Что означает определение удельная мощность пожарного автомобиля

Тягово-скоростные свойства пожарного автомобиля

ЭЛЕМЕНТЫ ТЕОРИИ ДВИЖЕНИЯ ПОЖАРНОГО АВТОМОБИЛЯ

Теория движения пожарного автомобиля (ПА) рассматривает факторы, которые определяют время следования пожарного подразделения к месту вызова. В основу теории движения ПА положена теория эксплуатационных свойств автомобильных транспортных средств (АТС).

Для оценки свойств конструкции ПА и его способности своевременно прибыть к месту вызова необходим анализ следующих эксплуатационных свойств: тягово-скоростных, тормозных, устойчивости движения, управляемости, маневренности, плавности хода.

Тягово-скоростные свойства пожарного автомобиля

Тягово-скоростные свойства ПА определяются его способностью к движению под действием продольных (тяговых) сил ведущих колес. (Колесо называется ведущим, если к нему передается через трансмиссию крутящий момент от двигателя АТС.)

Эта группа свойств состоит из тяговых свойств, позволяющих ПА преодолевать подъемы и буксировать прицепы, и скоростных свойств, позволяющих ПА двигаться с высокими скоростями, совершать разгон (приемистость) и двигаться по инерции (выбег).

Для предварительной оценки тягово-скоростных свойств используется удельная мощность N_G ПА, т.е. отношение мощности двигателя N, кВт, к полной массе автомобиля G, т. По НПБ 163-97 удельная мощность ПА должна быть не меньше 11 кВт/т.

У отечественных серийных ПА удельная мощность меньше рекомендованного НПБ значения. Увеличить N_G серийных ПА можно, если устанавливать на них двигатели с большей мощностью или не полностью использовать грузоподъемность базового шасси.

Оценка тягово-скоростных свойств ПА по удельной мощности может быть только предварительной, так как часто АТС с одинаковой N_G имеют различную максимальную скорость и приемистость.

В нормативных документах и технической литературе нет единства в оценочных показателях (измерителях) тягово-скоростных свойств АТС. Общее число предлагаемых оценочных показателей более пятнадцати.

Специфика эксплуатации и движения (внезапный выезд с непрогретым двигателем, интенсивное движение с частыми разгонами и торможениями, редкое использование выбега) позволяет выделить для оценки тягово-скоростных свойств ПА четыре основных показателя:

максимальную скорость v_max ;

максимальный подъем, преодолеваемый на первой передаче с постоянной скоростью (угол α_max или уклон i_max );

время разгона до заданной скорости t_υ;

Показатели v_max, α_max, t_υ и v_min определяются аналитически и экспериментально. Для аналитического определения этих показателей необходимо решить дифференциальное уравнение движения ПА, справедливое для частного случая – прямолинейного движения в профиле и плане дороги (рис. 6.1). В системе отсчета 0xyz это уравнение имеет вид

, (6.1)

Решить уравнение (6.1) в общем виде сложно, так как неизвестны точные функциональные зависимости, связывающие основные силы (Р_к,Р_f,Р_i, Р_в) со скоростью АТС. Поэтому уравнение (6.1) обычно решают численными методами (на ЭВМ или графически).

Рис. 6.1. Силы, действующие на пожарный автомобиль

При определении тягово-скоростных свойств АТС численными методами наиболее часто используется метод силового баланса, метод мощностного баланса и метод динамической характеристики. Для использования этих методов необходимо знать силы, действующие на АТС при движении.

Дата добавления: 2016-02-11 ; просмотров: 1136 ; ЗАКАЗАТЬ НАПИСАНИЕ РАБОТЫ

Источник

Что означает определение удельная мощность пожарного автомобиля

НАЦИОНАЛЬНЫЙ СТАНДАРТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ОСНОВНЫЕ ПОЖАРНЫЕ АВТОМОБИЛИ

Общие технические требования. Методы испытаний

Fire fighting technics. Fire extingushing trucks. General technical requirements. Test methods

Дата введения 2009-05-01
с правом досрочного применения

Сведения о стандарте

1 РАЗРАБОТАН Федеральным государственным учреждением «Всероссийский научно-исследовательский институт противопожарной обороны» (ФГУ ВНИИПО) МЧС России

2 ВНЕСЕН Техническим комитетом по стандартизации ТК 274 «Пожарная безопасность»

3 УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 18 февраля 2009 г. N 104-ст

1 Область применения

Настоящий стандарт распространяется на вновь разрабатываемые и модернизируемые основные пожарные автомобили, создаваемые на различных колесных шасси, предназначенные для доставки личного состава пожарных подразделений, огнетушащих веществ и оборудования к месту вызова и для подачи огнетушащих веществ (воды, пены, порошков, инертных газов, других веществ и составов) в зону горения.

В стандарте устанавливаются основные параметры, общие технические требования и методы испытаний ПА, создаваемых на базовых автомобильных шасси грузоподъемностью до 12 т включительно.

2 Нормативные ссылки

В настоящем стандарте использованы ссылки на следующие стандарты:

ГОСТ 2.601-95* Единая система конструкторской документации. Эксплуатационные документы

ГОСТ 2.602-95 Единая система конструкторской документации. Ремонтные документы

ГОСТ 4.332-85 Система показателей качества продукции. Автомобили пожарные тушения. Номенклатура показателей

ГОСТ 9.014-78 Единая система защиты от коррозии и старения. Временная противокоррозионная защита изделий. Общие требования

ГОСТ 9.032-74 Единая система защиты от коррозии и старения. Покрытия лакокрасочные. Группы, технические требования и обозначения

ГОСТ 9.104-79 Единая система защиты от коррозии и старения. Покрытия лакокрасочные. Группы условий эксплуатации

ГОСТ 9.303-84 Единая система защиты от коррозии и старения. Покрытия металлические и неметаллические неорганические. Общие требования к выбору

ГОСТ 9.402-80* Единая система защиты от коррозии и старения. Покрытия лакокрасочные. Подготовка металлических поверхностей перед окрашиванием

ГОСТ 12.0.004-90 Система стандартов безопасности труда. Организация обучения безопасности труда. Общие положения

ГОСТ 12.1.003-83 Система стандартов безопасности труда. Шум. Общие требования безопасности

ГОСТ 12.1.012-90* Система стандартов безопасности труда. Вибрационная безопасность. Общие требования

ГОСТ 12.1.019-79 Система стандартов безопасности труда. Электробезопасность. Общие требования и номенклатура видов защиты

ГОСТ 12.1.033-81 Система стандартов безопасности труда. Пожарная безопасность. Термины и определения

ГОСТ 12.2.033-78 Система стандартов безопасности труда. Рабочее место при выполнении работы стоя. Общие эргономические требования

ГОСТ 12.3.002-75 Система стандартов безопасности труда. Процессы производственные. Общие требования безопасности

ГОСТ 12.4.009-83 Система стандартов безопасности труда. Пожарная техника для защиты объектов. Основные виды. Размещение и обслуживание

ГОСТ Р 12.4.026-2001 Цвета сигнальные и знаки безопасности

ГОСТ 27.002-89 Надежность в технике. Основные понятия. Термины и определения

ГОСТ 112-78 Е Термометры метеорологические стеклянные. Технические условия

ГОСТ 427-75 Линейки измерительные металлические. Технические условия

ГОСТ 2349-75 Устройства тягово-сцепные системы «крюк-петля» автомобильных и тракторных поездов. Основные параметры и размеры. Технические требования

ГОСТ 2405-88 Манометры, вакуумметры, мановакуумметры, напоромеры, тягомеры и тягонапоромеры. Общие технические условия

ГОСТ 3940-84 Электрооборудование автотракторное. Общие технические требования

ГОСТ 6134-87* Насосы динамические. Методы испытаний

ГОСТ 6465-76 Эмали ПФ-115. Технические условия

ГОСТ 7502-98 Рулетки измерительные металлические. Технические условия

ГОСТ 7877-75 Рукава пожарные напорные прорезиненные из синтетических нитей. Общие технические условия

ГОСТ 8769-75 Приборы внешние световые автомобилей, автобусов, троллейбусов, тракторов, прицепов и полуприцепов. Количество, расположение, цвет, углы видимости

ГОСТ 9544-93* Арматура трубопроводная запорная. Нормы герметичности затворов

ГОСТ 13837-79 Динамометры общего назначения. Технические условия

ГОСТ 14167-83 Счетчики холодной воды турбинные. Технические условия.

ГОСТ 15150-69 Машины, приборы и другие технические изделия. Исполнения для различных климатических районов. Категории, условия эксплуатации, хранения и транспортирования в части воздействия климатических факторов внешней среды

ГОСТ 16504-81 Система государственных испытаний продукции. Испытания и контроль качества продукции. Основные термины и определения

ГОСТ 17398-72 Насосы. Термины и определения

ГОСТ 18099-78 Эмали МЛ-152. Технические условия

ГОСТ 18321-73 Статистический контроль качества. Методы случайного отбора выборок штучной продукции

ГОСТ 18374-79 Эмали ХВ-110 и ХВ-113. Технические условия

ГОСТ 20306-90 Автотранспортные средства. Топливная экономичность. Методы испытаний

ГОСТ 21130-75 Изделия электротехнические. Зажимы заземляющие и знаки заземления. Конструкция и размеры

ГОСТ 21624-81 Система технического обслуживания и ремонта автомобильной техники. Требования к эксплуатационной технологичности и ремонтопригодности изделий

ГОСТ 21752-76 Система «человек-машина». Маховики управления и штурвалы. Общие эргономические требования

ГОСТ 21753-76 Система «человек-машина». Рычаги управления. Общие эргономические требования

ГОСТ 21758-81 Система технического обслуживания и ремонта автомобильной техники. Методы определения показателей эксплуатационной технологичности и ремонтопригодности при испытаниях

ГОСТ 22061-76* Машины и техническое оборудование. Система классов точности балансировки. Основные положения

ГОСТ 22576-90 Автотранспортные средства. Скоростные свойства. Методы испытаний

ГОСТ 22748-77 Автотранспортные средства. Номенклатура наружных размеров. Методы измерений

ГОСТ 23170-78 Упаковка для изделий машиностроения. Общие требования

ГОСТ 24297-87 Входной контроль продукции. Основные положения

ГОСТ 26336-84 Тракторы и сельскохозяйственные машины, механизированное газонное и садовое оборудование. Система символов для обозначения органов управления и средств отображения информации. Символы

ГОСТ 27258-87 Машины землеройные. Зоны комфорта и досягаемости органов управления

ГОСТ 28352-89* Головки соединительные для пожарного оборудования. Типы, основные параметры и размеры

Источник

Тягово-скоростные свойства пожарного автомобиля

Тягово-скоростные свойства ПА определяются его способностью к движению под действием продольных (тяговых) сил ведущих колес. (Колесо называется ведущим, если к нему передается через трансмиссию крутящий момент от двигателя АТС.)

Эта группа свойств состоит из тяговых свойств, позволяющих ПА преодолевать подъемы и буксировать прицепы, и скоростных свойств, позволяющих ПА двигаться с высокими скоростями, совершать разгон (приемистость) и двигаться по инерции (выбег).

Для предварительной оценки тягово-скоростных свойств используется удельная мощность N_G ПА, т.е. отношение мощности двигателя N, кВт, к полной массе автомобиля G, т. По НПБ 163-97 удельная мощность ПА должна быть не меньше 11 кВт/т.

У отечественных серийных ПА удельная мощность меньше рекомендованного НПБ значения. Увеличить N_G серийных ПА можно, если устанавливать на них двигатели с большей мощностью или не полностью использовать грузоподъемность базового шасси.

Оценка тягово-скоростных свойств ПА по удельной мощности может быть только предварительной, так как часто АТС с одинаковой N_G имеют различную максимальную скорость и приемистость.

В нормативных документах и технической литературе нет единства в оценочных показателях (измерителях) тягово-скоростных свойств АТС. Общее число предлагаемых оценочных показателей более пятнадцати.

Специфика эксплуатации и движения (внезапный выезд с непрогретым двигателем, интенсивное движение с частыми разгонами и торможениями, редкое использование выбега) позволяет выделить для оценки тягово-скоростных свойств ПА четыре основных показателя:

максимальную скорость v_max ;

максимальный подъем, преодолеваемый на первой передаче с постоянной скоростью (угол α_max или уклон i_max );

время разгона до заданной скорости t_υ;

Показатели v_max, α_max, t_υ и v_min определяются аналитически и экспериментально. Для аналитического определения этих показателей необходимо решить дифференциальное уравнение движения ПА, справедливое для частного случая – прямолинейного движения в профиле и плане дороги (рис. 6.1). В системе отсчета 0xyz это уравнение имеет вид

, (6.1)

Решить уравнение (6.1) в общем виде сложно, так как неизвестны точные функциональные зависимости, связывающие основные силы (Р_к,Р_f,Р_i, Р_в) со скоростью АТС. Поэтому уравнение (6.1) обычно решают численными методами (на ЭВМ или графически).

Рис. 6.1. Силы, действующие на пожарный автомобиль

При определении тягово-скоростных свойств АТС численными методами наиболее часто используется метод силового баланса, метод мощностного баланса и метод динамической характеристики. Для использования этих методов необходимо знать силы, действующие на АТС при движении.

Тяговая сила ведущих колес

Крутящий момент двигателя М_д передается через трансмиссию к ведущим колесам АТС. Приводимые в справочной литературе и технических характеристиках автомобилей данные внешних характеристик двигателей (N_e, M_e) соответствуют условиям их стендовых испытаний, значительно отличающихся от условий, в которых двигатели работают на автомобилях. При стендовых испытаниях по ГОСТ 14846-81 внешние характеристики двигателя определяют при установке на него только основного оборудования (воздухоочистителя, генератора и водяного насоса), т. е. без оборудования, необходимого для обслуживания шасси (например, компрессора, гидроусилителя руля). Поэтому для определения М_д числовые значения М_е необходимо умножить на коэффициент K_c:

. (6.2)

Для отечественных грузовых двухосных автомобилей К_с = 0,88, а для многоосных – К_c= 0,85.

Условия стендовых испытаний двигателей за границей отличаются от стандартных. Поэтому при испытаниях:

по SАЕ (США, Франция, Италия) – К_с = 0,81–0,84;

К колесам передается крутящий момент М_к> М_д. Увеличение М_д пропорционально общему передаточному числу трансмиссии. Часть крутящего момента, учитываемая коэффициентом полезного действия трансмиссии, расходуется на преодоление сил трения. Общее передаточное число трансмиссии и является произведением передаточных чисел агрегатов трансмиссии

(6.3)

где u_кu_рu_r – соответственно передаточные числа коробки передач, раздаточной коробки и главной передачи. Значения u_к, u_ри u_r приводятся в технической характеристике АТС.

Коэффициент полезного действия трансмиссии η является произведением КПД ее агрегатов. Для расчетов можно принимать: η= 0,9 – для грузовых двухосных автомобилей с одинарной главной передачей (4´2); η= 0,88 –для грузовых двухосных автомобилей с двойной главной передачей (4´2); η= 0,86 – для автомобилей повышенной проходимости (4´4);
η = 0,84 – для грузовых трехосных автомобилей (6´4); η= 0,82 – для грузовых трехосных автомобилей повышенной проходимости (6´6).

(6.4)

где r_D – динамический радиус колеса.

Динамический радиус колеса в первом приближении равен статическому радиусу, т.е. r_{D =} r_ст. Значения r_ст приводятся в ГОСТах на пневматические шины. При отсутствии этих данных радиус r_D тороидных шин вычисляется по формуле

, (6.5)

Диаметр обода d и ширина профиля определяются из обозначения шины.

Использование силы P_к (6.4) для движения АТС зависит от способности автомобильного колеса, находящегося под воздействием нормальной нагрузки G_нg воспринимать или передавать касательные силы при взаимодействии с дорогой. Это качество автомобильного колеса и дороги принято оценивать силой сцепления шины с дорогой P_φn или коэффициентом сцепления φ.

Силой сцепления шины с дорогой P_φn называют максимальное значение горизонтальной реакции Т_n (рис. 6.2), пропорциональное нормальной реакции колеса R_n:

; (6.6)

; (6.7)

(6.8)

Для движения колеса без продольного и поперечного скольжения необходимо соблюдать условие

. (6.9)

В зависимости от направления скольжения колеса различают коэффициенты продольного φ_х и поперечного φ_у сцепления. Коэффициент φ_х зависит от типа покрытия и состояния дороги, конструкции и материала шины, давления воздуха в ней, нагрузки на колеса, скорости движения, температурных условий, процента скольжения (буксования) колеса.

Рис.6.2. Схема сил, действующих на колесо автомобиля

Величина коэффициента φ_х в зависимости от типа и состояния дорожного покрытия может изменяться в очень широких пределах. Это изменение обусловлено не столько типом, сколько состоянием верхнего слоя дорожного покрытия. Причем тип и состояние дорожного покрытия оказывает на величину коэффициента φ_х значительно большее влияние, чем все другие факторы. Поэтому в справочниках φ_х приводится в зависимости от типа и состояния дорожного покрытия.

К основным факторам, связанным с шиной и влияющим на коэффициент φ_х, относятся удельное давление (зависит от давления воздуха в шине и нагрузки на колесо) и тип рисунка протектора. Оба они непосредственно связаны со способностью шины выдавливать в стороны или прорывать пленку жидкости на дорожном покрытии для восстановления с ним надежного контакта.

При отсутствии поперечных сил P_φn и Y_n коэффициент φ_х возрастает с увеличением проскальзывания (буксования) шины по дороге. Максимум φ_х достигается при 20 – 25 % проскальзывания. При полном буксовании ведущих колес (или юзе тормозных колес) коэффициент φ_х может быть на 10 – 25 % меньше максимального (рис. 6.3, а).

С увеличением скорости движения автомобиля коэффициент φ_х обычно уменьшается (рис. 6.3, б). При скорости 40 м/с он может быть в несколько раз меньше, чем при скорости 10 – 15 м/с.

Определяют φ_х обычно экспериментально методом буксирования автомобиля с заблокированными колесами. При эксперименте регистрируют силу тяги на крюке буксира и нормальную реакцию заблокированных колес. Поэтому справочные данные по φ_х относятся, как правило, к коэффициенту сцепления при буксовании (юзе).

Коэффициент поперечного сцепления φ_у обычно принимают равным коэффициенту φ_х и при расчетах пользуются средними значениями коэффициента сцепления φ (табл. 6.1).

Рис. 6.3. Влияние на коэффициент φ_х различных факторов:

а – изменение коэффициента φ_х в зависимости от проскальзывания; б – изменение
коэффициента φ_х в зависимости от скорости качения колеса: 1 – сухая дорога
с асфальтобетонным покрытием; 2 – мокрая дорога с асфальтобетонным покрытием;
3 – обледеневшая ровная дорога

При расчетах тягово-скоростных свойств АТС различием в коэффициентах сцепления колес пренебрегают и максимальную тяговую силу, которую могут обеспечить ведущие колеса по сцеплению с дорогой, определяют по формуле

(6.10)

где R_n – нормальная реакция n-го ведущего колеса. Если тяговая сила ведущих колес превышает максимальную тяговую силу, то ведущие колеса автомобиля буксуют. Для движения АТС без буксования ведущих колес необходимо выполнение условия

, (6.11)

Выполнение условия (6.11) позволяет уменьшить время следования ПА к месту вызова в основном за счет уменьшения времени разгона t_r. При разгоне ПА важно реализовать максимально возможное по дорожным условиям Р_к. Если ведущие колеса ПА при разгоне пробуксовывают, то для движения реализуется меньшая Р_к и, как следствие, увеличивается t_r. Уменьшение Р_к при буксовании ведущих колес и объясняется тем, что при появлении скольжения колес относительно дороги на 20 – 25 % уменьшается φ_x (см. рис. 6.3). Уменьшение φ_x приводит к уменьшению P_φ (6.10) и, следовательно, к уменьшению реализуемой Р_к (6.11).

При движении ПА с места выполнить условие (6.11) только за счет правильного выбора частоты вращения коленчатого вала двигателя и номера передачи не удается. Поэтому разгон ПА от v=0 до v_min должен происходить при частичной пробуксовке муфты сцепления. Дальнейший разгон ПА от v_min до v_max без пробуксовки ведущих колес ПА с механической коробкой передач обеспечивается за счет правильного выбора положения педали подачи топлива (частоты вращения коленчатого вала двигателя) и момента переключения на высшую передачу.

Источник