Материал: Базовые шасси пожарных автомобилей и спасательной техники. Жулай В.А., Тюнин В.Л

Министерство образования и науки Российской Федерации

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

«Воронежский государственный архитектурно-строительный университет»

Кафедра строительной техники и инженерной механики

имени проф. Н.А. Ульянова

БАЗОВЫЕ ШАССИ ПОЖАРНЫХ АВТОМОБИЛЕЙ И СПАСАТЕЛЬНОЙ ТЕХНИКИ

Методические указания

к выполнению практических работ для студентов

специальности 280705 – «Пожарная безопасность»

Воронеж 2013

УДК 614.846(07)

ББК 38.96:39.33-04я7

Составители в.А. Жулай, в.Л. Тюнин

Базовые шасси пожарных автомобилей и спасательной техники [Текст]: метод. указания к практическим работам для студен­тов спец. 280705 – «Пожарная безопасность» / Воронежский ГАСУ; сост.: В.А. Жулай, В.Л. Тюнин. – Воронеж, 2013. – 33 с.

Содержат краткие теоретические сведения об устройстве автомобилей, являющихся базой для установки пожарной техники, и их основных узлов. Описывается порядок проведения практических работ.

Предназначены для студентов специальности 280705 – «Пожарная безопасность» и используются при проведении практических работ.

Ил.16. Табл. 1. Библиогр.: 6 назв.

УДК 614.846(07)

ББК 38.96:39.33-04я7

Печатается по решению научно-методического совета Воронежского ГАСУ

Рецензент – М.Д. Грошев, к.пед.н., доцент кафедры пожарной

и промышленной безопасности Воронежского ГАСУ

Введение

Дисциплина «Базовые шасси пожарных автомобилей и спасательной техники» имеет целью дать основные сведения о конструкции автомобилей и их основных узлов, правилах эксплуатации и типовых неисправностях, являющихся базовым шасси для установки пожарного и аварийно-спасательного оборудования, и обеспечить комплексную инженерную подготовку студентов специальности 280705 «Пожарная безопасность».

Методические указания содержат шесть практических работ, посвящённых общему устройству автомобилей и их основных узлов. Каждая работа содержит название, цель работы, краткие теоретические сведения, последовательность выполнения работы, форму отчёта.

В процессе выполнения практических работ студенты закрепляют знания, полученные при изучении теоретического курса. Практические работы оформляются в тетрадях согласно формы отчёта.

Практическая работа №1 изучение общего устройства автомобиля

1.1. Цель работы

Изучить назначение, принцип действия, устройство основных частей грузового автомобиля. Определить скоростные свойства автомобиля.

1.2. Краткие теоретические сведения

Пожарные машины создаются на шасси грузовых автомобилей. При изучении устройства грузового автомобиля следует иметь в виду, что основными его частями являются двигатель, кабина и шасси (рис.1.1).

Шасси состоит из трансмиссии, ходовой части и механизмов управления. Трансмиссия (силовая передача) предназначена для изменения, распределения и передачи крутящего момента от вала двигателя к ведущим колесам машины. Механическая трансмиссия включает муфту сцепления, коробку передач, карданную передачу, главную передачу, дифференциал и полуоси ведущего моста.

Ходовая часть состоит из рамы, на которой крепятся все узлы и агрегаты автомобиля, переднего и заднего мостов, соединенных с рамой через подвеску. Ведущие мосты воспринимают усилия между колесным движителем и машиной.

К механизмам управления автомобилем относится рулевое управление и тормозная система. Рулевое управление состоит из рулевого механизма, который представляет собой червячную пере­дачу и рулевого привода, передающего усилие от рулевого колена к управляемым колесам. Рабочие тормозные механизмы, расположен­ные в мостах автомобиля, состоят из вращающегося вместе с коле­сом барабана и двух неподвижных колодок с фрикционными наклад­ками. Поршни исполнительных тормозных цилиндров при повышении давления жидкости в тормозной системе разводят тормозные колод­ки, прижимая их к барабанам, и вызывают остановку или замедление автомобиля.

Рис.1.1. Устройство грузового автомобиля:

а – двигатель; б – кабина; в – шасси; 1 – трансмиссия; 2 – тормозные системы; 3 – рулевое управление; 4 – рама; 5 – мосты; 6 – колеса; 7 – подвески

Методика определения скорости движения автомобиля

Наиболее часто скорость движения автомобиля определяют по его динамической характеристике, которая представляет собой графическую зависимость динамического фактора D от скорости движения V_а на различных передачах (рис. 1.2). При установившемся движении динамический фактор численно равен суммарному коэффициенту сопротивления движению автомобиля по дороге, т.е.

(1.1)

где i – подъем (уклон) дороги; f – коэффициент сопротивления качению колес автомобиля.

Для определения скорости движения автомобиля при заданной степени загрузки (например 40 %) и вычисленном коэффициенте суммарного сопротивления движению автомобиля (например ψ = 0,15) из точки а восстанавливается перпендикуляр до пересечения с наклонной линией, соединяющей шкалы D₀ и D₁₀₀, равной 0,15 (точка b). Из этой точки проводится горизонтальная прямая до пересечения с кривой D_II (точка с). Проекция точки с на ось абсцисс (точка d) дает установив­шуюся скорость автомобиля на второй передаче (V₀ = 15 км/ч). Если, например, горизонтальная прямая проходит между кривыми D_II и D_III, то в этом случае на 3-ей передаче автомобиль может двигаться только замедленно, а на 2-ой передаче будет происходить разгон автомобиля.

По динамической характеристике можно определить величину ψ (при известной нагрузке и скорости движения) и нагрузку Gгр (при заданных ψ и V_а).

Рис.1.2. Динамическая характеристика автомобиля с номограммой нагрузок

1.3. Последовательность выполнения работы

1. Изучить и зарисовать схему автомобиля с обозначением его основных частей.

2. Используя имеющееся лабораторное оборудование, модели, плакаты, изучить назначение и принцип работы одного из узлов автомобиля (по указанию преподавателя). Зарисо­вать схему этого узла и дать описание его устройства с обозна­чением составных частей.

3. Вычертить в масштабе заданную динамическую характерис­тику автомобиля. Определить по ней скорость движения на трех участках дороги i₁ = 0,045, f₁ = 0,07; i₂ = 0,02, f₂ = 0,04; i₃ = 0,12, f₃ = 0,03 и степени загрузки автомо­биля 90 %. Определить величину ψ при степени загрузки 60 % и скорости движения V_а = 45 км/ч. Определить степень загрузки автомобиля при ψ = 0,05 и скорости движения V_а = 35 км/ч.

1.4. Форма отчета

Практическая работа №1

1. Цель работы.

2. Краткое описание и схемы общего устройства автомобиля.

3. Схема, назначение и принцип работы одного из узлов автомобиля.

4. Определение скоростных свойств автомобиля.

Выводы.

Практическая работа №2 изучение конструкции двигателей внутреннего сгорания пожарных автомобилей и спасательной техники

2.1. Цель работы

Ознакомиться с конструкцией, принципом действия двигателей внутреннего сгорания применяемых на пожарных автомобилях и спасательной техники.

2.2. Краткие теоретические сведения

Наиболее распространенными энергетическими установками в автомобилях являются двигатели внутреннего сгорания (ДВС), которые подразделяют на двух- и четырехтактные карбю­раторные и дизельные.

Конструктивные параметры, по которым рассчитывается поршневой двигатель – диаметр цилиндра, ход поршня и число цилиндров.

Поршень 2 (рис. 2.1) при одном обороте коленчатого вала 3 двигателя делает один ход вниз и один ход вверх. Направление движения поршня в цилиндре 1 изменяется в двух крайних точках, называемых мёртвыми, так как в них скорость поршня равна нулю. Соответственно крайнее верхнее положение называется верхней мёртвой точкой (ВМТ), а крайнее нижнее – нижней мёртвой точкой (НМТ).

Ходом поршня S называют расстояние от ВМТ до НМТ (рис. 2.2)

, (2.1)

где R – радиус кривошипа.

Рабочий объём цилиндра находится по формуле

, (2.2)

где D – диаметр цилиндра.

двигатели), имеют степень сжатия 6…10,5, на газе 7…9, а дизели – 15…20. КПД карбюратор­ных двигателей – 0,25…0,30; дизеля – 0,3…0,45.

Схемы действия четырехтактных двигателей внутреннего сгорания представлены на рис. 2.2.

Первый такт работы карбюраторного двигателя (I) – всасывание рабочей смеси. Рабочая смесь – смесь распыленного топлива с воздухом в весовом отношении 1/10…1/13 – из карбюратора засасы­вается в цилиндр во время движения поршня из ВМТ в НМТ.

Второй такт (II) – сжатие – происходит во время движения поршня вверх при закрытых клапанах.

Третий такт (III) – рабочий ход – при воспламенении смеси от электрической искры в свече зажигания.

Четвертый такт (IV) – выпуск отработавших газов – во время движения поршня вверх при открытом выпускном клапане. Открытие и закрытие соответствующих клапанов осуществляется газораспреде­лительным механизмом, кинематически связанным с коленчатым ва­лом двигателя.

В отличие от карбюраторного двигателя в дизель при первом такте всасывается чистый воздух, сжимаемый во втором такте. В результате сжатия до 4…6 МПа происходит нагрев воздуха до тем­пературы 600…800 ⁰С. Третий – рабочий ход – происходит после впрыска через форсунку дизельного топлива под давлением около 13…18 МПа. Полученная таким образом рабочая смесь самовоспламеняется. Четвертый такт дизеля аналогичен четвертому такту кар­бюраторного. Топливо подается топливным насосом, кинематически связанным с коленчатым валом.

Рис. 2.2. Схема четырехтактных двигателей внутреннего сгорания:

а – карбюраторного; б – дизельного; I – всасывание; II – сжатие; III – рабочий ход; IV – выхлоп; 1 – впускной клапан; 2 – свеча зажигания; 3 – выпускной клапан; 4 – цилиндр; 5 – пружина; 6 – поршень; 7 – толкатель; 8 – шатун; 9 – коленчатый вал; 10 – кулачковый распределительный вал; 11 – карбюратор; 12 – поршневые кольца; 13 – форсунка; 14 – топливопровод

Основные узлы и системы двигателя внутреннего сгорания: блок цилиндров; головка блока цилиндров; кривошипно-шатунный механизм; механизм газораспределения; система питания двигателя; система смазки; система охлаждения; система зажигания (для карбюраторных двигателей); система пуска.

Назначение узлов и систем: Блок цилиндров – чугунный корпус является основой для всех остальных систем; Головка блока цилиндров – сложная отливка из чугуна или алюминиевых сплавов; Кривошипно-шатунный механизм (КШМ) – предназначен для преобразования прямолинейного возвратно-поступательного движения поршня во вращательное движение коленчатого вала двигателя; Механизм газораспределения – предназначен для пуска горючей смеси (для карбюраторных двигателей) и воздуха (для дизельных двигателей) и выпуска отработавших газов; Система питания двигателя – предназначена для приготовления горючей смеси и подачи в карбюраторных двигателях или подачи топлива в дизельных двигателях; Система смазки – предназначена для подводки масла к трущимся деталям для уменьшения сил трения и износа, а также отвода тепла от деталей и продуктов износа; Система охлаждения – предназначена для создания оптимального теплового режима двигателя; Система пуска – предназначена для создания требуемой начальной частоты вращения коленчатого вала двигателя; Система зажигания – предназначена для принудительного воспламенения горючей смеси в цилиндрах.

Каждый ДВС имеет внешнюю характеристику, т.е. кривые, отражающие зависимость крутящего момента М_КР, мощности двига­теля N_е, часового G_е и удельного расхода топлива q_е, в функции частоты вращения коленчатого вала 1 (рис. 2.3).