Анализ эксплуатационных свойств Volvo FL при организации грузовых перевозок

ВВЕДЕНИЕ

Автомобиль - моторное дорожное транспортное средство, используемое для перевозки людей и грузов. Основное назначение автомобиля заключается в совершении транспортной работы, а транспорт - совокупность средств, предназначенных для перемещения людей, грузов из одного места в другое.
Основное назначение автомобиля заключается в совершении транспортной работы. Автомобильный транспорт промышленно развитых странах занимает ведущее место по сравнению с другими видами транспорта по объему перевозок пассажиров, а также выполняет значительную работу грузов не только внутри города, но и в пригородном сообщении, выполняет большую часть коротких внутри районных перевозок, доставляет грузы к станциям железных дорог и речным пристаням и развозит их к потребителям. Там, где почти нет других видов сухопутного транспорта, им осуществляются дальние межрайонный перевозки.
Основные технико - эксплуатационные особенности и достоинства автомобильного транспорта это маневренность и большая подвижность, доставка грузов или пассажиров без дополнительных перегрузок или пересадок в пути следования, автономность движения транспортного средства, высокая скорость доставки, а также широкая сфера применения по территориальному признаку, видам груза и системам сообщения.

1. Характеристика базового транспортного средства

«Volvo FL» является самым маленьким грузовиком Volvo и подходит для локальных и региональных распределительных операций, сбора мусора, строительных грузовиков или тягачей малого формата. Общий вид модели представлен на рисунке 1.1, параметры на рисунке 1.2 и технические характеристики в таблице 1.1.
Volvo FL выпускается с лета 1985 года в различных моделях с разным весом.
«FL» обозначает «Forward Cab» и «Low-level Cab» («Передняя кабина» и «Кабина низкого уровня»

Рисунок 1.1. Общий вид модели Volvo FL
Таблица 1.1 – Основные технические характеристики
Наименование параметра Значение
Габариты автомобиля, мм 7120 х 2550 х 2580
Габариты кузова, мм 5250 х 2480 х 600
Колесная база, мм 4100
Размер шины 245/70R17.5
Допустимая нагрузка на переднюю ось, кг 5000
Полная масса, кг 13000
Грузоподъемность, кг 6000
Мощность двигателя, л.с. 240
Крутящий момент двигателя, Нм
920
Колесная формула 4х2

Рисунок 1.2. Параметры и технологические размеры автомобиля Volvo FL

1.1. Конструкция транспортного средства.

Двигатель. Компактный и легкий двигатель D7F предназначен для грузовых автомобилей с разрешённой полной массой от 12 до 18 тонн. Это самый мощный из шестицилиндровых двигателей. Динамическое ускорение. Легкое управление при движении с низкой скоростью. Впечатляющая мощность. Двигатель D7F обладает широким и плавным крутящим моментом и высокой приемистость на низких оборотах.
Таблица 1.3 – Эксплуатационные показатели двигателя D7F
Наименование показателя Значение Единица измерения
Количество цилиндров 6 -
Рабочий объем 7,2 дм3
Ход поршня 130 мм
Максимальная мощность двигателя,
при nN =2200мин-1 240/176 л.с/кВт
Диаметр цилиндра 108 мм
Степень сжатия 18
Экономичный диапазон оборотов коленчатого вала двигателя 1200-1700 об/мин
Тормозной эффект с дросселирование выхлопа 130 кВт
Мощность торможения моторного тормоза 188 кВт
Масляные фильтры 1 -
Объем масла, необходимый для замены, включая фильтр 27,5 л
Система охлаждения, общий объем 21,5 л

Максимальный крутящий момент двигателя составляет от 940 до 1070 Нм, благодаря чему существенно снижается необходимость переключения передач. Мощность: 240л.с. в сочетании с выдающий маневренностью Volvo FL молниеносным откликом на нажатие акселератора гарантируют максимально быстрое и экономичное передвижение.
Внешнюю скоростную характеристику двигателя строим исходя из следующих соотношений
• текущие значения мощности двигателя определяем по формуле:
Ne = Nmax[C1(n/nv)+C2(n/nv)2 – C3(n/nv)3]
где n – текущее значение числа оборотов коленчатого вала двигателя, об/мин
nv – значение числа оборотов коленчатого вала двигателя при максимальной скорости движения, об/мин принимаем равным nN =2200мин-1)
C1; C2; C3 – статические коэффициенты; С1 = С2 = С3 = 1 – для карбюраторного двигателя; С1 = 0,53; С2 = 1,56; С3 = 1,09 – для дизелей.
Ne1 =176[0,53(200/2200)+1,56(200/2200)2 – 1,09(200/2200)3] = 10,61кВт
Ne2 =176[0,53(400/2200)+1,56(400/2200)2 – 1,09(400/2200)3] =24,88кВт
Ne3 =176[0,53(600/2200)+1,56(600/2200)2 – 1,09(600/2200)3] = 41,97кВт
Ne4 =176[0,53(800/2200)+1,56(800/2200)2 – 1,09(800/2200)3] =61кВт

Ne5 =176[0,53(1000/2200)+1,56(1000/2200)2 – 1,09(1000/2200)3] =81,11кВт
Ne6 =176[0,53(1200/2200)+1,56(1200/2200)2 – 1,09(1200/2200)3] =101,44кВт
Ne7 =176[0,53(1400/2200)+1,56(1400/2200)2 – 1,09(1400/2200)3] =121,11кВт
Ne8 =176[0,53(1600/2200)+1,56(1600/2200)2 – 1,09(1600/2200)3] =139,27кВт
Ne9 =176[0,53(1800/2200)+1,56(1800/2200)2 – 1,09(1800/2200)3] =155,04кВт
Ne10 =176[0,53(2000/2200)+1,56(2000/2200)2 – 1,09(2000/2200)3] =167,58кВт
Ne11 =176[0,53(2200/2200)+1,56(2200/2200)2 – 1,09(2200/2200)3] =176кВт
Полученные данные в результате расчетов сводим в таблицу 1.2.

Таблица 1.2 - Значение эффективной мощности и эффективного крутящего момента исходя из данных внешней скоростной характеристики двигателя D7F.
n, мин-1 Ne, кВт
200 10,6
400 24,88
600 41,97
800 61
1000 81,11
1200 101,44
1400 121,11
1600 139,27
1800 155,04
2000 167,58
2200 176

На основании данных таблицы 1.2, строим внешнюю скоростную характеристику двигателя D7F - рисунок 1.3


Рисунок 1.3. Внешняя скоростная характеристика двигателя D7F
Кузов. Продольное расположение двигателя, переднемоторная безкапотная компоновка (очень помогает при маневренности). Алюминиевая платформа с откидными бортами.
Шасси. Собранный комплект агрегатов трансмиссии, агрегатов ходовой части и механизмов управления.
Трансмиссия. Механизмы, которые передают мощность от двигателя к колесам, и заставляют их вращаться.
Сцепление. Механизм, работа которого основана на действии силы трения скольжения (фрикционная муфта); предназначена для передачи крутящего момента, плавного переключения передач, гашения крутильных колебаний, кратковременного отсоединения трансмиссии от маховика двигателя.
Коробка передач. Является важным конструктивным элементом трансмиссии автомобиля и предназначена для изменения крутящего момента, скорости и направления движения автомобиля, а также длительного разъединения двигателя трансмиссии.

Первая передача – 3,49
Вторая передача – 1,86
Третья передача – 1,41
Четвёртая передача – 1
Пятая передача – 0,75
Шестая передача – 0,65
Карданная передача. Передача предназначена для передачи крутящего момента между валами, расположенными под углом друг к другу. В автомобиле карданная передача применяется, как правило, в трансмиссии и рулевом управлении.
Главная передача. Главная передача автомобиля представляет собой механизм зубчатого или цепного типа трансмиссии автомобилей, а также тракторов и самоходных машин. Этот механизм предназначен для передачи крутящего момента непосредственно к ведущим колесам.
Передаточное число главной передачи – 6,17.
Дифференциал. Механизм в составе трансмиссий транспортных и технологических машин по передаче мощности посредством вращения с одновременным делением единого потока мощности на два дифференциального связанных или суммированием двух независимых потоков мощности в один.
Полуоси. Валы, передающие к ведущим колесам вращающий момент от полуосевых шестерен дифференциала. Полуоси оснащены поворотными кулаками, ход которых ограничен приваренными болтами. На шейке шарнира смонтирован ниппель подвода воздуха. На внешнем фланце полуоси выполнен кран, необходимый для подключения магистрали к шине. В состав полуоси входит шарнир равных угловых скоростей, допускающий угол поворота колеса 300 в обе стороны. Поворотный шкворень имеет угол наклона в продольном направлении 3010, поперечный наклон составляет 50.

Несущая часть. Несущая система автомобиля предназначена для размещения всех узлов, агрегатов и систем автомобиля и соединения их в единую конструкцию, по сути, и являющиеся автомобилем. В качестве несущей системы могут выступать рама или кузов автомобиля. В данном случае она содержит штампованную, клапанную раму с лонжеронами швеллерного сечения, которые соединены штампованными поперечинами. Сзади располагается крюк с резиновым амортизатором; впереди на раме - два жёстких буксирных крюка. Передняя подвеска - на продольных рессорах; передние концы рессор закреплены на раме при помощи ушков и пальцев, а задние концы рессор – «скользкие». Задняя подвеска – балансирная, на двух продольных рессорах. Амортизаторы (на передней подвеске) установлены гидравлические, телескопические, двухстороннего действия. Балки ведущих мостов стальные сваренные из двух штампованных половин с приварными фланцами и крышкой. Четыре карданных вала оснащены шарнирами на игольчатых подшипниках.
Колесо. Предназначено для преобразования вращательного движения в поступательное движение автомобиля. Колесо состоит из обода, двух съемных взаимозаменяемых бортовых колец и разрезного замочного кольца. Особенностью колеса является тороидальная форма поверхности посадочных полок обода и гарантированный натяг при посадке бортов шины на полки обода, что обеспечивает возможность снижения внутреннего давления воздуха в шине до 0,05МПа (0,5кгс/см2) и надежное закрепление без применения распорного кольца. На автомобиле Volvo FL устанавливаются шины размером 245/70R17,5. Момент инерции колеса - 10,21.
Механизмы управления. Автомобиль Volvo FL оснащается пневматическими тормозами с вентилируемыми дисками на передних и задних колёсах.

Его тормозная система с электронным управлением (EBS) обеспечивает более быстрое и безопасное торможение при меньшем износе тормозов. В состав системы входит антиблокировочная система и функция совместной работы тормозных систем, осуществляющая равномерное управление различными тормозами автомобиля и позволяющая снизить износ тормозов и шин. Расширенный пакет EBS также включает в себя функцию помощи при трогании на подъеме.
Рулевое управление. Предназначено для обеспечения движения автомобиля по заданному водителем направлению. Оно состоит из рулевого механизма и рулевого привода.
Управление тормозами. Предназначено для эффективного замедления автомобиля вплоть до остановки, для удержания постоянной скорости на длительном уклоне.


















2. Характеристика груза.

Перевозка грузов автомобильным транспортом регламентируется ГК РФ (глава 40 «Перевозка»), Уставом автомобильного транспорта, Правилами перевозок грузов автомобильным транспортом и Правилами дорожного движения.
Большинство тарно-штучных грузов целесообразно предъявлять к перевозке в укрупненном, пакетированном виде. Одними из средств пакетирования являются универсальные контейнеры и поддоны. В нашем случае перевозка осуществляется в ящиках, габаритные размеры которых 430 х 395 х 330 (длина, ширина и высота соответственно). Масса каждого 40 кг.

2.1. Универсальные контейнеры.

Универсальные контейнеры предназначены для перевозки грузов разнообразной номенклатуры без тары в первичной упаковке или облегчённой таре.
В зависимости от величины массы брутто и конструкции подъемных устройств, контейнеры должны изготавливаться трёх типов:
• крупнотоннажные - массой брутто от 10 тонн и выше:
• среднетоннажные - массой брутто от 3 до 10 тонн;
• малотоннажные - массой брутто менее 3 тонн.
Основными типами универсальных контейнеров для перевозки грузов автомобильным транспортом являются контейнеры массой брутто (т)/вес тары (т) 0,625/0,2; 1,25/0,193; 2,5(3)/0,585(0,5); 5/0,98; 10/1,2; 24/2,1; 30/3,6 и более.
Вес отдельных грузовых мест, предъявляемых к перевозке в контейнерах, не должен превышать:
• 80кг для малотоннажных контейнеров массой брутто 0,625 и 1,25 тонн;
• 125 кг для среднетоннажных контейнеров массой брутто 2,5(3) и 5т.;
• 300 кг для крупнотоннажных контейнеров массой брутто 10 и более тонн.


2.2. Перевозка грузов пакетами и на поддонах.

Для обеспечения сохранности груза в процессе транспортирования, когда на них действует разновеликие и разнонаправленные инерционные и динамические и статические нагрузки, необходимо правильно подготовить груз к перевозке и рациональной упаковке. В наше время наиболее эффективно внедрять пакетные перевозки тарно-штучных грузов на базе создания механизированных комплексов по формированию пакетов грузов.
Транспортный пакет - это укрупненная грузовая единица, сформированная и штучных грузов в таре или без неё с применением различных способов и средств пакетирования, сохраняющая форму в процессе перевозки и дающая возможность комплексной механизации погрузочно-разгрузочных и складских работ.
К средствам пакетирования, которые служат для сохранения формы пакетов их устойчивости при перегрузках и транспортировании, относятся поддоны различных конструкций.
Поддон - транспортная тара, которая имеет жесткую площадку и место, достаточное для создания укрупненной грузовой единицы, используемые в качестве основания для сбора, складирования, перегрузки и перевозки грузов.
Поддоны классифицируются:
• по конструкции – плоские, стоечные, ящичные;
• по числу настилов – однонастильные, двухнастильные;
• по числу заходов, т.е. по числу сторон, с которых можно захватить поддон - двухзаходные и четырехзаходные;
• по материалу, из которого изготовлены поддоны – деревянные, металлические, пластмассовые, композитные - из нескольких материалов.
Основные виды полетов:
1. Сертифицированный европаллет (EUR – паллет).
Его размер 800×1200×145мм. При этом обязательно, чтобы было наличие особого фирменного клейма EUR в овале, которое отжигают на несущих правых ножках этого паллета. Остальные ножки также содержат маркировку, которая указывает на производителя (это может быть PKP, DB, FS и т.п.), а также полезные цифровая информация (год выпуска, серия). Если говорить о конструкции, то верхняя часть европаллета сделана из пяти досок, которые чередуются по порядку: спереди широкая (145мм), потом узкая (100мм), опять широкая, узкая, снова широкая. Нижняя часть выполнена из трех досок, узкой, широкой, узкой со снятыми фасками, наличие которых обязательно на углах европаллета.
2. Сертифицированный финнпаллет (FIN - паллет или финский паллет).
Размер 100×1200×145 мм. При этом должно быть фирменное клеймо FIN в прямоугольнике, которое выжигают на его правых несущих ножках. На центральных же ножках есть специальная цифровая информация с кодом производителя и датой выпуска. В верхней части финпаллета находится семь досок, которые чередуются по порядку: сперва идёт широкая (120мм), затем две узких (100мм), одна широкая, две узких, снова широкая. В нижней части находятся три доски (узкая, широкая, узкая) со снятыми фасками, наличие которых обязательно на углах финпаллета.
3. Грузовой неодноразовый паллет.
Размер его 1000 х 1200 х 145 мм, с толщиной равной 20 – 22мм. Нет фирменного клейма, конструкция такая же как у конструкции финпаллета.
В России производство деревянных поддонов регламентируют два основных документа – ГОСТ 9078 – 84 и ГОСТ 9557 – 87. Поддоны не подлежат обязательной сертификации.

3. Размещение груза размер на транспортном средстве.

Одним из важнейших эксплуатационных свойств автомобиля является грузовместимость. Данный параметр зависит от способа укладки тарно-штучных грузов в кузове автомобиля (контейнере). В практике перевозок тарно-штучных грузов используются следующие способы укладки: плашмя (на большую опорную поверхность), на ребро (на узкую опорную поверхность), на торец. Поскольку большинство тарно-штучных грузов имеет форму параллелепипеда с тремя измерениями – длина, ширина и высота, то выбирается тот вариант способа укладки, при котором грузовместимость имеет наибольшую величину.
Результаты укладки оформляются таблицей 3.1, с помощью которой рассчитывается количество единиц вмещаемого в кузов (контейнер) груза.

Таблица 3.1 - Результаты укладки
Размер кузова
(контейнера), мм Размер груза, мм Плашмя На ребро На торец
Варианты укладки
1 2 3 4 5 6
5250 430 12 13 12 15 13 15
2480 395 6 5 7 5 7 6
600 330 2 2 2 2 1 1
Итого 144 130 168 150 91 90

На основании таблицы 3.1 строится зависимость коэффициента использования грузоподъемности от варианты укладки груза по формуле:
γк = , (3.1)
где mi – количество единиц груза, уложенных по данному варианту укладки;
mбр – масса брутто контейнера, т;