Удлиненные среднетоннажные автомобили ГАЗ предназначены для перевозки различных грузов. Автомобили ГАЗ 3307 и 3309 имеют грузоподъемность до 4000 кг, На все данные модели может устанавливаться металлический каркас с тентом, высотой до 2200 мм и ориентировочным объемом до 25 м 3Фургоны на удлиненное шасси среднетоннажных автомобилей, имеют длину 5000 мм и объем 25 м 3 На все вышеперечисленные марки можно установить промтоварный (мебельный), изотермический фургон, либо фургон из сендвич-панелей (пенополиуретана). Также, возможно оборудование фургона холодильной установкой (до -18° С) Алекс Ориджинал, производства Израиль.

4.Технологическая часть

4.1.Выбор базового автомобиля

Для перевозки

Техническая характеристика

На ГАЗ-33021 устанавливаются двигатели ЗМЗ-4025,ЗМЗ-4026.

Техническая характеристика двигателя.

Автомобиль семейства «Газель» ГАЗ-33021 -- грузовой, двухосный со сдвоенными колесами задней оси, рамной конструкции, с кабиной полукапотного типа. Двигатель расположен в передней части кабины продольно. Привод осуществляется на задние колеса автомобиля. Имеет 3 пассажирских места.

Рама автомобиля «Газель» образована лонжеронами швеллерного, переменного по высоте сечения, соединенными трубчатыми и пластинчатыми поперечинами, при этом пластинчатые поперечины являются опорами для силового агрегата и промежуточной опоры карданной передачи.

Кузов крепится к раме в шести точках через специальные резиновые подушки и кронштейны, а также в четырех точках -- жестко (у задних колесных ниш). Баки крепятся к лонжеронам при помощи кронштейнов и хомутов. Между хомутами и баком уложены картонные прокладки.

На фургонах и автобусах устанавливается только металлический бак, на остальных автомобилях могут быть установлены металлический или пластмассовый топливные баки.Заправочная емкость металлического бака составляет 70 л, пластмассового -- 60 л.

Система охлаждения -- жидкостная, закрытого типа, с принудительной циркуляцией. Насос обеспечивает постоянный поток жидкости через рубашку охлаждения блока и головки блока цилиндров, после чего жидкость проходит через термостат и радиатор, отдавая тепло окружающему воздуху. Рубашка охлаждения, насос, термостат и радиатор образуют "большой круг" циркуляции.

Система выпуска отработавших газов состоит из выпускного коллектора, приемных труб, соединенных газоприемником, резонатора, промежуточной трубы, глушителя и выпускной трубы.Глушитель и резонатор неразборной конструкции, крепятся к раме с помощью кронштейнов на резиновых амортизаторах.Системы выпуска отработавших газов автомобилей с двигателями ЗМЗ-406, УМЗ-4215 и ЗМЗ-402 отличаются только конструкцией приемных труб, прокладками между ними и выпускным коллектором.

На автомобиле установлено рулевое управление , состоящее из рулевой колонки с колесом, рулевого механизма и привода рулевого управления.

Часть автомобилей может комплектоваться рулевым механизмом с гидроусилителем. Рулевая колонка позволяет изменять положение рулевого колеса по высоте и углу наклона. Верхний конец вала рулевой колонки соединен с рулевым колесом коническими шлицами, а нижний - через карданные шарниры связан с винтом рулевого механизма.

Благодаря своим тягово-скоростным характеристикам и экономичности данный автомобиль идеально подходит для буксирования полуприцепа небольшой грузоподъемности.

4.2Выбор параметров полуприцепа и обоснование основных параметров автопоезда

Допустимые нагрузки на автомобиль в снаряженном состоянии:

на переднюю ось - 1050 кг,10,5 кН

на заднюю ось -800 кг, 8 кН

С полной массой :

на переднюю ось -1200 кг, 12 кН

на заднюю ось -2300 кг, 23 кН.

Выбор седельного устройства и его расположение.

Центр тяжести базового автомобиля найдем исходя из уравнения:

,

где нагрузка на заднюю ось снаряженного автомобиля,

L-база,

вес базового автомобиля,

a - расстояние от центральной оси передних колес в сторону заднего моста (центр тяжести ).

Для соблюдения условий нагрузки на оси базового автомобиля седельное устройство должно располагаться на некотором расстоянии от центра

заднего моста автомобиля (x).Это расстояние найдем исходя из уравнения :

,

где нагрузка на седельное устройство.

Так как допустимая нагрузка на заднюю ось автомобиля, при полной массе, равна 2300 кг. а базовый автомобиль оставляем без изменений то максимальная нагрузка на ось полуприцепа равна 2300 кг.23 кН.

На сцепное устройство действует нагрузка

кг ,

где 200 кг. - вес кузова базового автомобиля приходящийся на заднюю ось, принимаем что весь вес кузова снаряженного авто приходится на заднюю ось.

Исходя из этого

,

x=0,19 м.

Полуприцеп представляет собой платформу с деревометаллическим основанием и металлическими бортами, для более удобной загрузки и разгрузки задний и оба боковые - откидные. Возможна установка каркаса с тентом высотой 2,0 м. Размер полуприцепа определен тем, что он предназначен перевозить объемные грузы, с оставшейся прежней грузоподъемностью базы автомобиля.

Принимаем длину полуприцепа 6500 мм., ширину 1944 мм. при ширине кузова базового авто 1945 мм. Высота борта 400 мм., для лучшей маневренности передняя часть полуприцепа сделана полукруглой r=972 мм., расстояние от кабины автомобиля до полуприцепа 50 мм.

Длина автопоезда:

,

длина кабины, мм

расстояние от кабины до полуприцепа, мм

длина полуприцепа, мм

длина автопоезда, мм

2190+50+6500=8740

Объем полуприцепа:

+=

объем прямоугольной части,

объем скругленной части,

объем полуприцепа,

= ,

где s-ширина прямоугольной части полуприцепа, м

h-высота полуприцепа, м

s=-r, мм

s= 6500-972=5528 мм

=5,528 * 1,944*2,0=21,49

=,

=

Получаем

=21,49+3,05=24,54

Полная масса автопоезда

где максимальная нагрузка на переднюю ось, кг

максимальная нагрузка на заднюю ось, кг

максимальная нагрузка ось полуприцепа, кг

= 1200+2300+2300=5800 кг

На автомобиль в снаряженном состоянии действует определенная нагрузка это вес кабины, кузова самих шасси, на автопоезд еще действует вес полуприцепа.

Для того чтобы найти допустимую массу груза которую автопоезд может брать, без нарушения технической характеристики базового автомобиля нужно с нагрузки на оси ,при полной массе автопоезда, вычесть нагрузки которые действуют на снаряженный автомобиль.

Вес груза передающегося на переднюю ось:

кг,

где нагрузка на переднюю ось снаряженного автомобиля.

Грузоподъемность автопоезда:

N= ,

где масса полуприцепа в снаряженном состоянии

N=150+2300-(800-200)+2300-100=3150 кг

Результаты расчетов свидины в таблицу

5.Расчетно-конструкторская часть

5.1 Тягово-динамическая характеристика

1.Построение скоростной характеристики двигателя

Двигатель ЗМЗ 4063.10

Ne = 110 кВт

ne = 4500 мин-1

M = 278 Hм

nM = 4400 мин-1

Скоростная характеристика двигателя с некоторыми приближениями может быть построена по эмпирическим формулам С.Р. Лейдермана:

Значение коэффициентов для карбюраторных двигателей:

А = 1,0 A0 = 1,2

B = 1,0 B0 = 1,0

C0 = 0,8

Полученные результаты сведены в таблицу:

Исходя из значений таблицы строем графики:

2. Тягово-динамическая характеристика

Шина соответствующего размера - 175/80R16

Вычисляем динамический радиус:

Исходя из минимальной скорости движения:

Передаточное число трансмиссии на высшей передаче:

Для дальнейших расчетов принимаем передаточное число трансмиссии на первой передаче

Знаменатель прогрессии для разбивки передаточных чисел в КПП определяется по выражению:

5.2 Передаточные числа на КПП

Передаточное число КПП на 1-й передаче:

Передаточное число КПП на 2-й передаче:

Передаточное число КПП на 3-й передаче:

Передаточное число КПП на 4-й передаче:

Передаточное число КПП на 5-й передаче:

При анализе тяговых свойств автомобиля удобнее пользоваться динамической характеристикой, выражающей зависимость динамического фактора от скорости движения

Динамический фактор характеризует свободную силу тяги, которую может развить машина на различных передачах:

Составим динамическую характеристику по следующим формулам:

Скорость движения определяется по формуле:

Свободная сила тяги:

Касательная сила тяги:

Сопротивление воздушной среды:

при км/ч Pw учитывается.

Составим таблицу:

6. Анализ тяговых свойств машины

В условиях эксплуатации возможности движения машины на той или иной передаче ограничивается мощностью двигателя (т.е. способностью машины развить на данной передаче силу тяги, равную или большую действующей силы сопротивления) и силами сцепления (т.е. возможностью машины реализовать эту силу тяги на ведущих органах без буксирования).

Эта возможность, может быть выражена возможностью:

где - суммарная сила сопротивления дороги.

- сила тяги по сцеплению, зависящая от состояния дорожного покрытия и типа двигателя, определяющих величину коэффициента сцепления , на ведущие органы автомобиля:

1. Условие движения порожнего автомобиля по асфальту при

Избыточная сила тяги (кН) расходуется на сообщение автомобилю ускорения:

2. Условие груженного автомобиля по асфальту при ?

Избыточная сила тяги (кН) расходуется на сообщение автомобилю ускорения:

Проведем анализ тяговых свойств автомобиля по динамической характеристике.

Условие движения, выраженное через динамический фактор и коэффициенты сопротивления, описывается зависимостью:

Таким образом на 1-й передаче:

Ускорение при этом составит:

-верно.

Двигатель для автопоезда подходит.

6.1 Расчет седельного устройства

Седельно-сцепным устройством называется совокупность механизмов и деталей, служащая для сцепления тягача и полуприцепа, а также для передачи значительного вертикального усилия от полуприцепа на тягач и тягового усилия от тягача на полуприцеп. Седельно-сцепное устройство должно обеспечивать соответствующую гибкость автопоезда и возможность быстрой и безопасной сцепки и расцепки.

Седельно-сцепные устройства делятся на шкворневые и не шкворневые роликовые. У шкворневых сцепная пара образуется шкворнем и захватом, у роликовых -- фиксирующими роликами в крюками. Из-за простоты устройства и надежности шкворневые устройства получали повсеместное распространение как в России, так и за рубежом (93--95 % тягачей).

По характеру осуществления операции сцепки эти устройства делятся ва полуавтоматические в автоматические. По числу захватов они бывают одно- и двухзахватные. В России наибольшее распространение получили шкворневые устройства, имеющие три степени свободы и оборудованные полуавтоматическим двухзахватным механизмом и двухшарнирным механизмом гибкости.

Седельно-сцепное устройство состоит из седла, расположенного на раме автомобиля-тягача, и поворотного шкворня на полуприцепе. Полуавтоматическое седельно-сцепное устройство показано на рис. 1.

На раме автомобиля-тягача со смещением относительно задней оси (внутрь базы на 50--150 мм) установлена плита 6 с шарнирно закрепленным на ней опорным кругом 5 на балансире 3. Опорный круг имеет устье 19 и может качаться на оси 4 в продольной и на оси 2 в поперечной плоскостях. для амортизации качания круга в поперечной плоскости имеются две цилиндрические пружины 7. Чрезмерная качка в поперечном направлении предотвращается ограничителями 8. В центре опорного круга укреплены захваты 18 шкворня, шарнирно закрепленные на пальцах 17 и имеющие скосы в передней части. Скосы в задней части захватов совпадают со скосами устья опорного круга. В передней части захваты имеют фасонные вырезы, в которые вдвигается замок 15. Замок имеет стержень 13, на который надета пружина 14, и рычаг 16. В продольный вьирез замка входит направляющий палец 12, закрепленный в нижней части опорного круга. Когда полуприцеп соединен с автомобилем-тягачом, захваты 18 сведены и охватывают поворотный шкворень полуприцепа.

При этом расцепка невозможна, так как замок 15 препятствует повороту захватов на пальцах 17.

Расцепка полуприцепа осуществляется путем отвода в сторону планки 1 предохранителя и перемещении замка 15 вперед с помощью рычага 16. При этом пружина 14 сжимается. Оттягиваемая пружиной 10 защелка 11 замка упирается в выступ замка и удерживает его в переднем положении. В процессе расцепки, когда автомобиль подается вперед, шкворень полуприцепа раздвигает захваты. В этот момент штифт 9 нажимает на защелку, поворачивает ее и освобождает замок, который под действием пружины 14 передвигается до упора в захваты.

При сцепке тягач подается назад, шкворень полуприцепа, попадая в устье опорного круга, нажимает на внутренние скосы захватов, раздвигая их. В этот момент замок автоматически раздвигается пружиной в паз, образуемый передними концами захватов, и запирает сцепное устройство. для предупреждения осевого перемещения замка опускают планку 1 предохранителя, что предотвращает расцепку автопоезда. Опорный круг имеет возможность качаться в двух плоскостях - поперечной ( до 35 град.) и продольной ( 20 град.).

Расчет седельного устройства.

Размер штыря полуприцепа равен 140 мм. Сечение 1-1 проходит через середину шкворня полуприцепа.

Момент в сечении середине шкворня (1-1) равен:

,

где

Сила тяги по сцеплению зависит от состояния дорожного покрытия и типа движителя, определяющих величину коэффициента сцепления , а также от нагрузки, приходящейся на ведущие органы машины, (сцепного веса ) , равна:

=46 кН, принимаем , расстояние до середины шкворня =70 мм=0,07м.

Из условия прочности

W=,

где D-диаметр шкворня.

Получаем

,

отсюда

, м.

=0,048 м=48 мм.

6.2 Устройство и расчет моста полуприцепа

6.2.1Устройство

На прицепных автотранспортных средствах в настоящее время в основном применяются балансирная, рессорная. рессорно-балансирная и четырехрессорно-балансирная подвески.

У одноосных прицепов и полуприцепов применяется рессорная подвеска Ось б подвешивается к раме при помощи двух основных продольных полуэллиптических рес- сор и двух дополнительных (рис. 1 12).

Когда полуприцеп загружен не полностью, дополнительная рессора загружена и подвеска работает более мягко. При полной загрузке, а также при ударах концы дополнительной рессоры 17 упираются в кронштейны 18, установленные на раме, после чего обе рессоры основная и дополнительная работают вместе.

У всех рессор листы в центре стянуты центровым болтом, что облегчает их сборку. Чтобы листы не расходились в стороны, их стягивают несколькими хомутинами 9 из полосовой стали, два верхних листа основной рессоры 16 имеют одинаковую длину, остальные листы постепенно уменьшаются, вследствие чего напряжения в них распределяются равномерно.

Средней частью рессоры опираются на балку оси полуприцепа и крепятся к ней через литые накладки 7 и 15 двумя стремянками 14, затянутыми высокими гайками 5. 8 литой верхней накладке 15 укреплен основной резиновый буфер /3, который ограничивает прогиб рессоры, предотвращая тем самым удар ее о продольную балку рамы.

На переднем конце коренного листа установлено отъемное накладное ушко 4, передняя часть которого крепится к коренному листу с помощью ступенчатого пальца 2. Задний конец ушка притянут стремянкой, охватывающей его по выемке. Передний конец рессоры посредством пальца З соединяется с кронштейном рамы 1, где закрепляется неподвижно.

Рис 1.12. Рессорная подвеска одноосевых прицепов и полуприцепов

Задний конец рессоры сделан скользящим. Коренной и подкоренной листы свободно опираются на болт рессоры 10 и цилиндрическую поверхность внутренней части заднего кронштейна 11. Вследствие этого при изменении длины рессор, вызванной деформацией, их концы могут скользить по этой поверхности.

Таким образом, рессора с накладным ушком через палец крепления передает толкающие усилия от рамы к колесам и тормозные моменты от колес к раме.

,дополнительная рессора имеет прямые концы и опирается на скользящие опоры кронштейнов 18 рамы. Ее накладывают сверху на основную рессору, на нее устанавливают литую накладку, а между основной и дополнительной рессорой - два подкладных листа 8 и 12. К балке оси полуприцепа рессоры крепят стремянками.

6.2.2 Расчет оси заднего моста на прочность

На ось заднего моста действуют вертикальная и горизонтальная нагрузки.

,

где G-нагрузка на заднюю ось, кН

-длина оси, м

,

кНм

кНм

кН

кНм

Из условий прочности нагрузка не должна превышать 200 мПа.

, выражаем W :

==2,69

Так же

.

Задаемся толщиной стенки S=6 мм.=0,06 м.

Ось полуприцепа сделана по аналогии с мостом полуприцепа ГАЗ-33104 "Валдай" колеса дисковые, с неразъемным ободом J16H2 мод. К-135, шины радиальные, размер 175R16C .

Размещено на Allbest.ru