Определение основных параметров и расчет внедорожника

Ульяновский Автомобильный Завод родился в июле 1941 г. и поначалу носил имя УльЗИС, как филиал московского ЗИС (ныне АМО-ЗИЛ). В мае 1942 года с онвейера сошли первые пять грузовиков ЗИС-5. Позже сборку ЗИС-5 передали на Урал (в Миасс), а в Ульяновске в октябре 1947 г. началась сборка полуторки ГАЗ-АА.

В 1955 году начинается выпуск ГАЗ-69. «Газик» так его назвали в народе. Эта модель была разработана на Горьковском автозаводе и серийно выпускалась на ГАЗе с 1953 года. Это был первый массовый отечественный джип, который широко использовался в гражданских целях, в отличии от предшественника ГАЗ-67, который был разработан в основном для армейских нужд.

В 1957 году появилась собственная разработка – полноприводный УАЗ-452, Благодаря высокому дорожному просвету и короткой базе, Буханка отличалась отменной проходимостью. Выпускалась и модель с одним ведущим мостом (УАЗ-451). Автомобиль производится как в кузовном (пассажирском) так и в грузовом (2-х местном) варианте. Так же как и другие модели УАЗа, Буханка стала благодатной почвой для тюнинга. До сих пор к ней проявляют интерес любители тюнинга отечественной техники. Завод до сих пор выпускает эту модель под индексом UAZ-2206 (2009 год).

В декабре 1972 года родился легендарный УАЗ-469. Разработка этой модели началась в 1959 году, но из-за технических и бюрократических проволочек выпуск УАЗика постоянно откладывался. Этот внедорожник рассчитан на перевозку семи пассажиров и 100 кг багажа (или двух пассажиров и 600 кг багажа). Завод до сих пор выпускает эту модель, периодически меняя название и внося изменения в конструкцию автомобиля, однако внешний вид остаётся неизменным. Эту модель часто сравнивают с английским Лэнд Ровэр Дэфэндер, который уже много лет выпускается практически без изменений.

В 1998 году появился УАЗ-3160 Simbir. На эту модель устанавливались три двигателя: карбюраторный УМЗ-421.10–10, инжекторный УМЗ-4213.10, и итальянский дизель «VM Motori» мощностью 106 л.с. Симбир есколько омрачил репутацию ульяновских внедорожников из-за низкого качества и несовершенства конструкции, да и дизайн кузова оставлял желать лучшего. Выпускалась так же версия с увеличенной базой (УАЗ-3162), которая позже стала «донором» для модели УАЗ Patriot.

C декабря 2003 года начат выпуск модели УАЗ Хантер (УАЗ-315195). В отличии от базового УАЗ-469, Хантер получил новый инжекторный двигатель, гидроусилитель руля и более мягкую подвеску.

17 августа 2005 г. началось серийное производство внедорожника UAZ Patriot. Эта модель создана на базе модели УАЗ-3162. Однако технически Патриот в корне отличается от своего предшественника. Инжекторный двигатель 2.7 литра. Новая «бесшумная» трансмиссия. Совершенно новый салон. В отличие от базовой модели 3162, у Патриота более мягкая подвеска.

1. Общие сведения по разрабатываемой машине

Конструкция автомобиля

1 Конструктивные особенности автомобиля

2 Краткое описание отдельных конструктивных особенностей.

3 Косозубая раздаточная коробка (КРК)

4 Электрооборудование

5 Передние тормоза

6 Задние тормоза

7 Рулевое управление с гидроусилителем

8 Экологичность

9 Особенности интерьера и экстерьера

автомобиль управление косозубчатый тормоз

1.1 Конструктивные особенности автомобиля

• Новый мощный двигатель ЗМЗ-409.10 с системой впрыска топлива и нейтрализатором отработавших газов удовлетворяет стандарту Euro II. Мощность – 128 л.с. обеспечивает улучшенную динамику автомобиля. Трехточечная подвеска двигателя с новыми опорами позволяет кардинально снизить внутренний шум и вибрации.

• Новое импортное сцепление ´LUKª дифрагментарного типа обладает высоким ресурсом и обеспечивает мягкое включение выбранной передачи.

• Новая пятиступенчатая коробка перемены передач обеспечивает лучшую избирательность и меньшие усилия на рычаге переключения. За счет оптимального набора передаточных чисел сокращается средний расход топлива.

• Новая косозубая раздаточная коробка с одним рычагом управления удобна, бесшумна и долговечна.

• Новые мосты типа ´Спайсерª, с колеейь1600 мм., гидроусилитель рулевого управления, модернизированные механизмы подвески обеспечивают легкость управления автомобилем, хорошую Плавность хода, высокую устойчивость на дороге.

• Новый передний мост оснащается поворотными кулаками с современными шарнирами равных угловых скоростей типа ´Бирфильдª, обеспечивающими высокую маневренность автомобиля и малый радиус разворота. Широкая колея и новые углы установки управляемых колес позволили избавить автомобиль от излишней валкости и улучшить показатели устойчивости и управляемости.

• Дисковые тормоза на передних колесах и модернизированные барабанные механизмы на задних с автоматической регулировкой зазора – улучшили тормозную динамику, более надежны и просты в обслуживании.

• Колесные диски нового дизайна более эстетичны и обеспечивают лучшую вентиляцию тормозных механизмов.

1.2 Краткое описание отдельных конструктивных особенностей

Ведущие мосты типа ´Спайсерª:

Картер моста состоит из неразъемного литого картера главной передачи, запрессованных в него кожухов (чулков) полуосейьи штампованной крышки картера. Отсутствие разъема в поперечной плоскости моста придаёт конструкции высокую жесткость, не нагруженность соединения крышки и картера уменьшает вероятность течи масла по стыку, а размещение главнойпередачи и дифференциала в едином картере обеспечивает высокую точность зацепления, бесшумность и более благоприятные условия для работы подшипников. Благодаря всем этим особенностям конструкции реальный ресурс мостов значительно возрос.

Кроме того, теперь для доступа к главной паре и дифференциалу совсем не обязательно демонтировать мост с автомобиля – достаточно просто снять крышку. Обслуживание моста ´Спайсерª сводится к поддержанию уровня масла в картере и периодической егозамене, контролю за состоянием всех уплотнений и креплений моста к кузову и своевременному устранению возникающих осевых зазоров в подшипниках ведущей шестерни и дифференциала.

Что касается переднего моста, то в его конструкции применены современные шарниры равных угловых

скоростей (ШРУС) типа ´Бирфильдª, которые гораздо долговечнее шарниров старой конструкции (´Вейсª).

Использование шаровых опор вместо шкворней и колес с вылетом 40 мм (ЕТ=40 мм) позволяет:

· снизить и стабилизировать момент сопротивления повороту;

· улучшить стабилизацию управляемых колес на всех скоростях движения автомобилей;

· повысить устойчивость и управляемость автомобилей;

· повысить ресурс шаровых опор;

· улучшить ремонтопригодность всего узла в целом.

1.3 Косозубая раздаточная коробка (КРК)

Косозубая раздаточная коробка на 80% унифицирована с традиционной РК и содержит 11 оригинальных деталей. Основным отличием КРК от традиционной РК является наличие косозубых шестерен вместо прямозубых для передачи вращения на передний мост автомобиля. Это позволяет снизить уровень шума на 8–10 дБА по сравнению с традиционной РК.

Применение роликовых подшипников вместо шариковых позволило повысить грузоподъемность подшипников в 2 раза. КРК рассчитана на применение на автомобилях УАЗ двигателей с крутящим моментом до 30 кгм, что на 60% выше возможностей традиционной РК. В эксплуатации обслуживание КРК заключается в своевременной замене смазки согласно инструкции по эксплуатации автомобиля.

1.4 Электрооборудование

Новые жгуты проводов с оптимизированными сечениями проводов от 0,5 до 10 мм². Уменьшают падение напряжения в электрических цепях. Соединение всех жгутов проводов между собой осуществляется посредством разъемов, что улучшает ремонтопригодность, замену и диагностику. В местах возможного повреждения, жгуты проводов защищены гофрированными пластиковыми трубками.

· Травмобезопасная панель приборов оснащена блоками контрольных ламп, клавишными и кнопочными переключателями с подсветкой символов и прикуривателем. Улучшает эргономику и травмобезопасность рабочего места водителя.

Спидометр с электроприводом обеспечивает более точные показания скорости движения и обладает большей надежностью, чем аналогичный тросовый привод.

· Стеклоочиститель и омыватель заднего стекла на распашной двери задка с реле времени омыва.

· Фары головного света с галогеновыми лампами и гидрокорректором улучшают освещенность дороги и облегчают регулировку светового пучка в зависимости от загрузки автомобиля.

1.5 Передние тормоза

На переднем мосту установлены дисковые тормоза. Дисковые тормоза при одинаковой эффективности более стабильны по сравнению с барабанными, т.е. при торможении автомобиль удерживается на траектории движения без подруливания. Открытая конструкция тормозов обеспечивает легкость замены колодок и хорошее охлаждение тормозных механизмов.

Вентилируемый диск тормоза также хорошо охлаждается, что обеспечивает эффективную и стабильную работу тормозов. Зазор между колодками и диском устанавливается автоматически.

Накладки тормоза безасбестовые.

При обслуживании необходимо только контролировать износ накладок и, при износе их заменять. Тормоза полностью отвечают требованиям Правил №13 ЕЭК ООН.

Применение колес с вылетом +40 мм уменьшает плечо обкатки и обеспечивает более устойчивое движение автомобиля, в том числе и при торможении.

1.6 Задние тормоза

На автомобиле установлены барабанные тормоза с автоматической регулировкой зазора между накладками и барабаном (во время эксплуатации и обслуживания регулировать зазор как на предшествующих моделях УАЗ не нужно). Усилены колодки и тормозной барабан. Повышена точность изготовления ступиц и барабанов, что позволило менять барабаны с сохранением ступицы (исключена их совместная обработка), то повысило стабильность работы тормозов.

Введены отверстия в щиты, что позволило контролировать износ накладок при обслуживании не снимая колесо и тормозной барабан. Накладки тормозов безасбестовые.

Тормоза полностью соответствуют требованиям Правил №13 ЕЭК ООН

1.7 Рулевое управление с гидроусилителем

Рулевое управление с гидро-усилителем включает рулевой механизм с интегрированным гидро-усилителем, шланги: нагнетательный, сливной и всасывающий; бак масляный и насос.

Рулевой механизм с интегрированным гидро-усилителем состоит из механической передачи винт шариковая гайка рейка зубчатый секторª, гидрораспределителя и силового цилиндра, конструктивно объединенного в единый картер рулевого механизма.

Масляный бак содержит в себе запас рабочей жидкости (масла) и фильтр, на котором остаются загрязнения и продукты износа, вымываемые маслом при работе гидроусилителя. Масляный бак крепится на специальном кронштейне, на брызговике в подкапотном пространстве.

Насос служит для создания рабочего давления масла при работе гидроусилителя. Насос крепится на специальном кронштейне на двигателе и приводится ремнем от коленчатого вала.

Установка рулевого управления с гидроусилителем позволяет решить задачу повышения маневренности автомобиля при одновременном снижении усилий на рулевом колесе. При этом значительно снижается передача толчков на рулевое колесо при наезде на препятствия и неровности дороги. Это позволяет повысить удобство управления автомобилем, снизить утомляемость водителя и повысить безопасность движения при одновременном увеличении средней скорости движения.

При обслуживании рулевого управления с гидроусилителем выполняются обычные операции (как и при отсутствии усилителя) – подтяжка креплений, смазка и т.д. Добавляются только операции, связанные с наличием подвижных уплотнений системы ГУР – проверка герметичности соединений и уровня масла в баке.

1.8 Экологичность

Применяемая на автомобилях UAZ Simbir система выпуска отработавших газов с системой их нейтрализации, совместно с системой улавливания топливных испарений позволяет выполнить требования стандарта Euro II. Приемная труба, нейтрализатор и глушитель изготовлены из нержавеющей жаропрочной стали, что позволяет значительно увеличить срок их эксплуатации.

1.9 Особенности интерьера и экстерьера

Автомобиль UAZ-Simbir – это большой, полноразмерный недорожник с великолепными кузовными порциями, в котором свободно и комфортом размещаются водитель и четверо (а при желании и восемь) пассажиров. Сиденья автомобиля за счет различных регулировок и достаточно широких возможностей трансформации позволяют не только с комфортом преодолевать значительные расстояния, но и рганизовывать просторные спальные места во время отдыха или перевозить крупногабаритные грузы.

Водительское сиденье за счет широкого диапазона регулировок и регулировки наклона рулевой колонки позволит удобно устроится за рулем, как высоким водителям, так и людям среднего роста. Передние сиденья снащены родольной регулировкой, регулировкой высоты наклона спинки, и поясничным подпором. Кроме того, передние сиденья обладают достаточной боковой поддержкой.

Комфортабельное сидение второго ряда может складываться как целиком, так и по частям в отношении 1:3, позволяя разместить больший объем груза. Все сиденья в автомобиле легко раскладываются, образуя спальный вариант. Боковые сиденья в багажном отсеке позволяют дополнительно брать на борт четырех человек. Для их удобства предусмотрены мягкие подпоры под спину, поручень над дверью багажного отсека и на самой двери. Достаточно энергоемкая подвеска автомобиля позволит преодолеть приличное расстояние без значительной утомляемости. при раскладывании сиденья второго ряда боковые сиденья откидываются к бортам автомобиля.

2.Определение основных параметров и расчет машин

Теоретические сведения и расчетные формулы

В случае движения автомобиля на подъём сила тяги должна быть достаточной для преодоления возникающих сопротивлений движению. Расчет тягового баланса автомобиля:

 (1.1)

где:- Сила тяги груженного автомобиля, Н;

 – Сила сопротивления качению колес автомобиля на прямом горизонтальном участке пути (сопротивление качению по деформации шин и дороги, трение шин о покрытие), Н;

 – Сила сопротивления движению на подъемах и уклонах, Н;

 – Сила сопротивления воздуха, Н;

- Сила инерции, возникающая при разгоне автомобиля, Н.

Нами рассматривается случай равномерного движения автомобиля. Это позволяет исключить составляющую из уравнения (1.1). Так как автомобиль работает в разных условиях, где рабочие скорости в невелики (не более 60 км/ч), величиной также пренебрегаем, тогда:

.

Сила тяги автомобиля. Н:

 (1.2)

где: N – эффективная мощность двигателя, кВт, которая приводится в технических характеристиках машин (таблица 1.1);

-скорость движения автомобиля. км/ч);

 – КПД передачи между двигателем и ведущими колесами; для автомобиля, =0.85…0.95.

Таблица 1.1. Техническая характеристика внедорожника УАЗ-3162