Проект станции ТО с участком ремонта ходовой части автопарка

Состав чертежей

1. Генеральный план территории А1
2. Плакат характеристики и параметров амортизатора автомобиля ЗИЛ-130 А1
3. Чертеж плана расстановки оборудования А1
4. План разводки отопления здания А1
5. План освещения здания и системы энергоснабжения А1
6. Чертеж плана внутреннего водопровода и канализации А1
7. План вентиляции здания А1
8. Плакат показателей автосервиса экономических А1
9. Чертеж технологии выполнения ремонта ходовой части автомобиля А1
10. Плакат характеристики подвески автомобиля ЗИЛ-130 А1)

Описание

В первом разделе пояснительной записки приведено обоснование технико-экономическое и расчет окупаемости автосервиса. Осуществлен подбор и дана аргументация места расположения предприятия. Рассмотрен план генеральный. Выбрана сфера основная услуг оказываемых. Представлена компоновка постов. Подобрано и аргументировано оборудование. Рассчитан объем работ на год. Определено число персонала. Дано обоснование экономическое предприятия.

Во втором разделе определены коммуникации. Разработана отопительная система. Для этого рассчитали потребное количество теплоты, определили необходимые поверхности отопительных приборов. Разработана вентиляционная система, где рассчитана система вентиляции; выполнен расчет воздуховода общеобменной вентиляции; совершен расчет воздуховода для вытяжки выхлопных газов, поступающих от работающего автомобиля. Разработана система водоснабжения и канализации. Осуществлена разработка системы освещения, а именно рассчитано: освещение производственного помещения, освещение в других помещениях. Разработана системы электроснабжения.

В части технологической рассмотрены факторы, которые вызывают повышенный износ шин. Описаны виды износа и разрушения шин. Представлено состояние шин и их сборка, а конкретнее: норма пробега шин и учёт их работы, монтаж и демонтаж шин. Приведено обслуживание техническое. Определены углы установки колёс передних. Описан ремонт, а для этого рассмотрены: порядок работ по замене и текущему ремонту переднего моста и порядок сбора передней оси.
В части специальной описано устройство подвески автомобильной. Рассчитана подвеска передняя автомобиля ГАЗ-53А и рассмотрены ее назначение, требования к конструкции, классификация, а также определена упругая характеристика подвески и нагрузки на упругий элемент и прогиб. Описано устройство амортизатора и выполнен его расчет. Дано описание устройства колес и шин автомобильных.

В разделе безопасность жизнедеятельности приведена техника безопасности в производственных процессах. Определено воздействие шума и вибрации. Представлены чрезвычайные ситуации. Описана электробезопасность и профессиональные заболевания. Рассчитаны выбросы загрязняющих веществ от различных производственных участков.
В графической части дипломного проекта представлены следующие чертежи: плана генерального, характеристики и параметров амортизатора автомобиля ЗИЛ-130, плана распределения оборудования, плана разводки отопления здания, плана освещения здания и системы энергоснабжения, плана внутреннего водопровода и канализации, плана вентиляции здания, показателей автосервиса экономических, технологии выполнения ремонта части ходовой автомобиля, характеристики подвески автомобиля ЗИЛ-130.

 Обзор дипломной работы:

1.6 Расчет объема работ на год

Миссия проектируемой станции технического обслуживания заключается в удовлетворении потребностей клиентов независимо от их статуса, требований к культуре обслуживания и качеству услуг. Предоставляются услуги ремонта ходовой части грузовых автомобилей, мойки и мелкосрочного ремонта легковых автомобилей, поэтому потенциальными клиентами могут быть не только автовладельцы, живущие в данном микрорайоне, но и, что вероятней всего, автовладельцы, проезжающие мимо.

Для определения количества автомобилей, проезжающих по ул. Гаврилова, необходимо провести статистическое исследование. При его проведении выяснилось, что во время работы предполагаемой станции (с 9⁰⁰ до 18⁰⁰), мимо нее проезжают около 14000 автомобилей в день. Можно предположить, что каждый автомобиль проезжает мимо четное количество раз. Получаем 14000/2=7000. Тем не менее, есть автовладельцы, проезжающие более 2-х раз в день. Это может объясняться спецификой их работы или родом деятельности. Считаем, что данная категория машин нуждается в ремонте чаще, что пропорционально их пробегу.

Также с помощью статистичесческих данных ГИБДД была исследована структура парка легковых автомобилей города Казани. Получились следующие данные: 10% автомобилей относятся к классу грузовых автомобилей ("КАМАЗ" и пр.), 62% – малый класс (ВАЗ 2107, ИЖ и пр.), 28% – средний класс (ГАЗ 3102 "Волга"). 43% являются иномарками, которые разделяются на 50% - малый класс и 50% - средний класс.

Рассчитаем  – количество комплекснообслуживаемых автомобилей. Коэффициент, учитывающий уменьшение количества обслуживаемых из-за конкуренции =0,11, так как количество заездов носит случайный характер и напоминает станцию дорожную. Коэффициент, учитывающий уменьшение количества автомобилей из-за самообслуживания, = 0,75. Коэффициент, учитывающий увеличение притока автомобилей из-за привлекательности СТО, =1,1.

Количество автомобилей в разных классах:

Класс грузовых автообилей:

Малый класс:                      

Средний класс:

Годовая трудоемкость ТО и ТР по каждому классу:

 средний годовой пробег автомобиля;

 количество комплекснообслуживаемых автомобилей;

 среднее время, требуемое для проведения ТО и ТР;

 коэффициент, учитывающий увеличение притока автомобилей;

 коэффициент, учитывающий изменение трудоемкости в зависимости от погодных условий.

Годовая трудоемкость моечных работ:

 количество комплекснообслуживаемых автомобилей класса;

 количество рабочих на участке;

 среднее время, затрачиваемое на мойку автомобиля.

1.7 Определение числа персонала 

В первую очередь хотелось бы отметить, что на качество оказываемых услуг влияет не только количество персонала, но и его квалифицированность, которая определяется знаниями и опытом.

Уровень профессионального образования лица определяет его возможность решать те или иные профессиональные задачи. Уровень развития и культуры определяет качество этих решений. Общая культура и уровень развития персонала определяют общую культуру производства и качества продукции.

В настоящее время структура персонала станции состоит из продуктивных и непродуктивных работников. Структура продуктивных работников зависит от внешних условий. Это экономические условия, коньюктура рынка, структура парка автомобилей, в том числе по возрасту, конкуренция, спрос и его структура, демографическая структура населения, уровень и особенности его культуры, законодательная база, технический уровень общественного производства.

Первой задачей персонала является необходимость клиента встретить, внимательно выслушать его жалобы и пожелания, оформить заказ-наряд, произвести приемку автомобиля, а также его сдачу клиенту. Всем этим будет заниматься приемщик. Далее автомобиль передается под управление мастера, который распределяет заказы по постам в зависимости от их загруженности видов выполняемых работ. Он организует своевременное и качественное оказание услуг,  руководит работой продуктивных рабочих, обеспечивает максимальное использование производственных мощностей. Бухгалтер  организует учет материальных, трудовых и финансовых ресурсов, издержек производства, ведет сметы расходов и доходов по всем видам услуг, начисляет и выдает заработную плату, связанные с движением денежных средств. Директор – осуществляет  руководство   производственно-финансовой деятельности предприятия (станции); организует и координирует работу служб по формированию портфеля заказов, выработке и реализации стратегии, оценивает экономические   результаты, конкурентоспособность, прибыль, долю рынка.

Структура персонала автосервиса: Таблица 1.3

Должность	Число работающих, чел.
Директор	1
Бухгалтер	1
Секретарь	1
Приемщик	1
Слесарь	5
Мойщик	5
Мастер	1
Охранник	1
Уборщица	1

2 Определение коммуникаций

2.1 Разработка отопительной системы

Система отопления предназначена для создания в помещениях здания в холодный период года температурной обстановки, соответствующей комфортной и отвечающей требованиям технологического процесса. Температура помещений зависит от поступлений и потерь тепла, а также от теплозащитных свойств наружных ограждений и расположения обогревающих устройств. Тепло поступает в помещение от технологического оборудования, нагретых материалов, источников искусственного освещения, людей, а также от технологических процессов, связанных с выделением тепла. В холодный период помещение теряет тепло через наружные ограждения, на нагревание материалов, транспортных средств и оборудования, поступающих извне. Тепло расходуется на нагревание воздуха, который поступает в помещение через неплотности в ограждениях и для компенсации воздуха, удаляемого технологическим оборудованием и вытяжными системами.

Для определения тепловой мощности системы отопления составляют баланс

часовых расходов тепла для расчетных зимних условий в виде:

 потери тепла через наружные ограждения;

 расход тепла на нагревание воздуха, поступающего в помещение при инфильтрации и вентиляции;

 потери тепла на нагревание поступившего материала и въезжающего автотранспорта;

 теплопоступления от людей;

 теплопоступления от нагретых материалов и въезжающего автотранспорта. 

Расчет потребного количества теплоты

В холодный период года температуру воздуха в помещении  принимаем для производственного помещения 19° С, для остальных помещений 23° С.

Для определения теплопотерь через наружные стены, необходимо учесть теплозащитные свойства ограждений. Они характеризуются величиной сопротивления теплопередачи Ro, которая численно равна падению температуры в градусах при прохождении теплового потока равного 1 Вт через 1 м²  ограждения:

 и – сопротивления теплопередаче при переходе теплоты от воздуха помещения к внутренней поверхности ограждения, через замкнутую воздушную прослойку и от наружной поверхности ограждения к наружному воздуху, мК/Вт;  и  – коэффициенты теплообмена на наружной и внутренней поверхностях, Вт/(мК).

          Коэффициент теплообмена у внутренней поверхности  принимаем

8,7 Вт/(мК), у наружной поверхности  принимаем

по таблице 6 СНиП 2-3-79 =23 Вт/(мК).

  и  толщина, м, и теплопроводность, Вт/(), слоев ограждений.

       Для наружной стены, где 50 см кирпич, 10см утеплитель:

Вычисляем теплопотери через наружную стену:

 расчетная температура внутри помещения;

 температура холодной пятидневки для района строительства. Для Казани                  =-32С;

 коэффициент, учитывающий уменьшение разницы температур;

 коэффициент, учитывающий добавочные теплопотери. Принимаем ;

 коэффициент теплопередачи, Вт/м.

добавочные теплопотери на ориентацию по отношению к сторонам света; потери при продуваемости помещения двумя и более наружными стенами; потери на прогрев врывающегося холодного воздуха.

     Для крыши здания, где 10 см – бетон, 40 см – керамзит, 5 см – воздушная прослойка, 1 см – бетонная стяжка:

   При расчете теплопотерь через пол применяют упрощенную методику. Поверхность пола делят на полосы шириной 2 м, параллельные наружным стенам. Полоса, ближайшая к наружной стене, является зоной I. Следующие две полосы будут зонами II и III, а остальная поверхность пола будет зоной IV.

   Рассчитывают теплопотери каждой зоны, принимая n = 1,  = 1. З а величину  принимают условное сопротивление теплопередаче, которое для

неутепленного пола обозначают как  и принимают равным для I зоны , для II зоны , для III зоны  и для IV

Кабинет директора

Температура в помещении С.

Поверхность охлаждения – НС (наружная стена).

Ориентация Ю (юг).

Расчетный размер  м.

Площадь 9,6 м.

 С, где  С – температура самой холодной пятидневки.

Поверхность охлаждения – НС (наружная стена).

Ориентация З (запад).

Расчетный размер  м.

Площадь 28,8 м.

Поверхность охлаждения Пт (потолок).

Расчетный размер  м.

К = 0,315 Вт/м.

Площадь 18 м.

Поверхность охлаждения П (пол).

Расчетный размер  м.

Площадь I зоны F = 18 м (прибавка на угловые потери 4 м);

Площадь II зоны F = 4 м.

Результаты всех расчетов потерь через ограждения, а также расчетов других помещений заносим в таблицу 2.1.

Далее необходимо определить потери тепла на нагревание воздуха, поступающего в помещение при инфильтрации и вентиляции , а также потери от поступившего материала и въезжающего автотранспорта .

 удельная теплоемкость воздуха, равная 1,005 кДж/(кгК);

 коэффициент учета влияния встречного теплового потока в конструкциях и равен 1;

 расход инфильтрующегося воздуха через ограждения конструкции.

  При отсутствии необходимых данных для расчета инфильтрации воздуха в производственных помещениях, можно принять значение потока теплоты на

инфильтрацию как 30% основных потерь теплоты через ограждающие конструкции.

То есть, можем сделать вывод: из-за того, что ввозимым материалом является только автомобиль, и учитывая его суммарную температуру положительной, от него мы имеем теплопоступления, а не теплопотери.

3.1.6. Неисправности ходовой части и рулевого управления автомобиля

Наиболее часто причиной быстрого износа автомобильных шин может явиться неправильная установка передних колес. Неправильное схождение и развал колес вызывают усиленный износ шин из-за дополнительного проскальзывания элементов протектора шин передних колес в месте их контакта с дорогой. При отклонении от нормы развала передних колес происходит односторонний повышенный износ протектора, а при нарушении нормального схождения - повышенный износ краев протектора. Причиной одностороннего износа при неправильном развале колес является сосредоточение наибольших давлений в крайней зоне протектора. Повышенный износ краев протектора при отклонении схождения от нормы является следствием того, что направление вращения колеса не совпадает в этом случае с направлением движения автомобиля. В связи с этим проскальзывание краев протектора периодически существенно повышается.

К быстрому местному износу протектора приводит большая выработка тормозного барабана автомобиля. Возникающая при этом обычно овальность барабана вызывает неравномерное торможение колеса, в результате чего протектор истирается интенсивно только на отдельных участках по окружности. Перегрев тормозных барабанов при затянутых тормозах вызывает дополнительный нагрев шин. При неправильной регулировке тормозов или неисправности их привода может происходить слишком резкое затормаживание, вызывающее юз колес. При этом износ протектора шины значительно возрастает. Максимальная сила торможения возникает не при полном скольжении, т.е. юзе колес, а при качении их с некоторым проскальзыванием. По опытным данным, максимальная сила торможения шин по асфальтобетонному покрытию получается при 20...25 %-ном проскальзывании колеса. По многочисленным данным известно, что шины ведущих колес больше изнашиваются, чем шины колес, не нагруженных тяговым усилием (обычно передних). Кроме того, характер износа передних и задних, правых и левых колес автомобиля различен, так как они работают в разных условиях. В связи с этим для равномерного износа шин и увеличения амортизационного пробега проводится периодическая перестановка колес.

Большой люфт в рулевом управлении и погнутость деталей рулевых тяг, ослабление рессор и наличие резко выступающих деталей рессор и кузова, прогиб или перекос передней оси, течи масла, провисание крыльев из-за поломки или прогиба кронштейнов, не параллельность мостов - все это приводит к увеличенному износу или механическим повреждениям протектора и боковых стенок покрышки.         

Изношенные или ослабленные подшипники передних колес и втулки поворотных цапф, согнутые рулевые тяги или не отрегулированное рулевое управление вызывают неравномерное пятнистое истирание протектора. Погнутые или перекошенные (непараллельные) оси вызывают интенсивное истирание протектора шины. Ослабление рессоры способствует оседанию и трению кузова о протектор с механическим повреждением его. Недостаточная затяжка гаек крепления дисков колес к ступицам автомобиля влечет за собой "виляние" колес и, как следствие этого, повышенный неравномерный износ шин. При течи масла через сальники полуосей из картера заднего моста шины подвергаются воздействию масла.

 5.2.2.1. Основные параметры подвески

Качество подвески определяется с помощью упругой характеристики, представляющей собой зависимость вертикальной нагрузки на колесо (G)  от деформации (прогиба f) подвески, измеряемой непосредственно над осью колеса. Параметрами характеризующими упругие свойства подвески, являются:

• статический прогиб fст;
• динамический ход (прогиб) fД (fдви fдн- до верхнего и нижнего ограничителей хода);
• коэффициент динамичности КД;
• жесткость подвески Ср;
• силы трения 2F.

На рис. 5.1. показана примерная характеристика подвески.

Кривые нагрузки и разгрузки не совпадают из-за трения в подвеске. За характеристику подвески условно принимают среднюю линию между кривыми сжатия и растяжения (отбоя).где n– собственная частота колебаний кузова, кол/мин.
Статический прогиб – это прогиб под действием статической нагрузки, приходящейся на колесо:

Желательно, чтобы эффективный статический прогиб соответствовал следующим данным:

для легковых автомобилей – 150¸300 мм;

для автобусов                       – 100¸200 мм;

для грузовых автомобилей –   80¸140 мм.

Для обеспечения надлежащей плавности хода желательно также, чтобы отношение статических прогибов задней и передней подвесок  fз/fп  находилось в следующих пределах:

легковые автомобили – 0,8¸0,9;

грузовые автомобили и автобусы – 1,0¸1,2.При статической нагрузке : Cp=Gст/fст, Н/мм
Жесткость подвески равна тангенсу угла наклона касательной к средней линии характеристики подвески:

Полные динамические ходы отбоя  fдв и fдн,а также прогибы f’ox и f”ox, при которых вступают в работу ограничители хода, показаны на рис. 5.1.

Динамический прогиб подвески fд определяет динамическую емкость подвески (заштрихованная площадь на рис. 5.1). Чем выше динамическая емкость подвески, тем меньше вероятность ударов в ограничитель при движении автомобиля по неровной дороге. Динамический прогиб fд (включая прогиб резинового буфера) зависит от упругой характеристики подвески и от статического прогиба fст. Динамические прогибы сжатия fд можно принять в

следующих пределах:

• для легковых автомобилей fдв=fд=(0,5¸0,6) fст;
• для грузовых автомобилей fдв=fд=fст;
• для автобусов fдв=fд=(0,7¸0,8) fст.

Упругая характеристика подвески.
Динамические качества подвески оценивает коэффициент динамичности КД по формуле:

При движении по неровным дорогам с увеличением амплитуды колебаний подвески ее жесткость должна увеличиваться. При малых значениях КД  наблюдаются частые удары в ограничитель и подвеска «пробивается».

Оптимальное значение КД  равно 2,5¸3. Упругую характеристику подвески желательно иметь нелинейную, что достигается применением дополнительных, упругих элементов, резиновых буферов и другими методами.

5.2.2.2.Упругая характеристика с двумя упругими элементами

Построение упругой характеристики с 2-мя упругими элементами (рессорой и буфером) производим в следующей последовательности (рис. 6.2):

• находим точку А по координатам fст и G2а, предварительно определив fст по формуле (2.1), а G2а–найдя полную массу автомобиля, приходящуюся на расчетную рессору автомобиля, и жесткость на этом участке будет равна:

• по найденному значению fст в зависимости от типа автомобиля и рекомендаций, приведенных выше, определяем fд=fст fд=81мм; 

• жесткость подвески сохраняется постоянной и равной Cp1 до нагрузки G”=1,4G2a, т.е. до вступления в работу буфера (ограничителя хода). Тогда прогиб подвески на участке от G2a до G”составит:
• а прогиб  при работе ограничителя хода:

• по координатам G”и fox строим точку В; 

• наибольшее перемещение колеса из нижнего крайнего положения колеса вверх до упора найдем по формуле:
  задаваясь значением коэффициента динамичности КД=2,5¸3, найдем Gmax=kД*G2a и жесткость подвески с ограничителем хода (буфером) Cp2 по формулам:

• по координатам Gmax и fmax строим точку С.

Упругая характеристика подвески  с двумя упругими элементами. рис. 5.2.

5.2.3. Нагрузки на упругий элемент и прогиб

От кинематической схемы подвески зависит компоновка автомобиля, плавность хода, устойчивость и управляемость, масса автомобиля, его надежность и долговечность.

где: Rz-нормальная реакция полнота дороги на колесо, Н;
Нагрузка на упругий элемент:

       gk-нагрузка от массы колеса и моста ( неподрессорные массы), Н;

На расчетную рессору ЗИЛ – 130 приходится неподрессор­ной массы:1/2 массы переднего моста и масса одного колеса.

gk=1/2*1380+840=1530 Н.

Rz=G2a=9050 Н.

Pp=9050-1530=7520 Н.

Прогиб упругого элемента равен перемещению колес относительно кузова.

                                                     fp=fk

Зависимая подвеска.

                                                 рис. 5.3.

5.2.4.Упругие элементы подвески и их расчет. Листовые рессоры

Наибольшее распространение среди упругих элементов имеют листовые рессоры. Их положительными свойствами являются относительно простая технология изготовления, удобство ремонта и возможность выполнять функцию направляющего устройства. Недостаток листовых рессор - высокая металлоемкость и недостаточный срок службы. Величина потенциальной энергии при упругой деформации у рессоры в 2 – 3 раза меньше, чем торсионов и пружин. Однако и пружины, и торсионы требуют рычажного направляющего устройства, что увеличивает вес подвески. Из листовых рессор наиболее распространенными являются:

• полуэллиптическая (качающаяся серьга) рис. 5.4.;
• кантилеверная (консольная);
• четвертная (защемленная).

Наибольшее распространение из них имеет полуэллиптическая рессора, серьга которой имеет наклон около 5°, а при максимальном прогибе до 40°. Листы растягиваются под действием сил S и за счет этого увеличивается жесткость рессоры. В настоящее время применяют рессоры в проушинах которых устанавливают резиновые втулки, что уменьшает скручивающие усилия при перекосе мостов. Отрицательно влияет на работу рессор трение между листами, поэтому их смазывают графитовой смазкой, а для легковых машин применяют неметаллические прокладки. По концам рессорных листов устанавливают вставки из пластмасс или пористой резины (против сухого трения).

Материалом для изготовления рессор служат стали 55ГС, 50С2, 60С2.

Для несимметричной полуэллиптической листовой рессоры прогиб fp под нагрузкой Pp может быть найден по формуле:

lэ - эффективная длина рессоры, равная lэ= l-lо (l -полная длина, lо -расстояние между стремянками, для ЗИЛ – 130 lо=100мм);
где:

lэ=1450-100=1350мм

Рр-нагрузка от моста или расчетная нагрузка;

- суммарный момент инерции рессоры в среднем сечении (b и hi -ширина и толщина листов);
Е=2,15*105Мпа – модуль, продольной упругости;

δ - коэффициент деформации, учитывает влияние последующих листов на предыдущие, который для рессор равного сопротивления изгибу (идеальная рессора) равен 1,45¸1,50 и для реальных – 1,25¸1,45; δ=1,35

В существующих конструкциях коэффициент асимметрии ε=0,1¸0,3; ε=0,15.
ε - коэффициент асимметрии, равный:

где n–число листов рессоры.

Полученное значение fp должно быть меньше значения fmax (см. упругую характеристику подвески).это условие является обязательным для обеспечения нормальной работы подвески.

Длина рессор принимается в зависимости от базы автомобилей:

l=(0,35¸0,5)Б – для легковых;

l=(0,25¸0,35)Б – для грузовых.

где: Pmax=КД*РР;
Проверку на прочность проводим по напряжениям изгиба: 

[σ]=600¸700 ,Мпа

Жесткость определяем по формуле:

 5.3 Описание устройства амортизаторов 

         Толчки, воспринимаемые рессорами, вызывают колебания автомобиля, которые продолжаются некоторое время после наезда на препятствие. Гашение колебаний осуществляют амортизаторы. На автомобилях применяют жидкостные амортизаторы, работа которых основана на сопротивлении перекачиванию жидкости из одной полости в другую через узкие каналы. Применяемые амортизаторы телескопические, двустороннего действия, оказывающие сопротивление при сжатии и отдаче рессор.

Телескопический амортизатор состоит из цилиндра, штока с поршнем, цилиндрического кожуха (резервуара) и клапанов. В нижней части цилиндра помещены впускной клапан и клапан сжатия с пружиной. В цилиндре находится поршень со штоком. Шток в верхней части имеет проушину, которой соединён с кронштейном рамы. В поршне размещены перепускной клапан и клапан отдачи с пружиной. Сверху цилиндр имеет гайку и сальники резервуара и штока.                                                         

При прогибе рессоры происходит сжатие, поршень перемещается вниз и жидкость через перепускной клапан перетекает  в полость над поршнем. Так как в полости над поршнем помещён шток, занимающий определённый объём, и вся жидкость поместиться не может, то часть жидкости из полости под поршнем, преодолевая сопротивление пружины, откроет клапан сжатия и перетечёт в полость между кожухом и стенкой цилиндра. Сопротивление перетеканию жидкости, создаваемое клапанами и каналами, обеспечивает необходимое сопротивление амортизатора при сжатии.

При отдаче рессоры амортизатор растягивается, и в полости над поршнем создаётся давление, под действием которого перепускной клапан закрывается и в поршне открывается клапан отдачи. Жидкость через отверстие в поршне и клапан отдачи поступает в полость под поршнем. Кроме того, часть жидкости через впускной клапан поступает из резервуара в ту же полость. Сопротивление перетеканию жидкости при отдаче рессоры больше чем при сжатии.

Для заполнения амортизатора применяют масло веретённое АУ или смесь из 50% трансформаторного масла и 50% турбинного масла (ЗИЛ – 130), или амортизаторную жидкость АЖ – 12Т (ГАЗ – 53А, КамАЗ). 

5.3.1. Расчет амортизаторов

 5.3.1.1. Расчет амортизаторов и быстрота затухания колебаний

Устройство, гасящее колебание в подвеске и называемое амортизатором, совместно с трением в подвеске создаёт силы сопротивления колебаниям автомобиля и переводит механическую энергию колебаний в тепловую. На автомобилях широко применяются гидравлические амортизаторы двухстороннего действия: рычажные и телескопические. Телескопические амортизаторы легче рычажных, имеют более развитую поверхность охлаждения, работают при меньших давлениях (2,5 – 5,0 МПа), технологичнее в производстве. В силу указанных преимуществ они получили широкое распространение на отечественных и зарубежных автомобилях. Основные параметры и размеры телескопических амортизаторов стандартизированы (ГОСТ 11728 – 76).

Быстрота затухания колебаний при работе упругих элементов подвески достигается созданием достаточно большой силы Рс сопротивления колебаниям. Эта сила создается межлистовым трением рессор, трением в шарнирах подвески и в основном сопротивлением амортизаторов. В первом приближении силу Рс можно считать пропорциональной скорости V колебаний кузова относительно колеса:где:   Кэ – эквивалентный коэффициент, оценивающий сопротивление подвески колебаний и в основном зависящий от коэффициента Ка сопротивления амортизатора.

В теории автомобиля оценку затухания колебаний производят по относительному коэффициенту затухания:

М=Рр/g - подрессорная масса, приходящаяся на колесо (нагрузка на упругий элемент), кг.
где:   с=Ро/f - жёсткость подвески, Н/см;

У современных автомобилей колебания кузова происходят с затуханием, соответствующим y=0,15¸0,35; y=0,2. Для сохранения заданной степени затухания колебаний в подвеске с уменьшением её жёсткости сопротивление амортизаторов также следует уменьшать.

Преобразуя уравнение (2.16) ,получим формулу для нахождения эквивалентного ко­эффициента:

Рр – вес подрессорной части, приходящейся на колесо в статическом положении, Н;

fст - статический прогиб подвески, см.

При заданном эквивалентном коэффициенте сопротивления колебаниям Кэ коэффициент Ка сопротивления амортизатора зависит от его типа и расположения относительно колеса.

5.3.1.2. Характеристика амортизатора и определение его геометрических параметров

Характеристика амортизатора называется зависимость его силы сопротивления от скорости движения поршня относительно цилиндра. Она изображается графически в координатах Ра – Vn .Несимметричная характеристика амортизатора с разгрузочными клапанами показана на рис.

Зависимость силы на штоке амортизатора от скорости относительно перемещения штока и цилиндра рассчитывается в общем случае по формулам:
Усилия в амортизаторе Ра определяются для телескопического амортизатора, установленного под углом:

где:   Рн – сила на штоке амортизатора на начальном участке, Н;
а) На начальном участке:

Vn – скорость поршня, см/с;

Кан – коэффициент сопротивления амортизатора на начальном участке до открытия клапана, Н с/см;

n – показатель степени, принимаемый при инженерных расчётах n=1.

где:   Рн – сила сопротивления амортизатора в момент открытия клапана, Н;
б) на клапанном участке:

Кан – коэффициент сопротивления амортизатора на клапанном участке, Н с/см ;

V¢n – критическая скорость поршня , соответствующая открытию клапана, V¢n=20¸30 см/с; V¢n=30 см/с.
рис. 5.5.

Для двухстороннего амортизатора:
Скорость поршня принимается в расчётах равной 50-60 см/с. При значительной скорости колебаний на ходе сжатия и отбоя открываются разгрузочные клапаны (т. 1 и 2 характеристики амортизатора).

где:   d - угол наклона амортизатора, d=40;

Находим силу сопротивления амортизатора в момент открытия клапанов (V¢n=30 м/с и n=1,0):

Далее найдём Рсжк и Ротбк по формулам:

При выборе основных размеров амортизатора пользуются расчётной мощностью Nрасч, соответствующей скорости поршня амортизатора Vn=20¸30 см/с, причём последняя цифра характеризует весьма напряжённый режим. Мощность, поглощаемую амортизатором, можно подсчитать по формуле:

L=Nрасч t , Н м (2.26)
Зная расчётную мощность амортизатора, можно рассчитать работу L, поглощенную амортизатором за время t = 1 час и перешедшую в тепло:

L=81,9*3600=294840 Нм

где:   a – коэффициент теплопередачи, равный 200 кДж/м r кал, (50¸70 ккал/м r с);
Из уравнения теплопередачи, ограничивая температуру жидкости внутри амортизатора, можно представить его основные размеры (рис. 5.6.):

F – поверхность наружных стенок амортизатора, м;

tmax – максимальная допустимая температура наружных стенок амортизатора при работе в течение часа, равная 100°С;

tо – температура окружающей среды (берётся обычно to=20°C).

где:   Д – наружный диаметр цилиндра;
Для телескопического амортизатора площадь наружных стенок амортизатора:

l – длина резервуара, которая обычно определяется по конструктивным соображениям.

где:   Рам – давление в амортизаторе , равное ( 2,5-5,0 )*10 Па ;
Диаметр рабочего цилиндра амортизатора определяется по формуле:

dц и dш -диаметр цилиндра и штока, dш=0,5dц ,м;
Fвн - площадь по внутреннему диаметру стенки амортизатора , равная:

Fш - площадь в сечении по штоку, равная:

В результате преобразований и вычислений найдем:

В результате преобразований получим:

Наружный диаметр амортизаторов:

где:   d - толщина стенки, равная 2,55 мм.

Ход поршня:
Конструктивную длину амортизатора найдем по формуле:

Амортизатор и его основные параметры.

5.3.1.3. Расчет амортизатора на прочность

Запас прочности по напряжениям кручения: ts=tt=700 МПа; tmax=50 МПа.
Запас прочности по напряжениям изгиба: ss=st=1600,0 МПа; smax=700 МПа.

Общий запас прочности:

Полученный общий запас прочности позволяет сделать следующий вывод:

общий запас прочности n>2.0, будет обеспечена прочность амортизатора..............................