Научная статья на тему 'Расчет параметров двигателя пожарного автомобиля'

Расчет параметров двигателя пожарного автомобиля Текст научной статьи по специальности «Механика и машиностроение»

CC BY
141
19
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
двигатель / мощность / эффективность / engine / power / efficiency

Аннотация научной статьи по механике и машиностроению, автор научной работы — В В. Новичков

Рассмотрены вопросы максимальной эффективности мощности двигателя пожарного автомобиля.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по механике и машиностроению , автор научной работы — В В. Новичков

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

CALCULATION OF PARAMETERS OF THE ENGINE OF THE FIRE TRUCK

The questions of the maximum efficiency of the engine power of a fire truck are considered.

Текст научной работы на тему «Расчет параметров двигателя пожарного автомобиля»

подвижности. Для решения этих задач нужны квалифицированные специалисты.

Одна из наиболее важных проблем, которая сложилась в малых городах России это ремонт пожарных автомобилей. Данная проблема связана с тем, что все специализированные центры по ремонту пожарных автомобилей находятся в крупных городах России, таких как г. Москва, г. Санкт-Петербург, г. Перми. В городах у которых население менее ста тысяч человек, подразделения пожарной охраны в основном осуществляют ремонт пожарных автомобилей самостоятельно своими силами. Данное обстоятельство существенно осложняет процесс эксплуатации пожарной техники в пожарных частях.

Также осложняет бесперебойную работу в частях и тот факт, что пожарный автомобиль может сломаться по пути следования до пожара или по возвращению в подразделение.

Предлагается ввести в Пожарно-спасательные отряды мобильно аварийно-ремонтную службу. Штат сотрудников данной службы будет составлять 2 человек на смену (сутки) с наличием автомобиля.

Мобильная аварийно-ремонтная мастерская должна обеспечивать выполнение следующих работ: газосварочных, электросварочных, слесарно-монтажных, покрасочно-восстановительных, грузоподъемных.

Передвижные ремонтные мастерские должны использоваться для ремонта, обслуживания установок, транспортных средств вдали от места базирования и для перевозки аварийной бригады.

Передвижные мастерские монтируются на базе шасси полноприводных грузовых автомобилей и имеют непревзойденную проходимость, отличные эксплуатационно-технические характеристики.

Кузов-фургон автомастерских представляет собой кунг с отопителем, в котором по желанию устанавливают верстаки, станки, генераторы, дизельные станции, механические лебедки или тали.

Передвижные мастерские - это практичные специальные автомобили с отличной вместительностью, удобством применения в сложных дорожных условиях с обученным персоналом.

Создание мобильной ремонтной службы по ремонту пожарных автомобилей значительно сократит количество поломок автомобилей. Также даст возможность быстро и в короткие сроки поставить автомобиль на службу.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Пожарные автомобили: Учебник/Под общ. ред. Безбородько М.Д. - Л.: 1982 г.,

282 с.

2. Пожарные автомобили: Учебник водителя пожарного автомобиля. - Санкт-Петербург, 2006. - 507 с.

УДК 621.43

В.В. Новичков

Воронежский институт - филиал ФГБОУ ВО «Ивановская пожарно-спасательная академия ГПС МЧС России»

РАСЧЕТ ПАРАМЕТРОВ ДВИГАТЕЛЯ ПОЖАРНОГО АВТОМОБИЛЯ

Рассмотрены вопросы максимальной эффективности мощности двигателя пожарного автомобиля.

Ключевые слова: двигатель, мощность, эффективность.

V. V. Novichkov

CALCULATION OF PARAMETERS OF THE ENGINE OF THE FIRE TRUCK

The questions of the maximum efficiency of the engine power of a fire truck are considered. Key words: engine, power, efficiency.

Способность ПА в кратчайший срок прибывать к месту вызова оценивается главным образом его тягово-скоростными свойствами. Они предопределяют диапазон скоростей движения и предельные ускорения ПА, возможные на тяговом режиме по техническим характеристикам двигателя и сцеплению ведущих колес с дорогой в различных эксплуатационных условиях.

Требуемая эффективная мощность двигателя определяется из уравнения мощностного баланса при движении ПА с максимальной скоростью:

Nés = ( Уз • Ga • За max + кв • 8м • ЗА3 max )/ 1000 ЛТР, (1)

где: Nés — эффективная мощность двигателя при максимальной скорости движения ПА (кВт);

^З - коэффициент сопротивления движению, соответствующий четвертой категории

дорог, принимается ^з = 0,015.

Ga- полный вес автомобиля.

Определяем максимальную скорость движения - За мах при заданных условиях эксплуатации:

За мах = R / (Тст сГ с2 с3 сД (2)

где: R - протяженность (радиус) выезда, км;

с1 - коэффициент использования мощности (0,4);

с2 - коэффициент развития мощности (0,8);

с3 - коэффициент учета климатических условий (0,85);

с4 - коэффициент учета дорожных условий (0,80);

За мах - максимальная техническая скорость автомобиля, кмч-1.

ЗА мах = 62,5 . 60 / (85. 0,4 . 0,8 . 0,86 . 0,85) = 188 км. ч-1

Nés = (0,015 3500 9,8 • (188-800/4000) + 0,6 • 2,35 • (188-800/4000)3 / 1000 • 0,88 =

87 кВт

Максимальная эффективная мощность двигателя - NÉmax (кВт) определяется с помощью следующего соотношения:

NÉmax = Nés = 87 кВт Выбираем двигатель УМЗ-421

Таблица 1

Характеристики двигателя УМЗ-4216

Показатели Модификация, исполнение двигателя

4216

Тип двигателя Бензиновый, с комплексной микропроцессорной системой управления впрыском топлива и зажиганием (КМПСУД)

Число и расположение цилиндров Четыре, рядное

Диаметр цилиндров и ход поршня, мм 100x92

Рабочий объем, л 2,89

Степень сжатия 8,8

Порядок работы цилиндров 1-2-4-3

Внешняя скоростная характеристика двигателя.

Внешняя скоростная характеристика является основой технического расчета проектируемого двигателя. № расчет ведется, как правило, по формуле С.Р. Лейдермана:

2 3

(а(п/пк ) + в(п/п«)2 - с(п/п«)3), (3)

где: N - текущие значения эффективной мощности;

а, в, с - постоянные для каждого типа двигателя коэффициенты: для бензинового двигателя а = в = с = 1;

п - текущее значение частоты вращения коленчатого вала двигателя, об.мин-1; пИ-частота вращения коленчатого вала при максимальной мощности двигателя,

об.мин-1 .

1. 800 об.мин. :

N = 87 • (1(800 / 4000 ) + 1(800 / 4000)2 - 1(800 / 4000)3) =87 (1/0,2)+1(0,04)-1(0,08)= 87 0,232=20,18 кВт.

2. 1600 об.мин. :

N = 87 • (1(1600 / 4000 ) + 1(1600 / 4000)2 - 1(1600 / 4000)3) = 87- (0,4+0,16-0,064)=87- 0,496=43,15кВт.

3. 2400 об.мин. :

N = 87 • (1(2400 / 4000 ) + 1(2400 / 4000)2 - 1(2400 / 4000)3) = 87- (0,6+0,36-0,216)=87^ 0,744=64,72кВт.

4. 3200 об.мин. :

N = 87 • (1(3200 / 4000 ) + 1(3200 / 4000)2 - 1(3200 / 4000)3) = 87- (0,8+0,64-0,512)=87^ 0,928=80,73кВт.

5. 4000 об.мин. :

N = 87 • (1(4000/ 4000 ) + 1(4000 / 4000)2 - 1(4000 / 4000)3) = 87кВт. Эффективный вращающий момент двигателя - МЕ при этом определяется как:

МЕ = 9550 N / п, (4)

где: п - текущее значение частоты вращения коленчатого вала двигателя, обмин-1.

1. 800 об.мин. :

МЕ = 9550 • 20,18 / 800 = 240,89 Н.м.

2. 1600 об.мин. :

МЕ = 9550 • 43,5 / 1600= 257,55 Н.м.

3. 400 об.мин. :

МЕ = 9550 • 64,72 / 2400= 257,53 Н.м.

4. 3200 об.мин. :

МЕ = 9550 • 80,73 / 3200= 240,92 Н.м.

5. 4000 об.мин. :

МЕ = 9550 • 87 / 4000= 207,7 Н.м.

Скоростной интервал между задаваемыми значениями частоты вращения коленчатого вала двигателя принимается в диапазоне 500.. .1000 обмин-1. Результаты расчетов заносим в таблицу 2.

Таблица 2

Параметры внешней скоростной характеристики двигателя

N. об мин 1 800 1600 2400 3200 4000

Ne, кВт 20.18 43.15 64.72 80,73 87

МЕ, Н-м 240.8S 257,55 257,53 240.92 207,7

УДК 621.85 В.В. Новичков

Воронежский институт - филиал ФГБОУ ВО «Ивановская пожарно-спасательная академия ГПС МЧС России»

РАСЧЕТ ПАРАМЕТРОВ ТРАНСМИССИИ ПОЖАРНОГО АВТОМОБИЛЯ

Рассмотрены вопросы эффективной работы трансмиссии пожарного автомобиля. Ключевые слова: Передаточное число, скорость, оборотистость двигателя.

V. V. Моу1еккоу

CALCULATION OF PARAMETERS OF TRANSMISSION OF THE FIRE TRUCK

The questions of effective operation of the transmission of a fire truck.

Key words: Gear ratio, speed, engine speed.

Правильный расчет параметров трансмиссии является необходимой предпосылкой получения высоких средних скоростей движения ПА и его хорошей топливной экономичности.

Передаточное число главной передачи.

Передаточное число главной передачи - ir определяется из условия обеспечения заданной максимальной скорости движения ПА на высшей ступени в коробке передач по формуле:

ir = 0,377 ■ Гк ■ П3 / (iKEB ■ Wb ■ За max),, (1)

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

где: гК — кинематический радиус качения колеса, м;

iKnB - передаточное число высшей ступени основной коробки:

для коробок грузовых автомобилей с числом передач, не превышающим шесть, iKnB = 1;

для остальных автомобилей принимается 0,6.. .1,0;

¡дкв - передаточное число высшей передачи дополнительной коробки передач или демультипликатора, в расчетах принимается 1.1,44 (1 - при ее отсутствии);

За max - максимальная скорость движения автомобиля на прямой передаче,км.ч-1;

Пз - частота вращения коленчатого вала двигателя, соответствующая максимальной скорости движения ПА, об.мин-1.

Она определяется через коэффициент оборотистости двигателя:

Пз = За max ■ Лод, (2)

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.