Расчет ТТХ автомобиля ВАЗ 2121

Введение

 

ЗИЛ 131 - армейский грузовик Московского автозавода имени Лихачёва, основная модель. Являлась заменой грузовика ЗИЛ-157. Значительная часть этих машин производилась для Советской Армии. Выпускался автомобильным заводом имени Лихачева с 1966 г.

 

Автомобиль ЗиЛ - 131 предназначен: 
- в мирное время: для выполнения перевозок и обеспечения жизнедеятельности граждан; 
- в военное время для обеспечения подвижности войск, подвоза различного имущества необходимого для военных действий, для эвакуации раненых и больных, ненужной техники и вооружения. 
ЗиЛ - 131 - автомобиль высокой проходимости служит для перевозки грузов и буксировки прицепов по бездорожью и дорогам всех типов. Автомобиль также предназначен для перевозки людей. ЗиЛ - 131 может использоваться для эксплуатации в различных климатических условиях, в любое время года при температуре воздуха от -40 до +55 градусов Цельсия.

 

Автомобиль ЗИЛ 131 представляет собой дальнейшее развитие конструкции армейского грузового автомобиля в классе грузоподъемности до 5 т. На машине установлен восьмицилиндровый карбюраторный двигатель мощностью 150 л.с.

Все колеса автомобиля - ведущие односкатные переменного давления. Необходимый уровень давления в шинах поддерживается с помощью централизованной системы регулирования давления воздуха. Грузовик оснащен "проходными" задними мостами, что позволило уменьшить количество карданных валов. Привод к передним колесам - отключаемый.

Машина имеет экранированное электрооборудование. По сравнению с ЗиЛ-157 изменен дизайн кабины водителя. По значительной части узлов и агрегатов автомобиль ЗиЛ-131 унифицирован с коммерческим грузовиком ЗиЛ-130.

ЗиЛ-131 выпускался серийно с 1967 по 1994 годы и являлся самым массовым типом армейского грузовика в Вооруженных Силах СССР в семидесятые и восьмидесятые годы. Производились следующие основные варианты машины: бортовые (с лебедкой и без нее), автомобиль с неэкранированным электрооборудованием ЗиЛ-131А, седельный тягач ЗиЛ-131В, шасси для монтажа различного специального оборудования. В середине восьмидесятых годов машина была модернизирована и стала называться ЗиЛ-131Н.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Исходные данные

 

 

 

Тип автомобиля ……………………………………………………………..............  грузовой

 

Грузоподъемность……………………………………………………….…………………..5 т

 

Колесная формула…………………………………………………………………………  6х6

 

Максимальная мощность двигателя…………………………………….……………110 кВт

 

Тип двигателя ………………………………………………………………...карбюраторный

 

Частота вращения коленчатого вала при максимальной мощности….............5000 об/мин

 

Удельный эффективный расход топлива при максимальной мощности……..320 г/кВт*ч

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Марка автомобиля-аналога

 

ЗИЛ 131 выпускался автомобильным заводом имени Лихачева с 1966 г. Кузов автомобиля — деревянная платформа с задним открывающимся бортом, боковые борта снабжены надставными решетчатыми бортами и откидными скамейками. Борта имеют гнезда для установки дуг тента. Кабина — трехместная, цельнометаллическая.

 

Технические характеристики автомобиля ЗИЛ 131

 

Грузоподъемность, кг:

•  по дорогам с твердым покрытием - 5000

•  по грунту - 3500

Допустимая масса прицепа, кг:

•  по дорогам с твердым покрытием - 6500

•  по грунту - 4000

Собственная масса, кг - 6460

•  В том числе на переднюю ось - 2900

•  В том числе на тележку - 3560

Полная масса, кг - 11685

•  В том числе на переднюю ось - 3200

• В том числе на тележку - 8485

Дорожные просветы под осью, мм:

•  передней - 330

•  средней и задней - 355

Радиус поворота, м:

•  по оси следа внешнего переднего колеса - 10,2

•  наружный габаритный - 10,8

 

Максимальная скорость, км/ч - 80

Тормозной путь со скорости 50 км/ч, м - 29

Контрольный расход топлива при скорости 30—40 км/ч, л/100 км - 40

Двигатель ЗИЛ-131, карбюраторный, четырехтактный, восьмицилиндровый,

V-образный, верхнеклапанный.

Сцепление однодисковое сухое

Коробка передач пятиступенчатая с синхронизаторами на II, III, IV и V передачах

Раздаточная коробка двухступенчатая

Главная передача двойная, пара конических и пара цилиндрических шестерен

Передаточные числа:

•  коробки передач - I—7,44; II—4,10; III-2,29; IV—1,47; V—1,00; З.Х.—7,09

•  раздаточной коробки - 2,08 и 1,0

•  главной передачи - 7,339

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Автомобиль ЗИЛ 131 6х6

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Трансмиссия

 

Трансмиссией называется силовая передача, осуществляющая связь двигателя с ведущими колесами автомобиля.

Трансмиссия служит для передачи от двигателя к ведущим колесам мощности и крутящего момента, необходимых для движения автомобиля.

 

В зависимости от того, какие колеса автомобиля являются ведущими (передние, задние или те и другие) мощность и крутящий момент могут подводиться только к передним, задним или передним и задним  колесам одновременно. В этом случае автомобиль является соответственно переднеприводным , заднеприводным и полноприводным.

 

Переднеприводные и заднеприводные автомобили имеют привод ограниченную проходимость и предназначены для эксплуатации на дорогах с твердым покрытием, на сухих грунтовых дорогах.

 

Полноприводные двухосные и трехосные автомобили имеют привод на все колеса и обладают повышенной проходимостью. Они способны двигаться по плохи дорогам и вне дорог.

 

На автомобилях применяют трансмиссии различных типов. По конструкции они делятся на: механическую, гидрообъемную,  электрическую, гидромеханическую и электромеханическую трансмиссии. По изменению крутящего момента они делятся на ступенчатую, бесступенчатую и комбинированную. Наибольшее распространение получили механические, ступенчатые и гидромеханические трансмиссии. Конструкция трансмиссии зависит от типа автомобиля, а также от его назначения, взаимного расположения двигателя и ведущих колес.

 

У автомобилей с колесной формулой 6*6 крутящий момент к среднему и заднему ведущим мостам может подводиться раздельно – двумя валами. В раздаточной коробке этих автомобилей имеется специальное устройство для включения привода переднего моста или межосевой дифференциал, распределяющий крутящий момент между ведущими мостами.

 

                                                                                           

 

 

 

 

 

 

 

 

 

                                                                                             Рис. 1 Трансмиссия

Сцепление

Расчет и построение внешней характеристики двигателя

 

Эффективная мощность

 

 

 ,   кВт

 

 кВт

 

Аналогично выполняем другие расчеты, полученные данные заносим в таблицу 1

 

 

Удельный эффективный расход топлива

 

         г/кВт

 

 

 

Аналогично выполняем другие расчеты, полученные данные заносим в таблицу 1

 

Крутящий момент для обоих типов двигателя

 

 

 

 

 

Аналогично выполняем другие расчеты, полученные данные заносим в таблицу 1

 

n, об/мин	660	1320	1980	2640	3300	3960	4620	5280	5940	6600
Ne	14,59	31,21	48,72	65,97	81,84	95,16	104,81	109,65	108,53	100,32
g e	331,82	300,58	278,26	264,56	260,4	264,86	278,26	300,58	331,82	372
Mex	211,26	225,93	235,1	238,77	236,94	229,6	216,76	198,42	174,57	145,22

 

 

Таблица 1.

 

 

 

 

 

 

График внешних скоростных характеристик двигателя

в виде зависимостей Nex, gex и Mex в функции от nх

 

График 1.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Расчет и построение характеристик агрегатов трансмиссии автомобиля

 

Коробка передач

 

 

 

 

Аналогично выполняем другие расчеты, полученные данные заносим в таблицу 2.

 

Таблица 2.

передачи, uпк	n x	n кп 1	n кп 2	n кп 3	n кп 4	n кп 5
I        7,44	660	88,70968	160,9756	288,209607	448,9796	660
II        4,1	1320	177,4194	321,9512	576,419214	897,9592	1320
III      2,29	1980	266,129	482,9268	864,628821	1346,939	1980
IV     1,47	2640	354,8387	643,9024	1152,83843	1795,918	2640
V        1	3300	443,5484	804,878	1441,04803	2244,898	3300
	3960	532,2581	965,8537	1729,25764	2693,878	3960
	4620	620,9677	1126,829	2017,46725	3142,857	4620
	5280	709,6774	1287,805	2305,67686	3591,837	5280
	5940	798,3871	1448,78	2593,88646	4040,816	5940
	6600	887,0968	1609,756	2882,09607	4489,796	6600

 

 

 

 
,26

 

Аналогично выполняем другие расчеты, полученные данные заносим в таблицу 2.1

 

Таблица 2.1

 

Передачи, uПК	Mex	M кп 1	М кп 2	М кп 3	М кп 4	М кп 5
I        7,44	211,261146	1571,783	866,1707	483,788025	310,5539	211,2611
II        4,1	225,936306	1680,966	926,3389	517,39414	332,1264	225,9363
III      2,29	235,10828	1749,206	963,9439	538,397962	345,6092	235,1083
IV     1,47	238,77707	1776,501	978,986	546,79949	351,0023	238,7771
V        1	236,942675	1762,854	971,465	542,598726	348,3057	236,9427
	229,605096	1708,262	941,3809	525,795669	337,5195	229,6051
	216,764331	1612,727	888,7338	496,390318	318,6436	216,7643
	198,420382	1476,248	813,5236	454,382675	291,678	198,4204
	174,573248	1298,825	715,7503	399,772739	256,6227	174,5732
	145,22293	1080,459	595,414	332,56051	213,4777	145,2229

 

 

Раздаточная коробка

 

 

 

 

 

Аналогично выполняем другие расчеты, полученные данные заносим в таблицу 3.

 

Таблица 3.

 

uРК	n рк 1	n рк 2	n рк 3	n рк 4	n рк 5
2,08	42,64888	77,392	138,56	215,86	317,31
	85,29777	154,78	277,12	431,71	634,62
	127,9467	232,18	415,69	647,57	951,92
	170,5955	309,57	554,25	863,42	1269,2
	213,2444	386,96	692,81	1079,3	1586,5
	255,8933	464,35	831,37	1295,1	1903,8
	298,5422	541,74	969,94	1511	2221,2
	341,1911	619,14	1108,5	1726,8	2538,5
	383,84	696,53	1247,1	1942,7	2855,8
	426,4888	773,92	1385,6	2158,6	3173,1

 

 

 

 

 

 

 

Аналогично выполняем другие расчеты, полученные данные заносим в таблицу 3.1

 

Таблица 3.1

 

uРК	M рк 1	М рк 2	М рк 3	М рк 4	М рк 5
2,08	3269,308	1801,6	1006,3	645,95	439,42
	3496,41	1926,8	1076,2	690,82	469,95
	3638,348	2005	1119,9	718,87	489,03
	3695,123	2036,3	1137,3	730,08	496,66
	3666,735	2020,6	1128,6	724,48	492,84
	3553,185	1958,1	1093,7	702,04	477,58
	3354,471	1848,6	1032,5	662,78	450,87
	3070,595	1692,1	945,12	606,69	412,71
	2701,556	1488,8	831,53	533,78	363,11
	2247,354	1238,5	691,73	444,03	302,06

 

 

 

Главная передача

 

 

 

 

Аналогично выполняем другие расчеты, полученные данные заносим в таблицу 4.

 

Таблица 4.

 

uГП	n гп 1	n гп 2	n гп 3	n гп 4	n гп 5
7,33	5,818402	10,558	18,903	29,448	43,289
	11,6368	21,117	37,807	58,896	86,578
	17,4552	31,675	56,71	88,345	129,87
	23,27361	42,233	75,614	117,79	173,16
	29,09201	52,791	94,517	147,24	216,44
	34,91041	63,35	113,42	176,69	259,73
	40,72881	73,908	132,32	206,14	303,02
	46,54721	84,466	151,23	235,59	346,31
	52,36561	95,024	170,13	265,03	389,6
	58,18402	105,58	189,03	294,48	432,89

 

 

 

 

 

 

Аналогично выполняем другие расчеты, полученные данные заносим в таблицу 4.1

 

Таблица 4.1

 

u гп	i	M гп 1	M гп 2	M гп 3	M гп 4	M гп 5
7,33	3	7988	4402	2458,7	1578,3	1073,7
		8542,9	4707,8	2629,5	1687,9	1148,2
		8889,7	4898,9	2736,2	1756,4	1194,9
		9028,4	4975,3	2778,9	1783,8	1213,5
		8959,1	4937,1	2757,6	1770,1	1204,2
		8681,6	4784,2	2672,2	1715,3	1166,9
		8196,1	4516,7	2522,7	1619,4	1101,6
		7502,5	4134,4	2309,2	1482,3	1008,4
		6600,8	3637,5	2031,7	1304,2	887,2
		5491	3026	1690,1	1084,9	738,04

 

 

Ведущее колесо автомобиля

 

 

 

 

 

Аналогично выполняем другие расчеты, полученные данные заносим в таблицу 5.

 

Таблица 5.

 

n вк 1	n вк  2	n вк 3	n вк 4	n вк 5
5,818401552	10,5582701	18,90345	29,44824	43,2889075
11,6368031	21,1165403	37,80691	58,89647	86,5778151
17,45520466	31,6748104	56,71036	88,34471	129,866723
23,27360621	42,2330805	75,61381	117,7929	173,15563
29,09200776	52,7913507	94,51727	147,2412	216,444538
34,91040931	63,3496208	113,4207	176,6894	259,733445
40,72881086	73,9078909	132,3242	206,1377	303,022353
46,54721241	84,4661611	151,2276	235,5859	346,31126
52,36561397	95,0244312	170,1311	265,0341	389,600168
58,18401552	105,582701	189,0345	294,4824	432,889075

 

 

 

 

 

 

 

Аналогично выполняем другие расчеты, полученные данные заносим в таблицу 5.1

 

Таблица 5.1

 

М вк 1	М вк 2	М вк 3	М вк 4	М вк 5
3994,005	2200,997	1229,3	789,14	536,83
4271,447	2353,889	1314,7	843,96	574,12
4444,848	2449,446	1368,1	878,22	597,43
4514,208	2487,669	1389,5	891,92	606,75
4479,528	2468,557	1378,8	885,07	602,09
4340,807	2392,112	1336,1	857,66	583,44
4098,046	2258,332	1261,4	809,69	550,81
3751,244	2067,218	1154,6	741,17	504,2
3300,401	1818,769	1015,8	652,1	443,6
2745,517	1512,987	845,06	542,46	369,02

 

 

График для коробки передач в виде зависимости крутящего момента от частоты вращения выходного вала

 

График 2.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

График для раздаточной коробки в виде зависимости крутящего момента от частоты вращения выходного вала

 

График 3.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

График для главной передачи в виде зависимости крутящего момента от частоты вращения выходного вала

 

График 4.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

График для ведущего колеса автомобиля в виде зависимости крутящего момента от частоты вращения выходного вала

 

График 5.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Коробка передач

 

Коробкой передач называется механизм трансмиссии, изменяющий при движении автомобиля соотношение между скоростями вращения коленчатого вала двигателя и ведущих колес. Коробка передач служит для изменения крутящего момента на ведущих колесах,  длительного разъединения двигателя и трансмиссии  и обеспечении заднего хода.

Техническая характеристика коробки передач автомобиля ЗИЛ 131

Тип – механическая, трехвальная, пятиступенчатая,

с двумя синхронизаторами на 2-3и 4-5 передачах

Передаточные числа:

I передача – 7,44        IV передача – 1,47

II передача – 4,10         V передача – 1,00

III передача – 2,29        Задний ход – 7,09

Тип шестерен – постоянного зацепления, косозубые,

две шестерни 1 передачи и блок двух шестерен заднего хода – прямозубые

Способы переключения передач – перемещением шестерни

по шлицам вторичного вала (I передача и задний ход),

перемещением каретки синхронизатора (II-V передачи)

Синхронизаторы – два, инерционно-фрикционного типа.

 

Коробка передач автомобиля ЗиЛ 131 трехвальная, пятиступенчатая, с синхронизаторами и неавтоматическим непосредственным управлением. Высшая передача в коробке передач – прямая.

В картере 9 коробки передач на подшипниках установлены три вала  - первичный, вторичный и промежуточный. На вторичном валу  на шлицах установлены синхронизаторы для включения II и III, IV и V передач. Включение I передачи заднего хода осуществляется зубчатой муфтой.  Косозубые шестерни коробки передач находятся в постоянном зацеплении.

Синхронизатор неразборный и состоит из муфты с внутренними шлицами и с двумя наружными зубчатыми венцами, двух бронзовых колец с внутренними коническими поверхностями, трех блокирующих пальцев с выточкой посередине  и трех фиксирующих разрезных пальцев с пружинами и выточками в средней части.

Механизм переключения передач находится в крышке коробки передач. Он состоит из рычага, трех ползунов с вилками, трех шариковых фиксаторов с пружиной, шарикового замка со штифтом и плунжерного предохранителя с пружиной. Фиксаторы исключают самопроизвольное выключение передач, замок – одновременное включение двух передач, а предохранитель  - ошибочное включение заднего хода при включении I передачи.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

    Рисунок 2.

Коробка передач

Раздаточная коробка

 

Раздаточной коробкой передач называется дополнительная коробка передач, распределяющая крутящий момент двигателя между ведущими мостами автомобиля.

Раздаточная коробка служит для увеличения тяговой силы на ведущих колесах и повышения проходимости автомобиля. Она одновременно выполняет функции демультипликатора, что позволяет увеличить диапазон передаточных чисел коробки передач и эффективнее использовать автомобили в различных дорожных условиях.  

 

Технические характеристики раздаточной коробки автомобиля ЗИЛ 131

 

Тип коробки – механическая, трехвальная, с блокированным

приводом мостов, двухступенчатая;

Передаточные числа: понижающая – 2,08;  прямая – 1,0.

Шестерни – прямозубые, четыре.

Способ переключения передач – скользящей шестерней (кареткой) – прямая передача;

зубчатыми муфтами – понижающая передача и передний мост.

Управление – ручное, механическое (прямая передача) и

пневматическое (понижающая передача)

 

Принцип работы:

Раздаточная коробка предназначена для увеличения и (или только) распределения крутящего момента на ведущие мосты автомобиля. Она имеет три вала – ведущий вал и, соосный с ним, вал привода среднего и заднего мостов, и третий, вал привода переднего моста.

При включении прямой передачи каретка перемещается вправо и входит в зацепление с зубчатым венцом шестерни, изготовленной заодно  свалом. Крутящий момент передается на средний и задний мосты. Для включения переднего моста муфта передвигается вправо до зацепления с зубчатым венцом вала привода переднего моста.