Файл: Бухарин Н.А. Автомобили. Конструкции, нагрузочные режимы, рабочие процессы, прочность агрегатов автомобиля учеб. пособие.pdf

Силам, приложенным к соответствующим деталям. Для неавтома­ тических приводов мускульного типа наибольшая сила водителя, прикладываемая к педали, принимается 1500 Н и, прикладываемая к рычагу, — 800 Н (соответственно 150 кгс и 80 кгс).

Для малых моделей легковых автомобилей величины сил, прикладываемых водителем, при расчете на прочность составляют 40—50% от приведенных значений.

Для автоматических приводов расчетные силы, действующие на детали привода, принимаются максимальными, соответству­ ющими наибольшему давлению воздуха или жидкости в силовых цилиндрах.

Некоторые данные о режимах торможения грузовых автомоби­

П р и м е ч а й и е. В числителе дамы средние величины, в знаменателе — максимальные.

* По данным НАМИ.

Подвеска, и мосты

Расчет на прочность деталей подвесок и мостов производится по максимальным нагрузкам Ртах при движении автомобиля. Величины Ртах . могут быть найдены по известным статическим

При колебаниях автомобиля на амплитуду колебаний низкой

77

амплитуды [более высокой частоты (5—20 Гц), вызванные силами инерции неподрессоренных масс (мосты, колеса).

Если автомобиль движется по ровной дороге, то основной нагрузкой является нагрузка от подрессоренной массы.

На неровной дороге величина нагрузок и напряжений в балке моста определяется, в основном, динамическими нагрузками от неподрессоренных масс.

Значения коэффициентов динамичности kA приведены в табл. IV.4 и на рис. IV.9.

Анализ опытных данных показывает, что &д возрастает с уве­ личением жесткости подвески, скорости движения автомобиля и уменьшением его нагрузки. Заметим, что в обычных условиях эксплуатации при движении автомобиля указанные максимальные значения kA редки.

Для определения нагрузок от собственного веса моста послед­ ний разбивается на і участков, где і = 8-М2, и определяется масса каждого участка /лг (см. рис. XI 1.7, а).

Динамическая нагрузка от каждого участка моста подсчиты­ вается по формуле

р— т

~ ті dt ’

78'

Т а б л и ц а IV .4

Величины йд для расчета подвески и моста

dvB

где ті — масса каждого отдельного участка моста; -----верти­

кальные ускорения моста (при движении по неровным дорогам на значительной скорости ^ составляют 100 м/с2 и более).

а)п,%

Высокие напряжения в вертикальной плоскости будут при «пробивании» подвески, когда подрессоренная часть автомобиля ударяется в упоры моста.

Для расчета на выносливость необходимо знать нагрузочные режимы деталей подвески, изученные до настоящего времени не­ достаточно.

На рис. IV. 10 приведены кривые распределения повторяемости амплитуд напряжений изгиба балки заднего моста трехосного автомобиля в вертикальной плоскости. Кривая 1 соответствует движению с грузом в 1,35 т; 2 — с грузом 2,5 т; 3 — с грузом 2,5 т и прицепом с общим весом 3,6 т; 4 —- с грузом 4,5 т. Опыты проводились на дороге с асфальтовым покрытием — (а), булыжной мостовой — (б) и проселке — (в).

79

ч

Для расчета на выносливость необходимо знать число н ампли­

реесор (интегральные кривые) на 100 км пробега четырехтонного грузового автомобиля [IV.3 ]. Амплитуды деформации даны как для хода сжатия — от 0 до 50 мм, так и для отбоя— от 0 до —40 мм.

грузкой 4 т ; штриховая л и н и я — без нагрузки:

/ — булыжная дорога удовлетворительного качества; 2—то же плохого качества; 3 — асфальтовая дорога хорошего качества

По оси абсцисс отложена сумма динамических ходов (логариф­ мическая шкала), превышающих данную деформацию рессоры.

Так, например, точка а' показывает, что на булыжной дороге удовлетворительного качества с нагрузкой в 4 т передние рес­ соры автомобиля при сжатии делают 800 колебаний на 100 км с динамическими ходами, превышающими 36 мм (скорость 30 км/ч), а при отбое с теми же ходами — 500 (точка а").

80

средних и тяжелых грузовых автомобилей и автобусов 400—500Н (40—50 кгс), а для легковых автомобилей и легких грузовиков — 150—200Н (15—25 кгс). Меньшие значения — для малых моделей автомобилей. Величина РШІШХ может быть подсчитана также ана­

3. Удар управляемых колес при переезде через пороговые препятствия разной высоты или вертикальную стенку. Величина возникающих при ударе горизонтальных сил, действующих на детали рулевого механизма, зависит от скорости автомобиля при ударе, а также от способа наезда. Рассматриваются случаи наезда левым, правым и одновременно обоими колесами.

Схема установки для определения нагрузок в рулевом меха­ низме при ударе передних колес о препятствие, предложенная

ким экранированным кабелем 2, перемещающимся на роликах 4 по тросу 3. Скорость автомобиля (5— 10 км/ч) замерялась электро­ тахометром 5. Искусственные препятствия 1 прямоугольного сечения имели переменную высоту от 50 до 300 мм.

С помощью проволочных датчиков определялись (рис. IV. 12, е) момент на рулевом валу 1, усилия на сошке 2, левом и правом рычагах трапеции 3 и 4, правом поворотном рычаге 5, поперечной тяге трапеции 6, тяге сошки 7.

Максимальный момент, приложенный к рулевому колесу (ав­ томобиль ГАЗ-69А), замерен при повороте колес на месте на по­ крытии с ср = 0,8 при сниженном давлении воздуха в шинах. Как видно из рис. IV. 13, а усилие Рш колеблется в пределах 190— 250Н (19—25 кгс) в зависимости от давления воздуха в шинах Рв, т. е. близко к указанным выше расчетным величинам. Еще боль­ шие значения Рш могут быть при выезде автомобиля из колеи.

81

Нагрузки при ударе передних колес автомобиля о препят­ ствие высотой 300 мм в зависимости от скорости представлены на рис. IV. 13, б. Этот нагрузочный режим является весьма тяже­ лым, так как шины передних колес при ударе деформировались на 50—70% от величины начального (недеформированного) про­ филя, причем после удара машина отскакивала назад. Наиболь­ шие нагрузки Р г поперечной тяги -.рулевой трапеции были при

одновременном ударе обоими колесами в препятствие и достигали при ѵа = 6 км/ч 4500 Н (450 кгс) при продолжительности воздей­ ствия —0,2 с.

Соответствующее напряжение изгиба и кручения в рычагах трапеции достигало высоких значений о = 460-^-540 МПа (4600— 5400 кгс/см2).

Нагрузки на поворотную сошку и ее тягу 7 достигали наиболь­ ших значений при ударе правым колесом. При ударе обоими коле­ сами сила Р г не равнялась нулю вследствие смещения переднего моста относительно рамы автомобиля и возможной неодновремен­ ности соприкосновения колес с препятствиями.

При торможении автомобиля наибольшие нагрузки несли ле­ вый 3 и правый 4 рычаги трапеции и соединяющая их тяга 6 (см. рис. IV. 12, в).

Основными расчетными режимами для расчета рулевого управ­ ления можно рекомендовать режимы по максимальному моменту, приложенному к рулевому колесу, и по максимальной тормозной силе, приложенной к одному или обоим управляемым колесам автомобиля на дороге с ф = 0,8-н1,0.

83