Оценка энергонагруженности сцепления тягача малотоннажного автопоезда

Тип работы:
Реферат
Предмет:
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ


Узнать стоимость

Детальная информация о работе

Выдержка из работы

Е. И. Железное — д-р техн. наук, Ф. В. Воловиков, Р. Е. Железное
ОЦЕНКА ЭНЕРГОНАГРУЖЕННОСТИ СЦЕПЛЕНИЯ ТЯГАЧА МАЛОТОННАЖНОГО АВТОПОЕЗДА
Волгоградский государственный технический университет
(e-mail: drspeer@mail. ru)
Исследовано влияние веса прицепа на энергонагруженность сцепления тягача малотоннажного автопоезда. Обоснована целесообразность применения на тягаче сцепного устройства с упругим элементом.
Ключевые слова: малотоннажный автопоезд, тягач, прицеп, сцепление.
The influence of weight of the trailer on work of frictional sliding and thermal stress loading of coupling of the tractor is investigated. The expediency of application of drag-bar with an elastic element is substantiated on articulated lorry.
Keywords: lightweight lorry convoy, tractor, trailer, clutch.
Перевозка грузов автомобильным транспортом неизбежно сопровождается частыми остановками. При возобновлении движения сопротивление троганию автомобиля и автопоезда (АП) может резко возрастать [1].
Использование легковых автомобилей в качестве тягача в составе малотоннажного АП, наряду с наметившейся тенденцией роста грузоподъемности прицепов, приводит к существенному увеличению нагрузок на агрегаты автомобиля, особенно сцепления. Срок службы сцепления определяется износостойкостью его фрикционных накладок и в значительной степени зависит от температуры трущихся пар.
На грузовых АП применяются сцепные устройства (СУ) с упругим элементом, который позволяет тягачу при трогании с места совершать предварительный разгон в пределах его деформации. При этом энергия разгона тягача реализуется в виде добавочного усилия на крюке, в результате чего повышаются тяговые свойства АП и уменьшается износ сцепления. На легковых АП применяются СУ шарового типа без упругого элемента. Поэтому дополнительные затраты мощности двигателя, связанные с буксировкой прицепа, реализуясь через сцепление, увеличивают работу буксования.
Оценим энергонагруженность сцепления тягача легкового АП при трогании с места на горизонтальном участке дороги и на подъеме с
уклоном 12% с прицепами различной массы Мп для двух вариантов сцепки: 1 — жесткой- 2 — с упругим элементом. В качестве оценочных показателей примем удельную работу буксования Сб и температуру? б нагрева деталей сцепления, значения которых найдем по формулам [2]:
т У • Lgl, 2
С =¦
61,2
К
Ґ61,2
С61,2 '- тд
где? б1,2 — работа буксования сцепления тягача с жесткой и упругой сцепками [1]- ^ - суммарная площадь накладок сцепления- у — коэффициент перераспределения теплоты между деталями сцепления- тд, с — масса и теплоемкость нажимного диска сцепления.
Расчеты показали, что при трогании АП на горизонтальном участке дороги увеличение Мп приводит к росту работы Сб и температуры 1б деталей примерно в два раза, однако их значения остаются ниже предельно допустимых значений [2] для одного включения: [Сб] = 1,5 МДж/м2 и [1б] = 20 оС.
При трогании АП на подъеме условия работы сцепления значительно ухудшаются из-за увеличения угловой скорости вращения коленчатого вала, соответствующей началу движения тягача. На рис. 1 приведены графики, характеризующие изменение оценочных показателей для АП на базе автомобилей ВАЗ-2106, ВАЗ-2121 и ГАЗ-3102 для двух вариантов сцепки:
Сб,
МДж
ґ, оС 40 30 20 10
500
Мпдж Мпду
1000 у
6
1500 Мп, кг 2000
Рис. 1. Изменение удельной работы буксования Сб (а) и температуры Гб нагрева сцепления (б) в функции массы Мп прицепа при трогании на подъеме с уклоном 12%:
1 — ВАЗ-2106- 2 — ВАЗ-2121- 5 — ГАЗ-3102
2
м
0
жесткой (кривые без маркеров) и с упругим элементом (кривые с маркерами).
Как видно из графиков, для АП с жесткой сцепкой увеличение массы прицепа приводит к значительному росту оценочных показателей, максимальные величины которых могут в 23 раза превышать их значения для одиночных автомобилей. При некоторых значениях массы Мп (назовем их предельно допустимыми Мпд) величины Сб и? б становятся выше допустимых для одного включения. Учитывая, что число включений сцепления для АП может достигать 500−800 на 100 км пути [1], увеличение Сб и % приведет к интенсивному износу фрикционных накладок, снижению коэффициента рс запаса сцепления и, в конечном итоге, к сокращению срока его службы.
Улучшение условий работы сцепления может быть достигнуто или за счет ограничения массы прицепа на уровне Мп. д, или изменения конструкции сцепления (увеличения массы ведущих дисков и улучшения отвода тепла от
трущихся деталей), либо, как показали расчеты, за счет применения СУ с упругим элементом. Ограничение допустимой массы прицепа приведет к существенному снижению его грузоподъемности и не позволит в полной мере использовать тягово-скоростные свойства тягача. Так, для АП на базе автомобиля ВАЗ-2106 Мп д. ж «900 кг, а ГАЗ-3102 — Мп.д.ж ~ 1200 кг при допустимой массе прицепа по тормозным свойствам 1100 кг и 1500 кг соответственно [3].
Применение С У с упругим элементом позволит примерно на 15% уменьшить работу буксования и температуру сцепления (см. рис. 1) и увеличить допустимую массу прицепа до
Мп
1100 кг для АП на базе автомобиля
ВАЗ-2106 и Мп. ду «1550 кг — автомобиля ГАЗ-3102. Однако этот эффект может быть получен лишь при использовании упругих сцепок с малой и умеренной жесткостью (рис. 2). С увеличением жесткости упругого элемента Ссц величины Сб и? б растут, приближаясь к их значениям для автопоезда с жесткой сцепкой.
Мп,
кг
10 20 30 40 ССц, кН/м 60
Рис. 2. Влияние жесткости Ссц упругого элемента СУ на величину допустимой массы прицепа Мп:
1 — ВАЗ-2106- 2 — ВАЗ-2121- 5 — ГАЗ-3102
В то же время применение СУ малой жесткости может спровоцировать нарушение продольной устойчивости АП при движении по неровным дорогам или при торможении. Поэтому вопрос о выборе характеристик СУ для легковых автопоездов, в особенности большой грузоподъемности, требует проведения специальных исследований.
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1. Щукин, М. М. Сцепные устройства автомобилей и тягачей: конструкция, теория, расчет / М. М. Щукин. -М. -Л.: Машиностроение, 1961. — 207 с.
2. Осепчугов, В. В. Автомобиль: анализ конструкций, элементы расчета: учебник для студентов вузов / В. В. Осеп-чугов, А. К. Фумкин. — М.: Машиностроение, 1989. — 304 с.
3. Железнов, Е. И. Повышение тормозных свойств малотоннажных автопоездов / Е. И. Железнов- ВолгГТУ. -Волгоград, 2000. — 144 с.

ПоказатьСвернуть
Заполнить форму текущей работой