Обоснование выбора исходных параметров автомобиля ЗИЛ-130 и его технико-экономические показатели


В книге обобщен спыт проектирования грузового автомобиля ЗИЛ-130. Особое внимание уделено испытанию и доводке агрега­тов трансмиссии, ходовой части, кабины и платформы. Рассмат­ривается шумовая характеристика автомобиля, а также приведе­ны результаты его эксплуатационных испытаний. Эта книга, так же как и уже вышедшая книга «Автомобильный двигатель ЗИЛ-130», написана коллективом инженеров автомобильного за­вода им. И. А. Лихачева, принимавших непосредственное уча­стие в создании автомобиля ЗИЛ-130.
Книга предназначена для инженеров, занимающихся проек­тированием, испытанием и доводкой автомобилей. Табл. 121, ил. 161.
Глава 1. ОБОСНОВАНИЕ ВЫБОРА ИСХОДНЫХ ПАРАМЕТРОВ АВТОМОБИЛЯ ЗИЛ-130 И ЕГО ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКИЕ
ПОКАЗАТЕЛИ
ОБЩАЯ КОМПОНОВКА АВТОМОБИЛЯ
В техническом задании заводу предлагалось разработать проект двухосного грузового автомобиля с приводом на заднюю ось грузоподъемностью 4 т при эксплуатации на различных автомобильных дорогах. Грузоподъемность автопоезда с этим автомобилем при движении по дорогам с усовершенствованным покрытием задавалась равной 9—10 т.
При проектировании необходимо было предусмотреть созда­ние на базе основных агрегатов шасси грузового автомобиля ЗИЛ-130 автомобиля-тягача ЗИЛ-130А с номинальной грузо­подъемностью 4 т для систематической работы с прицепом той же грузоподъемности по дорогам с усовершенствованным покрытием; седельного тягача ЗИЛ-130В для буксировки полу­прицепов общей массой 10,5 т по дорогам с усовершествован-ным покрытием и шасси самосвала ЗИЛ-130Д грузоподъемно­стью 4,5 т для работы с экскаватором на строительных площадках.
Создание этого семейства автомобилей в большой степени зависело от правильно выбранных параметров и конструкции двигателя, а также шасси базового автомобиля.
Впоследствии грузоподъемность автомобилей ЗИЛ-130 с бортовыми платформами при эксплуатации на всех дорогах (кроме грунтовых) была принята равной 5 т с одновременным увеличением грузоподъемности прицепа до 5 т. Соответственно для работы на дорогах с усовершенствованным покрытием грузоподъемность как автомобиля, так и прицепа была доведе­на до 6 т, что существенно увеличивало производительность автопоездов с. тягачами ЗИЛ-130.
При полной массе автопоезда с тягачом ЗИЛ-130, колеблю­щейся в пределах 14,5—19,5 т (с учетом эксплуатации по доро­гам с усовершенствованным покрытием), удельная мощность должна составлять 7,6—10,2 л. с./т. Этому требованию соот­ветствовал V-образный восьмицилиндровый двигатель с рабо­чим объемом 6 л н мощностью 148 л. с. при частоте вращения коленчатого вала 3100 об/мин.
Увеличение производительности автомобилей ЗИЛ нового семейства обусловливается повышением их скоростей движения и грузоподъемности по сравнению с соответствующими пара­метрами ранее выпускавшихся автомобилей. Максимальные скорости движения автомобилей ЗИЛ-150 и ЗИЛ-164 находи­лись в пределах 65—75 км/ч, а максимальная скорость автопо­езда с тягачом ЗИЛ-130 составляет 80—85 км/ч. Вследствие роста максимальной скорости существенно (иногда до 2 раз) повысилась и средняя скорость движения.
1. Краткая техническая характеристика грузовых автомобилей ЗИЛ-130 и ЗИЛ-164
Параметры
ЗИЛ-164*
ЗИЛ-130
Собственная масса автомобиля в снаряженном
состоянии в кг.................
Грузоподъемность в т (номинальная).....
Полная масса*** автомобиля с грузом в кг . .
Полная масса*** автопоезда с грузом в кг . .
Распределение веса по осям автомобиля с гру-
зом в кгс:
на переднюю ось..............
2160 (26%)
2575 (27%)
на заднюю ось...............
6165 (74%)
6950 (73%)
Размеры в мм
База ...............-.....
Колея передних колес ............
Колея задних колес (между серединами двой­ных скатов)..................
Габаритные размеры (номинальные):
длина ...................
ширина ..................
высота по кабине (без груза) . .....
Дорожный просвет при полной нагрузке:
под передней осью.............
под задней осью ............
Размер шин .................
Эксплуатационные данные при номинальной нагрузке
Максимальная скорость в км/ч........
Максимальный подъем, преодолеваемый на пер-
вой передаче . . Минимальный
поворота по колее на-
ружного колеса в м.....
Емкость топливного бака в л
* С октября 1964 г. снят с производства и заменен автомобилем ЗИЛ-130. ** При эксплуатации по дорогам с усовершенствованным покрытием. *** С учетом массы трех человек в кабине.
Некоторые параметры технической характеристики авто­мобиля ЗИЛ-130, указанные в техническом задании, были уточ­нены в результате заводских испытаний и доводочных работ. Уточненная техническая характеристика автомобиля приведена в табл. 1.
Как известно, в современном автомобилестроении получили распространение три основных вида компоновок грузовых автомобилей:
— с кабиной, расположенной за двигателем;
— с кабиной, расположенной за двигателем, но со значи­тельным смещением на него;
— с кабиной, расположенной над двигателем или перед ним (передняя кабина).
Последний вид компоновки, обладая рядом бесспорных преимуществ (хорошая обзорность, отсутствие оперения, уменьшение базы, а следовательно, и габаритов, хорошая ма­невренность), в то же время приводит к повышению нагрузки на переднюю ось автомобиля (до 33%). Поэтому при создании грузового автомобиля ЗИЛ-130, приспособленного для эксплуа­тации в различных дорожных условиях (по дорогам с усовер­шенствованным покрытием, в карьерах, по бездорожью), предпочтение было отдано более консервативной компоновке — установке кабины за двигателем. При этом учитывались еще некоторые недостатки передней кабины: затрудненность досту­па к двигателю (или необходимость иметь на автомобиле спе­циальные подъемные устройства для опрокидывания кабины вокруг ее передней нижней кромки) и создание надлежащей шумо- и теплоизоляции кабины.
Выбрав общую компоновку грузового автомобиля с кабиной, устанавливаемой за двигателем, одновременно были приняты меры к тому, чтобы эта компоновка была максимально рацио­нальной. С этой целью кабина была продвинута как можно больше вперед п сокращено расстояние от передней оси до задней стенки кабины (табл. 2).
2. Расстояние от передней оси до задней стенки кабины
Параметры
ЗИЛ-130
Интер-
нэйшнл
£ six
Рио F22R-1
Грузоподъемность в т ...
Расстояние от передней оси
стенки кабины в мм.....
Длина грузовой платформы в
мм ... г
Отношение длины платформы
к базе . .
Как видно из табл. 2, расстояние от передней оси до задней стенки кабины у автомобилей ЗИЛ-130 меньше, чем у автомо­билей ЗИЛ-164 и некоторых зарубежных грузовых автомо­билей. Равным образом у автомобиля ЗИЛ-130 отношение длины платформы к базе наибольшее, что характеризует пол­ноту использования последней.
При перемещении вперед кабины и платформы были приняты меры, чтобы не допустить перегрузки передней оси, а вместе с ней ухудшения проходимости груженого автомобиля при движении по грунтовым дорогам и ненагруженного авто­мобиля на скользких подъемах и т. п.
Одновременно с компоновкой шасси грузового автомобиля ЗИЛ-130 базовой модели были сделаны компоновки пяти основных модификаций шасси: автомобиля для постоянной работы с прицепами, двух самосвалов, седельного тягача и длиннобазного грузового автомобиля.
База основного грузового автомобиля равна 3800 мм (на 200 мм меньше, чем у автомобилей ЗИЛ-150 и ЗИЛ-164). База шасси сельскохозяйственного самосвала сохранена такой же (3800 мм), лишь несколько уменьшен задний свес рамы. По нор­мам SAE предусмотрена стандартизация размеров от задней стенки кабины до задней оси (обозначаемых СА). Размер от задней стенки кабины автомобиля ЗИЛ-130 до задней оси был выбран с учетом возможности установки на шасси платформ, размеры которых соответствуют нормам SAE и другим между­народным нормам.
База седельного тягача и строительного самосвала равна 3300 мм, т. е. на 500 мм меньше базы основного грузового авто­мобиля, а база длиннобазной модификации составляет 4500 мм, т. е. на 700 мм больше базы основного грузового автомобиля.
Из табл. 3, иллюстрирующей различие баз у ряда модифи­каций зарубежных грузовых автомобилей, созданных примерно в период проектирования автомобиля ЗИЛ-130, следует, что их базы и разница между базами модификаций одного автомо­биля весьма близки к величинам, выбранным для автомобиля ЗИЛ-130.
При выбранном размере колес и ширине рамы передняя колея в основном определяется условиями поворота передних управляемых колес и размещением деталей рулевого привода между колесом и лонжероном рамы, задняя колея ■— необ­ходимыми зазорами между рессорой и лонжероном, между рессорой и колесом, расстоянием между серединами шин пар­ных колес (вылетом колеса), возможностью установки цепей противоскольжения, а также предельной габаритной шириной автомобиля и толщиной боковых бортов платформы.
Основные размеры, определяющие заднюю колею автомо­биля ЗИЛ-130, а также некоторых грузовых автомобилей зару­бежных фирм, даны в табл. 4.
3. Базы модификаций автомобиля ЗИЛ-130 и некоторых зарубежных
грузовых моделей
Автомобиль
Седельный тягач
База в мм
Основной грузовой автомо­биль
Длинно-базный
грузовой автомо­биль
ЗИЛ-130.................
Рио F22R-1................
Интернейшнл R-184............
GMC F 500 ................
Форд F 600 ................
Кома Сюупаполс.............
Мерседес-Бенц L312 . ь . ^........
4. Размеры, определяющие заднюю колею автомобиля

Размеры в мм
Автомобиль
Размер
ЗИЛ-130...............
ЗИЛ-164...............
МАК ЕН...............
Аутокар...............
Интернейшнл RR-П..........
GMC F 500 ..............
Рио F22R-1..............
Додж С-ЗТА-8............
С учетом сказанного выше, передняя колея автомобиля ЗИЛ-130 была принята равной 1800 мм, а задняя 1790 мм.
Увеличение колеи передних колес автомобиля ЗИЛ-130 по сравнению с колеей автомобиля ЗИЛ-164 на 100 мм было свя­зано с выбором для автомобиля ЗИЛ-130 рамы постоянной ширины (865 мм) по всей длине вместо рамы с узкой передней
частью (800 мм), применявшейся на автомобиле ЗИЛ-164, а также с возможностью при необходимости установки на авто­мобиль шин следующего большего размера.
Большая колея задних колес по сравнению с колеей автомо­биля ЗИЛ-164 на 50 мм объясняется увеличением зазоров между стремянками рессор и лонжеронами рамы. Увеличение расстояния между серединами шин парных колес на автомобиле ЗИЛ-130 по сравнению с принятым на автомобиле ЗИЛ-164 на 5 мм (с 305 до 310 мм) необходимо для возможности установки цепей противоскольжения.
Габаритная длина автомобиля ЗИЛ-130 не отличается прак­тически от длины автомобиля ЗИЛ-164.
Габаритная высота автомобиля ЗИЛ-130 возросла по срав­нению с высотой автомобиля ЗИЛ-164 на 170 мм, что связано с поднятием кабины относительно оси колес для уменьшения колесной ниши в наклонном полу кабины. Необходимость в ука­занной нише возникла из-за смещения кабины на двигатель. Ниже приведена высота (по кабине) грузовых автомобилей типа 4 X 2 с шинами 9.00—20 (в мм):
ЗИЛ-130 ............... 2350
ЗИЛ-164............... 2180
Рио F22R-1.............. 2240
Рно F22-1 .............. 2220
GMC F 500 .............. 2325
Мерседес-Бенц L312.......... 2310
Скания-Вабис 1.............. 2360
Габаритная ширина автомобиля ЗИЛ-130 равна 2500 мм и полностью соответствует ГОСТу 9314—59, а также требованиям
5. Основные параметры платформ
СП
Параметры

Грузоподъемность в т......
База автомобиля в мм......
Внутренние размеры платформы в мм:
длина .............
ширина ..... .......
высота ............
Площадь платформы в м2   . . . .
Объем платформ в м3......
Грузоподъемность, приходящаяся на единицу площади платформы, в
т/м2................
Грузоподъемность, приходящаяся на единицу объема платформы, в т/м3................
2940 1990 540 5,85 3,16
4500 2480 600 11,16 6,7
3540 2250 584 7,96 4,65
3752 2326 685 ■ 8,73 5,97
4686 2326 575 10,9 6,3
что все эти усовершенствования также способствовали росту массы автомобиля.
Наконец, увеличение ширины кабины, признанное необходи­мым по опыту эксплуатации автомобиля ЗИЛ-164, размеров платформы и колеи передних и задних колес также вызвало повышение массы автомобиля ЗИЛ-130 по сравнению с массой автомобиля ЗИЛ-164. С учетом сказанного выше, масса авто­мобиля ЗИЛ-130 в снаряженном состоянии выбрана равной 4300 кг с распределением ее по осям, указанным в табл. 1.
ТЯГОВО-ДИНАМИЧЕСКИЕ КАЧЕСТВА АВТОМОБИЛЯ
Динамические качества грузового автомобиля или автопо­езда оценивают прежде всего по удельной мощности (мощности двигателя, отнесенной к полной массе автомобиля или автопо­езда) и удельному крутящему моменту (моменту двигателя, отнесенному к полной массе автомобиля или автопоезда). В табл. 6 приведены указанные удельные параметры автомо­билей ЗИЛ-130, ЗИЛ-150 и ЗИЛ-164, а также ряда зарубежных
6. Удельные параметры автомобилей
Автомобиль
£ о
£ к
Я н О
С я 3
га ь ЕС га л t™
ffi м 31 и й-
Hi Н о
и и {- « и о ~
К _ CJ
a. к
н 2 о
о >.
к <l>
■* К)
* 2
И н
_ f-
^ о
^ f-
<1J О)
н и
•—1
>> 7
& о
* £-
«=Г О
>> S
Одиночные автомобили
ЗИЛ-130 ........
ЗИЛ-150 ........
ЗИЛ-164 ........
Интернейшнл R-185   - - -
Рио F22R . .......
.          L .
Форд D 700 .......
Додж D 600 .......
Форд F 750 .......
Тягачи
ЗИЛ-130. . , ЗИЛ-130В . . Форд D 600 . Форд F 750 , Додж D 600 -Рио F22RT . л
17,525 16,485 14,515 22,650 16,300 18,160
150/3100* 150/3100* 134/3400 199/3800 168,5/3600 140/3200
* Приведена мощность двигателя по ограничителю максимальной частоты вращения, а не максимальная мощность (брутто), равная 170 л. с. при и=3600 об'мин -
автомобилей и автопоездов, выпускавшихся как в период про­ектирования, так и в период начала производства автомобиля ЗИЛ-130. Параметры, характеризующие динамические качества автомобиля З.И Л-130, существенно выше соответствующих параметров автомобилей ЗИЛ-150 и ЗИЛ-164, выпускавшихся заводом ранее.
Высокие удельные мощностные параметры автомобиля ЗИЛ-130 в сочетании с правильно подобранными передаточны­ми числами трансмиссии обеспечили требуемые тягово-динамические качества. Это вытекает из результатов тягово-динамического расчета автомобиля ЗИЛ-130 и полностью под­тверждается его дорожными испытаниями.
ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ И ФОРМУЛЫ ДЛЯ РАСЧЕТА
При тягово-динамическом расчете автомобиля ЗИЛ-130 и автопоезда с автомобилем ЗИЛ-130 в качестве тягача были использованы следующие расчетные данные:
Собственная масса автомобиля в кг ... . 4300
Число мест в кабине........... 3
Полная масса автомобиля в кг:
с грузом массой 5 т.......... 9525
с грузом массой 5 т4- прицеп с полной
массой 8 т.............. 17525
Мощность двигателя по ограничителю мак­симальной частоты вращения в л. с......150 при п = 3100 об/мин
Максимальный крутящий момент двигателя
в кгс-м................... 41 при
п= 1800 4-2000 об/мин
Размер шин................ 260—20 или 260—508Р
Радиус качения в м............ 0,49
Произведение коэффициента сопротивления воздуха на лобовую площадь автомобиля (по
данным НАМИ) в м2............ 0,214
К. п. д. трансмиссии при включении:
прямой передачи........... 0,87
остальных передач.......... 0,85
Коэффициент сопротивления качению для асфальтированного шоссе в удовлетворитель­ном состоянии ............... 0,018
Передаточные числа коробки передач:
первая   передача........... 7,44
вторая        » ........... 4,1
третья         » ........... 2,29
четвертая    » ........... 1,47
пятая         »........... 1,0
Передаточное число главной передачи . . . 6,45*
* В 1969 г. передаточное число главной передачи было уменьшено до 6,32.
Ниже приведены формулы, которые были использованы при тягово-динамическом расчете.
Тяговое усилие на ведущих колесах в кгс
Як = Me i5*L ^ '"к
где М'е —эффективный крутящий момент на коленчатом валу двигателя со всеми навесными агрегатами в кгс-м; /к — передаточное число коробки передач; to — передаточное число главной передачи; т]т — к. п. д. трансмиссии; гк — радиус качения в м. Скорость движения автомобиля в км/ч
va « 0,377 ^,
где п — частота вращения коленчатого вала в об/мин. Сила сопротивления воздуха в кгс: для одиночного автомобиля
W 3,62 '
где   k — коэффициент сопротивления воздуха; F — лобовая площадь автомобиля в м2; для автомобиля с прицепом
wnV~    3,6^ '
Динамический фактор
где Ga — полный вес автомобиля в кгс. Ускорение движения автомобиля в м/с2
где       коэффициент сопротивления качению; g — ускорение свободного падения в м/с2. Коэффициент учета вращающихся масс
fi= 1 + о11к + а2,
где О) — коэффициент учета вращающихся масс маховика; 02 — коэффициент учета вращающихся масс колес.
Мощность, затрачиваемая на преодоление сопротивления воздуха, в л. с:
для одиночного автомобиля
Nw =
75-3,6
. Основные параметры, характеризующие тягово-динамические качества автомобиля ЗИЛ-130 и автопоезда с ним
а: ж
X г
7. "
£ -
S5 °
S cj
s и
<<< Предыдущая страница  1  2  3  4  5  6  7  8  9  10  11  12  13  14  15  16  17  18  19    Следующая страница >>>


1 A B C D E F G H I J K L M N O P Q R S T U V W X Y Z 
А Б В Г Д Е Ж З И К Л М Н О П Р С Т У Ф Х Ц Ч Ш Щ Э Ю Я