Pošaljite svoj dobar rad u bazu znanja je jednostavno. Koristite obrazac ispod

Studenti, postdiplomci, mladi naučnici koji koriste bazu znanja u svom studiranju i radu biće vam veoma zahvalni.

Objavljeno na http://www.allbest.ru/

Kontrolni mehanizmi

1. Upravljanje

Namjena šeme upravljanja i okretanja automobila

Upravljanje se koristi za promjenu smjera vozila okretanjem prednjih upravljanih kotača. Sastoji se od upravljačkog mehanizma i upravljačkog mehanizma. Kod teških kamiona u upravljanju se koristi servo upravljač, koji olakšava vožnju automobila, smanjuje trzaje na volan i poboljšava bezbednost saobraćaja.

Uzorak okretanja automobila

Upravljački mehanizam služi da poveća i prenese na upravljački pogon napor koji vozač primjenjuje na volan. Upravljački mehanizam pretvara rotaciju volana u translatorno kretanje pogonskih šipki, uzrokujući okretanje upravljanih točkova. U ovom slučaju, sila koju vozač prenosi, sa volana na točkove za okretanje, povećava se višestruko.

Upravljački pogon, zajedno sa upravljačkim mehanizmom, prenosi upravljačku silu sa vozača direktno na točkove i na taj način obezbeđuje rotaciju upravljanih točkova pod određenim uglom.

Da bi napravili zaokret bez bočnog klizanja točkova, svi se moraju kotrljati duž lukova različitih dužina, opisanih od središta zavoja O, vidi sl. U tom slučaju, prednji upravljani točkovi se moraju okretati pod različitim uglovima. Unutrašnji točak u odnosu na centar rotacije treba da se okreće kroz ugao alfa-B, spoljašnji - kroz manji ugao alfa-H. To je osigurano klipnjačama i polugama upravljačkog mjenjača u obliku trapeza. Osnova trapeza je greda 1 prednje osovine automobila, bočne strane su lijeva 4 i desna 2 okretne poluge, a vrh trapeza čini poprečni štap 3, koji je okretno povezan sa polugama. Za poluge 4 i 2 su čvrsto pričvršćene osovine 5 kotača.

Jedna od zakretnih krakova, najčešće lijeva ruka 4, povezana je sa upravljačkim mehanizmom preko uzdužne karike 6. Dakle, kada je upravljački mehanizam aktiviran, uzdužna karika, krećući se naprijed ili nazad, uzrokuje da se oba točka okreću na različite načine. uglovi u skladu sa šablonom okretanja.

mehanizam za kontrolu volana

Šeme upravljanja

Položaj i interakcija dijelova upravljača koji nemaju pojačalo može se vidjeti na dijagramu (vidi sliku). Upravljački mehanizam se ovdje sastoji od volana 3, upravljačke osovine 2 i kormilarskog zupčanika 1 formiranog spajanjem pužnog zupčanika (puža) sa nazubljenim graničnikom, na čijoj je osovini pričvršćen dvonožac 9 upravljačkog mehanizma. Dvonožac i svi ostali dijelovi upravljača: uzdužna šipka 8, nadlaktica lijevog zakretnog klina 7, donje ruke 5 lijevog i desnog zakretnog klina, poprečna šipka 6 čine pogon upravljača.

Okretanje upravljačkih točkova nastaje kada se volan 3 okreće, koji preko osovine 2 prenosi rotaciju na upravljački zupčanik 1. U tom slučaju, puž zupčanika koji je u zahvatu sa sektorom počinje da pomera sektor prema gore ili dole duž njenog konca. Sektorska osovina dolazi u rotaciju i otklanja dvonožac 9, koji je svojim gornjim krajem postavljen na istureni dio osovine sektora. Odstupanje bipoda prenosi se na uzdužni potisak 8, koji se kreće duž svoje ose. Uzdužna šipka 8 je preko gornje poluge 7 povezana sa zakretnom osovinom 4, pa njeno kretanje izaziva rotaciju lijevog zakretnog klina. Od njega se sila okretanja kroz donje poluge 5 i poprečnu kariku 6 prenosi na desnu osovinu. Tako se oba točka okreću.

Upravljani točkovi su upravljani pod ograničenim uglom od 28-35°. Ograničenje je uvedeno kako bi se spriječilo da točkovi pri skretanju dodiruju dijelove ovjesa ili karoseriju automobila.

Dizajn upravljanja u velikoj mjeri ovisi o vrsti ovjesa upravljanih kotača. Sa zavisnim ovjesom prednjih kotača, u principu je očuvana šema upravljanja prikazana na (sl. a), sa nezavisna suspenzija(Sl. 6) kormilarski mehanizam je nešto složeniji.

2. Glavne vrste upravljačkih mehanizama i pogona

Upravljački mehanizam

Omogućava okretanje upravljanih točkova uz malo napora na upravljaču. To se može postići povećanjem omjera prijenosa upravljača. ali odnos ograničeno brojem okretaja volana. Ako odaberete omjer prijenosa s brojem okretaja volana većim od 2-3, tada se vrijeme potrebno za okretanje automobila značajno povećava, a to je neprihvatljivo zbog uvjeta u prometu. Stoga je prijenosni omjer u upravljačkim mehanizmima ograničen unutar 20-30, a da bi se smanjio napor na volanu, u upravljački mehanizam ili pogon ugrađeno je pojačalo.

Ograničenje omjera prijenosa upravljačkog mehanizma također je povezano sa svojstvom reverzibilnosti, odnosno sposobnošću prenošenja obrnute rotacije kroz mehanizam na volan. S velikim omjerima prijenosa povećava se trenje u zupčaniku mehanizma, svojstvo reverzibilnosti nestaje, a samopovrat upravljanih kotača nakon skretanja u ravan položaj je nemoguć.

Upravljački mehanizmi, ovisno o vrsti upravljačkog uređaja, dijele se na:

crv,

vijak,

· oprema.

Upravljački mehanizam sa pužno-valjkastim prijenosom ima puž pričvršćen na osovinu upravljača kao pogonsku kariku, a valjak je postavljen na valjkasti ležaj na istoj osovini sa dvonošcem. Da bi se u potpunosti zahvatio pod velikim kutom rotacije crva, crv se isječe duž luka kružnice - globoida. Takav crv se zove globoid.

U vijčanom mehanizmu rotacija vijka povezanog s osovinom upravljača prenosi se na maticu, koja završava letvicom koja je povezana sa sektorom zupčanika, a sektor je postavljen na istu osovinu sa dvonošcem. Takav upravljački mehanizam formiran je kormilarskim mehanizmom tipa vijak-matica-sektor.

U mehanizmima za upravljanje zupčanicima upravljački mehanizam formirani od cilindričnih ili konusnih zupčanika, oni također uključuju prijenos tipa zupčanika. U potonjem je cilindrični zupčanik povezan s osovinom upravljača, a letva spojena sa zupcima zupčanika djeluje kao poprečni potisak. Zupčanici zupčanika i zupčanici i pužni zupčanici se uglavnom koriste u putničkim automobilima, jer pružaju relativno mali prijenosni omjer. Za kamioni koristiti upravljačke mehanizme tipa puž-sektor i vijčano-matic-sektor, koji su opremljeni ili pojačivačima ugrađenim u mehanizam, ili pojačivačima smještenim u upravljačkom mehanizmu.

Upravljački mehanizam

Upravljački pogon je dizajniran za prijenos sile s upravljačkog mehanizma na upravljane kotače, istovremeno osiguravajući njihovu rotaciju pod nejednakim uglovima. Konstrukcije pogona upravljača razlikuju se po položaju poluga i šipki koje čine polugu upravljanja u odnosu na prednju osovinu. Ako je upravljački trapez ispred prednje osovine, tada se takav dizajn upravljačkog mehanizma naziva prednji upravljački trapez, sa stražnjom lokacijom - stražnji trapez. Dizajn ovjesa prednjeg kotača ima veliki utjecaj na dizajn i izgled upravljačkog trapeza.

Sa zavisnim ovjesom, upravljački mehanizam ima jednostavniji dizajn, jer se sastoji od minimuma dijelova. Vučna šipka je u ovom slučaju izrađena integralno, a dvonožac oscilira u ravni paralelnoj uzdužnoj osi vozila. Moguće je napraviti pogon sa dvonošcem koji se njiše u ravni paralelnoj sa prednja osovina. Tada neće biti uzdužnog potiska, a sila sa dvonošca se prenosi direktno na dva poprečna potiska povezana sa osovinama kotača.

S neovisnim ovjesom prednjih kotača, shema pogona upravljača je strukturno složenija. U ovom slučaju pojavljuju se dodatni pogonski dijelovi koji nisu u shemi ovisnog ovjesa kotača. Dizajn poprečne šipke upravljača se mijenja. Izrađen je raščlanjen, sastoji se od tri dijela: glavne poprečne šipke 4 i dvije bočne šipke - lijevo 3 i desno 6. Za podupiranje glavne šipke 4 služi poluga klatna 5, koja po obliku i veličini odgovara dvonošcu 1. Veza bočnih poprečnih šipki sa zakretnim krakovima 2 klina i sa glavnom poprečnom karikom vrši se uz pomoć šarki koje omogućavaju nezavisno kretanje točkova u vertikalnoj ravni. Razmatrana shema upravljačkog uređaja koristi se uglavnom u putničkim automobilima.

Upravljački pogon, koji je dio upravljanja automobilom, pruža ne samo mogućnost okretanja upravljanih kotača, već omogućava i osciliranje točkova kada naiđu na neravnine na putu. U tom slučaju pogonski dijelovi primaju relativna kretanja u okomitoj i horizontalnoj ravnini i, prilikom okretanja, prenose sile koje okreću kotače. Spajanje dijelova za bilo koju pogonsku shemu izvodi se pomoću sfernih ili cilindričnih spojeva.

3. Uređaj i rad upravljačkih mehanizama

Upravljački mehanizamsa pužnim valjkom

Široko se koristi u automobilima i kamionima. Glavni dijelovi upravljačkog mehanizma su volan 4, upravljačka osovina 5, postavljena u stup upravljača 3 i spojena na globoidni puž 1. Puž je ugrađen u kućište upravljačkog mehanizma 6 na dva konusna ležaja 2 i uključen je sa valjkom sa tri grebena 7, koji se okreće na kugličnim ležajevima na osi . Osa valjka je učvršćena u račvastom radilici dvonožnog vratila 8, koja se oslanja na čahuru i valjkasti ležaj u kućištu radilice 6. Zahvatanje puža i valjka se podešava vijkom 9, u čiji je žljeb ukošeno umetnut je drška osovine dvonošca. Fiksiranje navedenog razmaka u zahvatu puža s valjkom vrši se figuriranom podloškom s klinom i maticom.

Upravljački mehanizam automobila GAZ-53A

Carter 6 kormilarski mehanizam pričvršćen je vijcima na bočni element okvira. Gornji kraj osovine upravljača ima konusne utore na kojima je volan postavljen i pričvršćen navrtkom.

Upravljački mehanizam sa mjenjačem sa navrtkoma - šinski - sektor sa pojačalom

Koristi se u upravljanju automobila ZIL-130. Servo upravljač je strukturno integriran sa upravljačkim mehanizmom u jednu jedinicu i ima hidraulički pogon od pumpe 2, koji se pokreće klinastim remenom iz remenice radilica. Stup upravljača 4 je spojen na kormilarski prijenosnik 1 preko kratkog spoja kardansko vratilo 3, budući da se osi osovine upravljača i upravljačkog mehanizma ne poklapaju. Ovo je urađeno da bi se smanjila ukupne dimenzije upravljanje.

Upravljački mehanizam automobila

Sljedeća slika prikazuje upravljački mehanizam. Njegov glavni dio je karter 1, koji ima oblik cilindra. Unutar cilindra se nalazi klip - šina 10 sa čvrsto pričvršćenom navrtkom 3. Matica ima unutrašnji navoj u vidu polukružnog žleba u koji su ugrađene kuglice 4. Pomoću kuglica se matica zahvata sa vijkom 2, koji je zauzvrat spojen na osovinu upravljača 5. U gornjem dijelu kućišta radilice, na njega je pričvršćeno kućište 6 upravljačkog ventila hidrauličkog pojačala. Kontrolni element u ventilu je kalem 7. izvršni mehanizam hidraulični pojačivač je klip - šina 10, zapečaćen u cilindru kartera sa klipni prstenovi. Šina klipa ima navoj sa nazubljenim sektorom 9 osovine 8 dvonožaca.

Upravljački mehanizam sa ugrađenim hidrauličnim pojačivačem

Rotacija osovine upravljača pretvara se prijenosom upravljačkog mehanizma u kretanje matice - klipa duž vijka. Istovremeno, zupci letve okreću sektor i osovinu s pričvršćenim dvonošcem, zbog čega se upravljani kotači okreću.

Kada motor radi, pumpa servo upravljača opskrbljuje uljem pod pritiskom servo upravljač, zbog čega, prilikom skretanja, servo upravljač razvija dodatnu silu koja se primjenjuje na upravljački prijenosnik. Princip rada pojačala zasniva se na korišćenju pritiska ulja na krajevima klipa - šina, čime se stvara dodatna sila koja pomera klip i olakšava okretanje upravljanih točkova. [jedan]

Uzorak okretanja automobila

Jedan od mnogih važnih sistema Sa stanovišta bezbednosti saobraćaja, vozilo je sistem upravljanja koji obezbeđuje njegovo kretanje (skretanje) u datom pravcu. U zavisnosti od karakteristike dizajna vozila na točkovima postoje tri načina za skretanje:

Okretanjem upravljanih točkova jedne, više ili svih osovina

Stvaranjem razlike u brzinama nekontrolisanih točkova desne i leve strane mašine (okreni "gusenica")

Međusobna prisilna rotacija karika zglobnog vozila

Vozila na točkovima sa više ili dve karike (drumski vozovi), koja se sastoje od tegljača na točkovima, prikolice (prikolice) ili poluprikolice (poluprikolice), okreću se samo pomoću upravljanih točkova tegljača ili tegljača i prikolice (poluprikolice) ) veza.

Najrasprostranjenije sheme vozila na kotačima s okretnim (upravljanim) kotačima.

Sa povećanjem broja parova upravljanih točkova, minimalni mogući radijus okretanja mašine se smanjuje, odnosno poboljšava se upravljivost vozila. Međutim, želja da se poboljša upravljivost upotrebom prednjih i stražnjih upravljanih točkova značajno komplikuje dizajn njihovog upravljačkog pogona. Maksimalni kut rotacije upravljanih kotača obično ne prelazi 35 ... 40 °.

Šeme okretanja dvo-, tro- i četvoroosovinskih vozila na točkovima sa upravljivim točkovima

Rice. Šeme okretanja dvo-, tro- i četvoroosovinskih vozila na točkovima sa upravljivim točkovima: a, b - prednji; naprijed i nazad; f, g - prva i druga osa; h - sve ose

Šeme za okretanje vozila na kotačima s neupravljanim kotačima

Rice. Šeme za okretanje vozila na kotačima s neupravljanim kotačima:

a - sa velikim radijusom okretanja; b - sa nultim radijusom; Oko - centar rotacije; V1, V2 - brzina zaostalih i trčećih strana automobila

Okretanjem upravljanih točkova vozila vozač ga tera da se kreće duž putanje zadate krivine u skladu sa uglovima rotacije točkova. Što je veći ugao njihove rotacije u odnosu na uzdužnu osu mašine, manji je radijus okretanja vozila.

Shema okretanja "gusjenica" koristi se relativno rijetko i uglavnom na specijalnim vozilima. Primjer bi bio traktor točkaš sa fiksnim kotačima i prijenosom koji osigurava rotaciju traktora gotovo oko njegovog geometrijskog centra. Domaći lunarni rover, koji ima električni motor-točak formule 8×8, ima istu šemu okretanja. Rotacija takvih vozila vrši se pri nejednakim brzinama točkova sa različitih strana vozila. Takva kontrola upravljanja najjednostavnije se postiže zaustavljanjem dovoda obrtnog momenta na stranu mašine koja zaostaje pri okretanju, čija se brzina točkova smanjuje usled njihovog kočenja. Što je veća razlika u brzinama trčećeg V2, tj. spoljašnje u odnosu na centar rotacije (tačka O), a što zaostaju za V1 (unutrašnje u odnosu na centar rotacije) strane mašine, manji je poluprečnik njenog krivolinijskog kretanja. U idealnom slučaju, ako su brzine svih točkova sa obe strane jednake, ali usmerene u suprotnim smerovima (V2 = -V1), dobićemo nulti radijus okretanja, odnosno automobil će se okretati oko svog geometrijskog centra.

Glavni nedostaci vozila sa neupravljivim točkovima su povećana potrošnja snaga okretanja i veće trošenje guma u poređenju sa vozilima sa upravljivim točkovima.

Šeme okretanja zglobnih vozila za inženjerske traktore. Ove mašine imaju dobru upravljivost (imaju manji minimalni radijus okretanja od konvencionalnih automobila sa istom bazom i boljom prilagodljivošću nepravilnostima na putu (zbog prisustva šarki u hitch tegljač i prikolica), a pružaju i mogućnost korištenja kotača velikog prečnika, što poboljšava uhodnost ovih vozila.

Hostirano na Allbest.ru

Slični dokumenti

Osiguravanje kretanja automobila u smjeru koji je vozač odredio kao glavnu svrhu upravljanja automobila Kamaz-5311. Klasifikacija upravljačkih mehanizama. Upravljački uređaj, princip njegovog rada. Održavanje i popravka.

seminarski rad, dodan 14.07.2016


Pregled shema i dizajna upravljača za automobile. Opis rada, podešavanja i specifikacije projektovani čvor. Kinematički, hidraulički i servoupravljački proračun. Proračun čvrstoće upravljačkih elemenata.

seminarski rad, dodan 25.12.2011


Glavni uzrok saobraćajnih gužvi i najbolji način izbegavati gradski saobraćaj. Karakteristike vožnje u saobraćajnoj gužvi. Rekonstrukcija za skretanje u kontinuiranom saobraćaju. Obilaženje prepreke. Prolazak regulisanih raskrsnica. Izlaz na glavnu cestu.

sažetak, dodan 06.02.2008


Proračun upravljanja automobilom. Omjer servo upravljača. Moment otpora rotaciji upravljanih točkova. Proračun konstrukcije upravljačkih mehanizama. Proračun kočionih mehanizama, pojačivača kočionih hidrauličnih pogona automobila.

priručnik za obuku, dodan 19.01.2015


Analiza radnih procesa jedinica (kvačilo, ovjes), upravljanje i upravljanje kočnicama automobila. Kinematički i proračun snage mehanizama i dijelova automobila Moskvich-2140. Određivanje pokazatelja glatkog rada automobila (ovjesa).

seminarski rad, dodan 01.03.2011


Upravljački mehanizam kamiona. Eksterna kontrola tehničkom stanju pogonski dijelovi, procjena graničnika zaokreta. Podešavanje zazora u uzdužnoj promaji. Lista mogućih kvarova povezanih sa upravljačkim mehanizmom.

seminarski rad, dodan 22.05.2013


Opći raspored automobila i namjena njegovih glavnih dijelova. Radni ciklus motora, parametri njegovog rada i raspored mehanizama i sistema. Jedinice za prijenos snage, šasija i ovjes, električna oprema, upravljanje, kočioni sistem.

sažetak, dodan 17.11.2009


Transfer i dodatni mjenjači. Ubacite nižu brzinu prijenosna kutija auto. Namjena i vrste upravljačkih mehanizama. Šema pogona radnog kočionog sistema automobila GAZ-3307. Imenovanje i opšti uređaj teške prikolice.

test, dodano 03.03.2011


Tehnološki proces popravka upravljača automobila VAZ 2104. Povećano slobodno kretanje volana. Meter totalna reakcija upravljanje. Postolje za podešavanje kotača, njegovo testiranje. Oprema i alati za popravke.

rad, dodato 25.12.2014


Imenovanje i opšte karakteristike kontrola upravljanja automobila KAMAZ-5320 i traktor točkaš MTZ-80 sa hidrauličnim pojačivačem. Osnovna podešavanja upravljanja. Mogući kvarovi I Održavanje. Hidraulična pumpa za povišenje pritiska.

Opterećenja u elementima upravljačkog i upravljačkog mehanizma određuju se na osnovu sljedeća dva projektna slučaja:

Prema datoj konstrukciji sila na volanu;

Prema maksimalnom otporu na rotaciju upravljanih kotača na mjestu.

Prilikom vožnje po neravnim cestama ili pri kočenju s različitim koeficijentima trenja ispod upravljanih kotača, brojni dijelovi upravljača percipiraju dinamička opterećenja koja ograničavaju snagu i pouzdanost upravljanja. Dinamički utjecaj se uzima u obzir uvođenjem koeficijenta dinamičnosti k d = 1,5...3,0.

Procijenjena sila upravljanja za automobili P PK = 700 H . Odrediti silu na volanu prema maksimalnom otporu okretanju upravljačkih kotača na mjestu 166 Upravljanje
potrebno je izračunati moment otpora rotaciji prema sljedećoj empirijskoj formuli

M c \u003d (2p o/3)V O ʺ to / r sh ,

gdje je p o - koeficijent prianjanja pri okretanju točka na licu mjesta ((p o \u003d 0,9 ... 1,0), G k - opterećenje na upravljaču, p w - tlak zraka u gumi.

Sila volana da se okrene na mestu

R w = Mc /(u a R PK nPp y),

gdje je u a - ugaoni prijenosni omjer.

Ako izračunata vrijednost sile na volanu prelazi gore navedenu uvjetnu projektnu silu, tada je potrebna ugradnja servo upravljača na automobil. Osovina upravljača. U većini dizajna, napravljen je šupljim. Osovina upravljača je opterećena momentom

M RK = P PK R PK .

Torzijsko naprezanje šupljeg vratila

m = M PK D/. (8.4)

Dozvoljeno naprezanje [t] = 100 MPa.

Provjerava se i ugao uvijanja osovine upravljača, što je dozvoljeno unutar 5 ... 8 ° po jednom metru dužine osovine.

Upravljački mehanizam. Za mehanizam koji uključuje globoidni puž i valjak, određuje se kontaktni napon u mreži

o= Px /(Fn) , (8.5)

P x - aksijalna sila koju percipira crv; F je kontaktna površina jednog grebena valjka sa puzom (zbir površina dva segmenta, slika 8.4), i broj grebena valjka.

Aksijalna sila

Px = Mrk /(r wo tgP),

Materijal puža je pocinčani čelik ZOH, 35X, 40X, ZOHN; materijal valjka - kaljeni čelik 12HNZA, 15HN.

Dozvoljeno naprezanje [a] = 7...8 MPa.

Za mehanizam s vijcima u spojnici "screw-ball nut" određuje se uvjetno radijalno opterećenje P 0 po jednoj kuglici

R w \u003d 5P x / (mz COs - $ con),

gdje je m broj radnih zavoja, z broj kuglica na jednom okretu, 8 con kontaktni ugao kuglica sa žljebovima (d con = 45 o).

Treba uzeti u obzir da se najveća opterećenja u paru vijaka dešavaju kada pojačalo ne radi.

Zupci sektora i letve izračunati su za savijanje i kontaktno naprezanje u skladu sa GOST 21354-87, dok se konus sektorskih zubaca zanemaruje. Obimna sila na sektorske zube

P sec \u003d M Rkbm / r ceK + P^W /4 ,

gdje je r ceK polumjer početne kružnice sektora, p W je maksimalni pritisak fluida u pojačivaču, E Hz je prečnik hidrauličkog cilindra pojačivača.

Drugi pojam se primjenjuje ako pojačalo opterećuje stalak i sektor, odnosno kada je upravljački mehanizam u kombinaciji s hidrauličnim cilindrom.

Materijal sektora - čelik 18KhGT, ZOH, 40Kh, 20KhNZA, [a i] = 300 ... 400 MPa, [o com] = 1500 MSh.

Osovina upravljača. Torzioni napon osovine dvonožaca u prisustvu pojačala

/(0.2d3),

Ekvivalentni napon se izračunava prema trećoj teoriji čvrstoće. Materijal dvonožaca: čelik 30, sl. 8.5. Shema dizajna upravljačke ruke 18KhGT, [<У экв ] = 300...400 МПа.

Dvonožac sa kugličnim prstima. Naprezanje pri savijanju

(8.11)

Materijal: 40X čelik, 20XH3A. Dozvoljeno naprezanje = 300...400MPa. Naprezanje pri kolapsu (pritisak koji određuje otpornost na habanje kuglične osovinice prečnika kuglice d„,)

q = 4 P oo0 /(nd0), [q] = 25...35 MPa. Upravljanje

Napon smicanja na površini poprečnog presjeka kuglične osovinice na bazi

o cf = Roo0 /F m , [o cf ] = 25...35 MPa. (8.12)

Uzdužni potisak (slika 8.6). Sila P co0 uzrokuje tlačno-vlačno naprezanje i izvijanje štapa.

Kompresijski stres

o<ж = Рсо0 /F, (8.13)

gdje je F površina poprečnog presjeka potiska.

Kritično naprezanje izvijanja

Okruženje \u003d P EJ / (L T F), (8.14)

gdje je L T dužina uzdužnog potiska, J \u003d n (D 4 -d 4) / 64 je moment inercije poprečnog presjeka.

Margina stabilnosti potiska

8 \u003d ° kr / o szh \u003d f 2 EJ/(P com LT).

Materijal: čelik 20, čelik 35.

Okretna poluga. Okretna ruka je opterećena silom savijanja P co0 i momentom torzije R cosh 1 .

Naprezanje pri savijanju

Ou \u003d P tsh * / Wu. (8.15)

Torzioni napon

^ = P m J/Wk . (8.16)

Materijal: čelik 30, čelik 40, 40HGNM. [o] = 300...400 MPa.

Opterećenja i naprezanja koja djeluju u dijelovima upravljača mogu se izračunati postavljanjem maksimalne sile na volan ili određivanjem ove sile prema maksimalnom otporu okretanju upravljanih kotača automobila na mjestu (što je prikladnije). Ova opterećenja su statična.

V upravljački mehanizam izračunaj volan, osovinu volana i zupčanik.

Maksimalna sila uključena volan za upravljanje bez pojacala - = 400 N; za automobile sa pojacalima -
= 800 N.

Prilikom izračunavanja maksimalnog napora na volanu prema maksimalnom otporu okretanju upravljačkih kotača na mjestu, moment otpora okretanja može se odrediti iz empirijske zavisnosti:

, (13.12)

gdje – koeficijent prianjanja pri okretanju volana na mjestu;
– opterećenje na točku;
- pritisak vazduha u gumi.

Napor na volanu da se okrene na mjestu izračunava se po formuli:

, (13.13)

gdje
- ugaoni prenosni odnos upravljača;
– radijus volana;
- Efikasnost upravljanja.

Prema zadatoj ili nađenoj sili na volanu izračunavaju se opterećenja i naprezanja u dijelovima upravljača.

žbice volan je proračunat za savijanje, pod pretpostavkom da je sila na volanu ravnomjerno raspoređena između žbica. Naponi savijanja žbica određuju se formulom:

, (13.14)

gdje
- dužina krakova;
- prečnik krakova;
- broj krakova.

upravljačka osovina obično se izvodi cevasto. Osovina radi u torziji, opterećena je momentom:

. (13.15)

Torzioni naponi cijevnog vratila izračunavaju se po formuli:

, (13.16)

gdje
,
su vanjski i unutrašnji promjer osovine, respektivno.

Dozvoljena torzijska naprezanja osovine upravljača - [
] = 100 MPa.

Upravljačko vratilo se također provjerava na krutost uglom uvijanja:

, (13.17)

gdje
– dužina osovine;
je modul elastičnosti 2. vrste.

Dozvoljeni ugao uvijanja - [
] = 5 ÷ 8° po metru dužine osovine.

V pužni-valjkasti upravljački mehanizam globoidni puž i valjak su dizajnirani za kompresiju, pri čemu su kontaktna naprezanja u zahvatu određena formulom:

, (13.18)

gdje -aksijalna sila koja djeluje na puž;
- površina kontakta jednog grebena valjka sa puzom; – broj grebena valjka.

Aksijalna sila koja djeluje na crv izračunava se po formuli:

, (13.19)

gdje - početni poluprečnik crva u najmanjem preseku;
- ugao elevacije spirale crva.

Kontaktna površina jednog grebena valjka sa puzom može se odrediti formulom:

gdje I su radijusi zahvata valjka i puža, respektivno; I
- uglovi zahvatanja valjka i puža.

Dozvoljena tlačna naprezanja - [
] = 2500 ÷ 3500 MPa.

V zupčanik sa vijcima par "vijak - kuglična matica" provjerava se na kompresiju, uzimajući u obzir radijalno opterećenje jedne kuglice:

, (13.21)

gdje
– broj radnih okreta;
– broj kuglica na jednom okretu (kada je žljeb potpuno popunjen);
– kontaktni ugao kuglica sa žljebovima.

Snaga lopte određena je kontaktnim naprezanjima izračunatim po formuli:

, (13.22)

gdje
– koeficijent zakrivljenosti dodirnih površina; – modul elastičnosti 1. vrste;
I
– prečnika kugle i žljeba, respektivno.

Dozvoljeni kontaktni naponi [
] = 2500 ÷3500 MPa.

U paru „šinica-sektor“ zupci su izračunati za naprezanje savijanja i kontakta slično kao kod cilindričnog zupčanika. U ovom slučaju, obodna sila na zupcima sektora (u odsustvu ili praznom hodu pojačala) određuje se formulom:

, (13.23)

gdje je polumjer početne kružnice sektora.

Dozvoljena naprezanja - [
] = 300 ÷ 400 MPa; [
] = 1500 MPa.

zupčanik upravljanja izračunato na isti način.

V upravljački mehanizam izračunajte osovinu kormila, polugu upravljača, osovinicu kormila, uzdužne i poprečne poluge upravljača, okretnu ruku i poluge zgloba upravljača (osovine).

Pivot shaft oslanjaju se na torziju.

U nedostatku pojačala napona osovine, dvonožac se određuje formulom:

, (13.24)

gdje - prečnik osovine dvonožaca.

Dozvoljena naprezanja - [
] = 300 ÷350 MPa.

Proračun dvonožaca izvedeno za savijanje i torziju u opasnom dijelu A-A.

U nedostatku pojačala, maksimalna sila koja djeluje na kuglicu iz uzdužne šipke upravljača izračunava se po formuli:

, (13.25)

gdje - razmak između središta glava kormila.

Naponi savijanja dvonožaca određuju se formulom:

, (13.26)

gdje - ruka savijanja dvonošca; a I b- dimenzije poprečnog presjeka bipoda.

Torziona naprezanja dvonožaca određuju se formulom:

, (13.27)

gdje – torzijska ruka.

Dozvoljena naprezanja [
] = 150 ÷200 MPa; [
] = 60 ÷ 80 MPa.

Kuglica za dvonožac računajte na savijanje i striženje u opasnom dijelu B-B i za drobljenje između krekera uzdužne šipke upravljača.

Naponi savijanja igle bipoda izračunavaju se po formuli:

, (13.28)

gdje e- rame savijanja prsta;
- prečnik prsta u opasnom dijelu.

Smična naprezanja prstiju određuju se formulom:

. (13.29)

Naprezanja prstiju se izračunavaju po formuli:

, (13.30)

gdje - prečnik kuglične glave.

Dozvoljena naprezanja - [
] = 300 ÷ 400 MPa; [
] = 25 ÷35 MPa; [
] = 25 ÷35 MPa.

Proračun kugličnih osovinica uzdužnih i poprečnih šipki upravljača vrši se slično kao i izračunavanje kuglične osovinice upravljača, uzimajući u obzir postojeća opterećenja na svakom prstu.

Uzdužna spona izračunato za kompresiju i izvijanje.

H tlačna naprezanja određena su formulom:

, (13.31)

gdje
je površina poprečnog presjeka štapa.

Prilikom izvijanja u štapu nastaju kritična naprezanja koja se izračunavaju po formuli:

, (13.32)

gdje – modul elastičnosti 1. vrste; J je moment inercije presjeka cijevi; - dužina potiska duž centara kugličnih igala.

Margina stabilnosti potiska može se odrediti formulom:

. (13.33)

Margina stabilnosti vuče bi trebala biti -
=1,5 ÷2,5.

spona napunjen snagom:

, (13.34)

gdje
I su aktivne dužine zakretne ruke i zglobne ruke, respektivno.

Vučna šipka se izračunava za kompresiju i izvijanje na isti način kao i anglijska šipka.

Swing arm proračunat za savijanje i uvijanje.

. (13.35)

. (13.36)

Dozvoljena naprezanja - [
] = 150 ÷ ​​200 MPa; [
] = 60 ÷ 80 MPa.

ručice zgloba upravljača također računajte na savijanje i torziju.

Naponi savijanja određuju se formulom:

. (13.37)

Torziona naprezanja se izračunavaju po formuli:

. (13.38)

Dakle, u nedostatku pojačala, proračun čvrstoće dijelova upravljača temelji se na maksimalnoj sili na volanu. U prisustvu pojačala, dijelovi pogona upravljača koji se nalaze između pojačala i upravljanih kotača također su opterećeni silom koju razvija pojačalo, što se mora uzeti u obzir prilikom proračuna.

Proračun pojačala obično uključuje sljedeće korake:

izbor tipa i rasporeda pojačala;

statički proračun - određivanje sila i pomaka, dimenzija hidrauličkog cilindra i razvodnog uređaja, opruga za centriranje i površina reakcionih komora;

dinamički proračun - određivanje vremena uključivanja pojačala, analiza oscilacija i stabilnosti pojačala;

hidraulički proračun - određivanje performansi pumpe, prečnika cevovoda, itd.

Kao kontrolna opterećenja koja djeluju na dijelove upravljača mogu se uzeti opterećenja koja nastaju prilikom sudara upravljačkih kotača s neravninama ceste, kao i opterećenja koja se javljaju u upravljačkom mehanizmu, na primjer, prilikom kočenja zbog nejednakih sila kočenja na upravljanom točkovima ili prilikom lomljenja guma jednog od upravljanih točkova.

Ovi dodatni proračuni omogućavaju potpuniju procjenu karakteristika čvrstoće dijelova upravljača.

Kao što je gore navedeno, servo upravljač je elementarni sistem automatskog upravljanja s tvrdom povratnom spregom. Uz nepovoljnu kombinaciju parametara, sistem ovog tipa može ispasti nestabilan, pri čemu se nestabilnost sistema izražava u samooscilacijama upravljanih točkova. Takve fluktuacije uočene su na nekim eksperimentalnim uzorcima domaćih automobila.

Zadatak dinamičkog proračuna je da pronađe uslove pod kojima ne bi moglo doći do samooscilacija ako su poznati svi potrebni parametri za proračun ili da se identifikuju koje parametre treba promeniti da bi se zaustavile samooscilacije na eksperimentalnom uzorku, ako oni se posmatraju.

Razmotrimo prvo fizičku suštinu procesa osciliranja upravljanih kotača. Vratimo se ponovo krugu pojačala prikazanom na Sl. 1. Pojačalo se može uključiti kako od strane vozača pri primjeni sile na volan, tako i od strane upravljača od udaraca sa strane puta.

Kao što pokazuju eksperimenti, takve vibracije se mogu pojaviti tijekom pravolinijskog kretanja automobila velikom brzinom, u zavojima pri vožnji malom brzinom, kao i pri okretanju kotača na mjestu.

Razmotrimo prvi slučaj. Kada se volan okrene od udaraca sa strane ceste ili iz bilo kojeg drugog razloga, kućište razdjelnika će se početi pomicati u odnosu na kalem, a čim se eliminira zazor Δ 1, tekućina će početi teći u šupljina A energetskog cilindra. Pretpostavlja se da volan i ruka volana miruju.Pritisak u komori A će porasti i sprečiti dalje okretanje. Zbog elastičnosti gumenih crijeva hidrauličkog sistema i elastičnosti mehaničkih spojeva, punjenje šupljine A tekućinom (za stvaranje radnog tlaka) zahtijeva određeno vrijeme za koje se upravljani kotači imaju vremena okrenuti pod određenim uglom. Pritisak u šupljini A uzrokuje okretanje kotača u suprotnom smjeru sve dok kalem ne bude u neutralnom položaju. Tada pritisak pada. Sila inercije, kao i rezidualni pritisak u šupljini A, okrenut će upravljane kotače iz neutralnog položaja udesno, a ciklus će se ponoviti sa strane desne šupljine.

Ovaj proces je prikazan na sl. 33, a i b.

Ugao θ 0 odgovara takvoj rotaciji upravljanih kotača, u kojoj sila koja se prenosi na upravljački mehanizam dostiže vrijednost potrebnu za pomicanje kalemova.

Na sl. 33c prikazuje zavisnost p = f(θ) prikazanu iz krivulja na sl. 33, a i b. Budući da se hod štapa može smatrati linearnom funkcijom ugla rotacije (zbog malenosti ugla θ max), grafik (slika 33, c) može se smatrati indikatorskim dijagramom cilindra snage pojačalo. Područje dijagrama indikatora određuje rad pojačala na zamahu upravljanih kotača.

Treba napomenuti da se opisani proces može promatrati samo ako volan ostane nepomičan za vrijeme oscilacija upravljanih točkova. Ako se volan okrene, pojačalo se neće uključiti. Tako, na primjer, pojačala koja pokreću razdjelnici od kutnog pomaka gornjeg dijela osovine upravljača u odnosu na donji dio obično imaju ovo svojstvo i ne izazivaju samooscilacije

Prilikom okretanja upravljanih točkova na licu mesta ili kada se vozilo kreće malom brzinom, oscilacije koje izaziva pojačavač razlikuju se po prirodi od razmatranih.Pritisak pri takvim oscilacijama raste samo u jednoj šupljini. Indikatorski dijagram za ovaj slučaj je prikazan na sl. 33, grad

Takve fluktuacije se mogu objasniti na sljedeći način. Ako u trenutku koji odgovara rotaciji točkova pod određenim uglom θ r držite volan, tada će se upravljani točkovi (pod dejstvom sila inercije i preostalog pritiska u pogonskom cilindru) nastaviti kretati i okretati za ugao θ r + θ max. Pritisak u cilindru snage će tada pasti na 0, pošto će kalem biti u položaju koji odgovara rotaciji točkova za ugao θ r . Nakon toga, elastična sila gume počet će okretati volan u suprotnom smjeru. Kada se točak ponovo okrene za ugao θ r, pojačalo će se uključiti. Pritisak u sistemu neće početi da raste odmah, već nakon nekog vremena, tokom kojeg će volan moći da se okreće za ugao θ r -θ max . Lijevo skretanje će se u ovom trenutku zaustaviti, jer će cilindar snage početi raditi, a ciklus će se ponoviti od početka.

Obično je rad pojačala, određen površinom indikatorskih dijagrama, beznačajan u odnosu na rad trenja u osovinama, zglobovima šipke upravljača i gumi, a samooscilacije nisu moguće. Kada su površine indikatorskih dijagrama velike, a rad određen njima je uporediv s radom trenja, vjerovatne su neprigušene oscilacije. Takav slučaj se istražuje u nastavku.

Da bismo pronašli uslove stabilnosti za sistem, namećemo mu ograničenja:

1. Upravljani kotači imaju jedan stepen slobode i mogu se okretati samo oko osovina unutar otvora u razdjelniku pojačala.
2. Volan je čvrsto fiksiran u neutralnom položaju.
3. Veza između točkova je apsolutno čvrsta.
4. Masa kalema i delova koji ga povezuju sa kontrolnim točkovima je zanemarljiva.
5. Sile trenja u sistemu su proporcionalne prvim stepenima ugaone brzine.
6. Krutosti elemenata sistema su konstantne i ne zavise od veličine odgovarajućih pomaka ili deformacija.

Ostale pretpostavke napravljene u analizi su specificirane u procesu prezentacije.

U nastavku proučavamo stabilnost komandi upravljanja s hidrauličnim pojačivačima montiranim u dvije moguće opcije: s dugom povratnom spregom i kratkom povratnom spregom.

Strukturne i projektne šeme prve varijante prikazane su na sl. 34 i 35 sa punim linijama, drugi sa isprekidanim linijama. U prvoj varijanti povratna sprega djeluje na razvodnik nakon što cilindar snage okrene upravljane kotače. U drugoj opciji, tijelo razdjelnika se pomiče, isključujući pojačalo, istovremeno sa šipkom cilindra snage.

Prvo, razmotrite svaki element kola sa dugom povratnom spregom.

Upravljački mehanizam(nije prikazano na blok dijagramu). Okretanje volana pod nekim malim uglom a izaziva silu T c u uzdužnoj kari

T c \u003d c 1 (αi r.m l c - x 1), (26)

gdje je c 1 krutost osovine upravljača i uzdužne šipke svedena na uzdužnu šipku; l c - dužina dvonožaca; x 1 - kretanje kalema.

Distributer drive. Za upravljački pogon razdjelnika, ulazna vrijednost je sila T c , izlazna vrijednost je pomak kalema x 1 . Pogonska jednačina, uzimajući u obzir povratnu informaciju o kutu rotacije upravljanih kotača θ i pritisku u sistemu p, ima sljedeći oblik za T c >T n:

(27)

gdje je K o.s - koeficijent povratne sile na ugao rotacije upravljanih kotača; c n - krutost opruga za centriranje.

Distributer. Oscilacije uzrokovane pojačalom automobila u pokretu povezane su s naizmjeničnim uključivanjem jedne ili druge šupljine cilindra snage. Jednačina distributera u ovom slučaju ima oblik

gdje je Q količina tekućine koja ulazi u cjevovode energetskog cilindra; x 1 -θl s K o.s \u003d Δx - pomak kalema u kućištu.

Funkcija f(Δx) je nelinearna i ovisi o dizajnu kalema razdjelnika i performansi pumpe. U opštem slučaju, za datu karakteristiku pumpe i dizajn razvodnika, količina tečnosti Q koja ulazi u cilindar snage zavisi i od hoda Δx kalema u kućištu i od razlike pritiska Δp na ulazu i izlazu razvodnika.

Razdjelnici pojačala su projektovani tako da, s jedne strane, uz relativno velike tehnološke tolerancije za linearne dimenzije, imaju minimalan pritisak u sistemu na neutralnom položaju kalema, as druge strane minimalni pomak kalema do pogon pojačivača. Kao rezultat toga, kalem razdjelnika pojačala je blizu ventila ventila prema karakteristici Q = f(Δx, Δp), tj. vrijednost Q ne ovisi o tlaku Δp i samo je funkcija pomaka kalem. Uzimajući u obzir smjer djelovanja cilindra snage, izgledat će kao što je prikazano na sl. 36, a. Ova karakteristika je karakteristična za relejne veze sistema automatskog upravljanja. Linearizacija ovih funkcija izvršena je metodom harmonijske linearizacije. Kao rezultat, dobijamo za prvu šemu (slika 36, ​​a)

gdje je Δx 0 pomak kalema u kućištu, pri čemu počinje naglo povećanje pritiska; Q 0 - količina tečnosti koja ulazi u potisni vod sa zatvorenim radnim prorezima; a - maksimalni hod kalema u kućištu, određen amplitudom oscilacija upravljanih kotača.

Cjevovodi. Pritisak u sistemu je određen količinom tečnosti koja ulazi u tlačnu liniju i elastičnošću linije:

gdje je x 2 hod klipa pogonskog cilindra, pozitivni smjer u smjeru pritiska; c 2 - volumetrijska krutost hidrauličkog sistema; c g = dp / dV g (V g = zapremina potisnog voda hidrauličnog sistema).

Motorni cilindar. Zauzvrat, hod šipke pogonskog cilindra određen je kutom rotacije upravljanih kotača i deformacijom spojnih detalja pogonskog cilindra s upravljanim kotačima i sa uporištem.

(31)

gdje je l 2 - rame primjene sile pogonskog cilindra u odnosu na ose krilnih osovina kotača; c 2 - krutost priključka za pogonski cilindar, svedena na hod šipke pogonskog cilindra.

Pogonjeni točkovi. Jednačina za rotaciju upravljanih točkova u odnosu na osovine je drugog reda i, uopšteno govoreći, nelinearna je. S obzirom da se oscilacije upravljanih točkova javljaju sa relativno malim amplitudama (do 3-4°), može se pretpostaviti da su momenti stabilizacije uzrokovani elastičnošću gume i nagibom osovina proporcionalni prvom stepenu ugao rotacije upravljanih točkova i trenje u sistemu zavise od prvog stepena ugaone brzine okretanja točka. Linearizovana jednačina izgleda ovako:

gdje je J moment inercije upravljanih kotača i dijelova koji su s njima čvrsto povezani u odnosu na osi osovina; G je koeficijent koji karakteriše gubitke trenja u upravljačkom mehanizmu, hidrauličnom sistemu i gumama na točkovima; N je koeficijent koji karakterizira učinak momenta stabilizacije koji je rezultat nagiba osovina i elastičnosti gume gume.

Krutost upravljačkog mehanizma se ne uzima u obzir u jednadžbi, jer se pretpostavlja da su oscilacije male i da se javljaju u rasponu uglova pod kojim se tijelo kalema pomiče na udaljenosti manjoj ili jednakoj punom hodu. Proizvod Fl 2 p određuje veličinu momenta koji stvara cilindar snage u odnosu na osovinu, a proizvod f rel e K o.s p - reakcionu silu iz povratne sprege o veličini stabilizacionog momenta. Utjecaj momenta koji stvaraju opruge za centriranje može se zanemariti zbog njegove malenosti u odnosu na stabilizirajuću.

Dakle, pored gore navedenih pretpostavki, sistemu se nameću sljedeća ograničenja:

1. napori u uzdužnom potisku linearno ovise o rotaciji osovine dvonošca, nema trenja u šarkama uzdužnog potiska i u pogonu na kalem;
2. razvodnik je karika s relejnom karakteristikom, tj. do određenog pomaka Δx 0 kalema u kućištu, tekućina iz pumpe ne ulazi u cilindar snage;
3. pritisak u potisnom vodu i pogonskom cilindru je direktno proporcionalan višku zapremine fluida koji ulazi u vod, odnosno zapreminska krutost hidrauličkog sistema c g je konstantna.

Razmatrana šema upravljanja sa hidrauličnim pojačivačem opisana je sistemom od sedam jednačina (26) - (32).

Stabilnost sistema je proučavana pomoću algebarskog kriterijuma Raus-Hurwitz.

U tu svrhu napravljeno je nekoliko modifikacija. Pronađena je karakteristična jednačina sistema i uslov njegove stabilnosti, koji je određen sljedećom nejednakošću:

(33)

Iz nejednakosti (33) proizilazi da su za a≤Δx 0 oscilacije nemoguće, jer je negativni član nejednakosti jednak 0.

Amplituda pomaka kalema u kućištu za datu konstantnu amplitudu oscilacija upravljanih točkova θ max nalazi se iz sledećeg odnosa:

(34)

Ako je pod uglom θ max pritisak p = p max, tada pomak a zavisi od omjera krutosti opruga za centriranje i uzdužnog potiska cn / c 1, površine reaktivnih klipova f re, pretkompresiona sila opruga za centriranje T n i koeficijent povratne sprege K os. Što je veći omjer c n / c 1 i površina reaktivnih elemenata, veća je vjerovatnoća da će vrijednost a biti manja od vrijednosti Δx 0 , a samooscilacije su nemoguće.

Međutim, ovaj način otklanjanja samooscilacija nije uvijek moguć, budući da povećanje krutosti centrirnih opruga i veličine reaktivnih elemenata, povećanje sila na volanu, utiče na upravljivost automobila i smanjenje u krutosti uzdužnog potiska može doprinijeti nastanku oscilacija shimmy-tipa.

Četiri od pet pozitivnih članova nejednakosti (33) uključuju parametar G kao množitelj, koji karakteriše trenje u upravljaču, gumi gume i prigušenje zbog prelivanja tečnosti u pojačavaču. Dizajneru je obično teško promijeniti ovaj parametar. Kao množitelji, negativni član uključuje brzinu protoka tečnosti Q 0 i koeficijent povratne sprege K o.s. Sa smanjenjem njihovih vrijednosti smanjuje se sklonost samooscilacijama. Vrijednost Q 0 je blizu performansi pumpe. Dakle, da bi se eliminisale samooscilacije koje izaziva pojačalo dok se automobil kreće, potrebno je:

1. Povećanje krutosti opruga za centriranje ili povećanje površine reaktivnih klipova, ako je moguće zbog uslova lakoće upravljanja.
2. Smanjenje performansi pumpe bez snižavanja brzine rotacije upravljanih točkova ispod minimalno dozvoljene.
3. Smanjenje povratnog pojačanja K o.s, tj. smanjenje hoda tijela kalema (ili kalema) uzrokovanog rotacijom upravljanih kotača.

Ako ove metode ne mogu eliminirati samooscilacije, tada je potrebno promijeniti raspored upravljanja ili uvesti poseban prigušivač vibracija (prigušivač tekućeg ili suhog trenja) u sustav servo upravljača. Razmotrite još jedan mogući raspored pojačala na automobilu, koji ima manju sklonost izazivanju samooscilacija. Od prethodnog se razlikuje po kraćoj povratnoj informaciji (pogledajte isprekidanu liniju na slikama 34 i 35).

Jednačine razvodnika i pogona na njega razlikuju se od odgovarajućih jednačina prethodne sheme.

Jednačina pogona za razvodnik ima oblik za T c >T n:

(35)

2 jednačina distributera

(36)

gdje je i e kinematički prijenosni omjer između kretanja kalem razdjelnika i odgovarajućeg kretanja šipke cilindra snage.

Slična studija novi sistem jednadžbe dovodi do sljedećeg uvjeta za odsustvo autooscilacija u sistemu sa kratkom povratnom spregom

(37)

Rezultirajuća nejednakost razlikuje se od nejednakosti (33) po povećanju vrijednosti pozitivnih članova. Kao rezultat toga, svi pozitivni članovi su veći od negativnih za stvarne vrijednosti parametara uključenih u njih, tako da je sistem s kratkom povratnom spregom gotovo uvijek stabilan. Trenje u sistemu, koje karakteriše parametar G, može se svesti na nulu, pošto četvrti pozitivni član nejednakosti ne sadrži ovaj parametar.

Na sl. 37 prikazuje krivulje zavisnosti količine trenja potrebnog za prigušivanje oscilacija u sistemu (parametar G) od performansi pumpe, izračunate pomoću formula (33) i (37).

Zona stabilnosti za svaki od pojačivača je između y-ose i odgovarajuće krive. U proračunima je amplituda oscilovanja kalema u kućištu uzeta kao najmanja moguća iz uslova uključivanja pojačala: a≥Δx 0 = 0,05 cm.

Preostali parametri uključeni u jednadžbe (33) i (37) imali su sljedeće vrijednosti (što približno odgovara upravljanju kamiona nosivosti 8-12 t): J \u003d 600 kg * cm * sec 2 / rad; N \u003d 40.000 kg * cm / rad; Q = 200 cm 3 / sec; F = 40 cm 2; l 2 \u003d 20 cm; l 3 \u003d 20 cm; c g \u003d 2 kg / cm 5; c 1 \u003d 500 kg / cm; c 2 \u003d 500 kg / cm; c n \u003d 100 kg / cm; f r.e = 3 cm 2.

Za pojačalo sa dugom povratnom spregom, zona nestabilnosti leži u rasponu stvarnih vrijednosti parametra G, za pojačalo sa kratkom povratnom spregom - u rasponu vrijednosti parametara koji se ne pojavljuju.

Razmotrite oscilacije upravljanih kotača koje se javljaju pri okretanju na licu mjesta. Indikatorski dijagram cilindra snage tokom takvih oscilacija prikazan je na sl. 33, d. Zavisnost količine tečnosti koja ulazi u pogonski cilindar od kretanja kalema u kućištu razvodnika ima oblik prikazan na sl. 36b. Za vrijeme takvih oscilacija, zazor Δx 0 u kalemu je već eliminiran okretanjem volana i uz najmanji pomak kalema uzrokuje dotok tekućine u pogonski cilindar i povećanje tlaka u njemu.

Linearizacija funkcije (vidi sliku 36, c) daje jednačinu

(38)

Koeficijent N u jednačini (32) u ovom slučaju neće biti određen djelovanjem momenta stabilizacije, već krutošću guma za uvijanje u kontaktu. Može se uzeti za sistem koji se razmatra kao primjer jednak N \u003d 400.000 kg * cm / rad.

Uslov stabilnosti za sistem sa dugom povratnom spregom može se dobiti iz jednačine (33) zamjenom u nju umjesto izraza izrazi (2Q 0 / pa).

Kao rezultat, dobijamo

(39)

Članovi nejednakosti (39), koji sadrže parametar a u brojniku, opadaju sa smanjenjem amplitude oscilacija i, polazeći od nekih dovoljno malih vrijednosti a, mogu se zanemariti. Tada se uslov stabilnosti izražava u jednostavnijem obliku:

(40)

Sa stvarnim omjerima parametara, nejednakost se ne promatra i pojačala raspoređena prema shemi dugog povratnog signala gotovo uvijek uzrokuju samooscilacije upravljanih kotača pri okretanju u mjestu s jednom ili drugom amplitudom.

Ukloniti ove oscilacije bez promjene vrste povratne sprege (i, posljedično, rasporeda pojačala) moguće je donekle samo promjenom oblika karakteristike Q = f(Δx), dajući joj nagib (vidi Slika 36, ​​d), ili značajno povećanje prigušenja u sistemu (parametar D). Tehnički, da bi se promijenio oblik karakteristike, na radnim rubovima kalema se izrađuju posebne kosine. Proračun stabilnosti sistema sa ovakvim razvodnikom je mnogo komplikovaniji, jer se pretpostavka da količina fluida Q koja ulazi u pogonski cilindar zavisi samo od pomaka kalema Δx ne može više prihvatiti, jer radni presek preklapanja radni prorezi su rastegnuti i količina ulazne tečnosti Q u ovoj sekciji takođe zavisi od pada pritiska u sistemu pre i posle kalema. Metoda povećanja prigušenja je razmotrena u nastavku.

Razmislite šta se dešava kada se okrenete na mjestu ako se pruži kratka povratna informacija. U jednačini (37), izraz [(4π) (Q 0 / a)]√ treba zamijeniti izrazom (2 / π)*(Q 0 / a). Kao rezultat, dobijamo nejednakost

(41)

Eliminirajući, kao iu prethodnom slučaju, članove koji sadrže vrijednost a u brojiocu, dobijamo

(42)

U nejednakosti (42) negativni član je približno za red veličine manji nego u prethodnom, te stoga u sistemu sa kratkom povratnom spregom, sa stvarno mogućim kombinacijama parametara, ne dolazi do autooscilacija.

Dakle, da bi se dobio namjerno stabilan sistem servoupravljača, povratna sprega bi trebala pokrivati ​​samo praktično neinercijske karike sistema (obično cilindar snage i spojni dijelovi direktno povezani s njim). U najtežim slučajevima, kada nije moguće rasporediti cilindar snage i razdjelnik u neposrednoj blizini jedan drugom, za prigušivanje samooscilacija, u sistem se uvode hidraulički amortizeri (amortizeri) ili hidraulične brave - uređaji koji prolaze tečnost u pogonski cilindar ili nazad samo kada se vrši pritisak sa strane razvodnika.

UVOD

Disciplina "Osnove proračuna konstrukcije i jedinica automobila" je nastavak discipline "Projektovanje automobila i traktora" i svrha nastavnog rada je konsolidacija znanja stečenog studenta tokom izučavanja ovih disciplina.

Nastavni rad student izvodi samostalno koristeći udžbenike, nastavna sredstva, referentne knjige, GOST-ovi, OST-ovi i drugi materijali (monografije, naučni časopisi i izvještaji, internet).

Nastavni rad uključuje proračun sistema upravljanja vozilom: upravljanje (neparni broj šifre studenta) ili kočnica (parni broj šifre studenta). Prototip automobila i početni podaci biraju se prema posljednje dvije cifre učeničke šifre. Koeficijent prianjanja kotača = 0,9.

Što se tiče upravljanja, grafika treba da sadrži: 1) dijagram okretanja automobila sa naznakom radijusa i uglova upravljanih točkova, 2) dijagram upravljačkog trapeza sa proračunskim formulama za njegove parametre, 3) a dijagram upravljačkog trapeza u određivanju zavisnosti uglova rotacije spoljašnjih i unutrašnjih upravljanih točkova na grafički način, 4) grafovi uglova rotacije spoljašnjih i unutrašnjih upravljanih točkova, 5) opšta šema upravljanja , 6) šema za proračun napona u ruci upravljača.

Grafički deo kočionog sistema mora da sadrži: 1) dijagram kočionog mehanizma sa formulama za proračun kočionog momenta, 2) statičku karakteristiku kočionog mehanizma, 3) opšti dijagram kočionog sistema, 4) dijagram kočni ventil ili glavni kočioni cilindar sa hidrauličnim pojačivačem.

Početni podaci za vuču, dinamički i ekonomski proračun automobila.

Proračun upravljanja automobilom

Glavni tehnički parametri

Minimalni radijus okretanja (spoljni točak).

gdje je L baza automobila;

Hmax - maksimalni ugao rotacije vanjskog upravljača.

Pri datoj vrijednosti minimalnog radijusa i baze automobila, određuje se maksimalni ugao rotacije vanjskog točka.

U skladu sa shemom rotacije automobila (koja mora biti sastavljena), odredite maksimalni kut rotacije unutrašnjeg točka

gdje je M razmak između osa osovina.

Geometrijski parametri upravljačkog trapeza.

Za utvrđivanje geometrijski parametri upravljački trapez koristiti grafičke metode (potrebno je nacrtati dijagram u mjerilu).

Dužina poprečnog potiska i stranica trapeza određuje se na osnovu sljedećih razmatranja.

Presjek nastavaka osi bočnih poluga trapeza je na udaljenosti od 0,7L od prednje osovine, ako je trapez stražnji, i na udaljenosti L, ako je trapez prednji (određeno prototipom) .

Optimalni omjer dužine m bočne poluge trapeza i dužine n poprečne karike je m = (0,12…0,16)n.

Numeričke vrijednosti m i n mogu se naći iz sličnosti trokuta

gdje je rastojanje od osovine do točke sjecišta nastavka osi bočnih poluga upravljačkog trapeza.

Prema dobijenim podacima, u skali je izvedena grafička konstrukcija trapeza upravljača. Zatim, iscrtavajući položaj igle unutrašnjeg točka u pravilnim intervalima, grafički pronalaze odgovarajuće pozicije vanjskog točka i grade graf zavisnosti, koji se naziva stvarnim. Nadalje, prema jednačini (2.5.2), gradi se teorijska zavisnost. Ako maksimalna razlika između teorijske i stvarne vrijednosti ne prelazi 1,50 pri maksimalnom kutu rotacije unutrašnjeg kotača, smatra se da je trapez ispravno odabran.

Omjer prijenosnika upravljača je omjer elementarnog ugla upravljanja prema poluzbiru elementarnih uglova upravljanja vanjskim i unutrašnjim kotačima. Promjenjiv je i ovisi o prijenosnim odnosima upravljačkog mehanizma Urm i upravljačkog pogona U rp

Omjer prijenosa upravljačkog mehanizma je omjer elementarnog ugla rotacije volana i elementarnog kuta rotacije osovine dvonošca. Maksimalna vrijednost mora odgovarati neutralnom položaju volana za automobile i ekstremnom položaju volana za kamione bez servo upravljača.

Omjer prijenosnika upravljača je omjer krakova pogonskih poluga. S obzirom da se položaj poluga u procesu okretanja volana mijenja, prijenosni odnos upravljačkog mehanizma je promjenjiv: Urp=0,85…2,0.

Omjer servo upravljača

gdje je moment primijenjen na volan;

Moment otpora rotaciji upravljanih točkova.

Prilikom dizajniranja automobila ograničene su i minimalne (60N) i maksimalne (120N) sile.

Prema GOST 21398-75, za okretanje na betonskoj površini, sila ne bi trebala prelaziti 400 N za automobile, 700 N za kamione.

Moment otpora rotaciji upravljanih kotača izračunava se empirijskom formulom:

gdje je koeficijent prianjanja pri okretanju točka na licu mjesta (= 0,9 ... 1,0);

Psh - pritisak vazduha u gumi, MPa.

Opcije volana.

Maksimalni ugao upravljanja u svakom smjeru je unutar 540…10800 (1,5…3 okreta).

Prečnik volana je standardizovan: za automobile i laka kamiona je 380…425 mm, a za kamione 440…550 mm.

Sila volana da se okrene na mestu

Rr.k = Ms / (), (1.8)

gdje je Rpk polumjer volana;

efikasnost upravljanja.

efikasnost upravljanja. Direktna efikasnost - kada se sila prenosi sa volana na dvonožac

rm = 1 - (Mtr1 / Mr.k) (1.9)

gdje je Mtr1 moment trenja upravljačkog mehanizma, sveden na volan.

Reverzna efikasnost karakterizira prijenos sile sa dvonožaca na volan:

rm = 1 - (Mtr2 / Mv.s) (1.10)

gdje je Mtr2 moment trenja upravljačkog mehanizma, svedenog na osovinu dvonošca;

Mv.s - trenutak na osovini bipoda, sumiran od upravljanih kotača.

Učinkovitost i direktnog i obrnutog zavise od dizajna upravljačkog mehanizma i imaju sljedeće vrijednosti:

rm =0,6…0,95; rm =0,55…0,85