Механизмы и системы управления автомобиля Москвич-2140

width="25" height="26" align="BOTTOM" border="0" />=20,64мм;

=0,3мм;

=48мм;

=0,15мм;

=22мм;

;

=3;

3.4 График оптимального распределения тормозных сил по осям

При оптимальном соотношении тормозных сил на колесах передней и задней осей автомобиля тормозной путь – минимальный. Соотношение тормозных сил, близкое к оптимальному, обеспечивается регулятором.

Тормозные силы на осях определяются по формулам:

(3.21)

(3. 22)

По формулам (3.21), (3.22) строим графики зависимости тормозных сил на осях при различных значениях коэффициента сцепления. Результаты расчетов заносим в табл. 3.3

Таблица 3.3

	0,2	0,4	0,6	0,8	1
Снаряженная масса
	1264,45	2734,42	4409,9	6290,9	8377,42
	903,93	1602,33	2095,23	2382,6	2464,46
Полная масса
	1472,7	3181,4	5126,14	7306,88	9723,65
	1489,55	2743,1	3760,61	4542,12	5087,6

Для автомобиля Москвич-2140 значения расчетных параметров приведены в таблице 3.4

Таблица 3.4 - Значения расчетных параметров

Марка автомобиля	Груженый автомобиль	Автомобиль без груза
	Вес в Н	a, м	b, м	, м	Вес в Н	a, м	b, м	, м
Москвич-2140	14450	1,335	1,125	0,49	10450	1,156	1,334	0,59

Графики распределения тормозных сил приведены на рисунке 4.

Рисунок 4 – Графики оптимального распределения тормозных сил.

4 Подвеска

4.1 Определение показателей плавности хода

Основными измерителями плавности хода (ГОСТ 37091) являются: для легковых автомобилей – среднеквадратичные значения виброускорений низкой и высокой частот;

для грузовых автомобилей – допустимая по уровню вибронагруженности автомобиля предельная скорость на неровной дороге.

Низкая частота колебаний автомобиля должна лежать в пределах:

- легковых автомобилей – 0,8 -1,2 Гц;

- грузовых автомобилей -1,2 -1,5 Гц.

Собственная низкая частота колебаний автомобиля определяется:

, (4.1)

где wz – частота свободных колебаний, Гц;

fст – статический прогиб подвески, м.

fст = G /C, (4.2)

где G – статическая весовая нагрузка на подвеску данного моста, Н;

C – жёсткость подвески, Н/м.

Жесткость передней и задней подвески соответственно, (Н/м),

(Н/м)

fст1 = 5600/46500 = 0,12 (м);

fст2 = 4850/42500 = 0,114 (м).

Подставив данные значения в формулу (4.1)) получим:

(4.3)

Конструктивно низкая частота колебаний определяется по формуле

(4.4)

где: - жесткость передней или задней подвески;

- величина подрессоренной массы.

Принимаем: 2=46,5кН/м;

2=42,5кН/м;

=820кН;

;

;

Высокая частота колебаний определяется по формуле:

, (4.5)

где: - жесткость шин;

- величина неподрессоренной массы автомобиля.

Принимаем: =320кН/м;

=360кН/м;

=112кН;

=120кН;

4.2 Расчет упругих элементов подвески

Схема сил, действующая на подвеску, представлена на рисунке 1

Зависимая подвеска Независимая двухрычажная подвеска

Рисунок 1 - Схема сил, действующих на подвеску

Зависимая подвеска (задняя)

Нагрузка на упругий элемент определяется по формуле:

(4.6)

где: - нормальная реакция;

- нагрузка от массы колеса и моста.

Принимаем: =3797,5

=499,8

Подставив данные значения в формулу (4.6) получим:

Независимая двухрычажная подвеска (передняя).

Нагрузка на упругий элемент определяется по формуле:

(4.7)

где: - нагрузка от массы колеса и массы направляющего устройства.

Принимаем: =161,7Н

=0,364м

=0,18м

Подставив значения в формулу (4.7) получим:

Расчет металлического упругого элемента

В передней подвеске упругий элемент - пружина.

Напряжение кручения пружины определяем по формуле:

; (4.8)

где: - радиус витка;

- диаметр проволоки.

Принимаем: =1,2;

=0,05м;

=0,015м

Подставив данные значения в формулу (4.8) получим:

Прогиб определяется по формуле:

;(4.9)

где - число рабочих витков;

- модуль упругости материала.

Принимаем: =13;

.

Подставив данные значения в формулу (4.9) получим:

Для задней подвески упругим элементом являются симметричные рессоры.

Суммарный момент инерции поперечного сечения определяется по формуле:

(4.10)

где: b - ширина листа рессоры;

h - толщина листа рессоры;

n - количество листов в рессоре.

Принимаем: b=0,042м;h=0,0065м;n=6.

Подставив данные значения в формулу (4.10) получим:

Жесткость рессоры определяется по формуле:

;(4.11)

где: - коэффициент формы;

- модуль продольной упругости;

- длина коренного листа рессоры.

Принимаем: =1,35;=210 ГПа;=0,6м;

=0,3м

Подставив данные значения в формулу (4.11) получим:

Стрела прогиба определяется по формуле:

(4.12)

Подставив значения, получим:

Напряжения по статическому прогибу определяется по формуле:

(4.13)

где: - момент сопротивления к-го листа;

- момент инерции поперечного сечения к-го листа.

Момент сопротивления листа рессоры определяется по формуле:

(4.14)

Момент инерции поперечного сечения листа рессоры определяется по формуле:

(4.15)

Принимаем: b=0,042м;h=0,0065м.

Подставив данные значения в формулы (4.14) и (4.15) получим:

Подставив данные значения в формулу (4.13) получим:

Напряжения по нагрузке определяется по формуле:

(4.16)

Подставив значения, получим:

При передаче через рессору тягового или тормозного усилия в коренном листе возникают следующие напряжения:

При торможении:

(4.17)

При разгоне:

(4.18)

Подставив значения в формулы (4.17) и (4.18) получим:

Так же при передаче через рессору тягового или тормозного усилия и реактивного момента в корневом листе возникают дополнительные напряжения:

(4.19)

(4.20)

Подставив значения, получим:

Суммарное напряжение коренного листа определяем по формуле:

(4.21)

где

Подставив значения, получим:

При передаче тягового усилия напряжение будет определятся по формуле:

(4.22)

Подставив значения, получим:

4.3 Расчёт направляющих элементов

Прямолинейное движение

Нормальные реакции на колесах за вычетом нагрузки на колесо определяются по формуле:

(4.23)

где k – коэффициент перераспределения нагрузки.

Подставив значения, получим:

Тормозные силы определяются по формуле:

(4.24)

Подставив значения, получим:

Тормозной момент определяется по формуле:

(4.25)

Подставив значения, получим:

Силы от пружины определяются по формуле:

(4.26)

Подставив значения, получим:

Боковые силы и равны нулю.

Занос

Нормальные реакции на колесах определяются по формулам:

(4.27)

(4.28)

где: - высота центра тяжести; - ширина колеи.

Принимаем: =0,65м;

=1,27м;

Подставив значения, получим:

Боковые силы определяются по формуле:

(4.29)

(4.30)

Подставив значения, получим:

Силы от рессор определяются по формуле:

(4.31)

(4.32)

Подставив значения, получим:

Продольные силы равны нулю.

4.4 Расчет демпфирующих элементов

Направляющее устройство нагружается только вертикальными силами, значения которых удовлетворяют выражению:

(4.33)

Их величина должна быть увеличена в К раз.

К=1,75 - коэффициент динамичности.

Для гашения вертикальных и продольных угловых колебаний кузова, а также вертикальных колебаний колес, которые возникают под действием дорожных неровностей и неуравновешенности колес, применяют специальные устройства – амортизаторы. Наибольшее распространение получили телескопические амортизаторы двухстороннего действия с несимметричной характеристикой ( ko > kс ) и разгрузочными клапанами.

Уменьшение сопротивления при ходе сжатия связано со стремлением ограничить силу, передающуюся через амортизатор кузову при наезде колеса на препятствие. Соотношение между коэффициентами сжатия и отбоя:

Наиболее полно требованиям, предъявляемых к подвески автомобиля, удовлетворяют гидравлические рычажные и телескопические амортизаторы.

Требования, предъявляемые к амортизаторам:

- увеличение затухания с ростом скорости колебаний, во избежание раскачивания кузова колес;

- малые затухания колебаний при движении автомобиля по неровностям малых размеров;

- минимальная нагрузка от амортизатора на кузов;

- стабильность действия при движении в различных условиях и при разной температуре воздуха.