
- •Основи теорії та розрахунку трактора і автомобіля
- •1. Вступ
- •1.1. Із історії розвитку Вітчизняного тракторобудування
- •1.2. Із історії розвитку Вітчизняного автомобілебудування
- •1.3. Вклад Вітчизняних вчених в розвиток “Теорії трактора та автомобіля”
- •1.4. Типаж тракторів
- •1.4.1. Загальна будова трактора
- •1.4.2. Класифікація тракторів
- •1.5. Типаж автомобілів
- •1.5.1. Загальна будова автомобіля
- •1.5.2. Класифікація автомобілів
- •1.6. Предмет вивчення курсу “Теорія трактора та автомобіля”
- •1.7. Експлуатаційні властивості тракторів та автомобілів
- •2. Загальна динаміка колісних тракторів і автомобілів
- •2.1. Умови і режими роботи коліс
- •2.2. Утворення сили, моменту опору кочення та дотичної сили тяги
- •2.3. Фізико-механічні властивості грунту
- •2.4. Ведучий момент на рушіях трактора і автомобіля
- •2.5. Дотична сила тяги і її обмеження по зчепленню з ґрунтом
- •2.6. Необхідна і достатня умова руху трактора і автомобіля
- •2.7. Кінематика та динаміка веденого і ведучого коліс
- •2.7.1. Кінематика та динаміка веденого колеса
- •2.7.2. Динаміка ведучого колеса з пневматичною шиною
- •2.7.3. Зчеплення з ґрунтом і буксування рушіїв
- •2.9. Сили, які діють на рухому колісну машину
- •2.10. Тяговий баланс
- •2.11. Нормальні реакції грунту на передні і задні колеса тракторів та автомобілів
- •2.12. Нормальні реакції ґрунту на колеса трактора при роботі з навісною машиною
- •3. Загальна динаміка гусеничного трактора
- •3.1. Особливості кінематики і динаміки гусеничного рушія
- •3.3. Центр тиску гусеничного трактора і його зміщення відносно
- •Рівняння моментів має наступний вигляд
- •3.4. Робота гусеничного трактора з навісними машинами
- •Виконуємо такі арифметичні дії
- •Після скорочення рівняння (3.38) приймає вигляд
- •Рівняння (3.44) можемо записати наступним чином
- •3.5. Розподіл нормальних реакцій грунту
- •4. Визначення зчіпної ваги та розподіл навантаження
- •5. Тягова динаміка і паливна економічність трактора
- •5.1. Баланс потужності трактора
- •5.2. Побудова потенційної тягової характеристики проектуємого трактора
- •5.4. Процес розгону машинно-тракторного агрегату
- •5.4.1. Основні показники, їх оцінювання
- •5.4.2. Вплив на процес розгону механізмів для переключення
- •6. Тягова і гальмівна динаміка та паливна
- •6.1. Баланс потужності автомобіля
- •6.2. Динамічний фактор і динамічна характеристика автомобіля
- •6.3. Гальмівні властивості автомобіля
- •6.3.1. Процес гальмування автомобіля
- •6.3.2. Гальмова сила на колесах автомобіля
- •6.3.3. Рівняння руху автомобіля при гальмуванні
- •6.3.4. Вимірювачі гальмових якостей автомобіля
- •6.3.5. Гальмування двигуном
- •6.4. Паливна характеристика проектуємого автомобіля
- •7. Тягова динаміка повнопривідних
- •7.1. Основні типи безступеневих автоматичних трансмісій тракторів та автомобілів
- •7.1.1. Фрикційна механічна трансмісія
- •7.1.2. Електричні трансмісії
- •7.1.3. Гідродинамічна трансмісія
- •7.1.4. Гідростатична (гідрооб'ємна) трансмісія
- •7.2. Методика тягового розрахунку трактора
- •8. Теорія повороту тракторів та автомобілів
- •8.1. Теорія повороту колісних тракторів та автомобілів
- •8.1.1. Загальні відомості
- •8.1.2. Способи повороту колісних машин
- •8.1.3. Кінематика повороту колісної машини з рульовою трапецією
- •8.1.4. Динаміка повороту колісних машин
- •8.1.5. Керованість колісної машини
- •8.1.6. Вплив бокового уводу шин на кінематику повороту
- •8.1.7. Стабілізація керованих коліс
- •8.2. Поворот гусеничного трактора
- •8.2.1. Кінематика повороту
- •8.2.3. Поворот гусеничного трактора з навантаженням на гаку
- •8.2.4. Характеристика повороту гусеничного трактора
- •9. Стійкість тракторів та автомобілів
- •9.1. Повздовжня стійкість тракторів та автомобілів
- •9.2. Граничний статичний кут по сповзанню
- •9.3. Загальна умова повздовжньої стійкості колісних машин
- •9.4. Повздовжня стійкість колісної машини з навантаженням на гаку
- •9.5. Гранична статична стійкість гусеничного трактора
- •9.6. Поперечна стійкість тракторів та автомобілів
- •9.7. Способи підвищення стійкості тракторів та автомобілів
- •9.8. Поперечна стійкість колісних машин
- •9.9.Поворот колісної машини на схилах і під’йомах
- •9.10. Прохідність тракторів та автомобілів
- •9.10.1. Загальні відомості
- •9.10.2. Геометричні параметри прохідності
- •9.10.3. Способи поліпшення прохідності
- •10. Плавність руху і енергономічність машин
- •10.1. Загальні відомості
- •10.2. Характеристики поверхні доріг
- •10.3. Вплив коливань на людину
- •10.4. Рівняння коливань
- •10.5. Вимірювачі плавності ходу
- •10.6. Гасіння коливань
- •10.7. Коливальна система колісного трактора
- •11. Основи розрахунку шасі тракторів і автомобілів
- •11.1. Загальні положення
- •11.2. Розрахунок фрикційних муфт зчеплення
- •11.3. Особливості розрахунку фрикційних муфт повороту
- •11.4. Основи розрахунку коробок передач
- •11.5. Розрахунок елементів з’єднувальних муфт і карданних механізмів
- •11.6. Розрахунок механізмів заднього моста
- •11.7. Розрахунок рульового механізму
- •11.8. Розрахунок елементів ходових систем
1.5.2. Класифікація автомобілів
Сучасні автомобілі класифікують по таким основним признакам [6]:
І. По призначенню розрізняють автомобілі транспортні і спеціальні;
ІІ. По роду палива, на якому працює двигун автомобіля;
ІІІ. По пристосуванню до дорожних умов.
Транспортні автомобілі розподіляються на:
- легкові, призначені для перевезення кількох пасажирів (чисельністю менше восьми);
Рис. 1.3. Компоновка автомобіля-тягача з переднім і заднім ведучими
мостами:
1-кабіна; 2-платформа для вантажу; 3-шасі
- автобуси, призначені для перевезення груп пасажирів (чисельністю більше восьми);
- вантажні, призначені для перевезення різних вантажів.
Автомобілі спеціального призначення обладнані відповідними пристроями і механізмами для виконання якої-небудь окремої специфічної роботи.
Легкові автомобілі класифікують по конструктивній масі, робочому об’єму двигуна і загальній компоновці. Розділяють такі класи легкових автомобілів:
- особливо малий: конструктивна маса 649...799 кг; робочий об’єм
0,849...1,099 л (1,1 дм3);
- малий: конструктивна маса 800...1149 кг; робочий об’єм 1,100...1,799 л (1,1...1,8 дм3);
- середній: конструктивна маса 1150...1499 кг; робочий об’єм 1,800...3,499 л (1,8...3,5 дм3);
- великий: конструктивна маса 1500...1900 кг; робочий об’єм 3,500...5,000 л (3,5...5,0 дм3).
Автобуси класифікують по загальній компоновці; формі кузова і пасажиромісткості; кількості вісей і колісній формулі; розташуванні двигуна; по особливостям будови кузова, визваній розташуванням двигуна.
По призначенню автобуси бувають: міськими призначеними для перевезення максимальної кількості пасажирів з наданням їм мінімально-можливого рівня комфорту (наприклад, крісел для сидіння, вентиляції або
Рис. 1.4. Загальна будова автомобіля:
а – вантажного; б – легкового;
1 – двигун; 2 – муфта зчеплення; 3 – коробка передач; 4 – карданна передача; 5 – задній ведучий міст; 6 – рама; 7 – підвіска; 8 – задні ведучі колеса;
9 – передні керовані колеса; 10 – амортизатор; 11 – передній міст;
12 – рульове керування; 13 – кузов
Таблиця 1.4
Коротка технічна характеристика деяких моделей Вітчизняних
вантажних автомобілів
Марка автомобіля |
маса перевози- мого вантажу, кг |
власна маса автомобі- ля, кг |
номіналь- на потужність двигуна, кВт |
максима- льна швидкість руху, км/г |
Ємні- сть бака, л |
Витрата палива на 100 км при швидкості руху ( км/г ), л/100 км |
УАЗ-452Д |
800 |
1870 |
53,0 |
95 |
56 |
13/35 |
УАЗ-452ДМ |
800 |
1670 |
53,0 |
100 |
78 |
12/35 |
ГАЗ-5204 |
2500 |
1670 |
55,2 |
70 |
70 |
20/40 |
ГАЗ-66 |
2500 |
3640 |
84,5 |
95 |
210 |
- |
ГАЗ-66-01 |
2000 |
3800 |
84,5 |
90 |
210 |
24/35 |
ГАЗ-53А |
4000 |
3250 |
84,5 |
85 |
90 |
24/35 |
ЗИЛ-130 (4314) |
5000 |
4300 |
110,4 |
90 |
170 |
29/35 |
ЗИЛ-4331 |
5000 |
4300 |
136,0 |
- |
170 |
19/35 |
ЗИЛ-131 |
5000 |
6685 |
110,3 |
80 |
340 |
40/40 |
ЗИЛ-133 |
8000 |
- |
110,3 |
80 |
170 |
- |
ЗИЛ-133 |
10000 |
7175 |
110,3 |
80 |
170 |
48/35 |
УРАЛ-4320 |
5000 |
8245 |
154,4 |
85 |
270 |
26/40 |
УРАЛ-375Н |
7000 |
7925 |
132,4 |
75 |
300 |
46/40 |
КамАЗ-5320 |
8000 |
7080 |
154,5 |
85 |
170 |
24/35 |
МАЗ-5335 |
8000 |
6600 |
132,0 |
85 |
200 |
22/40 |
МАЗ-6422 |
14500 |
9200 |
235,0 |
85 |
350 |
30/40 |
КрАЗ-257Б1 |
12000 |
10600 |
176,6 |
68 |
330 |
38/40 |
КрАЗ-260 |
9000 |
13000 |
220,6 |
80 |
330 |
34/40 |
опалення салона); міжміськими обладнаними з достатнім рівнем комфорту для перевезення на далекі відстані (індивідуальні крісла, пристосовані для спання; індивідуальна система освітлення і вентиляції; достатнє опалення і вентиляція; об’ємний багажник для речей); туристськими обладнаними додатковими пристроями для забезпечення максимально-можливого рівня комфорту (музичні стерео системи; телевізор і відеосистема; кондиціонер; спальні місця типу “купе”; холодильник; речовий багажник максимальних розмірів, в деяких випадках, із-за цього, автобуси будують двохрівневими).
Основною величиною, яка характеризує вантажний автомобіль, є номінальна вантажопід’ємність при рухові по дорозі з твердим покриттям. По номінальній вантажопід’ємності автомобілі розподіляють на наступні класи:
- особливо малий до 1 т;
- малий 1...3 т;
- середній 3...5 т;
- великий 5...8 т;
- особливо великий 8 т.
По роду палива автомобілі класифікують на ті, двигуни яких працюють на:
- рідкому паливі;
- газоподібному паливі;
- інших видах енергоносіїв.
По пристосуванню до дорожних умов автомобілі бувають:
- нормальної (звичайної) прохідженості (колісна формула 4К2, серійні
шини);
- підвищеної прохідженості.
Кожна базова модель вантажного автомобіля має індекс, який складається із цифр. Індекс пишеться після буквенного умовного позначення завода-виготовника автомобіля і має п’ять цифр:
- перша цифра означає клас автомобіля по повній масі (конструктивна маса + номінальна вантажопід’ємність):
Клас |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
повна маса, т |
1,2 |
1,2...2,0 |
2,0...8,0 |
8...14 |
14...20 |
20...40 |
40 |
- друга цифра означає вид автомобіля: 3-бортовий; 4-тягач; 5-самосвал; 6-цистерна; 7-фургон; 8-резерв; 9-спеціальний;
- третя і четверта цифри позначають номер моделі від 01 до 99;
- п’ята цифра вказує на порядковий номер модифікації. Цифр номера
модифікацій може бути більше ніж п’ять.
Для прикладу нижче приведемо позначення деяких моделей і модифікацій вантажних автомобілів: ИЖ-2715; УАЗ-3303; ГАЗ-3307; РАФ-22031 (карета швидкої медичної допомоги); ГАЗ-САЗ-3507; ГАЗ-САЗ-3511 (всюдихід); ГАЗ-САЗ-4509 (з дизелем);ЗИЛ-431410 (з двигуном ЗИЛ-130); ЗИЛ-431510 (зі збільшеною довжиною платформи для вантажів); ЗИЛ-441510 (гніздовий тягач); ЗИЛ-4331 (з дизелем ЗИЛ-645); ЗИЛ-43317 (з дизелем КамАЗ-740); ЗИЛ-ММЗ-45085 (самосвал з напівсферичною металевою платформою); ЗИЛ-ММЗ-554М (самосвал з прямокутною металевою платформою); КАЗ-4510; КамАЗ-5320; КамАЗ-4310; МАЗ-53371 (бортовий); МАЗ-5551; МАЗ-64229 (двухвісний тягач); Урал-4320; Урал-5557; КрАЗ-6310; КрАЗ-6510; КрАЗ-6443 (шестивісний тягач).
В позначеннях базових моделей легкових автомобілів цифри означають:
- перші дві цифри клас автомобіля по величині робочого об’єму (величини об’ємів дивись вище): 11 – особливо малий; 21 – малий; 31 – середній; 41 – великий;
третя і четверта цифра номер моделі;
послідуючі цифри номер модифікації.
Нижче для прикладу приведемо позначення деяких моделей легкових автомобілів: ВАЗ-1111 “Ока”; ЗАЗ-1102 “Таврія”; ЛуАЗ-1302; ВАЗ-2101;
Таблиця 1.5
Коротка технічна характеристика деяких моделей Вітчизняних
легкових автомобілів
Марка автомобіля |
Маса перево- зимого вантажу, кг |
Власна маса автомобі-ля, кг |
Номіна-льна по- тужність двигуна, кВт |
Максима-льна швидкість руху, км/г |
Ємність бака, л |
Витрата палива на 100 км при швидкості руху (км/г), л/100 км |
ЗАЗ-968М |
300 |
860 |
30,2 |
120 |
40 |
7,4/80 |
ЗАЗ-1102 |
300 |
710 |
37,5 |
140 |
38 |
5,2/90 |
ЛуАЗ-969М |
460 |
960 |
29,4 |
85 |
34 |
10/40 |
“Москвич-2140” |
350 |
1080 |
55,2 |
140 |
46 |
8,8/80 |
АЗЛК-2141 |
350 |
1070 |
56,3 |
153 |
55...58 |
6,0/80 |
ВАЗ-1111 |
300 |
635 |
21,5 |
115 |
30 |
3,2/90 |
ВАЗ-2106 |
350 |
1000 |
59,0 |
150 |
39 |
8,5/80 |
ВАЗ-2121 |
400 |
1150 |
58,8 |
132 |
45 |
9,9/80 |
ВАЗ-2109 |
425 |
915 |
47,0 |
148 |
43 |
5,7/90 |
ГАЗ-2410 |
440 |
1420 |
69,9 |
147 |
55 |
10,5/80 |
ГАЗ-3102 |
450 |
1470 |
77,2 |
150 |
70 |
- |
УАЗ-469Б |
800 |
1925 |
55,2 |
100 |
56 |
10,6/40 |
Таблиця 1.6
Коротка технічна характеристика деяких моделей автобусів
Автобус |
Габари-тна довжи-на, м |
Число місць
|
Макси- мальна швид- кість ру- ху, км/г |
Номінальна потужність двигуна |
Контро-льна витрата палива, л/100км |
||
для сидіння |
загальне номінальне (в годину “пік”) |
кВт |
к.с. |
||||
РАФ-977Д |
4,9 |
10 |
- |
110 |
55 |
75 |
12,0 |
КАВЗ-651 |
6,2 |
20 |
24 |
70 |
52 |
70 |
22,0 |
ПАЗ-652 |
7,2 |
23 |
42 |
80 |
66 |
90 |
21,0 |
ПАЗ-672 |
7,3 |
23 |
45 |
80 |
85 |
115 |
20,5 |
ЛиАЗ-158В |
9,0 |
32 |
80 |
65 |
80 |
109 |
37,0 |
ЛиАЗ-677 |
10,5 |
25 |
80(110) |
70 |
132 |
180 |
45,0 |
ЛАЗ-695Е |
9,2 |
32 |
55 |
75 |
110 |
150 |
36,0 |
ЛАЗ-698 |
9,7 |
26 |
67(92) |
76 |
132 |
180 |
35,0 |
“Икарус”-180 (угорщина) |
16,5 |
35 |
119(172) |
67 |
147 |
200 |
24,4 |
ВАЗ-21093; ВАЗ-2199; ВАЗ-211010; ВАЗ-2121 “Нива”; АЗЛК-2140; ИЖ-21251 “Комби”; ИЖ-2126 “Орбита”; ГАЗ-31029 “Волга”; УАЗ-31512.
Цифри індекса моделей автобусів означають наступне:
- перша цифра: клас автобуса в залежності від його габаритної довжини
( від переднього до заднього бампера ):
-
Клас
2
3
4
5
6
Довжина, м
до 5,0
6,0...7,5
8,0...9,5
10,5...12,0
16,5...24,0
друга цифра: 2 – автобус; 9 – спеціальний вантажний автомобіль для перевезення пасажирів (на рамі вантажного автомобіля замість кабіни і платформи встановлений цільнометалевий салон);
третя і четверта цифри позначають номер моделі;
послідуючі цифри – номер модифікації.
Нижче для прикладу приведемо позначення деяких моделей і модифікацій автобусів: РАФ-223301; ГАЗ-2201 “ГАЗель”; ПАЗ-3205; КаВЗ-3976; ЛАЗ-42021; ЛиАЗ-5256.
В табл. 1.4...1.6 приведені короткі технічні характеристики деяких моделей вантажних і легкових автомобілів та автобусів.