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, болотоход, снегоболотоход, гусеничный транспортёр, гусеничный тягач, 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:

·                      колёсные

·                      гусеничные

·                      воздушная подушка

·                      шнеко-роторные

По типу двигателя:

·                      дизельные

·                      бензиновые

По преодолению водных преград:

·                      сухопутные

·                      амфибии

По применению:

·                      пассажирские

·                      грузопассажирский

·                      тягачи

По 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.