Диплом №3290 Автомобиль «Урал» с разработкой колёс повышенной грузоподъемности
АННОТАЦИЯ
Автомобиль «Урал» с разработкой колёс повышенной грузоподъемности.
Расчетно-пояснительная записка 110 листов; библио-графия литературы 19 наименований, 10 листов формата А1.
В проекте проведен анализ существующих конструкций колес, применяемых на полноприводных грузовых автомобилях. На основе проведённого анализа проведена модернизация конструкции колеса автомобиля «Урал» с повышенной нагрузкой на колесо. В конструкторской части проведен анализ возможности повышения грузоподъемности, а также расчет соединения колеса со ступицей. Выполнен тягово-динамический расчет автомобиля. В экономической части определен годовой экономический эффект в сфере производства и эксплуатации в расчете на один автомобиль, а также интегральный экономический эффект за срок службы автомобиля. В разделах БЖД и гражданская оборона дано описание разрабатываемого автомобиля с точки зрения безопасности и возможности использования разрабатываемого авто-мобиля в составе подразделений ГО и ЧС. В конце проекта дано заключение о целесообразности создания и использования автомобиля «Урал» с повышенной нагрузкой на колесо.
Содержание
Аннотация
Введение
Технико-экономическое обоснование проекта
Анализ существующих конструкций колес
Колесо 254Г-508
Колесо 400Г-508
Колесо 533-310
Колесо 8,5-20
Анализ конструкции разрабатываемого колеса
1.2.1 Описание конструкции
1.2.2. Сравнительный анализ профилей колеса 515-254
Сравнительный анализ колес на усталостную прочность
Сравнительный анализ шин моделей О-65 и КАМА-УРАЛ с применяе-мыми на автомобилях «Урал»
Силы, действующие на колесо.
2. Конструкторская часть
Расчет резьбовых соединений колеса со ступицей
Анализ возможности повышения грузоподъемности
Тягово-динамический расчет
Технологическая часть
Экономическая часть
Безопасность жизнедеятельности
Гражданская оборона
Заключение
Литература
Внимание!
Диплом № 3290. Это ОЗНАКОМИТЕЛЬНАЯ ВЕРСИЯ дипломной работы, цена оригинала 1000 рублей. Оформлен в программе Microsoft Word.
Оплата. Контакты.
Введение
В настоящее время активно расширяется область эффективного приме-нения автомобилей «Урал», как в армейской сфере, так и в народном хозяйстве.
Расширение сферы применения автомобилей, рост требований к повы-шению их производительности и рентабельности требуют их непрерывного совершенствования в части
• увеличения грузоподъёмности;
• увеличения максимальных скоростей;
• снижения расхода топлива;
• повышения надежности и долговечности;
• снижения затрат на эксплуатацию;
• выполнение требований к автомобилю по ГОСТ Р «Система сертификации механических транспортных средств».
Семейство автомобилей «Урал» включает в себя несколько десятков модификаций, различающихся грузоподъемностью, базой, силовым агрегатом, длиной рамы и пр. и, соответственно, имеющих различную нагрузку на колеса автомобиля.
Отличительной особенностью автомобилей «Урал» является высокий уровень проходимости, который наряду с другими конструктивными особенностями обеспечивается одинарной установкой колес и применением специальных шин с регулируемым давлением, так же применяются шины с постоянным давлением с колесами соответствующей конструкцией.
Дальнейшее повышение потребительских свойств выпускаемых автомобилей «Урал», невозможно без усовершенствования и модернизации применяемых колес.
Модернизация применяемых колес и шин осуществлялась в следующих направлениях:
• повышение нагрузочных характеристик;
• уточнение эксплуатационных норм при движении со сниженным давлением;
• освоение на предприятиях России производства, как колес, так и горячекатаных профилей для них;
• сертификации колес и шин;
• совершенствование нормативно-технической документации.
За счет модернизации удалось повысить грузоподъемность колес и шин на 15…20% при сохранении, а в отдельных случаях и повышении максимальной скорости движения.
Возможности совершенствования серийных колес и шин практически исчерпаны. Дальнейшее повышение технических характеристик автомобилей «Урал», в частности, максимальной скорости движения и грузоподъемности, возможны только за счет применения новых прогрессивных конструкций шин, особенно на автомобилях многоцелевого назначения.
Проведенные ранее работы по опытным шинам диагональной конструкции, являющимся, по существу, развитием серийной шины, не позволили рекомендовать их для постановки на серийное производство, так как они не обеспечили радикального повышения потребительских свойств автомобилей, кроме того, разрабатывались по нагрузку, которая вскоре оказалась недостаточной.
В настоящее время в мировой и отечественной практике внимание, пре-жде всего, обращается на развитие и совершенствование конструкций радиальных шин – имеющих очень хорошие перспективы.
В данном проекте проведена работа по созданию нового колеса 515-254 под повышенную нагрузку.
Колесо 515-245 предназначено для установки на автомобили «Урал» и «КамАЗ» рассчитано на нагрузку 39,9 кН (4000 кгс) при скорости движения 100 км/ч и предназначенное для установки на него шин постоянного 14,00R20 160G мод. О-103 и регулируемого давления 390/95R20 156J КАМА-УРАЛ и 390R20 модели О-65.
Шины регулируемого давления 390/95R20 156J КАМА-УРАЛ и 390R20 модели О-65 являются шинами радиальной конструкции, что позволяет снизить расход топлива, повысить ходимость шины, улучшить показатели управляемости и устойчивости автомобиля. А так же повысить экологические показатели автомобиля по внутреннему и внешнему шуму, загрязнения окружающей среды, как во время эксплуатации, так и после выхода из строя.
Отличительными особенностями данного колеса является:
• повышенная нагрузка;
• усиленный диск (12 мм);
• круглый бесспицевый диск;
• усиленный профиль замочного кольца и замочной части обода.
Для изготовления основания обода применены профиль основания за-мочного обода колеса разработанного для колеса 515-254 и уже существующие профили:
– для основания бортового обода колеса – профиль 400Г–023,
– для обечайки обода колеса – профиль 400Г–022,
данные профили используются ЧКПЗ для изготовления бортового и замочного основания обода колеса 400Г-508 под нагрузку 39,22 кН (4000 кгс).
Соединение частей обода производится сваркой под флюсом круговым швом в стык, данная технология позволит использовать уже имеющиеся приспособления и профили проката для изготовления колес в дальнейшем планируется изготавливать донное колесо из цельного усиленного профиля, что упростит технологический процесс изготовления и увеличит несущую способность колеса.
Диск колеса изготавливается круглым, бесспицевым для увеличения площади контакта в зоне сварки, увеличения несущей способности диска и равномерного распределения напряжений на диск при движении автомобиля.
Диск предусмотрен для установки колеса на ступицу с серийного моста с диаметром расположения крепежных отверстий 286 мм, что позволит использовать данное колесо на всех модификациях автомобилей «Урал» с одинарной установкой колес и перейти со сдвоенной на большегрузных автомобилях, полной массой до 24 тонн, на однорядную установку колес.
1. Технико-экономическое обоснование проекта
1.1. Основные понятия и особенности конструкции колес и шин
1.1.1. Основные понятия
Колесо — вращающийся и передающий нагрузку элемент, распо-ложенный между шиной и ступицей.
Колесо состоит из обода и диска, соединенных, как правило, сваркой или выполненных за одно целое литьем или штамповкой из легкого сплава.
Основные понятия и определение колес указаны в ОСТ 37.001.428-85 «Колеса для пневматических шин».
Пневматические шины являются одним из основных элементов ходо-вой части автомобиля. В процессе эксплуатации шины должны обеспечивать высокую комфортабельность и безопасность езды, устойчивость и управляемость автомобиля на высоких скоростях, на мокрых и заснеженных дорогах, улучшенные тормозные характеристики, заданную грузоподъемность; влияют на расход топлива и шумообразование.
В комплект пневматических шин входит:
• покрышка;
• ездовая камера с вентилем;
• ободная лента.
Покрышка представляет собой торообразную упругую оболочку, непосредственно воспринимающие усилия, действующие при эксплуатации автомобиля, обеспечивает сцепление шины с дорогой.
Покрышка состоит из каркаса, брекера, протектора, боковин, бортов.
Основные понятия, типы, размеры и определение шин указаны в ГОСТ 22374-77 «Шины пневматические. Конструкция».
1.1.2. Классификация колес
Колеса делятся:
по способу соединения колеса со ступицей — дисковые и бездисковые;
по числу колес, одновременно устанавливаемых на ступицу — одинарные и сдвоенные;
по способу соединения диска с ободом — нерегулируемые (с постоянным вылетом диска или неотъемным диском) и регулируемые (переменным вылетом диска или с отъемным диском);
по типу обода — с неразъемным и разъемным ободом;
по конструкции диска колеса — с не раскатанным круглым диском, с не раскатанным спицевым диском, с раскатанным диском;
по месту соединения диска с ободом — в средней части, в замочной части, в бортовой части.
по технологии изготовления — с профилированным ободом; с ободом из фасонных профилей проката; со штампованным; с литым ободом (литые колеса); с ободом, получаемым методом ротационной раскатки.
Колесо, предлагаемое в данном дипломном проекте, относится к дисковым, с постоянным вылетом, разъемной 4-х элементной конструкции, с тороитальными посадочными полками, колесам для автомобилей и прицепов повышенной проходимости.
1.1.3. Классификация автомобильных шин
Шины классифицируются по назначению, способу герметизации, типу, конструкции и рисунку протектора.
По назначению шины делятся, на шины для легковые и для грузовых автомобилей.
Шины легковых автомобилей применяются на легковых автомобилях, малотоннажных грузовиках, микроавтобусах и прицепах к ним.
Шины грузовых автомобилей применяются на грузовых автомобилях, автобусах, прицепах и полуприцепах.
По типу конструкции различают диагональные и радиальные шины.
В каркасе диагональных шин корда каркаса и брекера в смежных слоях перекрещиваются и имеют в средней части беговой дорожки углы наклона от 45 до 60.
В радиальных шинах нити корда в каркасе расположены по меридиану под углом, близким к 0, а в брекерном поясе идут под углом не менее 65, перекрещиваясь между собой в параллельных слоях. Брекер в основном изготавливается из металлокорда.
Рис. 1- Шина диагональной конструкции
1 – брекер.
Рис. 2 Шина радиальной конструкции.
1 – брекер, 2– каркас.
Радиальные шины характеризуются повышенным пробегом, улучшен-ным сцеплением с дорогой, пониженным теплообразованием, низким сопро-тивлением качению, что в сочетании с уменьшенной массой позволяет сокра-тить расход топлива.
По способу герметизации различают камерные и бескамерные шины.
Камерная шина — шина, в которой воздушная полость образуется герметизирующей камерой.
Бескамерная шины — шина, в которой герметизирующая полость образуется покрышкой и ободом колеса за счет герметизирующего слоя резины, обладающей повышенной газонепроницаемостью.
По конфигурации профиля поперечного сечения, в зависимости от соотношения высоты профиля (Н) к его ширине (В), подразделяются на шины обычного профиля, широкопрофильные, низкопрофильные и сверхнизкопрофильные.
Со снижением высоты профиля шин повышается устойчивость, управ-ляемость и плавность хода автомобиля, а, следовательно, безопасность и комфортность езды, увеличивается экономичность, пробег и грузоподъемность шин.
Широкопрофильные шины обеспечивают повышенную проходимость по дорогам с мягким грунтом или плохим покрытием и несколько уменьшенный расход топлива.
По эксплуатационному назначению шин рисунок протектора имеют следующую классификацию:
дорожный рисунок — шашки или ребра, разделенные канавками.
Шины с дорожным рисунком предназначены для эксплуатации преимущественно на дорогах с усовершенствованным капитальным покрытием.
Рис. 3 — Шина с дорожным рисунком протектора
универсальный рисунок — шашки или ребра в центральной зоне беговой дорожки и грунтозацепы по ее краям.
Шины с таким рисунком предназначены для эксплуатации на дорогах с усовершенствованным облегченным покрытием.
рисунок повышенной проходимости — высокие грунтозацепы, разделён-ные выемками.
Шины с таким рисунком предназначены для эксплуатации в условиях бездорожья и на мягких грунтах.
направленный рисунок — несимметричен относительно радиальной плос-кости колеса.
Шины с таким рисунком предназначены для эксплуатации в условиях бездорожья и на мягких грунтах.
карьерный рисунок — массивные выступы различной конфигурации, разделенные канавками.
Шины, устанавливаемые на разрабатываемое колесо, относятся к камерным с регулируемым давлением, радиальной конструкции и с направленным рисунком протектора, повышенной проходимости.
1.2. Анализ существующих конструкций колес
1.2.1. Колеса, применяемые на автомобилях “Урал”
Колеса, применяемые на автомобилях «Урал» под шины с регу-лируемым давлением являются колесами для грузовых автомобилей и прицепов повышенной проходимости. Они имеют ряд основных осо-бенностей:
• тороидальные посадочные полки;
• удержание бортов шины от сползания и проворачивание ее относительно обода при пониженном давлении осуществляется в результате повышенного радиального натяга бортов шины на тороидальные полках обода;
• представляет собой четырехэлементные разборные ободья;
Так же на колесах 254Г-508 и 400Г-508 производства ОАО «Челя-бинский кузнечно-прессовый завод» применяются бортовые и замочные кольца с одинаковым профилем, что позволяет унифицировать их произ-водство.
Колеса для автомобилей «Урал»:
515-254 (254Г-508) под шину 14,00-20 — дисковые, разъемные, с полуглубоким ободом с тороидальными посадочными полками, с центрированием по фаскам крепежных отверстий;
514-400 (400Г-508) под шину 1200500-508 (500/70-20, 500/70-508) — дисковое, разъемное, с полуглубоким ободом с тороидальными посадочными полками, с центрированием по фаскам крепежных отверстий;
533-310 под шину 425/85R21 КАМА-1260-1 — дисковое, разъемное, с полуглубоким ободом с тороидальными посадочными полками, с центрированием по фаскам крепежных отверстий;
8,5-20 под шину 12,00R20 — дисковое, разъемные с плоским ободом с 5 коническими посадочными полками, с центрированием по фаскам крепежных отверстий для одинарной установки шин (вылет 120 мм), для сдвоенной – вылет 185 мм.
Количество шпилек крепления колес — 10.
Количество колес: на переднем мосту — 2, на задней тележке — 4, за-пасное — 1.
Запасное колесо крепится в специальном держателе, снабженном меха-ническим подъемником, так же колесо на шасси может быть установлено без ДЗК. Основное положение ДЗК может быть: вертикальным, установленным за кабиной или расположенным сзади рамы, горизонтальным, расположенным на кронштейне, на правом лонжероне.
Наибольшая допускаемая нагрузка на колесо 254Г-508 с шиной 14,00-20 модели ОИ-25, при которой разрешено регулирование давления, увеличена с 24,52 (2500) до 29,42 (3000) кН (кгс), а для отдельных модификаций автомобиля Урал-5323 согласовано их применение с нагрузкой 31,4 кН (3200 кгс). При этом номинальное значение внутреннего давления увеличено с 0,315 до 0,42 кПа (с 3,2 до 4,3 кгс/см2) с увеличением максимальной скорости с 75 до 85 км/ч.
Грузоподъёмность колеса 400Г-508 с шиной 1200500-508 модели ИД-П284 увеличена с 32,36 (3300) до 39,22 (4000) кН (кгс) при увеличении номинального давления с 0,343 до 0,52 (с 3,5 до 5,3 кгс/см2), кроме того, в настоящее время осваивается балансировка колес с этими шинами. ОАО «Челябинский кузнечно-прессовый завод» (ЧКПЗ) внедрено в производство колесо 400Г-508 с использованием профилей, освоенных на Чусовском ме-таллургическом заводе (ЧМЗ), вместо профилей, ранее получаемых с металлургического завода им. Петровского (ДпМЗ, Украина). Организовано производство колес 400Г-508 на ЗАО «КамАЗ-Автоагрегат» из профилей колеса 310-533.
Автомобили на шинах 14,00-20 модели ОИ-25 и 500/70-20 (1200500-508) модели ИД-П284 с улучшенными техническими показателями полностью охватили ряд классов грузоподъемности от 5 до 12 т. В связи с этим отпала необходимость применения общетранспортных автомобилей Урал-43202 на шинах 400/70-533 (1100400-533) модели О-47А постоянного давления и выпуск их был прекращен.
По заявке автозавода, для автомобилей IVECO-330-30 и «Урал-Траккер» шинными заводами разработаны и освоены шины постоянного давления 12,00-20 и 12,00R20 диагональной и радиальной конструкции соответственно, грузоподъемностью 36,77 кН (3750 кгс), которые ранее не выпускались, а сейчас имеют широкое применение и изготавливаются многими заводами СНГ. Для этих шин ОАО «ЧКПЗ» освоено производство колес 8,5-20 с центрированием дисков на ступице по центральному отверстию.
Также для автомобилей IVECO-380-30 освоено производство ради-альных шин постоянного давления 14,00R20 с нагрузкой 40,7 кН (4125 кгс), а на базе Челябинского опытного завода (ЧОЗ) организовано производство колес 10,00-20 в запчасти для сдвоенной установки на этих автомобилях.
Таким образом, проведенные опытно-конструкторские работы по модернизации колес и шин, позволили повысить грузоподъемность, оптимизировать модельный ряд и номенклатуру выпускаемых автомобилей «Урал» и соответственно сократить издержки производства.
1.2.2. Шины, применяемые на автомобилях “Урал”
Основные характеристики колес и шин, применяемых на автомобилях «Урал», приведены в таблице.
Шины 14,00-20 модели ОИ-25 с регулируемым давлением в основном применяются на автомобилях «Урал» многоцелевого назначения с колесной формулой 66 (грузоподъемностью 5…6 т.), 88 (грузоподъемностью 10 т.), а также на других автомобилях, работающих в тяжелых дорожных условиях или на бездорожье.
На автомобилях общетранспортного назначения, предназначенных для эксплуатации по всем видам дорог и в полевых условиях, применяются шины 500/70-508 (1200500-508) модели ИД-П284 с максимальной допускаемой нагрузкой 32,36 или 39,22 кН (3300 или 4000 кгс), в зависимости от грузоподъемности автомобиля.
По просьбе эксплуатирующих организаций с целью эффективного ис-пользования автомобилей на дорогах с твердым покрытием, для части их модификаций проработана возможность установки вместо шин регулируемого давления шин 12,00R20 постоянного давления в одинарном исполнении с максимальной допускаемой нагрузкой 29,42 (3000), 32,85 (3350) и 36,77 (3750) кН (кгс), в зависимости от грузоподъемности автомобиля. Колеса 8,5-20 для этих шин, в отличие от серийно выпускаемых, предназначенных для сдвоенной установки, имеют повышенную грузоподъёмность, уменьшенный до 120 мм вылет и соответствующие присоединительные размеры под ступицу автомобиля «Урал».
По требованиям, выданным ОАО «Омскшина» и ОАО «Нижнекамскшина», для автомобилей «Урал» были разработаны шины радиальной конструкции с регулируемым давлением 390R20 модели О-65 и 390/95R20 КАМА-УРАЛ.
Применение на автомобилях «Урал» радиальных шин без увеличения габаритных размеров позволило:
• обеспечить нагрузку на шину 29,42…39,22 кН (3000…4000 кгс), как при движении по дорогам с твердым покрытием, так и по бездорожью;
• повысить до 100 км/ч допускаемую скорость движения по дорогам с твердым покрытием;
• снизить на 8…18% расход топлива;
• увеличить на 3…20% проходимость;
• снизить уровень внешнего и внутреннего шума автомобиля;
• улучшить плавность хода с сохранением устойчивости и управляемости;
• увеличить в 1,5…2 раза ресурс наработки шин.
Шины прошли приемочные испытания и выданы на подготовку произ-водства для комплектации серийных и опытных автомобилей.
Шасси Урал-53236 повышенной грузоподъемности под спецоборудование для министерства обороны комплектуются шинами 425/85R20 КАМА-1260 под нагрузку 39,22 кН (4000 кгс), применяемыми также на автомобилях «КамАЗ». Колеса 533-310 для них недавно стали изготавливать на ЧКПЗ.
С учетом преимуществ радиальных шин на заводе разработаны и переданы ЗАО ППО «Старт», ОАО «Нижнекамскшина» и ОАО «Омск-шина» тактико-технические требования к перспективным колесам и шинам автомобилей «Урал».
В первую очередь предполагается заменить диагональные шины с регулируемым давлением 500/70-20 (1200500-508) радиальным аналогом 480/70R20 с наибольшей допускаемой нагрузкой 39,22 кН (4000 кгс), а позднее – 475/80R20 (1260475-508) с нагрузкой 44,13 кН (4500 кгс).
Под вновь разрабатываемые шины должны быть разработаны колеса 10,00-20, 515-400 и 533-310 повышенной грузоподъемности.
Для более полного удовлетворения запросов потребителей автозаводом также ведутся работы по оценке эффективности применения на автомобилях «Урал» шин постоянного давления, в том числе:
• 10,00R20 и 12,00R20 – камерных шин для сдвоенной установки;
• 385/65R22,5 бескамерных, одинарных, импортных («Michelin») и отечественных.
1.3 Анализ разрабатываемого колеса 515-254
1.3.1 Анализ профилей замочной части обода
Разрабатываемое колесо 515-245 предназначено для установки на автомобили «Урал». Основной отличительной особенностью данного колеса является усиление замочного кольца и замочной части обода.
Предложенная конструкция отличается от серийной замочной части обода тем, что:
– имеет большую высоту бортовой закраины кольца;
– большую длину замочной части кольца;
– большей шириной контакта тороидальной полки;
– пологий подъем средний части обода.
Профиля замочного кольцо и замочного основания обода приведены на рисунках 3 и 4.
Особенности конструкции позволят увеличить допускаемое внутреннее давление в шине и сделать колесо равнопрочным в сопротивлении усилию самопроизвольного выхода замочного кольца из зацепления, как с бортовым кольцом, так и с замочной канавкой обода.
При работе колеса находящийся в шине воздух через камеру воздействует на среднюю часть (плоскую) основания обода, а через борта шины – на бортовую закраину с усилием, которое, оставаясь несимметричным, имеется сложный закон распределения по длине образующей обода.
Суммарная сила, действующая на бортовую закраину обода, определяется исходя из давления воздуха в шине, радиуса нулевой кривизны r0 ее оболочки и посадочного диаметра D1 обода:
( 1 )
Проведя расчет, получим, что для разрабатываемого колеса сила будет равна:
МН.
Рис. 3 Профиль замочного кольца.
Рис. 4 Профиль замочной части обода.
Это сила на данный момент наибольшая у колес применяемых на авто-мобилях «Урал» из-за того, что для работы шин радиальной конструкции необходимо большее внутреннее давление, чем у диагональных шин.
При гидростатических испытаниях колес основными причинами прекращения испытаний являются выдавливание: бортового кольца из зацепления с замочным или замочного кольца из зацепления с замочной частью обода. Это происходит при различенных давлениях, но запас прочности не должен быть менее 2,5, так как при динамических нагрузках давление в полости шины возрастает в 2…2,5 раза.
Конструкция замочного кольца с большей длиной замочной части кольца позволит часть нагрузки, от силы стремящейся вывернуть замочное кольцо из зацепления, перенести на борт шины, так как замочное кольцо прижимается к основанию обода бортом шины, рисунок 5. При этом сила натяга бора шины на замочное кольцо предотвратит проворачивание кольца относительно обода при понижении давления в шине на трудно проходимых участках.
Увеличение замочной части кольца усилит зацепление бортового кольца с замочным кольцом, и сила необходимая для выдавливания бор-тового кольца из замочной канавки возрастет.
А более пологий подъем средний части обода, по сравнению с се-рийным колесом 254Г-508, улучшит собираемость колеса с шиной.
Проведенные испытания показали, что данная конструкция выдер-живает давление 1,52 МПа, что соответствует запасу прочности 2,76. при испытаниях причиной приостановки было, как выдавливание бортового кольца из зацепления с замочным, так и замочного кольца из зацепления с замочной частью обода, при близких значениях внутреннего давления (1,5 МПа и 1,52 МПа, соответственно). Это является хорошим результатом.
При серийном выпуске колеса из прокатанных профилей запас прочности будет выше, из-за упрочнения внешнего слоя металла при прокатке.
Из выше изложенного можно сделать вывод, что предложенная конст-рукция более технологична, равнопрочна, надежная и имеет перспективы на допуск более высокого внутреннего давление в шине.
Это позволит при незначительной доработки конструкции колеса повысить его грузоподъемность до 44,13 кН (4500 кгс).
Рис. 5 Схемы расположение замочного кольца
на ободе в сборе с шиной.
а – проектируемое колесо, б – серийное колесо.
1.3.2. Сравнительный анализ колес по долговечности
Испытания колес на долговечность являются основным испытанием новых колес, так как при этом определяется параметры колеса: прочность, надежность, запас пробега колеса. Данные испытания проводятся со-ответственно ОСТ 37.001.404-96 «Колеса стальные для пневматических шин. Методы испытаний».
В данном стандарте описаны методика проведения испытаний, режимы нагружения, оборудования и требования к долговечности колес. Так для колес с разборным ободом, к которым относится колесо 515-254, требования таковы, при изгибающим моменте М1 = 0,5 М минимальное число циклов нагружения колеса равно 6,0*105 , а при М2 = 0,75 М – 6,*104 циклов.
М – момент, действующий на колесо от вертикальной нагрузки. Он рассчитывается по формуле:
,
где S – коэффициент нагрузки, принятый равным 2;
Fв – максимальная вертикальная статическая нагрузка на колесо, Н;
– коэффициент сцепления между шиной и дорогой, принятый равным 0,7;
rд – статический радиус шины, м;
l – вылет обода, м.
кН м (4236 кгс)
М1 = 20,77 кН м (2118 кгс)
М2 = 31,15 кН м (3177 кгс)
Действительный момент при эксплуатации будет равен М1 , но данная нагрузка будит только при полной загрузки автомобиля. По статистическим данным более 60% эксплуатационного времени грузовой автомобиль загружен около 50…60 % от номинальной нагрузки. В связи с этим наиболее показательными будут испытания при моменте равным М3 = 0,3 М = 12,46 кН (1270 кгс). Если продлить полученную линию по ОСТ на диаграмме зависимости усталостной долговечности от уровня нагружения, то
Разрабатываемое колесо 515-254 рассчитано под нагрузку 39,4 кН (4000 кгс), поэтому за базу сравнения выбрано колесо 400Г-508 с той же нагрузкой.
Таблица 1.
Обозначение колес
(чертеж)
изготовитель Тол-щина дис-ка,мм Коэф-фици-ент ус-корения М исп., кгс м На-грузка на ко-лесо, кгс Усталост-ная проч-ность
(циклы) Вид разрушения
400Г-508
(670-3101015СБ) 10,6 0,8 1250 3000 454400 Обод в районе при-варки диска
400Г-508
(670-3101012-05СБ) ЧКПЗ 11 1,0 1975 4000 284467
1,15 2270 227155
400Г-508
(670-3101012-05СБ) КамАЗ-Автоагрегат 11 1 1975 4000 206250 Разрушение диска за счет образования трещин между кре-пежными отверстия-ми
206750
400Г-508
(670-3101015 СБ) ЧКПЗ 11 1,15 1990 3500 161850 Разрушение обода
1,0 1730 374750
0,81 1380 989000
1,15 2270 4000 90900
1,0 1975 178400
0,81 1580 526300
400Г-508
(670-3101012-01СБ) 11 08 1600 4000 905000 Трещины между крепежными отвер-стиями диск с выхо-дом некоторых из них к вентиляцион-ным окнам. Попе-речная трещина от вентильного паза в направлении к круго-вому сварному шву соединяющий поло-винки обода
400Г-508
(670-3101012 СБ) 11 1,0 1480 3000 649000 Разрушение обода
1,15 1700 523000
10 1,0 401000 Разрушение диска обода Сварного шва
310-533
(4310-3101012 СБ) КамАЗ 11 0,5 1600 3000
(3200) 252300 Разрушение в районе сварного шва
0,75 2400 35900
310-533
(4310-3101012 СБ) ЧКПЗ 12 0,5 19635,7 4000 245000
0,75 26453,54 380000
1.4. Сравнительный анализ шин
1.4.1. Основные предпосылки
Переход с диагональных шин, применяемых на автомобилях «Урал» в данный момент, на радиальные шины, предложенные в данном дипломном проекте, без увеличения габаритных размеров позволило:
• обеспечить нагрузку на шину 3000…4000 кгс, как при движении по дорогам с твердым покрытием, так и по бездорожью;
• повысить до 100 км/ч допускаемую скорость движения по дорогам с твердым покрытием;
• снизить на 8…18% расход топлива;
• увеличить на 3…20% проходимость;
• снизить уровень внешнего и внутреннего шума автомобиля;
• улучшить плавность хода с сохранением устойчивости и управляемости;
• увеличить в 1,5…2 раза ресурс наработки шин.
Ниже при ведены данные из отчета по сравнительным испытаниям шин 370-508 модели ОИ-25 НС14, 390R20 модели О-65 НС14, 390/95R20 КАМА-УРАЛ НС10 с нагрузкой до 29,6 кН (3000 кгс) и шин 1200х500-508 модели ИД-П284 НС16 и 390/95R20 КАМА-УРАЛ НС 18, с нагрузкой 39,4 кН (4000 кгс).
Так же при установке шин 390/95R20 КАМА-УРАЛ НС18, с нагрузкой 39,4 кН (4000 кгс), взамен серийных с нагрузкой 29,6 кН (3000 кгс), повысится грузоподъемность автомобиля.
1.4.2. Результаты испытаний шин
Результаты стендовых испытаний шин 390/95R20 модели КАМА-УРАЛ приведены в таблице , на их основе можно сделать выводы и о шине 390R20 модели О-65.
Таблица 1 —
Показатели Норматив
согласно НД Результаты
испытаний
Масса шины не более, кг 115 106,4…109,4
Наружный диаметр, мм 1260 ± 1,5% 1257…1260
Ширина профиля не более, мм 390 378…382
Статический радиус, мм 585 ± 5 580…582
Работоспособность
не менее, км 3000 3975
Определение прочности при разрушении внутренним дав-лением (Методика 2-89) 30 49
Соответствие Правилам № 54 ЕЭК ООН
– наличие разрушений
– разнашиваемость, %
Разрушений не должно быть
± 3,5
Без разрушений
0,56
Определение максимальной скорости качения на стенде (Методика 218-94), км/ч 100 100
При дорожных испытаниях установлено:
– опытные шины 390/95R20 модели КАМА-УРАЛ уменьшают расход топлива автомобиля Урал-4320-31 при движении в интервале скоростей 30-70 км/ч в среднем на 5,7% по сравнению с серийными шинами 370-508 модели ОИ-25;
– приемистость автомобиля Урал-4320-31 на прямой передаче в диапазоне скоростей 30-70 км/ч на шинах 390-95R20 модели КАМА-УРАЛ лучше, чем на шинах 370-508 модели ОИ-25 на 7%;
– установка шин 390/95R20 модели КАМА-УРАЛ на автомобиль Урал-4320-31 обеспечивает автомобилю равноценный шум в режиме разгона и уменьшение уровня внешнего шума на 2 дБА в режиме наката, по сравнению с серийными шинами 370-508 модели ОИ-25;
Полученные значения внешнего шума автомобиля Урал-4320-31 в режиме разгона на испытанных шинах не превышают предельных значений, объявленных в ГОСТ 27436-87;
– опытные шины 390/95R20 модели КАМА-УРАЛ уменьшают тор-мозной путь автомобиля Урал-4320-31 на сухом покрытии на 1,82 м, на мокром – на 1,84 м, по сравнению с серийными шинами 370-508 модели ОИ-25.
Полученные величины тормозных путей автомобиля Урал-4320-31 на испытанных шинах не превышают предельных значений, объявленных в ГОСТ 22895-77 (нормируется тормозной путь только на сухом покрытии).
– уровень устойчивости управления автомобиля Урал-4320-31 на шинах 390/95R20 модели КАМА-УРАЛ при выполнении теста «Переставка» на сухом и мокром покрытиях выше, чем на шинах 370-508 модели ОИ-25. а при выполнении теста «Поворот» – одинаков.
Устойчивость автомобиля Урал-4320-31 в нештатных режимах дви-жения на испытанных шинах отвечает рекомендованным значениям РД 37,001005-86.
Обобщенные результаты дорожных испытаний приведены в таблице
Таблица 2 —
Показатели 390/95R20 КАМА-УРАЛ 14,00-20
ОИ-25
(аналог) Рекомендованные значения согласно НД
Расход топлива, л/100 км при скоростях движения, км/ч
30
50
70
20,32
24,10
31,21
21,80
25,38
32,92
не нормируется
Продолжение таблицы 2
Показатели 390/95R20 КАМА-УРАЛ 14,00-20
ОИ-25
(аналог) Рекомендованные значения согласно НД
Интенсивность разгона на прямой передаче в диапа-зоне скоростей 30-70 км/ч, с
41,92
45,02
не нормируется
Уровень внешнего шума, дБ(А)
в режиме разгона с V=50 км/ч
в режиме разгона с V=60 км/ч
85,0
78,0
85,0
80,0
ГОСТ 27436-87 / 84+1 дБ(А)/
Тормозной путь, м,
сухое покрытие с V=60 км/ч
мокрое покрытие с V=60 км/ч
34,10
37,88
35,92
39,72 ГОСТ 22895-77 (36,7 м)
не нормируется
Предельная скорость при выполнении теста «Пере-ставка», Sn=20м, км/ч
сухое покрытие
мокрое покрытие
60,0
55,0
56,0
53,0
РД 37.001.005-86
(Vпр=56 км/ч)
не нормируется
Предельная скорость при выполнении теста «Пере-ставка», Sn=20м, км/ч
сухое покрытие
мокрое покрытие
53,0
50,0
53,0
49,0
РД 37.001.005-86
(Vпр=56 км/ч)
не нормируется
Из приведенных выше данных можно сделать следующие выводы:
– шины 390/95R20 156J модели КАМА-УРАЛ производства ОАО «Нижнекамскшина» улучшают автомобилю Урал-4320-31 топливно-скоростные качества, параметры устойчивости управления, акустические свойства в режиме наката, при равноценных показателях по шуму в режиме разгона, по сравнению с шинами 370-508 (14,00-20) модели ОИ-25 производства того же завода.
– шины 390/95R20 156J модели КАМА-УРАЛ производства ОАО «Нижнекамскшина» обеспечивают автомобилю Урал-4320-31 уровень шума, тормозной путь и параметры устойчивости управления в соответствии с нормативной документацией, действующей на территории России.
Результаты сравнительных испытаний шин 390/95R20 модели КАМА-УРАЛ и 390R20 модели О-65.
Удобство ручного монтажа и демонтажа шин монтажным инст-рументом из комплекта автомобиля находится на уровни серийных шин модели ОИ-25.
Средняя масса опытных шин КАМА-УРАЛ (4 т) составляет 108 кг, КА-МА-УРАЛ (3 т) – 105 кг, мод. О-65 – 110 кг, а серийных мод. ОИ-25 – 109 кг, что соответствует техническим условиям (не более 120 кг).
При максимальной допускаемой нагрузке и соответствующем ей внут-реннем давлении воздуха в шинах наибольший статический радиус имеют шины мод. ОИ-25 – 587 мм, опытные всех трех моделей имеют статический радиус 575 мм, что с учетом погрешности соответствует ТУ. Дорожный просвет при установке на автомобиль Урал-4320-31 опытных шин мод. О-65 и КАМА-УРАЛ (3 т) соответствует ТУ (в среднем 402 мм).
Среднее давление колеса в контакте при максимальной нагрузке и соответствующем ей номинальном давлении воздуха в шине наибольшее значение имеют шины КАМА-УРАЛ (4 т) – 3,87 кг/см2, а наименьшее – шины модели ОИ-25 – 3,19 кг/см2.
Среднее давление колеса в контакте при максимальной нагрузке и минимальном давлении воздуха в шине наибольшее значение имеют шины мод. О-65 – 2,03 кг/см2, а наименьшее – шины мод. ОИ-25 – 1,73 кг/см2.
При установке шин КАМА-УРАЛ (3 т) вместо серийных шин мод. ОИ-25 на автомобиле Урал-4320-31 путь выбега увеличивается на 52 м (на 8,7 %), а контрольный расход топлива уменьшается на 17,8 %.
При установке шин мод. О-65 вместо серийных шин мод. ОИ-25 на автомобиле Урал-4320-31 путь выбега увеличивается на 16 м (на 2,7 %), а контрольный расход топлива уменьшается на 8,9 %.
При установке шин КАМА-УРАЛ (4 т) вместо серийных шин мод. ИД-П284 на автомобиле Урал-63615-01 путь выбега увеличивается на 32,2 м (на 5,17 %), а контрольный расход топлива уменьшается на 8,8 %.
Уровень внешнего шума автомобиля Урал-4320 при установке радиальных шин снижается на 1 дБА на шинах КАМА-УРАЛ (3 т) и на 0,5 дБА на шинах О-65.
Уровень внутреннего шума в кабине автомобиля Урал-4320 на шинах ОИ-25 на 1 дБА больше, чем на шинах КАМА-УРАЛ (3 т) и на 0,5 дБА больше, чем на шинах О-65.
При замене серийных шин мод. ИД-П284 на шины КАМА-УРАЛ (4 т) на автомобиле Урал-63615 уровень внешнего шума не изменился, а уровень внутреннего шума снизился на 1 дБА.
При движении по снежной целине наибольшая сила тяги на крюке автомобиля Урал-4320-31, при установке шин КАМА-УРАЛ (3 т) вместо серийных шин мод. ОИ-25, снижается в среднем на 4 %, а при движении по луговине увеличивается в среднем на 5,7 %.
При установке шин О-65 вместо серийных шин мод. ОИ-25 наибольшая сила тяги на крюке при движении по снежной целине и луговине практически одинакова.
При движении по снежной целине наибольшая сила тяги на крюке автомобиля Урал-43206 при установке шин КАМА-УРАЛ (4 т) вместо серийных шин мод. ИД-П284 увеличивается в среднем на 34 %, а при движении по луговине – на 2 % (меньшее увеличение силы тяги на луговине объясняется срывом дерна).
Средняя глубина снега при потере поступательного движения для автомобиля Урал-4320-31 практически одинакова для шин КАМА-УРАЛ (3т), О-65 и ОИ-25, а для автомобиля Урал-43206 на шинах КАМА-УРАЛ (4 т) на 11% больше, чем на шинах мод. ИД-П284.
Автомобили на шинах КАМА-УРАЛ (3 т) и ОИ-25 показали примерно одинаковую, а автомобиль на О-65 лучшую устойчивость на косогоре.
Автомобиль Урал-4320-31 на шинах КАМ-УРАЛ (3 т), О-65 и ОИ-25 имеют одинаковую возможность преодоления подъема (30…31).
Температура нагрева шин КАМА-УРАЛ (3 т) ниже температуры нагрева шин ОИ-25 при испытаниях в одинаковых условиях, при температуре окружающего воздуха 13 С, на 24 С, а температура нагрева шин мод. О-65 ниже температуры нагрева шин мод. ОИ-25 на 20 С.
Для шин О-65 радиус качения колеса при скорости 33 и 65 км/ч (в условиях измерения по Правилам № 39 ЕЭК ООН) составил 590 и 597,5 мм.
Для шин КАМА-УРАЛ (3 т) соответственно – 589 и 597 мм.
Для шин ОИ-25 соответственно – 599 и 602 мм.
Эффективность торможения автомобиля Урал-4320-31 на шинах моде-лей ОИ-25, О-65 и КАМА-УРАЛ одинакова (с учетом погрешности измерения) и соответствует требованиям ГОСТ-22895-77.
Замечаний по плавности хода, устойчивости движения и управляемости при установке шин КАМА-УРАЛ (3 т) и мод. О-65 на автомобилях Урал-4320-31 не было.
На автомобиле Урал-43206, при установке шин КАМА-УРАЛ (4т) вместо серийных ИД-П284, водители–испытатели отмечали повышение чувства бокового увода, однако устойчивость автомобиля при этом не снижается.
Интенсивность износа радиальных шин КАМА-УРАЛ и О-65 значительно ниже (в 2…2,5 раза), чем интенсивность износа серийных шин применяемых на автомобилях Урал.
За пробеги 6,5…19,1 тыс. км на автомобилях Урал-4320-31, Урал-43223 и Урал–55571-30 шины сохранили работоспособность.
Вывод:
Автомобили на шинах радиальной конструкции 390/95R20 КАМА-УРАЛ НС10 и НС18, 390R20 модели О-65 HC10 в сравнении с автомобилями на серийных шинах диагональной конструкции 14,00-20одели ОИ-25 НС14 и 1200х500-508 модели ИД-П284 НС16 имеют лучшие скоростные качества, топливную экономичность, меньший уровень шума, большую износостойкость и практически равные проходимость, тормозные свойства, управляемость и устойчивость движения.
Конструкторская часть
Расчет допуска радиального и торцевого биения
Одним из факторов влияющим на долговечность шин, является дисба-ланс колеса с шиной. При высоких скоростях колесо начинает вибрировать и бить в плоскости его вращения. При этом на шину воздействует ударная нагрузка, что вызывает дополнительные нагружения на колесо, а так же повышает не равномерный износ протектора.
Биение колес (радиальное и торцевое) может наблюдаться так же при их повреждений или в случае изготовление с большим отклонением от размеров, указных на чертежах. В этом случае не следует допускать неисправные колеса к эксплуатации, так как это приведет к повышенному износу шин.
У многих производителей колес возникает вопрос о целесообразности требовании потребителя к торцевому биению 3 мм с допуском в районе сварного шва больше на 1 мм.
Проведем расчет биения по допускам формы и расположения согласно чертежам и изображенным на рис.
При расчете торцевого биения учитывается: допуск параллельности бортового основания обола — 1,5 мм; допуск плоскосности привалочной плоскости диск — 0,8 мм; допуск плоскосности при вварки диска по размеру 263 мм равный 0,8 мм.
Если сложить данные допуски получим
= 1,5+0,8+0,8 =3,1 мм,
что на 0,1 мм больше требуемого 3 мм торцевого биения.
Повышения требований обусловлены тем, что привалочная плоскости диска меньшего диаметра колеса и часть допуска уходит в сторону замочной закраины обода.
При расчете радиального биения учитывается: допуск концентричности центрального отверстия диска и окружности расположения крепежных отверстий, равным 0,6 мм; позиционный допуск расположения крепления отверстий, равный 0,4 мм и допуск цилиндричности основания обода, равным 2 мм.
Если сложить данные допуски получим:
= 0,6 + 0,4 + 2 = 3 мм.
что равно значению радиального биения, равным 3 мм.
Ужесточение требований по дальнейшему уменьшению допусков ради-ального и торцевого биения, что приведет к усложнению технологического процесса и удорожанию колес.
Понижение требований в районе сварного шва обусловлено измене-нием свойств материала при сварке, таких как коробление и увеличение толщины обода в районе сварного шва из-за навара металла.
Общие требования к торцевому и радиальному биению не могут превышать 5 мм согласно ГОСТ 10409-74 «Колеса с разборным ободом для полноприводных автомобилей», т.к. это приведет к 2-х кратному уменьшению пробега шин.
Расчет запаса прочности соединения гайка-шпилька (изд. № 375-3103009 и 250565) при моменте затяжки колесной гайки 50 кгс м.
При расчете был использован справочник «Расчеты на прочность деталей машин» Биргер И.А. и др. М. Машиностроение – 1979.
При затяжке резьбовых соединений путем закручивания гайки шпилька скручивается моментом:
, ( )
или с достаточной точностью:
, ( )
где Мр – момент в резьбе;
Qо – усилие затяжки;
– угол подъема винтовой линии;
tg = P/d2;
/ – угол трения, соответствующий коэффициенту трения в резьбе;
f – коэффициент трения гайки по материалу шпильки;
– угол профиля резьбы;
P – шаг резьбы.
Момент в резьбе , так как момент на ключе должен также пре-одолеть силы трения на опорной поверхности гайки, причем
,
где Мт – момент трения на торце гайки.
Для сферического опорного торца гайки будит равен:
, ( )
где – коэффициент трения;
rтр – радиус трения в мм;
r – радиус сферы, мм;
D – max диаметр контакта, мм;
d0 – min диаметр контакта, мм;
– угол контакта, рад;
с – высота от центра радиуса до D поверхности контакта, мм;
b – высота от центра радиуса до d0 поверхности контакта.
мм.
Осевое усилие, создающееся при заворачивании колесной гайки М20х1,5-6Н определяется из формулы ( ), учитывающей, как момент для преодоления трения в резьбе, так и момент сил трения на поверхности торча колесной гайки.
Н
где Мкл – момент на ключе, Нмм
Р – шаг резьбы, Н
dср – средний диаметр резьбы, мм;
fр – коэффициент трения в резьбе;
– коэффициент трения на торце гайки;
rтр – радиус трения, мм.
Осевое усилие, действующее на шпильку необходимо уменьшить за счет выпрессовки ее из ступицы. Натяг шпильки в ступице (составляет 0,005…0,130 мм).
Осевое усилие выпрессовки шпильки из ступицы определяется по фор-муле ( ):
,
где – коэффициент трения в паре шпилька-ступица;
P1 – напряжение сжатия на контактной поверхности, Н/мм2;
d – диаметр сечения, мм;
l – длина сечения, мм.
Значение напряжения сжатия на контактной поверхности зависит от натяга и может быть определено по формуле ( ):
( )
где – расчетный натяг, мкм;
С1 и С2 – коэффициенты, зависящие от геометрических параметров сечения и соответственно равных 0,7 и 1,97;
Е1 и Е2 – модули упругости материала, Н/мм2.
Значение Р при макс. Натяге (130 мкм) составит:
Н/мм2
Значение Р при макс. Натяге (5 мкм) составит:
Н/мм2
Учитывая это, наибольшее и наименьшее усилие выпрессовки составит:
Н = 7569,4 кгс,
Н = 290,6 кгс.
Максимальное и минимальное усилие на гайку М20х1,5-6Н состав-ляют:
Н
Н
Напряжение в резьбе гайки при макс. и мин. Осевых усилиях опре-деляем по формуле:
,
где d – наружный диаметр, мм;
к – коэффициент полноты резьбы равный, 0,9;
P – шаг резьбы, мм;
Z – число витков резьбы (8).
Н/мм2
Н/мм2
Допускаемое напряжение среза для стали 15кп, из которой изготовлена гайка
Запас прочности соединения гайка-шпилька при М= 50 кгс м равен:
7 ТЯГОВО–ДИНАМИЧЕСКИЙ РАСЧЁТ АВТОМОБИЛЯ
7.1 Исходные данные для расчета.
-полная масса ma=17300 кг
-масса на ведущие колёса m =17300 кг
-коэффициент сопротивления качению f=0,015
-максимальная скорость amax=85км/ч=23,61м/с
-минимальная скорость движения amin=4 км/ч=1,1м/с
-динамический радиус колеса rд=0,6 м (для 25-ИП)
-число цилиндрических и конических пар в потоке мощности p=7
-число карданных шарниров l=8
-коэффициент аэродинамического сопротивления Сх=0,9
-плотность воздуха r=1,25 кг/м3
-ширина автомобиля В=2,5м
-высота автомобиля Н=3,01м
-коэффициент заполнения лобового сечения КЛ=0,9
-коэффициент сопротивления движению y=0,015
-максимальный коэффициент сопротивления движению ymax=0,4
-коэффициент сцепления колес с дорогой =0,7
-эмпирические коэффициенты А1=0,53;А2=1,56;А3=1,09(для четырехтактных дизелей)
-КПД вспомогательного оборудования hабс=0,87
-максимальная частота вращения коленчатого вала двигателя nmax=2200 мин-1
-минимальная частота вращения коленчатого вала nmin=600 мин-1
7.2 Определение мощности двигателя при .
, кВт, (7.1)
где — коэффициент аэродинамического сопротивления,
— плотность воздуха,
— площадь лобового сечения автомобиля,
— максимальная скорость автомобиля,
— минимальный коэффициент сопротивления движению ( ),
— полная масса автомобиля,
— ускорение свободного падения,
— КПД трансмиссии.
, (7.2)
где — ширина колеи автомобиля,
— высота автомобиля,
— коэффициент заполнения лобового сечения.
, (7.3)
где — число цилиндрических и конических пар в потоке мощности,
— число карданных шарниров,
кВт
кВт
Удельная мощность
кВт/т, (7.4)
По предварительно рассчитанным данным для проектируемого автомо-биля наиболее подходит двигатель ЯМЗ-236НE2 кВт
7.3 Внешняя скоростная характеристика.
Влияние двигателя на динамику автомобиля определяется его скоростной характеристикой, представляющей собой изменение эффективной мощности и эффективного момента двигателя в зависимости от скорости вращения коленчатого вала при полной или частичной подаче топлива.
Внешняя скоростная характеристика – это зависимость эффективной мощности и эффективного момента двигателя от числа оборотов колен-чатого вала при полной подаче топлива в установившемся режиме работы двигателя . Эту характеристику определяют экспериментально на тормозном стенде . В случае отсутствия экспериментальных данных используют эмпирические зависимости , позволяющие по известным координатам одной точки воспроизвести всю кривую мощности .
Наибольшее распространение получила следующая формула :
, кВт , (7.5)
где — эмпирические коэффициенты. Для четырехтактных
дизелей А1=0,53; А2=1,56; А3=1,09 ,
— максимальная эффективная мощность и соответствующее
ей значение частоты вращения коленчатого вала двигателя,
— текущие значения эффективной мощности и частоты
вращения коленчатого вала.
Для построения кривой эффективного момента применяют следую-щую формулу:
, Нм, (7.6)
где — текущее значение эффективного момента,
— текущее значение эффективной мощности,
— текущее значение эффективной частоты вращения.
Таблица 7.1
Частота вращения, об/мин Мощность, кВт Крутящий момент, Н/м
600 33,27 529,8
750 53,7 684,1
900 68,3 725,1
1000 74,3 709,9
1150 92 764,3
1300 107 786,4
1450 121,3 799,2
1600 133,6 797,8
1750 145,2 792,7
1900 155,1 780
2000 160,9 768,6
2200 169 733,9
Внешняя скоростная характеристика проектируемого автомобиля приведена на рис . 7.1.
7.4 Определение передаточных чисел раздаточной коробки.
Выбираем для проектируемого автомобиля раздаточную коробку 4320-180007-10, устанавливаемую на автомобиль “Урал-4320-31”. Передаточные числа раздаточной коробки соответственно на высшей и низшей передачах: и .
7.5 Определение передаточного числа главной передачи.
(7.7)
где — максимальная скорость автомобиля,
— динамический радиус колеса,
— передаточное число 5-ой передачи коробки передач,
— максимальная частота вращения коленчатого вала,
— передаточное число главной передачи.
Так как передаточные числа коробки передач еще не определены, то передаточное число коробки передач при движении с максимальной скоростью принимается приблизительно, исходя из того, что количество передач равняется пяти, пятая передача повышающая (для повышения экономических качеств и уменьшения износа двигателя), передаточное число пятой передачи принимается из значений 0,65÷0,85. Тогда принимаем значение .
Так как для автомобилей Урал применяются два типа главной передачи с передаточными числами 6,7 и 7,32, то выбираем главную передачу с наиболее близким передаточным числом 7,32, что несколько понизит максимальную ско-рость движения.
7.6 Определение передаточных чисел коробки передач.
Прежде всего, необходимо определить передаточное число первой переда-чи. Оно должно быть достаточным для преодоления автомобилем максимального сопротивления дороги, для обеспечения минимальной скорости движения (4…5 км/ч). В то же время увеличение передаточного числа первой передачи допустимо только до величины, при которой развиваемая тяговая сила на колесах достигает силы сцепления ведущих колес с дорогой.
Передаточное число первой передачи по условию обеспечения тяговых воз-можностей автомобиля определяется по следующей формуле:
(7.8)
где — максимальная крутящий момент развиваемый двигателем,
— максимальный коэффициент сопротивления движению,
— полная масса автомобиля,
— ускорение свободного падения,
— КПД трансмиссии.
Передаточное число первой передачи по условию сцепления ведущих колес с дорогой определяется по следующей формуле:
(7.9)
где — коэффициент сцепления колес с дорогой.
Передаточное число первой передачи по условию обеспечения минимальной скорости движения определяется по следующей формуле:
(7.10)
где — минимальная устойчивая частота вращения коленчатого вала,
— минимальная скорость движения автомобиля.
Исходя из условия:
max( ) (7.11)
где max( ) — максимальное из значений и ,
— передаточное число первой передачи.
Принимаем
Передаточные числа коробки передач , , , представляют собой ряд, и по закону геометрической прогрессии ее знаменатель равен:
(7.12)
где — частота вращения коленчатого вала двигателя на передаче,
— частота вращения коленчатого вала двигателя на передаче.
Передаточное число на передаче в коробке с количеством передач и последней прямой передачей ( ) можно определить по формуле:
(7.13)
Передаточные числа: ; ; ; ; .
Наиболее подходящей коробкой передач является коробка ЯМЗ-236У с передаточными числами: ; ; ; ;
Разница в значениях рассчитанных и реальных передаточных чисел выбранной коробки передач приведет к изменению расчетной максимальной скорости рассчитать ее можно по формуле:
, (7.14)
км/ч
7.7 Тягово-скоростная характеристика.
Тягово-скоростная характеристика автомобиля представляет собой зависимость силы тяги на колёсах от скорости движения автомобиля при полной подаче топлива. Эту характеристику строят при помощи уравнения тягового баланса автомобиля, который имеет следующий вид :
(7.15)
где — сила сопротивления качению,
— сила сопротивления подъему,
— сила сопротивления воздуха,
— сила сопротивления ускорению автомобиля. Эта сила затрачивается на разгон автомобиля, на работу деталей трансмиссии, вращающихся деталей автомобиля,
— сила на крюке. Считая что прицеп отсутствует .
, (7.16)
где — полная масса автомобиля,
— постоянная (g=9,8),
— коэффициент сопротивления качению,
— угол подъема автомобиля.
(7.17)
, (7.18)
где — коэффициент аэродинамического сопротивления,
— плотность воздуха,
— площадь лобового сечения автомобиля,
— скорость автомобиля.
, (7.19)
где — ширина колеи автомобиля,
— высота автомобиля,
— коэффициент заполнения лобового сечения
, (7.20)
где — момент инерции вращающихся частей двигателя,
— передаточное число трансмиссии,
— динамический радиус колеса,
— кинематический радиус колеса.
— приведенный к колесу момент инерции трансмиссии,
— момент инерции ведущих колес,
— момент инерции ведомых колес,
— ускорение автомобиля,
— КПД трансмиссии,
, (7.21)
Приближенно можно подсчитать.
, (7.22)
, (7.23)
где — момент двигателя на маховике,
— передаточное число коробки передач,
— передаточное число раздаточной коробки,
— передаточное число главной передачи.
, (7.24)
где — передаточное число трансмиссии.
Передаточные числа трансмиссии на высшей передаче раздаточной коробки.
Iтр.в.1=46,23
Iтр.в.2=25,69
Iтр.в.3=13,46
Iтр.в.4=8,86
Iтр.в.5=5,88
Передаточные числа трансмиссии на низшей передаче раздаточной коробки.
Iтр.н.1.=82,15
Iтр.н.2.=45,64
Iтр.н.3.=23,92
Iтр.н.4.=15,74
Iтр.н.4.=10,45
Сила сопротивления качению для данного автомобиля зависит от типа и состояния дороги , а сила сопротивления подъёму – от её профиля . Поэтому их иногда объединяют , вводя понятие об общем дорожном сопротивлении :
, (7.25)
где — сила сопротивления движению.
, (7.26)
где — коэффициент сопротивления движению.
В полном виде уравнение движения автомобиля для прямолинейного движения, называется также тяговым балансом автомобиля, запишется в следующем виде:
(7.27)
Это уравнение используется для проектирования новых автомобилей и при оценке его тягово-скоростных качеств. Тягово-скоростные качества характеризуются тягово-скоростными показателями: — максимальная скорость, — преодолеваемый угол подъема, — сила тяги на крюке.
Уравнение тягового баланса можно представить в графической форме, так зависимость действующих сил от скорости автомобиля.
Скорость автомобиля определяется по формуле:
, (7.28)
Строится график зависимости от (Рис. 7.2).
7.8 Динамическая характеристика.
Тяговая характеристика недостаточно удобна для сравнительной оценки тяговых свойств автомобилей, обладающих различной массой, так как при одинаковых значениях силы тяги они будут иметь на одной и той же дороге различные максимальные скорости, различные ускорения, пре¬одолевать неодинаковые предельные подъёмы и так далее.
Для сравнения тягово-скоростных характеристик разных автомобилей удобно пользоваться безразмерным параметром. Таким параметром является динамический фактор.
Динамическим фактором автомобиля называют отношение разности си-лы тяги на колёсах и силы сопротивления воздуха к весу автомобиля, то есть:
, (7.29)
где D – динамический фактор автомобиля.
Графическое изображение зависимости динамического фактора от скорости движения автомобиля на различных передачах в коробке передач и полной нагрузке на автомобиль называется динамической характеристикой автомобиля.
Строится график зависимости от (рис.7.3).
Если известен коэффициент сопротивления качению, то с помощью дина-мической характеристики можно определить максимальный угол подъёма ав-томобиля по мощности, используя следующую зависимость:
, (7.30)
где — угол подъёма автомобиля по мощности, .
7.9 Ускорение, время и путь разгона автомобиля.
Время равномерного движения автомобиля обычно мало по срав¬нению с общим временем его работы. Так, например, при эксплуатации в городах автомобили движутся равномерно всего 15 — 25% времени. От 30 до 45% времени занимает ускоренное движение автомобиля и 30 — 40% -движение накатом и торможение.
Показателями динамичности автомобиля при разгоне служат величины максимальных ускорений, а также значения пути и времени разгона в определённом интервале скоростей.
Значения ускорения, времени и пути разгона получают как опыт¬ным путём (в процессе эксплуатации), так и аналитически. Методика рас¬чёта показателей динамичности автомобиля при неустановившемся дви¬жении едина для всех его видов. Вначале из дифференциального уравне¬ния движения находим ускорение, а затем, используя приёмы численного интегрирования, определяем величины времени и пути движения.
Ускорение автомобиля определяют при помощи выражения для динамического фактора автомобиля, движущегося без прицепа:
, (7.31)
где – ускорение автомобиля, м/с2.
Тогда,
Значения динамического фактора берут на разных скоростях с динамической характеристики автомобиля. По полученным значениям j строим график ускорений (Рис.7.5).
Время и путь разгона ввиду отсутствия аналитической связи между ускорением и скоростью автомобиля определяют графоаналитическим. Кривую ускорений разбивают на ряд отрезков и считают, что в каждом интервале скорости автомобиль разгоняется с постоянным ускорением, то есть:
, м/c2, (7.32)
где и — ускорения соответственно в начале и конце выбранного интервала скорости, м/с2 ;
— номер рассматриваемого интервала.
При изменении скорости, например, от до среднее ускорение можно рассчитать также как:
, м/c2 , (7.33)
где – время разгона автомобиля в интервале скоростей от до
, с. Тогда,
, с, (7.34)
Тогда общее время разгона автомобиля можно определить как:
, с, (7.35)
где t – время разгона автомобиля в интервале скоростей от до , с;
n – количество интервалов.
При расчёте пути разгона приближённо считают, что в каждом интервале изменения скорости автомобиль движется равномерно со средней скоростью , которая определяется по формуле:
, м/c , (7.36)
При этом допущении путь разгона в интервале скоростей от до можно определить как:
, м, (7.37)
где – путь, пройденный автомобилем за время , м.
Общий путь разгона автомобиля за время t определяется по формуле:
, м. (7.38)
При разгоне с места отсчёт нужно вести от скорости, соответствующей минимально устойчивому числу оборотов коленчатого вала двигателя.
По мере приближения скорости автомобиля к максимальной ускорение при-ближается к 0. Это означает, что время разгона автомобиля до максимальной скорости, определяемое пересечением кривой ускорения с осью абсцисс, теоретически бесконечно велико. Однако, разгон становится практически не ощутим при скорости автомобиля, равной 0,90,95 . Поэтому время и путь разгона определяются обычно до скорости на 5 10 % меньше максимальной.
Кривые ускорения автомобиля, времени и пути разгона для проектируемого автомобиля представлены на рис. 7.6.
7.10 Мощностной баланс автомобиля.
Для анализа динамичности автомобиля можно также сопоставить тяговую мощность с мощностью, необходимой для преодоления сопротивлений движению.
Связь между эффективной мощностью двигателя и мощностью, подводи-мой к ведущим колёсам можно установить при помощи зависимости:
Nк = Ne тр, кВт , (7.39)
где Nк – мощность , подводимая к ведущим колёсам автомобиля ,
кВт ;
тр – коэффициент полезного действия трансмиссии
автомобиля .
тр = ( 0,950,98 ) q 0,99 l , (7.40)
где q – количество полных конических и цилиндрических пар
в потоке мощности ;
l – количество карданных шарниров .
Для построения мощностной характеристики автомобиля необходимо также уравнение мощностного баланса автомобиля, которое в общем виде записывается:
Nк = N + Nw + Nj , кВт , (7.41)
где N — мощность , затрачиваемая на преодоление
сопротивления движению, кВт ;
Nw – мощность , затрачиваемая на преодоление
сопротивления воздуха, кВт ;
Nj – мощность , затрачиваемая на преодоление
сопротивления разгону, кВт .
Зависимости для определения мощностей , входящих в мощностной ба-ланс автомобиля , имеют вид :
N = m g Va , кВт , (7.42)
Nw = 0,5 Cx F Va3 , кВт, (7.43)
Nj = m j Va dVa / dt , кВт , (7.44)
Мощностной баланс проектируемого автомобиля представлен на рис 7.4.
Расчетные данные при движении на высшей передаче раздаточной кробки приведены в таблице 7. 2.
——————————— Таблица 7.2.
| n об/мин | W кВт | M Н*м |
V1 м/с V2 м/с V3 м/с V4 м/с V5 м/с V6 м/с V7 м/с V8 м/с V9 м/с V0 м/с
P1 Н P2 Н P3 Н P4 Н P5 Н P6 Н P7 Н P8 Н P9 Н P0 Н
D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7 D8 D9 D0
j1м/с2 j2м/с2 j3м/с2 j4м/с2 j5м/с2 j6м/с2 j7м/с2 j8м/с2 j9м/с2 j0м/с2
e1с2/м e2с2/м e3с2/м e4с2/м e5с2/м e6с2/м e7с2/м e8с2/м e9с2/м e0с2/м
| V3 м/с | Wк кВт (мощность на колесах) |
——————————————-
Где n — число оборотов; W — мощность на маховике двигателя;
M — момент на маховике двигателя; V1…V0 — скорость авт-ля;
P1…P0 — полная сила тяги авт-ля приведенная к колесам;
D1…D0 — динамический фактор; j1…j0 — ускорение авт-ля; e1…e0 — величина обратная ускорению (e=1/j).
———————————
| 600 | 32.8 | 522.0|
0.82
33818
0.1479
0.495
2.02 1.47
18788
0.0822
0.430
2.33 2.81
9847
0.0430
0.234
4.28 4.27
6478
0.0281
0.117
8.55 6.43
4302
0.0183
0.030
33.24 0.00
0
0.0000
0.000
0.00 0.00
0
0.0000
0.000
0.00 0.00
0
0.0000
0.000
0.00 0.00
0
0.0000
0.000
0.00 0.00
0
0.0000
0.000
0.00
| 2.81 | 27.6 |
————————
———————————
| 707 | 40.6 | 549.5|
0.96
35598
0.1557
0.524
1.91 1.73
19777
0.0865
0.458
2.19 3.31
10366
0.0452
0.252
3.97 5.03
6819
0.0295
0.129
7.72 7.57
4528
0.0190
0.037
26.85 0.00
0
0.0000
0.000
0.00 0.00
0
0.0000
0.000
0.00 0.00
0
0.0000
0.000
0.00 0.00
0
0.0000
0.000
0.00 0.00
0
0.0000
0.000
0.00
| 3.31 | 34.3 |
————————
———————————
| 813 | 48.9 | 574.0|
1.11
37187
0.1627
0.550
1.82 1.99
20660
0.0903
0.482
2.07 3.81
10829
0.0472
0.269
3.72 5.79
7124
0.0307
0.140
7.12 8.71
4730
0.0197
0.043
23.20 0.00
0
0.0000
0.000
0.00 0.00
0
0.0000
0.000
0.00 0.00
0
0.0000
0.000
0.00 0.00
0
0.0000
0.000
0.00 0.00
0
0.0000
0.000
0.00
| 3.81 | 41.2 |
————————
———————————
| 920 | 57.4 | 595.6|
1.25
38586
0.1688
0.572
1.75 2.26
21437
0.0937
0.504
1.98 4.31
11236
0.0489
0.283
3.53 6.54
7392
0.0318
0.150
6.68 9.86
4908
0.0202
0.048
20.98 0.00
0
0.0000
0.000
0.00 0.00
0
0.0000
0.000
0.00 0.00
0
0.0000
0.000
0.00 0.00
0
0.0000
0.000
0.00 0.00
0
0.0000
0.000
0.00
| 4.31 | 48.4 |
————————
———————————
| 1027 | 66.0 | 614.3|
1.40
39794
0.1741
0.592
1.69 2.52
22108
0.0966
0.523
1.91 4.80
11588
0.0504
0.295
3.39 7.30
7623
0.0326
0.158
6.35 11.00
5062
0.0205
0.051
19.64 0.00
0
0.0000
0.000
0.00 0.00
0
0.0000
0.000
0.00 0.00
0
0.0000
0.000
0.00 0.00
0
0.0000
0.000
0.00 0.00
0
0.0000
0.000
0.00
| 4.80 | 55.7 |
————————
———————————
| 1133 | 74.7 | 630.0|
1.54
40812
0.1785
0.609
1.64 2.78
22674
0.0991
0.538
1.86 5.30
11884
0.0516
0.306
3.27 8.06
7818
0.0333
0.164
6.11 12.14
5191
0.0207
0.053
18.91 0.00
0
0.0000
0.000
0.00 0.00
0
0.0000
0.000
0.00 0.00
0
0.0000
0.000
0.00 0.00
0
0.0000
0.000
0.00 0.00
0
0.0000
0.000
0.00
| 5.30 | 63.0 |
————————
———————————
| 1240 | 83.4 | 642.7|
1.69
41639
0.1821
0.622
1.61 3.04
23133
0.1011
0.551
1.81 5.80
12125
0.0526
0.314
3.19 8.82
7977
0.0339
0.168
5.94 13.28
5297
0.0208
0.054
18.67 0.00
0
0.0000
0.000
0.00 0.00
0
0.0000
0.000
0.00 0.00
0
0.0000
0.000
0.00 0.00
0
0.0000
0.000
0.00 0.00
0
0.0000
0.000
0.00
| 5.80 | 70.4 |
————————
———————————
| 1347 | 92.0 | 652.6|
1.84
42276
0.1849
0.632
1.58 3.30
23487
0.1026
0.561
1.78 6.30
12311
0.0533
0.320
3.13 9.58
8099
0.0342
0.172
5.83 14.43
5378
0.0208
0.053
18.89 0.00
0
0.0000
0.000
0.00 0.00
0
0.0000
0.000
0.00 0.00
0
0.0000
0.000
0.00 0.00
0
0.0000
0.000
0.00 0.00
0
0.0000
0.000
0.00
| 6.30 | 77.6 |
————————
———————————
| 1453 | 100.3 | 659.5|
1.98
42723
0.1869
0.640
1.56 3.56
23735
0.1037
0.568
1.76 6.80
12441
0.0538
0.324
3.09 10.34
8184
0.0344
0.173
5.78 15.57
5434
0.0205
0.051
19.60 0.00
0
0.0000
0.000
0.00 0.00
0
0.0000
0.000
0.00 0.00
0
0.0000
0.000
0.00 0.00
0
0.0000
0.000
0.00 0.00
0
0.0000
0.000
0.00
| 6.80 | 84.6 |
————————
———————————
| 1560 | 108.3 | 663.4|
2.13
42979
0.1880
0.644
1.55 3.83
23878
0.1043
0.571
1.75 7.30
12515
0.0540
0.326
3.07 11.10
8233
0.0344
0.173
5.78 16.71
5467
0.0202
0.048
20.92 0.00
0
0.0000
0.000
0.00 0.00
0
0.0000
0.000
0.00 0.00
0
0.0000
0.000
0.00 0.00
0
0.0000
0.000
0.00 0.00
0
0.0000
0.000
0.00
| 7.30 | 91.4 |
————————
———————————
| 1667 | 115.9 | 664.4|
2.27
43044
0.1882
0.645
1.55 4.09
23914
0.1044
0.572
1.75 7.80
12534
0.0540
0.326
3.07 11.86
8246
0.0342
0.171
5.83 17.85
5475
0.0197
0.043
23.10 0.00
0
0.0000
0.000
0.00 0.00
0
0.0000
0.000
0.00 0.00
0
0.0000
0.000
0.00 0.00
0
0.0000
0.000
0.00 0.00
0
0.0000
0.000
0.00
| 7.80 | 97.8 |
————————
———————————
| 1773 | 123.0 | 662.5|
2.42
42919
0.1877
0.643
1.56 4.35
23844
0.1041
0.570
1.75 8.30
12498
0.0538
0.324
3.09 12.61
8222
0.0338
0.168
5.94 19.00
5459
0.0191
0.037
26.67 0.00
0
0.0000
0.000
0.00 0.00
0
0.0000
0.000
0.00 0.00
0
0.0000
0.000
0.00 0.00
0
0.0000
0.000
0.00 0.00
0
0.0000
0.000
0.00
| 8.30 | 103.7 |
————————
———————————
| 1880 | 129.4 | 657.6|
2.56
42604
0.1863
0.638
1.57 4.61
23669
0.1033
0.565
1.77 8.80
12406
0.0532
0.319
3.13 13.37
8162
0.0333
0.164
6.11 20.14
5419
0.0183
0.030
32.91 0.00
0
0.0000
0.000
0.00 0.00
0
0.0000
0.000
0.00 0.00
0
0.0000
0.000
0.00 0.00
0
0.0000
0.000
0.00 0.00
0
0.0000
0.000
0.00
| 8.80 | 109.1 |
————————
———————————
| 1987 | 135.1 | 649.8|
2.71
42098
0.1841
0.629
1.59 4.87
23388
0.1020
0.557
1.80 9.30
12259
0.0525
0.313
3.20 14.13
8065
0.0326
0.157
6.36 21.28
5355
0.0174
0.022
45.49 0.00
0
0.0000
0.000
0.00 0.00
0
0.0000
0.000
0.00 0.00
0
0.0000
0.000
0.00 0.00
0
0.0000
0.000
0.00 0.00
0
0.0000
0.000
0.00
| 9.30 | 114.0 |
————————
———————————
| 2093 | 140.0 | 639.1|
2.85
41401
0.1810
0.618
1.62 5.13
23001
0.1003
0.546
1.83 9.80
12056
0.0515
0.304
3.29 14.89
7931
0.0317
0.150
6.69 22.42
5266
0.0163
0.012
81.39 0.00
0
0.0000
0.000
0.00 0.00
0
0.0000
0.000
0.00 0.00
0
0.0000
0.000
0.00 0.00
0
0.0000
0.000
0.00 0.00
0
0.0000
0.000
0.00
| 9.80 | 118.1 |
————————
———————————
| 2200 | 144.0 | 625.4|
0.00
40514
0.1772
0.604
1.66 0.00
22508
0.0985
0.534
1.87 10.29
11797
0.0502
0.294
3.40 15.65
7761
0.0307
0.140
7.14 23.57
5153
0.0151
0.001
772.46 0.00
0
0.0000
0.000
0.00 0.00
0
0.0000
0.000
0.00 0.00
0
0.0000
0.000
0.00 0.00
0
0.0000
0.000
0.00 0.00
0
0.0000
0.000
0.00
| 10.29 | 121.5 |
Расчетные данные при движении на нисшей передаче раздаточной кробки
———————————
| 600 | 32.8 | 522.0|
0.46
60090
0.2629
0.400
2.50 0.83
33383
0.1460
0.495
2.02 1.58
17498
0.0765
0.411
2.43 2.40
11512
0.0503
0.283
3.54 3.62
7644
0.0333
0.160
6.26 0.00
0
0.0000
0.000
0.00 0.00
0
0.0000
0.000
0.00 0.00
0
0.0000
0.000
0.00 0.00
0
0.0000
0.000
0.00 0.00
0
0.0000
0.000
0.00
| 1.58 | 27.6 |
————————
———————————
| 707 | 40.6 | 549.5|
0.54
63252
0.2767
0.422
2.37 0.98
35140
0.1537
0.524
1.91 1.86
18419
0.0805
0.438
2.28 2.83
12117
0.0529
0.304
3.29 4.26
8046
0.0350
0.175
5.73 0.00
0
0.0000
0.000
0.00 0.00
0
0.0000
0.000
0.00 0.00
0
0.0000
0.000
0.00 0.00
0
0.0000
0.000
0.00 0.00
0
0.0000
0.000
0.00
| 1.86 | 34.3 |
————————
———————————
| 813 | 48.9 | 574.0|
0.62
66077
0.2891
0.442
2.26 1.12
36709
0.1606
0.550
1.82 2.14
19241
0.0841
0.462
2.16 3.26
12658
0.0552
0.322
3.10 4.90
8405
0.0365
0.188
5.33 0.00
0
0.0000
0.000
0.00 0.00
0
0.0000
0.000
0.00 0.00
0
0.0000
0.000
0.00 0.00
0
0.0000
0.000
0.00 0.00
0
0.0000
0.000
0.00
| 2.14 | 41.2 |
————————
———————————
| 920 | 57.4 | 595.6|
0.71
68562
0.3000
0.460
2.17 1.27
38090
0.1666
0.573
1.74 2.42
19965
0.0873
0.483
2.07 3.68
13135
0.0573
0.339
2.95 5.55
8721
0.0377
0.199
5.03 0.00
0
0.0000
0.000
0.00 0.00
0
0.0000
0.000
0.00 0.00
0
0.0000
0.000
0.00 0.00
0
0.0000
0.000
0.00 0.00
0
0.0000
0.000
0.00
| 2.42 | 48.4 |
————————
———————————
| 1027 | 66.0 | 614.3|
0.79
70709
0.3093
0.475
2.11 1.42
39283
0.1718
0.593
1.69 2.70
20590
0.0900
0.501
1.99 4.11
13546
0.0590
0.353
2.84 6.19
8994
0.0388
0.209
4.80 0.00
0
0.0000
0.000
0.00 0.00
0
0.0000
0.000
0.00 0.00
0
0.0000
0.000
0.00 0.00
0
0.0000
0.000
0.00 0.00
0
0.0000
0.000
0.00
| 2.70 | 55.7 |
————————
———————————
| 1133 | 74.7 | 630.0|
0.87
72518
0.3173
0.488
2.05 1.56
40288
0.1762
0.609
1.64 2.98
21117
0.0923
0.517
1.94 4.54
13892
0.0605
0.364
2.74 6.83
9225
0.0397
0.216
4.62 0.00
0
0.0000
0.000
0.00 0.00
0
0.0000
0.000
0.00 0.00
0
0.0000
0.000
0.00 0.00
0
0.0000
0.000
0.00 0.00
0
0.0000
0.000
0.00
| 2.98 | 63.0 |
————————
———————————
| 1240 | 83.4 | 642.7|
0.95
73988
0.3237
0.498
2.01 1.71
41104
0.1798
0.623
1.61 3.27
21545
0.0941
0.529
1.89 4.96
14174
0.0617
0.374
2.67 7.48
9412
0.0404
0.222
4.50 0.00
0
0.0000
0.000
0.00 0.00
0
0.0000
0.000
0.00 0.00
0
0.0000
0.000
0.00 0.00
0
0.0000
0.000
0.00 0.00
0
0.0000
0.000
0.00
| 3.27 | 70.4 |
————————
———————————
| 1347 | 92.0 | 652.6|
1.03
75120
0.3286
0.506
1.98 1.86
41733
0.1825
0.633
1.58 3.55
21874
0.0955
0.538
1.86 5.39
14391
0.0626
0.381
2.62 8.12
9555
0.0409
0.227
4.41 0.00
0
0.0000
0.000
0.00 0.00
0
0.0000
0.000
0.00 0.00
0
0.0000
0.000
0.00 0.00
0
0.0000
0.000
0.00 0.00
0
0.0000
0.000
0.00
| 3.55 | 77.6 |
————————
———————————
| 1453 | 100.3 | 659.5|
1.11
75913
0.3321
0.512
1.95 2.01
42174
0.1845
0.641
1.56 3.83
22105
0.0965
0.545
1.83 5.82
14543
0.0632
0.386
2.59 8.76
9656
0.0412
0.229
4.36 0.00
0
0.0000
0.000
0.00 0.00
0
0.0000
0.000
0.00 0.00
0
0.0000
0.000
0.00 0.00
0
0.0000
0.000
0.00 0.00
0
0.0000
0.000
0.00
| 3.83 | 84.6 |
———————————
| 1560 | 108.3 | 663.4|
1.20
76368
0.3341
0.515
1.94 2.15
42427
0.1856
0.645
1.55 4.11
22238
0.0971
0.549
1.82 6.24
14630
0.0635
0.388
2.58 9.40
9714
0.0413
0.230
4.34 0.00
0
0.0000
0.000
0.00 0.00
0
0.0000
0.000
0.00 0.00
0
0.0000
0.000
0.00 0.00
0
0.0000
0.000
0.00 0.00
0
0.0000
0.000
0.00
| 4.11 | 91.4 |
————————
———————————
| 1667 | 115.9 | 664.4|
1.28
76484
0.3346
0.516
1.94 2.30
42491
0.1858
0.646
1.55 4.39
22272
0.0972
0.549
1.82 6.67
14652
0.0635
0.389
2.57 10.05
9729
0.0412
0.229
4.36 0.00
0
0.0000
0.000
0.00 0.00
0
0.0000
0.000
0.00 0.00
0
0.0000
0.000
0.00 0.00
0
0.0000
0.000
0.00 0.00
0
0.0000
0.000
0.00
| 4.39 | 97.8 |
————————
———————————
| 1773 | 123.0 | 662.5|
1.36
76262
0.3336
0.514
1.94 2.45
42368
0.1853
0.644
1.55 4.67
22207
0.0969
0.547
1.83 7.10
14610
0.0632
0.386
2.59 10.69
9701
0.0409
0.227
4.41 0.00
0
0.0000
0.000
0.00 0.00
0
0.0000
0.000
0.00 0.00
0
0.0000
0.000
0.00 0.00
0
0.0000
0.000
0.00 0.00
0
0.0000
0.000
0.00
| 4.67 | 103.7 |
————————
———————————
| 1880 | 129.4 | 657.6|
1.44
75702
0.3312
0.510
1.96 2.60
42056
0.1839
0.639
1.57 4.95
22044
0.0961
0.542
1.84 7.53
14502
0.0627
0.382
2.62 11.33
9629
0.0404
0.222
4.50 0.00
0
0.0000
0.000
0.00 0.00
0
0.0000
0.000
0.00 0.00
0
0.0000
0.000
0.00 0.00
0
0.0000
0.000
0.00 0.00
0
0.0000
0.000
0.00
| 4.95 | 109.1 |
————————
———————————
| 1987 | 135.1 | 649.8|
1.52
74802
0.3272
0.504
1.98 2.74
41557
0.1817
0.630
1.59 5.23
21782
0.0949
0.534
1.87 7.95
14330
0.0619
0.375
2.67 11.98
9515
0.0397
0.216
4.63 0.00
0
0.0000
0.000
0.00 0.00
0
0.0000
0.000
0.00 0.00
0
0.0000
0.000
0.00 0.00
0
0.0000
0.000
0.00 0.00
0
0.0000
0.000
0.00
| 5.23 | 114.0 |
————————
———————————
| 2093 | 140.0 | 639.1|
1.61
73565
0.3218
0.495
2.02 2.89
40869
0.1787
0.619
1.62 5.51
21422
0.0933
0.524
1.91 8.38
14093
0.0607
0.366
2.73 12.62
9358
0.0388
0.208
4.80 0.00
0
0.0000
0.000
0.00 0.00
0
0.0000
0.000
0.00 0.00
0
0.0000
0.000
0.00 0.00
0
0.0000
0.000
0.00 0.00
0
0.0000
0.000
0.00
| 5.51 | 118.1 |
————————
———————————
| 2200 | 144.0 | 625.4|
0.00
71989
0.3149
0.484
2.07 0.00
39994
0.1750
0.605
1.65 5.79
20963
0.0913
0.510
1.96 8.81
13791
0.0593
0.355
2.82 13.26
9157
0.0377
0.199
5.03 0.00
0
0.0000
0.000
0.00 0.00
0
0.0000
0.000
0.00 0.00
0
0.0000
0.000
0.00 0.00
0
0.0000
0.000
0.00 0.00
0
0.0000
0.000
0.00
| 5.79 | 121.5 |
————————
Углы подъема автомобиля
Максимальный угол подъёма по тяге
(7.45)
18,4
Максимальный угол подъёма по сцеплению
,, (7.46)
27,1
Расчетные данные при движении на высшей передаче раздаточной коробки
Расчетные данные при движении на высшей передаче раздаточной коробки сведены в таблицу 7.3.
Таблица 7.3
┌────────────┬─────────────┬──────────────┬─────────────┬──────────────┐
│ Скор.(м/с) │ Вр.разг.(с) │ Путь разг.(м)│Сила сопр(Н) │ Мощ.сопр(кВт)│
├────────────┼─────────────┼──────────────┼─────────────┼──────────────┤
│ 3.13 │ 3.4 │ 7.1 │ 3458 │ 10.8 │
│ 5.63 │ 8.1 │ 27.6 │ 3525 │ 19.8 │
│ 10.79 │ 24.9 │ 164.9 │ 3783 │ 40.8 │
│ 16.32 │ 62.2 │ 673.5 │ 4240 │ 69.2 │
│ 21.25 │ 248.5 │ 4251.0 │ 4805 │ 102.1 │
│ 23.61 │ 0.0 │ 0.0 │ 5128 │ 121.1 │
└────────────┴─────────────┴──────────────┴─────────────┴──────────────┘
Полное время разгона Т=248.45 с
Путь разгона до заданной скорости S=4250.96 м
Угол подъема по мощности = 9.7 град
Угол подъема по сцеплению = 26.8 град
Максимальная мощность двигателя нетто = 144.00 кВт
Максимальная мощность двигателя брутто = 165.52 кВт
Удельная мощность = 6.18 кВт/т
Максимальный момент двигателя = 696.0 Н м
Максимальная скорость автомобиля Vmax= 85.00 км/ч
Расчетные данные при движении на высшей передаче раздаточной коробки сведены в таблицу 7.4.
Таблица 7.4
┌────────────┬─────────────┬──────────────┬─────────────┬──────────────┐
│ Скор.(м/с) │ Вр.разг.(с) │ Путь разг.(м)│Сила сопр(Н) │ Мощ.сопр(кВт)│
├────────────┼─────────────┼──────────────┼─────────────┼──────────────┤
│ 1.76 │ 1.0 │ 1.4 │ 3438 │ 6.0 │
│ 3.17 │ 3.5 │ 7.6 │ 3459 │ 11.0 │
│ 6.04 │ 9.4 │ 35.1 │ 3540 │ 21.4 │
│ 9.18 │ 17.7 │ 98.2 │ 3686 │ 33.9 │
│ 12.44 │ 34.4 │ 281.3 │ 3901 │ 48.5 │
│ 13.83 │ 0.0 │ 0.0 │ 4011 │ 55.5 │
└────────────┴─────────────┴──────────────┴─────────────┴──────────────┘
Полное время разгона Т= 34.43 с
Путь разгона до заданной скорости S= 281.29 м
Угол подъема по мощности = 18.3 град
Угол подъема по сцеплению = 26.8 град
Максимальная мощность двигателя нетто = 144.00 кВт
Максимальная мощность двигателя брутто = 165.52 кВт
Удельная мощность = 6.18 кВт/т
Максимальный момент двигателя = 696.0 Н м
Максимальная скорость автомобиля Vmax= 49.80 км/ч
7.11 Расчёт топливной экономичности при движении автомобиля на высшей передаче.
Рассчитаем увеличение расхода топлива при повышении сопротивления качению с 0,018 до 0,03
, (7.47)
где q- удельный расход, г/кВтч.
q=197
(7.48)
(7.49)
(7.50)
(7.51)
экономия топлива 39,19 л/100км или 53 %.
Значения расхода топлива при равномерной скорости (л/100км) соответст-вующие последней и предпоследней передачам коробки передач и изменению сопротивления качению f с 0,018 до 0,03 представлены в таблице 7.5.
График расхода топлива представлен на Рис. 7.7.
Таблица 7.5
Расход топлива при равномерной скорости (л/100 км)
V м/с
на пред-
посл-й Q л/100 км V м/с
на пос-
ледней Q л/100 км
0.018 0.03 0.018 0.03
4.3
5.0
5.8
6.5
7.3
8.1
8.8
9.6
10.3
11.1
11.9
12.6
13.4
14.1
14.9
15.6 54.43
52.05
49.96
48.71
47.44
46.45
45.92
45.34
45.11
44.86
44.77
44.97
45.17
45.64
46.14
46.88 80.36
73.23
68.55
65.14
62.58
60.62
59.23
58.14
57.48
57.05
56.92
57.15
57.63
58.45
59.61
61.15 6.4
7.6
8.7
9.9
11.0
12.1
13.3
14.4
15.6
16.7
17.9
19.0
20.1
21.3
22.4
23.6 48.58
45.19
42.90
41.30
40.18
39.42
38.92
38.68
38.68
38.91
39.42
40.17
41.24
42.78
44.71
52.41 109.34
96.91
87.07
81.23
76.25
72.79
71.14
69.77
69.86
70.19
71.98
74.10
77.24
82.36
88.25
91.96
Рис. 7.1 Внешняя скоростная характеристика
Рис. 7.2 Тягово-скоростная характеристика
Рис. 7.3 Динамический фактор
Рис. 7.4 Мощностной баланс
Рис.7.5 Ускорение автомобиля
Рис. 7.6 Время и путь разгона автомобиля
Рис. 2.8 Угол подъема автомобиля
Экономическая часть.
Краткая характеристика предприятия производителя
Важную роль в развитии экономики страны занимает автомобильный транспорт. В настоящее время практически не существует таких экономиче-ских проблем, которые бы его не затрагивали. Автомобильный транспорт, во-первых, развивается более высокими темпами, чем другие отрасли народного хозяйства, во-вторых, является одной из трудоемких подотраслей народного хозяйства,
в-третьих, потребляет наибольшее количество энергетических ресурсов,
в-четвертых, является фондоемким и капиталоемким.
Дальнейший подъем экономики страны во многом зависит от работы транспорта. Обеспечение потребностей населения и народного хозяйства в перевозках связано с решением крупных организационных, технических и экономических задач.
На автомобильном транспорте, кроме общих вопросов, касающихся единой транспортной системы, должны быть решены проблемы управления, совершенствования планирования, ускорения роста производительности труда, повышения уровня механизации и автоматизации работ по техническому обслуживанию и ремонту подвижного состава. В современных условиях все более существенное значение должно придаваться эффективному использованию основных производственных фондов. Решать проблему улучшения использования этих фондов следует: дальнейшим увеличением централизованных перевозок грузов и широким применением автопоездов; совершенствованием структуры автомобильного парка путем увеличения в нем числа автомобилей большой грузоподъемности и специализированного подвижного состава; значительным повышением уровня механизации и автоматизации производственных процессов.
ОАО «АЗ«Урал» расположено в Уральском промышленном регионе с высоким экономическим и сырьевым потенциалом. Как и у всех коммерческих предприятий, основной целью ОАО «АЗ«Урал» является получение прибыли.
История развития автомобильного завода началась с 30 ноября 1941 года, когда были организованы автомоторное и литейное производства, 8 июля 1944 года с конвейера завода сошёл первый автомобиль «ЗИС-5В»; в 1958 году был освоен выпуск двухосного грузового автомобиля « Урал-355М». В 1961 году из ворот завода выходят первые большегрузные, трёхосные автомобили высокой проходимости «Урал-375». В 1969 году автомобиль «Урал-375Д» был награждён золотой медалью и дипломом первой степени на Лейпцигской международной выставке; в 1977 году было налажено производство автомобиля «Урал 4320» с дизельным двигателем, а с 1989 года налажено производство четырёхосных автомобилей «Урал-5323». ОАО «АЗ«Урал» специализируется на разработке и производстве тяжёлых грузовых автомобилей для эксплуатации в тяжёлых дорожных и климатических условиях. В перечень продукции ОАО «УралАЗ» также входят шасси грузовых автомобилей для монтажа спецтехники, вахтовые автомобили, полуприцепы к грузовым автомобилям и др. Программа заводского управления предусматривает также производство автомобилей под заказ. В настоящее время ОАО «АЗ«Урал» выпускает широкую гамму автотехники специального и общего назначения: бортовые автомобили, самосвалы с боковой и задней разгрузкой, тягачи, автопоезда, понтоновозы, лесовозы, топливозаправщики и автоцистерны и многое другое. Для оказания потребителям сервисных услуг и снабжения их необходимой информацией, а также проведения предпродажной подготовки автомобилей на ОАО «АЗ«Урал» была создана фирма ООО «УралАвтоСервис», которая располагает автоцентрами в различных регионах России, а также в ближнем и дальнем зарубежье.
Основными потребителями продукции Уральского автозавода яв-ляются: силовые министерства и заводы комплектации министерства обороны; Росавтодор; НГК; РАО ЕЭС; общетранспортные предприятия; строительные, коммунальные, ремонтные предприятия; лесная промышленность; предприятия геологии и геофизики; пожарная служба; Росагропроснаб; МЧС и многие другие. При этом характер спроса на автомобили Уральского автозавода остаётся равномерным, так как подобная автотехника и спецтехника используется круглогодично. Автомобили «Урал» используются как в районах с хорошими дорогами, так и в регионах с неразвитой дорожной сетью и пересечённой местностью: Тюменская, Челябинская, Томская области, Крайний Север, Дальний Восток, Казахстан и т. д.
Основными предприятиями в России и СНГ, выпускающими про-дукцию аналогичного назначения, являются КамАЗ, ЗИЛ, МАЗ КрАЗ, и др. Изделия конкурентов изначально ориентированы на эксплуатацию по имеющейся сети дорог для перевозки народнохозяйственных грузов.
КамАЗ (г. Набережные Челны) – изготовитель автомобилей типа 42, 64, предназначенных для эксплуатации на дорогах общей дорожной сети и типа 44, 66 для эксплуатации по бездорожью. КамАЗ представляет для ОАО «АЗ«Урал» серьёзную конкуренцию из-за массовости производства; наличия большой сети сервисных центров, позволяющих производить послепродажное обслуживание на высоком уровне; эргономичности, комфортности и экономичности автомобилей. Но автомобили КамАЗ имеют серьёзные недостатки: недостаточные проходимость и тяговые характеристики, что существенно сокращает число потребителей продукции КамАЗа.
ЗИЛ (г. Москва) – изготовитель автомобилей типа 42, 64, 66 – грузовиков среднего класса с бензиновыми и дизельными двигателями, предназначенных для эксплуатации по дорогам и бездорожью. Слабые стороны: недостаточно надёжная ходовая часть и рама.
КрАЗ (г. Кременчуг, Белоруссия) – изготовитель большегрузных автомобилей типа 64 и 66 для эксплуатации по дорогам и бездорожью. Эти автомобили имеют хорошую грузоподъёмность и тяговые свойства. Недостатком данных машин является отсутствие центров сервисного обслуживания и плохое снабжение запасными частями.
МАЗ (г. Минск, Белоруссия) – изготовитель автомобилей типа 42, 64, предназначенных для эксплуатации на дорогах и типа 6х6 для эксплуатации по бездорожью. Данные автомобили обладают хорошей экономичностью при движении по дорогам общей сети, эргономичностью, имеют хороший уровень комфорта и дизайн. Слабые стороны – отсутствие центров сервисного обслуживания, близкие к верхнему пределу осевые нагрузки, отсутствие варианта капотной компоновки.
У автомобилей ОАО «АЗ«Урал» также много конкурентов и за рубе-жом. Это такие производители, как ТАТРА, MAN, IVECO и другие. Автомобили зарубежных производителей в основной массе предназначены для эксплуатации по хорошим дорогам. Эти машины отличаются высоким уровнем комфорта, качества и экономичности, но при эксплуатации в разных климатических условиях России возникают проблемы в связи с их неприспособленностью к различным климатическим условиям. Высокая эффективность использования этих автомобилей достижима при наличии хорошо развитой сети станций технического обслуживания и высокой квалификации эксплуатирующего и обслуживающего персонала.
Учитывая вышеизложенное, можно сказать, что ОАО «АЗ«Урал» занимает одно из лидирующих положений на рынке грузовой автотехники, в основном за счёт потребительских свойств продукции. Данное положение необходимо сохранить за счёт продуманной ценовой политики, строгом контроле за расходами, качеством продукции и т. д.
Состояние отрасли в целом
По итогам 2009 года можно сделать заключение, что рынок грузовых автомобилей в нашей стране достаточно устойчив. Объём продаж за год составил 173 тысячи автомобилей, причём объём продажи несколько превышал объём производства из-за распродажи ранее накопленных запасов техники. Заметно выросли как экспорт отечественных автомобилей (до 16000 штук), так и импорт зарубежных автомобилей (свыше 14000 штук без учёта подержанных автомобилей). Рыночные цены на отечественные автомобили росли медленнее, чем в прошлом году, и темп их роста был близок к уровню инфляции.
Судя по характеристикам появляющихся в последнее время новых моделей автомобилей, можно говорить о том, что отечественные авто-производители начали вкладывать средства в разработку автотехники с уровнем качества приближенным к европейским стандартам.
Наиболее значительный процент проданных автомобилей принадлежит ОАО ”ГАЗ”, выпуск грузовых автомобилей которого составил 94000 штук и вырос, по сравнению с прошлым годом, на 5%.
ООО ”УАЗ” так и не сумел оправиться от последствий значительного спада производства в 2008 году и его доля в продажах грузовых автомобилей Упала с 9,92% (2001 год) до 9,8% (2002 год).
АО “Ижмаш-Авто” продало более 14000 штук автомобилей, что дало прирост доли продаж до 8,4%.
Выпуск автомобилей “АЗ Урал” составил 10200 автомобилей за год, что дало прирост по сравнению с прошедшим годом на 7,5%. Основу производственной программы составляет полноприводное шасси “Урал 4320” (до 60%).
Годовой выпуск ОАО “КАМАЗ” составил 21000 автомобилей, но его доля в общем объёме продаж сократилась до 11,5%, однако предприятие сумело закончить реконструкцию мощностей по выпуску двигателей (планируются 75000 штук в год).
Из общего числа грузовых автомобилей, автомобили высокой грузоподъёмности составляют лишь 11,8%. Из числа закупаемых автомобилей из-за рубежа 45% приходится на автомобили-самосвалы, грузоподъёмностью от 5 до 20 тонн и выше.
Оценка автомобиля по качеству
Оценку качества сравниваемых автомобиле проводят индексным мето-дом. С помощью веса значимости параметра K , частного индекса качества R и взвешенного индекса качества K•R .
где Ki – вес значимости i–го параметра автомобиля.
Частный индекс качества – это отношение значения параметра проект-ного автомобиля к значению параметру базового автомобиля.
Взвешенный индекс качества i–го параметра Ki•Ri – это произведение веса значимости i–го параметра и частного индекса качества i–го па-раметра.
Значения плавность хода, управляемость, экологичности, проходи-мость, оценены экспертным путем по десятибалльной шкале. Изменение параметра в положительную сторону соответствует возрастанию балла.
Данные по эксплуатационным параметрам повышающим экономи-ческий эффект от применения разрабатываемых колес с шинами радиальной конструкции, но не учтенные при определении эксплуатационного эффекта приведены в таблице
Таблица
№ п/п Параметры Вес значи-мости пара-метра Значение параметра Частный ин-декс качест-ва Взвешенный индекс каче-ства
базо-вый новый
1 2 1 2 1 2
1 Топливная эко-номичность, л. 15 40,3 35 40 0,96 0,99 0,14 0,15
2 Пробег шин, тыс. км. 10 45 100 55 2,2 1,22 0,22 0,122
3 Грузоподъем-ность, т. 12 3000 3100 4000 1,03 1,33 0,124 0,16
4 Плавность хода 10 3 5 4 1,56 1,33 0,156 0,133
5 Управляемость 7 3 5 3 1,56 1 0,109 0,07
6 Экологичность 12 2 5 5 2,5 2,5 0,3 0,3
7 Шум, дБА 8 36 35 36 0,97 1 0,078 0,08
8 Проходимость 16 7 8 7 1,14 1 0,1824 0,16
9 Скорость дви-жения, км/ч. 5 82 85 85 1,04 1,04 0,052 0,052
10 Тяга на крюке 10 1 1,2 1,2 1,2 1,2 0,12 0,12
Итого 100 1,4814 1,347
Находим суммарный взвешенный индекс качества;
( )
где Ki•Ri – взвешенный индекс качества i–го параметра.
Сравнивая автомобили индексным методом, приходим к выводу, что проектируемый автомобиль превосходит базовый по своим потребительским свойствам.
Расчет полезного эффекта от использования в народном хо-зяйстве автомобилей Урал-4320-31 с колесами 515-254 (4000 кгс) производства ОАО «ЧКПЗ» c шинами 390/95R20 КАМА-УРАЛ (НкШЗ) и 390R20 модели О-65 (ОШЗ).
Создание высокопроизводительных и экономичных конструкций имеет большое значение.
Целью данного расчета является определение экономического эффекта от внедрения нового автомобиля с применение на нем колес повышенной грузоподъемности с шинами радиальной конструкции.
Прототипом проектируемого автомобиля является автомобиль “Урал-4320-31”. У этого автомобиля стандартные шины 14,00-20 модели ОИ-25, диагональной конструкции, грузоподъёмностью 29,4 кН (3000 кгс). В своём дипломном проекте мною спроектирован автомобиль Урал большей грузоподъемностью, с колесами 515-254 с шинами 390/95R20 КАМА-УРАЛ, радиальной конструкции, грузоподъемностью 39,4 кН (4000 кгс).
В данном расчете за базу сравнения принимается автомобиль “Урал-4320-31”.
Расчет показателей в сфере производства.
Себестоимость изготовления проектируемого автомобиля:
,
где Спр, Сб – себестоимость проектируемого и базового автомобиля, соответственно;
Сискл – себестоимость узлов и деталей, убранных из автомобиля;
Снов – себестоимость вновь изготавливаемых узлов и деталей.
Полученные данные по себестоимости заноси в табл.
Таблица
№ п/п Наименование узлов и деталей Себестоимость, тыс. руб.
1 Заменяемые узлы и детали:
а) колесо 254Г-508 (ЧКПЗ)
1 512
б) шина 14,00-20 мод. ОИ-25 3 550
Дополняемые узлы и детали:
а) колесо 515-254
2 000
б) шины:
– 390/95R20 КАМА-УРАЛ (НкШЗ)
– 390R20 мод. О-65
4 900
5 090
2 Базовый автомобиль 900 000
3 Проектируемый автомобиль 913 566
Нижний предел цены:
, ( )
где Cпр – себестоимость проектируемого автомобиля, руб.;
н – норматив рентабельности к себестоимости, % .
Норматив рентабельности к себестоимости принимаем равным 10 %.
Цниж=1 004 922,6 руб.
Приведенные затраты на производство автомобиля
Зб = Сб + Ен•К
Зпр = Спр + Ен•К, ( )
где Ен – нормативный коэффициент эффективности капитальных вложений;
К – капитальные вложения при изготовлении автомобиля.
Нормативный коэффициент эффективности капитальных вложений принимаем равным 0,15.
К = К1 + К2 + К3 , ( )
где К1 – прямые вложения в предприятие изготовитель автомобиля;
К2 – сопутствующие капитальные вложения;
К3 – капитальные вложения на проведение научно-исследовательских работ.
К1б = Ф•Сб
К1пр = Ф•Спр , ( )
где Ф – удельная капиталоемкость продукции.
Значение капиталоемкости продукции принимаем равным 0,8.
К1б = 720 000 руб.
К1пр = 730 852,8 руб.
(К2 + К2)б = 0,1•К1б
(К2 + К2)б = 0,1•К1б ( )
К б = 792 000 руб.
К пр = 803 938,1 руб.
Зпр б = 1 018 800 руб.
Зпр пр = 1 034 156,7 руб.
Экономический эффект в сфере производства:
Эпр = Зпр б – Зпр пр ( )
Эпр = – 15 356,7 руб.
Эксплуатационный эффект.
Расчет транспортной производительности автомобиля.
Расчет производительности заносим в табл.
Таблица
Наимено-вание пока-зателя Единицы измерения Расчетная формула Вариант
базо-вый проектируемый вариант
без по-выше-ния на-грузки с повы-шения нагруз-ки
1 2 3 4 5 6
Эксплуата-ционная скорость км/ч
74,0 76,47 76,47
км Кr – среднее расстоя-ние перевозки, 40 40 40
км/ч Vt – техническая ско-рость движения авто-мобиля 82 85 85
– – коэф. Использова-ния пробега 0,75 0,75 0,75
час tпр – время простоя под погрузкой и разгрузкой 0,07 0,07 0,07
Средне су-точный пробег ав-томобиля км
592 611,76 611,76
час tн – время в наряде 8 8 8
Годовой пробег ав-томобиля км ,
106560 110117 110117
дни Dк – календарные дни 250 250 250
– п – коэф. использова-ния парка 0,72 0,72 0,72
Годовая производи-тельность т км ,
407592 421197 574810
т g – грузоподъемность 6 6 12
– j – коэф. использова-ния грузоподъемности 0,85 0,85 0,85
– – коэф. использова-ния пробега 0,75 0,75 0,75
Срок служ-бы лет ,
4,22 4,32 4,32
тыс. км Lрес – ресурс до капи-тального ремонта 250000 250000 250000
– Куэ – коэффициент, учитывающий усло-вия эксплуатации, 1 1 1
– Кр – коэффициент, учитывающий пробег после капитального ремонта 1,8 1,9 1,9
Себестоимость транспортных перевозок
Таблица
1 2 3 4 5 6
Затраты на топливо руб/км ,
2,821 2,45 2,8
руб/л Ст – стоимость топли-ва 7 7 7
л/100 км Qт – эксплуатационная норма расхода топ-лива 40,3 35 40
Затраты на смазочные материалы руб/км 0,3241 0,3236 0,3236
Затраты на ТО и экс-плуатаци-онный ре-монт руб ЗТО1000 3000 3000 3000
руб ЗТО1 3700 3700 3700
руб ЗТО2 8900 8900 8900
руб/км
0,1464 0,1417 0,1417
Затраты на зара-ботную плату руб/км 0,2468 0,2394 0,5189
руб т/км РГ – расценка за 1 тон-но-километр 0,0554 0,0554 0,0554
руб Рпогр – расценка за по-грузку-разгрузку 7,87 7,87 7,87
% Рпр – премия водите-лям автомобиля 40 40 40
% Рур – уральский коэф-фициент 15 15 15
– n – число поездок с грузом за день 4 4 4
Отчисления на социаль-ное страхо-вание руб/км ЗСС=НССЗпл 0,09 0,088 1,59
% НСС – процент отчис-лений 36,8 36,8 36,8
Затраты на восстанов-ление и ре-монт шин руб/км
0,552 0,3562 0,57
n – число шин 7 7 7
руб Сш – цена шины авто-мобиля 3550 4800 4900
тыс.км R – ресурс шин авто-мобиля, тыс. км 45 100 55
Себестои-мость 1 км без затрат на аморти-зацию руб/т км
1,093 0,94 0,769
Расчет полезного эффекта.
Верхний предел цены
,( )
где Еn – норма рефинансирования, равная 0,18;
Ki – вес значимости параметра;
Kпроч – частный индекс качества параметров, не влияющих на эксплуатационные затраты.
Цверх1= 1 135 918,4 руб.
Цверх2= 1 640 644 руб.
Интегральный эффект на один автомобиль
( )
Эинт1= 149 247,2 руб
Эинт2= 583 104,84 руб
Все результаты экономических расчётов сведены в таблицу
Таблица — Технико-экономические показатели проекта
Наименование показателя Еди-ницы изме-рения Абсолютная величина Отношение про-ект. к базовому
Базовый вариант Проектируемый ва-риант
без по-вышения на-грузки с повы-шения нагруз-ки без по-вышения на-грузки с по-выше-ния на-грузки
Грузоподъем-ность т
Техническая ско-рость км/ч
Годовой пробег км
Производитель-ность транспорт-ной работы т•км
Себестоимость транспортной работы руб/т•км
Нижний предел цены руб
Верхний предел цены руб
Интегральный эффект от вне-дрения нового автомобиля руб
5 Безопасность жизнедеятельности
В народном хозяйстве страны автотранспортные средства получили самое широкое распространение. Как известно, технический прогресс для любой отрасли народного хозяйства обязательно меняет роль человека в управлении машиной. Все более возрастает роль «человеческих факторов» в управлении машиной, которую уже нельзя рассматривать изоляционно от человека. Человек становится активной составной частью системы человек-машина.
Автотранспортные средства в этой части не являются исключением. Ха-рактерными чертами их развития являются быстрое развитие мощности и увеличение сложности систем управления. Это вызвало необходимость решения задачи оптимального сопряжения параметров машины и психофизиологических особенностей человека, а также приспособления машины к характеристикам человека. В связи с этим около 50 лет назад возникла новая область науки, основным объектом исследования которой является система человек-машина-рабочая среда. Эта область науки получила название эргономика. Следует отметить, что идея создания такой комплексной науки еще в начале 20-х годов была высказана академиком В.М. Бехтеревым и профессором В.Н. Мясищевым, предложившими несколько иной термин – эргология.
В круг вопросов, охватываемых эргономикой, входят самые разнообразные задачи. Она рассматривает технические, биологические, психологические и социальные аспекты взаимосвязей человека, машины и рабочей среды для оптимизации его трудовой деятельности.
Окружающие условия, в которых протекает деятельность человека, управляющего машиной, значительно влияют на его работоспособность. К таким условиям относят, прежде всего, микроклимат, вибрацию, шум и освещение на рабочем месте.
Организм человека способен переносить некоторые изменения окружаю-щих условий без заметного ухудшения работоспособности. Этому способствует деятельность регуляционных механизмов, поддерживающих температуру тела, состав крови и т.п. с колебаниями в сравнительно узких пределах, что обеспечивает нормальную жизнедеятельность нервной системы, желез внутренней секреции, мышечных тканей и т. п. Но возможности регуляционных механизмов человека ограничены. При значительных изменениях окружающих условий возможно ухудшение деятельности органов чувств, сердца, нервной системы и желез. Ухудшение самочувствия человека немедленно сказывается на работе системы человек-машина-среда.
Создание благоприятных условий работы человека является одной из важнейших составляющих задачи проектирования автомобиля. С другой стороны, ситуация в таких областях, как подготовка опытных и грамотных водителей, сервис, оптимизация правил дорожного движения, строительство новых дорог и поддержание старых в удовлетворительном состоянии, качество прокладываемых дорожных покрытий, обеспечение приемлемых условий работы водителей АТС, курсирующих на больших расстояниях, поддержания порядка на дорогах, оперативная помощь при дорожно-транспортных происшествиях (ДТП) и во многих других, влияющих на безопасность в сфере автомобильных сообщений, в наших тяжёлых экономических условиях закономерно ухудшается. Следствием такого положения является резкое увеличение ДТП, и статистика констатирует рост человеческих и материальных потерь.
Безопасность жизнедеятельности (БЖД) водителя влияет не только на него самого, в зависимости от этого находятся пассажиры, сохранность перевозимого груза, а также всё прямо или косвенно связано с автомобилем и маршрутом его движения – это водители, пассажиры и грузы других АТС, пешеходы, объекты, находящиеся в окрестностях движения автомобиля в данный момент, – а если смотреть глобально – всё население и строения, экология и материальные ресурсы района движения (всем известны последствия таких крупных аварий, как столкновения с транспортом, перевозящим огнеопасные и ядовитые вещества). Таким образом, БЖД является важным компонентом как автомобильно-транспортной, так и любой другой области приложения человеческого труда.
Конечно, очень большая часть факторов, влияющих на безопасность, зависит именно от самого водителя, но вместе с тем его деятельность зависит от условий, в которых он работает. Очень влиятельными, а часто и опре-деляющими здесь оказываются качества автотранспортного средства. Автомобиль можно назвать основной и главной частью условий работы водителя.
Основы безопасности жизнедеятельности заложены в конструктивном решении автомобиля, а при взаимодействии со средой эксплуатации они получают соответствующее развитие, итогом которого является уровень безопасности, который мы видим. Человек может обеспечить безопасность на уровне конструкции. В наших условиях задача увеличения конструктивной безопасности стала актуальной .
Конструктивная безопасность автомобиля является сложной комплексной характеристикой и заключает в себе следующие части: активная безопасность, пассивная безопасность послеаварийная и экологическая безопасность.
Активная безопасность – это свойство автомобиля предотвращать дорожно-транспортные происшествия (снижать вероятность их возникновения). Активная безопасность зависит от габаритных и весовых параметров автомобиля, тяговой и тормозной динамичности, устойчивости, управляемости, плавности хода, а также информативности.
К активной безопасности относятся мероприятия по снижению тормозного пути, повышению устойчивости при торможении, управляемости, снижение утомляемости водителя при длительных поездках, эффективное действие внешних осветительных и сигнальных приборов (Соответствие требованиям ГОСТ 8769-75 «Приборы внешние световые» и Правилам ЕЭК ООН №48) обеспечивающих хорошую видимость ночью и однозначное понимание сигналов днем и ночью.
Пассивная безопасность – это свойство автомобиля уменьшать тяжесть последствий дорожно-транспортных происшествий для водителя и пассажиров.
Пассивная безопасность обеспечивается компоновкой автомобиля и конструктивным решением отдельных узлов и агрегатов ( травмобезопасные стекла, установка стекол таким образом, чтобы при лобовом столкновении осколки стекла не попали во внутреннее пространство кабины, применение подголовников, ремней безопасности, конструкция буфера соответствующая Правилам ЕЭК ООН №61).
Послеаварийная безопасность обеспечивается сохранением зоны жизненного пространства кабины автомобиля и возможностью эвакуации из аварийного автомобиля после дорожно-транспортных происшествий.
Экологическая безопасность – это свойство автомобиля уменьшать вред, наносимый участникам движения и окружающей среде в процессе его нормальной эксплуатации.
Эта безопасность зависит в основном от качества герметизации всех систем автомобиля, содержащих специальные жидкости (масла, топливо, тормозную жидкость и др. ), системы выпуска газов, а также от экологической чистоты продуктов сгорания что в свою очередь зависит от типа двигателя, экономичности, качества его работы и работы системы очистки отработавших газов. Кроме того, на экологическую безопасность влияет конструктивная продуманность обеспечения приемлемых параметров микроклимата, шума, вибрации, освещения и др.
Полная масса автомобиля и распределение нагрузки по осям, шины, их рисунок также влияют на экологическую безопасность автомобиля. При движении по грунту автомобиль в той или иной степени причиняет ущерб почве, создавая кроме того благоприятные условия для пыле- и грязеобразования при последующих проездах того же участка. В этих условиях автомобиль большой массы, имеющий шины с регулируемым давлением и с рисунком протектора высокой проходимости, вместе с повышенными параметрами проходимости имеет лучшую экологическую безопасность, чем такой же автомобиль на обычных дорожных шинах. Кроме того, раздельное регулирование давления воздуха в шинах передней оси и задней тележки также улучшает экологическую безопасность.
Экологически безопасный автомобиль – это экологически чистый автомо-биль. Поэтому применение токсичных веществ в нём следует сводить к миниму-му. Это касается не только тормозной жидкости, топлива и присадок в маслах, но и веществ, которые содержатся в материалах, применяемых в автомобиле (краски, покрытия, присадки в резинотехнических изделиях и др.).
До последнего времени считалось, что основное загрязнение от автомо-биля-это загрязнение отработанными газами, во время эксплуатации; но по расчетам европейских ученых около 45% загрязнений идёт от шин применяемых на автомобиле.
Так при износе шин образуется абразивная пыль резиновых частей шины и металлокорда. Эта пыль по составу и размерам пропорциональна пыли возникающей при работе на абразивном станке и это считается одно из самых загрязненных рабочих мест, но никто не задумывался, что дети играющие у автострады и люди стоящие на остановке , находятся практически в таких же условиях.
Так же по уровню внешнего и внутреннего шума шины стоят на втором месте после двигателя внутреннего сгорания. И это отражается на нашей экологии.
Согласно исследованиям ученых НАМИ России и всего мира, загрязнения окружающей среды от эксплуатации автомобильного транспорта составляет приблизительно 30 % от основной части техногенного загрязнения. Автомобили загрязняют атмосферу не только отработанными газами, испарением горючесмазочных материалов, но и интенсивным износом протектора (около 30 % от общего загрязнения).
Основная масса шины около 80 %, остается не используемой после полного истирания протектора, или преждевременного выхода шины из эксплуатации, вследствие разрыва корда. Эта часть и составляет основной загрязняющий фактор шин. Поэтому вопрос утилизации шин стоит на первом месте по защите окружающей среды.
Современная наука ушла далеко вперёд, отработавшие покрышки после разделки и измельчения используются как:
– подушки для дорожного покрытия;
– абсорбент нефти;
– сырье для изготовления новых покрышек.
Но это процесс достаточно дорогостоящий, хотя в европейских странах и Америки переработка и утилизация отработанных покрышек централизована и существует большая сеть автосервисов и предприятий по переработки и утилизации шин – это вопрос не решен полностью. В нашей стране утилизируется всего около 20 % шин используемых на автотранспорте.
Экологическая безопасность обеспечивается компоновкой автомобиля (оптимальная развесовка, применение шин, наносящих минимальный вред плодородному слою почвы), применением дизельных двигателей, позволяющих значительно снизить вредное воздействие автомобиля на окружающую среду, установкой глушителя повышенной эффективности, ужесточением требований по балансировке карданных валов, повышения качества изготовления зубчатых колес позволит снизить шумовое воздействие на водителя и окружающую среду.
Безопасность труда при эксплуатации автомобиля может быть обеспечена только благодаря строгому выполнению государственных стандартов, норм и правил по технике безопасности при расчетах, проектировании изготовлении и эксплуатации автомобиля и выполнение всех основных Правил ЕЭК ООН:
– конструкция, компоновка и расположение узлов и механизмов обеспечивают свободный и удобный доступ к ним, а так же безопасность работ при монтаже, эксплуатации и ремонте;
– приводные и передаточные механизмы защищены кожухами;
– электропроводка, трубопроводы, шланги для подачи воздуха, масла и вентиляционные отверстия расположены так, чтобы не затруднять обслуживание.
При эксплуатации и ремонте автомобиля следует соблюдать общие правила безопасности, выполнять требования, указанные в руководстве по эксплуатации автомобиля и его агрегатов. Необходимо вовремя и в полном объёме производить техническое обслуживание автомобиля и его агрегатов.
При эксплуатации все узлы и агрегаты автомобиля должны быть исправны. Обслуживание и ремонт автомобиля необходимо производить на горизонтальной площадке.
Необходимо содержать двигатель и предпусковой подогреватель в чистоте, так как подтекание топлива и масла может послужить причиной пожара. Нельзя прогревать двигатель в закрытых помещениях с плохой вентиляцией во избежании отравления угарным газом.
Необходимо осторожно обращаться с антифризами и тормозными жидкостями, так как они ядовиты.
При движении автомобиля необходимо фиксировать замки дверей кабины.
Зеркала заднего вида необходимо устанавливать наибольшим размером вертикально и регулировать таким образом, чтобы в них был виден максимально возможный участок дороги, ограниченный по вертикали линией горизонта, по горизонтали – габаритом автомобиля.
Обеспечение безопасности на этапе проектирования имеет крайне важное значение для последующей безопасной эксплуатации грузового автомобиля. Для вновь создаваемых автомобилей определены стандарты на светотехнику, показатели системы торможения, рулевое управление, дымность автомобилей с дизельным двигателем, защитные свойства кабин, управляемость и устойчивость, вентиляцию и отопление, внешний и внутренний шум и.т.д. Соответствие созданного автомобиля этим нормам должно обеспечить достаточную безопасность. Важнейшее влияние на компоновку конструкции автомобиля оказывают вопросы повышения безопасности конструкции, помимо умения рассчитывать такие специальные элементы, как амортизаторы высокой энергии.
Стандартная методика расчёта безопасности конструкции автомобиля сводится к обеспечению максимальной прочности и жесткости кабины, к обеспечению деформируемости конструкции для поглощения энергии, воспринимаемой передними и задними частями.
При конструировании необходимо руководствоваться нормативными документами с приведенными критериями безопасности, в которых рассматривается лобовой удар, пожарная безопасность, боковой и задний удары, а также удар по крыше. Требование относящееся к лобовому удару, сводится к тому, чтобы после удара о твёрдую преграду автомобиля со скоростью 13,4 м./сек. «жизненное пространство» сохранило свою форму. При ударе по крыше передняя оконная стойка должна выдержать силу, соответствующую 60% веса полностью заправленного и оборудованного автомобиля.
Размеры рабочего места водителя и размещение основных органов управления должны обеспечивать удобство управления автомобилем для водителя.
Внутренняя ширина трехместной кабины грузового автомобиля должна быть не менее 1700 мм без спального места и 1900 мм со спальным местом. Ширина прохода двери на уровне пола не менее 250 мм.
Стёкла ветрового окна должны быть многослойными, безопасными. Ос-тальные стекла должны быть из безопасного стекла, не дающего ранящих осколков.
Ветровое стекло должно быть полированным.
Система отопления и вентиляции должна обеспечивать устранение запо-тевания и обмерзания стекла ветрового окна на всей площади, очищаемой стек-лоочистителями при наружной температуре до минус 45С.
Кабина должна быть оборудована стеклоочистителем и стеклоомывате-лем.
Рабочее место водителя должно быть оборудовано наружными зеркалами заднего вида.
Сиденье водителя должно быть раздельным и иметь систему подрессоривания. Обивка сиденья должна быть трудновозгараемой.
В зоне расположения педалей не допускается размещение других узлов и деталей, препятствующих управлению.
Кабина должна быть оборудована системой принудительной вентиляции с подачей свежего воздуха. Кабина грузового автомобиля и рабочее место водителя должны быть оборудованы противосолнечными регулируемыми козырьками или шторками, плафоном внутреннего освещения, поручнями, ящиком для мелких вещей, карманом для документов, вешалкой, щитком при-боров.
Кабина грузового автомобиля должна иметь место для размещения аптечки и огнетушителя.
При разработке рабочего места водителя необходимо учитывать:
– обеспечение посадки водителя и функционально удобную позу;
– расположение органов управления автомобилем, а также контрольно-измерительных приборов в зону функционального и информационного комфорта;
– обеспечение на рабочем месте водителя требуемых санитарно-гигиенических норм.
Условия труда при работе на грузовых автомобилях регламентируются государственными стандартами. К числу регламентируемых показателей относятся уровень концентрации пыли в кабине, параметры вибрации в вертикальном и горизонтальном направлениях на сиденье водителя, микроклимат в кабине (температура, влажность, скорость движения воздуха в кабине, перепад температур), внутренние размеры кабины, расположение органов управления, сила сопротивления перемещению органов управления, средства отображения информации, обзорность с рабочего места водителя и т.д.
Проектируемый автомобиль отвечает самым современным требованиям эргономики и безопасности для водителя, Регулируемые по высоте и нагрузке сиденья; регулируемый угол наклона рулевого колеса позволяет создавать удобную посадку для людей разных размеров и масс.
Расположение приборов, органов управления и индикаторов в зоне физиологического комфорта снижает утомляемость водителя и делает вождение более безопасным. Обеспечение норм микроклимата на рабочем месте водителя достигается благодаря установке эффективного отопителя кабины, работающего от подогретого масла и двух двухступенчатых вентиляторов с электродвигателями. Хорошую обзорность с места водителя обеспечивают панорамное ветровое стекло (безопасное при повреждении), высокая посадка водителя в кабине, возможность обогрева ветрового стекла и зеркал заднего вида. Подсветка приборной панели в тёмное время суток обеспечивает чёткое снятие водителем показаний с приборов.
6 Гражданская оборона
При разработке и проектировании новых моделей автомобилей и шасси в современных условиях большое внимание уделяется вопросу использования их в составе подразделения гражданской обороны.
Проектируемое шасси автомобиля по техническим характеристикам даёт возможность использовать его для целей ГО и МЧС. Также проектируемое шасси пригодно для установки специального оборудования средств поражения, которые могут быть использованы в специальных инженерно-технических ус-тановках для МО. К таким средствам относят:
1) Зажигательное оружие включая зажигательные боеприпасы и огнесмеси, а также средства их доставки к цели.
2) Боеприпасы объемного взрыва. Для снаряжения таких боеприпасов ис-пользуются жидкие или пастообразные рецептуры углеводородных горючих ве-ществ, которые при распылении в воздушной среде в виде аэрозоля образуют взрывчатые топливно-воздушные смеси.
3) Кассетные боеприпасы – это авиационные кассеты (управляемые и не-управляемые), установки кассетного типа с управляемыми ракетами, реактивные снаряды, снаряженные боевыми элементами (субснарядами), и др.
4) Субснаряды выбрасываются вышибным зарядом над целью для ее поражения. Используются боевые элементы различного назначения: осколочные, осколочно-фугасные, кумулятивные, зажигательные и др.
5) К основным видам высокоточного оружия относят управляемые авиаци-онные бомбы и управляемые крылатые ракеты различных классов, которые имеют круговое вероятное отклонение от цели 310 м.
В случае военных действий возможен выход из строя электростанций, линий электропередач, железнодорожных магистралей, что может сказаться на пропускной способности автомагистралей. Поэтому проектируемое шасси может оказаться видом транспорта, который будет способен доставить специальное оборудование к местам назначения. Особенно это касается автомобилей высокой грузоподъёмности и проходимости. Автомобиль может передвигаться в условиях бездорожья в обход автомагистралей, по снежной целине с глубиной снежного покрова до 300 мм , преодолевать водные преграды глубиной до 1,2 м
Цельнометаллическая кабина расположена довольно высоко от поверх-ности земли, предохраняет водителя и пассажиров от воздействия радиационного облучения и проникновения радиационной пыли в кабину автомобиля.
Проектируемое автомобильное шасси снабжёно двигателем ЯМЗ-7601, дизельный, с воспламенением от сжатия, четырехтактный, с турбонаддувом, V-образный, восьмицилиндровый, с рабочим объёмом 14,86 литров и номинальной мощностью по ГОСТ 14846 220 кВт. Данный двигатель имеет достаточную мощность. Это позволяет, в сочетании со специальным навесным оборудованием, использовать его при проведении различных спасательных работ: буксировании повреждённой техники, перевозке техники, погрузки и установки различных военных комплексов.
Кабина оборудована: средствами термо-шумоизоляции, системой вентиляции и отопления по ГОСТ Р 50993, гидравлическим механизмом опрокидывания с ручным насосом, стеклоочистителем, омывателем, устройством обдува стекол ветрового окна, тремя противосолнечными козырьками, двумя зеркалами заднего вида, широкоугольным зеркалом и зеркалом бокового обзора по ГОСТ Р 41.46, сиденьем водителя, регулируемым в продольном направлении, по высоте, жесткости и наклону спинки, сиденьем пассажира, местом размещения медицинской аптечки, местом для установки термоса для питьевой воды, светозащитными устройствами на боковых и задних окнах, кронштейнами крепления оружия членов экипажа, предусмотрены места для размещения ФВУ, ОЗК членов экипажа, прибора радиационной разведки, футляра ПНВ.
Шасси должны поставляться полностью укомплектованными в соответ-ствии с утвержденной в установленном порядке документацией. В комплект обязательной поставки должны входить инструмент, принадлежности, запасные части (ЗИП), а также эксплуатационная документация.
Чрезвычайная ситуация – это ситуация, т.е. явления, события, процессы, характеризующиеся внезапными и значительными отклонениями от нормальных условий жизнедеятельности и сопровождающиеся отрицательными социальны-ми, экономическими, экологическими последствиями.
Чрезвычайные ситуации делятся на ситуации невоенного и военного характера. Чрезвычайные ситуации невоенного характераподразделяют:
– по сфере возникновения;
– по ведомственной принадлежности;
– по масштабам последствий.
Виды чрезвычайных ситуаций:
– невоенного характера по сфере возникновения:
а) техногенные (производственные аварии);
б) природные (стихийные бедствия);
в)экологические (экологические бедствия).
– по ведомственной принадлежности:
а) промышленности;
б) строительстве;
в) жилищной и коммунальной сфере;
г) сельском и лесном хозяйстве;
д) на транспорте.
– по масштабам последствий:
а) частные (один станок, установка);
б) объектовые (в пределах предприятия);
в) местные (в пределах района, города);
г) региональные;
д) глобальные.
Чрезвычайные ситуации военного характера подразделяют по виду приме-нения оружия:
а) массового поражения (ядерное, химическое, бактериологическое ору-жие);
б) обычного поражения.
В случае возникновения чрезвычайных ситуаций, как военного, так и невоенного характера проектируемое шасси, в силу своих конструктивных особенностей: мобильный, имеющий высокую грузоподъёмность, может использоваться как вспомогательное средство для возведения различного рода строений: военных и гражданских объектов, а также для оперативной доставки грузов и установок в любых условиях эксплуатации.
Таким образом, проектируемое шасси, при необходимости, может быть использовано для ликвидации последствий любого из вышеперечисленных видов чрезвычайных ситуаций.
Рекомендации по эксплуатации
От технического состояния колес зависит не только срок службы шин и затраты времени на монтажно-демонтажные и другие работы по уходу за колесами, но и такие качества машин, как надежность, производительность и комфортабельность.
Независимо от конструктивных особенностей колес при их эксплуа-тации рекомендуется выполнять следующие общие правила:
К монтажу шин допускать только те колеса, у которых не нарушена окраска всех деталей, как с наружной, так и с внутренней стороны. Перед монтажом шины колесо должно быть осмотрено; участки, подвергнутые коррозии, необходимо очистить от ржавчины металлической щеткой обезжирить и подкрасить.
Погнутости бортовых закраин ободьев, бортовых и замочных колец можно исправить, не прибегая к сильным ударам непосредственно по погну-тым месту, а применяя для этого различные прикладки с тем, чтобы избежать забоин. Производить заварку трещин на каких-либо деталях колеса не рекомендуется, поскольку такой ремонт не гарантирует прочности колеса.
Не следует применять на колесах какие-либо дополнительные элементы, например вторые съемные бортовые кольца для уменьшения ширины обода, или применять съемные детали от другого типа колеса, так как это нарушает условия контактирования деталей и может привести к преждевременному выходу колес и шин из строя.
При установке колеса на машину необходимо гайки крепления колеса к ступице затягивать постепенно и поочередно до заданного инструкцией момента.
Не допускается эксплуатация машины, если отсутствует хотя бы одна крепежная гайка колеса.
Нельзя допускать к эксплуатации колесо, имеющие при движении бие-ние, заметное на глаз, так как это приведет к повышенному износу шины.
При демонтаже шин следует руководствоваться рекомендациями каталога-справочника и правилами по эксплуатации машины, и пользоваться только исправным демонтажным инструментом, придаваемым к машине.
Подбор шин
При выборе шин для автомобиля во избежание их весовой перегрузки необходимо руководствоваться индексами грузоподъёмности (нагрузки) и скорости, а также обращать внимание на конструкцию (камерная, бескамерная и др.).
Монтаж и демонтаж шин
Монтаж и демонтаж шин должен выполнятся компетентным пер-соналом с применением специального оборудования.
Факторы, влияющие на долговечность шин
– строгое соблюдение правил эксплуатации и ухода за шинами способствует максимальному использованию ресурса шин.
– при комплектации автомобиля шинами проверяйте соответствие шин по конструкции, форме профиля, степени износа, типу рисунка; устанавливайте на сдвоенные колеса и оси одинаковые шины.
– соблюдайте нормы внутреннего давления в шинах, в т. ч. и запасной. Выбор правильного давления — самый важный фактор при эксплуатации шины. Проверяйте давление во всех шинах не реже одного раза в неделю. Давление должно проверяться только в холодных шинах!
Снижение давления в шинах на 10% приводит к увеличению расхода топлива на 1,5% и значительному снижению ресурса шин.
– не допускается эксплуатация шин с остаточной высотой протектора меньше:
• 1,6 мм — для легковых автомобилей;
• 1,0 мм — для грузовых автомобилей;
• 2,0 мм — для автобусов и троллейбусов.
– своевременно сдавайте шины на восстановление, это увеличит их работоспособность до 50%.
Хранение шин
Во избежание преждевременного старения и разрушения шины необходимо хранить в темном, сухом, закрытом месте в вертикальном положении.
Камеры хранятся в слегка накаченном воздухом состоянии на кронштейнах с полукруглыми поверхностями.
Не допускается хранение шин, камер и ободных лент в одном по-мещении с горючими, смазочными и химическими веществами.
Экологические требования
В настоящие время очень остро встал вопрос о загрязнении окру-жающей среды.
При увеличении автотранспорта на дорогах, как России, так и всего мира доля загрязнения окружающей среды от автотранспорта с каждым годом растет.
Загрязнения от автомобиля можно разделить на две большие группы:
— во время эксплуатации;
— после выхода из строя.
Экологически безопасный автомобиль – это экологически чистый авто-мобиль. Поэтому применение токсичных веществ в нём следует сводить к минимуму. Это касается не только тормозной жидкости, топлива и присадок в маслах, но и веществ, которые содержатся в материалах, применяемых в автомобиле (краски, покрытия, присадки в резинотехнических изделиях и др.).
До последнего времени считалось, что основное загрязнение от автомобиля — это загрязнение отработанными газами, во время эксплуатации; но по расчетам европейских ученых около 45% загрязнений идёт от шин применяемых на автомобиле.
Так при износе шин образуется абразивная пыль резиновых частей шины и металлокорда. Эта пыль по составу и размерам пропорциональна пыли возникающей при работе на абразивном станке и это считается одно из самых загрязненных рабочих мест, но никто не задумывался, что дети, играющие у автострады и люди стоящие на остановке, находятся практически в таких же условиях.
Так же по уровню внешнего и внутреннего шума шины стоят на втором месте после двигателя внутреннего сгорания. И это отражается на нашей экологии.
Согласно исследованиям ученых НАМИ России и всего мира, загрязнения окружающей среды от эксплуатации автомобильного транспорта составляет приблизительно 30 % от основной части техногенного загрязнения. Автомобили загрязняют атмосферу не только отработанными газами, испарение горюче смазочными материалов, но и при интенсивном износе протектора около 30 % от общего загрязнения.
Основная масса шины около 80 %, остается не используемой после полного истирания протектора, или преждевременного выхода шины из эксплуатации, вследствие разрыва корда. Эта часть и составляет основной загрязняющий фактор шин. Поэтому вопрос утилизации шин стоит на первом месте по защите окружающей среды.
Современная наука ушла далеко вперёд, и отработавшие покрышки после разделки и измельчения используются как:
— подушки для дорожного покрытия;
— абсорбент нефти;
— сырье для изготовления новых покрышек.
Но это процесс достаточно дорогостоящий, хотя в европейских странах и Америки переработка и утилизация отработанных покрышек централизована и существует большая сеть автосервисов и предприятий по переработки и утилизации шин — это вопрос не решен полностью. В нашей стране утилизируется всего около 20 % шин используемых на автотранс-порте.
Загрязняющий эффект от шин можно снизить за счет перехода от диагонально конструкции шин — к радиальной. Вследствие того, что износостойкость радиальной шины выше, чем у диагональной. Это позволит увеличить ходимость шины в 2…2,5 раза, что в свою очередь уменьшит долю резинометаллической пыли в единицу времени от одного автомобиля.
С увеличение срока службы новой шины, уменьшатся затраты на их закупку, а так же утилизацию.
Своевременный ремонт шин также позволит увеличить срок службы шин, а пробег от ремонтируемой шины приблизительно равен 80 % от новой.
Также шины радиальной конструкции значительно легче их аналогов диагональной конструкции, что уменьшает затраты на сырье на 15…20 %. Весь этот эффект получается при улучшении эксплуатационных свойств автомобиля таких как плавность хода, управляемость, сцепление колес с дорогой, топливная экономичность, что в свою очередь позволит повысить безопасность автотранспорта, а уменьшение расхода топлива — уменьшит долю выхлопа.
Также основной проблемой автомобиля «Урал» является внешний и внутренний шум, но и эта проблема решается при переходе на радиальные, так внутренний шум уменьшится на 0,5 дБА, а внешний на — 0,5…1,5 дБА.
Экономический эффект от такой замены будет зависить от экономии топлива на 7-24 %, и от увеличения ходимости шин. При гарантийном пробеге автомобиля 250 тыс. км пробег с 50 тыс. км для ОИ-25 увеличатся до 100…150 тыс. км для О-65 и КАМА-УРАЛ. Это позволит сократить количество шин с 35 шт. модели ОИ-25 за гарантийный срок, до 15-21 шин, О-65 и КАМА-УРАЛ, а при ремонте шин позволит уменьшить их количество почти в 2 … 2,5 раза.
1 ЛИТЕРАТУРА
1. Учебное пособие по курсовому и дипломному проектированию по специ-альности 150100 – «Автомобиле- и тракторостроение» Челябинск 2001.– 80с.
2. Стандарт предприятия Курсовые и дипломные проекты Общие требова-ния к оформлению Челябинск 1996.– 37с.
3. Джон Фентон Несущий каркас кузова автомобиля и его расчет М: Машиностроение 1984.–200с.
4. Я. Павловский Автомобильные кузова М: Машиностроение, 1977.–543с.
5. Е.В. Михайловский Теория и расчет автомобиля М: Машиностроение 1975,–248 с.
6. Лукин П.П., Гаспарянц Г.А., Родионов В.Ф. Конструирование и расчёт автомобиля. – М.: Машиностроение, 1984.–376 с.
7. Режимы резания металлов . Справочник / Под ред. Барановского
Ю.Ф. – М .: Машиностроение , 1972 . – 407 с.
8. Кац А.М. Автомобильные кузова М.: Транспорт, 1980.–272 с.
9. Муравский Э. Внутренняя отделка автомобиля М.: Машиностроение, 1980,–288с.
10. Технология изготовления автомобильных кузовов: учебник/ Д.В. Горячий, А.Д. Горячий, Г.И. Захаров и др.М: Машиностроение, 1979.–352с.
11. А.И. Малышев Экономика автомобильного транспорта М.: 1983г.–138с.
12. Системы автоматизированного проектирования: В 9-ти кн. Кн.4.Математические моделитехнических объектов: Учебное пособие для втузов/В.А. Трудоношин, Н.В. Пивоварова.–М.: Высшая школа,1986.-160с.
13. Андронов М.А. Безопасность конструкции автомобиля М. 1985г.–206с.
14. Каталог “Мир грузовиков — 2000г.” №5 “За рулем” 1999г.
15. Правила ЕЭК ООН №48 и №61.
16. Руководство по эксплуатации автомобиля Урал – 532361.
17. Баженов С.П. Проектирование тяговых и транспортных машин. — Липецк 1999г.
18. ГОСТы:
41.17-2001 Единообразные предписания, касающиеся официального утверждения транспортных средств в отношении прочности сидений, их креплений и подголовников.
41.14-99 Единообразные предписания, касающиеся официального утверждения транспортных средств в отношении приспособлений для крепления ремней безопасности.
41.52-2001 Единообразные предписания, касающиеся конструкции транспортных средств общего пользования малой вместимости.