Файл: Васильев М.В. Автомобильный транспорт карьеров.pdf

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 11.04.2024

Просмотров: 158

Скачиваний: 1

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

2.

У

с к о р е н н о е д в и ж е н и е

(неустановившийся режим,

5—30 сек).

На данной стадші скорость

автосамосвала возрастает

до 12—14 км/ч. Величина крутящего момента уменьшается, ее колебания определяют неустановившийся режим работы двигателя н находятся в пределах 17—38% от средней. Переключение передач с I на II осуществляется при неустановившемся движении авто­ самосвала, п только при достижении скоростп 14—15 км/ч режим работы БелАЗ-540 стабилизируется. В это время скорость вращения вала двигателя увеличивается до 1200—1350 об/мин при уменьшении величины М кр до 118—140 кгс • м.

Рис. 69. Регрессионная зависимость крутящего момента от скоростп движе­ ния автомобиля п уклона автодороги

3. У с т а н о в и в ш е е с я д в и ж е н и е . Продолжительность разгона автосамосвала в груженом состоянии, как правило, не пре­ вышает 29—35 сек. Затем наступает стадия установившегося дви­ жения. На магистральных подъемах автосамосвал движется в уста­ новившемся режиме. Величина мощности двигателя определяется фактическим значением М к р и зависит от продольного уклона дороги (рис. 69). Характер эмпирической линии регрессии отражает за­ траты мощности на преодоление подъемов различной крутизны. Движение автосамосвала БелАЗ-540 с рациональной технологической скоростью на подъемах в 2—4% обеспечивается при величине М к Р в пределах 125—137 кгс-м. При увеличении крутизны подъема до 4—7% М кр возрастает до 152 кгс-м. Дальнейшее возрастание величины подъема дороги до 8—9% вызывает увеличение М к р до 160 кгс-м и более.

168

Величина М к Р при движении порожнего автосамосвала БелАЗ-540 по дорогам с усовершенствованным покрытием ие является опре­ деляющей при расчете мощности двигателя. В этих условиях мощ­

ность двигателя используется лишь на 25,8—56,4%

(табл.

67).

Пиковые значения М к р при трогании автосамосвала

с

места

не

превышают 131 кгс-м.

 

 

Т а б л и ц а

67

 

 

 

Крутящий момент двигателя автосамосвала БелАЗ-540

 

 

при движении порожняком (по результатам эксперпмента)

 

 

 

Скорость

Крутящ ий момент

 

 

Скорость

двигателя,

кгс*м

 

 

вращения

 

Тип автодороги

 

 

 

 

движения,

вала двига­

при ускорен­

при устано­

 

км/ч

теля,

 

 

об/мип

ном движе-

 

вившемся

 

 

 

шти

 

движении

Асфальтовое покрытие

10—15

1050—1150

113-119

 

77—80

Магистральная автодорога со

22--28

1380—1520

75—81

 

44-52

12—14

1140—1230

131—140

 

83—96

щебеночным покрытием

16—20

1250—1440

122—131

 

54—67

Другим методом оценки динамичности автомобилей является метод аналитического описания и математического моделирования движения автомобиля при помощи ЭВМ.

Аналптіріеский метод оценки динамических качеств. Этот метод основаи на непосредственном интегрировании дифференциального уравнения движения автомобиля, получаемого после подстановки развернутых значений сил в уравнение тягового баланса,

С,-,

( /д - г ^ н ) ^тПт

dcOn

I

ч

du =

Ш

м

ігГ]г

8

ч

dat

 

dt

 

“Р RK

 

Ga(/ cos Од ± sin ад) — X„Fv2,

 

(109)

где /д — момент инерции

вращающихся

масс

 

 

двигателя; к н

коэффициент, учитывающий неустановившийся режим работы дви­ гателя в период разгона автомобиля; 2 / к — сумма моментов инерции

колес;

іт — передаточное число

трансмиссии

к

к - й

передаче; г|т —

к. п. д.

трансмиссии;

соп, сог — скорость вращения

соответственно

входного и выходного вала силовой передачи;

ад — угол наклона

автодороги.

 

 

 

 

 

 

 

Время tp и путь

Ір

разгона

автосамосвала

можно представить

в виде

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

°к

 

rrij du

 

 

 

 

t

--

(

г'т^ІТ

 

 

(HO)

 

 

 

 

 

1Р

4

 

 

 

 

 

ч

 

 

 

 

 

 

ѴК

 

m j u du

 

 

 

 

1 р1

 

М]т

 

 

(H i)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ч

Ga («-o — 0

XnFv-

 

169



гДе V,, — начальная скорость разгона; г’к — конечная скорость разгона;

(112)

Для получения расчетных формул времени п пути разгона ав­ томобиля выразим М кр через мощность N e п скорость вращения /гдв коленчатого вала двигателя:

і¥кр = 9,57 • ІО3-

9,57ітЛ'|

(ИЗ)

 

N c — определяется по формуле Лейдермана

^ = ^Гтах(Г

 

* Д п

(И4)

"N

нЗ

 

"лг

 

где іѴтах — максимальная мощность двигателя; y', ß', а ' — по­ стоянные коэффициенты, характеризующие тип двигателя; п у

скорость вращения коленчатого вала двигателя при максимальной мощности.

После соответствующих преобразований и интегрирования по­ лучим

 

Ір

тj dv

 

 

"4__1

2flit’+bi И—А °н _

(И5)

 

a±v-f-

-f-Ci

\ ~ДУ

 

2ЯЩ+6! )/ІГГ ѵк '

 

 

 

 

 

 

= j

 

=

4 r

К

1,1 ( - fliy2 + biv + Ci) - 4 =

 

(116)

где

A = —4a1c1 b\ <

0,

что

соответствует

ускоренному движе­

нию

автосамосвала, а

коэффициенты

имеют

следующие

значения:

 

 

^ = 9 1 , 6 ^ - ^

+ ^

;

 

 

(117)

 

 

 

 

 

 

■И К

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Ь х = ЭДТгіДтР';

 

 

 

(118)

 

 

 

 

сі = ^іУ' — ш0Са;

 

 

 

(119)

 

 

j

__ 9,57 • і 0 3Лгт ахАѵПт»т

 

 

( 120)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

где kT — коэффициент снижения мощности двигателя, приходящейся на привод вспомогательных установок автомобиля.

Оптимальные скорости переключения с передачи на передачу (пределы интегрирования в уравнениях) определяются исходя из характера изменения ускорения в функции скорости с учетом со­ противления движению и величины полезной нагрузки.

Описанная методика может быть использована для расчетов как без машины, так и с применением ЭВМ.

170


Сравнение карьерных автомобилей с гидромеханической п элек­ трической трансмиссией показывает, что дпзель-электрпческне авто­ мобили обладают более высокими динамическими качествами (рис. 70, 71). Производственные испытания автосамосвалов БелАЗ-540 и БелАЗ-548 на Ипгулецком карьере (расстояние транспорти­ рования 3—3,3 км, высота подъема горной массы 150 м) пока­ зали, что число переключений за время транспортного цикла достигает 15—20, что приводит к снижению средней скорости дви­ жения на 10—15%, увеличению продолжительности транспортного

Рнс. 70. Сравнительные областп измепешія показателей динамичности автосамосвалоп типа БелАЗ с гидромеханической и электри­ ческой трансмиссией (ОA B и OCD — гидроме­ ханическая трансмиссия, О А 'В ' и OC'D' — электрическая, О А В и О А 'В ' — область из­ менения скорости двпжепня; OCD и O C'D '

область изменения пути разгона)

Рпс. 71. Время и пути раз­ гона автосамосвала БелАЗ-540:

1 — при сопротивлении качению и-0 = 0,04; 2 — при и-o = 0,01; пунктирные линии — путь гру­ женого автосамоспала; сплош­ ные — порожнего

быть достигнуто повышением динамичности автомобиля путем при­ менения электрической трансмиссии, обеспечивающей бесступенчатое регулирование скорости в соответствии с изменением сопротивления движению.

Тяговые качества карьерных автомобилей. Тяговые качества зависят от совокупности конструктивных параметров большегрузного автомобиля, включающих мощность двигателя, количество передач и передаточные числа, тип трансмиссии, а также вес автомобиля с полной нагрузкой. Определяющим фактором является скоростная

171

Т а б л и ц а 6S

Влияние показателей динамичности автосамосвалов на продолжительность транспортного цикла

(для условий Ипгулецкого карьера)

 

 

 

 

 

 

В том число время

 

 

 

 

 

 

неустановпвшегося

 

Средняя

 

Время

 

Продол-

движения, %

Расстоя­

Время

Общее

житель-

 

от про­

ние тран­

скорость

движе­

движе­

время

ность

от обще­

спортиро­

движе­

ния с гру­

ния по­

движе­

транс-

должите­

вания, м

ния,

зом, сек

рожня­

ния,

портпого

го прс-

льности

 

км /ч *

 

ком, сек

сек

цикла,

МСИ11

транспор­

 

 

 

 

 

сек

движе­

тного

 

 

 

 

 

 

ния

цикла

400

16

90

71

lei

251

55,1

35,5

20

 

 

 

 

 

 

 

S00

17

170

135

305

395

31,7

23,8

21

 

 

 

 

 

 

 

J200

18

240

197

433

523

23,4

19.1

22

 

 

 

 

 

 

 

2000

20

358

25G

614

704

22,2

19.2

28

 

 

 

 

 

 

 

3000

24

450

33S

78S

878

21,2

18,9

32

 

 

 

 

 

 

 

* В числителе для груженого автосамосвала, в знаменателе —для порожнего.

характеристика двигателя, основные параметры которой — кру­ тящий момент и величина мощности при известной скорости вращения коленчатого вала.

Одним п з характерных тяговых параметров является касательная

сила тяги, развиваемая на ободе ведущих колес автомобиля, которая может быть рассчитана по формуле

 

2' ^ е Вті1квЛэ, .

 

(121)

где г] э — коэффициент,

учитывающий эксплуатационное

снижение

мощности по сравнению

с номинальной (г|э =

0,9 —^ 0,95).

Наибольшие тяговые усилия необходимо развивать в тяжелых горнотехнических и дорожных условиях при больших сопротивле­ ниях движению (табл. 69). На горизонтальных участках тяговые усплия достигают наибольших величин на грунтовых дорогах, а также на забойных и отвальных дорогах, не имеющих покрытия. Так, например, величина тягового усплия автополуприцепа БелАЗ-548В-5272 на забойной укатанной дороге достигает 8,7 тс, что в 3 раза превышает силу тяги, развиваемую автополуприцепом на щебеночной дороге.

Сила тяги на крюке автомобиля определяется формулой

 

^кР = ^к~ С сц(/± і).

(122)

где (?Сц — сцепной вес автомобиля.


 

 

 

 

 

 

 

 

Т а б л и ц а 69

Зависимость тяговых усилии от типа и состояния автодороги

 

 

 

 

Величина силы тяги (тс) при различном состоянии

 

 

 

 

 

 

дорожного покрытия

 

 

 

Тип автодороги

 

БелАЗ-540

 

БелАЗ-548

БелАЗ-5 48В-52 72

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Сухое

Мокрое

Загряз­ ненное

Сухое

Мокрое

Загряз­ ненное

Сухое

Мокрое

Загряз­ ненное

Щебеночная в хоро­

 

Маічістральные автодорсги

 

 

 

35,0

23,3

18,6

47,8

31,5

25,2

25,2

16,8

13,4

шем состоянии

Щебеночная в удо­

 

 

 

 

 

 

 

 

 

влетворительном

32,6

18,6

16,3

44,0

25,2

 

23,5

13,4

 

состоянии . . .

22,0

11,8

Асфальтовая

. .

32,6

18,6

11,6

44,0

25,2

22,0

23,5

13,4

8,4

Бетонная . . . .

32,6

21,0

14,0

44,0

28,4

18,9

23,5

15,1

10,1

Забойная на скаль­

 

Временньte автоцорогп

 

 

 

 

28,0

 

37,8

28,4

 

15,1

ном основании

21,0

20,2

Отвальная укатан­

 

 

28,4

15,7

15,1

8,4

ная ...................

 

 

Чтобы обеспечивалось движение автомобиля без буксования,

должно выполняться условие

 

<2СдФ S* FKSs wc,

(123)

где (?Сц cp — сила тяги автомобиля по условию сцепления; (?сц — сцепной вес, равный 0,55—0,7 полного веса автомобиля; для авто­ самосвалов Gcu = 0,7; для автополуприцепов Gcu = 0,6; ф — ко­ эффициент сцепления колес с дорогой.

Сцепной вес современных карьерных автосамосвалов в груженом состоянии равен, тс:

 

Порожнего

Груженого

БелАЗ-540 ...................................

10,86

32,40

БелАЗ-548 ...................................

14,80

45,40

БелАЗ-549 ...................................

29,30

S8.00

Значения коэффициента сцепления, используемые при расчетах карьерного автомобильного транспорта, приведены в табл. 70.

Следует отметить, что на обледенелых дорогах, особенно во время нх таяння, коэффициент сцепления снижается до 0,15—0,19.

По экспериментальным данным, полученным на Сарбайском карьере, для автосамосвалов БелАЗ-540 коэффициент сцепления равен:

Магистральные щебеночные автодороги:

С ухи е..........................................................................

0,614

Влажные ..................................................................

0,430

Забойные дороги в удовлетворительном состо­

0,546

янии ......................................................................

173