Введение
Модель ВАЗ-2107 - это четырехдверный седан Волжского автозавода. Автомобиль модели ВАЗ-2107 был изготовлен на базе уже существовавшей машины ВАЗ-2105 (знаменитой "Пятерки"). ВАЗ-2107 был рассчитан на 5 мест, имел задний привод, 5-ступенчатую коробку передач, кузов по типу "седан" с четырьмя дверями. Автомобиль ВАЗ-2107 был запущен в серийное производство в 1982 году. От своего предшественника ВАЗ-2105 новый седан ВАЗ-2107 отличался более совершенным внешним дизайном: на его бамперах были установлены красивые хромированные накладки, новая радиаторная решетка была большей по площади и тоже стала хромированной, была несколько изменена форма заднего блока фар, также была усовершенствована форма багажника и капота.
Наряду с внешним дизайном существенные изменения произошли также в салоне: на улучшенной приборной доске были установлены новые качественные приборы контроля (спидометр с разметкой, доведенной до 180км/час и более совершенный тахометр). Сама приборная доска получила ряд изменений, например, для подачи холодного воздуха были установлены добавочные дефлекторы. В салоне автомобиля ВАЗ-2107 устанавливались новые анатомические передние сиденья со слитными подголовниками, для отделки кресел и всего салона в целом использовались лучшие на то время материалы.
На начальном этапе ВАЗ-2107 был укомплектован ранее созданным карбюраторным двигателем от автомобиля ВАЗ-2103 с рабочим объемом около 1,5 литра. На выпущенные в последующем модели устанавливались различные карбюраторные двигатели. Например, на машину ВАЗ-21072 ставили двигатель объемом в 1,3 литра от автомобиля ВАЗ-2105, на авто ВАЗ-21074 устанавливали двигатель объемом в 1,6 литров от "Шестерки" (ВАЗ-2106).
Выпускавшийся экспортный вариант ВАЗ-21073 укомплектовывался новым двигателем с инжектором, объем этого весьма мощного и достаточно экономичного двигателя составлял около 1,7 литра. В дальнейшем, начиная с 2006 года, модель ВАЗ-2107 стала оснащаться более современным и экономичным двигателем (с инжектором) объемом в 1,6 литра, что обеспечивало соответствие автомобиля установленным в Российской Федерации строгим экологическим нормам. Автомобиль ВАЗ-2107 имел двухкамерный бензиновый карбюратор эмульсионного типа, выполненный со сбалансированной поплавковой камерой (с падающим потоком). Несомненно, новый автомобиль ВАЗ-2107 стал наиболее популярной моделью своего времени, произведенной на известном Волжском автомобильном заводе. Этот "Русский Мерседес" (так часто называют ВАЗ-2107 автолюбители) получил широкое признание и популярность вследствие весьма удачного соотношения относительно невысокой цены и очень приличного уровня качества и комфортабельности. В настоящее время автомобиль ВАЗ-2107 выпускается в исполнениях "стандарт" и "норма". Машина ВАЗ-21074 бывает в исполнениях "люкс" и "норма".
На легковом автомобиле ВАЗ-2107 применялся двигатель от машины ВАЗ-2103 с рабочим объемом 1,5 литра и карбюратором 8кл. Было создано немало модификаций этого автомобиля. Например, авто ВАЗ-2107-20 внешне выглядело аналогично базовому ВАЗ-2107, имело двигатель от машины ВАЗ-2103 (имелся установленный инжектор), который соответствовал нормам Евро 2. На ВАЗ-2107-71 был двигатель, рассчитанный на бензин марки А-76. Объем двигателя равнялся 1,4 литрам, имел мощность в 66 лошадиных сил (использовались поршни от двигателя автомобиля ВАЗ-2108), пониженную величину сжатия, изменился также ряд других характеристик в сравнении с машиной ВАЗ-2103. На той версии машины, которая была предназначена для экспорта в Китай, устанавливался распределитель зажигания, имевший измененные характеристики регулятора опережения зажигания.
На ВАЗ-21072 ставили модификацию двигателя от машины ВАЗ-2105 с рабочим объемом двигателя 1,3 литра, применялся карбюратор "8", ременный привод ГРМ. Автомобиль ВАЗ-21073 имел двигатель с объемом в 1,7 литра, мощностью до 84 лошадиных сил, укомплектовывался карбюратором 8 кл. и каталитическим нейтрализатором для выхлопных газов. Он выпускался на экспорт для рынков Европы. На автомобиле ВАЗ-21074 устанавливалась модификация двигателя от ВАЗ-2106 с объемом двигателя 1,6 литра и карбюратором 8кл. Машина ВАЗ-21074-20 была оснащена модификацией двигателя от авто ВАЗ-21067, имевшего рабочий объем в 1,6 литра, карбюратор "8" с распределенным впрыском.
Автомобиль ВАЗ-21076 представлял собой ВАЗ-2107 в варианте экспортного исполнения, имел двигатель от машины ВАЗ-2103. Легковой автомобиль ВАЗ-21077 выглядел внешне аналогично базовому ВАЗ-2107, имел двигатель от авто ВАЗ-21011 (начиная с 1994 года), а до этого времени использовался двигатель от автомобиля ВАЗ-2105. Модификация ВАЗ-21078 представляла собой машину ВАЗ-2107 в экспортном варианте исполнения, оснащалась двигателем от автомобиля ВАЗ-2106, имела "правое" расположение рулевого колеса. Машина ВАЗ-21079 внешне выглядела аналогично базовому ВАЗ-2107, имела двухсекционный РПД от ВАЗ-4132 с мощность в 140 лошадиных сил. Начиная с 1997 года начал устанавливаться РПД, универсальный для автомобилей ВАЗ, как с задним, так и передним приводом. Существовал также ряд модификаций базового автомобиля, выпускавшихся небольшими сериями по заказам государственных спецслужб.
По своим основным характеристикам автомобиль ВАЗ-2107 представляет собой седан с 4 дверями, рассчитанный на 5 мест. Он может развивать максимальную скорость до 150 км/ч, разгоняться до "сотни" за 17 секунд. Расход топлива по трассе составляет 6,9 л, а в условиях движения по городу - 9,6 л. Машина укомплектована двигателем объемом 1451 см3, работающим на бензине. Количество цилиндров двигателя - 4, система питания - распределенный впрыск. Расположен двигатель продольно спереди. Он развивает максимальную мощность в 71 лошадиную силу. Максимальный крутящий момент порядка 112 Н*м при 3400 об/мин. Коробка передач механическая (5 передач), привод задний. Длина - 4145 мм, ширина - 1620 мм, высота - 1446 мм, а клиренс - 164 мм. Диаметр разворота равен 11,8 м, ширина передней колеи - 1365 мм, задней - 1321 мм, колесная база - 2424 мм. Объем багажника равен 365 л, а топливного бака - 42 л. Снаряженная масса - 1060 кг, полная масса - 1460 кг.
1. Технические характеристики автомобиля ВАЗ-2107
По своим основным характеристикам автомобиль ВАЗ-2107 представляет собой седан с 4 дверями, рассчитанный на 5 мест. Он может развивать максимальную скорость до 150 км/ч, разгоняться до "сотни" за 17 секунд. Расход топлива по трассе составляет 6,9 л, а в условиях движения по городу - 9,6 л. Машина укомплектована двигателем объемом 1451 см3, работающим на бензине. Количество цилиндров двигателя - 4, система питания - распределенный впрыск. Расположен двигатель продольно спереди. Он развивает максимальную мощность в 71 лошадиную силу. Максимальный крутящий момент порядка 112 Н*м при 3400 об/мин. Коробка передач механическая (5 передач), привод задний. Длина - 4145 мм, ширина - 1620 мм, высота - 1446 мм, а клиренс - 164 мм. Диаметр разворота равен 11,8 м, ширина передней колеи - 1365 мм, задней - 1321 мм, колесная база - 2424 мм. Объем багажника равен 365 л, а топливного бака - 42 л. Снаряженная масса - 1060 кг, полная масса - 1460 кг.
2. Выбор двигателя, расчет и построение его внешней скоростной характеристики Ваз 2107
Исходные данные:
Fo= 0.014
Где Fo- начальный коэффициент сопротивления качению.
?т= 0.9
Где ?т- коэффициент полезного действия трансмиссии
Кв= 0.22
Где Кв - коеффициент обтикаемости
На= 1.46м
Где На- габаритная высота авто
Ва= 1.62 м
Где Ва- габаритная шырина авто
Vmax= 150км/ч
Где Vmax- максимальная скорость скорость авто
Мощность двигателя при максимальной скорости рассчитывается по формуле:
Nv max= (Nк+Nв)•, квт
Nк и Nв- мощность затрачиваемая на сопротивление качению и воздушной среды.
Nк= квт
Где Ga- полный вес авто в Ньютонах.
Vmax- максимальная скорость в м/с = 41,6 м/с
Fv- коэффициент сопротивления качению при Vmax
Fv= Fо
Где Fо- начальный коэффициент сопротивления качения по условию.
Nв= квт
Где F- площадь лобового сопротивления
F= 0.78•На•Ва
F= 0.78•1.45•1.6=1.8
n= 5300 об/ мин
Где n- частота вращения коленвала
Ga= 14 000H
Nв=кВт
Fv= 0.014•(1+= 0.03
Nк==17 кВт
Nv max= (17+27)•= 48 кВт
Точное значение мощности двигателя определяем по формуле:
Nе max=кВт
Где - максимальная угловая скорость коленвала.
Wn- угловая скорость при максимальной мощности.
А.В.С- коэффициент учитывающий тип двигателя для бензиновых двигателей =1
1об= 2П рад
2П=6.28
Wn= =554 рад/с
Wv= Wn•1.15=637рад/с
Nе max=кВт
Минимальное значение угловой скорости оборотов коленвала двигателя W min принимается в приделах 60-90 рад/с берем 80 рад/с.
Вычисляем Nе для 10 текущих значений угловых скоростей коленвала по формуле:
Nе= N max кВт
Где We- это 10 текущих значений
We1=80
We2=130
We3=180
We4=230
We5=280
We6=330
We7=380
We8=430
We9=492
We10=554
Тогда:
Nе1= кВт
Nе2=22 кВт
Nе3=39 кВт
Nе4=43 кВт
Nе5= 54кВт
Nе6=63 кВт
Nе7=68 кВт
Nе8=75кВт
Nе9=70 кВт
Nе10=57 кВт
Вычислим текущее значение крутящего момента:
Ме=1000 - 10 раз
Ме1=1000 = 137 Нм
Ме2=169 Нм
Ме3=216 Нм
Ме4=186 Нм
Ме5=192 Нм
Ме6=190 Нм
Ме7=178 Нм
Ме8=174Нм
Ме9=142 Нм
Ме10=102 Нм
Строим графики внешней скоростной характеристики двигателя.
3. Подвеска, рулевое управление, тормозная система ВАЗ-2107, ВАЗ-21072, ВАЗ-21074
Передняя подвеска, ступица переднего колеса
Связывающим звеном между колесами и кузовом являются передняя и задняя подвески автомобиля. Через них передаются на кузов силы, действующие на колеса. В подвески включены элементы, которые смягчают передаваемые динамические нагрузки, уменьшают колебания кузова, обеспечивают хорошую устойчивость и плавность хода автомобиля. К этим элементам относятся направляющее устройство, упругие элементы, амортизаторы и стабилизатор поперечной устойчивости.
Передняя подвеска автомобилей ВАЗ унифицирована, что облегчает организацию технического обслуживания и ремонта автомобилей.
Направляющее устройство подвески определяет характер движения колеса относительно дороги и кузова и передает силы и моменты от колеса к кузову. К этому устройству относятся верхний -33- и нижний -6- рычаги подвески и шарнирно связанный с ними поворотный кулак -29-.
Верхний рычаг соединяется осью -42- со стойкой передка кузова при помощи резинометаллических шарниров. Ось выполнена в виде болта с шестигранной головкой. Она проходит через проушины рычага -33- и через втулку стойки передка кузова. В проушины верхнего рычага запрессованы резинометаллические шарниры, каждый из которых состоит из резиновой втулки -49-, запрессованной между металлическими втулками -47- и -48- с большим натягом. Наружная втулка -48- запрессована в проушину верхнего рычага, а внутренняя -47- насажена на ось -42-. Шарнир зажат на оси гайкой между полкой верхнего рычага и упорной шайбой -50-. Качание верхнего рычага происходит в пределах деформации резиновой втулки -49-. Проскальзывание резиновой втулки относительно металлических втулок или шарнира на оси и в рычаге недопустимо. Такая конструкция шарнира обеспечивает плотное соединение оси с рычагом подвески.
К верхнему рычагу подвески тремя болтами крепится шаровая опора -34- неразъемной конструкции. В корпусе опоры расположен подшипник -32-, основа которого - смола, а поверхность трения - тефлоновая ткань, плотно облегающая сферическую поверхность пальца -31-. Детали шаровой опоры защищены от загрязнения резиновым армированным чехлом -16-. Палец -31- посажен в коническое отверстие поворотного кулака и закреплен самоконтрящейся гайкой. В процессе эксплуатации детали шаровой опоры не смазываются, а при сборке под чехол шарнира закладывается смазка ШРБ-4 приблизительно на 50-70% объема чехла.
Передняя подвеска ВАЗ-2107.
1. Кронштейн крепления штанги стабилизатора к лонжерону кузова; 2. Подушка крепления стабилизатора; 3. Штанга стабилизатора поперечной устойчивости; 4. Лонжерон кузова; 5. Ось нижнего рычага; 6. Нижний рычаг подвески; 7. Болты крепления оси нижнего рычага к поперечине подвески; 8. Пружина подвески; 9. Обойма крепления штанги стабилизатора; 10. Амортизатор; 11. Болт крепления кронштейна амортизатора к нижнему рычагу; 12. Болт крепления амортизатора; 13. Кронштейн крепления амортизатора к нижнему рычагу; 14. Нижняя опорная чашка пружины; 15. Обойма вкладыша нижнего шарового пальца; 16. Защитный чехол верхней шаровой опоры; 17. Ступица переднего колеса; 18. Подшипники ступицы переднего колеса; 19. Защитный чехол шарового пальца; 20. Вкладыш обоймы нижнего шарового пальца; 21. Подшипник нижнего шарового пальца; 22. Шаровой палец нижней опоры; 23. Колпак ступицы; 24. Регулировочная гайка; 25. Шайба; 26. Цапфа поворотного кулака; 27. Сальник ступицы; 28. Тормозной диск; 29. Поворотный кулак; 30. Ограничитель поворота передних колес; 31. Шаровой палец верхней опоры; 32. Подшипник верхнего шарового пальца; 33. Верхний рычаг подвески; 34. Корпус подшипника верхнего шарового пальца; 35. Буфер хода сжатия; 36. Кронштейн буфера хода сжатия; 37. Опорный стакан амортизатора; 38. Подушки крепления штока амортизатора; 39. Шайба подушки штока амортизатора; 40. Изолирующая прокладка пружины подвески; 41. Верхняя опорная чашка пружины; 42. Ось верхнего рычага подвески; 43. Регулировочные шайбы; 44. Дистанционная шайба; 45. Кронштейн крепления поперечины к лонжерону кузова; 46. Поперечина передней подвески; 47. Внутренняя втулка шарнира; 48. Наружная втулка шарнира; 49. Резиновая втулка шарнира; 50. Упорная шайба шарнира; I. Развал (b) и угол поперечного наклона оси поворота; II. Продольный наклон оси поворота колеса (a); III. Схождение колес.
Нижний рычаг -6- подвешен на оси -5-, которая двумя болтами -7- крепится к поперечине -46- подвески. Последняя крепится к лонжеронам кузова. Между осью и поперечиной установлены дистанционная -44- и регулировочные -43- шайбы. Изменением количества шайб -43- регулируют продольный угол (а) наклона оси поворота и угол (b) развала передних колес. Резинометаллические шарниры нижнего рычага такой же конструкции, как и верхнего, отличаются только размерами и формой втулок. Снизу к рычагу подвески тремя болтами крепится нижняя шаровая опора. Ее конструкция отличается от верхней опоры. В корпусе опоры расположен палец -22- с полусферической головкой. На стержень пальца надет металлокерамический подшипник -21- с полусферической поверхностью. В нижнюю часть корпуса опоры вставлен с натягом вкладыш -20-, изготовленный из маслостойкой резины. На его поверхности, контактирующей с полусферой пальца -22-, привулканизирован пластмассовый слой (смесь нейлона с сульфитом молибдена). За счет резинового вкладыша выбираются зазоры между деталями шаровой опоры, а подшипник -21- поджимается к полусферической поверхности верхней части корпуса и опоры. Снизу в корпусе опоры имеется отверстие, через которое смазывается шарнир консистентной смазкой ШРБ-4. Отверстие закрывается конической пробкой. Детали шаровой опоры защищены от загрязнения защитным чехлом -19-. Нижняя шаровая опора соединяется с поворотным кулаком таким же образом, как и верхняя.
Нижний рычаг подвески соединяется с нижней головкой амортизатора посредством кронштейна -13- и болта -12-. Этот кронштейн крепится к рычагу подвески двумя болтами -11-. Шток амортизатора проходит через отверстие опорного стакана -37-, приваренного к стойке передка кузова и закрепляется гайкой. Между кожухом амортизатора и стаканом, а также между опорной шайбой -39- и стаканом, установлены изолирующие резиновые подушки -38-.
Рычаги подвески шарнирно соединяются с поворотным кулаком -29-, на цапфе которого установлена ступица -17- переднего колеса. К фланцу поворотного кулака крепится кронштейн крепления суппорта и защитный кожух тормозного механизма, а также поворотный рычаг рулевого привода.
