Устройство машины. Разработка гидрокинематической схемы усилителя рулевого управления и кинематической схемы трансмиссии автомобиля

ОПРЕДЕЛЕНИЕ МАССЫ МАШИНЫ. ВЫБОР ШИН

Определение массы машины

Цель расчета: определить массу машины.

Исходные данные: грузоподъемность автомобиля =13500 кг.

Полная масса автомобиля ,кг [2]:

, (1)

где – грузоподъемность автомобиля, кг ( =13500 кг); –коэффициент учитывающий снаряжение автомобиля; – масса пассажира, кг (); – число пассажиров,

, (2)

где – коэффициент использования массы, =2,2 [2, приложение Б];

кг.

Выбор шин

Цель расчета: рассчитать наибольшую массу, приходящуюся на каждое колесо и подобрать шину.

Исходные данные: полная масса автомобиля m _a = 19882,5 кг.

Шины выбираются по нагрузке на наиболее нагруженное колесо по ГОСТ 5513-97. Как правило, нагружают больше ведущий мост с целью увеличения сцепления с дорогой. У грузовых автомобилей с колесной схемой 6x6 при полном использовании грузоподъемности на переднюю ось приходится около 30% нагрузки. На задних осях автомобиля обычно монтируют по две шины, каждая из которых может испытывать примерно такую же нагрузку, как и шина переднего колеса. Все колеса автомобиля по конструкции почти всегда одинаковы и взаимозаменяемы. Отличие может быть только во внутреннем давлении в шинах. [2]

Произведена развесовка подобно прототипу, масса, приходящаяся на передний мост – 30% (5964,8 кг), на задний – 70% (13917,8 кг).

Масса, приходящаяся на каждое колесо заднего моста m _кз1, кг [2]:

, (3)

где – масса, приходящаяся на задний (наиболее нагруженный) мост, кг.

Исходя из наибольшей нагрузки на каждое колесо по ГОСТ 5513-97 приняты шины 12,00R24.

Характеристики шины приведены в таблице 2.

Таблица 2 – Основные параметры шины

Обозначение шины	12,00R24
Тип рисунка протектора	Универс.
Масса шины, кг
Норма слойности
Обозначение обода	8,5-24
Наружный диаметр, мм	1226 ± 18
Ширина профиля, мм
Статический радиус, мм	570 ± 9
Максимальная нагрузка, кгс
Внутреннее давление в шине кгс/см^2	7,9
Максимальная допустимая скорость, км/ч

 

 

РАСЧЕТ ДИНАМИЧЕСКОЙ ХАРАКТЕРИСТИКИ, УСКОРЕНИЙ, ТОРМОЗНОГО ПУТИ. КОНТРОЛЬ БУКСОВАНИЯ

Цель расчета: рассчитать и построить: график динамической характеристика автомобиля, график ускорений автомобиля, график тормозного пути автомобиля.

Исходные данные: частоты вращения n _i на разных передачах, – текущее значение момента , Н∙м, радиус колеса r _к=0,57 м, передаточное отношение главной передачи i _гл=7,7, вес автомобиля G _a=195047 Н.

ПРИЛОЖЕНИЯ

 

УСТРОЙСТВО МАШИНЫ. РАЗРАБОТКА ГИДРОКИНЕМАТИЧЕСКОЙ СХЕМЫ УСИЛИТЕЛЯ РУЛЕВОГО УПРАВЛЕНИЯ И КИНЕМАТИЧЕСКОЙ СХЕМЫ ТРАНСМИССИИ АВТОМОБИЛЯ

По заданному типу машины, колёсной схеме 6x6 и массе перевозимого груза выбран прототип автомобиля КамАЗ-6522. Общий вид машины представлен на рисунке 1. КамАЗ-6522 – трехосный автомобиль, выпускается Камским автомобильным заводом. Кузов автомобиля – цельнометаллическая подъемная платформа, коробчатого типа, с задним открывающимся бортом. Автомобиль снабжен гидравлической системой подъёма и опускания платформы с электропневматическим координированием из кабины водителя. Кабина трехместная, цельнометаллическая, расположена над двигателем, опрокидывается вперёд. На автомобиле КамАЗ-6522 установлен V-образный восьмицилиндровый четырехтактный дизельный двигатель с турбонаддувом марки КамАЗ-740.51-320 [1].

Трансмиссия механическая, многоступенчатая. В трансмиссии применена шестнадцатиступенчатая коробка передач ZF 16S 151 с делителем (половинками, 8 передач, каждая из которых делится на пониженную и повышенную) с синхронизаторами на всех передачах и механическая двухступенчатая раздаточная коробка с блокировкой межосевого дифференциала. Передаточные числа на передачах представлены в таблице 1 [1].

Таблица 1 – Передаточные числа на передачах [1]

								ЗХ
13,80	9,49	6,53	4,57	3,02	2,08	1,43	1,00	12,92
11,54	7,93	5,46	3,82	2,53	1,74	1,20	0,84	10,80

 

Сцепление – сухое, однодисковое диафрагменное вытяжного типа модели MFZ-430 [1].

Рулевой механизм – с гидравлическим усилителем, расположенным в общем картере с рулевым механизмом; рабочая пара – винт с гайкой на циркулирующих шариках и рейка, зацепляющая с зубчатым сектором. Передаточное число рулевого механизма – 21,7 [1].

Рабочая тормозная система – пневматическая, двухконтурный привод с разделением на контуры на переднюю ось и на заднюю тележку, тормозные механизмы всех колес – барабанного типа. Стояночный тормоз – привод от пружинных энергоаккумуляторов к тормозным механизмам колес задней тележки [1].

Кинематическая схема трансмиссии автомобиля КамАЗ-6522 приведена в приложении на рисунке 8.

Работа рулевого управления со встроенным гидроусилителем:

Гидрокинематическая схема рулевого управления приведена в приложении на рисунке 9.

Штурвал 1 передает вращение на рулевой вал 2, установленный в шариковых подшипниках, имеющий на конце коническую передачу 3, которая передает вращающий момент и перемещение на винт 4. На винте 4 закреплена шариковая гайка 5, входящая в поршень-рейку 6. Поршень-рейка 6, которая одновременно является поршнем гидравлического усилителя и рейкой рулевого механизма, находится в зацеплении с зубчатым сектором (шестерней) 7, выполненным заодно с валом сошки 8. При повороте рулевого вала 2 от штурвала 1 поршень-рейка 6 через винт 4 и коническую передачу 3 перемещается внутри картера рулевого механизма. Осевое перемещение поршня-рейки 6, имеющей на наружной поверхности зубья, вызывает поворот вала сошки 8, а следовательно, через продольную рулевую тягу 9, поворотный кулак 10, поперечную рулевую тягу 11, балку моста 12 осуществляется управление колесами 13. Для уменьшения трения в паре винт-гайка вместо обычной резьбы выполнены полукруглые винтовые канавки, в которые заложены шарики [1].

Картер рулевого механизма является одновременно цилиндром гидроусилителя. В гидросистему усилителя входят также лопастной насос Н, приводимый в действие от вала двигателя, бак Б, фильтр Ф, предохранительный клапан КП и распределитель Р. Распределитель Р состоит совместно с корпусом рулевого механизма, в котором расположен золотник, закрепленный на валу винта 4. Золотник с валом фиксируется в нейтральном положении пружинами с двумя реактивными плунжерами каждая. Длина золотника больше длины отверстия для него в корпусе распределителя, поэтому золотник и винт могут перемещаться в осевом направлении в каждую сторону от среднего положения [1].

Принцип действия гидроусилителя: при прямолинейном движении машины золотник расположен в нейтральном положении, масло свободно перекачивается насосом Н в бак Б, поскольку нагнетательная и сливная линии соединены между собой. При повороте машины, в случае повышенного сопротивления повороту управляемых колес – на винте 4 возникает реактивное осевое усилие, сдвигающее винт. Вместе с винтом 4 сдвигается золотник, преодолевая при этом усилие пружин, действующих на реактивные плунжеры. Это усилие передается на штурвал 1. При этом одна из внутренних полостей цилиндра отключается, а в другую увеличивается подача масла. Давление масла в этой полости возрастает, и поршень-рейка 6, перемещаясь, поворачивает зубчатый сектор (шестерню) 7 и вал рулевой сошки 8 и через рулевой привод – колеса машины. При прекращении поворота золотник Р под действием реактивных плунжеров возвращается в нейтральное положение, и действие гидроусилителя прекращается, этим обеспечивается следящее действие гидроусилителя [1].

«Чувство дороги» обеспечивается подводом реактивного давления под торцы золотника (или реактивные плунжеры).

В случае отказа гидроусилителя, безопасность управления сохраняется, но требуется большее усилие т.к. приходится вручную перемещать корпус распределителя проходя систему рычагов без помощи давления создаваемого насосом (механическая система рулевого управления).

Рисунок 1 – Общий вид автомобиля КамАЗ-6522