Файл: Бураков, В. А. Применение гибких оболочек на транспорте.pdf

начальном объеме оболочки Ко и занимающими в конце наполне­

ния объем Копр.

Максимальные давления на выпуске, которые могут создавать двигатели внутреннего сгорания, приведены в табл. 11.

Из данных табл. 11 видно, что величина создаваемого на вы­ пуске давления в основном зависит от коэффициента наполнения г]у п является практически одинаковой для всех карбюраторных

двигателей.

Некоторое повышение этого давления наблюдается у двигате­ лей с большими коэффициентами сжатия е и особенно у дизельно­ го двигателя ЯАЗ-204.

В результате приведенных расчетов были получены фактиче­ ские значения параметров работы двигателей в режиме противо­ давления. Анализ этих данных показал, что они не выходят за пре­ делы параметров работы двигателей в нормальном режиме. .Так, температура газов в конце расширения составляет 1400—1500° К, в то время как при нормальном режиме работы она достигает 1600° К. Коэффициент молекулярного изменения находится в пре­ делах 1,075—1,09, что несколько выше его значения при нормаль­ ном режиме сгорания топлива (1,07—1,08). Это указывает на вы­ сокое качество сгорания топлива. Температура газов в конце сго­ рания не превышает 2300—2400° К против 2600° К при нормальном режиме.

Таким образом, отработавшие газы двигателей внутреннего сгорания в определенном диапазоне давлений могут использовать­ ся в качестве сжатой среды для питания гибких оболочек в само­ свальных устройствах, не оказывая при этом каких-либо отрица­ тельных воздействий на работу двигателя.

Однако при достижении определенного значения противодав­ ления на выпуске может нарушиться работа выпускных клапанов:

вмомент впуска оии остаются открытыми й вместо свежей смеси

вцилиндр поступают отработавшие газы. Такое состояние насту­ пает в тот момент, когда силы противодавления и разрежения, воздействуя на клапан, .преодолевают действие пружины клапана.. Максимальные значения этих противодавлений для различных, двигателей следующие:

Приведенные значения противодавления являются максималь­ ными в силу того, что они значительно меньше противодавления, ограниченного давлением выпуска.

Таким образом, сфера возможного применения отработавших газов в качестве сжатой среды для питания гибких оболочек на­ ходится в пределах давлений, приведенных выше. При необходи­ мости повышения давления следует переходить к питанию гибких

оболочек воздухом от компрессора посредством воздушного бал­ лона.

Сопоставление показателей работы гибких оболочек, наполняемых отработавшими газами

В качестве основных показателей работы гибких оболочек при­ няты время наполнения и расход топлива, которые определены графо-аналитическим методом для некоторых марок автомобилей и представлены на рис. 11.

Из полученных зависимостей Ав=/(/?тах, d0) и GTp=/(Pmax. dQ) видно, что с увеличением давления в оболочках время наполнения и расход топлива снижаются. Так, при установке на автомобиле ЗИЛ-130БС одной оболочки (AM) с тремя гибкими ■элементами (пэ = 3) диаметром rf0= 1200 мм время наполнения оболочки и рас­ ход топлива составляют 25 с и 58 г, а при d0= 1000 мм — 19 с и 52 г. При этом давление в оболочках увеличивается с 0,78 до 1,38 кгс/см2. Повышение частоты вращения коленчатого вала дви­ гателя с 2000 до 2400 об/мин снижает время наполнения оболочек в обоих случаях — соответственно до 19 и 15 с и незначительно сказывается на снижении расхода топлива.

С увеличением числа гибких оболочек, устанавливаемых на ав­ томобиле, и количества гибких элементов в оболочке показатели времени наполнения и расхода топлива ухудшаются. Так, с уве­ личением числа гибких элементов в оболочке с трех до четырех время наполнения и расход топлива повышаются для автомобиля на 2—3 с и 3—7 'г. При установке на автомобиле второй гибкой оболочки время наполнения и расход топлива возрастают на 6—

размера, однако расход топлива при этом существенно увеличи­ вается.

С г р .г . N " 1 ; Д г 4

ts,csHn-

36

Очевидно, что при уменьшении числа и размеров гибких" обо­ лочек указанные показатели улучшаются. При этом следует пом­ нить, что выбранная оболочка (по лучшим показателям времени наполнения и расхода топлива) должна быть проверена по раз­ меру внутреннего диаметра d0о и величине максимального давле­ ния, создаваемого двигателем.

КОНСТРУКЦИИ ПОДЪЕМНЫХ УСТРОЙСТВ ИЗ ГИБКИХ ОБОЛОЧЕК

Конструкции гибких оболочек

Конструкции гибких оболочек для автомобилей-самосвалов разработаны автором впервые. Было рассмотрено большое коли­ чество схем гибких оболочек и из них отобрано несколько для детальной разработки конструкций. К ним относятся оболочки ци­ линдрической формы цельнолитые и секционные.

Цельнолитая оболочка (рис. 12) цилиндрической формы пред­ ставляет собой четыре гибких элемента 1, выполненных в виде цельнолитой гофрированной поверхности с двумя бортами. Сверху гибкой оболочки закреплен щит 3, а снизу щит 10, через отверстие которого выведен патрубок 11, законтренный гайкой 12. Оболочка своими бортами присоединяется к щитам при помощи колец 4,

Рлс. 12. Цельнолитая оболочка цилиндрической формы

37

болтов 5, гаек 6 и шайб 7. Герметизация со стороны щитов и в местах соединений обеспечена прокладками 8 из сырой резины. Нижний щит снабжен угольниками 9. Щиты крепятся к раме и подъемной платформе болтами, которые вставляются в отверстия 13. Щиты выполняют из стального листа толщиной 4—б мм.

В наиболее узких местах оболочки размещены опоясывающие кольца 2, служащие для сохранения гофрированной поверхности н восприятия усилий, возникающих в корде в связи с изменением ихнаправления.

Собственно гибкая оболочка выполнена из двухили четырех­ слойного корда 16 с перекрестным размещением нитей в смежных слоях, внешнего 15 (покровного) и внутреннего 17 (герметизирую­ щего) слоев резины. Под опоясывающие кольца дополнительно уложены ленты из резийы, исключающие перетирание кольцом корда. Борта 14 выполнены из стальной проволоки, вокруг которой завернут корд. Перекрестное размещение кордных нитей в смеж­ ных слоях и закрепление их в бортах обеспечивает хорошую про­ дольную устойчивость оболочки в любых плоскостях.

В сложенном состоянии оболочка вместе со щитами занимает высоту около 200 мМ.

Секционная оболочка (рис. 13) представляет собой три гибких элемента 1, соединенных между собой профильными кольцами 2 и болтами 7. Каждый гибкий элемент выполнен из двух или четы­ рех слоев корда, внутреннего и наружного слоев резины и имеет два борта с буртиками. Нижний и верхний борта крайних гибких

Узел А

Узел В

Рис. 13. Секционная обо­ лочка цилиндрической формы с соединением секций при помощи ко­ лец

38

У зе л А

1

Рис. И. Секционная оболочка 'цилиндрической формы с соединением секций . при помощи профилированных колец

элементов прикреплены к днищам 5 при помощи профильных ко­ лец и болтов 6. Днища 5 крепятся к щитам 3 при помощи крон­ штейнов 9 и болтов 4. Через отверстие нижнего щита выведен пат­ рубок 8 для наполнения оболочки газом (воздухом).

Конструкция оболочки позволяет заменять отдельные ее эле­ менты. При этом необходимо снять верхнее или нижнее днище.

С целью упрощения сборки и обеспечения независимой смены отдельных гибких элементов конструкция секционной оболочки снабжена штампованными днищами 5 (рис. 14) и соединительны­ ми кольцами 2 специального профиля. При сборке оболочки борта гибких элементов 1 устанавливают в выемки профильных колец 2 и днищ 5. Места соединений уплотняются распорными кольцами 3 или жгутом 6. К щитам оболочка крепится аналогично предыду­ щей при помощи кронштейнов 4.

Разработаны конструкции оболочек, изготавливаемых не толь­ ко из новых материалов — корда и резины, но и из изношенных автомобильных, тракторных и авиационных покрышек.

Разработана и такая конструкция оболочки,- гибкие элементы которой изготовлены методом кольцевого расслоения покрышек (рис. 15). Полученные таким образом гибкие элементы 6 соеди-

39

немы между собой и со щитами 1 и 9 при помощи плоских колец 4 и 8 и болтов 2 и 7. Герметизация днищ и соединений обеспечи­ вается при помощи прокладок из чефера, пластмассы или жести 3 и сырой резины 5. В качестве щитов 1, 9 могут служить стальные листы 3 толщиной 4—6 мм.

Существует также конструкция оболочки, у которой гибкие элементы 1 (рис. 16), изготовленные из расслоенных покрышек, соединены между собой при помощи кольцевых манжетов 2. По­ следние изготовлены из прорезиненного корда и привулканизованы к гибким элементам 1. Сверху на манжеты наложены опоясываю­ щие кольца 3. Щиты 4 выполнены из листовой стали. Борта край­ них гибких элементов прикреплены к щитам при помощи колец 6 и болтов 5.

На рис. 17 приведена конструкция секционной оболочки, со­ стоящей из изношенных покрышек 1 (рис. 18), у которых снят только протектор и часть каркаса 2. В этом случае борта не обре­ зают. Такие гибкие элементы (покрышки) соединяют в оболочку болтами 2 (см. рис. 17), которые пропускают через борта с наруж-

40

буется разработка и изготовление специального оборудования (сбо­ рочных станков, гофрированных вулканизаторов, форматоров с большим ходом поршня и др.).

Для секционных оболочек такого оборудования не требуется, а как показало изучение технологии изготовления, гибкие элемен­ ты для секционных оболочек могут • изготовляться на существую­ щем шинном оборудовании с широким использованием отходов — некондиционного корда.

Кроме того, производство оболочек может быть налажено из изношенных покрышек, представляющих собой неисчерпаемую сырьевую базу. Так, ежегодный остаток в народном хозяйстве не­ используемых изношенных покрышек составляет около 400 тыс. т, или свыше 10 млн. шт. С развитием автомобильного и авиацион­ ного транспорта, намеченным пятилетним планом 1971—1975 гг., ежегодный остаток неиспользованных покрышек будет значитель­ но возрастать.

Исследование показало, что. многие из этих покрышек пригод­ ны для изготовления гибких элементов. Прочность корда (от 4 до 8 кгс/нить) достаточна. Имеющиеся повреждения легко устрани­ мы путем местного ремонта.

Изготовляться гибкие элементы из изношенных покрышек мо­ гут на шиноремонтных заводах с использованием существующего

41