Пожарникам 8

Гидравлические передачи по принципу действия делятся на
две группы: гидродинамические и гидростатические.

Гидродинамические передачи применяются в трансмиссиях
некоторых грузовых автомобилей. В этих передачах используется кинети-
ческая энергия рабочей жидкости для создания необходимого давления на
ведомые звенья гидропередачи в целях приведения их в движение. Посто-
янный объем жидкости в них используется как передаточное звено.

К гидродинамическим передачам относятся гидромуфты и гидро-
трансформаторы.

Гидромуфта (гидравлическое сцепление) применяется в качестве
привода вентилятора в системе охлаждения двигателей пожарных автомо-
билей на шасси КамАЗ.

Гидромуфта (рис. 5.18) имеет ведущую и ведомую части. Ведущая
часть состоит из насосного колеса 3 и крышки 2. Ведомая часть 1 является
турбинным колесом. Колеса имеют лопасти 4. Они установлены между на-
ружными 5 и внутренними 6 торами.

Объем, образованный колесами, заполнен маловязким маслом. Насос-
ное колесо 3, вращаясь, нагнетает масло в турбинное колесо 1, из которого
оно вновь поступает в насосное колесо 3. Образовавшийся замкнутый по-
ток жидкости, движущийся по межлопастным каналам (показано стрелка-


ми), одновременно вращается вместе с насосным (или турбинным) коле-
сом. Жидкость, получая энергию от насосного колеса, переносит ее к тур-
бинному колесу. Воздействуя на его лопасти, она приводит колесо во вра-
щение. С увеличением скорости насосного колеса увеличивается переда-
ваемый вращающий момент.

 

 

 

Рис. 5.18. Гидромуфта:

1 – турбинное колесо; 2 – крышка; 3 – насосное колесо; 4 – лопасти; 5 – наружный
тор; 6 – внутренний тор; 7 – клапан заполнения; 8 – радиатор; 9 – предохранитель-
ный клапан; 10 – насос питания; 11 – бак; 12 – клапан опорожнения

 

При передаче номинального момента КПД муфты достигает значе-
ний 0,87 – 0,95.

Для полного выключения муфты необходимо удалить из нее масло,
а для включения – заполнить маслом. Для этого предусматривается уст-
ройство, схематически показанное на рисунке.

Гидротрансформатор в отличие от гидромуфты, кроме насосного и
турбинного колес, имеет неподвижное лопастное колесо – реактор 1
(рис. 5.19), установленный на обгонной муфте 2. При увеличении скоро-
сти .n реактор отключается и механизм работает как гидромуфта.

Наличие в механизме реактора позволяет в 2 – 5 раз увеличивать пе-
редаваемый крутящий момент. Однако этого недостаточно для обеспече-
ния требуемого для автомобиля диапазона передаточных чисел. Кроме то-
го, на них невозможно обеспечивать обратный ход. Поэтому их применяют
в сочетании с механическими ступенчатыми коробками передач.

1

2

3

4

5

6

7

8

9

11

10

12



Гидротрансформаторы характе-
ризуются КПД в пределах 0,85 – 0,92
и используются в трансмиссиях аэ-
родромных автомобилей на шасси
БелАЗ и МАЗ.

Гидростатические пере-
дачи – механизмы, использующие
гидростатический напор жидкости
для передачи возвратно-поступатель-
ного или вращательного движения.

Для передачи возвратно-посту-
пательного движения используются
гидроцилиндры с поршнями или
штоками. Пример такого гидроци-
линдра показан на рис. 5.20. Ско-
рость и направление движения штока
5 зависит от направления подачи
жидкости.

Гидроцилиндры используются в механизмах подъема и опускания
пожарных автолестниц и пожарных автоподъемников, их выдвижных
опор, приводов лафетных стволов и т.д.

Для передачи вращательного движения используются аксиально-
поршневые насосы. Их сочетание с механическими передачами состав-
ляет область комбинированных трансмиссий. Принципиальная схема та-
кой трансмиссии показана на рис. 5.21. От коробки отбора мощности 1
вращающий момент передается
на аксиально-поршневой насос
2. С помощью специальных
гидросистем 3 он затем пере-
дается на гидромотор 4, а от
него к исполнительному меха-
низму 5 червячной передачи
подъема колен автолестниц.
Такого же типа гидромехани-
ческая передача используется в
механизмах поворота пожарных
автолестниц и автоколенчатых

 

 

Рис. 5.19. Гидротрансформатор:

1 – реактор; 2 – обгонная муфта;
3 – полый невращающийся вал

1

2

3

Рис. 5.20. Гидроцилиндр:

1 – цилиндр; 2, 4 – уплотнения;
3 – поршень; 5 – шток; 6 – замыкатель;
7 – кран управления

1

2

3

4

5

7

6



Канатные передачи
(полиспасты) просты по
устройству, позволяют созда-
вать большие усилия на испол-
нительных механизмах, удобны
в эксплуатации.

Основными элементами по-
лиспастов являются системы
подвижных и неподвижных бло-
ков и канаты (рис. 5.22, а, б).

Все блоки вращаются на
осях 4 и 5. Блоки, установленные
на неподвижной оси 4, называ-
ются неподвижными, а переме-
щающиеся по оси 5 – подвижны-
ми.

Полиспасты выполняются
по различным схемам: в одних –
канат сбегает с неподвижного
блока (рис. 5.22, а), в других (рис.
5.22, б) – с подвижного.

У полиспастов со сбегаю-
щим с неподвижного блока кана-
том усилие на нем, Н, определя-
ется по формуле

Р = (5.22)

где Q – сила тяжести груза, Н; q –
сила тяжести подвижной обоймы
полиспаста, Н; n – число блоков в
системе; . – коэффициент полез-
ного действия блока.

Значение КПД для блоков на подшипниках качения принимают равны-
ми . = 0,97 – 0,98, а для блоков на подшипниках скольжения . = 0,94 – 0,86.

Число блоков n в системе характеризует его кратность.

Скорость перемещения сбегающего каната с неподвижного блока сис-
темы (рис. 5.22, а) равна

Vр = VQn. (5.23)

Для случая, когда канат сбегает с подвижного блока справедливы зави-
симости:

1

2

3

4

5

1 – КОМ; 2 – гидронасос; 3 – гидравлическаясистема управления; 4 – гидромотор;

5 – червячная передача; 6 – барабан

VP,P

VP,P

VQ

Q

VQ

Q

5

5

1

1

1

3

3

2

4

4

б

а

Рис. 5.22. Схемы полиспастов:

а – канат сбегает с неподвижного блока;
б – канат сбегает с подвижного блока;

1–подвижный блок; 2–неподвижный блок;
3–канат; 4–ось неподвижных блоков;
5–ось подвижных блоков



Р =...;
1nQn.
(5.24)

 

Vp = VQ (n + 1). (5.25)

 

Канатные передачи применяются в механизмах выдвигания колен лест-
ниц в пожарных автолестницах.

Недостатком полиспастов является то, что усилия, прилагаемые к кана-
там, могут передаваться только в одном направлении.

Приводы управления механизмами ПА можно классифицировать так:
механические, гидравлические, пневматические.

Принципиальная схема механического привода непо-
средственного действия показана на рис. 5.23. Управление осуществ-
ляется под действием усилия F1, при-
лагаемого водителем к рычагам или
педалям, включающими тот или
иной механизм. Максимальное уси-
лие на рычаге не должно превышать
150 Н при ходе 20 – 30 см, а на педа-
лях не более 2

Соотношение между усилием на
рукоятке рычага и усилием включе-
ния рабочего органа исполнительно-
го механизма системы с механиче-
ским привдом характеризуется пе-
редаточным числом u = S/h . Обычно
u = 25 –

Такие приводы используются для включения КОМ, газоструйных ваку-
умных аппаратов, приводов вакуумных насосов ПЦН и т.д.

Принципиальная схема гидравлического привода пред-
ставлена на рис. 5.24. В гидрокамере 1 запаян сильфон 2. В разгруженном
состоянии он удерживается пружиной 7. Трубка из этого сильфона соеди-
нена с корпусом 4 механизма включения, в котором размещен сильфон 5
со штоком 6. Сильфон 5 удерживается в растянутом состоянии пружиной
7. При подаче воды пожарным насосом она поступает в гидрокамеру, за-
полняя пространство между корпусом 1 и сильфоном 2, деформируя его.
Внутренняя полость сильфона трубки 3 и пространства между корпусом
исполнительного механизма 4 и сильфоном 5 заполнено гидравлической
жидкостью (например, тормозной). Давлением этой жидкости деформиру-
ется сильфон 5, и шток 6 выключает механизм потребителя, например ваку-
умный насос. В случае, если произойдет обрыв столба жидкости во всасы-

S

F1

F2

h

Рис. 5.23. Схема механического
привода



2

1

3

4

5

6

7

8

9

a

a.

 b

b.

вающей линии пожарного насоса, снизится
давление в гидрокамере и, следовательно, в
камере исполнительного механизма. Под
влиянием пружины 7 штоком 6 будет вклю-
чен вакуумный насос. Автоматически про-
изойдет забор воды.

Электропневмопривод применя-
ется для включения механизмов на автоцис-
тернах, автолестницах и других ПА.

Принципиальная схема привода пока-
зана на рис. 5.25. Пружиной 3 поршень 4 со
штоком 2 отжаты вправо. Управляемый ме-
ханизм выключен. При включении электро-
магнитного клапана 6 точки а' и b' займут
место точек а и b. При этом сжатый воздух
по пневмоприводу 7 поступит в надпоршне-
вое пространство. Давление воздуха на пор-
шень 4 сожмет пружину 3 и штоком 2 будет
включен управляемый механизм.

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис. 5.25. Схема электропневмопривода:

1 – пневмоцилиндр; 2 – шток; 3 – пружина; 4 – поршень; 5, 7 – пневмопривод;
6 – электромагнитный клапан; 8, 9 – потребители

Рис. 5.24. Схема гидропередачи:

1 – корпус гидроблока;
2 – сильфон; 3 – трубка;
4 – корпус исполнительного меха-
низма; 5 – сильфон; 6 – шток;
7 – пружина

7

6

5

4

3

2

1

7



Глава 6

ЭЛЕМЕНТЫ ТЕОРИИ ДВИЖЕНИЯ ПОЖАРНОГО АВТОМОБИЛЯ

Теория движения пожарного автомобиля (ПА) рассматривает факто-
ры, которые определяют время следования пожарного подразделения к
месту вызова. В основу теории движения ПА положена теория эксплуата-
ционных свойств автомобильных транспортных средств (АТС).

Для оценки свойств конструкции ПА и его способности своевременно
прибыть к месту вызова необходим анализ следующих эксплуатационных
свойств: тягово-скоростных, тормозных, устойчивости движения, управ-
ляемости, маневренности, плавности хода.

6.1. Тягово-скоростные свойства пожарного автомобиля

Тягово-скоростные свойства ПА определяются его способ-
ностью к движению под действием продольных (тяговых) сил ведущих ко-
лес. (Колесо называется ведущим, если к нему передается через трансмис-
сию крутящий момент от двигателя АТС.)

Эта группа свойств состоит из тяговых свойств, позволяющих ПА
преодолевать подъемы и буксировать прицепы, и скоростных свойств, по-
зволяющих ПА двигаться с высокими скоростями, совершать разгон
(приемистость) и двигаться по инерции (выбег).

Для предварительной оценки тягово-скоростных свойств используется
удельная мощность NG ПА, т.е. отношение мощности двигателя N, кВт, к
полной массе автомобиля G, т. По НПБ 163-97 удельная мощность ПА
должна быть не меньше 11 кВт/т.

У отечественных серийных ПА удельная мощность меньше рекомен-
дованного НПБ значения. Увеличить NG серийных ПА можно, если уста-
навливать на них двигатели с большей мощностью или не полностью ис-
пользовать грузоподъемность базового шасси.

Оценка тягово-скоростных свойств ПА по удельной мощности может
быть только предварительной, так как часто АТС с одинаковой NG имеют
различную максимальную скорость и приемистость.

В нормативных документах и технической литературе нет единства в
оценочных показателях (измерителях) тягово-скоростных свойств АТС.
Общее число предлагаемых оценочных показателей более пятнадцати.

Специфика эксплуатации и движения (внезапный выезд с непрогре-
тым двигателем, интенсивное движение с частыми разгонами и торможе-
ниями, редкое использование выбега) позволяет выделить для оценки тя-
гово-скоростных свойств ПА четыре основных показателя:

максимальную скорость vmax ;

максимальный подъем, преодолеваемый на первой передаче с посто-
янной скоростью (угол .max или уклон imax );


время разгона до заданной скорости t.;

минимально устойчивую скорость vmin .

Показатели vmax, .max, t. и vmin определяются аналитически и экспери-
ментально. Для аналитического определения этих показателей необходимо
решить дифференциальное уравнение движения ПА, справедливое для ча-
стного случая – прямолинейного движения в профиле и плане дороги (рис.
6.1). В системе отсчета 0xyz это уравнение имеет вид

....PPdtdvGe)/(, (6.1)

где G – масса ПА, кг; . > 1 - коэффициент учета вращающихся масс (ко-
лес, деталей трансмиссии) ПА; Рк – суммарная тяговая сила ведущих ко-
лес ПА, Н; ..=Pf+Pi+Pв суммарная сила сопротивления движению, Н;
Рf – сила сопротивления качению колес ПА, Н: Рi – сила сопротивления
подъему ПА, Н; Рв – сила сопротивления воздуха, Н.

Решить уравнение (6.1) в общем виде сложно, так как неизвестны
точные функциональные зависимости, связывающие основные силы
(Рк,Рf,Рi, Рв) со скоростью АТС. Поэтому уравнение (6.1) обычно решают
численными методами (на ЭВМ или графически).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис. 6.1. Силы, действующие на пожарный автомобиль

При определении тягово-скоростных свойств АТС численными мето-
дами наиболее часто используется метод силового баланса, метод мощно-
стного баланса и метод динамической характеристики. Для использования
этих методов необходимо знать силы, действующие на АТС при движении.



6.1.1. Тяговая сила ведущих колес

Крутящий момент двигателя Мд передается через трансмиссию к ве-
дущим колесам АТС. Приводимые в справочной литературе и технических
характеристиках автомобилей данные внешних характеристик двигателей
(Ne, Me) соответствуют условиям их стендовых испытаний, значительно
отличающихся от условий, в которых двигатели работают на автомобилях.
При стендовых испытаниях по ГОСТ 14846-81 внешние характеристики
двигателя определяют при установке на него только основного оборудова-
ния (воздухоочистителя, генератора и водяного насоса), т. е. без оборудо-
вания, необходимого для обслуживания шасси (например, компрессора,
гидроусилителя руля). Поэтому для определения Мд числовые значения Ме
необходимо умножить на коэффициент Kc:

еМКMсд.. (6.2)

Для отечественных грузовых двухосных автомобилей Кс = 0,88, а
для многоосных – Кc = 0,85.

Условия стендовых испытаний двигателей за границей отличаются
от стандартных. Поэтому при испытаниях:

по SАЕ (США, Франция, Италия) – Кс = 0,81–0,84;

по DIN (ФРГ) – Кс = 0,9–0,92;

по В5 (Англия) – Кс = 0,83–0,85;

по JIS(Япония) – Кс = 0,88–0,91.

К колесам передается крутящий момент Мк > Мд. Увеличение Мд про-
порционально общему передаточному числу трансмиссии. Часть крутяще-
го момента, учитываемая коэффициентом полезного действия трансмис-
сии, расходуется на преодоление сил трения. Общее передаточное число
трансмиссии и является произведением передаточных чисел агрегатов
трансмиссии

кp,ruuuu. (6.3)

где uкuрur – соответственно передаточные числа коробки передач, разда-
точной коробки и главной передачи. Значения uк, uр и ur приводятся в тех-
нической характеристике АТС.

Коэффициент полезного действия трансмиссии . является произве-
дением КПД ее агрегатов. Для расчетов можно принимать: .= 0,9 – для
грузовых двухосных автомобилей с одинарной главной передачей (4.2);
.= 0,88 –для грузовых двухосных автомобилей с двойной главной переда-
чей (4.2); .= 0,86 – для автомобилей повышенной проходимости (4.4);
. = 0,84 – для грузовых трехосных автомобилей (6.4); .= 0,82 – для грузо-
вых трехосных автомобилей повышенной проходимости (6.6).

 


Суммарная тяговая сила Pк , которую может обеспечить двигатель на
ведущих колесах, определяется по формуле

 

,//aeeDDruMrMP... (6.4)

 

где rD – динамический радиус колеса.

Динамический радиус колеса в первом приближении равен статиче-
скому радиусу, т.е. rD = rст. Значения rст приводятся в ГОСТах на пневмати-
ческие шины. При отсутствии этих данных радиус rD тороидных шин вы-
числяется по формуле

o5,0bdrD..., (6.5)

 

где d – диаметр обода; . – 0,89 . 0,9 – радиальная деформация профиля;
bш– ширина профиля.

Диаметр обода d и ширина профиля определяются из обозначения
шины.

Использование силы Pк (6.4) для движения АТС зависит от способно-
сти автомобильного колеса, находящегося под воздействием нормальной
нагрузки Gнg воспринимать или передавать касательные силы при взаимо-
действии с дорогой. Это качество автомобильного колеса и дороги принято
оценивать силой сцепления шины с дорогой P.n или коэффициентом сце-
пления ..

Силой сцепления шины с дорогой P.n называют максимальное значе-
ние горизонтальной реакции Тn (рис. 6.2), пропорциональное нормальной
реакции колеса Rn:

nnnRTP....; (6.6)

22nnnYXT..; (6.7)

.gGRnn. (6.8)

Для движения колеса без продольного и поперечного скольжения не-
обходимо соблюдать условие

22nnnnYXRP...... (6.9)

В зависимости от направления скольжения колеса различают коэф-
фициенты продольного .х и поперечного .у сцепления. Коэффициент .х
зависит от типа покрытия и состояния дороги, конструкции и материала
шины, давления воздуха в ней, нагрузки на колеса, скорости движения,
температурных условий, процента скольжения (буксования) колеса.



Форма входа
Поиск
Друзья сайта
  • Официальный блог
  • Сообщество uCoz
  • FAQ по системе
  • Инструкции для uCoz
  • Статистика

    Онлайн всего: 1
    Гостей: 1
    Пользователей: 0