Расчет внешних скоростных характеристик двигателя внутреннего сгорания

С О Д Е Р Ж А Н И Е Р А Б О Т Ы :

Страница

Введение. 2

1. Задание на курсовую работу. 3

2. Выбор автомобиля – аналога. 4

3. Трансмиссия: общее описание. 5

3.1. Сцепление. 5

3.1.1. Привод управления сцеплением. 5

3.2. Коробка передач. 6

3.2.1. Синхронизатор. 8

3.2.2. Механизм переключения передач. 8

3.2.3. Механизм управления коробкой передач. 8

3.3. Раздаточная коробка. 9

3.4. Карданная передача. 10

3.5. Ведущие мосты. 11

3.5.1. Главная передача. 11

3.5.2. Дифференциал. 12

3.5.3. Полуоси. 12

3.5.4. Колёсный редуктор. 13

3.6. Передний мост. 14

4. Рулевое управление. 15

4.1. Рулевой механизм. 15

4.2. Рулевой привод. 15

5. Рабочая тормозная система автомобиля. 16

5.1. Устройство тормозного механизма автомобиля. 16

5.2. Устройство конструкции тормозного привода. 17

6. Построение внешних скоростных характеристик двигателя. 19

7. Расчёт и построение характеристик трансмиссии. 21

8. Выводы. 30

Список литературы. 31

ВВЕДЕНИЕ.

В 1965 году на Ульяновском автомобильном заводе началось производство грузовых автомобилей модели УАЗ-451М и УАЗ-451ДМ, остро необходимых стране для перевозки грузов небольшого объёма и пассажиров до десяти человек вместимостью. Эти автомобили сразу завоевали популярность среди ведомственных организаций, стали незаменимыми помощниками городским и сельским службам милиции, связи, медицины, в армии. Недостатком этого транспортного средства стала их низкая проходимость в условиях бездорожья, особенно в осенне-весенний и зимние периоды, в сельской местности . Учитывая это, в 1966 году на УАЗе началось производство усовершенствованной модели автомобиля повышенной проходимости УАЗ-452 в вариантах : УАЗ-452; УАЗ-452А; УАЗ-452В; УАЗ-452Д.

Автомобили семейства УАЗ-452 повышенной проходимости с передним и задним ведущими мостами предназначены для эксплуатации по всем дорогам общей сети России, а также местности, во всех климатических условиях в любое время года при температуре окружающего воздуха от -45⁰ С до +50⁰ С.

Автобус УАЗ-452В предназначен для перевозки людей в количестве десяти человек. Посадка производится через боковую дверь пассажирского помещения кузова.

В данной работе приводятся сведения о назначении и функциональном составе агрегатов и узлов трансмиссии и рулевого управления автомобиля УАЗ-452В, а также расчёты внешних скоростных характеристик двигателя и характеристики трансмиссии автобуса.

1 . ЗАДАНИЕ НА КУРСОВУЮ РАБОТУ.

Указать назначение и функциональный состав трансмиссии и рулевого управления автомобиля. Рассчитать и построить скоростные характеристики двигателя и автомобиля.

ТАБЛИЦА 1. Исходные данные.

2 . ВЫБОР АВТОМОБИЛЯ – АНАЛОГА.

По исходным данным выберем аналог автомобиля с помощью автомобильного справочника [3]. Технические характеристики автомобиля УАЗ-452В наиболее близки к указанным данным на курсовую работу.

ТАБЛИЦА 2 . Технические характеристики автомобиля УАЗ-452В.

3 . ТРАНСМИССИЯ.

Трансмиссия автобуса УАЗ-452В служит для передачи крутящего момента от двигателя к ведущим колёсам и изменения его по величине и направлению в зависимости от условий движения. В данном автомобиле трансмиссия состоит из сцепления, коробки передач, раздаточной коробки, карданной и главной передач, дифференциала и полуосей. Главная передача, дифференциал и полуоси расположены в кожухе ведущего моста.

СЦЕПЛЕНИЕ.

Сцепление предназначено для кратковременного разъединения двигателя от трансмиссии и плавного их соединения в тех случаях, когда требуется затормозить автомобиль, начать движение или переключить передачи.

Сцепление (рис. 1) – сухое, однодисковое, состоит из нажимного диска 4 с кожухом 20 , нажимными пружинами 19 и оттяжными рычагами 11 в сборе, ведомого диска 3 с фрикционными накладками и гасителями крутильных колебаний в сборе. Механизм сцепления укреплён на маховике двигателя болтами, сбалансирован совместно с коленчатым валом, а его положение после балансировки отмечено на кожухе 20 и маховике 2 меткой “О”. Между кожухом сцепления и нажимным диском установлены нажимные пружины, имеющие со стороны нажимного диска теплоизолирующие шайбы 21 .

Выключающее устройство сцепления состоит из установленных на нажимном диске оттяжных рычагов, муфты 17 выключения сцепления с упорным подшипником 18 , установленного на крышке подшипника первичного вала коробки передач, и вилки выключения, установленной на картере 9 сцепления. Ведомый диск 3 установлен на шлицы первичного вала, нажимной диск под действием пружин прижимает фрикционные накладки к маховику и возникающие при этом силы трения позволяют передать крутящий момент с коленчатого вала двигателя на первичный вал коробки передач.

п. 3 .1.1. Привод управления сцеплением . Привод управления сцеплением представляет собой систему рычагов и тяг, связывающую вилку выключения сцепления, выходящую из картера сцепления, с педалью сцепления на рабочем месте водителя. Подвесная педаль установлена на оси в пластмассовых сферических подшипниках, не требующих смазки. Управление сцеплением осуществляется двумя тягами и толкателем через промежуточные рычаги.

Регулирование свободного хода сцепления производится изменением длины толкателя и горизонтальной тяги. Полный ход педали ( до упора в пол ) равняется 150 мм и регулируется подвижным упором на кронштейне главного цилиндра тормоза.

Техническое обслуживание сцепления заключается в очистке от грязи, подтяжке болтовых соединений, регулировке и смазке, в соответствии с картой смазки. Необходимо своевременно смазывать подшипник выключения сцепления через колпачковую маслёнку, расположенную с правой стороны картера сцепления.

Для нормальной работы сцепления требуется, чтобы зазор между головками болтов оттяжных рычагов и подшипников выключения сцепления был 2,5 - 3,5 мм. Это соответствует ходу внешнего конца вилки выключения сцепления 3,5 - 5 мм и свободному ходу педали сцепления 28 -35 мм, замеренному по площадке педали.

1.коленчатый вал.;2-маховик;3-ведомый диск с фрикционными нак-ладками;4-нажимной диск;5-картер сцепления;6-кожух сцепления;7-оттяжной рычаг;8-муфта выключения сцепления ;9-ведущий вал коробки передач; 10-педаль сцепления;11-тяга сцепления;12-вилка выключения сцепления;13-нажимная пружина;14-оттяжная пружина. .

Рис.1 Сцепление автомобиля УАЗ-452 В.

КОРОБКА ПЕРЕДАЧ.

Коробка передач служит для изменения по величине и направлению передаваемого крутящего момента на ведущие колёса автомобиля, длительного разъединения двигателя и трансмиссии во время стоянки или при движении автомобиля по инерции, а также для движения автомобиля задним ходом.

На автомобиле УАЗ-452В коробка передач (рис. 2) – механическая, четырёхступенчатая, имеет четыре передачи переднего хода и одну передачу заднего хода. Крепится к картеру сцепления с помощью четырёх шпилек. Крутящий момент двигателя передаётся на первичный вал коробки передач через ведомый диск сцепления. Шестерни привода промежуточного вала, 3-ей и 2-ой передач косозубые и находятся в постоянном зацеплении.

Первичный вал 9 имеет две опоры. Передний подшипник расположен в гнезде коленчатого вала, задний – в передней стенке картера коробки передач. Задний подшипник закреплён на валу специальной гайкой с левой резьбой. С внутренней стороны картера подшипник закрыт маслоотражателем. На задней части вала нарезаны два зубчатых венца. Для удобства монтажа прямозубый венец и часть конической поверхности вала имеют дугообразный вырез.

1- ведущий вал; 2- подшипники; 3и14- зубчатые колеса постоянного зацепления ведущего и промежуточного валов; 4- муфта включения третьей и четвертой передач;5и13-зубчатые колеса третьей передачи;6и12-зубчатые колеса второй передачи;7и11-зубчатые колеса первой передачи;8-Вилка включения ; 9- Ведомый вал;10- Блок зубчатых колес передачи заднего хода;15-Картер коробки передач.16-блок шестерен промежуточного вала.

Рис.2. Четырехступенчатая коробка передач автомобиля УАЗ-452 В.

Вторичный вал 13 расположен за первичным на одной с ним оси и имеет две опоры. Передняя опора вала – набор роликов, помещённых в первичном валу. Задняя опора вала – двухрядный радиально-упорный шарикоподшипник. Между подшипником и торцом вала стоит маслоотражатель.

Промежуточный вал 5 устанавливается на двух шариковых подшипниках, в передней и задней стенках картера. Передний подшипник закреплён на валу специальной гайкой, которая стопорится путём вдавливания её буртика в паз вала. Задний подшипник имеет на наружной обойме упорное кольцо. На валу задний подшипник закреплён с помощью тарельчатой шайбы и специального болта с левой резьбой.

Блок шестерён заднего хода с подшипником в сборе установлен на оси, которая стопорится в картере специальным резьбовым штифтом.

п. 3 .2.1. Синхронизатор . Синхронизатор обеспечивает бесшумное включение передач переднего хода из-за выравнивания в момент включения частоты вращения включаемой шестерни и ведомого вала. 4-ая (прямая) и 3-тья передачи для облегчения включения имеют синхронизатор инерционного типа .

Механизм синхронизатора собран на ступице 2 . Ступица имеет три продольных паза прямоугольной формы для размещения сухарей 3 . В центре каждого паза сделано в радиальном направлении отверстие. При сборке механизма в отверстия ступицы устанавливаются пружины, а в отверстия сухарей – стальные шарики 4 . Для исключения случаев выпадения шариков синхронизатора отверстия в сухарях выполнены ступенчатыми. В синхронизаторе сухари устанавливаются стороной с отверстиями меньшего диаметра в сторону муфты 1 .

При включении передачи муфта 1 под действием вилки переключения передвигается в сторону включаемой шестерни. Конусная поверхность блокирующего кольца синхронизатора начинает соприкасаться с конусной поверхностью шестерни и т.к. в начальный момент включения частоты вращения кольца и шестерни не совпадают, на поверхностях соприкосновения возникают силы трения. В результате сил трения частота вращения их выравнивается, кольцо поворачивается против вращения, сухари занимают центральное положение относительно пазов и утапливаются в них, а зубья муфты входят в зацепление с зубьями кольца и включаемой шестерни, блокируя её на валу.

Переключение третьей и четвёртой передач происходят при помощи синхронизатора, первая и вторая передачи включаются перемещением шестерни на ведомом валу. Задний ход включается перемещением блока промежуточных шестерён, входящих одновременно в зацепление с ведомой и ведущей шестернями первой передачи.

п.3.2.2. Механизм переключения передач . Механизм переключения передач имеет три вилки переключения, входящие в соединение с подвижными элементами коробки передач. Все вилки крепятся на штоках с помощью болтов, имеющих на конце конус. Штоки вместе с вилками перемещаются в осевом направлении. Для фиксирования положения нейтрали и включённой передачи штоки имеют пружинные фиксаторы. Между штоками установлено замочное устройство, которое препятствует одновременному включению двух передач. Один из штоков, выведённый из нейтрали, запирает другие. Боковая крышка 11 имеет резьбовое отверстие для установки выключателя 25 фонаря заднего хода.

п.3.2.3. Механизм управления коробкой передач. Управление коробкой передач – дистанционное, осуществляется рычагом 1 . Привод управления установлен на панели воздуховода и соединён с коробкой передач тягами через промежуточные рычаги. Механизм переключения передач смонтирован в боковой крышке коробки передач и имеет два наружных рычага : 10 — вертикальный, служащий для выбора передачи, и 9 – горизонтальный – для включения передачи.

Привод механизма переключения передач регулируется изменением длины горизонтальных 8, 11 и вертикальных 5, 14 тяг.

Техническое обслуживание коробки передач, механизма переключения и привода управления коробкой передач сводится к проверке уровня смазки и замене её в сроки, предусмотренные картой смазки, а также в периодической проверке затяжки всех резьбовых соединений, крепящих коробку передач и привод, в проверке регулировки привода.

Перед снятием рычагов 9 и 10 (рис. 7) необходимо заметить взаимное положение рычагов на валиках для того, чтобы установить рычаги в прежнее положение.

РАЗДАТОЧНАЯ КОРОБКА.

Раздаточная коробка (рис. 8) распределяет крутящий момент между ведущими мостами. Кроме того, дополнительная понижающая передача раздаточной коробки позволяет увеличить силу тяги на ведущих колёсах и расширить диапазон передач трансмиссии до восьми передач вперёд и двух назад.

Корпус раздаточной коробки состоит из двух частей – картера и крышки. Точность центрирования деталей обеспечивается двумя трубчатыми, установочными штифтами. Обработка картера и крышки производится совместно, и детали эти в отдельности не взаимозаменяемы. Вал привода заднего моста передаёт крутящий момент на задний карданный вал и изготовлен за одно целое с шестернёй, которая обеспечивает привод на передний мост и участвует в образовании пониженной передачи. Вал имеет наружные прямобочные шлицы, на которых закрепляются ведущая шестерня спидометра и фланец, для соединения с задним валом. Он установлен на двух шариковых подшипниках. В передней части вала имеются внутренние эвольвентные шлицы для включения прямой передачи.

Промежуточный вал изготовлен за одно целое с промежуточной шестернёй понижающей передачи и в задней части имеет эвольвентные шлицы для посадки шестерни включения переднего моста. Опорами вала являются два подшипника. Вал привода переднего моста передаёт крутящий момент на передний карданный вал и изготовлен за одно целое с ведомой шестернёй. Он установлен на двух подшипниках и фиксируется так же, как и промежуточный вал.

Механизм переключения раздаточной коробки имеет две вилки, входящие своими лапками в соединение с подвижными шестернями. Вилки перемещаются по неподвижным штокам с помощью рычагов 6 и 7 и снабжены пружинными фиксаторами. В штоках для фиксации положений имеются вырезы. Механизм управления раздаточной коробки – дистанционный , установлен справа , впереди капота двигателя. Верхний рычаг служит для включения переднего моста, а нижний – для включения прямой и промежуточной передач. Передние тяги механизма имеют регулировку, которая производится на заводе при сборке автомобиля. Верхние опоры валов и втулка оси промежуточных рычагов – пластмассовые и смазки не требуют. Валы и нижнюю опору смазывают при разборках.

Техническое обслуживание раздаточной коробки сводится к проверке уровня смазки и замены её в сроки, предусмотренные картой смазки, а также в периодической проверке затяжки всех резьбовых соединений.

В процессе эксплуатации автомобиля возможно понижение уровня масла в коробке передач до 8 мм относительно нижней кромки заливного отверстия и одновременное его повышение в раздаточной коробке, но общий объём масла обеспечивает нормальную работу обоих узлов.

КАРДАННАЯ ПЕРЕДАЧА.

Карданная передача позволяет передавать крутящий момент между валами, расположенными под изменяющимся при движении автобуса углом.

Ведущие мосты автомобиля подвешиваются к его раме с помощью упругих элементов подвески и во время движения изменяют своё положение относительно рамы. Коробка передач закреплена на раме неподвижно, поэтому для передачи крутящего момента с ведомого вала коробки на ведущий вал моста устанавливаются карданные передачи.

Карданная передача автомобиля состоит из двух карданных валов – заднего и переднего. Конструкции карданный валов одинаковые. Задний карданный вал (рис. 11) состоит из тонкостенной трубы 13 , в один конец которой запрессована и приварена вилка 14 карданного шарнира, а в другой – шлицевой конец. На шлицевой конец установлена скользящая вилка 6 с внутренними шлицами, которая перемещается по шлицам при изменении длины карданного вала.

1и3-вилки;2-крестовина;4-шлицевая втулка;5-наконечник со шлицами;6-чехол;7-карданный вал;8-карданный шарнир.

Рис.3. Карданная передача автомобиля.

Для удержания смазки и предохранения шлицевого соединения от загрязнения с одной стороны во внутреннюю полость скользящей вилки запрессована заглушка 7 , а с другой – у торца скользящей вилки установлено сальниковое уплотнение, состоящее из резинового 11 и войлочного 10 колец. Обойма 12 сальников навёрнута на конец скользящей вилки и закернена в двух местах. На концах вала расположены карданные шарниры, которые состоят из двух вилок, сочленённых крестовиной 3 . Карданные шарниры обеспечивают передачу крутящего момента между валами, оси которых пересекаются под изменяющимся углом. В качестве шарниров в автобусе используются жёсткие карданные шарниры неравных угловых скоростей.

На цапфы крестовин установлены игольчатые подшипники 5 . Стаканы игольчатых подшипников запрессованы в отверстия ушек вилок и удерживаются стопорными кольцами 2 . Для обеспечения надёжной защиты игольчатых подшипников от попадания воды, грязи и для удержания смазки в штампованные обоймы подшипников установлены резиновые армированные манжеты 4 с пружиной в сборе, а на цапфы крестовин напрессованы торцевые уплотнители 15 подшипников.

Передний и задний карданные валы выполнены со шлицевым скользящим соединением, которое служит для компенсации изменений длины карданного вала при езде автомобиля. Это устройство представляет собой шлицевой конец вала, на который установлена скользящая вилка с внутренними шлицами и маслёнкой. Шлицевое соединение смазывается через пресс-маслёнку 8 , ввёрнутую в скользящую вилку, а игольчатые подшипниками смазываются


28-04-2015, 23:36