Проект лесовозного автопоезда

Введение

Сухопутный лесотранспорт играет важную роль не только в освоении лесосырьевой базы лесозаготовительного предприятия, но и внутрирайонных перевозок, успешно служит для выполнения лесохозяйственных, сельскохозяйственных и многих, других задач и целей. Даже после освоения лесосырьевой базы автомобильные дороги остаются и служат народному хозяйству того района, где они проходят. К основным особенностям сухопутного лесовозного транспорта относятся: собирательный характер работы лесовозных путей; одностороннее направление перевозки лесных грузов; сезонность работы многих участков сети лесовозных дорог; временный характер работы. Объектом исследований в данной работе является лесовозный автопоезд - одно из основных транспортных средств, применяемых для перевозки леса.

1. Обоснование общей схемы автопоезда

При обосновании общей схемы автопоезда необходимо определить его следующие параметры:

- реакции под осями автомобиля;

- количество ведущих осей автомобиля и его сцепной вес;

- расстояние между кониками;

- высоту стоек коника;

- высоту расположения центра тяжести гружёного автопоезда.

Кроме этого следует выбрать вариант ошиновки колес и шины.

1.1 Общее количество осей автопоезда и реакции под ними

Q - номинальная рейсовая нагрузка.

а) Распределяем вес груза между коником автомобиля и коником полуприцепа

Qп/п - нагрузка приходящаяся на полуприцеп

Qа - нагрузка приходящаяся на автомобиль

б) На основании нагрузки приходящей на полуприцеп по графику (приложение 1 (1)) определяем собственный вес полуприцепа

Gп/п - вес полуприцепа

в) Определяем реакцию под колёсами полуприцепа.

г) Полуприцеп имеет две оси, т. к. реакция превышает допустимую нагрузку на одинарную ось, которая равна 60 кН

д) Определяем вес автомобиля примерно принимая его равным нагрузке, приходящейся на автомобиль.

Gа - вес автомобиля.

е) Распределяем вес автомобиля Ga между передней и задней осью и определяем реакции на них:

- на переднюю ось - 25кН

- на заднюю ось - 35кН

Проверка:

Рисунок 1.1 - Схема распределения сил и реакций

1.2 Определение количества ведущих осей

Количество ведущих осей определяет величину сцепного веса Gсц автопоезда, что в итоге влияет на опорно-сцепную проходимость. Поэтому при решении данной задачи автопоезд ставится в наиболее тяжелые условия с точки зрения проходимости:

- движение автопоезда с грузом по дороге с заданным коэффициентом сопротивления качению f на руководящий подъём sin?1 при минимальном коэффициенте сцепления колес с дорогой (min).

- коэффициент сцепного веса

f - коэффициент сопротивления качению

sin1 - руководящий подъём в грузовом направлении

- минимальный коэффициент сцепления с дорогой

Зная полный вес автопоезда Gап, можно определить минимальное значение сцепного веса GСЦ, при котором возможно движение в данных условиях.

GСЦ -сцепной вес автопоезда

Gап - полный вес автопоезда

Сравниваем полученное значение с реакциями под ведущими колёсами автопоезда, и назначаем ведущие оси таким образом чтобы реакция между осями была больше сцепного веса

При условии: Rз ?Gсц, то ведущими будут являться задние колеса тягача, колесная формула 6*4

После этого необходимо уточнить действительное значение коэффициента сцепного веса:

,

где - реакция под ведущими осями автопоезда.

1.3 Выбор шин

Определим в соответствии с нагрузками на оси тип шин автомобиля и полуприцепа. Результаты расчёта сведены в таблице 1.1.

Таблица 1.1 - Результаты расчёта нагрузки на колеса при различных вариантах ошиновки

Исходя из полученных нагрузок на шины, выбирается вариант ошиновки, при котором нагрузка по осям будит примерно одинаковой.

Применяем двухскатную ошиновку для задних осей автомобиля и полуприцепа.

По наибольшей нагрузке на шины, выбираем шины по таблице в приложении 4 (1), и сводим техническую характеристику в таблицу 1.2.

Таблица 1.2 - Техническая характеристика шин

1.4 Расстояние между кониками и высота стоек коника

При вывозке леса в сортиментах расстояние между опорно-сцепным устройством и осью колес полуприцепа вычисляется по формуле

р - нагрузка на полуприцеп, кН

L'' - длина кузова полуприцепа, м

l0 - свес комлей с коника автомобиля, м;

=2*2.5+0.5=5.5 м

n=L'/L=V/CГ/L=24/2.02*2.5/2.5=1.9, принимаю n=2

Г-ширина коника в м, Г=2,5 м,

V=0,2*Q=0,2*120=24 м3

Высота стоек переднего коника рассчитывается по формуле

С=3.8-1.6*0.928=2.02 м

1.5 Высота расположения центра тяжести автопоезда

Лесовозный автопоезд представляет собой трехмассовую систему, включающую вес автомобиля Ga, вес перевозимого груза Q и вес полуприцепа Gп/п.

Высота расположения центра тяжести гружёного автопоезда определяется по формуле:

Dк - наружный диаметр колеса (шины)

- начальная высота погрузки

2. Тяговый расчет автомобиля

2.1 Определение номинальной мощности двигателя

Номинальная мощность двигателя определяется из условия возможности движения груженого автопоезда по горизонтальному участку дороги с заданным значением коэффициента сопротивлению качению f на прямой передаче в коробке перемены передач и высшей в раздаточной коробке при номинальном числе оборотов двигателя:

, кВт

Gап - полный вес автопоезда в гружённом состоянии (R1+R2), Н

f - коэффициент сопротивления качению,

V - скорость движения автомобиля на прямой (четвёртой) передаче, км/ч

F - лобовая площадь автопоезда, м2

- коэффициент полезного действия трансмиссии

, м2

m - коэффициент заполнения формы

В-ширина колеи автопоезда, м

Н - высота автопоезда по верхнему краю стойки коника, м

, м

кВт

2.2 Расчет и построение внешней скоростной характеристики двигателя

Скоростные характеристики двигателя представляют собой зависимость эффективного крутящего момента, эффективной мощности от скорости вращения коленчатого вала.

Чтобы построить скоростные характеристики двигателя необходимо найти моменты и мощности при разных угловых скоростях коленчатого вала. Для этого берём интервал угловой скорости 1100-2100 об/мин, и делим его на шесть равных частей. При каждом значении угловой скорости рассчитываем мощности.

, кВт

, кВт

, кВт

, кВт

, кВт

, кВт

, кВт

После определения номинальной мощности двигателя, необходимо найти номинальный крутящий момент:

Номинальный момент определяется при номинальных оборотах двигателя (nн=2100 об/мин)

Результаты вычислений сводим в таблицу 2.1

Таблица 2.1 - Результаты расчёта мощностей и моментов

2.3 Выбор передаточных чисел трансмиссии

При выборе передаточных чисел трансмиссии рекомендуется руководствоваться следующим:

Главная передача:

Передаточное число главной передачи должно обеспечить максимальную скорость движения автопоезда при включении пятой передачи в коробке перемены передач.

, км/ч

rд - динамический радиус колеса, м.

м

rст - статический радиус колеса, м

Коробка перемены передач:

передаточные числа в коробке переменных передач нужно назначать с учетом того, что -выбрано заранее, передаточное число четвёртой передачи должно быть равно 1.

Определение значения динамического фактора

Рассчитаем iтр из формулы:

Результаты расчёта передаточных чисел сводим в таблицу 2.2

Таблица 2.2 - Передаточные числа трансмиссии

Основой для составления кинематической схемы является колёсная формула автомобиля, на основании которой в начале составляется блок-схемы силовой передачи, а затем проводится насыщение её составляющих с использованием методических указаний «Кинематические схемы лесотранспортных машин».

2.4 Расчет тяговой характеристики

Тяговая характеристика представляет собой графическую зависимость на различных передачах и является основным документом, характеризующим тягово-динамические качества автомобиля.

Расчет ведется на всех пяти передачах КПП. Касательная сила тяги рассчитывается по формуле:

, Н

Для каждого значения частоты вращения коленчатого вала рассчитываем скорость движения автопоезда.

, км/ч

Результаты вычисления занесём в таблицу 2.3

Таблица 2.3 - Значения скоростей и касательных сил тяги автопоезда

2.5 Построение динамической характеристики

При анализе тяговых свойств автопоезда удобнее пользоваться динамической характеристикой, выражающей зависимость динамического фактора от скорости движения D=f(Va).

Как известно, динамический фактор характеризует удельную силу тяги, которую может развивать автопоезд на различных передачах:

,

где Gап - вес автопоезда, Н.

Таким образом, динамическую характеристику можно получить путем трансформации тяговой характеристики, у которой по оси ординат в соответствующем масштабе отложен динамический фактор.

Методика построения: на оси касательной силы тяги найти значение, равное

,

и снести эту точку влево до пересечения с осью динамического фактора в груженом состоянии автопоезда.

В точке пересечения значение динамического фактора будет равно 0,1. Имея это значение и соответствующую ему длину, составляем шкалу динамического фактора в груженом состоянии.

Аналогичным образом поступаем при разбивке шкалы динамического фактора в порожнем состоянии. В этом случае на оси касательной силы тяги находится значение

.

Соединяем одинаковые значения динамического фактора на обеих шкалах динамического фактора и получаем универсальную динамическую характеристику.

2.6 Построение номограммы «Тяговая характеристика автомобиля - многопараметровая характеристика двигателя»

Лист миллиметровой бумаги формата А1 делится примерно на 3 части. Слева на 2/3 формата проводятся две взаимно перпендикулярные прямые. Это будут оси номограммы. Графики А, Б, В, Г связаны между собой по координатным осям (для каждых двух соседних графиков одна ось общая).

Страницы: 1, 2