عنوان:  پایان نامه سینماتیک و الاستوسینماتیک اکسل خودرو، مهندسی مکانيک

رشته:  پروژه تخصصی دوره کارشناسی‌،مهندسی مکانيک گرايش حرارت و سيالات

فرمت فایل: WORD (قابل ویرایش)

تعداد صفحه: 160

 

فهرست مطالب

عنوان                                                                                               

مقدمه.

فصل اول: سینماتیک و الاستوسینماتیک اکسل

1-1- اهداف تنظیمات اکسل.

1-2-  فاصله بین محور عقب و محور جلو

1-3- فاصله بین دو چرخ یک محور

1-4-  مرکز غلتش و محور غلتش…

1-4-1- تعاریف…

1-4-1-1- منحنی تغییرات پهنای tread یک چرخ.

1- 4- 2- محور غلتش بدنه.

1- 4- 3- مرکز غلتش بدنه در سیستم های تعلیق مستقل.

1- 4- 4- مرکز غلتش بدنه در اکسلهای لنگی مرکب.

1- 4- 5- مرکز غلتش بدنه در اکسل های یکپارچه

فصل دوم: کمبر

2-1- مقادیر داده های کمبر.

2-2- تغییرات سینماتیکی کمبر.

2-3- محاسبه تغییرات کمبر توسط طراحی..

2-4- کمبر غلتشی هنگام دور زدن..

2-4-1- تغییرات کمبر.

2-5-  کمبر الاستیکی..

فصل سوم: زاویه سرکجی و خود فرمانی

3-1- زاویه Toe-in و زاویه حرکت عرضی، داده ها وتلرانس ها

1-4- تغییرات سینماتیکی toe-in.

3-3- تغییرات Toe-in توسط فرمان دهی غلتشی..

3-4- تغییرات Toe-in توسط نیروهای جانبی

3-5- تغییرات Toe-in توسط نیروهای طولی

3-5-1- Toe-in هنگام ترمز گیری.

3-5-2- جذب سختی غلتش دینامیکی تایر رادیال بدون تغییرات Toe-in.

3-5-3- عمل نیروهای کشنده چرخ جلو.

فصل چهارم: نسبت فرمان پذیری و زاویه فرمان پذیری

4-1-  نسبت فرمان پذیری و زاویه فرمان پذیری..

4-1-1-  زاویه فرمان پذیری..

4-1-2-  Track و دایره های گردش..

4-1-3- نسبت سینماتیکی فرمان..

4-1-3-1- زاویه میانگین فرمان ……

4-1-4-  نسبت دینامیکی فرمان.

4-2-  راست کننده فرمان..

4-3-  انحراف و آفست کینگ پین روی زمین.

4-3-1-  رابطه بین انحراف و آفست کینگ پین روی زمین (شعاع دوران)

4-3-1-1- انحراف کینگ پین ..

4-3-2-  اهرم نیروی ترمزی.

4-3-3-  اهرم نیروی طولی.

4-3-4- تغییرات در آفست کینگ پین.

فصل پنجم: کستر

5-1- زاویه و کشش کستر

5-2- کستر و حرکت مستقیم.

5-3-  گشتاورهای راست گر هنگام دور زدن.

5-4-  انحراف کینگ پین، تغییرات کمبر و کستر در ورودی فرمان..

5-5-  تغییرات کستر در مسیر حرکت چرخ جلو.

5-6-  مسیر حرکت چرخ وابسته به چرخش شغال دست فرمان عقب.

5-7- تجزیه نیروی عمودی چرخ روی کستر.

فصل ششم: تنظیمات و تلرانس ها

6-1- اندازه گیری کستر، انحراف کینگ پین، کمبر و تغییرات toe-in.

6-1-1-  شرایط اندازه گیری..

6-1-2-  اندازه گیری زاویه کمبر.

6-1-3-  اندازه گیری زاویه کستر.

6-1-4-  اندازه گیری تغییرات کستر.

6-1-5-  اندازه گیری زاویه کینگ پین.

6-1-6-  چک کردن انحراف کینگ پین و کمبر.

6-1-7-  اندازه گیری انحراف کینگ پین و تغییرات کمبر.

6-1-8-  اندازه گیری تغییرات Toe-in.

6-2- مکانیزم ضد شیرجه و ضد سقوط..

6-2-1- توضیح مفهوم.

6-2-2-  قطب pitch جلوی خودرو

6- 2- 3- قطب pitch عقب خودرو

نتیجه گیری:

منابع :

 

 

 

فهرست اشکال

عنوان                                                                                         

شکل1-1- اکسل مک فرسون.

شکل1-2-  اکسل مک فرسون.

شکل 1-3- محور مختصات مطابق با 4130 ISO و 70000 DIN.

شکل 1-4- تایرهای جفت پهنای tread.

شکل 1- 5- در سیستم تعلیق مستقل، ارتجاع و فشردگی چرخ ها

شکل1- 6- نیروی جانبی  بین تایر و جاده

شکل 1- 7- محاسبه تغییرات tread توسط طراحی چرخ.

شکل 1- 8- محاسبه تغییرات tread توسط طراحی چرخ.

شکل1- 9- تعیین پهنای tread و حرکت اتصال خارجی میله نگهدارنده U..

شکل 1- 10- الگویی برای محاسبه تغییرات پهنای Tread در مک فرسون استرات و استرات دمپر.

شکل 1- 11- پایین آوردن محورهای بازوی کنترل تعلیقP.

شکل1- 12- تغییرات پهنای tread تقریبا صفر. 1

شکل 1- 13- پهنای tread (  یا ) بین دو چرخ یک تعلیق مستقل..

شکل 1- 14- تغییرات پهنای tread یک چرخ در اکسل جلوی خودروهای جلو.

شکل 1- 15- تغییرات پهنای tread هر دو چرخ در اکسل جلوی گلف .

شکل 1- 16-  نیروی  در مرکز تماس تایر و  در رابط پایینی گشتاوری..

شکل 1- 17- تغییرات پهنای tread (روی محور افقی) هر دو چرخ با فنر و بدون فنر.

شکل 1- 18- تغییرات پهنای tread یک چرخ ، در اکسل محرک عقب مرسدس و بی. ام. و سری

شکل 1- 19-  منحنی تغییرات toe-in نتیجه فرمان دهی غلتشی در اکسل عقب..

شکل 1- 20- مرکز غلتش بدنه R در مرکز خودرو (در نمای جلو) و در مرکز اکسل (در نمای جانب) می باشد.

شکل 1- 21- ارتفاع  مرکز غلتش بدنه.

شکل 1- 22- خط رابط c بین مرکز غلتش عقب و جلوی بدنه.

شکل 1- 23- تعیین مسیرهای  و P.

شکل1- 24- تعیین مرکز غلتش بدنه در تعلیق طبق دار دوبل موازی.

شکل 1- 25- تعیین قطب در نمای عقب…

شکل 1- 26- تعیین R و P در فنر برگی عرضی که از وسط و در ارتفاع بالا به بدنه بسته شده است..

شکل 1- 27- تعیین R و P در فنر برگی عرضی پایین که در دو محل ساپورت می شود

شکل 1- 28- مک فرسون استرات دمپر.

شکل 1- 29- محاسبه مسیرهای  و P در شکل استاندارد مک فرسون استرات و استرات دمپر.

شکل1- 30- اکسل دارای بازوهای عرضی و طولی..

شکل 1- 31- بدون رابط طولی، اندازه فنربندی مورب .

شکل 1- 32- با رابط طولی، اندازه فنربندی مورب

شکل1- 33- زاویه متحرک اتصال یگانه.

شکل 1- 34- اکسل شبه رابط کشنده

شکل 1- 35- اکسل لنگی مرکب…

شکل 1- 36- تعیین ارتفاع  مرکز الاستوسینماتیکی غلتشی ..

شکل 1- 37- اکسل یکپارچه توسط فنرهای برگی طولی.

شکل 1- 38- میله Panhard.

شکل 1- 39- بازوی وات در اکسل عقب خودروی سواری..

شکل1- 40-  نمای بالا و عقب اکسل یکپارچه.

شکل 1-41- نیروهای جانبی  و در سه نما

شکل 2- 1- کمبر مثبت

شکل 2- 2- نمودار سایش تایرها

شکل 2- 3- تعلیق مستقل و تغییرات کمبر.

شکل 2- 4- تغییرات کمبر در تعلیق طبق دار دوبل در چند خودرو

شکل 2- 5- نقش حرکت ارتجاعی و فشردگی چرخ در تغییرات کمبر.

شکل 2- 6- تعیین طراحی انحراف کینگ پین در تعلیق طبق دار دوبل..

شکل 2- 7- تعیین طراحی و تغییرات انحراف کینگ پین در مک فرسون استرات و استرات دمپر.

شکل 2- 8- تعیین طراحی و تغییرات انحراف کینگ پین دراکسل طولی عرضی

شکل 2- 9-  تغییرات کمبر در سر پیچ ها

شکل 2- 10- تغییرات کمبر در حالت فنربندی در تعلیق های گوناگون.

شکل 2- 11- مقادیر toe-in و زاویه کمبر اندازه گیری شده در اکسل لنگی مرکب گلف دارای فنربندی..

شکل 3- 1- اندازه گیری تغییرات کمبر در تعلیق مک فرسون..

شکل 3- 2- تغییرات الاستیکی اندازه گیری شده کمبر در انواع اکسل های عقب غیر محرک.

شکل 3- 2- تغییرات toe-in.

شکل 3- 3- مقاومت غلتشی نیروی طولی

شکل 3- 4- نیروهای کشنده  در خودروهای جلو محرک..

شکل 3- 5- مهره های هشت وجهی همراه با واشرهای خارج از مرکز.

شکل 3- 6- زاویه  toe-in در چرخ چپ و راست.

شکل 3- 7- تغییرات سینماتیکی toe-in یک چرخ در تعلیق مستقل چند رابطی در اکسل عقب مرسدس بنز کلاس s.

شکل 3- 8- تغییرات مجاز toe-in در یک چرخ.

شکل 3- 9- میله نگهدارنده بسیار کوتاه و بسیار بلند.

شکل 3- 10- منحنی تغییرا ت Toe-in وToe-out در چرخ.

شکل 3- 11- اتصال میله نگهدارنده داخلی اگر بسیار بالا باشد.

شکل 3- 12- تغییرات toe-in در اپل.

شکل 3- 13- تغییرات toe-in اندازه گیری شده در گلف vw GTi

شکل 3- 14- تاثیرات toe-in و toe-out در فرمان پذیری خودرو

شکل 3- 15- تاثیر نیروی جانبی در اکسل عقب..

شکل 3- 16- کاهش تمایل به بیش فرمانی در تعلیق چرخ عقب.

شکل 3- 17- خصوصیات سینماتیکی آئودی.. 59

شکل 3- 18- اکسل یکپارچه عقب با محور طولی.

شکل 3- 19- موقعیت زاویه دار بدنه.

شکل 2- 20- فرمان دهی غلتشی در Polo vw.

شکل 3- 21- نیروهای جانبی به صورت استاتیکی در مرکز تماس تایر اکسل های عقب متفاوت تویوتا

شکل 3- 22- فاصله موثر بین نیروهای جانبی  در چرخهای اکسل یکپارچه و نیروی  در میله Panhard در عقب

شکل 3- 23- تغییرات الاستوسینماتیکی toe-in هنگام ترمز گیری..

شکل 3- 24-  بی. ام. و بازوی کنترل هلالی.

شکل 4- 1- بازوی کنترل تعلیق داسی شکل جلو در سری 3 بی. ام. و.

شکل 4- 2- پایه میله ضد غلتش در آئودی 100.

شکل 4- 3- یاتاقان الاستیکی در سوراخ های جلوی اکسل لنگی پیچشی آئودی 100.

شکل 4- 4-  محل قرار گرفتن دیفرانسیل در موتور عرضی.

شکل 4- 5-  روابط سینماتیکی مطابق با آکرمن بین زوایای فرمان  برای چرخ بیرون پیچ و  برای چرخ داخل پیچ..

شکل 4- 6-     فاصله بین دو چرخ یک محور یا پهنای tread و …

شکل 4- 7- محور گردش چرخ در سر پیچها

شکل 4- 8- منحنی فرضی مورد نیاز فرمان برای دو خودروی سواری استاندارد با wb یکسان و پهنای tread تقریبا یکسان.

شکل 4- 9- منحنی فرضی مورد نیاز فرمان برای دو خودروی سواری استاندارد با wb یکسان و پهنای tread تقریبا یکسان..

شکل 4- 10-  شعاع کمان گردش…

شکل 4- 11- نسبت کلی فرمان  در سه خودروی سواری متداول..

شکل 4- 12- نسبت کلی فرمان   در چهار خودروی سواری جلو محرک با چرخ دنده و پینیون دستی فرمان.

شکل 4- 13- انواع چرخ دنده پینیون..

شکل 4- 14- نسبت  تولید شده در چرخ دنده فرمان..

شکل 4- 15- نتیجه اندازه گیری الاستیسیته فرمان در سه خودروی سواری با چرخ دنده و پینیون فرمان..

شکل 4- 16- نوعی منحنی نسبت دینامیکی فرمان  خودرو با چرخ دنده و پینیون فرمان..

شکل 4- 17- نیرو های ایجاد شده بین تایر و جاده

شکل 4- 18- چرخ سمت چپ اکسل جلوی آئودی با آفست کینگ پین منفی..

شکل 4- 19- موقعیت دقیق محور فرمان..

شکل 4- 20- قاب بین شغال دست فرمان و استرات با استفاده از مهره c خارج از مرکز.

شکل 4- 21- نیروی عمودی   به محور چرخ.

شکل 4- 22- آفست منفی کینگ پین..

شکل 4- 23- تاثیرات نیروها بر فرمان پذیری..

شکل 4- 24- تاثیر نیروی ترمزی بر زوایای چرخ.

شکل 4- 25- نمای بالای محور فرمان..

شکل 4- 26- خودروی جلو محرک دارای ترمز داخلی..

شکل 4- 27- نیروهای موثر روی چرخ وقتی ترمز داخل دیفرانسیل باشد.

شکل 4- 28- نیروی مقاوم غلتشی و گشتاور تولیدی..

شکل 4- 29- آفست کینگ پین منفی روی زمین.

شکل 4- 30- قسمتی از فرمان اکسل مرکزی مدل GSA..

شکل 5- 1- امتدا محور فرمان از نقطه k روی زمین در جلوی چرخ.

شکل 5- 2- کستر با انتقال مرکز چرخ پشت محور فرمان..

شکل 5- 3- کستر محور فرمان..

شکل 5- 4- آفست کستر منفی …….

شکل 5- 5- محل تماس تایری که با یک زاویه ای تحت تاثیر نیروها در منطقه قلوه ای شکل قرار می گیرد.

شکل 5- 6- امتدا محور فرمان

شکل 5- 7- کستر تایر  که همیشه هنگام دور زدن وجود دارد.

شکل 5- 8- نیروی مقاوم غلتشی پشت محور فرمان..

شکل 5- 9- حرکت خودرو روی خط مستقیم و اثر پایدار کننده کستر

شکل 5- 10- نیروهای جانبی  که توسط زمین ناهموار ایجاد می شود.

شکل 5- 11- اثر کستر در حساسیت نیروی باد.

شکل 5- 12- نیروهای جانبی اعمالی روی مراکز تماس تایر چرخهای..

شکل 5- 13- چرخهایی که با زاویه  می غلتند.

شکل 5- 14- نیروهای مقاوم غلتشی  و  که در پیچ به خاطر لغزش تایر افزایش یافته اند.

شکل 5- 15-  نیروی کشنده و   در داخل و خارج پیچ..

شکل 5- 16-  تغییرات کمبر اندازه گرفته شده و محاسبه شده به عنوان نتیجه زاویه فرمان در خودروهای جلو محرک..

شکل 5- 17-  تغییرات کمبر اندازه گیری شده در مرسدس به عنوان نتیجه زاویه فرمان..

شکل 5- 18- زاویه کمبر ، به عنوان نتیجه زاویه فرمان  (بیرون پیچ) و  (در داخل پیچ)

شکل 5- 19- طول کشش کستر  روی زمین.

شکل 5- 20- طول کشش کستر  روی زمین بر اساس ورودی فرمان..17

شکل 5- 21- زوایای کستر به عنوان نتیجه ورودی فرمان.

شکل 5- 22- تغییرات کستر به عنوان اثر زاویه فرمان در چرخهای مرسدس…

شکل 5- 23- تغییر زاویه کستر وقتی خودرو بار دارد.

شکل 5- 24- تعلیق طبق دار دوبل..

شکل 5- 25- خط  و محور بازوی کنترل در مک فرسون استرات و استرات دمپر.

شکل 5- 26- ایجاد قطب pitch در اکسل جلو در تعلیق های طبق دار دوبل..

شکل 5- 27- وقتی مک فرسون استرات یا استرات دمپر فشرده می شود.

شکل 5- 28- اکسل جلو و تغییرات pitch.

شکل 5- 29- وقتی خودرو با قطب pitch طراحی می شود.

شکل 5- 30- منحنی تغییرات کستر در تعلیق های مک فرسون استرات و استرات دمپر در اکسل های جلوی سه خودروی سواری

شکل 5- 31- تعلیق عقب چند رابطی.

شکل 5- 32- فنر روی بازوی کنترل پایین تحمل شود و اکسل جلو کستر داشته باشد.

شکل 5- 33- محور فرمان در نمای جانب دارای زاویه کستر  باشد.

شکل 5- 34- نیروهای  چرخهای جلو.

شکل 5- 35 کستر مثبت روی چرخ چپ و کستر منفی روی چرخ راست اکسل.

شکل 5- 36- حالت کستر ، که با تنظیم مرکز چرخ در عقب به دست می آید.

شکل 5- 37- اجزای نیروی عمودی در چرخ چپ و راست…

شکل 5- 38- مقادیر نیروها در اکسلهای جلو با آفست کستر منفی

شکل 6- 1- بالا بردن ارتفاع  محاسبه شده برای چرخ داخل و خارج پیچ به عنوان نتیجه زاویه فرمان.

شکل 6- 2- محور  توسط مرتبط کردن قطب های  جلو.

شکل 6- 3- ترمز جلو در داخل روی دیفرانسیل.

شکل 6- 4- کاهش شیرجه ترمزی وقتی ترمزها بیرون هستند.

شکل 6- 5- خودروهای جلو محرک.

شکل 6- 6- تعیین قطب pitch خودرو یعنی  در اکسل عرضی طولی.

شکل 6- 7- رابط های طولی در اکسل عقب.

شکل 6- 8- تعلیق های چند رابطی یا رابط کشنده با محورهای چرخش موازی با زمین..

شکل 6- 9- تعلیق شبه رابط کشنده

شکل 6- 10- اکسل عقب یکپارچه توسط دو رابط کشنده جفت.

 

 

 مقدمه

 

در پایان نامه ای که پیش رو دارید به بررسی انواع سیستم های تعلیق با توجه به مستقل و غیر مستقل بودن ، و معایب و مزایای آنها پرداخته شده است . و در این پروژه سینماتیک و الاستو سینماتیک اکسل بررسی شده است . و تأثیر فاکتورهایی چون  Wheelbase  ، Tread، مرکز غلتش و محور غلتش ، زویای چرخ از قبیل کمبر و کستر و سرکجی ، انحراف و آفست کینگ پین و تغییرات این فاکتورها بر قابلیت سیستم تعلیق و بر پایداری خودرو مورد بررسی قرار گرفته است.

یک جاده هر چقدر هم صاف و مسطح باشد، محل مناسبی برای به حرکت درآوردن یک یا چند تن فلز با سرعت بالا نیست. پس به سیستمی نیاز داریم که توانایی کاهش ضربات ، تکانها و لرزش ها را داشته باشد. علاوه بر این ، یک خودرو باید در مقابل تغییرات بار وارده و تغییر مرکز ثقل ، انعطاف پذیر بوده و توانایی مواجه با آنها را داشته باشد. مثلا در سر پیچ ها با توجه به شکل زیر مرکز ثقل خودرو تغییر می کند و به طرف خارج پیچ حرکت می کند، در صورت نبود سیستمی برای تغییر وضعیت تعادل، خودرو از مسیر خارج شده و واژگون می شود.

وظایف و عملکرد اصلی سیستم تعلیق عبارتند از :

شرایطی را فراهم کند که چرخ ها با حرکت عمودی خود، مانع ازانتقال ارتعاشات ناشی از پستی و بلندی جاده به شاسی خودرو شود.

از پیچش شاسی حول محور طولی خودرو، جلوگیری کند .

تماس چرخها را با جاده با کمترین تغییرات نیرو حفظ کند.

چرخ ها رادر حالت درست راندن و زوایای کمبر مناسب، نسبت به سطح جاده نگه دارد.

برای کنترل نیرو های تولید شده توسط چرخ ها به نیرو های طولی ( شتاب و ترمز)، نیرو های جانبی ( دور زدن )، و گشتاور های ترمز و سیستم محرکه، عکس العمل نشان دهد.

خواص سیستم تعلیق در دینامیک اتومبیل بسیار اهمیت دارد و پاسخ این سیستم بر نیروها و گشتاورهایی که از چرخ ها به شاسی منتقل می شود، تأثیر زیادی دارد.علاوه بر مطالب مزبور که در طراحی سیستم تعلیق اهمیت داشتند ، می توان به پارامترهایی چون قیمت، وزن، فضا و ابعاد مورد نظر،قابلیت تولید انبوه و آسان بودن نصب سیستم روی شاسی، اشاره کرد.

 

این پایان نامه با آیین نامه نحوه نگارش و تدوین پایان نامه تهیه شده و آماده ارائه میباشد.