углерода оксид |
20 |
п |
IV |
О |
п - пары и/или газы;
а - аэрозоль;
О - вещества с остронаправленным механизмом действия, требующие автоматического контроля за их содержанием в воздухе;
К - канцерогены;
При эксплуатации легкового автомобиля возможны следующие чрезвычайные ситуации:
1 Дорожно-транспортное происшествие (ДТП);
2 Пожарная и взрывная опасности;
1 Дорожно-транспортное происшествие (ДТП)
В данном разделе используются следующие источники [4.6, 4.9]
Рост автомобилестроения приводит к повышению интенсивности движения на дорогах. В связи с этим значительно усложняются проблемы обеспечения безопасности движения.
Нарушение правил безопасности движения автомототранспорта и городского электротранспорта, повлёкшее за собой дорожно-транспортное происшествие (ДТП)
Все ДТП подразделяются на следующие типы:
столкновение; опрокидывание; наезд; наезд на препятствие (неподвижный предмет); наезд на пешехода; наезд на велосипедиста; наезд на стоящее транспортное средство; наезд на гужевой транспорт; наезд на животное; падение пассажира; прочие происшествия, т. е. не относящиеся ни к одному из перечисленных видов (например, падение груза из кузова и т. д.).
Большинство ДТП происходит в результате неправильных действий водителей или других работников транспорта. Их причинами могут быть и действия (или бездействие) других лиц - пешеходов, велосипедистов, пассажиров, а также неисправности транспортных средств, неудовлетворительное состояние дорог и др.
По статистическим данным причинами дорожно-транспортных происшествий (ДТП) являются:
а) Неправильные действия человека — 60…70 %;
б) Технические неисправности автомобиля и недостатки его конструкции — 10...I5%;
в) Плохое состояние дорог — 20. . .30 %.
Основные моменты, которые определяют уровень надежности человеческого фактора:
- физиологическое и психологическое состояние человека;
- профессиональная подготовка;
- эргономика рабочего места;
- морально-волевые качества человека;
- контроль функционального состояния автомобиля во время его
эксплуатации;
- дисциплина водителя, соблюдение правил дорожного движения.
Природные факторы, оказывающие негативное влияние на характер движения транспортного средства:
- неблагоприятные метеорологические условия (дождь, снег, лёд на дорогах, туман и т.д.);
- плохие условия видимости в тёмное время суток;
- рельеф местности (повороты дороги, крутые подъемы и спуски).
2 Пожарная и взрывная опасности
В данном разделе используются следующие источники [4.6, 4.9]
Автомобиль сложная система находящаяся в постоянном взаимодействии с бесконечно разнообразной внешней средой. Исключить или хотя бы предусмотреть все возможные комбинации приводящие к пожару на борту невозможно. У автомобилиста нет даже возможности каждый раз перед поездкой проверять все системы автомобиля на исправность и оставшийся ресурс. В результате пожароопасные ситуации возникают, как бы "неожиданно".
Интуитивно понятно, что пожарная опасность автомобиля обуславливается наличием в нем большого количества горючих материалов и источников возгорания, а также условий для образования горючей среды. Часто для возникновения пожара даже не нужно неисправности в электропроводке, достаточно высокой температуры деталей автомобиля.
Очевидна опасность разгерметизации топливной системы, которая может произойти совершенно неожиданно в непредсказуемом месте (в т.ч. в близи выхлопного коллектора). Менее очевидно, что охлаждающие жидкости на основе этиленгликоля (тосол) тоже являются горючими жидкостями. Хотя разгерметизация системы охлаждения холодного двигателя не приводит к образованию горючей смеси, при разгерметизации системы охлаждения прогретого или работающего двигателя горючая среда образоваться может, температура вспышки тосола +138 и воспламенения +145 °С. Масла и тормозные жидкости тоже являются горючими жидкостями температура воспламенения которых 150-300°С. По этому в соответствии с ГОСТ Р 41.27-99 Каждый автомобиль оборудуется огнетушителем, установленным в месте, удобном для быстрого доступа к нему. Конструкция крепления огнетушителя обеспечивает его надежную фиксацию в транспортируемом положении и возможность приведения его в рабочее состояние в минимально короткое время.
4.2 Разработка мер безопасности.
Разработка мер безопасности приведена в соответствии проведённым анализом опасных и вредных факторов и чрезвычайных ситуаций в разделе 4.1.Опасные и вредные факторы:
1 Повышенный уровень шума на рабочем месте
В данном разделе используются следующие источники [4.1-4.2 ]
Методы борьбы с шумом.
Методы борьбы с шумом разделяются на конструктивный и пассивный.
Конструктивный метод:
1)применение отбалансированных силовых агрегатов и узлов трансмиссии;
2) правильный подбор и расчет эластичных элементов подвески силового агрегата, трансмиссии, ходовой части, системы выхлопа;
3) правильный расчет конструкции системы выхлопа и определение точек ее подвески к кузову;
4) правильное моделирование конструкции кузова и его жесткости;
5) выбор прогрессивных конструкций уплотнителей окон и дверных проемов и т.д.
Пассивный метод:
1 - применение шумо -, виброизолирующих и уплотнительных материалов;
2 - применение защитных кожухов.
Установка комплектов шумоизоляции на автомобиле ВАЗ - 2110 позволяет снизить уровень внутреннего шума с 76 дБА до 74,5 дБА (испытания при интенсивном разгоне автомобиля на 3 передаче), что соответствует снижению интенсивности звука на 40% и звукового давления на 20%.
Схема установки комплектов шумоизоляции на автомобиль ВАЗ – 2110 показана на рисунке 4.1
Рисунок 4.1 - Схема установки комплектов шумоизоляции
2 Повышенный уровень вибрации
В данном разделе используются следующие источники [4.1, 4.2, 4.8 ]
Основным средством борьбы с вибрацией на автомобиле является пассивная виброизоляция, то есть применение различных упругих элементов (резиновых, пружинных). Для этого жесткость пружин выбирают такой, чтобы частота собственных колебаний была значительно меньше частоты возмущающей силы.
Проектирование виброизоляции двигателя в основном заключается в выборе типа, размеров и количества упругих элементов, а также в их расположении относительно двигателя.
Виброизоляция от дорожных воздействий достигается с помощью пружин и установленных на автомобиль гидравлических или газовых амортизаторов, которые эффективно гасят резонансные колебания.
Так же снижения вибрации достигается за счёт балансировки и уравновешивания дисбалансных деталей вращения (маховик, коленчатый вал, колёса и т.д)
3 Повышенная запыленность и загазованность воздуха рабочей зоны (салона автомобиля)
В данном разделе используются следующие источники [4.4, 4.5, 4.7]
Согласно исследованиям Мосэкомониторинга концентрация угарного газа, оксидов азота и серы в московских пробках может превышать предельно допустимые нормы в десять, а то и пятнадцать раз, а так как в дипломном проекте рассматривается автомобиль малого класса ВАЗ-2110, эксплуатация которого большую часть времени происходит в городе, это проблема становиться наиболее актуальной.
Для решения этой проблемы устанавливаем на проектируемый автомобиль салонный угольный фильтр, он позволяет:
-снизить содержание алифатических углеводородов (метан, этилен, этан и другие) в 2-2.5 раза.
- снизить содержание оксидов азота, которыми переполнен городской воздух в десятки раз.
-снизить содержание формальдегида в 1.5-2 раза.
-улавливание пыли до 90%.
Вредные газы поглощаются активированным углем. В основе этого процесса — действие на поверхности твердого тела так называемых сил молекулярного притяжения. В микропорах размером около одного нанометра (одна миллионная доля миллиметра) потенциалы этих сил на противоположных стенках складываются, и во всем объеме микропоры действует удвоенный потенциал. Чем выше молекулярный вес поглощаемого вещества, тем сильнее оно удерживается в порах, которыми изобилует активированный уголь. Именно поэтому обычный активированный уголь не может задерживать в себе угарный газ — его молекулы слишком «легкие». Для снижение угарного газа в салоне автомобиля, необходимо установить систему кондиционирования воздуха с режимом рециркуляции воздуха.
4 Дорожно-транспортное происшествие (ДТП)
В данном разделе используются следующие источники [4.6, 4.9]
Одним из направлений решения проблемы уменьшения аварийности является совершенствование конструкции автомобилей, повышение их активной и пассивной безопасности (http://www.zr.ru/articles/38394)
Под понятием « Активная безопасность автомобиля» подразумевается его свойство предупреждать или снижать вероятность ДТП. Это свойство реализуется главным образом с помощью тормозных систем, рулевого управления, шин, внешних световых приборов и устройств обзорности с места водителя. Также активная безопасность кузова обеспечивается: хорошей обзорностью и видимостью с места водителя во всех направлениях (большая площадь остекления, внутренние и наружные зеркала заднего вида) и при любых погодных условиях (большая поверхность очистки ветрового стекла стеклоочистителями с эффективным обмывом, предохранение ветрового, заднего и боковых стёкол от запотевания и обмерзания системой отопления и вентиляции, очистители и смыватели фар); отсутствием в поле зрения водителя светящих ламп и бликов от полированных поверхностей кузова, блестящих деталей, контрольных приборов; защитой глаз водителя от ослепления солнечными лучами (противосолнечные поворотные козырьки) и светом фар сзади идущего автомобиля (противоослепительное устройство внутреннего зеркала заднего вида); удобной посадкой водителя (комфортабельное регулируемое сиденье); хорошей видимостью контрольных приборов с места водителя; максимальным приближением органов управления к водителю; хорошей звуко– и термоизоляцией салона ( противо шумная мастика, прокладки из стекловолокна и текстильно – битумные); созданием соответствующего микроклимата внутри салона (высокоэффективная система вентиляции и отопления ), Всё это снижает утомляемость водителя и обеспечивает возможность длительной безопасной его работы.
Кроме этого необходимо применение 3 тормозных систем рабочей, запасной (в случае отказа рабочей системы) и стояночной, для предотвращения блокировки колёс, устанавливать более эффективные тормоза на переднюю ось так как задняя ось более склонна к блокировке, применять Ани-блокировочную систему (АБС). Для предотвращения заноса ведущей устанавливается анти-пробуксовочная система и система курсовой стабилизации.
Если ДТП произошло, то уменьшению тяжести травмирования участников движения способствует другое свойство автомобиля – пассивная безопасность. Она обеспечивается установкой на автомобиль ремней безопасности с преднатежителями, энергопоглащающей рулевой колонки и бамперов, применением кабин (кузовов), обеспечивающих сохранение жизненного пространства при ДТП.
Можно добавить, что пассивная безопасность салона обеспечивается: отсутствием резких граней и выступов на поверхности кузова; утопленными ручками дверей; мягкими накладками на концах бамперов, предотвращающими травмирование пешеходов; ремнями безопасности; безопасными стёклами и зеркалами; энергоёмкой панелью приборов с утопленными приборами; травмобезопасным рулевым колесом; надёжными замками дверей, выдерживающим большие нагрузки и исключающими самопроизвольное открытие дверей при наезде на препятствие; широкими дверями, создающими возможность быстрой эвакуации водителя и пассажиров потерпевшего аварию автомобиля; высокой прочностью пассажирского салона, обеспечивающей незначительные его деформации при авариях; широкими бамперами с резиновыми накладками, поглощающими удары при столкновениях; регулируемыми подголовниками передних сидений, предотвращающими травмирование шеи человека от удара при наезде на автомобиль сзади; обивочными огнестойкими материалами и внутренней обшивкой салона, установкой фронтальных и боковых подушек безопасности.
5 Пожарная и взрывная опасности
В данном разделе используются следующие источники [4.6, 4.9]
Для снижения пожаро- и взрывоопасности применяем:
-Убираем провода в защитные кожухи и гофры, что бы избежать перетирания их об детали кузова и трансмиссии, и возможного замыкания. замыкания.
-материал топливного бака и топливо-проводов делается прочным и эластичным (под действием ударных нагрузок бак деформируется, не давая трещин и разрывов);
-конструкция горловины топливного бака и пробки горловины исключает вытекание топлива при резких поворотах и в случае опрокидывания автомобиля.
-систему автоматического отключения подачи топлива в двигатель при опрокидывание автомобиля или при попадание его в ДТП.
Организация рабочего места
В данном разделе используются следующие источники [4.4, 4.8, 4.9]
Под микроклиматическими условиями воздушной среды салона автомобиля понимают сочетание температуры, относительной влажности, скорости движения и запыленности воздуха. Перечисленные параметры оказывают огромное влияние на функциональную деятельность человека, его самочувствие и здоровье
В соответствии с ГОСТ 121005-88 метеоусловия нормируются в зависимости от периода года (холодный со средней температурой наружного воздуха менее плюс 10°С градусов и теплый период со средней температурой более 10°С). Наиболее благоприятная температура в салоне плюс 18 - 24°С, влажность от 30 до 70%, при плюс 10°С начинается переохлаждение тела; при плюс 25°С наступает физическое утомление, замедляется реакция.
Допустимые параметры микроклимата даны в таблице 4.4:
Таблица 4.4 - Допустимые параметры микроклимата
|
Период года |
Категория работы |
Температура, ° С |
Относительная влажность, % |
Скорость движения воздуха, м/с |
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
|
холодный |
лёгкая 1 а* |
21-25 |
не более 75 |
не более 0,1 |
|
тёплый |
22-28 |
не более 55 при 28°С 60 при 27°С 65 при 26°С 70 при 25°С 75 при 24°С и ниже |
0,1 – 0,2 |
*Легкая 1 а – работы, производимые сидя и сопровождающиеся незначительным физическим напряжением
4.3 Экологическая оценка разрабатываемого объекта и разработка мероприятий, снижающих вредное воздействие объекта на окружающею среду.
В данном разделе используются следующие источники [4.4, 4.5, 4.7]
Отработавшие газы, продукты износа механических частей и
покрышек автомобиля, а также дорожного покрытия составляют около
половины атмосферных выбросов антропогенного происхождения. Расмотрем две группы выбросов:
-В группу нетоксичных веществ входят азот, кислород, водород, водяные пары, а также диоксид углерода.
-Группу токсичных веществ составляют: оксид углерода СО, оксиды азота NOх, многочисленная группа углеводородов СmНn, включающая парафины, олефины, ароматики и другие. Далее следуют альдегиды.
Рассмотрим их подробнее:
СО (оксид углерода) - этот сильнодействующий ядовитый газ без цвета и запаха, более легкий, чем воздух. Образуется на поверхности поршня и на стенке цилиндра, в котором активация не происходит вследствие интенсивного теплоотвода стенки, плохого распыления топлива и диссоциации СО2 (углекислый газ) на СО и О2 при высоких температурах. Может вызывать острые и хронические отравления. Острые отравления часто кончаются смертью; хронические – вызывают головную боль, головокружение, тошноту, сердцебиение
NOx (оксиды азота) – самый токсичный газ из отработавших газов, представляющий наибольшую опасность. Могут вызвать острые отравления (отек легких, удушье, остановка дыхания) и хронические отравления (катар верхних дыхательных путей, бронхит, нервные расстройства).
Углеводороды (СxНy) - этан, метан, бензол, ацетилен и др. токсичные элементы. ДВС выбрасывает большее количество СxНy, когда работает в режиме холостого хода, за счет плохой турбулентности и уменьшения скорости сгорания. Углеводороды могут поражать нервную систему (неврастения, истерия, раздражительность) и при больших вдыхаемых концентрациях могут приводить к смертельному исходу.
РbО (оксиды свинца) - возникают в отработавших газах бензиновых двигателей, когда используется этилированный бензин, чтобы увеличить октановое число для уменьшения детонации (это очень быстрое, взрывное сгорание отдельных участков рабочей смеси в цилиндрах двигателя со скоростью распространения пламени до 3000 м/с, сопровождающееся значительным повышением давления газов). Оксиды свинца влияют на нервную систему человека, что приводит к снижению интеллекта, вызывает изменение физической активности, координации слуха, воздействует на сердечно-сосудистую систему, приводя к заболеванию сердца.
Альдегиды (RxCHO) - образуются, когда топливо сжигается при низких температурах или смесь очень бедная, а также из-за окисления тонкого слоя масла в стенках цилиндра. При сжигании топлива при высоких температурах альдегиды исчезают.
Проведенный анализ показал, что наибольшую опасность представляет загрязнение воздушной среды.
В своем дипломном проекте я заменил двигатель ВАЗ 2110 на двигатель такого же рабочего объёма но с применением новых разработок, что позволило улучшить экологические показателя автомобиля и укладываться в европейские экологические нормы ЕВРО 4, из-за усовершенствований по следующим пунктам:
-двигатель оборудован каталитическим нейтрализатором состоящим из носителя, заключенного в кор пус; носитель представляет собой керамический материал (сотовой конструкции или в виде шариков), покрытый тонким слоем катализатора из благородных металлов, например, платины, палладия, родия. При температуре поверхности ка тализатора свыше 250-300°С содержащиеся в отработавших газах окислы углерода СО эффективно окисляются, а их кон центрация в выхлопных газах снижается во много раз.
-установлен непосредственный впрыск топлива, что в сумме с большей степенью сжатия позволяет экономить до 10% топлива, тем самым уменьшаю выброс вредных веществ в воздух.
-дополнительно устанавливаем систему подачи дополнительного воздуха для эффективной нейтрализации СО и CхHy перед нейтрализатором.
Аннотация
В данном дипломном проекте был рассмотрен проект по улучшению эксплуатационно-технических показателей легкового автомобиля малого класса ВАЗ-2110.
В исследовательском разделе был проведён анализ опята эксплуатации легковых автомобилей и обоснование мероприятий по системе управления автомобилем.
В конструкторском разделе произведён тягово-динамический расчёт, а так же разработка конструкции коробки переключении передач и структуры системы управления автомобилем.
Технологический раздел был посвящен разработке технологического процесса изготовления проектируемого узла.
В разделе безопасности жизнедеятельности проведён анализ опасных, вредных факторов и возможных чрезвычайных ситуаций, возникающих при эксплуатации легкового автомобиля. Разработка мер безопасности и анализ факторов, оказывающий вредное воздействие на окружающую среду и меры защиты.
В организационно-экономическом разделе был произведёно нормирование технологического процесса изготовления детали автомобиля, определение целесообразности организации поточной линии, планирование цеха автоматизированного производства.