Учебно — исследовательский проект Проектирование автомобиля повышенной проходимости
РАЙОННАЯ УЧЕБНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКАЯ КОНФЕРЕНЦИЯ
«ЮНОСТЬ КАРГОПОЛЬЯ»
Направление Технология
Проектирование автомобиля повышенной проходимости
Исследовательская работа
Выполнена учеником 10 класса муниципального образовательного учреждения «Средняя общеобразовательная школа №2 с углубленным изучением математики» Капустиным Артемом Андреевичем
Научный руководитель – учитель муниципального образовательного учреждения «Средняя общеобразовательная школа №2 с углубленным изучением математики» Каргопольского района
Вешкомцев Антон Александрович
г. Каргополь, 2016
ОГЛАВЛЕНИЕ
1 ВВЕДЕНИЕ ..................................................................................................................
2 ИСТОРИЧЕСКАЯ СПРАВКА. ...................................................................................
3 УСТРОЙСТВО И КОНСТРУКЦИЯ ВЕЗДЕХОДА ..................................................4 ЗАКЛЮЧЕНИЕ ...........................................................................................................
ВВЕДЕНИЕ
Я выбрал темой своей исследовательской работы «Проектирование автомобиля повышенной проходимости», поскольку эта тема кажется мне интересной, так как в наших условиях такой автомобиль очень полезен для поездок в лес на охоту, а так же для заядлых рыбаков, коим я и являюсь.
В своей работе я буду рассматривать конструкцию вездехода спроектированного и построенного Чертовым Н. И.
В ходе своей работы я ставил перед собой следующие задачи:
- изучить устройство автомобиля повышенной проходимости;
- понять принцип работы;
- изучить возможности практического применения данного вездехода в условиях Архангельской области и Каргопольского района в частности.
Методы, которые были использованы в процессе работы:
- исследовательский;
- анализ;
- частично – поисковый;
- репродуктивный.
Предполагаемый конечный результат: исследовательская работа, презентация, которые можно использовать обучающимся 10-11 классов на уроках технологии и автодела.1 ИСТОРИЧЕСКАЯ СПРАВКА
Вездеход — наземное транспортное средство высокой проходимости для передвижения в условиях отсутствия дорог.
Близкие термины — внедорожник, HYPERLINK "https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%91%D0%BE%D0%BB%D0%BE%D1%82%D0%BE%D1%85%D0%BE%D0%B4" \o "Болотоход" болотоход, HYPERLINK "https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%A1%D0%BD%D0%B5%D0%B3%D0%BE%D0%B1%D0%BE%D0%BB%D0%BE%D1%82%D0%BE%D1%85%D0%BE%D0%B4" \o "Снегоболотоход" снегоболотоход, гусеничный транспортёр, гусеничный тягач, HYPERLINK "https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9C%D0%BE%D1%82%D0%BE%D0%B2%D0%B5%D0%B7%D0%B4%D0%B5%D1%85%D0%BE%D0%B4" \o "Мотовездеход" мотовездеход,квадроцикл, ATV. Вездеходы на шинах низкого давления в просторечии называют каракатами.
Основоположником создания вездеходов можно считать Якоба Спайкера, владельца небольшого машиностроительного завода под Амстердамом. В 1903 году он вместе с конструктором Ф. В. Брандтом для участия в гонках Париж — Мадрид решил построить легковой автомобиль конструкции 4×4.
Работы по созданию вездеходов с использованием гусеничного шасси были начаты в 1910—1916 гг. изобретателем А. Кегрессом. Он предложил для повышения проходимости по снежному покрову и в условиях болот вместо ведущих колес заднего моста использовать гусеницы. Нагрузка от задней части кузова распределяется набором опорных катков, что создает маленькое удельное давление на поверхность.
Первым в СССР идею создания дальнего экспедиционного вездехода в 1936 году предложил профессор Военно-воздушной инженерной академии имени Н. Е. Жуковского Георгий Покровский. Он указал и основные области применения больших вездеходов: грузоперевозки, исследовательские и спасательные операции — вне зависимости от погоды, состояния льдов и грунта. В числе конструктивных особенностей, предсказанных Покровским: передвижение в воде за счет перемотки гусениц с развитыми грунтозацепами, большая ширина гусениц обеспечивающая низкое давление на грунт, дизель в качестве главногодвигателя.
Для экспедиции Ричарда Бэрда в Антарктиду 1939-41 годов в США был построен огромный колёсный вездеход, который оказался непригодным для условий Антарктиды.
В сентябре 2008 года испытания начали проходить вездеходы новых модификаций, созданные автозаводом «ГАЗ».
По типу движителя вездеходы бывают:
колёсныегусеничныевоздушная подушкашнеко-роторныеПо типу двигателя:
дизельныебензиновыеПо преодолению водных преград:
сухопутные
амфибии
По применению:
пассажирские
грузопассажирский
тягачиПо типу рамы:
на единой раме
шарнирные
сочлененные
2 УСТРОЙСТВО И КОНСТРУКЦИЯ ВЕЗДЕХОДА
Вездеход, принятый для исследования представлен на рисунке 1.
Рисунок 1 - Вездеход
В конструкции используется кузов от ВАЗ – 2108, габариты кузова представлены в Приложении А. Кузов ВАЗ-2108 имеет трехдверную цельнометаллическую сварную несущую конструкцию. Все детали и узлы кузова, кроме навесных, составляют собой единое целое, сваренное контактной точечной сваркой, а сильно нагруженные детали дополнительно приварены электродуговой сваркой. Основные детали кузова штампуют из листовой малоуглеродистой стали. Толщина основных деталей кузова составляет 0,8 мм, а наружных панелей дверей и передних крыльев — 0,7 мм, усилителей 1-1,2 мм. Мелкие детали штампуют из стали толщиной 0,8-2,5 мм. Выбор данной модели кузова обусловлен его доступностью.
Трансмиссия используется от УАЗ – 452. Рамы автомобилей УАЗ-451М и УАЗ-452 состоят из двух продольных штампованных балок (лонжеронов) швеллерного сечения, связанных между собой штампованными поперечинами. Поперечина задней опоры двигателя съемная и закреплена к раме болтами. Балки и поперечины изготовлены из лицевой стали, толщина балок —3,5 мм. Отдельные детали рамы соединены при помощи дуговой или точечной электросварки или заклепками. Конструкция рамы достаточно жестка и надежна и не требует особого ухода, но при перегрузках автомобиля, а также в случае аварии в раме могут появиться перекосы, а в продольных балках и поперечинах — изгибы и трещины. Выбор обусловлен хорошими качествами проходимости. Схема рамы от УАЗ – 452 представлена в Приложении Б.
Основу ходовой части УАЗ-452 составляют два ведущих моста, имеющих классическую зависимую подвеску на полуэллиптических рессорах и гидравлических амортизаторах. Причем только в данной модели рессоры имеют по 13 листов (в остальных моделях листов меньше), причем на передней и задней подвеске рессоры взаимозаменяемы.
Трансмиссия автомобиля имеет довольно простое устройство, она также построена по традиционной схеме без каких-либо особенностей. Трансмиссия содержит 4-ступенчатую коробку передач с ручным управлением (классическую МКПП), со следующими передаточными числами: 4,12; 2,64; 1,58; 1,00. Передаточное число заднего хода механизма переключения передач УАЗ 452 составляет 5,23.
КПП работает в паре с двух ступенчатой раздаточной коробкой (имеет повышающую с передаточным числом 1,00 и понижающую передачи с передаточным числом 1,94) — благодаря наличию «раздатки» количество возможных передач увеличивается вдвое, что многократно повышает возможности трансмиссии. Крутящий момент от раздаточной коробки с помощью двух карданных валов передается на передний и задний ведущие мосты. В ведущих мостах момент разделяется на два потока и направляется к колесам, обеспечивая их вращение.
В вездеходе устанавливается силовой агрегат автомобиля ВАЗ-1118, этот двигатель является «половинкой» двигателя ВАЗ-2108 (21083). Силовой агрегат представлен в приложении В.Поршни в нём движутся синхронно, но рабочий такт происходит только в одном из них. Интересной особенностью двигателя является пара уравновешивающих валов, расположенных в картере двигателя, и представляющих собой эксцентрики, призванные скомпенсировать момент инерции синхронного движения обоих поршней одновременно вверх и вниз. Уравновешивающие валы приводятся во вращение посредством косозубого зубчатого колёса на коленвале, со стороны маховика стартёра, и делают 1 оборот на каждый 1 оборот коленвала. Подобный механизм применялся на V-образных двигателях МеМЗ, которые устанавливались на автомобили серии «Запорожец».
Двигатель в сборе с коробкой передач и сцеплением образует силовой агрегат, установленный в моторном отсеке на трех эластичных опорах.
В автомобиле устанавливается пятиступенчатая коробка передач. Полость картера коробки передач объединена с главной передачей. Крутящий момент от главной передачи передается на КПП УАЗ-452 через приводы со ШРУСами.
Вместо обычных шин, для улучшения проходимости, используются шины низкого давления. Такие шины имеют ряд преимуществ: повышенная проходимость, увеличенный дорожный просвет, лучшее сцепление с любым видом дорожного покрытия, меньшее воздействие на грунт; также имеются и недостатки: смещение центра тяжести, быстрый износ при движении по твердому покрытию, сложность в изготовлении. Диски для таких шин представляют из себя стальную самодельную сварную конструкцию. Крепятся к тормозным барабанам с помощью стандартного крепления. Шина вместе с диском представлена в приложении Г.
В качестве дополнительного оборудования используется лебедка. Автомобильная лебёдка — механизм, закреплённый на автомобиле и предназначенный для его перемещения путем наматывания троса, свободный конец которого зацеплен за неподвижный предмет — хорошо закреплённый или значительно большей массы.
Рассчет усилия необходимого для выбора лебедки представлен на рисунке 2.
Рисунок 2 – Рассчет лебедки
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Приложение А. Габариты кузова
Приложение Б. Схема рамы УАЗ – 452
Приложение В. Двигатель ВАЗ – 1118.
Приложение Г. Шина вместе с диском.