Улучшение эксплуатационно-технических показателей легкового автомобиля малого класса ВАЗ-2110

 

Содержание.

 

Введение………………………………………………………………………...2

1. Исследовательский раздел……………………………………………...3

1.1. Анализ опыта эксплуатации легковых автомобилей………………...3

1.2. Обоснование мероприятий по системе управления

Автомобилем……………………...……………………………………………10

2. Конструкторский  раздел.…………………………………..……………16

2.1. Тягово-динамический расчёт………………………...……………….. 16

2.2. Разработка конструкций коробки передач…………………………...32

2.3. Разработка структуры системы управления автомобилем……….44

3. Технологический  раздел………………………………………………..51

3.1. Разработка технологического процесса изготовления

проектируемого узла.

4. Раздел: «Безопасность  жизнедеятельности……………………….61

4.1. Анализ опасных, вредных факторов и возможных чрезвычайных

ситуаций, возникающих при эксплуатации легкового автомобиля…...61

4.2. Разработка мер безопасности.

4.3. Анализ факторов оказывающих  вредное воздействие на окружающую  среду. Разработка мер защиты.

5. Организационно-экономический  раздел.

5.1. Нормирование технологического  процесса изготовления детали автомобиля.

5.2. Определение целесообразности  организации поточной линии.

5.3. Планировка цеха автоматизированного  производства.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Введение.

    ХХ век — век атома, электроники, компьютеров или автомобилей? Спор по этому вопросу еще не закончен. А пока лишь приведем некоторые факты из прошлого и настоящего автомобилей: автомобильное «население» Земли в ХХ веке увеличилось в 10 тысяч раз, а человеческое — лишь втрое; автомобили — самая мощная энергетическая база человечества, суммарная мощность их двигателей достигает 25 млрд. кВт, а вырабатываемая ими энергия ежегодно составляет около 30 тысяч млрд. Квт.ч; мировая автомобильная промышленность выпускает ежегодно до 40 млн. машин; около 80% перевозок грузов и пассажиров осуществляется автомобильным транспортом.

    Рассмотрим легковой автомобиль малого класса ВАЗ-2110.

    Автомобили «десятого»  семейства ВАЗ занимают лидирующие  места в списке  из всех производимых  и продаваемых автомобилей в  России. ВАЗ-2110 это разработка Волжского автомобильного завода, поступившая в серийное производство в 1996 году. Эта машина стала первой в целой серии седанов нового, третьего поколения. От предшественников модель отличает целый ряд обновлённых параметров, касающихся всех узлов и агрегатов.

    Эти автомобили выпускаются уже больше 10 лет и прошли несколько модернизаций с целью улучшения эксплуатационно-технических показателей автомобиля, но и рынок не стоит на месте. С каждым годом все больше и больше продаётся автомобилей зарубежного производства, автомобильные марки Ford, Renault, Toyota, BMW, Hummer, Hyundai уже наладили сборочное производство в нашей стране, так же нельзя забывать и о Китайских автомобилях, которые непосредственно выступают в одной ценовой группе с автомобилями ВАЗ. А качество изготовления их выше, качества изготовления отечественных автомобилей. В связи с этим конкуренция на рынке постоянно растёт, и пик её приходится как раз на малый класс городских автомобилей, где и выступает ВАЗ-2110. Покупатель, выбирая новый, современный автомобиль, руководствуется не только его ценой, а всё больше и больше обращает внимание на его эксплуатационно-технические показатели такие как: надежность, безотказность, подвижность, эргономичность, безопасность, экологичность и т.д.

    В связи с  этим назрела задача обобщения опыта эксплуатации автомобилей ВАЗ, исследование эксплуатацонно-технических  показателей автомобиля с целью разработки мероприятий по совершенствованию конструкции, что должно привести к улучшению характеристик автомобиля и, следовательно, повышению популярности и конкурентоспособности этих автомобилей не только на Российском, но и зарубежном рынке.

 

1. Исследовательский  раздел.

1.1 Анализ опыта эксплуатации легковых автомобилей.

 

    Проводимый анализ  опыта многолетний эксплуатации  автомобилей марок ВАЗ показал, что для усовершенствования машины требуется совершенствование конструкций отдельных узлов, применение новых конструкционных материалов, использование принципиально новых решений в области управления как самим транспортным средством, так и производством транспортного средства.

    Одним из наиболее  нагруженных элементов автомобиля  является коробка передач (КП). Конструкция  КП оказывает заметное влияние  на тягово-динамические качества  автомобиля, его топливную экономичность  и все показатели надёжности, поэтому при рассмотрение мероприятий по повышению эксплуатационно-технических показателей автомобиля были рассмотрены вопросы совершенствования КП.

 

Основные неисправности узлов и деталей КПП:

1. Шум в коробке  передач 
 
Повышенный шум работы КПП может быть вызван следующими причинами: 
 
— износом зубьев шестерен 
— износом подшипников  
— недостаточным уровнем масла 
 
Устранить эти неисправности можно заменив изношенные детали и долив масло, уровень которого должен находиться между контрольными метками указателя уровня масла. При необходимости нужно заменить поврежденные или изношенные сальники.

2. Затрудненное  переключение передач 
 
Затрудненное переключение передач может быть вызвано следующими причинами: 
 
— неполное выключение сцепления 
— деформация тяги привода управления механизмом переключения передач или реактивной тяги 
— ослабление винтов крепления шарнира или рычага штока выбора передач 
— неправильная регулировка привода переключения передач 
— износ или поломка пластмассовых деталей в приводе переключения передач 
 
Для устранения этих неисправностей необходимо отрегулировать или заменить поврежденные или неисправные детали КПП.

3. Самопроизвольное  выключение передач 
 
При самопроизвольном выключении передач основными причинами могут быть: 
 
— повреждение или износ торцов зубьев синхронизаторов на шестерне и муфте 
— повышенные колебания силового агрегата на опорах из-за трещин или расслоение резины на задних опорах 
— недовключение передач из-за неправильной регулировки привода переключения передачи неправильной установки (натягивания) защитного чехла тяги 
 
Для устранения этих неисправностей необходимо заменить изношенные или поврежденные детали или отрегулировать привод.

4. Шум ("треск") в момент включения передач 
 
Этот дефект может возникать в силу следующих причин: 
 
— неполного включения сцепления  
— износа блокирующего кольца синхронизатора включаемой передачи, которое необходимо заменить.

5. Утечка масла  из КПП 
 
Утечка масла из КПП может возникнуть в следствии: 
 
— износа сальников первичного вала  
— износа корпусов шарниров равных угловых скоростей 
— штока выбора передач 
— уплотнителя валика привода спидометра.  
 
Также утечка масла возможна при ослаблении крепления и повреждении герметика в местах крепления крышки и картера коробки.

 

Почти все они выявляются при движении автомобиля в следующих режимах:

1. На прямой передаче - в натяг, когда зубья шестерен  работают с полной нагрузкой  при движении автомобиля вперед (по переднему ходу).

2. Накат (выбег) с  выключенной коробкой передач, когда шестерни главной передачи могут работать на переднем и заднем ходу с минимальной нагрузкой.

3. Накат с торможением  двигателя, когда зубья шестерен  главной передачи работают на  заднем ходу с повышенной нагрузкой.

На переменных режимах движения могут быть выявлены недостатки в работе всей трансмиссии. В случае частичной или полной разборки главной передачи рекомендуется проверять состояние и размеры рабочих поверхностей сопрягаемых узлов и деталей для определения степени их износа и возможности дальнейшей эксплуатации.

   

    Этот анализ показал, что большинство неисправностей КПП возникают в случаях:

-некачественной  сборки узла

-нормального износа  трущихся деталей

-не герметичности  корпуса

    Для устранения  этих неисправностей и тем  самым повышения надежности, безотказности, долговечности, сохраняемости автомобиля в целом, рекомендуется:

1) Повысить герметичность  корпусов;

2) Усовершенствовать  технологию и точность производства, применение новых материалов.

3) Использование масел  с пологой вязкостно-температурной характеристикой, соответствующими присадками, которые обеспечат меньшие потери и больший ресурс

 

    Анализируя многолетний  опыт эксплуатации автомобилей  ВАЗ , исследуем их эксплуатационно-технические  показателя и разработали мероприятия  по повышению этих показателей.

    Одним из основных  составляющих ЭТХ являются показатель  подвижности автомобиля.

  

 Подвижность – это способность к перемещению из начального в конечный пункт. Подвижность автомобиля характеризуется его средней скоростью и путевым  расходом топлива.

                                                                                                                                               

  Величина средний  скорости зависит от удельной  мощности 

                                        -BNуд              

автомобиля: Vcp=A(1-e     )Kтс

Для улучшения показаний подвижности необходимо увеличить Nуд. Nуд =Nemax/Ga, где:  Nemax –моментальная эффективная мощность двигателя, Ga-полная масса автомобиля.

    Увеличить Nуд  можно снизив полную массу автомобиля. В настоящие время добиться этого нетрудно, уменьшить массу автомобиля возможно путем более полного использования свойств металлов и применения лёгких сплавов и пластмасс. Так для изготовления картеров коробок передач, сцепления, рам, панелей и кабин используют алюминиевые сплавы. Большое распространение получают пластмассы, которые по сравнению с металлами имеют меньшею плотность, более пластичны, что важно при изготовление деталей сложной формы, и обладают высокой антикоррозионной стойкостью.

    Более эффективным  способом увеличения Nуд является увеличение Ne. Повысить Ne можно с помощью увеличения рабочего объёма двигателя, но это приводит к повышению веса двигателя, его габаритов, повышению расхода топлива и не всегда является единственным решением проблемы повышения Nemax.

    Увеличение частоты  вращения коленчатого вала n можно при условии уменьшения механических потер, использование новых масел с пологой вязкостно-температурной характеристикой, с различными присадками, новых фрикционных материалов, а так же выполнение отношения S/D <<1 (где S- ход поршня, D-диаметр цилиндра). Этот параметр связан непосредственно со скоростью поршня и мощностью двигателя. В высокооборотистых двигателях Nemax двигателях отношение S/D целесообразно уменьшить до определённого предела для получения умеренной скорости поршня, увеличение механического КПД, при этом уменьшается износ некоторых деталей (например поршневых колец и т.д.) двигателя. Но с уменьшение отношения S/D увеличивается длина двигателя, а в некоторых случаях и его масса.

    Но как показывает  мировая практика, самым эффективным  способом повышения Ne является – совершенствование двигателя: применение впрыска и наддува в двигателях с искровым зажигание. Впрыскивание топлива по сравнению с карбюрацией обеспечивает следующие:

 

1. Повышение коэффициента наполнения, вследствие уменьшения сопротивления впускной системы, при отсутствие карбюратора и подогрева воздуха на впуске из-за меньшей длины впускного тракта.
2. Более равномерное распределение топлива по цилиндрам двигателя. Отличие коэффициента избытка по цилиндрам двигателя при впрыскивании топлива составляет 6-7%, а при карбюрации 10-20%.
3. Возможность повышения степени сжатия на 0.5-2 единицы при принятом октановом числе топлива в результате меньшего подогрева свежего заряда на впуске, продувки цилиндров и более равномерное распределение по ним топлива.
4. Повышение энергетических показаний на 3-15%
5. Улучшение приёмистости двигателя и более легкий его пуск.

    Наддув двигателей  позволяет значительно форсировать двигатель, что достигается при повышение плотности воздушного заряда и соответствующим увеличение подачи топлива.

    Для улучшения  показателя подвижности необходимо  повысить топливную экономичность  автомобиля, которая определяется  путевым расходом топлива qт, который равен отношению общего расхода топлива к длине пройденного пути:

qт= Gтср/Vср*ρт ; i=100Q/S (л/км; л/100км)

qт= Ne ср*gе ср / Vср*ρт с а так же запасом хода по топливу L1=Qтоп в баке/qт (км)

    Что бы уменьшить  значение qт, необходимо снизить gе-удельный эффективный расход топлива  gе=3600/Нu*ηi*ηм (Где: Нu-низшая теплотворная способность топлива кДж/кг

ηi-индикаторный КПД, ηм-механический КПД) за счёт повышения  ηi и ηм.

    Повышение экономических  показателей двигателей достигается путём: совершенствования процессов смесеобразования и сгорания; уменьшение механических потерь; использование форкамерного факельного зажигания бедных смесей; обеспечение оптимального состава смеси на различных установившихся нагрузочных и скоростных режимах, а так же на режимах разгона и торможения автомобиля с электронной системой управления подачей топлива.       

    Для увеличения запаса хода по топливу необходимо уменьшить путевой расход топлива, а так же увеличить вместимость топливного бака, что определяется общей компоновкой транспортного средства.

    Основной недостаток  карбюраторных двигателей – их  низкая топливная экономичность, объясняется сравнительно не  высокой степенью сжатия и  узким (по коэффициенту избытка  воздуха) диапазоном воспламеняемости смеси. Последнее исключает возможность обеднения смеси и тем самым повышение экономичности двигателя.