24



Техническое задание.

Проектирование и исследование механизмов автомобиля повышенной проходимости.

Краткое описание работы механизмов автомобиля.


Двухцилиндровый четырёхтактный двигатель внутреннего сгорания (рис. 1) развивает мощность до 25 л.с. Различают два режима работы двигателя: 1) номинальный режим ( при движении автомобиля), когда муфта сцепления включена ( коленчатый вал соединяется с остальными механизмами трансмиссии) и 2) холостой режим работы, когда муфта сцепления выключена. Рабочий цикл в каждом цилиндре двигателя совершается за два оборота коленчатого вала и характеризуется индикаторной диаграммой (рис. 2). Сплошной линией очерчена индикаторная диаграмма для номинального режима работы двигателя; пунктирной – для холостого режима. Данные для построения индикаторных даграмм приведены в таблице 2. Основной механизм двигателя состоит из двух одинаковых горизонтальных кривошипноползунных механизмов ( 1-2-3 и 1-4-5), кривошипы которых располагаются под углом 180o друг к другу на одном коленчатом валу, на котором размещён маховик 17.







рис 1.

рис 2.


Порядок работы механизмов и чередование процессов в цилиндрах следующие:


Угол поворота коленчатого вала

0 - 180o

180 - 360o

360 - 540o

540 - 720o

Левый цилиндр

Расширени

(р.х.)

Выпуск

Всасывание

Сжатие

Правый цилиндр

Всасывание

Сжатие

Расширени

(р.х.)

Выпуск


Управление газораспределением в цилиндрах 6 осуществляется подвесными клапанами 7-10, которые приводятся в движение кулачковым механизмом 12-13 ( рис. 3). Кулачки закреплены на валу 14,который кинематически связан с коленчатым валом через зубчатую передачу 15-16. Движение клапанам передаётся через рычажную систему 8-9-11-12, передаточное отношение которой .

рис. 3

рис. 4





Качающийся толкатель 12 имеет ускорение, которое изменяется по закону, представленному на рис. 4. Работа клапанов строго увязана по фазам с вращением коленчатого вала, угловая скорость которого в два раза больше угловой скорости кулачкового вала. Движение каждому ведущему колесу автомобиля передаётся от дифференциалов через карданный вал 18 и зубчатую передачу 19-20 ( рис. 5 ). Планетерная коробка скоростей обеспечивает получение четырёх скоростей и задний ход. 1-я передача, кинематическая схема которой представлена на рис. 6, состоит из колёс 3-2-1-7-8-9 и водила в, образующих сдвоенный планетарный механизм. Передаточное отношение коробки передач в этом случае


рис. 5

При проектировании и исследовании механизмов автомобиля считать известными параметры, приведенные в таблице 1.




Таблица 1.

Исходные данные


Параметр

Обозначение

Размерность

Значение

1

Средняя скорость поршня

(VB)ср

м/с

9.87

2

Диаметр цилиндра

м

0.076

3

Отношение длины шатуна к длине кривошипа

;

-

3.58

4

Отношение расстояния от центра тяжести шатуна до точки A к длине шатуна

;

-

0.29

5

Число оборотов коленчатого вала двигателя при номинальной нагрузке

Об/с

71.667

6

Число оборотов коленчатого вала при холостом режиме

Об/с

24.167

7

Вес шатуна

кг

0.35






8

Вес поршня

кг

0.37

9

Момент инерции шатуна относительено оси, проходящей через центр тяжести шатуна

I2s; I4s

кгм2

0.0017658

10

Максимальное давление в цилиндре двигателя при номинальной нагрузке

кПа

2649

11

Максимальное давление в цилиндре двигателя при холстом режиме

кПа

1040

12

Коэффициент неравномерности вращения коленчатого вала при холостом режиме

-

0.04

13

Момент инерции коленчатого вала

(без маховика)

I10

кгм2

0.008829

14

Угловая координата кривошипа для силового расчета

град

120

15

Эффективная мощность двигателя при номинальной нагрузке

Вт

14720

16

Механический к.п.д. двигателя

-

0.78

17

Приведённый к валу двигателя момент инерции вращающихся деталей привода автомобиля

кгм2

1.0791

18

Пдъём клапана

м

0.007

19

Передаточное отношение рычажной системы привода клапана

-

0.93

20

Максимально допустимый угол давления в кулачковом механизме

град

28

21

Длина рычага толкателя

м

0.075

22

Соотношение между ускорениями толкателя

-

3.0

23

Угол рабочего профиля кулачка

град

108

24

Радиус скругления толкателя кулачка

м

0.008

25

Межосевое расстояние колёс 19 и 20 ходового механизма

А

м

0.090

26

Передаточное отношение колёс 19 и 20

-

2.56

27

Модуль зубчатых колёс 19 и 20

т

мм

4.5

28

Угол наклона зуба для колёс 19 и 20

град

35

29

Передаточное отношение 1-й передачи коробки скоростей

-

1.332.5

30

Число сателлитов в планетарном редукторе

К

-

3

31

Параметры исходного контура реечного инструмента

град

20

-

1

-

0.25



Таблица 2

Значения давления в цилиндре двигателя в долях максимального давления Pmax в зависимости от положения поршня.

Путь

поршня

(в долях Н)

0

0.025

0.05

0.1

0.2

0.3

0.4

Расширение

0.6

1

0.81

0.62

0.04

0.29

0.21

Выпуск

0.028

0.028

0.028

0.028

0.028

0.028

0.028

Всасывание

0.028

0

-0.028

-0.028

-0.028

-0.028

-0.028

Сжатие

0.6

0.46

0.4

0.3

0.18

0.11

0.068

Путь

поршня

(в долях Н)

0.5

0.6

0.7

0.8

0.9

1.0

Расширение

0.15

0.12

0.09

0.064

0.046

0.032

Выпуск

0.028

0.028

0.028

0.028

0.028

0.032

Всасывание

-0.028

-0.028

-0.028

-0.028

-0.028

-0.028

Сжатие

0.038

0.018

0

-0.011

-0.02

-0.028



1. Проектирование кривошипно-ползунного механизма .

Проектирование кривошипно-ползунного механизма ведется по средней скорости поршня (ползуна). При этом известными являются следующие параметры: средняя скорость поршня Vср=9.87 м/с, частота вращения вала кривошипа n=4300 об/мин, отношение длин шатуна к длине кривошипа = =3.58, отношение расстояния от центра тяжести шатуна до точки А к длине шатуна = =0.29

Длина кривошипа