МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ, МОЛОДІ ТА СПОРТУ УКРАІНИ
Національний Транспортний Університет
Кафедра "Автомобілі"
КОНСПЕКТ ЛЕКЦІЙ
З ДИСЦИПЛІНИ “АВТОМОБІЛІ”
Частина 4
Сучасні тенденції розвитку конструкції автомобіля.
для студентів спеціальності
"Автомобілі та автомобільне господарство”
денної форми навчання
Завідувач кафедри “ Автомобілі “
Сахно В.П.
Старший викладач кафедри “Автомобілі”
Ковальчук Г.О.
Київ 2012 р.
ЛЕКЦІЯ
Тема: Параметри оцінки досконалості конструкції та сучасні тенденції розвитку конструкції коробки передач та додаткових коробок
Мета : Вивчити параметри оцінки досконалості конструкції та сучасні тенденції розвитку конструкції коробки передач та додаткових коробок.
Час - 2 години.
Навчально – методичне забезпечення: Мультимедійний проектор, екран, ноутбук, зразки рекомендованої літератури.
Питання, що розглядаються:
Параметри оцінки досконалості та сучасні тенденції розвитку конструкції коробки передач та додаткових коробок:
1. Ступінчатих коробок передач.
2. Гідромеханічних коробок передач.
3. Планетарних коробок передач.
4. Без ступінчатих коробок передач.
5. Модульних блоків зміни величини та напряму передачі крутного моменту і перетворення одного виду енергії в інший.
6. Подільників та демультиплікаторів.
7. Приводів керування коробками передач.
Список рекомендованої та використаної літератури:
Автомобілі. Навчальний посібник. М.Ю. Основенко, В.П. Сахно.1992р.
Автомобілі. Основи конструкції , теорія. Навчальний посібник.
В.І. Сирота, В.П. Сахно . 2007 р.
3. Основи конструкції автомобілів. Навчальний посібник. В.І.Сирота.
4. Автомобиль. Анализ конструкции, елементы расчета. Учебник.
В.В. Осепчугов, А.К.Фрумкин.
5. Автомобиль. Основы конструкции. Учебник. Н.Н.Вишняков и другие.
6. Автомобілі. Тягово-швидкісні властивості та паливна економічність: Навч. посібник. . Сахно В.П., Безбородова Г.Б., Маяк М.М., Шарай С.М – К.: В-во “КВІЦ, 2004. – 174 с.
7 . Краткий автомобильный справочник. – М.: Транспорт, 1985. – 220 с.
8. Основи конструкції автомобіля. Навчальний посібник в електронному вигляді. Г.О. Ковальчук, В.П. Сахно. 2011р. - 805с.
9. Двигатели внутреннего згорания. Учебник. А.С. Орлин и др.-М.1970 г. 383с.
10. Автомобільні двигуни. Підручник. Ф.І. Абрамчук та ін. Вид. Арістей. 2006 р. 475 с.
11. Дизайнология автомобиля. В. А. Ашкин. “Niksha” , 1995.- 96 c.
І. Параметри оцінки досконалості та сучасні тенденції розвитку конструкції коробок передач та додаткових коробок
1. Загальний аналіз конструкції коробок передач
Мета оцінки досконалості конструкції коробок передач є визначення найбільш оптимального варіанта конструкції коробки передач, яка забезпечує в широкому діапазоні зміну величини та напряму передачі крутного моменту на колесах та найбільш оптимальне використання тягово-швидкісних властивостей автомобіля при заданій характеристиці двигуна для данного зразка автомобіля.
При аналізу конструкції коробок передач враховуються конструктивні параметри автомобіля, вимоги до коробок передач, які перераховані раніше ( Пункт ’’Вимоги до коробок передач“) та результати розрахунку.
Доля автоматичних коробок передач автомобільного парку США складає до 80%, Европи-біля 20%, Японії- біля 45%.
Аналіз автомобільного парку показує, що останнім часом намітилась тенденція збільшення кількості автомобілів з безступінчатими коробками передач.
Гідромеханічна передача, яка об’єднує гідротрансформатор з ступінчатою коробкою передач полегшує керування автомобілем, автоматично змінює передаточне число в залежності від опору руху, знижує ударні навантаження. Амортизаційний ресурс трансмісії збільшується в два раза, підвищується плавність рушання з місця, прохідність, комфортабельність керування.
Гідромеханічна передача дає можливість створювати автоматичні електронні системи керування рухом автомобіля.
Гідромеханічна передача може включати: 1.Гідротрансформатор - фрикційне зчеплення- ступінчата корoбка передач. 2. Гідротрансформатор - планетарна коробка передач. 3. Гідротрансформатор - ступінчата коробка передач з фрикційним включенням передач з допомогою електро або гідропривода.
Незважаючи на велику кількість позитивних сторін, низьке значення коефіці-єнта корисної дії, висока складність конструкції та собівартість (до 10 % вар-тості легкового автомобіля ), великі витрати палива, пока не дають можливості більш широко застосовувати гідромеханічні передачі, незважаючи на їх перспективність.
Гідрооб’ємні передачі, незважаючи на забезпечення оптимальних тягових характеристик, особливо при рушанні та розгону, зручності компонування, великому коефіцієнту корисної дії та діапазону передач, широкого застосування не отримали через велику складність та собівартість конструкції.
Фрикційні передачі ( Варіаторні ) використовуються в автомобілях як клиноремінні (ланцюгові) варіатори або тороїдні. Перевагою такої конструкції являється простота, невелика металоємність, малі габарити. Однако, коефіцієнт корисної дії фрикційної передачі становить 0,9. Для передачі великого крутного моменту необхідні значні зусилля в тороїдному варіаторі та додаткова енергія від двигуна. Амортизаційний ресурс фрикційних передач незначний. Все це пока не дає можливостей застосовувати широко фрикційні передачі.
Електромеханічні передачі, які складаються з генератора, одного електродвигуна з карданною передачею або багатьох електродвигунів розташованих в колесах або біля коліс. Перевагою такої передачі є порівняно невеликі маса та розміри, зручність керування та компонування, можливість
оптимального використання тягових характеристик двигуна при діапазоні зміни крутного моменту до 4…5, підвищення амортизаційного ресурсу двигуна через відсутність динамічних навантажень.
Гальмується застосування таких передач низьким коефіцієнтом корисної дії (0,85), а також тим, що на автомобілях з двигуном невеликої потужності питома вага та розміри передачі значно великі. Для виготовлення такої передачі використовуються матеріали великої собівартості.
Незважаючи на велику різноманітність передач механічної енергії, поки що в більшості автомобільної техніки застосовуються ступінчаті коробки передач. Збільшується кількість передач, застосовується мікропроцесорна техніка.
До позитивної сторони ступінчатих коробок передач відноситься:
Відносна простота конструкції (особливо у двохвальних коробок передач.).
Великий амортизаційний ресурс ( до 500 тисяч кілометрів ).
Невелика кількість відказів в роботі протягом амортизаційного ресурсу.
Тенденція збільшення кількості передач, яка намітилась останнім часом, дає можливість краще використати тягові та економічні показники автомобіля.
Незначний рівень шуму та високий коефіцієнт корисної дії (у двох вальних коробок передач значно кращі показники, ніж у трьох вальних).
Відносна простота та легкість керування, особливо при застосуванні електронних мікропроцесорних засобів керування ( дещо складніший привод включення передач у поперечно розташованих коробок передач, у розташованих біля заднього моста та багатовальних багатоступінчатих коробок передач з мультиплікатором або демультиплікатором.).
Значно менша масса у двох вальних коробок передач в порівнянні з трьох вальною.
Покращується рознесення маси автомобіля, при розташування коробки передач біля заднього моста.
Зменшуншується напруга в зуб’ях, при застосуванні двохконтурної схеми передачі крутного моменту.
Можливість удосконалення існуючої конструкції та створення безступінчатої коробки передач.( шляхом створення двох зчеплень, з використанням електронних, мікропроцесорних систем визначення та синхронізації кутових швидкостей ведучого та веденного валів, тощо.).
Підтримання необхідного теплового режиму та надійне відведення тепла.
Задовільна ремонтопридатність.
13. Невелика собівартість виготовлення.
14. Простота та дешевизна обслуговування.
До негативної сторони ступінчатої коробки передач
необхідно віднести:
Неможливість забезпечення найбіль оптимального використання ефективної потужності двигуна.
Невисокий рівень комфорту керування.
Зменшення ресурсу роботи синхронізаторів, при неправильному включанні передач.
Необхідність встановлення роздавальної коробки при передачі крутного моменту на всі колеса, або збільшення габаритів та металоємкості коробки передач.
Складність та трудомісткість ремонту окремих деталей.