398,83*6,17*1*8,05*0,82

Р¹_к1 = ------------------------------- = 29006,4 кН

0,56

398,83*3,4*1*8,05*0,82

Р²_к1 = ------------------------------- = 15984,109 кН

0,56

398,83*1,79*1*8,05*0,82

Р³_к1 = ------------------------------- = 8415,1634 кН

0,56

398,83*1*1*8,05*0,82

Р⁴_к1 = ------------------------------- = 4701,2086 кН

0,56

398,83*0,78*1*8,05*0,82

Р⁵_к1 = ------------------------------- = 3666,9427 кН

0,56

418,5*6,17*1*8,05*0,82

Р¹_к2 = ------------------------------- = 30437,034 кН

0,56

418,5*3,4*1*8,05*0,82

Р²_к2 = ------------------------------- = 16772,433 кН

0,56

418,5*1,79*1*8,05*0,82

Р³_к2 = ------------------------------- = 8830,193 кН

0,56

418,5*1*1*1*8,05*0,82

Р⁴_к2= ------------------------------- = 4933,0687 кН

0,56

418,5*1*0,78*8,05*0,82

Р⁵_к2 = ------------------------------- = 3847,7936 кН

0,56

414,6*6,17*1*8,05*0,82

Р¹_к3 = ------------------------------- = 30109,754 кН

0,56

414,6*3,4*1*8,05*0,82

Р²_к3 = ------------------------------- = 16616,131 кН

0,56

414,6*1,79*1*8,05*0,82

Р³_к3 = ------------------------------- = 8747,9045 кН

0,56

414,6*1*1*8,05*0,82

Р⁴_к4 = ------------------------------- = 4887,0975 кН

0,56

414,6*1*0,78*8,05*0,82

Р⁵_к3= ------------------------------- = 3811,936 кН

0,56

387,036,17*1*8,05*0,82

Р¹_к4 = ----------------------------------- = 28148,256 кН

0,56

387,03*3,4*1*8,05*0,82

Р²_к4 = ------------------------------- = 15511,194 кН

0,56

387,03*1,79*1*8,05*0,82

Р³_к4 = ------------------------------- = 8166,1878 кН

0,56

387,03*1,79*1*8,05*0,82

Р⁴_к4 = ---------------------------------- = 4562,1161 кН

0,56

387,03*0,78*1*8,05*0,82

Р⁵_к4 = -------------------------------- = 3558,4505 кН

0,56

335,86*6,17*1*8,05*0,82

Р¹_к5 = ------------------------------- = 24426,719 кН

0,56

335,86*3,4*1*8,05*0,82

Р²_к5 = ------------------------------- = 13460,429 кН

0,56

335,86*1,79*1*8,05*0,82

Р³_к5 = -------------------------------- = 7086,52 кН

0,56

335,86*1*1*8,05*0,82

Р⁴_к5 = ------------------------------- = 3958,9497 кН

0,56

335,86*1*0,78*8,05*0,82

Р⁵_к5 = -------------------------------- = 3390,7787 кН

0,56

і_к, і_р, і_о - відповідно передаточні відношення коробки передач, розподільної коробки, головної передачі;

_д - динамійний радіус колеса, м;

n - коефіціент корисної дії трансмісії.

При розрахунках сили опору повітря Р_w від швидкості руху автомобіля необхідно попередньо перейти від частоти обертання колінчатого валу до швидкості руху автомобіля V, км/год :

n *_д

V = 0,377 --------- , км/год. (2.4)

і_к*і_о*і_р

800*0,56

V¹₁= 0,377* -------------- = 3,4 км/год

6,17*1*8,05

800*0,56

V²₁= 0,377* -------------- = 6,17 км/год

3,4*1*8,05

800*0,56

V³₁= 0,377* -------------- = 11,72 км/год

1,79*1*8,05

800*0,56

V⁴₁= 0,377* -------------- = 20,98 км/год

1* 1*1*8,05

800*0,56

V⁵₁= 0,377* -------------- = 26,897 км/год

0,78*1*8,05

1400*0,56

V¹₂ = 0,377* -------------- = 5,95 км/год

6,17*1*8,05

1400*0,56

V²₂ = 0,377* -------------- = 10,79 км/год

3,4*1*8,05

1400*0,56

V³₂ = 0,377* -------------- = 20,51 км/год

1,79*1*8,05

800*0,56

V⁴₂= 0,377* -------------- = 36,716 км/год

1*1*8,05

800*0,56

V⁵₂ = 0,377* -------------- = 47,07 км/год

0,78*1*8,05

2000*0,56

V¹₃ = 0,377* -------------- = 8,5 км/год

6,17*1*8,05

2000*0,56

V²₃ = 0,377* -------------- = 15,426 км/год

3,4*1*8,05

2000*0,56

V³₃ = 0,377* -------------- = 29,3 км/год

1,79*1*8,05

2000*0,56

V⁴₃ = 0,377* -------------- = 52,45 км/год

1*1*8,05

2000*0,56

V⁵₃ = 0,377* --------------- = 67,244 км/год

1* 0,78*8,05

2600*0,56

V¹₄ = 0,377* -------------- = 11,052 км/год

6,17*1*8,05

2600*0,56

V²₄ = 0,377* -------------- = 20,06 км/год

3,4*1*8,05

2600*0,56

V³₄ = 0,377* -------------- = 38,095 км/год

1,79*1*8,05

2600*0,56

V⁴₄ = 0,377* -------------- = 68,19 км/год

1*1*8,05

2600*0,56

V⁴₅= 0,377* --------------- = 87,423 км/год

0,78*1*8,05

3200*0,56

V¹₅= 0,377* ---------------- = 13,6 км/год

6,17*1*8,05

3200*0,56

V²₅= 0,377* -------------- = 24,68 км/год

3,4*1*8,05

3200*0,56

V³₅= 0,377* ---------------- = 46,88 км/год

1,79*1*8,05

3200*0,56

V⁴₅= 0,377 -------------- = 83,92 км/год

1*1*8,05

3200*0,56

V⁵₅= 0,377* -------------- = 107,59 км/год

0,78*1*8,05

Для приблизних розрахунків лобова площа розраховується по формулі :

F = В*Н₂, м²

F = 3*2,5 = 7,5 м²

Пожежні автомобілі, що рухаються, частину потужності двигуна витрачають на подолання опору повітря. Сила опору повітря визначається по формулі :

К_в*F*V²

Р_w = ---------- , Н

13

0,5*7,5*3,4²

Р¹_w1 = ------------------ = 3,35 Н

13

0,5*7,5*6,17²

Р²_w1 = -------------------- = 11,04 Н

13

0,5*7,5*11,72²

Р³_w1 = -------------------- = 39,8 Н

13

0,5*7,5*20,98²

Р⁴_w1 = -------------------- = 127,65 Н

13

0,5*7,5*26,897²

Р⁵_w1 = ---------------------- = 209,8 Н

13

0,5*7,5*5,95²

Р¹_w2 = ------------------- = 10,27 Н

13

0,5*7,5*10,79²

Р²_w2 = ------------------- = 33,76 Н

13

0,5*7,5*20,51²

Р³_w2 = ---------------------- = 121,99 Н

13

0,5*7,5*36,176²

Р⁴_w2 = ---------------------- = 390,94 Н

13

0,5*7,5*47,07²

Р⁵_w2 = -------------------- = 642,52 Н

13

0,5*7,5*8,5²

Р¹_w3 = -------------------- = 20,95 Н

13

0,5*7,5*15,426²

Р²_w3 = -------------------- = 69,009 Н

13

0,5*7,5*29,3²

Р³_w3 = -------------------- = 248,96 Н

13

0,5*7,5*52,45²

Р⁴_w3 = -------------------- = 797,79 Н

13

0,5*7,5*67,244²

Р⁵_w3 = ------------------- = 1311,31 Н

13

0,5*7,5*11,052²

Р¹_w4 = ------------------- = 35,42 Н

13

0,5*7,5*20,06²

Р²_w4 = ------------------- = 116,7 Н

13

0,5*7,5*38,095²

Р³_w4 = ------------------- = 420,86 Н

13

0,5*7,5*68,19²

Р⁴_w4 = ------------------- = 1348,46 Н

13

0,5*7,5*87,423²

Р⁵_w4 = -------------- = 2216,41 Н

13

0,5*7,5*13,6²

Р¹_w5 = -------------- = 53,64 Н

13

0,5*7,5*24,8²

Р²_w5 = -------------- = 176,64 Н

13

0,5*7,5*46,88²

Р³_w5 = -------------- = 637,34 Н

13

0,5*7,5*83,92²

Р⁴_w5 = -------------- = 2042,34 Н

13

0,5*7,5*107,59²

Р⁵_w5 = -------------- = 3356,93 Н

13

Динамічний фактор D визначається по формулі :

P_k - P_w

D = ---------- (2.5)

C_a - g

290064 - 3,35

D¹₁ = ------------------- = 19,8

14925*9,81

15984,109 - 11,04

D²₁ = --------------------- = 10,9

146414,25

8415,1634 - 39,8

D³₁ = ---------------------- = 5,7

146414,25

4701,2086 - 127,65

D⁴₁ = ------------------------- = 3,1

146414,25

3666,9427 - 209,8

D⁵₁ = ------------------------ = 2,4

146414,25

30437,034 - 10,27

D¹₂ = ------------------------- = 20,8

146414,25

16772,433 - 33,76

D²₂ = ------------------------- = 11,

146414,25

8830,193 - 121,99

D³₂ = ------------------------ = 5,9

146414,25

4933,0687 - 390,94

D⁴₂ = -------------------------- = 3,1

146414,25

3847,7936 - 642,52

D⁵₂ = --------------------------- = 2,2

146414,25

30109,754 - 20,95

D¹₃ = ------------------------- = 20,55

146414,25

16616,131 - 69,009

D²₃ = ------------------------- = 11,3

146414,25

8747,9045 - 248,96

D³₃ = -------------------------- = 5,8

146414,25

4887,0975 - 797,79

D⁴₃ = -------------------------- = 2,8

146414,25

3811,936 - 1311,31

D⁵₃ = -------------------------- = 1,7

146414,25

28148,56 - 35,42

D¹₄ = ----------------------- = 19,2

146414,25

15511,194 - 116,7

D²₄ = ------------------------- = 10,5

146414,25

8166,1878 - 420,86

D³₄ = -------------------------- = 5,3

146414,25

4562,1161 - 1348,46

D⁴₄ = -------------------------- = 2,2

146414,25

3558,4505 - 2216,41

D⁵₄ = -------------------------- = 0,9

146414,25

24426,719 - 53,64

D¹₅ = ----------------------- = 16,6

146414,25

13460,429 - 176,64

D²₅ = ------------------------- = 9,07

146414,25

7086,52 -637,34

D³₅ = --------------------- = 4,4

146414,25

3958,9497- 2042,34

D⁴₅ = ------------------------- = 1,3

146414,25

3390,7787 - 3356,93

D⁵₅ = --------------------------- = 0,02

146414,25

Результати розрахунків швидкостей, сил і дінамічного фактору.

Параметри		Значення параметрів
n,	об/хв	800	1400	2000	2600	3200
	МD, Нм	398,83	418,5	414,6	387,03	335,86
ік1	V, км/год	3,4	5,95	8,5	11,052	13,6
ік1	Рк	29006,4	30437,034	30109,754	28148,256	24426,719
ік1	Рw	3,35	10,27	20,95	35,42	53,64
ік1	Рк-Рw	29003,05	30426,764	30088,804	28112,836	24373,079
ік1	D	19,8	20,8	20,55	19,2	16,6
ік2	V, км/год	6,17	10,79	15,426	20,06	24,68
ік2	Рк	15984,109	16772,433	16616,131	15511,194	13460,429
ік2	Рw	11,04	33,76	69,009	116,7	176,64
ік2	Рк -Рw	15973,069	16738,673	16547,122	15394,494	13283,789
ік2	D	10,9	11,4	11,3	10,5	9,07
ік3	V, км/год	11,72	20,51	29,3	38,095	46,88
ік3	Рк	8415,1634	8830,193	8747,9045	8166,1878	7086,52
ік3	Рw	39,8	121,99	248,96	420,86	637,34
ік3	Рк -Рw	8375,3634	8708,203	8498,9445	7745,3278	6449,18
ік3	D	5,7	5,9	5,8	5,3	4,4
ік4	V, км/год	20,98	36,716	52,45	68,19	83,92
ік4	Рк	4701,2086	4933,0687	4887,0975	4562,1161	3958,9497
ік4	Рw	127,65	390,84	797,79	1348,46	2042,34
ік4	Рк-Рw	4573,5586	4542,1287	4089,3075	3213,516	1916,6097
	D	3,1	3,05	2,8	2,2	1,3
ік5	V, км/год	26,897	47,07	67,244	87,423	107,59
ік5	Рк	3666,9427	3847,7936	3811,936	3558,4505	3390,7787
ік5	Рw	209,8	642,52	1311,31	2216,41	3356,93
ік5	Рк-Рw	3457,1427	3205,2736	2500,626	1342,0405	33,8487
ік5	D	2,4	2,2	1,7	0,9	0,02

Сила сумарних дорожніх опорів визначається по формулі :

Р_= С_а*g*y, Н (2.6)

Р_= 14925*0,0981*0,9737= 1425,6355 Н.

- сумарний коефіцієнт дорожніх опорів при максимальній швидкості руху; який визначається по формулі :

=f*соsa + sina (2.7)

f- коефіцієнт опору качінню;

a- кут повздовжнього нахилу дороги;

a =аrctд (і)

a=аrctд (4)=75,9638

= 0,015*0,2425+0,9701=0,9737

Р_ = 14925*0,0981*0,9737=1425,6355 Н.

По даним таблиці 4 будую графік силового балансу пожежного автомобіля.

3. Визначення середньої максимальної можливої швидкості руху ПА на заданому маршруті.

Середню максимально можливу швидкість руху автомобіля на заданому маршруті визначають графічним методом розрахунку часу руху ПА на кожній ділянці. Для цього будують графік, що складається з 4 квадрантів (мал.4).

В першому квадранті будують дінамічну характеристику автомобіля, в другому-діаграму, що складається з прямокутників основою яких є довжина окремих ділянок маршруту S₁,S₂,S₃ і висота коефіцієнт сумарного дорожньго опору руху для відповідних ділянок y₁,y₂,y₃. Масштаби D і y повинні бути однаковими.

 =f + і (3.1)

₁ = 0,015+3=3,015

₂ = 0,015+6=6,015

₃ = 0,015+1=2,015

Далі простими побудовами в третьому квадраті знаходять можливі максимальні швидкості руху V_{max 1},V_{max 2},V_{max 3}, на відповідних дільницях S₁, S₂, S₃. Потім по S_і і V_і розраховують час руху на кожній дільниці :

S_і

t₁ = ----- (3.2)

V_і

8

t₁ = ----- = 0,21r.

38

5

t₂ = ----- = 0,25r.

20

3

t₃ = ----- = 0,036r.

84

Середня максимальна швидкість руху ПА на заданому маршруті визначають по формулі:

*S_i

V_ср.max = ------- (3.3)

*t_i

8+5+3 16

V_ср.max = ---------------------- = -------- = 32,26 км/ч.

0,21+0,25+0,036 0,496

4. Визначення напору і подачі при роботі насосно-рукавної сисеми.

Для визначення подачі і напору необхідно побудувати характеристику насосу Н=f(Q) і характеристику рукавної системи h_r =f(Q). Значення Н і h_p необхідно розрахувати для п`яти точок в інтервалі зміни подачі (Q) від 0 50 л/сек.

При проведенні розрахунків насосно-рукавних систем доцільно використовувати аналітичні вирази характеристик. Якщо залежність Q-Н вважати параболою, то головну робочу характеристику відцентрового насосу (ПН-40 УВ), (НВП-40/100) можна виразити рівнянням:

Н_і = 110,6-0,0098 Q²_і, м (4.1)

Н₁ =110,6-0,0098*100 =109,62 м.

Н₂ =110,6-0,0098*20² =106,68 м.

Н₃ =110,6-0,0098*30² =101,78 м.

Н₄ =110,6-0,0098*40² =94,92 м.

Н₅ =110,6-0,0098*100 =86,1 м.

Втрати напору в рукавній системі визначаються як :

hp₁= S_сист Q²+Z, м (4.2)

hp₁= 0,07*100 +12 = 19 м.

hp₂= 0,07*400 +12 = 40 м.

hp₃= 0,07*900 +12 = 75 м.

hp₄= 0,07*1600 +12 = 124 м.

hp₂= 0,07*2500 +12 = 187 м.

Отримані результати розрахунків зображають графічно в першому квадранті (мал .5).

5. Визначення напору і подачі насосно-рукавноій системі, при роботі насосу з частотою обертання на 10 % більше номінальної, необхідно побудувати характеристику Н₂ = f(Q₂).

В цьому випадку використовується залежність з теорії подібності відцентрових насосів.

Зміна частоти обертання валу відцентрового насосу приводить до зміни його параметрів.

Q_i n₁ Н_і n₁

----- = ---- та ----- = ( ---- )².

Q_iz n₂ Н_2і n₂

n₁ =2700 n₂ =2970