Современные и перспективные конструкции автомобиля

ВВЕДЕНИЕ

За более чем столетнюю свою историю автомобиль превратился в очень сложный технический продукт. Многие его компоненты и агрегаты продолжают развиваться на качественно новом уровне, достигая пределов механического совершенства и "обрастая" новыми системами контроля. Улучшился не только дизайн, который определяет эксплуатационное качество, но и процесс производства и утилизации, то есть весь жизненный цикл автомобиля, что повлияло не только на самого потребителя, но и на все остальное общество. Надо сказать, что устойчивая тенденция к снижению экономического воздействия автомобилей на человека и окружающую среду наметилась относительно недавно. До этого, в течение долгого времени, автомобиль становился тяжелее и крупнее, потребляя больше топлива. В то же время некоторые технические решения, направленные на снижение расхода топлива, не дали существенных результатов, так как они дублировались статьями расходов. Ситуация кардинально изменилась относительно недавно, но отдельные экологические кризисы и угроза глобальных экологических катастроф выдвинули требования охраны окружающей среды, экономии топлива и других ресурсов при производстве автомобилей на первое место. Снижение расхода топлива и, как следствие, загазованности происходит за счет использования легких и прочных материалов, таких как алюминий, титан, а также применения антифрикционных покрытий, а также оптимизации системы и состава алгоритмов электронного управления двигателями внутреннего сгорания (системами впрыска топлива). Следует также отметить, что долгосрочные исследования альтернативных силовых агрегатов и видов топлива пока не привели к кардинальным изменениям в силовых установках, говорят эксперты, те же бензиновые и дизельные двигатели будут усовершенствованы в ближайшем будущем. Например, хорошие перспективы имеют сжиженная нефть и сжатый природный газ, запасы которых все еще очень велики. Но в то же время у газа есть недостаток – небольшое количество потребляемой энергии. Также многие видят будущее в гибридных автомобилях, которые представляют собой двигатели, работающие в наиболее оптимальном режиме с точки зрения эффективности. Аэродинамика играет очень важную роль в автомобильной промышленности. Чтобы улучшить этот показатель, недавно были применены новые лакокрасочные покрытия, новые конструкции и технические решения. Конечно, новые технологии более сложны и дороги, поэтому их использование в дизайне автомобилей ограничено в первую очередь платежеспособностью потребителей. Тем не менее, они всегда внедряются в самые дорогие автомобили.

ГЛАВА 1 – ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ СВЕДЕНИЯ
1.1 Исходные данные для расчёта
№ п/п Размер- ность Номер варианта
13 14 15 16 17 18 19 20

1 - Коробка передач Карданная передача Полуоси и балка моста
сцепление Управляе-мый мост Рулевое управление Подвеска передняя Рулевое управление
2 - Грузовой
3 - К К К К К К К К
4 - 4x2 зп 4x2 зп 4x2 зп 4x2 зп 4x2 зп 4x2 зп 4x2 зп 4x2 зп
5 кг 1100 1650 3250 3200 4300 5500 7600 7200
6 кг 1600 2610 7400 7850 9500 11725 17800 15000
7 кВт 55 66 85 88,5 ПО 136 155 133
8 С-1 600 419 336 335 336 293 273 336
9 Н* м 108 171 ,6 284 284 402 510 637 466
10 С-1 388 249 220 240 200 157 192 200
11 - 3,49 3,78 6,48 6,55 7.44 11,4 6,38 6.17
12 - 2.04 2,60 3.09 3,09 4.10 6.10 3,29 3,40
13 - 1.33 1.55 1,71 1.71 2,29 3.33 2.04 1.79
14 - 1.00 1,00 1.00 1.00 1,47 1,83 1,25 1.00
15 - - - - - 1,00 1,00 0,81 0.78
16 - 3,90 4,625 6,83 6.17 6.32 6,33 6.83 8.90
17 м 2.40 2.30 3,70 3.77 3,80 4.5 5.32 4.23
18 м 1,25 1.445 1,65 1,63 1,80 1,93 1,85 2.02
19 м 0.29 0,38 0,49 0,49 0,49 0,49 0,49 0.60
20 - 0,90 0,90 0,90 0.85 0.84 0.85 0,80 0,80
21 ИЖ2715 УАЗ 3303 ГАЗ 53 А ГАЗ 3307 ЗИЛ 130 ЗИЛ 4331 ЗИЛ 133 ГЯ УРАЛ 377Н
Таблица 1 – Исходные данные для расчёта

1.2 Назначение и типы рулевых механизмов автомобиля

Рулевые механизмы автомобиля обеспечивает маневренное вращение колеса с небольшим усилием на рулевом колесе. Этого можно достичь, увеличив передаточное отношение рулевого механизма. Однако передаточное число ограничено количеством оборотов рулевого колеса. Если вы выберете передаточное отношение более чем на 2-3 оборота рулевого колеса, время, необходимое для поворота автомобиля, значительно увеличится, что недопустимо в условиях вождения. Именно поэтому передаточное число рулевого механизма ограничено 20-30, а для того, чтобы уменьшить усилие на рулевом колесе, в рулевой механизм или привод встроен усилитель. Ограничение передаточного отношения рулевого механизма также связано с характеристиками обратимости, то есть способностью передавать обратное вращение рулевому колесу через механизм. Было обнаружено, что при большом передаточном числе увеличивается трение шестерен механизма, исчезает обратимость, и самовывоз управляемого колеса после нахождения в прямом положении невозможен. Механизм рулевого управления классифицируется в зависимости от типа рулевого механизма следующим образом:
- Червячная;
- Винтовая;
- Шестерёнчетая.
Механизм рулевого управления с червячно-роликовой передачей имеет червяк, прикрепленный к рулевому валу в качестве ведущего звена, и ролик нарезан по дуге окружности (глобоиду), чтобы полностью входить