книги / Транспортные машины и комплексы

Т а б л и ц а 48 Основные параметры автосамосвалов типа БелАЗ

быть компенсированы введением в конструкцию карьерного самосвала прогрессивной трансмиссии, обладающей широким диапазоном изменения скорости движения и имеющей относитель­ но высокий к. п. д, что позволяет производить переключение пе­ редач без разрыва потока мощности, обеспечивающий бессту­ пенчатое регулирование передаточных отношений в зависимости от сопротивления движению автомобиля.

На отечественных автосамосвалах применяются три типа трансмиссий: механическая (МАЗ-205, КрАЗ-256 и др.), гидро­ механическая (БелАЗ-540, БелАЗ-548) и электромеханическая (БелАЗ-549).

Механическая трансмиссия большегрузного автомобиля, со­ стоящая из фрикционного сцепления и шестеренчатой коробки передач, мало отличается от трансмиссии автомобилей общего назначения. При использовании механической трансмиссии двига­ тель не всегда работает на наиболее выгодных режимах. При движении в сложных карьерных условиях требуется частое пе­ реключение передач, что является сложным, трудоемким и небе­ зопасным процессом.

Наиболее полно условиям карьерных самосвалов соответ­ ствуют гидромеханические и электрические трансмиссии. Рацио­ нальная область применения гидромеханических и электриче­ ских трансмиссий определяется грузоподъемностью автосамо­ свала.

Электромеханическая трансмиссия состоит из генератора, вращаемого дизелем, электродвигателей, обычно встроенных в ве­ дущие мотор-колеса, и системы регулирования.

В самосвале БелАЗ-549 установлен генератор постоянного тока, а в колеса встроены двигатели сериесного типа, которые с помощью планетарной передачи приводят во вращение ведущие колеса. Мягкая характеристика сериесного двигателя исключает необходимость устройства механического дифференциала, а так>&е обеспечивает автоматическое изменение скорости движения в за­ висимости от сопротивления передвижения.

Выполненные ИГД Минчермета СССР и ИГД им. А. А. Скочинского [55] работы по оптимизации параметров карьерных автосамосвалов показали целесообразность применения при грузо­ подъемности до 20 т наряду с механическими гидромеханических передач. При грузоподъемности свыше 50 т электромеханическая передача может успешно конкурировать с гидромеханической. При грузоподъемности свыше 65 т преимущество имеет электро­ механическая трансмиссия.

Окончательный выбор типа обосновывается рядом техниче­ ских и технико-экономических соображений.

Вкачестве типичного представителя карьерных автомобилей рассмотрим самосвал БелАЗ-540 (см. рис. 191).

Автомобиль состоит из трех основных частей: двигателя, шасси и кузова (платформы)/ В зимних условиях кузов для пре­ дотвращения примерзания породы обогревается выхлопными газами.

Вкарьерных большегрузных автомобилях используются дви­ гатели внутреннего сгорания с воспламенением от сжатия (ди­ зели).

Дизельные двигатели по сравнению с карбюраторными имеют более высокий к. п. д., используют тяжелое жидкое дизельное топливо, которое дешевле бензина.

На БелАЗ-540 установлен 12-цилиндровый четырехтактный

ющего от аккумуляторной батареи.

Шасси. К шасси относятся все части и механизмы, служащие для передачи вращающего момента от двигателя к ведущим колесам (трансмиссия): механизм передвижения (ходовая часть) и механизм управления.

Трансмиссия. В автомобилях БелАЗ применена гидроме­ ханическая трансмиссия, которая предназначена для преобра-

максимальных динамических нагрузок, которые могут возникать в момент переключения передач или трогания с места, и введения гидравлической связи между двигателем и ведущими колесами, которая защищает узлы трансмиссии от вредных крутильных колебаний двигателя, а также предохраняет двигатель от пере­ грузки крутящим моментом.

Повышающая передача (согласующий редуктор) служит для обеспечения нормальной совместной работы дизеля и гидро­ трансформатора. В автомобиле БелАЗ типа 540 установлен одно­ ступенчатый непрозрачный гидротрансформатор с коэффициентом

трансформации К = М 3,5, где М т— момент на валу тур-

бинного колеса; М н — момент на валу насосного колеса.

Как известно из курса «Гидравлика и гидропривод», непро­ зрачным называют гидротрансформатор, в котором изменение крутящего момента на валу турбинного колеса не вызывает изменения крутящего момента на валу насосного колеса.

Способность гидротрансформатора изменять крутящий мо­ мент в широком диапазоне позволяет иметь коробку передач

сменьшим числом ступеней.

Вавтосамосвале БелАЗ-540 принята коробка передач с тремя ступенями: I передача предназначена для движения на временных

50—100%0 по постоянным дорогам; III передача — движение по горизонтальным участкам постоянных дорог.

Ходовая часть. К ходовой части относятся рама, оси , колеса, шины, тормозная система.

Рама является несущим остовом автомобиля и с лужит для размещения и крепления основных уэлов и агрегатов.

На раму действуют статические и динамические нагрузки.

и разгрузке на раму передаются динамические нагрузки, изме­ няющиеся по величине и направлению действия. Динамические нагрузки могут в 1,5—2 раза превышать статические, так как при движении по неровпой дороге рама подвергается не только изгибу но и кручению.

Подвеска. Подвеской принято называть совокупность узлов и деталей, соединяющих оси с рамой автомобиля. Подвеска слу­ жит для передачи и уменьшения динамических нагрузок, воз­ никающих при загрузке и движении автомобиля. Качеством подвески определяются: плавность хода, скорость движения автомобиля, устойчивость, долговечность, а также условия труда водителя.

Наибольшее распространение на обычных грузовых автомо­ билях имеет подвеска, состоящая из листовых рессор.

Однако у автомобилей-самосвалов грузоподъемностью 25 т и выше возможности применения подвески из листовых рессор весьма ограниченны. Основной особенностью таких автомобилей является значительное изменение веса подрессорной части в за­ висимости от степени загрузки кузова. Так, для автомобиля БелАЗ-540 вес передней подрессоренной части при полной за­ грузке кузова увеличивается в 1,7 раза по сравнению с недогру-

с линейной упругой характеристикой при таком изменении на­ грузки не обеспечивает удовлетворительную плавность хода,

вособенности при движении негруженого автомобиля.

Отличительной особенностью самосвалов БелАЗ является пневмогидравлическая подвеска поршневого типа, в которой пневматическая рессора объединена с гидравлическим аморти­ затором в одном узле — пневмогидравлическом цилиндре (рис. 193).

Передняя ось автомобиля подвешена к раме на двух пневмогидравлических цилиндрах, расположенных сбоку рамы; зад­ ний мост подвешен на двух цилиндрах, расположенных в пре­ делах ширины рамы.

Для передачи момента от вала коробки передач к валу веду­ щего моста при переменных углах между валами служит кар­ данная передача. При поворотах автомобиля, когда внутреннее колесо проходит меньший путь, чем наружное, движение колес с различной скоростью вращения обеспечивается установкой

ведущих колес на двух полуосях, связанных коническим диффе­ ренциалом с четырьмя сателлитами.

Задний мост служит для передачи крутящего момента со значительным его увеличением от коробки передач на ведущие колеса. Мост состоит из центрального редуктора, двух колесных передач планетарного типа и картера моста с полуосями.

Механизм управления состоит из рулевого управления и тор­ мозной системы. Рулевое управление служит для изменения направления движения, которое осуществляется поворотом пе­ редних колес. Для автомобилей большой грузоподъемности, в частности БелАЗ-540, когда для поворота колес необходимо большое усилие, применяют гидроусилитель руля. Рулевой механизм — шарико-винтовой с постоянным передаточным числом.

Тормозная система предназначена для замедления движения автомобиля или быстрой его остановки независимо от скорости, нагрузки и дорожных условий, а также для удержания оста­ новленного автомобиля на уклоне в любое время. На автомобиле БелАЗ-540 эта система включает в себя рабочие колодочные тормоза на всех колесах с раздельным пневматическим приводом, управляемым ножной педалью; стояночный тормоз ленточного типа, размещенный на трансмиссионном выходном валу коробки передач, с механическим приводом; вспомогательный гидравличе­ ский тормоз-замедлитель с пневматическим управлением, уста­ новленный в коробке передач.

Колесные колодочные тормоза осуществляют замедление дви­ жения за счет поглощения энергии при трении подвижного эле­ мента (барабана), соединенного с колесом, о неподвижный (ко­ лодку), связанный с осью. Выделенное в процессе трения тепло рассеивается в окружающее пространство.

На автомобиле БелАЗ-540 применены на всех четырех колесах одинаковые взаимозаменяющие тормоза.

Процесс торможения происходит при разводке и прижатии колодок к внутренней поверхности тормозного барабана за счет поворачивания разжимного кулака. Усилие прижатия колодок, а следовательно, и величина тормозного момента зависят от вели­ чины давления воздуха в тормозном цилиндре, зависящей, в свою очередь, от степени нажатия на тормозную педаль. Таким образом, водитель, нажимая с различной интенсивностью на тормозную педаль, регулирует величину тормозного момента и замедления движения автомобиля (см. главу XII).

Пневматический привод, в который входят компрессор, регу­ лятор давления, воздушные баллоны, два тормозных крана, управляемые педалью, четыре тормозных цилиндра, превращаю­ щих энергию сжатого воздуха в механическую, не только обеспе­ чивает необходимое усилие на тормозных колодках, но задает программу приложения и нарастания этого усилия раздельно по каждой оси автомобиля.

Кроме того, автомобиль БелАЗ-540 имеет гидродинамический тормоз-замедлитель лопастного типа, который при необходимости позволяет создать тормозной момент для поглощения кинетической энергии движущегося автомобиля.

С целью получения трех режимов торможения тормоз-замедли­ тель расположен на первичном валу коробки передач. Тормоз­ ной момент на выходном валу коробки передач изменяется в сле­ дующих пределах, Н-м:

Максимальная тормозная мощность тормоза-замедлителя равна 450 л. с. (332 кВт).

Наиболее эффективно тормоз-замедлитель используется для поддержания постоянной скорости движения автомобиля на спу­ сках. В этом случае нет необходимости прибегать к применению колесных тормозов, вследствие чего они сохраняют свою способ­ ность к быстрому и надежному торможению, что увеличивает долговечность тормозных накладок и барабанов колесных тормо­ зов. Кроме того, при торможении тормозом-замедлителем авто­ мобиль сохраняет устойчивость на скользкой дороге.

§ 2. ТЯГОВЫЙ РАСЧЕТ

Тяговый расчет автомобиля в прицепе аналогичен расчету локомотива и самоходных вагонов.

где W 0 — основное сопротивление движению на прямом горизон­ тальном участке, вызываемое трением в подшипниках и дефор­ мацией шин и дорожного полотна в процессе качения колес,

Приведенные значения w0 относятся к груженым самосвалам* для порожних машин эти значения увеличиваются на 20—25% [58];

Wi — сопротивление от уклона,

Т а б л и ц а 49

Значения удельного коэффициента основного сопротивления в зависимости от типа дороги п состояния дорожного покрытия

ной среды относительно невелико и в расчетах его можно не учитывать;

где Р — полный вес машин (для полуприцепов и прицепов, включая вес прицепной части), кН;

у — коэффициент, учитывающий вращающиеся массы (см. главу XI);

Суммарное сопротивление преодолевается касательной силой тяги.