Помощь студентам в учебе
Исследование работы сцепления при трогании автомобиля с места
|
ВВЕДЕНИЕ 7
1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА 9
1.1 Назначение сцепления автомобиля 9
1.1.1 Требования предъявляемые к конструкции фрикционного сцепления 9
1.2 Конструкции сцепления автомобиля 13
1.2.1 ОСНОВНЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ ФРИКЦИОННОГО СЦЕПЛЕНИЯ 15
1.2.2. СЦЕПЛЕНИЯ СПЕЦИАЛЬНЫХ ТИПОВ 18
1.3. Обоснование выбора темы исследования 23
1.4 Вывод 24
2. КОНСТРУКТОРСКАЯ ЧАСТЬ 25
2.1.1. Подготовка исходных данных для тягового расчета 25
2.1.2. Определение передаточного числа главной передачи 26
2.1.3. Расчет внешней скоростной характеристики 27
2.1.4. Определение передаточных чисел коробки передач 28
2.1.5. Тяговый баланс автомобиля 30
2.1.6. Динамическая характеристика автомобиля 32
2.1.7. Разгон автомобиля 32
2.1.8. Время и путь разгона автомобиля 34
2.1.9. Мощностной баланс автомобиля 36
2.1.10. Топливно-экономическая характеристика 37
2.2 Вывод 37
3. ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКАЯ ЧАСТЬ 38
3.1. Исследование работы сцепления автомобиля 2(второго) класса 38
3.1.2 Разработка динамической модели автомобиля 38
3.1.3. Дифференциальные уравнение движения автомобиля 42
3.1.4. Пример определения наружного диаметра ведомого диска сцепления
для легкового автомобиля второго класса классической компоновки с использованием программы «Start» 45
3.2. РАБОТА С СИСТЕМОЙ START 49
3.2.1. Режим "Ввод и расчет" 49
3.2.2 Режим "Просмотр" 50
3.2.3 Режим "Печать" 50
3.2.4 Режим "График" 50
3.2.5 Режим "DOS" 51
3.2.6 Режим "Выход" 51
3.3 Вывод 51
4. БЕЗОПАСНОСТЬ И ЭКОЛОГИЧНОСТЬ ОБЪЕКТА 52
4.1 Описание рабочего места 52
4.2 Анализ потенциальных опасных и вредных производственных факторов. 53
4.3 Влияние персонального компьютера на организм человека 55
4.4. Организационные, технические мероприятия по созданию безопасных
условий труда 57
4.4.1 Средства защиты от физических опасных и вредных
производственных факторов 58
4.4.2 Средства защиты от психофизиологических опасных и вредных
производственных факторов 59
4.4.3 Требования к микроклимату 59
4.4.4 Рекомендации по использованию персонального компьютера 60
4.5. Обеспечение электробезопасности на производственном участке 61
4.6 Обеспечение пожаробезопасности на производственном участке 63
4.7 Инженерные расчеты 64
4.7.1 Расчёт искусственного освещения рабочего места 64
4.8 Экологическая экспертиза разрабатываемого объекта 69
4.9 Безопасность объекта при аварийных и чрезвычайных ситуациях 69
4.10. Вывод 70
5. ЭФФЕКТИВНОСТЬ ПРОЭКТА 71
5.1. Организационно-экономическое обоснование научно-исследовательской
работы (НИР) 75
5.1.1. Составление логически-последовательного перечня работ,
выполняемых в процессе исследования 75
5.1.2. Определение ожидаемой трудоёмкости этапов НИР и составление
оптимизированного линейного графика выполняемых этапов НИР 78
5.1.3. Расчет и составление сметы затрат на проведение НИР 80
5.2. Расчет показателей экономической эффективности НИР 84
Вывод 86
6. ЗАКЛЮЧЕНИЕ 88
СПИСОК ИСПЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ 89
ПРИЛОЖЕНИЕ А ГРАФИКИ ТЯГОВОГО БАЛАНСА 91
ПРИЛОЖЕНИЕ Б ПЕРЕЧЕНЬ ФАЙЛОВ СИСТЕМЫ START 93
1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА 9
1.1 Назначение сцепления автомобиля 9
1.1.1 Требования предъявляемые к конструкции фрикционного сцепления 9
1.2 Конструкции сцепления автомобиля 13
1.2.1 ОСНОВНЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ ФРИКЦИОННОГО СЦЕПЛЕНИЯ 15
1.2.2. СЦЕПЛЕНИЯ СПЕЦИАЛЬНЫХ ТИПОВ 18
1.3. Обоснование выбора темы исследования 23
1.4 Вывод 24
2. КОНСТРУКТОРСКАЯ ЧАСТЬ 25
2.1.1. Подготовка исходных данных для тягового расчета 25
2.1.2. Определение передаточного числа главной передачи 26
2.1.3. Расчет внешней скоростной характеристики 27
2.1.4. Определение передаточных чисел коробки передач 28
2.1.5. Тяговый баланс автомобиля 30
2.1.6. Динамическая характеристика автомобиля 32
2.1.7. Разгон автомобиля 32
2.1.8. Время и путь разгона автомобиля 34
2.1.9. Мощностной баланс автомобиля 36
2.1.10. Топливно-экономическая характеристика 37
2.2 Вывод 37
3. ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКАЯ ЧАСТЬ 38
3.1. Исследование работы сцепления автомобиля 2(второго) класса 38
3.1.2 Разработка динамической модели автомобиля 38
3.1.3. Дифференциальные уравнение движения автомобиля 42
3.1.4. Пример определения наружного диаметра ведомого диска сцепления
для легкового автомобиля второго класса классической компоновки с использованием программы «Start» 45
3.2. РАБОТА С СИСТЕМОЙ START 49
3.2.1. Режим "Ввод и расчет" 49
3.2.2 Режим "Просмотр" 50
3.2.3 Режим "Печать" 50
3.2.4 Режим "График" 50
3.2.5 Режим "DOS" 51
3.2.6 Режим "Выход" 51
3.3 Вывод 51
4. БЕЗОПАСНОСТЬ И ЭКОЛОГИЧНОСТЬ ОБЪЕКТА 52
4.1 Описание рабочего места 52
4.2 Анализ потенциальных опасных и вредных производственных факторов. 53
4.3 Влияние персонального компьютера на организм человека 55
4.4. Организационные, технические мероприятия по созданию безопасных
условий труда 57
4.4.1 Средства защиты от физических опасных и вредных
производственных факторов 58
4.4.2 Средства защиты от психофизиологических опасных и вредных
производственных факторов 59
4.4.3 Требования к микроклимату 59
4.4.4 Рекомендации по использованию персонального компьютера 60
4.5. Обеспечение электробезопасности на производственном участке 61
4.6 Обеспечение пожаробезопасности на производственном участке 63
4.7 Инженерные расчеты 64
4.7.1 Расчёт искусственного освещения рабочего места 64
4.8 Экологическая экспертиза разрабатываемого объекта 69
4.9 Безопасность объекта при аварийных и чрезвычайных ситуациях 69
4.10. Вывод 70
5. ЭФФЕКТИВНОСТЬ ПРОЭКТА 71
5.1. Организационно-экономическое обоснование научно-исследовательской
работы (НИР) 75
5.1.1. Составление логически-последовательного перечня работ,
выполняемых в процессе исследования 75
5.1.2. Определение ожидаемой трудоёмкости этапов НИР и составление
оптимизированного линейного графика выполняемых этапов НИР 78
5.1.3. Расчет и составление сметы затрат на проведение НИР 80
5.2. Расчет показателей экономической эффективности НИР 84
Вывод 86
6. ЗАКЛЮЧЕНИЕ 88
СПИСОК ИСПЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ 89
ПРИЛОЖЕНИЕ А ГРАФИКИ ТЯГОВОГО БАЛАНСА 91
ПРИЛОЖЕНИЕ Б ПЕРЕЧЕНЬ ФАЙЛОВ СИСТЕМЫ START 93
Повышение качества, надёжности и эффективности новых автомобилей тесно связано с состоянием и развитием теории, позволяющей принимать оптимальные конструкторские решения в процессе проектирования.
Современный подход к решению задачи анализа работы сцепления основан на рассмотрении динамической модели трансмиссии. Аналитические исследования работы сцепления трудоемки и не обеспечивают надежных результатов. Поэтому исследования в настоящее время осуществляется с использованием ЭВМ.
В данной работе с помощью программы на ЭВМ исследуется работа сцепления при трогании автомобиля с места. Трансмиссия автомобиля представляется в виде механической колебательной системы, состоящей из нескольких (обычно не более 5 или 6) сосредоточенных масс, соединенных валами, обладающих жесткостью, но лишенных массы. В процессе колебаний инерционные элементы системы обладают только кинетической энергией, податливые элементы - только потенциальной.
Для более простого расчёта системы дифференциальных уравнений элементы эквивалентной механической колебательной системы приводят к одному валу или нескольким (чаще к коленчатому валу двигателя). Во время этого процесса обеспечивают равенства кинетической энергии приведённой и приводимой массы, потенциальных энергий деформаций приводимого и приведенного упругих звеньев системы и энергии рассеивания на приводимом и приведенном элементах данной системы.
Программа представляет возможность трогания автомобиля на различных типах дорог (изменяется коэффициент сопротивления качения ), а также учитывает ограничение крутящего момента на ведущих колесах, определяемого силой сцепления для заданных дорожных условий.
Если момент на первичном вале коробки передач превышает момент трения сцепления, происходит размыкание сцепления. Система дифференциальных уравнений решается численным интегрированием методом Рунге-Кутта.
Результатом расчета является изменение во времени:
- частоты вращения коленчатого вала двигателя;
- частоты вращения ведомого диска сцепления;
- момента двигателя;
- момента трения сцепления, а также сцепления, удельная работа буксования и температура нагрева;
- моментов нагрузки узлов и деталей трансмиссии.
Современный подход к решению задачи анализа работы сцепления основан на рассмотрении динамической модели трансмиссии. Аналитические исследования работы сцепления трудоемки и не обеспечивают надежных результатов. Поэтому исследования в настоящее время осуществляется с использованием ЭВМ.
В данной работе с помощью программы на ЭВМ исследуется работа сцепления при трогании автомобиля с места. Трансмиссия автомобиля представляется в виде механической колебательной системы, состоящей из нескольких (обычно не более 5 или 6) сосредоточенных масс, соединенных валами, обладающих жесткостью, но лишенных массы. В процессе колебаний инерционные элементы системы обладают только кинетической энергией, податливые элементы - только потенциальной.
Для более простого расчёта системы дифференциальных уравнений элементы эквивалентной механической колебательной системы приводят к одному валу или нескольким (чаще к коленчатому валу двигателя). Во время этого процесса обеспечивают равенства кинетической энергии приведённой и приводимой массы, потенциальных энергий деформаций приводимого и приведенного упругих звеньев системы и энергии рассеивания на приводимом и приведенном элементах данной системы.
Программа представляет возможность трогания автомобиля на различных типах дорог (изменяется коэффициент сопротивления качения ), а также учитывает ограничение крутящего момента на ведущих колесах, определяемого силой сцепления для заданных дорожных условий.
Если момент на первичном вале коробки передач превышает момент трения сцепления, происходит размыкание сцепления. Система дифференциальных уравнений решается численным интегрированием методом Рунге-Кутта.
Результатом расчета является изменение во времени:
- частоты вращения коленчатого вала двигателя;
- частоты вращения ведомого диска сцепления;
- момента двигателя;
- момента трения сцепления, а также сцепления, удельная работа буксования и температура нагрева;
- моментов нагрузки узлов и деталей трансмиссии.
В результате выполнения дипломного проекта:
1. Разработана динамическая модель трансмиссии, позволяющая исследовать нагруженность работы сцепления.
2. Используя программу были проведены расчёты системы дифференциальных уравнений описывающих поведение динамической модели трансмиссии автомобиля.
3. В процессе расчета были получены данные по работе сцепления, по которым построены графики зависимостей параметров сцепления и его нагруженности.
4. Представленные в работе материалы позволяют исследовать крутильные колебания трансмиссии автомобиля любой компоновочной схемы; также приведены результаты расчетов параметров сцепления при трогании автомобиля с места, что позволяет их оптимизировать на стадии проектирования сцепления.
5. Было представлено специальная аудитория для работы с программой START соответствующая всем требованиям предъявляемой к ней.
6. Было экономически доказано выгодность использования электронной модели в качестве испытуемого объекта, чем проведение испытаний с реальным объектом.
На основе анализа полученных графиков, можно сделать вывод, что для уменьшения нагруженности работы сцепления необходимо провести оптимизацию параметров самого сцепления, а именно подобрать оптимальные значения размера ведомого диска, жесткости нажимных пружин, и времени включения сцепления.
1. Разработана динамическая модель трансмиссии, позволяющая исследовать нагруженность работы сцепления.
2. Используя программу были проведены расчёты системы дифференциальных уравнений описывающих поведение динамической модели трансмиссии автомобиля.
3. В процессе расчета были получены данные по работе сцепления, по которым построены графики зависимостей параметров сцепления и его нагруженности.
4. Представленные в работе материалы позволяют исследовать крутильные колебания трансмиссии автомобиля любой компоновочной схемы; также приведены результаты расчетов параметров сцепления при трогании автомобиля с места, что позволяет их оптимизировать на стадии проектирования сцепления.
5. Было представлено специальная аудитория для работы с программой START соответствующая всем требованиям предъявляемой к ней.
6. Было экономически доказано выгодность использования электронной модели в качестве испытуемого объекта, чем проведение испытаний с реальным объектом.
На основе анализа полученных графиков, можно сделать вывод, что для уменьшения нагруженности работы сцепления необходимо провести оптимизацию параметров самого сцепления, а именно подобрать оптимальные значения размера ведомого диска, жесткости нажимных пружин, и времени включения сцепления.