ВВЕДЕНИЕ 3
ГЛАВА 1 ТЕНДЕНЦИИ И ПЕРСПЕКТИВЫ РАЗВИТИЯ КОНСТРУКЦИИ РУЛЕВОГО УПРАВЛЕНИЯ ГРУЗОВОГО АВТОМОБИЛЯ 5
1.1 Требования предъявляемые к рулевому управлению грузового автомобиля 5
1.2 Основные виды рулевых механизмов на грузовой технике 8
1.3 Анализ конструкций рулевого управления грузового автомобиля 10
1.4 Формирование цели и постановка задач исследования 15
ГЛАВА 2 РАЗРАБОТКА МАТЕМАТИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ ДИНАМИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ РУЛЕВЫХ СИСТЕМ С ГИДРАВЛИЧЕСКИМИ УСИЛИТЕЛЯМИ 16
2.1 Методы построения математической модели динамических процессов
рулевых систем с гидравлическими усилителями 16
2.2 Математическое описание динамических звеньев входящих в состав ГУРУ
автомобиля 21
ГЛАВА 3 АНАЛИТИЧЕСКОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ДИНАМИЧЕСКИХ
ПРОЦЕССОВ РУЛЕВЫХ СИСТЕМ С ГИДРАВЛИЧЕСКИМИ
УСИЛИТЕЛЯМИ 28
3.1 Анализ принципиальных схемы работы рулевой системы грузового
автомобиля с гидравлическим усилителем 28
3.2 Динамическое иследование рулевой системы с гидравлическими
усилителями 33
3.3. Методы модернизации рулевого управления с цилиндрами гидравлического типа 40
3.4 Разработка функциональных и структурных схем рулевых систем с
гидравлическим усилителем 42
3.5 Типовые воздействия в системах автоматического регулирования 46
3.6 Исследование процесса регулирования в рулевых системах с
гидравлическими усилителями 51
Заключение 54
Список литературы
Актуальность темы. Повышение рабочего ресурса и бесперебойной работы рулевой системы грузового автомобиля является актуальной проблемой автомобилестроения. Одним из основных факторов, влияющих на надежность и безотказность работы рулевой системы, являются динамические нагрузки при крутильных колебаниях, особенно на резонансных режимах. Отрицательное влияние оказывают резонансные крутильные колебания, передаваемые от дороги в рулевую систему от управляемых колес. Наибольшему воздействию от крутильных колебаний подвержены шаровые подшипники рулевой системы, шлицевая часть карданной передачи.
Безотказная работа рулевого управления определяется как исправностью входящих в него элементов, так и других сборочных единиц грузового автомобиля, поэтому при определении причин неисправностей в системе рулевого управления необходимо иметь в виду, что причинами ухудшения устойчивости движения автомобиля могут быть также:
-неправильная балансировка колес;
-свободный ход в подшипниках ступиц и неправильная затяжка гаек крепления колес к ступицам;
-неисправность амортизаторов;
-неправильная установка управляемых колес (углы установки и схождение не соответствуют рекомендованным).
Причинами ухудшения самовозврата колес в нейтральное положение (водитель вынужден все время принудительно возвращать в среднее положение) могут быть:
-недостаточное количество смазочного материала и большое трение в шарнирах поворотных кулаков;
-пониженное давление воздуха в шинах колес.
Причинами увеличения усилия на рулевом колесе могут быть: -пониженное давление воздуха в шинах колес;
-недостаточное количество смазочного материала в шкворневых узлах поворотных кулаков (особенно в упорных подшипниках), в ступицах колес и в шарнирах рулевых тяг;
-чрезмерная затяжка подшипников ступиц передних колес;
-чрезмерная затяжка подшипников рулевой колонки.
Цель работы. Исследование методики расчета и исследования рулевых систем грузового автомобиля
Задачи работы.
1. Рассмотрение перспективы развития конструкции рулевого управления грузового автомобиля.
2. Разработка математической модели динамических процессов рулевых систем с гидравлическими усилителями.
3. Аналитическое исследование динамических процессов рулевых систем с гидравлическими усилителями.
Методы исследования. Теоретический метод исследования крутильных колебаний; теоретический метод расчета соударений в зубчатых зацеплений с учетом крутильных колебаний.
Научная новизна.
1. Метод расчета ударного взаимодействия в зубчатых зацеплениях, учитывающий влияние крутильных колебаний.
2. Повышение ресурса работы зубчатых зацеплений силового агрегата за счет использования силиконового демпфера крутильных колебаний.
Практическая значимость работы заключается в обосновании применения в силовом агрегате жидкостного демпфера крутильных колебаний, повышении надежной работы зубчатых зацеплений. Предложенные рекомендации могут быть внедрены в конструкции новых, а также выпускаемых в настоящее время силовых агрегатов.
Достоверность результатов. Обоснованность теоретических положений работы подтверждена экспериментальными исследованиями, отраженными в работах других авторов по данной теме.
В результате выполненной работы достигнута поставленная цель разработка методики определения основных характеристик динамических процессов, протекающих в рулевых механизмах с гидравлическими усилителями.
Основные результаты работы следующие:
1. Выполнен обзор конструкций рулевых систем с гидравлическими усилителями. Установлено, что все конструкции рулевых систем можно разделить по коэффициенту обратной связи, который в одних системах равен единице, а в других не равен единице. Также конструкции рулевых систем можно классифицировать по передаче потока жидкости от гидравлического распределителя к гидроцилиндрам, которая в одних системах осуществляется через длинные податливые гидравлические трубопроводы, а в других через короткие жесткие трубопроводы или через сверленые каналы.
2. Для решения задач диссертации выполнен анализ используемых математических методов для прогнозирования динамических процессов рулевых систем с гидравлическими усилителями.
3. Установлено, что процесс управления движением автомобиля описывается рядом последовательных процессов в механических узлах и гидравлических устройствах каждый, из которых можно описать дифференциальным уравнением различного порядка.
4. Показаны пути качественного анализа динамических характеристик рулевых систем с гидравлическими усилителями:
- введением типового воздействия и получение уравнения системы в операторной форме с последующим обратным преобразованием по Лапласу;
- анализ поведения системы по характеристическому уравнению различной степени.
5. Предлагаемые результаты работы позволяют прогнозировать поведение рулевых систем с гидравлическими усилителями.
1. Передерий A.A. Устройство рулевой системы грузового автомобиля. Учебное пособие. М., 2004.
2. ГОСТ Р 52302-2015 Автотранспортные средства. Устойчивость и управляемость. Технические требования. Методы испытания. - официальное издание / М.: ИПК Издательство стандартов, 2015
3. Умняшкин В.А. Эксплуатационные свойства автомобиля: Учеб.
Пособие / В.А. Умняшкин, В.В. Сазонов, Н.М. Филькин - Ижевск: Изд-во ИжГТУ, 2012. - 180с. : ил.
4. Щелоков М. Гидроусилитель рулевого управления, ж. "Колеса" №94 - Москва: Изд-во ПТМ, 2005.-79 с.
5. Рулевое управление автомобиля и его принцип работы. Режим доступа: http: //systemsauto .ru/wheel/wheel. html
6. Кравец В.Н. Законодательные и потребительские требования к автомобилям: Учеб. пособие / В.Н. Кравец, Е.В. Горынин; Нижегород. гос. техн. ун-т. Н. Новгород, 2010. 400 с.
7. Лукин П.П. Конструирование и расчет автомобиля: Учебник для студентов втузов, обучающихся по специальности «Автомобили и тракторы» / П.П. Лукин, Г.А. Гаспарянц, В.Ф. Родионов. - М.: Машиностроение, 2011. - 376 с., ил.
8. Карунин А.Л. Конструкция рулевой системы автомобиля. Шасси / Под общ. ред. А.Л. Карунина - М.: МАМИ, 2011. - 528 с.
9. Родичев В.А. Тракторы и автомобили. - 4-е изд, стереотипное / В.А. Родичев, Г.И. Родичева. - М.: Колос, 2007. - 336 с.: ил.
10. Устройство рулеовых гидроцилиндров Е. В. Михайловский.- М. «Машиностроение» 2003 г.
11. Кузнецов Е.С. Техническая эксплуатация автомобилей. - М.: Наука, 2010. - 534 с.
12. Ремонт дорожных машин, автомобилей и тракторов: учебник для студентов учреждений высшего профессионального образования / ред. В. А. Зорин; сост. Б. С. Васильев. - 7-е изд., стер. - М. : Академия, 2011. - 512 с.
13. Крымов, Александр Владимирович. Механическое оборудование автодрезин и грузовой техники: учебное пособие для профессиональной подготовки работников автомобильного транспорта / А. В. Крымов. - М. : ФГБОУ ”УМЦ ЖДТ", 2012. - 139 с.
14. Шестопалов, Константин Константинович. Подъемно-транспортные, строительные и дорожные машины и оборудование: учебное пособие для студентов учреждений среднего профессионального образования / К. К. Шестопалов. - 6-е изд., стер. - М. : Академия, 2012. - 320 с.
15. Анурьев В.И. Справочник конструктора-машиностроителя: В 3-х т. Т.1.-7-е изд., перераб и доп. - М.: Машиностроение, 1992. -816 с.
16. Гришкевич А.И. Автомобили: Теория: Учебник для вузов. - Мн.: Выш. шк., 1986. - 208 с.
17. ГОСТ 31191.1-2004. Вибрация и удар. Измерение общей вибрации иоценка ее воздействия на человека. Часть 1. Общие требования. - М.: Стандартинформ, 2008. - 23 с.
18. Наумов Е.С., Шарипов В.М., Эглит И.М. «Рулевое управление колесных тракторов». [Электронный ресурс]. URL.:http//mospolytech/ru/storage/f iles/kaf/auto/books/39.pdf (дата обращения 28.02.2018)
19. Гидроусилитель рулевого управления автомобиля КАМАЗ-5320. [Электронный ресурс]. URL.: http://rusautomobile.ru/library/gidrousilitel-rulevogo- upravleniya-avtomobilya-kamaz-5320 (дата обращения 1.03.2019)