Описание устройства автомобиля КамАЗ-5410

1 ОПИСАНИЕ УСТРОЙСТВА АВТОМОБИЛЯ

По заданному типу машины, колесной схеме 6x4 и нагрузке на седельное устройство из [1] выбираем прототип автомобиля - КамАЗ-5410. Это – трехосный седельный автомобиль-тягач, выпускался  Камским  автомобильным  заводом  с  1976гг.  Кабина  трехместная,   со  спальными  местами,  цельнометаллическая, расположена  над  двигателем, опрокидывается  вперед. Основной полуприцеп КамАЗ-5410-ОдАЗ-9370. На  автомобиле  КАМАЗ-5410 установлен  V-образный  8-ми  цилиндровый четырехтактный  дизель с воспламенением  от сжатия, турбонаддувом  и  углом  развала  90°, двигатель  модели  КамАЗ-740,дизель.  Трансмиссия  механическая,  многоступенчатая.  В  трансмиссии  применена  5- ступенчатая  коробка  передач. Главная передача двойная.

Рисунок 1 – Общий вид машины

Сцепление - фрикционное,  сухое  двухдисковое. Автомобиль  КамАЗ-5410  оборудован: барабанным тормозом  с  разделенным пневматическим  приводом на  все  колеса; стояночным тормозом – пружинный энергоаккумуляторный с пневматическим приводом; воздушный  компрессор -  двухцилиндровый, с  жидкостным  охлаждением.

Гидроусилитель работает следующим образом: при прямолинейном движении машины золотник расположен в нейтральном положении, масло свободно перекачивается насосом в бак, поскольку нагнетательная и сливная линии соединены между собой. При повороте машины, в случае повышенного сопротивления повороту управляемых колес – на винте возникает реактивное осевое усилие, сдвигающее винт. Вместе с винтом сдвигается золотник, преодолевая при этом усилие пружин, действующих на реактивные плунжеры. Это усилие передается на рулевое колесо. При этом одна из внутренних полостей цилиндра отключается, а в другую увеличивается подача масла. Давление масла в этой полости возрастает, и поршень-рейка, перемещаясь, поворачивает зубчатый сектор и вал рулевой сошки и через рулевой привод – колеса машины. При прекращении поворота золотник под действием реактивных плунжеров возвращается в нейтральное положение, и действие гидроусилителя прекращается.

.

2 ОПРЕДЕЛЕНИЕ МАССЫ АВТОМОБИЛЯ

Полная масса автомобиля m_a, кг [1]:     

                            m_a= m_н(1+n_б)+ m_пz_п ,                                       (1)

где m_н- нагрузка на седельное устройство автомобиля,

m_н =80000/9,81=8155 кг

n_б- коэффициент учитывающий снаряжение автомобиля:

                                          n_б=1/ n_e ,                                          (2)

где n_e- коэффициент использования массы, (n_e=1,6 [2, прл.1] );

m_п- масса пассажира, кг(m_п=80кг[2]);

z_п- число пассажиров, включая водителя (z_п=3[2]).

По формуле (2):

n_б=1/1,6=0,62;

m_a=8155(1+0,62)+80_*3=13400 кг

                                 3 ВЫБОР ШИН

Шины выбираем по нагрузке на наиболее нагруженное колесо. У автомобилей с колесной схемой 6x4 на переднюю ось при полном использовании грузоподъемности приходится около 25% нагрузки. На задних осях автомобиля обычно монтируют  по 4 шины, каждая из которых может испытывать большую нагрузку, чем шина переднего колеса. Все колеса автомобиля по конструкции почти всегда одинаковы и взаимозаменяемы.

передняя ось (25% нагрузки) – 3350кг, т.к. на передней оси стоят две шины, то каждая воспринимает:

3350 / 2 = 1675кг;

задние оси (75% нагрузки) – 10500кг, т.к. задних осей две и на каждой стоит по 4 шины, то каждая шина будет воспринимать:

10500 / 2 / 4 = 1256,25кг.

        Наиболее нагруженные колеса передние, по этой нагрузке выбираем шины:                принимаем шины: 8.25-15 [1];

Таблица 1.- Характеристика шин.

  Давление, кПА                                      800

  Наружный диаметр, мм                   836±12

Статический радиус, мм                   384±6

Ширина профиля, мм                        234±7

Максимальная скорость, км/ч              50

Индекс нагрузки,                                  143

Норма слойности,                                  14

Допустимая нагрузка, кг

1825

4 ОПРЕДЕЛЕНИЕ МОЩНОСТИ ДВИГАТЕЛЯ АВТОМОБИЛЯ, РАСЧЁТ ВНЕШНЕЙ ХАРАКТЕРИСТИКИ

Мощность двигателя P_ev, кВт, должна быть достаточна для обеспечения заданной максимальной скорости движения  V_max по дороге с минимальным заданным коэффициентом сопротивления перекатыванию [2]:

P_ev=V_max*10³(G_af+K_вAV²_max)/h_тр ,                                       (3)

где V_max – максимальная скорость движения, м/с (V_max=90км/ч=25м/с);

G_a – сила тяжести автомобиля с полуприцепом, Н_*м;

             G_a=( m_a- m_н + m_п/п)g,                                                           (4)

где m_a – масса автомобиля (m_a=13400кг);

m_п/п – масса полуприцепа, кг:

m_п/п= G₀+G _п/п,                                                  (5)

m_п/п =19000кг,

g-ускорение свободного падения, м/с²(g=9,8м/с²);

G_a=(13400 -8155 +19000)_*9,81=44640_*9,81=285912,5 Н;

          f-коэффициент сопротивления перекатыванию;

                                   f=(0,015...0,020)+6_*10^-6V²_max,                                                             (6)

f=0,0175+6_*10^-6_*25²=0,0175+6_*10^-6_*557=0,021;

K_в -коэффициент обтекаемости (аэродинамический), Н_*с²/м⁴ ;

(K_в=0,65Н_*с²/м⁴ [1]);

A-лобовая площадь автомобиля, м² [2];

А=В_*Н,                                                      (7)

где В-колея машины (В=2,032м);

Н-высота машины (Н=2,650м);

А= 7,97*2,65=6,22м²;

h _тр –КПД трансмиссии (h _тр=0,88[2]);

P_ev=25_*10^-3(285912,5 _*0,021+0,65_*625_*6,22)/0,88=287,4 кВт.

Максимальная мощность двигателя P_max, кВт, находится по эмпирической

            формуле Лейдермана [2]:

P_max= P_ev/[a(n_max/n_р)+b(n_max/n_р)²-(n_max/n_р)³],                           (8)

где a, b -эмперические коэффициенты (a=0,87, b=1,13 [2]);

n_max/n_р=1,2 [2] (n_max=3840 об/мин, n_р=3200 об/мин);

P_max=287,4 /[(0,87_*1,2+1,13_*(1,2)²-(1,2)³]=304,7 кВт.

Для построения внешней характеристики формулу (8) записывают в виде:

P_e= P_max[ 0,87_*(n_е/n_р)+1,13_*(n_е/n_р)²-(n_е/n_р)³],                      (9)

где P_e, n_е- текущее значения соответственно мощности двигателя и частоты вращения коленчатого вала.

Задаваясь значениями n_е, которые соответствуют значениям n_е/n_р=0.2;0.4…1.0,1.2 определяем величины мощностей P_e.

Крутящий момент на валу Т_е, Н_*м [2]:

Т_е=1000_*P_e/w_e,                                           (10)

где w_e-угловая скорость рад/c;

w_e=2pn_e.                                                                                (11)

       Таблица 4.1 – Внешняя характеристика двигателя.

Показатели	Отношение nе/nр
	nе=10,66	nе=21,33	nе=31,99	Nе=42,66	nе=53,33	nе=63,99
	0,2	0,4	0,6	0,8	1,0	1,2
we, рад/с	66,94	133,96	200,90	267,90	334,91	401,86
Pe, кВт	64,4	141,6	217,2	276,4	304,7	287,4
Те, Н*м	962,1	1057	1081,1	1031,7	909,8	715,2

5 ВЫБОР ПЕРЕДАТОЧНЫХ ЧИСЕЛ ТРАНСМИССИИ АВТОМОБИЛЯ

Передаточное число главной передачи i_гл  определяется из условия