Дипломная (вкр): Проект пожарного аварийно-спасательного автомобиля

.3.2 Передаточное число низшей ступени коробки передач

Передаточное число низшей (первой) ступени основной коробки передач - iКПН находим из условия преодоления автомобилем максимального сопротивления дороги:

iКПН = GА∙ψmax∙rД/ (MEmax∙iДК∙iГ∙ηТП), (6.11)

где ψmax - максимальное значение суммарного коэффициента сопротивления дороги, принимаемое в расчетах равным 0,4.

iКПН = 15000∙9,8∙ 0,4∙0,508 / (833∙0,85∙6,7∙0,885) = 7,1

Полученное значение первой передачи основной коробки проверяем по условию буксования. Буксования не будет, если выполняется неравенство: для заднеприводных ПА

iКПН ≤ Gφ- φсц∙rд / (MEmax∙iДК∙ iГ∙ηТР)∙(L / (L - hg∙φсц));

где Gφ -сцепной вес ПА, т.е. вес приходящийся на ведущую ось, Н;

φсц - коэффициент сцепления шин с дорогой, принимаемый для сухого шоссе 0,7...0,8;

L - база автомобиля, принимается из компоновочной схемы, м;

hg - высота центра масс, принимается из компоновочной схемы, м.

iКПН = 7,1 ≤ 11400∙9,8∙0,8∙0,508 / (833∙0,85∙6,7∙0,885)(4,26 / (4,26 - 2∙0,8)) =17,3

.3.3 Передаточные числа промежуточных ступеней коробки передач

Передаточные числа промежуточных ступеней коробки передач выбираются из условия обеспечения максимальной интенсивности разгона ПА, а также возможности длительного движения при повышенном сопротивлении дороги.

Для использования в процессе разгона ПА наибольшей средней мощности двигателя, частота вращения его коленчатого вала должна находиться в диапазоне частот, близких к частоте, соответствующей максимальной мощности. Тогда передаточное число каждой последующей ступени получается из предыдущего умножением на постоянный множитель ряда геометрической прогрессии. Для 1-й ступени коробки передач имеем:

iКП i = (iКПНm-I ∙ iКПВi-1)1/(m-1), (6.12)

где iКП i - передаточное число i-й ступени коробки передач;

iКПН - передаточное число низшей ступени коробки передач;

iКПВ - передаточное число высшей ступени коробки передач;

m - количество ступеней коробки передач.

iКП 1 = 7,1; iКП 2 = 4,35; iКП 3 = 2,66; iКП 4 = 1,6; iКП 5 = 1.

.4 Построение тяговой характеристики

Тяговое усилие на колесе определяем из следующего выражения:

FKi = МЕ∙ iКПi∙ iДК∙iГ∙ηТР/ rд, (6.13)

где FKi - тяговое усилие при i-й ступени коробки передач, Н;

МЕ - эффективный вращающий момент двигателя, принимаемый в соответствии с выбранными частотами вращения коленчатого вала по внешней скоростной характеристике, Н·м;

iКПi -передаточное число i-й ступени коробки передач.

Скорость движения ПА - υА (м·с-1) при заданной частоте вращения коленчатого вала двигателя - n (об·мин-1) с учетам передаточного числа трансмиссии вычисляем по формуле:

υА = 0,105∙rк ∙п/iТР, (6.14)

где rк- кинематический радиус качения колеса, м;

iТР - общее передаточное число трансмиссии, определяемое как:

iТР = iКП∙ iДК∙ iГ, (6.15)

iТР = 7,82∙1∙6,7 = 52,4.

υА = 0,105∙0,508∙1000/52,4= 1 м·с-1

FKi = 815,75∙ 7,82∙1 6,7∙ 0,885 / 0,508 = 74459 Н.

Полученные численные значения сводим в таблицу 6.2 и по ее данным строим тяговую характеристику ПА.

Таблица 6.2 - Параметры тяговой характеристики АСА

Тяговая характеристика проектируемого пожарного автомобиля представлена на рисунке 6.2.

Рисунок 6.2 - Тяговая характеристика АСА

.5 Построение динамической характеристики

Для построения динамической характеристики ПА пользуются уравнением так называемого динамического фактора:

D = (FK - FB)/GA, (6.16)

где D - динамический фактор, предложенный академиком Е.А. Чудаковым для сравнительной оценки динамических свойств автомобилей с различными техническими характеристиками;

Fв - сила сопротивления воздуха, определяемая через фактор обтекаемости (формула 4.4) и скорость движения ПА, Н:

Fв = Кв∙( υА)2, (6.17)

Fв = 3,51∙(1)2 = 3,51 Н.

D1 = (74459 - 3,51) / (15000∙9,8) = 0,506.

Результаты расчетов, аналогично порядку построения тяговой характеристики, сводим в таблице 6.3.

По данным таблицы строим зависимости динамического фактора от скорости движения, представленные на рисунке 6.3.

Таблица 6.3 - Параметры динамического фактора АСА

Рисунок 6.3 - Динамическая характеристика АСА

Ускорение ПА - jА на горизонтальной дороге определяем как:

JA = (Di - ψ)∙g/δ, (6.18)

где ψ - суммарный коэффициент сопротивления дороги, принимаемый для расчетов равным 0,02;

g - ускорение свободного падения, м·с-1;

δ - коэффициент учета вращающихся масс, определяется как:

δ = 0,05 + 1 +0,07 (iкп)2, (6.19)

где iкп - передаточное число коробки передач, выбирается в соответствии с рассчитываемой передачей.

δ = 0,05 + 1 + 0,07*(7,82)2 = 5,33.

JА = (0,506 - 0,02) 9,8 / 5,33 = 0,89 м с-2

Полученные величины ускорений заносим в таблицу 6.4, по данным которой строим для первой, третьей и пятой передач графические зависимости JА = F(υА), представленные на рисунке 6.4.

Таблица 6.4 - Значения ускорения АСА на различных передачах

Рисунок 6.4 - Графики ускорений АСА на разных передачах

6.6 Построение графиков времени и пути разгона

Графики времени τ = f (υА) и пути разгона s = f (υА) строятся на основании графика ускорений ПА графоаналитическим методом. На кривой ускорений (рис.6.4), выделяются участки, на которых скорость движения ПА соответствует его разгону на 1-й, 2-й и последующих передачах. Затем каждый из этих участков разбивается на четыре или более одинаковых интервалов скоростей, в пределах которых ускорение принимается постоянным. Значение интервала скоростей на 1-й передаче рекомендуется выбирать в пределах 0,5...1, на промежуточных - 1...3, на высшей - 3...4 м·с-1. Границы интервалов и участков скоростей последовательно обозначают υ1; υ2; υ3; υ и т.д., а соответствующие им значения ускорений - j1; j2; j3; j4; и т.д.

Время разгона ПА (с) определяется для каждого выбранного интервала скоростей:

τ 1 = 2 (υ1 - 0)/(j1 + 0);

τ 2 = 2 (υ2 - υ1)/(j1 + j2); (6.20)

τ 3 = 2 (υ3 - υ2)/(j2 + j3); и т.д.

τ 1 = 2 (8 - 0)/(0,35 + 0) = 45,7с

Затем для каждого интервала скоростей определяется путь разгона ПА (м):

S1 = (0 +υ1)∙τ1/2;= (υ1 + υ2)∙τ2/2; (6.21)= (υ2 + υ3)∙τ3/2; и т.д.1 = (0+8)∙45.7/2 = 182,8 м

Суммарное время и суммарный путь разгона ПА определяется суммированием соответствующих значении на отдельных интервалах:

τ =Ʃ τi = τ1 + τ2 +…+ τn, c; (6.22)

τ =Ʃ τi = 45,7 +8,88 + 9 + 10,19 +13,82 +25 =112,59 с

s = Ʃ si = s1+ s2+…+sn, м (6.23)= Ʃ si = 182,8 + 85,2+ 115,2 + 163,0 + 265,3 + 560,0 = 1371,5 м.

Результаты вычислений заносим в таблицу 6.5, по данным которой строим графические зависимости τ = f (υ A) и з = s = f (υ A), представленные на рисунке 6.5.

Таблица 6.5 - Значения времени и пути разгона АСА

Рисунок 6.5 - Время и путь разгона АСА

.7 Построение графика мощностного баланса

Для оценки эксплуатационных свойств ПА на практике удобно пользоваться графиком мощностного баланса. По значениям силы тяги на ведущих колесах, сведенным в табл. 6.2, для каждой передачи строим кривые тяговой мощности в функции скорости движения NKi = f (υA). При этом тяговую мощность на ведущих колесах - NKi (кВт) определяем по следующей формуле:

Ki = FKi∙υA / 1000 (6.24)

Мощность - Nв (кВт), затрачиваемую на преодоление сопротивления воздуха, определяем как:

NB = FB∙υA / 1000 (6.25)

Мощность - NД (кВт), затрачиваемую на преодоление суммарного сопротивления дороги, определяем как:

Nд = GА∙ψ∙υA/1000, (6.26)

где ψ - коэффициент сопротивления движению, принимается ψ= 0,02.

Результаты расчетов сводим в таблицу 6.6, по данным которой строим график мощностного баланса, общий вид которого показан на рисунке 6.6.