Методические указания к расчетным работам по теме рабочие процессы и рассчеты агрегатов автомобиля мади

10

Рис. 5. Упругая характеристика диафрагменной пружины сцепления

Определяется коэффициент запаса, соответствующий вышеназванным износам накладок.

По результатам расчетов строится график (рис. 6), позволяющий оценить зависимость коэффициента запаса β от степени износа фрикционных накладок.

Рис. 6. Зависимость коэффициента запаса от степени износа фрикционных накладок

11

1.2.5.Работа, совершаемая водителем при выключении сцепления

где ηп – КПД привода сцепления (ηп = 0,85).

При организации аудиторных занятий рекомендуется взять расчетный вариант № 1. При расчете характеристик пружины студенты рассчитывают одну из точек характеристики, соответствующую заданной деформации f.

При совмещении полученной характеристики пружины с параметрами сцепления каждый студент проводит расчеты, используя коэффициент запаса β (β = 1,1–1,7).

Влияние коэффициента запаса β на все оценочные параметры целесообразно проанализировать.

1.3. Рабочий процесс сцепления при трогании автомобиля

Исходные данные вариантов расчетов представлены в табл. 3. Таблица 3

Задания для расчѐта рабочего процесса сцепления

12

Продолжение табл. 3

Рис. 7. Расчѐтная схема сцепления

Автомобиль представлен в виде эквивалентной двухмассовой системы (рис. 7), для которой справедливы уравнения:

где Je – момент инерции ведущих частей сцепления; Ja – момент инерции автомобиля, приведенный к ведомым частям сцепления; Мк – крутящий момент двигателя; Мс – момент, передаваемый сцеплением; Мψ – момент сопротивления движению автомобиля, приведенный к валу сцепления; ωе, ωа – угловая скорость коленчатого вала двигателя и ведомых частей сцепления.

Приняты следующие допущения.

1)момент двигателя мгновенно принимает максимальное значение и остается постоянным: Мк = Мкmax = const;

2)момент, передаваемый сцеплением, зависит от времени, т.е. Мс = K1∙t, а при достижении максимального значения Мс = Мкmax∙β.

13

Темп включения для легковых автомобилей изменяется в диапазоне K1 = 50…150 Нм/с, а для грузовых K1 = 250…750 Нм/с;

3) момент сопротивления движению автомобиля постоянен, т.е.

где Gа – сила тяжести автомобиля; Ψ – коэффициент сопротивления движению; rд – динамический радиус колеса; ηт – коэффициент полезного действия трансмиссии; Uт – передаточное число трансмиссии;

4) момент инерции автомобиля, приведенный к ведомым частям сцепления:

где rк – радиус качения колеса;

5) начальная угловая скорость коленчатого вала:

где ωехх = 0,15 ωN.

Рис. 8. График рабочего процесса сцепления при трогании автомобиля

14

Решая исходные уравнения со сделанными допущениями, получаем:

Для построения графика рабочего процесса сцепления при трогании автомобиля (рис. 8) ограничимся определением величин t1; t2; t3; t4; ωе1; ωе2; ωе3; ωа2; ωа3; ωа4, которые могут быть найдены решением исходных уравнений:

Если при найденных значениях времени t3 оказалось, что ωе3 < < ωа3, то дальнейший расчет ведется графически. Этот случай соответствует такому протеканию процесса, при котором Мс не достигает величины Мкmaxβ (рис. 9).

Работа буксования сцепления:

На основании полученного графика рабочего процесса сцепления (рис. 8) работа буксирования может быть определена графоаналитическим методом. Для этого весь рабочий цикл разбивается на 4 характерных участка по времени t1, t2, t3, t3, t4 (рис. 10) с известными параметрами процесса.

15

Рис. 9. График рабочего процесса сцепления при ωе3 < ωа3

Работа буксования за t:

,

где

– среднее значение момента сцепления за интервал времени .

– угол буксования за время t (Δt = t3).

Полная работа буксования определяется суммированием работ по всем четырѐм участкам (рис. 10).

16

Рис. 10. Определение работы буксования по графику рабочего процесса сцепления

1.4. Оценка рабочего процесса включения сцепления при трогании автомобиля

Оценка износостойкости рабочих поверхностей сцепления производится по двум косвенным показателям напряженности работы пары трения:

1) по удельной работе буксования (Lб0):

Удельная работа буксования при трогании автомобиля с места не должна превышать 70 Дж/см2 для легковых, 120 Дж/см2 для грузовых автомобилей;

2) по нагреву нажимного диска за одно включение ( 0):

17

где γ – коэффициент перераспределения теплоты (γ = 0,5 для однодискового сцепления; γ = 0,25 для двухдискового сцепления); mнд –

Оценка влияния рабочего процесса сцепления на формирование эксплуатационных свойств автомобиля включает в себя оценку:

1) возможности работы двигателя при выбранном режиме включения сцепления. При значении двигатель заглохнет;

2)режима включения сцепления: tб = 0,1…1,1 с – резкое включение;

tб = 1,6…2,5 с – плавное включение;

3)тягово-скоростных свойств автомобиля на этапе буксования сцепления. Они могут быть оценены со следующим показателем:

а) скорости автомобиля в момент окончания буксования:

б) максимальному ускорению автомобиля в процессе включения сцепления:

где δвр = 1,04 + 0,04Uк2 – коэффициент учѐта вращающихся масс; Uк – передаточное отношение коробки передач.

По условиям не возникновения дискомфорта у пассажиров:

jmax ≤ 3,5 м/с2;

в) ограничению реализации тягово-скоростных свойств автомобиля по сцеплению колес с дорогой.

Отсутствие пробуксовки колес при трогании возможно при соблюдении условия:

где G2 – сила тяжести на ведущие колеса; K2 – коэффициент перераспределения реакции (K2 = 1,05…1,12).

18

Расчеты проводить для значения коэффициента сцепления φх = = 0,7. Если пробуксовка отсутствует, то определить критическое значение φх, при котором она наступает.

По результатам расчетов по вариантам в пределах каждой группы строится график (рис. 11) зависимости оценочных показателей процесса включения сцепления от изменяемого параметра.

Рис. 11. Зависимости оценочных показателей процесса включения сцепления от изменяемого параметра

19

2.КОРОБКА ПЕРЕДАЧ

2.1.Переключение передач с помощью синхронизатора

сучетом падения скорости автомобиля

Для автомобиля, движущегося по дороге с коэффициентом сопротивления ψ, определить время синхронизации tc и величину падения скорости движения Va при переключении с первой передачи на вторую.

Варианты расчетов приведены в табл. 4.

Таблица 4

Данные для расчета: передаточное число главной передачи U0 = = 6,32; передаточные числа коробки передач Uкп1 = 7,44;Uкп2 = 4,1; Uкп3 = 2,29; угловая скорость движения ωN = 320 с-1; КПД трансмиссии ηт = 0,88; радиус колеса rк = 0,48 м.

Геометрические параметры синхронизатора (рис. 12): rсн = 0,051 м; rсв = 0,049 м; rс = 0,05 м; rб = 0,058 м; h = 0,011 м; δ = 9°.

Рис. 12. Расчѐтная схема синхронизатора

Усилие водителя на рычаге переключения Рр = 100 Н; передаточное отношение рычага переключения Кр = 8; коэффициент трения на выравнивающих поверхностях синхронизатора μ = 0,1; масса синхронизатора mс = 0,5 кг (рис. 13).