1

МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ і НАУКИ УКРАЇНИ Національний університет водного господарства та

природокористування Кафедра будівельних, дорожніх, меліоративних,

сільськогосподарських машин і обладнання

02-01-365

Методичні вказівки для виконання лабораторних робіт на тему:

"ДВИГУНИ ВНУТРІШНЬОГО ЗГОРЯННЯ", "БУДОВА І РОБОТА

АВТОМОБІЛЬНОГО ТРАНСПОРТУ" з навчальної дисципліни "Машини і обладнання технологічного транспорту" для

студентів спеціальності 133 «Галузеве машинобудування»

Рекомендовано до друку

методичною комісією

за спеціальностісю

133 «Галузеве машинобудування»

(Галузь знань

13 «Механічна інженерія»)

Протокол № 1 від 06.09.2016 р.

РІВНЕ-2016

2

Методичні вказівки для виконання лабораторних робіт на тему:

"ДВИГУНИ ВНУТРІШНЬОГО ЗГОРЯННЯ", "БУДОВА І РОБОТА

АВТОМОБІЛЬНОГО ТРАНСПОРТУ" з навчальної дисципліни "Машини і обладнання технологічного транспорту" для студентів

спеціальності 133 «Галузеве машинобудування» / Мобіло Л.В. - Рівне:

НУВГП, 2016. - 27 с.

Упорядник: Мобіло Л.В, к.т.н., доцент кафедри будівельних,

дорожній, меліоративних, сільськогосподарських машин і

обладнання.

Відповідальний за випуск Кравець С.В., д.т.н, проф., завідувач

кафедри будівельних, дорожніх, меліоративних,

сільськогосподарських машин і обладнання.

3

Лабораторна робота 1

ДВИГУНИ ВНУТРІШНЬОГО ЗГОРЯННЯ

В процесі виконання лабораторної роботи студенти повинні

вивчити: а) загальну будову механізмів і систем двигуна внутрішнього

згоряння (дизельного і карбюраторного);

б) призначення і роботу кожного механізму і системи у

взаємодії;

в) визначення основних параметрів двигунів внутрішнього

згоряння.

Обладнання та інструмент 1. Дизельний двигун у розрізі.

2. Комплект плакатів.

3. Вимірювальний інструмент.

4. ТЗН.

Основні правила техніки безпеки 1. Електроживлення до установки може підключати тільки

лаборант або викладач.

2. Перед вмиканням установки попередити про це всіх, хто

знаходиться в лабораторії.

3. При виявленні найменшої несправності повідомити керівника

занять.

Опис загальної будови двигунів внутрішнього згоряння Двигун внутрішнього згоряння (ДВЗ) це машина, в якій

хімічна енергія суміші палива з повітрям перетворюється у механічну роботу.

В залежності від способу запалювання двигуни діляться на дві

групи: карбюраторні (із запаленням від електричної іскри) і

дизельні (із запаленням робочої суміші від стиску).

За принципом роботи двигуни бувають із чотиритактним і

двотактним робочим циклом.

В даний час найбільшого поширення набув чотиритактний

двигун. Тактом вважається хід поршня від одного до іншого

крайнього положення, тобто від верхньої мертвої точки (ВМТ), до

нижньої мертвої точка (НМТ), або навпаки.

4

Робочий процес чотиритактного двигуна складається з

наступних тактів (рис. 1.1):

І. Перший такт впуск горючої суміші (карбюраторний ДВЗ),

або повітря (дизельний ДВЗ). Він відбувається при русі поршня від

ВМТ до НМТ. У циліндрі створюється розрідження, завдяки чому

горюча суміш (карбюраторний ДВЗ), або повітря (дизельний ДВЗ)

всмоктується через впускний трубопровід у циліндри двигуна. При

цьому впускний клапан відкритий, а випускний закритий.

а) 1-й такт: б) 2-й такт: в) 3-й такт: г) 4-й такт:

0…180° 180…360° 360…540° 540…720°

впуск стиснення робочий хід випуск

(температура (температура (температура, (температура

70…80°) 300…400°) 2200…2500°) 700…900°)

Рис. 1.1. Процес роботи чотиритактного двигуна

ІІ. Другий такт стиснення. Поршень переміщується від НМТ

до ВМТ, стискаючи суміш при закритих клапанах. У

карбюраторному двигуні в кінці такту стиску між електродами

свічки запалювання проскакує іскра, яка запалює суміш у циліндрі.

В дизельному двигуні в кінці такту стиску відбувається

впорскування порції палива форсункою під високим тиском і

самозаймання робочої суміші від підвищеної температури

стисненого повітря.

ІІІ. Третій такт згоряння і розширення продуктів згоряння

називається робочим ходом. Під дією тиску продуктів згоряння

поршень переміщується від ВМТ до НМТ і, за допомогою шатуна,

обертає колінчастий вал, виконуючи при цьому механічну роботу.

Обидва клапани закриті. В кінці такту при підході поршня до НМТ

5

відкривається випускний клапан.

IV. Четвертий такт випуск відпрацьованих газів заключний

такт циклу. Поршень переміщується від НМТ до ВМТ і виштовхує

продукти згоряння (відпрацьовані гази) у випускний трубопровід.

Випускний клапан відкритий.

На автомобілях і тракторах встановлюють, як правило, багатоци-

ліндрові: дво-, чотири-, шести-, восьми-, дванадцятициліндрові

двигуни. Вони можуть бути рядними, коли циліндри розміщені в

ряд один за другим, V-подібні, коли ряди циліндрів двигуна

розташовані під кутом ряд до ряду і мають один, загальний на

обидва ряди колінчастий вал і оппозитні, коли ряди циліндрів

розташовані в одній площині ряд до ряду і мають загальний

колінчастий вал та інші.

Двигун внутрішнього згоряння складається з трьох основних

частин: головки блока циліндрів, блока циліндрів, піддона

(картера).

Двигун внутрішнього згоряння складається з двох механізмів і

чотирьох систем.

Механізми 1. Кривошипно-шатуниий механізм служить для перетворення

зворотно-поступального руху поршня в обертовий рух колінчастого

вала. Він складається із таких деталей: а) поршень сприймає тиск

газів і передає його через шатун на колінчастий вал, у головці

поршня є дві, або три канавки для компресійних кілець і одна

нижня канавка для маслозаймального кільця; б) компресійні кільця

служать для створення герметичності між поршнем і циліндром,

маслозйомне кільце служить для зняття залишків мастила зі стінок

циліндра; в) поршневий палець служить для шарнірного з’єднання

поршня з шатуном; г) шатун з’єднує поршень з колінчастим валом

двигуна, він сприймає під час роботи двигуна змінні по величині і

напрямку сили тиску газів і сили інерції; д) колінчастий вал

сприймає зусилля від шатунів і перетворює ці зусилля в крутний

момент; е) маховик важкий чавунний диск, основна маса якого

зосереджена на ободі для збільшення моменту інерції

зрівноважує колінчастий вал.

2. Газорозподільчий механізм забезпечує своєчасне з’єднання

циліндрів із впускним колектором для наповнення їх горючою

6

сумішшю (карбюраторні двигуни) або повітрям (дизельні двигуни)

при такті впуску; і з випускним колектором для очищення від

продуктів згоряння, при такті випуску. Газорозподільний механізм

може складатися з таких деталей:

а) клапани призначені для відкриття і закриття впускних і

випускних отворів циліндра і надійного їх закривання;

б) направляючих клапанів;

в) пружини клапанів призначені для створення необхідного

ущільнення між сідлом і головкою клапана;

г) коромисла нерівноплечий сталевий важіль, що передає рух

від штанги до клапана;

д) штанга являє собою сталеву трубку, яка призначена для

передачі зусилля від штовхача до коромисла;

е) штовхач служить для передачі руху від кулачка розподільчого

вала штанзі;

ж) розподільчнй вал являє собою сталевий циліндричний вал з

кулачками, за допомогою яких у визначеній послідовності

відкриваються і закриваються впускні і випускні клапани;

з) привод розподільчого валу здійснюється шестеренною,

ланцюговою, або пасовою передачею від вала. Система живлення карбюраторного і дизельного двигуна:

а) Система живлення карбюраторного двигуна призначена для

очищення палива і повітря, приготування з них суміші в необхідній

пропорції і подачі її до циліндрів двигуна (рис. 1.2).

Рис. 1.2. Схема системи живлення карбюратор-ного двигуна: 1 - заливна

горловина; 2 - паливний бак; 3, 5 - крани; 4 - фільтр-відстійник;

6 - насос; 7 – карбюратор; 8 - повітряний фільтр; 9 - блок циліндрів;

10 - глушник.

б) Система живлення дизельного двигуна показана на рис. 1.3)

7

Рис. 1.3. Схема системи живлення дизельного двигуна: 1 - заливна

горловина; 2 - паливний бак; 3, 5, 9 - крани; 4 - фільтр-відстійник;

6 - помпа підкачки палива; 7 - фільтр грубої очистки; 8 - фільтр тонкої

очистки; 10 - паливний насос високого тиску; 11 - форсунка, 12 - блок

циліндрів; 13 - повітряний фільтр; 14 - глушник.

Система мащення. Система мащення призначена для подачі

мастильних матеріалів до поверхонь тертя двигуна для зменшення

тертя і зносу, і для відведення тепла від поверхонь тертя. Крім того,

мастило покращує герметичність з’єднання циліндра з поршнем.

Система мащення ДВЗ, зазвичай, комбінована, тобто: частина

деталей змащується під тиском, а всі інші розбризгуванням.

Система мащення показана на рис. 1.4.

Рис. 1.4. Схема системи мащення двигуна: 1 - піддон двигуна;

2 - фільтр-маслоприймач; 3 - насос; 4 - фільтр; 5 - масляний радіатор; 6 -

запобіжний клапан; 7 - манометр; 3 - датчик тиску;

9 - поверхні тертя двигуна.

8

Система охолодження. Система охолодження може бути водяна

або повітряна. В основному застосовується водяна система

охолодження. Вона складається з наступних елементів і показана на

рис. 1.5.

Рис. 1.5. Схема комбінованої системи охолодження двигуна:

1 - зливна горловина; 2 - радіатор; 3, 10 - зливні крани; 4 - вентилятор;

5 - водяна помпа; 6 - термостат; 7 - покажчик температури; 8 - датчик

температури; 9 - водяна сорочка охолодження двигуна.

Система запалювання. Система запалювання (карбюраторного

двигуна) буває: від магнето, батарейна (контактна), контактно-

транзисторна, електронна (безконтактна).

Система запалювання від магнето застосовується на пускових

двигунах потужних дизельних ДВЗ.

Електронна система запалювання складається з наступних

елементів і показана на рис. 1.6.

Рис. 1.6. Схема батарейної системи запалювання карбюраторного двигуна:

1 - акумулятор; 2 - замок запалювання; 3 - генератор; 4 - реле-регулятор;

5 - котушка запалювання; 6 - розподільник струму високої напруги;

7 - свічки запалювання; 8 - переривач струму низької напруги;

9 - конденсатор.

9

Рис. 1.7. Основні параметри двигуна внутрішнього

згоряння: S - хід поршня; D - діаметр циліндра;

ВМТ - верхня мертва точка; НМТ- нижня мертва

точка; Vс - об’єм камери стиску; Vр - робочий об’єм

циліндра; Vц - повний об’єм циліндра.

Основні параметри двигуна 1. Верхня мертва точка положення

поршня в циліндрі, при якому віддаль його від

осі колінчастого вала двигуна досягає

максимуму.

2. Нижня мертва точка положення поршня в циліндрі, при

якому віддаль його від осі колінчастого вала двигуна мінімальна.

3. Хід поршня «S» відстань по осі циліндра між ВМТ і НМТ

(див. рис. 1.7).

4. Об’єм камери стиску «Vс» об’єм циліндра над поршнем при

його положенні у верхній мертвій точці (ВМТ).

5. Робочий об’єм циліндра «Vр» об’єм, що звільняється

поршнем при переміщенні його з ВМТ у НМТ.

6. Повний об’єм циліндра «Vц=Vр+Vс».

7. Ступінь стиску «ε» відношення повного об’єму циліндра до

об’єму камери стиску ε =Vц /Vс:

- для карбюраторних ε = (6...10);

- для дизельних ε = (16...25).

Розрахункова частина 1. Nі - індикаторна потужність двигуна, Вт

τ

indSPN i

i

⋅⋅⋅⋅=

2

, Вт,

де d - діаметр циліндра, м; S - хід поршня, м; n - частота обертання

колінчастого вала, с-1

; і - число циліндрів двигуна; τ - коефіцієнт,

який враховує тактність роботи двигуна (для чотиритактного τ =2);

Рі - середній індикаторний тиск (у карбюраторних Рі =(7…12)105

Па, у дизельних Рі =(6,5…12)105 Па).

2. Nе - ефективна потужність двигуна, Вт

τ

indSPN e

e

⋅⋅⋅⋅=

2

, Вт,

10

де Ре - середній ефективний тиск, Ре = Рі ⋅ηт; ηт - механічний

коефіцієнт корисної дії.

3. Ме - крутний момент на валу двигуна, Нм

ωe

e

NM = , nπω 2= ,

де ω - кутова швидкість колінчастого вала двигуна, рад./с.

4. Питома витрата палива, кг/кВт⋅год.

N

Gq г

e = .

Послідовність виконання роботи: 1. Ознайомитися з правилами техніки безпеки.

2. Вивчити загальну будову ДВЗ.

3. Скласти:

а) схему роботи чотиритактного двигуна;

б) схеми систем живлення карбюраторного і дизельного

двигунів.

4. Визначити індикаторну і ефективну потужність, крутний

момент і питому витрату палива ДВЗ (табл. 1.1 - 12).

Зміст звіту 1. Короткий опис будови двигунів внутрішнього згоряння.

2. Схема роботи чотиритактного двигуна і схеми систем живлен-

ня карбюраторного і дизельного двигунів.

3. Розрахунок.

Питання для самоперевірки. 1. Назвіть відмінності дизельного і карбюраторного ДВЗ.

2. З яких механізмів і систем складається двигун внутрішнього

згоряння?

3. Як працює чотиритактний ДВЗ?

4. З яких елементів складається кривошипно-шатунний

механізм?

5. З яких деталей складається газорозподільний механізм?

6. Назвіть складові систем: мащення, живлення, охолодження,

запалювання. Для чого вони призначені?

11

12

13

Лабораторна робота 2

БУДОВА І РОБОТА АВТОМОБІЛЬНОГО ТРАНСПОРТУ

1. Загальні поняття Призначення та класифікація автомобілів Автомобілі поділяють на:

- класи (за літражем двигуна або за повною масою автомобіля);

- види (за експлуатаційним призначенням);

- моделі (за реєстраційним номером);

- модифікації моделей автомобілів (за знаком модифікації та за

експортним виконанням).

У відповідності до вказаної класифікації всі автомобілі мають

умовне позначення (наприклад, КамАЗ 541026).

Перша цифра означає клас автомобіля. Вантажні автомобілі

поділяють на сім класів за повною масою автомобіля або

автопоїзда: 1 - автомобіль повною масою до 1,2 т; 2 - від 1,2 до 2 т;

3 - від 2 до 8 т; 4 - від 8 до 14 т; 5 - від 14 до 20 т; 6 - від 20 до 40 т; 7

- понад 40 т.

Друга цифра означає вид експлуатаційного призначення їх, існує

дев’ять видів: 1 - легкові автомобілі; 2 - автобуси; 3 - вантажні (бор-

тові); 4 - тягачі; 5 - самоскиди; 6 - цистерни; 7 - фургони; 8 -

електромобілі; 9 - спеціальні автомобілі (наприклад панелевози,

майстерні та ін.).

Третя та четверта цифри в умовному позначенні - позначення

моделі автомобіля, так званий реєстраційний номер.

П’ята цифра (від 1 до 9) вказує на модифікацію моделі автомо-

біля. Наприклад, збільшений літраж двигуна - 1; правостороннє

розміщення керма - 2, і т.д. Цифру знака модифікації встановлює

завод-виробник.

Шоста цифра вказує на експортне виконання автомобіля. При

цьому використовується лише дві цифри: 6 або 7. Цифра 6 - просте

експортне виконання, 7 - експортне виконання для тропічного

клімату.

Автомобілі за призначенням поділяються на три групи:

а) вантажні;

б) спеціального призначення;

в) пасажирські (легкові автомобілі та автобуси);

При виконанні будівельних та меліоративних робіт використо-

14

вуються автомобілі спеціального призначення.

Будова автомобіля Автомобіль складається із чотирьох основних частин: двигуна,

кабіни, шасі кузова або спеціального або робочого обладнання (рис.

2.1).

Рис. 2.1. Загальна будова автомобіля: а - двигун внутрішнього згоряння;

б - кузов; в - трансмісія; г - гальмівна система; д - рульове керування;

е - ходова частина.

Двигун призначений для перетворення теплової енергії згоряння

палива в механічну роботу. Як правило, на автомобілях встановлю-

ють бензинові або дизельні двигуни внутрішнього згоряння. Остан-

нім часом поширене встановлення газобалонних та електричних

двигунів.

Кузов призначений для перевезення вантажів та людей. Замість

кузова на автомобільному шасі може встановлюватись спеціальне

робоче обладнання (кранове, бурове, для приготування бетонних

сумішей і розчинів та ін.).

Кабіна є робочим місцем водія. В ній розміщені важелі та

прилади керування автомобілем.

Шасі складається з трьох груп механізмів: трансмісії (силової

передачі), ходової частини та механізмів керування.

Трансмісія (рис. 2.2, 2.3) призначена для передачі крутного

15

моменту від двигуна на ведучі колеса автомобіля. Вона складається

з муфти зчеплення, коробки перемикання передач (КПП), карданної

передачі, головної передачі, диференціала, приводних валів коліс

(півосей) та ведучих коліс.

Рис. 2.2. Системи трансмісій автомобілів: а, б - з одним заднім ведучим

мостом; в - з переднім і заднім ведучими мостами;

г, д - з трьома ведучими мостами.

Призначення елементів трансмісії:

- муфта зчеплення призначена для короткочасного від’єднання

колінчастого вала двигуна від КПП при перемиканні передач та при

гальмуванні, а також для їх плавного з’єднання;

- коробка перемикання передач дозволяє змінювати крутний мо-

16

мент та забезпечує рух автомобіля заднім ходом, а також

призначена для довготривалого роз’єднання двигуна від трансмісії;

- карданна передача передає крутний момент між двома валами

(КПП - головна передача), під кутом, що змінюється;

Рис. 2.3. Кінематична схема трансмісії вантажного автомобіля:

1 - двигун; 2 - муфта зчеплення; 3 - коробка переміни передач;

4 - телескопічні карданні вали; 5 - проміжна опора; 6 - зубчасті колеса

головної передачі; 7 - диференціал; 8 - корпус диференціала;

9 - хрестовина; 10 - сателіти; 11 - зубчасті колеса півосей;

12 - півосі; 13 - ведучі колеса.

- головна передача збільшує крутний момент, який підводиться

карданною передачею та передає його на диференціал, під кутом

90°;

- диференціал розподіляє крутний момент між півосями коліс і

дозволяє їм обертатися з різними швидкостями, якщо коліс за

однаковий час проходять ділянки шляху різної довжини (на пово-

ротах, при попаданні коліс однієї осі на ділянку дороги з різним

коефіцієнтом зчеплення);

- півосі передають крутний момент від диференціала на ступиці

коліс, або безпосередньо на колеса.

Ходова частина візок, який складається з рами, осей, підвіски

(ресори та амортизатори), коліс та маточин.

Призначення елементів ходової частини:

- рама є основою для кріплення всіх агрегатів та вузлів автомо-

біля;

- осі призначені для кріплення коліс;

- ресори забезпечують пружний зв’язок між осями та рамою, по-

м’якшуючи поштовхи, що передаються віссю від дороги;

17

- амортизатори гасять коливання ресор;

- колесо кріпиться до маточини та складається з жорсткого еле-

мента (диска з ободом) та пневматичної шини. Шина призначена

для забезпечення надійного зчеплення з дорожнім покриттям та

пом’якшення поштовхів та ударів.

Механізми керування автомобілем: рульове керування,

гальмівна система.

Рис. 2.4. Система рульового керування: 1 - поперечна рульова тяга;

2, 1 - лівий та правий важелі рульової трансмісії; 3 - поворотний кулак;

4 - поворотний важіль; 5 - повздовжня рульова тяга; 6 - сошка;

7 - рульовий механізм; 8 - вал рульового колеса; 9 - рульове колесо.

Призначення механізмів керування:

- рульове керування призначене для зміни напрямку руху авто-

мобіля за допомогою повороту його передніх (керованих) коліс.

Воно складається із: рульового колеса, рульової колонки з валом,

рульового механізму, сошки, повздовжньої та поперечної тяг, ру-

льових важелів поворотних цапф. На вантажних автомобілях

великої вантажопідйомності встановлюються гідравлічні

підсилювачі рульового керування;

- гальмівна система призначена для зниження швидкості руху ав-

томобіля та утримання його на місці.

Першу функцію виконує колісний гальмівний механізм, керова-

ний педаллю, а другу трансмісійний гальмівний механізм,

керований важелем.

За принципом роботи приводи гальм бувають гідравлічні та

18

пневматичні.

Керування гальмівними механізмами здійснюється за наступни-

ми схемами:

- ножний привод керує колісними гальмами всіх коліс, ручний

трансмісійними гальмами;

- ножний привод керує колісними гальмами всіх коліс, ручний

гальмами задніх коліс, які, таким чином, мають подвійне керування.

Рис. 2.5. Схема гальмівної системи з гідроприводом: 1 - впускний

трубопровід двигуна; 2 - запірний клапан; 3 - педаль; 4 - головний

гальмівний циліндр; 5 - гідровакуумний підсилювач; 6 - фільтр;

7 - гальмівна колодка; 8 - колісний гальмівний циліндр.

Методичні вказівки до виконання роботи 1. Для того, щоб накреслити схеми силової передачі, рульового

керування та гальмівної системи необхідно вивчити умовні

позначення елементів передач ЄСКД.

2. Порядок виконання розрахункової частини.

Вивчити:

- передаточне число коробки перемикання передач на заданій

передачі

n

nкпп

z

z

z

z

z

zi 1

2

3

1

2 ... +⋅= ,

19

де z1 - число зубів шестерні; z2 - число зубів ведучого зубчастого

колеса;

- передаточне число головної передачі

ш

кгл

z

zi = ,

де zш - число зубів шестерні; zк - число зубів ведучого зубчастого

колеса;

- загальне передаточне число трансмісії

глкпптрзаг ііi ⋅=. ;

- частота обертання ведучого колеса

трзаг

двк

і .

ωω = , с

-1,

де ωдв - частота обертання вала двигуна, с-1

;

- швидкість руху автомобіля на задній передачі

2

Dкωϑ = , м/с,

де D - діаметр ведучого колеса, м.

Порядок виконання роботи 1. Ознайомитись з описом автомобіля та питаннями техніки

безпеки при проведенні лабораторної роботи.

2. Вивчити загальну будову автомобіля.

3. Скласти кінематичні схеми:

- силової передачі;

- рульового керування;

- гальмівної системи.

4. Визначити швидкість руху автомобіля на одній з передач.

Зміст звіту 1. Коротко будова автомобіля.

2. Кінематична схема трансмісії.

3. Розрахунок швидкості руху автомобіля на одній з передач,

згідно варіанта.

Питання для самоперевірки 1. На які групи поділяються автомобілі?

2. Назвіть основні частини автомобіля.

20

3. Для чого призначена трансмісія автомобіля?

4. З яких елементів складається складова частина автомобіля?

5. Як працює диференціал автомобіля?

Таблиця 2.1

Кількість зубів шестерень в зубчастих передачах трансмісії

автомобіля

№ Назва шестерні Тип шестерні Число

зубів

1 Шестерня первинного валу

коробки передач

Циліндрична з

прямими зубами

z1=17

2 Шестерня 3-ї та 4-ї передач

вторинного валу

Циліндрична з

прямими зубами

z2=24

3 Шестерня другої передачі

вторинного валу

Циліндрична з

прямими зубами

z3=33

4 Шестерня 1-ї передачі та заднього

ходу вторинного валу

Циліндрична з

прямими зубами

z4=43

5 Шестерня 3-ї передачі проміжного

валу

Циліндрична з

прямими зубами

z5=36

6 Шестерня постійного зачеплення

проміжного валу

Циліндрична з

прямими зубами

z6=43

7 Шестерня 2-ї передачі проміжного

валу

Циліндрична з

прямими зубами

z7=27

8 Шестерня заднього ходу мала Циліндрична з

прямими зубами

z8=18

9 Шестерня заднього ходу велика Циліндрична з

прямими зубами

z9=22

10 Шестерня 1-ї передачі та заднього

ходу проміжного валу

Циліндрична з

прямими зубами

z10=17

11 Ведуча шестерня головної передачі Конічна із

спіральними

зубами

z11=6

12 Ведена шестерня головної передачі Конічна із

спіральними

зубами

z12=40

21

Таблиця 2.2

Вихідні дані по варіантах

№

вар.

Передача, на якій

рухається

автомобіль

Частота

обертання валу

двигуна, с-1

Передаточне

число КПП на

даній передачі

1

1-а передача

251

10

4

1

5

z

z

z

z⋅

2 262

3 293

4 314

5 377

6 398

7 419

8

2-я передача

251

7

3

1

5

z

z

z

z⋅

9 262

10 293

11 314

12 377

13 398

14 419

15

3-я передача

251

6

2

1

5

z

z

z

z⋅

16 262

17 293

18 314

19 377

20 398

21 419

22

2-а передача

251

7

3

1

5

z

z

z

z⋅

23 293

24 335

25 356

26

Тяговий розрахунок автомобільного транспорту

Завдання: записати рівняння тягового балансу для

навантаженого автомобіля і розшифрувати величини, які до нього

входять; знайти максимальний підйом дороги, який може подолати

22

навантажений автомобіль за умови повного використання

потужності двигуна на швидкостях, які вказані у завданні і умові

зчеплення коліс автомобіля з заданим видом шляхового покриття.

Зробити висновок, який випадок тягового розрахунку є найбільш

раціональним для заданих конкретних умов.

Вихідні дані беруть з табл. 2.3.

Методика розрахунку Записати рівняння тягового балансу для навантаженого

автомобіля. У випадку руху навантаженого автомобіля до

будівельного об’єкта його сила тяги повинна бути достатньою для

подолання виникаючих опорів руху. Рівняння тягового балансу для

навантаженого автомобіля має вид

jwifт PPPPP +++= .

де: Pт - сила тяги навантаженого автомобіля, Н; Pf - сила опору

коченню коліс автомобіля на прямій горизонтальній ділянці шляху

(опір коченню за рахунок деформацій шин і дороги, тертя шин об

покриття), Н; Рi - сила опору рухові на підйомах і спусках, Н; Pw -

сила опору повітря, Н; Pj - сила інерції, яка виникає за рахунок

розгону автомобіля.

Розглянемо випадок рівномірного руху автомобіля. Це дозволяє

виключити складову Рj наведеного рівняння. Оскільки автомобіль

працює в умовах будівництва, де його робочі швидкості невеликі

(не більше ніж 50 км/год.), величиною Рw також нехтуємо.

Сила тяги автомобіля:

ηϑ

NPт 3600= , Н,

де: N - ефективна потужність двигуна, кВт, яка наводиться в

технічних характеристиках машин (табл. 2.4); ϑ - швидкість руху

автомобіля, км/год.; η - ККД передачі між двигуном і ведучими

колесами (для автомобіля η=(0,85...0,95).

Сила опору коченню коліс автомобіля:

( ) fQGPf += 81,9 , Н,

де: G - маса автомобіля, кг (табл. 2.4); Q - маса вантажу, що

перевозиться, кг (табл. 2.3); f - коефіцієнт опору коченню, який

враховує опір коченню колеса по покриттю (табл. 2.4).

23

Таблиця 2.3

Вихідні дані

Вар

іан

т

Модель

автомобіля-

самоскида

Тип покриття або грунт Маса

вантажу,

що пере-

возиться,

Q, кг

Швидкість

руху

автомобіля,

км/год.

ϑ1 ϑ2 ϑ3

1 2 3 4 5 6 7

1 ГАЗ-53Б Сухе асфальтобетонне покриття 3000 10 20 40

2 МАЗ-503А Суха грунтова дорога 5400 10 30 40

3 КрАЗ-256Б Грунтова дорога після дощу 8000 15 20 25

4 МАЗ-530 Вологий пісок 15000 10 15 20

5 КамАЗ-5511 Сухий пісок 6400 25 35 45

6 КрАЗ-256Б Уторований сніг 10000 10 20 30

7 ГАЗ-53Б Сухий пісок 2500 15 30 50

8 МАЗ-530 Уторований сніг 25000 20 10 30

9 КамАЗ-5511 Суха грунтова дорога 5100 40 30 10

10 КрАЗ-256Б Сухе асфальтобетонне покриття 8700 20 10 40

11 МАЗ-503А Грунтова дорога після дощу 6300 30 40 20

12 ГАЗ-53Б Уторований сніг 3200 40 20 50

13 МАЗ-530 Сухе асфальтобетонне покриття 23500 40 10 15

14 КамАЗ-5511 Грунтова дорога після дощу 8200 10 40 50

15 ГАЗ-53Б Уторований сніг 2600 20 15 10

16 МАЗ-503А Сухий пісок 4900 15 25 35

17 КрАЗ-256Б Вологий пісок 10200 15 45 25

18 ГАЗ-53Б Грунтова дорога після дощу 3100 50 10 25

19 КамАЗ-5511 Уторований сніг 8300 10 30 40

20 МАЗ-530 Грунтова дорога після дощу 18400 15 10 28

21 КрАЗ-256Б Суха грунтова дорога 9600 40 50 60

22 КамАЗ-5511 Сухе асфальтобетонне покриття 5800 40 50 60

23 ГАЗ-53Б Вологий пісок 3400 20 40 50

24 МАЗ-503А Уторований сніг 6500 10 45 20

25 КрАЗ-256Б Сухе асфальтобетонне покриття 10600 20 40 30

26 КамАЗ-5511 Вологий пісок 6900 45 20 10

27 МАЗ-530 Сухе асфальтобетонне покриття 20600 30 10 25

28 ГАЗ-53Б Сухий пісок 2100 45 10 55

29 КрАЗ-256Б Уторований сніг 7700 10 20 30

30 ГАЗ-53Б Вологий пісок 2000 10 60 20

24

Таблиця 2.4

Основні характеристики автосамоскидів

Показник ГАЗ-53Б МАЗ-

503А

КрАЗ-

256Б

МАЗ-

530

КамАЗ-

5511

Потужність

двигуна, кВт

84 132 176 330 132

Маса, кг 3750 7100 10850 38400 9000

Сила опору підйому навантаженого автомобіля, Н:

( ) iQGPi ⋅+= 81,9 , Н,

де i=tgα - нахил дороги; α - кут підйому шляхового покриття.

За малих кутів підйому після розшифрування і певних допущень

рівняння тягового балансу для навантаженого автомобіля має

вигляд

( )( )ifQGN

±+= 81,93600 ηϑ

.

Таблиця 2.5

Коефіцієнт опору коченню f i зчеплення ϕзч Тип покриття або грунту Гусеничний хід Пневмоколісне ходове

обладнання

f ϕ3 f ϕ3

Сухе асфальтобетонне

покриття

0,06 - 0,015 0,7

Грунтова дорога:

суха уторована 0,06…0,07 0,9…1,1 0,025…0,035 0,5

після дощу 0,10…0,12 0,8…0,9 0,05…0,15 0,5

Пісок:

вологий 0,1…0,12 0,5 0,16 0,4

сухий 0,15 0,4 0,2 0,3

Уторований сніг 0,05 0,4 0,05 0,2…0,5

Знайти максимально можливий підйом при русі навантаженого

автомобіля на швидкостях, які вказані у вихідних даних:

- максимально можливий підйом для навантаженого автомобіля

при повному використанні потужності двигуна

( )f

QG

Ni −

+=

ϑ

η367max1 ;

- сила тяги автомобіля Рт реалізується у тому випадку, якщо між

25

колесами і покриттям дороги існує достатнє зчеплення.

В противному разі колеса автомобіля почнуть пробуксовувати і

сила тяги обмежиться силою зчеплення ведучих коліс з дорогою:

тзч РP ≥

або

( )( )ifQGGзчзч ±+≥ 81,9ϕ ,

де Pзч - сила тяги за зчепленням; ϕзч - коефіцієнт зчеплення (див.

табл. 2.3); Gзч - зчіпна вага автомобіля Gзч=9,81(G+Q);

Gзч=9,81(0,6...0,75)(G+Q) для автомобілів із однією ведучою віссю;

Gзч=9,81G для автомобілів підвищеної прохідності.

Максимально можливий підйом для навантаженого автомобіля

( )f

QG

Gi зчзч −

+=

81,9max2

ϕ.

Література 1. Баладінський В.Л., Смірнов В.М., Ємельянов І.Л. Будівельні

машини. Збірник вправ. – К.: ІЗМН, 2000. – 124 с.

2. Будівельні і меліоративні машини. Підручник під заг.ред.

В.Л.Баладінського. – Рівне: 2000. – 404 с.

3. Машини для водного господарства. Кравець С.В., Зінь В.С.,

Маркова О.В., Медвідь С.Х., Мобіло Л.В., Нікітін В.Г. Підручник. –

Рівне: НУВГП, 2006. – 348 с.

4. Будівельна техніка. Мобіло Л.В. Навчальний посібник. –

Рівне: НУВГП, 2013. – 185.

26

27

28