Методическое пособие.Основы автомобилестроения (848458), страница 2

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 2)

Тягово-скоростные свойства автомобилей оцениваются по скоростной и тяговой характеристикам.

Построение скоростной характеристики

Скоростная характеристика представляет собой зависимости основных параметров двигателя от числа оборотов ведущего вала при постоянных условиях (питания, температуры масла и охлаждающей жидкости).

Скоростная характеристика строится в соответствии с заданной механической характеристикой двигателя.

Для двигателей внутреннего сгорания механическая характеристика имеет вид:

,

где для карбюраторных двигателей a = b = c = 1; для дизельных двигателей а = 0,8; b = 1,3; с = 1,1; P_max и n_Pmax – максимальная эффективная мощность (кВт) и значение частоты вращения коленчатого вала (об/мин) (при P_max); Р_е и n_е – промежуточные значения эффективной мощности и числа оборотов коленчатого вала.

По заданным значениям P_max и n_Pmax определяются значения Р_е при варьировании n_е и затем значения крутящего момента на валу двигателя .

Угловая скорость составит

рад/с.

Скоростная характеристика строится в координатах P_e – n_e и M_e – n_e.

Построение тяговой характеристики

Тяговая характеристика представляет собой зависимость силы тяги от скорости движения автомобиля.

Сила тяги определяется по величине крутящего момента М_е на валу двигателя и составит

,

где и_тр – передаточное число трансмиссии; η_тр – механический кпд трансмиссии; r – радиус колеса.

Скорость движения автомобиля равна

км/ч.

Тяговая характеристика строится в координатах F_т – v.

4. ОБОСНОВАНИЕ КОМПОНОВОЧНОЙ СХЕМЫ АВТОМОБИЛЯ

Общая компоновка автомобилей определяется главным образом тремя факторами: размещением двигателя, расположением колес и схемой трансмиссии.

Определяющими в компоновке автомобиля являются места расположения двигателя и кабины.

Например, в автомобиле с двигателем, расположенным впереди кабины (рис. 1, а), обеспечиваются нормальные условия работы водителя, относительная чистота воздуха в кабине и изоляция от шума, необходимая температура, а также хороший доступ к двигателю.

Однако при установке двигателя перед кабиной увеличиваются длина и вес автомобиля, а также ухудшается обзорность. Поэтому главной тенденцией в развитии данной компоновки автомобиля стало стремление к перемещению кабины вперед и сокращению длины двигателя.

На рис. 1, б показана компоновка, при которой двигатель расположен в кабине или под полом кабины. Такая компоновка в настоящее время является самой распространенной на автомобилях.

Рис. 1. Общая компоновка автомобилей по расположению двигателя

относительно кабины:

а – впереди; б – под кабиной; в – сзади, в специальном моторном отделении

Отсутствие выступающего вперед капота улучшает обзорность, позволяет сократить базу и длину автомобиля, но подобное расположение двигателя может уменьшить число посадочных мест в кабине и вызывает увеличение общей ширины кабины, особенно при V-образном двигателе.

Доступ к двигателю при такой компоновке затрудняется, а условия работы водителя ухудшаются по сравнению с первым вариантом компоновки.

Доступ к двигателю в этом случае обеспечивается или изнутри кабины, через люки, закрытые съемными панелями или крышками, либо путем применения подъемных или откидных кабин. Подъем кабины при этом осуществляется гидравлическим или электрогидравлическим подъемником, а также спиральными пружинами. Подъем кабины осуществляется за 15...20 с. Органы управления имеют специальные шарнирные соединения и при подъеме перемещаются вместе с кабиной.

В конструкциях с подъемными или откидными кабинами обеспечиваются хорошие тепло-, шумоизоляция и доступ к двигателю. Однако откидная кабина усложняет конструкцию и увеличивает вес автомобиля. Существенным недостатком такой кабины является необходимость выхода пассажиров и удаления инструмента и других, находящихся в ней предметов в том случае, если ее нужно откинуть. При движении по грязным дорогам низ кабины забрызгивается грязью, которая при поднятии кабины стекает на водителя.

На рис. 1, в показана компоновка автомобиля с расположением двигателя сзади кабины в специальном моторном отделении. При таком расположении число мест в кабине может достигать четырех в одном ряду, обеспечиваются наилучшая обзорность и хороший доступ к двигателю. Сокращение длины автомобиля в этом случае меньше, чем при расположении двигателя в кабине. Наибольшее применение компоновка с двигателем сзади кабины находит на автомобилях-тягачах и специальных автомобилях.

При расположении двигателя, как показано на рис. 1, а, б, радиатор находится впереди. Это упрощает его установку и обдув.

При расположении двигателя, как показано на рис. 1, в, возникают затруднения в осуществлении надежного охлаждения. Радиаторы при такой компоновке ставят по бокам или сзади мотоотсека; привод к вентиляторам сильно усложняется.

При компоновке грузового автомобиля большое внимание уделяется

распределению веса по осям без полезной нагрузки. Желательно, чтобы на ведущую ось приходилось не менее 50 % полного веса автомобиля.

Наибольший габаритный размер автомобилей и автопоездов (поперечный) устанавливается в форме прямоугольника шириной 2,5 м и высотой 3,8 м, в который должно вписываться все оборудование автомобилей и автопоездов за исключением боковых зеркал, которые могут выступать за его пределы при условии установки их на откидных кронштейнах.

Полная длина автомобилей и автопоездов не должна превышать следующих значений, м:

Автомобиль с любым числом осей (без прицепа)................... 12,0

Автомобиль с полуприцепом или с одним прицепом............. 20,0

Автопоезд с двумя и более прицепами..................................... 24,0

5. СРАВНИТЕЛЬНЫЙ АНАЛИЗ ПОКАЗАТЕЛЕЙ АВТОТРАНСПОРТА ОТЕЧЕСТВЕННОГО И ЗАРУБЕЖНОГО ПРОИЗВОДСТВА

Анализ показателей автотранспорта производится по удельным показателям:

- удельная масса , где М_э – эксплуатационная масса; Г – грузоподъемность;

- удельная мощность двигателя , где – максимальная мощность двигателя; М – полная масса автотранспорта.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Мировой автомобильный парк непрерывно совершенствуется и увеличивается. Особенно это относится к большегрузным автомобилям, применяемым в условиях горных предприятий.

Белорусским автомобильным заводом разработан типоразмерный ряд автосамосвалов БелАЗ, включающий шесть базовых моделей грузоподъемностью 30-32, 50-58, 80-90, 120-135, 180-210 и 250-280 т. В настоящее время на карьерах по мере списания автосамосвалы БелАЗ-540А и БелАЗ-548А заменяются модернизированными моделями БелАЗ-7522 (30 т), БелАЗ-7548 (42 т). Выпускается модель БелАЗ-7555 (55 т). На смену автосамосвалам БелАЗ-549 и БелАЗ-7519 поступают БелАЗ-7549 (80 т), БелАЗ-7512 (120 т). Автосамосвалы грузоподъемностью 180-200 т пока не получили широкого распространения на отечественных карьерах. Прошел первые испытания образец полноприводного автосамосвала БелАЗ-75501 (Якутия).

На карьерах стран СНГ получили довольно широкое распространение автосамосвалы зарубежных фирм: НД-1200 (Япония); дизель-электрические машины R-170 (фирма «Юклид»); автосамосвалы с гидромеханической трансмиссией Cat-785, Cat-789 («Катерпиллер»).

Стремление к повышению эффективности транспортных систем отразилось на политике в области конструирования и производства карьерных автосамосвалов. Отмечаются следующие тенденции:

1. Увеличение грузоподъемности подвижного состава. Средняя грузоподъемность автосамосвалов с 1980 по 1995 гг. повысилась со 150 до 185-190 т. В настоящее время в мировой практике автомобили грузоподъемностью 118-136 т составляют 20-25 % общего парка, автомобили 154-177 т – 45-50 %, автомобили грузоподъемностью свыше 250 т – 25 %.

2. Расширение области применения гидромеханической трансмиссии для автосамосвалов с грузоподъемностью свыше 77 т.

3. Специализация автосамосвалов, заключающаяся в оснащении их сменными кузовами, установке двигателей различной мощности, применении усиленных тормозных систем и др.

4. Компьютеризация автосамосвалов.

Ввиду высокой себестоимости перевозок область применения автосамосвалов в качестве магистрального транспорта глубоких карьеров будет оставаться ограниченной. Одним из направлений повышения эффективности автотранспорта в карьерах является его перевод на системы двойного энергопитания (дизель-троллейвозы).

В настоящее время за рубежом ведутся интенсивные исследования по созданию карьерных автосамосвалов с накопителями энергии на основе аккумуляторных батарей (аккумулятор-троллейвозы) и маховичными накопителями энергии (гиротроллейвозы).

Преимущественное использование карьерных автосамосвалов в качестве сборочного транспорта является генеральным направлением развития комбинированных транспортных систем глубоких карьеров на обозримую перспективу.

Перспективными направлениями по совершенствованию конструкций автосамосвалов являются: снижение собственного веса путем более полного использования свойств металла, применение облегченных сплавов и пластмасс, совершенствование геометрии и компоновки автосамосвалов.

Для большегрузных автосамосвалов характерно применение компоновки типа «кабина над двигателем», которая позволяет увеличить длину грузовой платформы. Совершенствование автосамосвалов идет по пути применения новых типов подвески, снижения веса неподрессоренных масс, повышения долговечности и свойств упругости шин, тормозных систем, элементов и схемы трансмиссии.

ПРИЛОЖЕНИЯ

Приложение 1

Исходные данные

Исходные данные приведены в технической характеристике самосвала.

1. Грузоподъемность, т

2. Мощность (максимальная), кВт

3. Крутящий момент (максимальный), Н·м, при числе оборотов коленвала , об/мин

4. Эксплуатационная масса, кг

5. Максимальная скорость, км/ч

При расчетах принимаются следующие соотношения:

;

.

Приложение 3

Пример общего расчета автомобиля

1. Расчет сил сопротивлений движению автомобиля и силы тяги

Характеристики

Список файлов книги