Исследование подвески автомобиля. Анализ переходной характеристики

19

ПРАКТИЧЕСКОЕ ЗАНЯТИЕ № 7

Тема занятия: Исследование подвески автомобиля

Цель занятия: Анализ переходной характеристики

Ст. гр. AВ-52з Ченакал А.В.

Содержание отчета

1. Титульный лист

2. Краткое описание MAPLE-блоков

3. Листинг работы программы

4. Выводы

5. Библиографический список



ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ

1. Описать конфигурацию вычислительной системы

restart: Очистка оперативной памяти

with(inttrans): Подключение библиотеки преобразований Лапласа

with(stats): Подключение библиотеки статистических вычислений

Ввести свои реквизиты (ФИО, № зачетной книжки и порядковый номер по журналу N)

2. Ввести описание передаточной функции звена

W:= b0/(a0+a1*p+a2*p^2);

a0:= c:a1:=L:a2:=m:b0:=c:

Yu:=x*limit(W,p=0);

3. Ввести параметры подвески для выбранной марки автомобиля

Ma:=950: # Масса автомобиля

Mg:=300: # Грузоподъемность

Kz:=0: # Коэффициент загрузки

Dh:=0.169: # Осадка под нагрузкой

xi:=0.5: # Коэффициент демпфирования (комфортности, xi=0,3..0,8)

m := evalf((Ma+Mg*Kz)/4);

c := evalf(Mg*9.81/Dh)/4;

L := 2*xi*sqrt(m*c);

T:=sqrt(m/c);

4. Вычислить переходную характеристику, использовав прямое и обратное (для выходного сигнала Y) преобразование Лапласа

x:=1: # Скачок

Lx:=laplace(x,t,p); # Изображение сигнала по Лапласу

Px:=invlaplace(Lx*W,p,t); # Обратное преобразование Лапласа

5. Построить переходную характеристику для полученного операторного Px решения

6. Вычислить перерегулирование

Max:=maximize(Рх, t=0..t0);

Per:=Max-x;

> # Блок 1

restart;

with(stats):

with(inttrans):

№:=051463; # НОМЕР ЗАЧЕТНОЙ КНИЖКИ

randomize(№); # ВАРИАНТ ЗАДАНИЯ

N:=15:

t1:=time():

> # Блок 2

# Передаточная функция

W:= b0/(a0+a1*p+a2*p^2);

a0:= c:a1:=L:a2:=m:b0:=c:

Yu:=x*limit(W,p=0);

> # Блок 3

# ПАРАМЕТРЫ ПОДВЕСКИ

Ma:=15250: # Масса автомобиля

Mg:=8000: # Грузоподъемность

Kz:=0: # Коэффициент загрузки

Dh:=0.150: # Осадка под нагрузкой

xi:=0.5: # Коэффициент демпфирования (комфортности, xi=0,3..0,8)

m := evalf((Ma+Mg*Kz)/4);

c := evalf(Mg*9.81/Dh)/4;

#c:=c/2;

L := 2*xi*sqrt(m*c);

L := L*1.4;

T:=sqrt(m/c);

> # Блок 4

# Переходная характеристика

x:=1: # Скачок

Lx:=laplace(x,t,p); # Изображение сигнала

Px:=invlaplace(Lx*W,p,t); # Обратное преобразование Лапласа

> # Блк 5

# Графики переходной характеристики

t0:=10*T: # Время переходного процесса

tr:=.75: # Время регулирования

G1:=plot([tr,J,J=0..subs(t=tr,Px)],linestyle=2):

G2:=plot(Px,t=0..t0,linestyle=4,thickness=4):

G3:=plot(Yu*1.05,t=0..t0,linestyle=4):

G4:=plot(Yu*0.95,t=0..t0,linestyle=4):

G5:=plot(Yu,t=0..t0,linestyle=4):

plots[display]({G1,G2,G3,G4,G5},title="Переходная характеристика");

# Блок 6

# Перерегулирование

Max:=maximize(Px,t=0..t0):

Kz:=Kz;

L:=L;

c :=c;

Per:=Max-x;

tr:=tr;

> # Исходное состояние

Kz := 0;L := 22331.03222;c := 130800.0000;Per := .163033535;tr := .88;

> Kz := 0;;Per := .163033535;tr := .88;

Kz := 1;Per := .163033535;tr := 1.1;

> c := 130800.0000;Per := .163033535;tr := .88;

c := 65400.00000;Per := .163033535;tr := 1.33;

> L := 22331.03222;Per := .163033535;tr := .88;

L := 31263.44511;Per := .45987910e-1;tr := .75;

ВЫВОДЫ:

1. С увеличением загрузки автомобиля ухудшается реакция подвески.

2. С увеличением жесткости рессоры (пружины) подвески улучшается реакция подвески (снижается время регулирования tr).

3. С увеличением сопротивления амортизатора уменьшается перерегулирование и время реакции подвески.

> t1:=time()-t1;

Автомобиль МАЗ-503А 4 х 2.2

Автомобиль самосвал МАЗ-503 автозавод выпускал с 1965 г. с кузовом вместимостью 3,8 м. куб. В 1970 г. произошла модернизация автомобиля. МАЗ-503А имел кузов емкостью до 5,1 м. куб.



ОБЩИЕ ДАННЫЕ

Грузоподъемность в кг. 8000

Полная масса автомобиля с грузом в кг. 15250

Распределение массы без груза в кг.

на переднюю ось 3580

на задний мост 3520

Распределение массы с грузом в кг

- на переднюю ось 5250

- на задний мост 10000

База автомобиля в мм 3400

Колея задних колес (между серединами двойных скатов) в мм 1865

Колея передних колес в мм 1970

Дорожные просветы в мм: до передней оси 270

до картера заднего моста 270

Наименьший радиус поворота в обе стороны в м

по бамперу 8.5

по колее переднего наружного колеса 7,5

Углы свеса (с полной нагрузкой) в градусах:

передний 28

задний 48

Габаритные размеры в мм:

длина 5785

ширина 2500

высота (без груза) 2650

Емкость кузова (без дополнительных бортов) в м. куб. 5,1

Наибольшая скорость при полной нагрузке на горизонтальном участке прямой дороги в км/ч 75

Путь торможения автомобиля (с полной нагрузкой без прицепа), движущегося со скоростью 40 км/ч на горизонтальном участке сухой дороги с твердым покрытием, не должен превышать, в м 18

Контрольный расход топлива на 100 км пути в л 22

ДВИГАТЕЛЬ

Модель двигателя ЯМЗ-236

Тип двигателя Четырехтактный, с воспламенением от сжатия

Число цилиндров 6

Расположение цилиндров V-образное, с углом развала 90°

Порядок работы цилиндров 1 - 4 - 2 - 5 - 3 - 6

Диаметр цилиндров в мм 130

Ход поршня в мм 140

Рабочий объем цилиндров в л 11,15

Степень сжатия 16,5

Номинальная мощность в л. с 180

Номинальная скорость в об/мин 2100

Максимальный крутящий момент в кг/м 68

Скорость вращения при максимальном крутящем моменте в об/мин 1500, не более

Минимальная скорость холостого хода в об/мин 450 - 550

Максимальная скорость холостого хода под воздействием регулятора в об/мин 2225 - 2275

Минимальный удельный расход топлива по скоростной характеристике в г/л. с. ч 167+5%

Способ смесеобразования - Непосредственный впрыск

Камера сгорания - Нераздельного типа в поршне

Фазы газораспределения впускного клапана:

открытие 20° до в. м. т.

закрытие 56° после н. м. т.

выпускного клапана:

открытие 56° до н. м. т.

закрытие 20° после в. м. т.

Число клапанов на цилиндр - Один впускной и один выпускной

Диаметр тарелки клапана в мм:

впускного 61,5

выпускного 48

Подъем клапанов в мм 13,5

Зазор между клапаном и коромыслом толкателя (в холодном состоянии) в мм 0,25 - 0,30

Распределительный вал - Общий для обоих рядов цилиндров с шестеренным приводом

Топливоподающая аппаратура - Разделенная

Подкачивающий насос - Поршневой, установлен на корпусе топливного насоса высокого давления

Установочный угол опережения впрыска в градусах 20

Муфта опережения впрыска - Автоматическая, центробежная

Топливный насос высокого давления - Шести плунжерный

Плунжеры - Золотникового типа

Порядок работы секций топливного насоса - 1 - 4 - 2 - 5 - 3 - 6, нумерация секций со стороны привода

Регулятор скорости - Центробежный, всережимный

Форсунки - Закрытые, с многодырчатыми распылителями

Давление начала подъема форсуночной иглы в кг/см. кв. 165+5

Топливные фильтры:

грубой очистки - Со сменным фильтрующим элементом из хлопчатобумажной ровницы

тонкой очистки - Со сменным фильтрующим элементом из древесной муки на пульвербакелитовой связке. В крышке фильтра установлен перепускной жиклер

Топливо - Дизельное по ГОСТу 4749 - 49 или 305 - 62.

Система смазки - Смешанная. Под давлением смазываются коренные и шатунные подшипники коленчатого вала, подшипники распределительного вала, втулки верхней головки шатуна, втулки коромысел клапанов, втулка промежуточной шестерни масляного насоса, сферические опоры штанг, втулки толкателей. Зубчатые передачи, подшипники качения, зеркало цилиндров и кулачки распределительного вала смазываются разбрызгиванием

Давление в масляной системе в кг/см². :

при номинальной скорости 4 - 7

при минимальной скорости холостого хода 1, не менее

Масляные фильтры - Два: грубой очистки с фильтрующим элементом из металлической сетки; тонкой очистки - центробежный с реактивным приводом

Система охлаждения масла - Масляный радиатор, устанавливаемый вне двигателя

Масло для двигателя, топливного насоса высокого давления, регулятора, стартера и для воздушных фильтров Летом (при температуре воздуха выше +5°С):

- моторное масло М10В по ТУ 38-1-210-68;

- моторное масло М12В по МРТУ 12Н-3-62;

- моторное масло М12В по МРТУ 38-1-182-65, изготовленное на базе масла ДС-11 с присадками: 5% ВНИИ НП.370; 2% ПМС; 0,5% Л3-23к;

Кроме того, летом допускается применять:

- дизельное масло ДС-11 (МЮБ) по ГОСТу 8581 - 63 с присадками: 6% ВНИИ НП-360 и 0,003% ПМС-200А.

Зимой (при температуре воздуха ниже +5° С):

- дизельное масло ДС-8 (М8В) по ГОСТ 8581 - 63 с присадками: 5% ВНИИ НП-370; 2% ПМС; 0,5% Л3-23к; 0,005% ПМС-200А; 1% В-167.

Кроме указанных, зимой допускается применять:

- дизельное масло ДС-8 (М8Б) по ГОСТу 8581 - 63 с присадками: 6% ВНИИ НП-360; 1% АзНИИ-ЦИАТИМ-1; 0,003% ПМС-200А.

При эксплуатации двигателей на малосернистом дизельном топливе по ГОСТу 4749 - 49, кроме указанных выше масел, допускается применять:

- летом дизельное масло ДС-11 (МЮБ) по ГОСТу 8581 - 63 с присадками; 5% ЦИАТИМ-339; 0,003% ПМС-200А;

- дизельное масло Дп-11 по ГОСТу 5304 - 54 с присадкой 3% ЦИАТИМ-339;

- зимой - дизельное масло ДС-8 (М8Б) по ГОСТу 8581 - 63 с присадками: 5% ЦИАТИМ-339; 1% АзНИИ-ЦИАТИМ-1;

- дизельное масло Дп-8 по ГОСТу 5304--54. с присадкой 3% ЦИАТИМ-339.

Система охлаждения - Жидкостная, закрытого типа, с принудительной циркуляцией охлаждающей жидкости, оборудована термостатическим устройством для поддержания постоянного теплового режима работы двигателя

Пусковое устройство - Электрический стартер типа СТ-103, 24 в

Блок цилиндров - Отлит из легированного чугуна вместе с верхней частью картера

Гильзы цилиндров - Мокрого типа, отлиты из легированного чугуна

Головки цилиндров - Две, по одной на каждый ряд цилиндров, отлиты из легированного чугуна

Коленчатый вал - Кованый с привертными противовесами; поверхности шеек закалены с нагревом т. в. ч.

Число опор коленчатого вала 4

Подшипники коренные - Скольжения, со сменными вкладышами

Подшипники шатунные - Скольжения, со сменными вкладышами

Поршни - Из алюминиевого сплава

Пальцы поршневые - Плавающие, осевое перемещение ограничивается стопорными кольцами

Шатуны - Стальные, двутаврового сечения, в верхних головках запрессованы бронзовые втулки

Маховик - Чугунный со стальным зубчатым венцом для пуска двигателя стартером

Габаритные размеры двигателя в мм:

длина 1020

длина с коробкой передач и сцеплением 1844

ширина 1041

высота 1195

Масса не заправленного двигателя в кг:

без вспомогательного оборудования (по ГОСТу 491-55) 820

со вспомогательным оборудованием, с коробкой передач и сцеплением 1195

Пусковой подогреватель двигателя - Жидкостной, ПЖД-44

СИЛОВАЯ ПЕРЕДАЧА

Сцепление - Фрикционное, сухое, двухдисковое

Коробка передач - Механическая, пятискоростная, трехходовая с синхронизаторами на 2 - 3-й и 4 - 5-й передачах

Передаточные числа коробки передач:

первая передача 5,26

вторая передача 2,90

третья передача 1,52

четвертая передача 1,00

пятая передача 0,66

задний ход 5,48

Карданные валы - Один, открытого типа, средняя часть вала трубчатая. Шарниры с игольчатыми подшипниками

Главная передача - Пара конических шестерен со спиральным зубом

Колесная передача - Цилиндрические прямозубые шестерни (центральная, три сателлита и коронная шестерня внутреннего зацепления)

Общее передаточное число заднего моста 8,28

Дифференциал - Конический, с четырьмя сателлитами

Полуоси - Полностью разгруженные

Картер заднего моста - Литой, из стали с запрессованными трубчатыми кожухами

МЕХАНИЗМ УПРАВЛЕНИЯ

Рулевой механизм - Винт, гайка рейка с перекатывающимися шариками, сектор

Передаточное число рулевого механизма 23,6

Усилитель рулевого управления - Гидравлический

Максимальный угол поворота передних колес в градусах:

вправо 38

влево 38

Ножной тормоз - Колодочный, на все колеса

Привод ножного тормоза - Пневматический, тормозные камеры с резиновыми диафрагмами

Воздушный компрессор - Двухцилиндровый, с жидкостным охлаждением головки

Ручной тормоз - Центральный, колодочного типа, расположен на фланце ведущей шестерни заднего моста

Моторный тормоз - Компрессионный с вращающейся заслонкой в выхлопной системе

ХОДОВАЯ ЧАСТЬ

Рама - Клепаная из штампованных деталей

Буксирный прибор - Буксирная вилка

Подвеска автомобиля - Четыре продольные полуэллиптические передние и задние рессоры, установлены передними концами на пальцах в кронштейнах рамы, задними концами - на скользящих опорах. На задней подвеске две дополнительные продольные полуэллиптические рессоры

Амортизаторы - Гидравлические, телескопического типа, двойного действия

Передняя балка - Кованая, двутаврового сечения

Установка передних колес:

угол развала колес в градусах 1

поперечный наклон шкворня в градусах 8

продольный наклон шкворня в градусах 2,5

схождение колес (по торцам тормозных барабанов) в мм 3 - 5

Колеса - Бездисковые, с бортовыми и замочными кольцами

Шины - Низкого давления, размером 11,00 - 20* с 14 слоями корда. Передние - односкатные, задние - двухскатные

Давление воздуха в шинах 11,00--20 в кг/см². :

передних колес 6,5

задних колес 6,5

Давление воздуха в шинах 12,00--20 в кг/см². :

передних колес 5,5

задних колес 5,5

ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЕ

Генератор - Г-271 переменного тока работает совместно с реле регулятором РР-127

Аккумуляторные батареи - 2 шт., типа 6ТСТ-165ЭМС

Стартер - Типа СТ-103, 24 в, 9,5 л. с. с электромагнитным механизмом включения

Фары - Две основные (двухсветные с ближним и дальним светом) и две противотуманные

Подфарники - Двухсветные, для указания габарита и сигнала поворота

Задний фонарь, левый - С двумя лампами, служит для обозначения габарита, освещения номерного знака, сигнала торможения и указателя поворота

Задний фонарь правый - С двумя лампами, служит для обозначения габарита, сигнала торможения и указателя поворота. Рассеиватели задних фонарей являются одновременно и задними отражателями света

Переключатель сигналов поворота - Позволяет использовать задние фонари в качестве указателей сигналов поворота

Внутреннее освещение кабины - Плафон, лампы освещения приборов

Сигнал - Вибрационного типа, двух тональный

Стеклоочиститель - Два, электрического типа

Радиоприемник - АТ-64М, 24 В, двух диапазонный

КАБИНA И КУЗОВ

Кабина - Трехместная, цельнометаллическая, сварная, с боковыми дверями, спальным местом, со спинками сидений. Для обеспечения удобного доступа к двигателю кабина опрокидывается относительно передних шарниров на угол 45°. В рабочем положении фиксируется на раме запорным механизмом

Оборудование кабины - Спускающиеся стекла дверей, противосолнечные козырьки, стеклоочистители, резиновые коврики пола, зеркала заднего вида, вещевой и инструментальный ящик, устройства для отопления и вентиляции

Сиденья - Раздельные для водителя и пассажиров; сиденье водителя регулируемое

Платформа - Металлическая сварная универсального типа, задний борт автоматически открывается и закрывается

Седельное устройство - Двух шарнирное с автоматическим замком

МЕХАНИЗМ ПОДЪЕМА ПЛАТФОРМЫ АВТОМОБИЛЯ

Тип - Гидравлический, одноцилиндровый, телескопического типа, с непосредственным воздействием цилиндра на платформу Управление - Из кабины водителя, пневматическое; пневмопривод воздействует на коробку отбора мощности и клапан управления Разгрузка платформы - Назад, максимальный угол подъема платформы 55°. В гидросистеме имеется специальный клапан, обеспечивающий встряхивание платформы в конце подъема

Насос - Шестеренный, крепится на фланце коробки отбора мощности

Цилиндр - Телескопический, с тремя выдвижными звеньями

Привод насоса - От коробки отбора мощности, непосредственный

ЗАПРАВОЧНЫЕ ЕМКОСТИ (в литрах):

Топливный бак автомобиля 175

Система охлаждения двигателя 28 - 30

Система смазки двигателя 21

Картер коробки передач 5,5

Картер главной передачи заднего моста 11,5

Картер колесной передачи 1,5

Картер рулевого механизма 1,2

Подъемник опрокидывающего механизма 25

Система гидроусилителя руля 4

Котел пускового подогревателя 8