авторефераты диссертаций БЕСПЛАТНАЯ БИБЛИОТЕКА РОССИИ

КОНФЕРЕНЦИИ, КНИГИ, ПОСОБИЯ, НАУЧНЫЕ ИЗДАНИЯ

<< ГЛАВНАЯ
АГРОИНЖЕНЕРИЯ
АСТРОНОМИЯ
БЕЗОПАСНОСТЬ
БИОЛОГИЯ
ЗЕМЛЯ
ИНФОРМАТИКА
ИСКУССТВОВЕДЕНИЕ
ИСТОРИЯ
КУЛЬТУРОЛОГИЯ
МАШИНОСТРОЕНИЕ
МЕДИЦИНА
МЕТАЛЛУРГИЯ
МЕХАНИКА
ПЕДАГОГИКА
ПОЛИТИКА
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ
ПРОДОВОЛЬСТВИЕ
ПСИХОЛОГИЯ
РАДИОТЕХНИКА
СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
СОЦИОЛОГИЯ
СТРОИТЕЛЬСТВО
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ТРАНСПОРТ
ФАРМАЦЕВТИКА
ФИЗИКА
ФИЗИОЛОГИЯ
ФИЛОЛОГИЯ
ФИЛОСОФИЯ
ХИМИЯ
ЭКОНОМИКА
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
ЭНЕРГЕТИКА
ЮРИСПРУДЕНЦИЯ
ЯЗЫКОЗНАНИЕ
РАЗНОЕ
КОНТАКТЫ


Pages:     | 1 | 2 || 4 | 5 |   ...   | 9 |

«Министерство образования и науки РФ Министерство промышленности и торговли РФ Министерство транспорта РФ Федеральное агентство по техническому регулированию ...»

-- [ Страница 3 ] --

Общепризнанным является также и то, что адаптация таких машин к условиям движения подразумевает выполнение, по возможности, пожеланий водителя, связанных с обеспечением заданного скоростного режима и траектории движения, при минимальном потреблении двигателем для этой цели топлива и щадящем воздействии на опорную поверхность при движении по бездорожью.

Изучением теоретических проблем, связанных с созданием самоходных многоприводных многоосных колесных машин, занимались многие ученые как у нас в России, так и за рубежом. В основном эти исследования проводились применительно к машинам с механическими трансмиссиями.

Благодаря полученным результатам, в парке современных транспортных средств образовался довольно развитый сегмент автомобилей повышенной проходимости, в том числе и полноприводных. Кроме этого достаточное распространение получили полноприводные колесные тракторы, сельскохозяйственные и специальные машины. Практически для всех них характерно наличие механических трансмиссий со ступенчатым изменением передаточных чисел в коробках перемены передач, а также использование в этих трансмиссиях либо обгонных муфт, либо дифференциалов (межколесных и межосевых), исключающих возникновение в трансмиссиях циркуляции мощности. Высокий кпд, стабильность характеристик в широком диапазоне эксплуатационных условий и достаточно высокая надежность при относительно невысокой стоимости обусловили широкое распространение таких трансмиссий в основном на машинах с двумя или тремя ведущими осями. Причем на машинах с тремя ведущими осями две из них, в большинстве случаев, предельно сближены друг с другом. Обусловлено это также и тем, что таким образом с целью повышения проходимости машины разработчики стремятся уменьшить разнообразие условий качения ее ведущих колес, так как главным недостатком дифференциального привода является потеря проходимости всей машины при нарушении сцепления с дорогой одного из ее ведущих колес. В существующих конструкциях механических трансмиссий многоприводных колесных машин для исключения подобных проблем предусматривается возможность принудительной блокировки дифференциалов водителем или используются дифференциалы с повышенным внутренним трением. И тот и другой вариант существенно усложняет конструкцию трансмиссии и снижает надежность всей машины.

Очевидно, что использование таких дифференциальных механических трансмиссий на многоприводных колесных машинах с числом ведущих осей больше двух встречает существенные трудности. В некоторых случаях, например, при активизации прицепных звеньев автопоездов или для некоторых сельскохозяйственных и специальных машин, эти трудности можно рассматривать как непреодолимые. Следует также отметить, что в случае, когда разработчиками предпринимается попытка конструктивного решения этих трудностей, результатом этого, как правило, является существенное снижение энергоэффективности разрабатываемой машины.





Перечисленные обстоятельства в начале 60-х годов прошлого века обусловили появление в отечественной и зарубежной практике очевидной тенденции использовать для привода ведущих колес самоходных и транспортных машин бесступенчатые регулируемые трансмиссии, в качестве которых предлагалось использовать гидрообъемные и электрические приводы. Наиболее привлекательными представлялись гидрообъемные трансмиссии (ГОТ), имеющие следующие очевидные преимущества по сравнению с другими типами приводов:

высокая энергоемкость (передаваемая мощность, отнесенная к весу привода);

практически полная свобода компоновки узлов и агрегатов;

простота и надежность защиты элементов трансмиссии и приводного двигателя машины от перегузки;

простота осуществления бесступенчатого регулирования передаточного отношения, обеспечивающая требуемое кинематическое соответствие частот вращения ведущих колес самоходной машины при ее движении в разных условиях, в том числе и на машинах, оснащенных системами регулирования давления в шинах, или работающих с комплектом сменных разноразмерных шин;

относительная простота реализации системы автоматического управления режимами работы трансмиссии;

достаточная простота осуществления реверса, в том числе и обеспечение режима противовращения ведущих колес одной оси;

возможность использования привода в режиме торможения машины, в том числе и с целью накопления энергии для последующего разгона;

достаточная простота получения технологических ("ползучих") скоростей движения самоходной машины.

Были предприняты попытки создания самоходных машин, оснащенных как полнопоточными ГОТ (все ведущие колеса приводятся при помощи ГОТ), так и комбинированными трансмиссиями (ведущие колеса основного ведущего моста – привод от механической трансмиссии традиционной конструкции, дополнительные ведущие колеса – привод от ГОТ). При этом более широкое распространение самоходных машин с комбинированными трансмиссиями обусловлено изначальным предположением разработчиков об их меньшей стоимости и более высокой надежности по сравнению с полнопоточными ГОТ.

Например, в 60-х годах ХХ века в США (фирма "Deere & Co") впервые приступили к серийному производству самоходных машин с ГОТ дополнительных ведущих колес. Приблизительно в то же время в СССР был разработан автопоезд ЗИЛ-137 с ГОТ ведущих колес полуприцепа (рис.1). В 70-е годы к выпуску машин с этим типом привода активно приступили многие зарубежные фирмы, в том числе: канадская фирма "Levy", западногерманская фирма "Robert Bosch GmbH", а также финская фирма "Sisu", разработавшая ГОТ, которую ряд фирм Голландии, Италии и Финляндии используют при активизации прицепных звеньев лесовозов, трубовозов, контейнеровозов и тому подобных машин. С 2005 года фирма MAN начала серийный выпуск седельных тягачей, самосвалов и грузовики различного назначения с полной массой более 18 т, оснащенных системой HydroDrive (рис. 2) [5, 6, 8], обеспечивающей привод управляемых колес переднего моста.

Рис. 1. Автопоезд ЗИЛ-137 с ГОТ активного полуприцепа ЗИЛ-137Б: 1 – масляный бак;

2 – коробка отбора мощности;

3 – аксиально-поршневой, нерегулируемый насос;

4 – шланги;

5 – аксиально-поршневой, нерегулируемый гидромотор;

6 – редуктор гидромотора;

7 – карданный вал;

8 – ведущие мосты полуприцепа;

9 – карданная передача;

10 – раздаточная коробка Гидромотор Насос Рис. 2. Седельный тягач фирмы MAN, оснащенных системой HydroDrive Появившийся опыт отразился в соответствующих публикациях, где приводились достижения машин, оснащенных ГОТ.

Так эксплуатация лесовоза фирмы "Sisu" показала, что лесовоз, оснащенный ГОТ, развивает тягу на 25% больше, чем без нее, позволяет преодолевать подъем в 1,5 раза большей крутизны и, не смотря на большую стоимость и более высокую трудоемкость технического обслуживания, окупается в два раза быстрее. Причина этого в том, что он по погодным условиям может работать большее количество дней в году. Кроме этого фирма отмечает, что использование ГОТ позволяет при необходимости уменьшить радиус поворота машины (Материалы международного симпозиума по машинам для лесного хозяйства, Москва, 1974 г.).

Интересны также данные отчета об испытании автопоезда ЗИЛ- (рис. 1) с ГОТ прицепного звена: на влажных грунтовых дорогах, на мокром песчаном грунте, в условиях снежного покрова увеличение тяги автопоезда за счет использования ГОТ достигало 200%;

автопоезд с ГОТ мог преодолевать подъем в 1,5 раза большей крутизны;

с включенной ГОТ полуприцепа автопоезд преодолевал заболоченные участки с твердым основанием на глубине 0,3 - 0,4 м, свободно передвигался на подъемах и поворотах в условиях песчаной целины;

включение ГОТ позволяло ускорить процесс "складывания" автопоезда (отчет по испытаниям автопоезда ЗИЛ-137 1010 с гидроприводом на активные оси полуприцепа, № 62-83 от 25.12.62, г. Москва, архив № 2182).

Аналогичные результаты были получены при испытании опытных образцов специального чаеуборочного самоходного шасси Т16ММЧ и универсально-пропашного трактора МТЗ-82, оснащенных ГОТ передних управляемых колес. Эти испытания проводились в соответствии с планами НИР и ОКР МТиСХМ СССР (в выполнении этих работ принимали участие сотрудники кафедры "Гидравлика и гидропневмопривод" МАМИ).

Испытания самоходного чаеуборочного шасси Т16ММЧ с ГОТ показали, что, не смотря на то, что в ГОТ использовались шестеренные гидромашины с низкими энергетическими характеристиками, было получено 38% увеличение тяги при движении на 1-ой передаче, 47% увеличение максимальной тяговой мощности и 40% увеличение кпд (протокол № 21-79 заводских испытаний самоходного шасси Т16ММЧ с передним ведущим мостом, Тбилиси, 1979г., тема № 159/198-76).

Испытания трактора МТЗ-82, у которого серийный механический привод передних колес с обгонной муфтой был заменен на ГОТ, показали, что использование ГОТ, кроме увеличения тяги, гарантировало снижение износа протектора шин на 10%. Этот эффект получен за счет того, что, благодаря имеющейся возможности бесступенчатого регулирования передаточного отношения ГОТ, при движении трактора на транспортных скоростях по дороге с твердым покрытием был обеспечен нейтральный режим качения управляемых колес [2]. Этот результат испытаний позволяет сделать вывод о том, что положительный эффект от использования ГОТ в качестве привода дополнительных ведущих колес можно получить и при движении в относительно легких условиях.

И все же, не смотря на положительные результаты, полученные от использования ГОТ, широкое внедрение их на самоходных и транспортных машинах в качестве привода дополнительных ведущих колес не произошло.

Причина этого в недостатках, присущих этому типу привода по сравнению с традиционными механическими трансмиссиями. Основными из них являются:

недостаточно высокий кпд (особенно на частичных режимах, когда режим работы гидромашин, использующихся в ГОТ, в значительной степени отличается от номинального);

зависимость характеристик ГОТ от внешних условий и режима работы;

постепенное ухудшение характеристик ГОТ при выработке ею технического ресурса;

значительная стоимость, меньший срок службы и более высокая трудоемкость технического обслуживания.

Очевидно, что перечисленные недостатки существенно сужают область целесообразного использования ГОТ в качестве привода дополнительных ведущих колес. Эта область практически ограничивается теми машинами, для которых использование механического привода для этой цели сопряжено со значительными конструктивными сложностями. Анализ показал, что к таким машинам, работающим в тяжелых дорожных условиях, в первую очередь относятся большегрузные автопоезда (например, лесовозы, трубовозы и так далее), где актуальным является активизация колес прицепных звеньев, а также различного рода сельскохозяйственные и специальные, в том числе многоопорные, самоходные и транспортные машины.

К перечисленным выше недостаткам также можно отнести факт, установленный при проведении полевых испытаний трактора фирмы "Deere & Co" и опытного образца самоходного шасси Т16ММЧ, оснащенных ГОТ передних ведущих колес (испытания проводились НПО НАТИ [3]). Дело в том, что системы автоматического управления режимами работы ГОТ на этих машинах были построены по схеме, обеспечивающих работу ГОТ в режиме постоянства передаваемой мощности. Благодаря этому, на грунтах высокой и средней несущей способности отмечалось увеличение кпд самоходных машин, а при движении по грунту с малым коэффициентом сцепления происходило увеличение частоты вращения передних колес машины при малом реализуемом моменте на них. При этом имело место интенсивное фрезерование почвы под этими колесами, увеличение глубины колеи и, как следствие, ухудшение проходимости машины. Данное обстоятельство указывает на то, что использование при построении систем автоматического управления ГОТ простых известных решений, не учитывающих условия взаимодействия ведущих колес с опорной поверхностью, как правило, не позволяют получить желаемого результата.

Справедливым следует признать, что для этой цели предварительно необходимо всестороннее изучение объекта автоматизации, используя, в том числе, и современные методы математического моделирования для проверки различных условий эксплуатации проектируемых машин.

Опубликованные данные позволяют заключить, что практически во всех случаях применения ГОТ в качестве привода дополнительных ведущих колес самоходных машин они имеют много общего.

Во-первых, все эти ГОТ работают в достаточно узком диапазоне скоростей движения машины. Это объясняется, прежде всего, особыми требованиями к эксплуатации гидромашин [9]. Так скоростной диапазон ГОТ лесовоза фирмы "Sisu" составляет 10% от общего диапазона скоростей движения лесовоза, на автопоезде ЗИЛ-137 (рис. 1) ГОТ ведущих колес полуприцепа работает только при движении со скоростью не более 7 км/час, на автомобилях фирмы MAN (рис. 2) ГОТ HydroDrive может использоваться до скорости 30 км/час.

Во-вторых, практически все ГОТ дополнительных ведущих колес включаются и выключаются водителем, иногда одновременно с включением соответствующей передачи в коробке перемены передач. При этом предусматривается механическое или гидравлическое блокирование, исключающее использование ГОТ на высоких рабочих и, тем более, транспортных скоростях машины.

В-третьих, наиболее распространенной является ГОТ, в которой используются так называемые гидромотор-колеса. В качестве них используются либо низкооборотные высокомоментные радиально поршневые гидромоторы (“Sisu”, “Poclain”), встроенные в ступицу ведущего колеса машины, либо высокооборотные аксиально-поршневые гидромоторы (“Bosh Rexroth”, ГСТ-90), установленные на раме машины и связанные с колесом через карданную передачу и механический согласующий редуктор.

В-четвертых, в большинстве ГОТ гидромотор-колеса, обеспечивающие привод колес одной оси машины, включаются параллельно, обеспечивая для этих колес дифференциальную межколесную связь. При необходимости блокирования межколесной связи гидромотор-колеса включаются последовательно. Для этой цели в известных ГОТ используются специальные гидрораспределители.

Если обобщить приведенные выше соображения, то появление в современном парке самоходных машин серийных транспортных и тяговых колесных машин повышенной проходимости с ГОТ дополнительных ведущих колес можно ожидать только тогда, когда они будут обладать большей эффективностью по сравнению с аналогичными машинами с традиционными механическими трансмиссиями, а также при условии, что их срок службы позволит окупить дополнительные затраты, связанные с оснащением их ГОТ. Получить такие результаты реально только в том случае, если ГОТ будут оснащаться системами автоматического адаптивного управления, которые в процессе движения машины из всего многообразия возможных вариантов будут выбирать режим работы ГОТ, обеспечивающий максимальную эффективность системы «автомобиль двигатель-трансмиссия-движитель-опорная поверхность».

Проведенный анализ опубликованных данных об особенностях, выявленных разработчиками самоходных машин с комбинированными трансмиссиями, позволяет перечислить основные проблемы, которые необходимо решать при разработке систем автоматического управления (САУ) ГОТ дополнительных ведущих колес:

при прямолинейном движении машины в изменяющихся условиях из-за различия жесткостей механических характеристик ГОТ дополнительных ведущих колес и механического привода основных ведущих колес САУ ГОТ для обеспечения высокой эффективности машины должна постоянно следить за согласованностью в работе основных и дополнительных ведущих колес;

при движении по криволинейной траектории САУ ГОТ для обеспечения высокой эффективности и маневренности машины должна следить не только за межосевым кинематическим соответствием частот вращения основных и дополнительных ведущих колес, но и за кинематическим соответствием частот вращения для ведущих колес, привод которых обеспечивается ГОТ;

для обеспечения надежного трогания самоходной машины в тяжелых условиях САУ ГОТ должна компенсировать отставание в нарастании сил тяги дополнительных ведущих колес по сравнению с нарастанием сил тяги основных ведущих колес, обусловленное существенно большей податливостью ГОТ по сравнению с механической трансмиссией;

для увеличения межремонтного интервала самоходной машины с комбинированной трансмиссией САУ ГОТ должна позволять необходимую корректировку законов управления ГОТ, обусловленную изменением ее характеристик, связанных, прежде всего, с постепенным уменьшением объемных кпд гидромашин из-за их износа в процессе эксплуатации;

ГОТ дополнительных ведущих колес должна оснащаться системой диагностики состояния входящих в нее гидромашин для получения данных, необходимых для проведения отмеченной выше корректировки законов управления ГОТ.

Схожие проблемы сдерживают и создание серийных самоходных транспортных и тяговых машин повышенной проходимости, оснащенных полнопоточными ГОТ.

За рубежом полнопоточные ГОТ применяются на малотоннажных многоколесных плавающих автомобилях высокой проходимости типа «Мул», аэродромных тягачах, тяжелых аэродромных топливозаправщиков Titan Avitailleur 88 (рис. 3), гусеничных транспортерах с бортовым поворотом, автомобилях высокой проходимости (АВП) с активными полуприцепами, опытных образцах многоместных городских автобусов с рекуперацией энергии торможения, небольших сериях французских большегрузных (до 50 т) полноприводных самосвалах «Секмафер». Кроме этого фирма «Секмафер» выпускает ГОТ для самосвала грузоподъёмностью 120 т (полная масса – 308 т) с двигателем мощностью 985 кВт (1320 л.с.).

Самосвал развивает скорость 50 км/ч и преодолевает подъём в 25% [1]. ГОТ являются основным видом трансмиссий для самоходных тяжеловозов грузоподъемностью 120…200 т с мощностью двигателя 132…265 кВт [10].

Применение ГОТ позволяет таким транспортным средствам перемещаться в любом направлении (вперед, назад, вбок «лагом», вбок по диагонали, разворот на месте вокруг центра платформы – «карусельное движение») с плавным изменением поступательной скорости от 0,1 до 12 км/ч.

Состыкованные между собой в блоки самоходные тяжеловозы позволяют обеспечить перевозку неделимых грузов массой до 1200 т и более.

В России в настоящее время таких машин серийно практически вообще не выпускается. Исключением является серийно выпускаемый с 1986 года зерноуборочный комбайн «Дон-1500» (рис. 4), с двигателем мощностью кВт, оснащенной гидрообъёмной трансмиссией ГСТ-90, включающей в себя регулируемый гидронасос с наклонной шайбой и нерегулируемый гидромотор. Гидросистема объемного привода ведущих колес переднего моста обеспечивает бесступенчатое регулирование скорости движения комбайна в двух диапазонах скоростей, что важно в сложных условиях уборки зерна и способствует повышению маневренности комбайна. Максимальная скорость рабочего диапазона движения комбайна 10 км/ч, максимальная транспортная скорость – 20 км/ч [3, 15].

Рис. 3. Тяжелый аэродромный топливозаправщик Titan Avitailleur 88 и ГОТ Рис. 4. Зерноуборочный комбайн «Дон-1500» с ГОТ Все другие самоходные машины, привод движителей которых обеспечивался полнопоточными ГОТ, построенными с использованием гидромашин различного типа, разработанные в нашей стране во второй половине XX века не получили серийного внедрения. Этому имеется много причин как объективного, так и субъективного характера.

Не смотря на то, что ГОТ ряда транспортных установок создавались под руководством таких ученых-гидравликов, как Т.М. Башта, К.И.

Городецкий, Л.Н. Игнатов, Ю.А. Данилов, Ю.Л. Кирилловский, А.В.

Кулагин, Б.Б. Некрасов, Д.Н. Попов, В.Н. Прокофьев и др. на достаточно высоком научно-техническом уровне, в них не полностью учитывались особенности полноприводной автомобильной техники.

При практической реализации недостаточное внимание уделялось специфическим вспомогательным системам ГОТ мобильных машин таким как: теплообменники с автоматическим регулированием охлаждения в зависимости от климатических условий и нагрузок;

системы компенсации рабочей жидкости при работе ГОТ во всех скоростных и силовых диапазонах;

работа в условиях повышенного содержания пыли, грязи, влаги;

движение на уклонах и кренах свыше 30;

предпусковая подготовка агрегатов к принятию нагрузки;

система быстрого бесступенчатого реверсирования и пр.

На высоком научном уровне были проведены динамические исследования объемных гидроприводов, построены их сложные математические модели с использованием новейших научных методов. Но в них не достаточно отражались условия работы ГОТ на реальных транспортных машинах, так как эти модели в упрощенном виде описывали процессы, протекающие в самих машинах.

Машины создавались, как правило, по схеме питания всех гидромоторов от общей насосной станции, т.е. с полным гидродифференциальным приводом всех колес. Какая-либо блокировка (межколесная, межосевая, межтележечная), способствующая повышению различных эксплуатационных характеристик машин, практически не предусматривалась.

Ввиду отсутствия специальных мобильных гидромашин и вспомогательных гидросистем, соответствующих поставленным задачам и способных эффективно работать в составе ГОТ, конструктора автомобильной техники, пытались самостоятельно создавать специальные высокофорсированные гидромашины в транспортном исполнении, в том числе по нетрадиционным конструктивно-силовым схемам (регулируемые радиально шаровые, аксиально-плунжерные многоходовые, по схеме Ванкеля и др.).

Отсутствие опыта конструирования гидромашин и гидрообъемных трансмиссий в целом, а также неподготовленность автомобильных производств в то время к изготовлению прецизионных пар и узлов привело к тому, что созданные ГОТ имели низкий кпд, высокую стоимость и малую долговечность, что препятствовало их внедрению на серийных транспортных средствах.

Таким образом, в результате краткого обзора выполненных работ по созданию транспортных машин с полнопоточными ГОТ, можно сделать вывод, что полноценных образцов этих машин, максимально удовлетворявших требованиям эффективного движения в различных дорожных условиях (вплоть до полного бездорожья), с одной стороны, и требованиям грамотно, на хорошем научно-техническом уровне проектирования ГОТ, с другой стороны, создано не было. В результате негативный отечественный опыт создания транспортных машин с ГОТ надолго незаслуженно дискредитировал у нас в стране саму идею применения ГОТ на транспортных средствах. Между тем, зарубежный опыт свидетельствует об обратном.

Технический прогресс в области создания ГОТ за рубежом дал ощутимые положительные результаты.

Наблюдается устойчивая тенденция роста максимального рабочего давления в гидросистемах. При этом, как известно, улучшаются габаритно весовые и эксплуатационные показатели агрегатов, входящих в состав ГОТ. В настоящее время оно достигло уровня 42…45 МПа и не опускается ниже 35 МПа [16]. В ближайшем будущем планируется увеличение максимально рабочего давления для объемных гидромашин до 49 МПа, а к 2015 г. – до 56 МПа.

Значение силового диапазона регулирования насосов, равное отношению верхней и нижней границ рекомендуемых перепадов давления в гидросистеме, составляет 3,5…4,5, а силовой диапазон для современных гидромоторов – 4,85…5,12 с увеличением в перспективе до 7,37 [12].

Скоростной диапазон регулирования ГОТ, определяющийся отношением максимальной частоты вращения вала гидромотора к минимально устойчивой его частоте вращения под нагрузкой, для современных гидромашин составляет 100…120 (минимально устойчивая частота вращения аксиально-поршневого гидромотора обычно составляет 30…50 об/мин) [13, 14, 16].

У современных гидромашин, благодаря повышению жесткости их конструкции, уменьшению гарантированных гидравлических зазоров, применению новых материалов, использованию новых, более совершенных методов расчета подшипников, распределителей, гидростатических опор, плунжерных пар, заметно возросли значения объемного (до 0,97…0,985), механического (до 0,945…0,965) и, соответственно, значения общего кпд гидромашины (до 0,95) [13, 14, 16].

Благодаря этому, использование на автотранспортных средствах полнопоточных ГОТ теперь становится вполне перспективным.

Главным преимуществом полнопоточных ГОТ по сравнению с ГОТ дополнительных ведущих колес, работающих совместно с механическими трансмиссиями, является то, что полнопоточные ГОТ обеспечивают бесступенчато регулируемый привод всех ведущих колес самоходной машины. Следствием этого является то, что полнопоточные регулируемые ГОТ имеют возможность управлять распределением мощности, реализуемой на каждом ведущем колесе. То есть в полнопоточных ГОТ, оснащенных соответствующими системами автоматического адаптивного управления (СААУ), реально существует возможность постановки и решения задачи обеспечения выбора оптимального режима работы каждого ведущего колеса самоходной машины в данных условиях.

Решению этой задачи служит разработанный в 2003 году ОАО «Инновационная фирма «НАМИ-Сервис» совместно с АМО ЗИЛ полноприводный автомобиль-лаборатория «Гидроход-49061» (рис. 5) [11] с колесной формулой 66 полной массой 12 тонн с полнопоточной ГОТ.

Благодаря наличию у этого автомобиля ГОТ, полностью приспособленной для проверки на практике различных вариантов систем автоматического адаптивного управления, появилась реальная перспектива решения задачи создания полноприводного автомобиля с «интеллектуальной» трансмиссией, обеспечивающей оптимальное распределение мощности на каждое ведущее колесо. В реализации этого совместно с ОАО «Инновационная фирма «НАМИ-Сервис» активно работает МГТУ «МАМИ».

В настоящее время предложена структура СААУ, в которую введены элементы, обеспечивающие в процессе движения автомобиля постоянную корректировку режима работы ГОТ, адаптируя его к текущим условиям.

Результаты теоретических и экспериментальных исследований подтверждают возможность реализации таких систем на перспективных транспортных и тяговых колесных машинах повышенной проходимости.

Таким образом, не смотря на негативный опыт прошлого, реальности сегодняшнего дня указывают на то, что активизация ведущих колес многоприводных колесных машин при помощи ГОТ продолжает быть весьма актуальным направлением как научно-исследовательских, так и опытно конструкторских работ, а ожидаемые результаты позволят в значительной степени обеспечить развитие малоосвоенных территорий России.

Рис. 5. Гидрообъемная трансмиссия автомобиля «Гидроход-49061»: 1 – датчик положения педали управления подачей топлива в двигатель;

2 – датчик углового перемещения рулевого колеса;

3 – бортовой компьютер автоматической системы управления;

4 – каналы для управления гидронасосами;

5 – сервопривод управления подачей топлива в двигатель;

6 – каналы для управления гидромоторами;

7 – каналы для сбора информации от датчиков угловой скорости вращения гидромоторов;

8 – каналы для сбора информации от датчиков давления гидронасосов;

9 – гидронасос;

10 – датчик частоты вращения редуктора насосной станции;

11 – гидромотор.

Библиографический список 1. Белоусов Б.Н., Попов С.Д. Колесные транспортные средства особо большой грузоподъёмности. - М., 2006.

2. Городецкий К.И. и др. Снижение износа шин передних ведущих колес тракторов при использовании объемной гидропередачи. Труды НАТИ, Выпуск 259, 1978.

3. Городецкий К.И. и др. О влиянии дроссельных регуляторов потока на характеристики гидроходоуменьшителя. Труды НАТИ, 1981.

4. Журнал «Авторевю», 2003, № 18.

5. Журнал «Авторевю», 2006, № 7 (355). – с. 122.

6. Журнал «Грузовик – пресс», 2007, № 4. – с. 44-45.

7. Журнал «Грузовик – пресс», 2008, № 1.

8. Журнал «За рулём», 2007, № 6 (912). – с. 235.

9. Прокофьев В.Н. и др. Аксиально-поршневой регулируемый гидропривод. – М., Машиностроение, 1969, 496 с.

10. Прочко Е.И., Курмаев Р.Х., Анкинович Г.Г. Опыт создания и испытаний автомобиля с гидрообъёмной трансмиссией (ГОТ). - М., Известия МГТУ «МАМИ», №1(5), 2008. – с. 100-106.

11. Шухман С.Б., Соловьёв В.И., Прочко Е.И. Теория силового привода колёс автомобиля высокой проходимости. Книга. - М., 2007.

12. CAG — Computer-aided gear changing (проспект фирмы Scania. - Швеция).

13. Produktkatalog Mobilhydraulik. Каталог фирмы Rexroth Bosch Group, - Германия, 90 005-01/07.03.

14. Produktkatalog Mobilhydraulik. Каталог фирмы Rexroth Bosch Group, - Германия, 90 005-02/07.03.

15. http://ru.wikipedia.org/wiki/Дон- 16. http://boschrexroth.com/country_units/europe/russia/ru/index.jsp УДК 629. ОЦЕНКА ЭФФЕКТИВНОСТИ МЕТОДА ОГРАНИЧЕНИЯ ИЗБЫТОЧНОГО ДЕЙСТВИЯ ПРИ РАСПРЕДЕЛЕНИИ МОЩНОСТИ МЕЖДУ ВЕДУЩИМИ КОЛЕСАМИ С.Н. Марченко, И.А. Мурог, канд. техн. наук, проф., А.В. Келлер, канд. техн. наук, доц., А.Н. Торопов, А.В. Платонов Челябинское высшее военное автомобильное командно-инженерное училище Сущность метода ограничения избыточного действия заключается в снижении избыточной мощности силовой установки, которая не может быть реализована ведущими колесами АМН по сцепным свойствам, путем уменьшения подачи топлива или приложением тормозного момента к буксующему колесу.

Основной задачей предлагаемого метода является поддержание в процессе движения относительного буксования колес в узких пределах критического буксования кр. В этом случае обеспечиваются оптимальные тяговые характеристики. Для этой цели необходимо в процессе движения регулировать момент, подводимый к ведущим колесам.

Ограничение при этом момента двигателя не всегда целесообразно, так как это обеспечит требуемый эффект только для буксующего колеса (снизит его буксование). Однако это не будет способствовать реализации возможностей колеса, имеющего большее сцепление с опорной поверхностью.

Наиболее целесообразно использовать свойства симметричного дифференциала, распределяющего момент между колесами поровну.

Одним из важнейших вопросов при разработке новой конструкции системы ограничения буксования является вопрос правильного выбора степени подтормаживания буксующего колеса.

Нетрудно убедиться, что большее значение тормозного момента, приложенного к буксующему колесу, обеспечивает повышение тяговых качеств АМН за счет рационального использования сцепного веса ведущего моста. А это, в свою очередь, обеспечивает лучшую динамичность и проходимость АМН в условиях различных сил сцепления ведущих колес с дорожной поверхностью. Однако значительное подтормаживание может оказать отрицательное воздействие на устойчивость, управляемость и топливную экономичность АМН. Кроме того, это вызовет значительный износ фрикционных элементов тормозных механизмов. Следовательно, степень подтормаживания буксующего колеса нужно ограничивать, исходя из условий, при которых указанное отрицательное воздействие минимально или отсутствует. В качестве параметра, характеризующего степень реализации сцепных возможностей АМН и распределение крутящего момента между полуосями при приложении тормозного момента, представляется целесообразным принять, по аналогии с дифференциалами, коэффициент подтормаживания. Под ним следует понимать отношение момента трения (тормозного момента) в системе привода ведущего колеса (СПВК) (Мт) к моменту, реализуемому на колесе по сцеплению (М):

(1) kп= Мт /М.

В зависимости от распределения крутящего момента в СПВК kп = 0...;

kп = 0 при отсутствии тормозного момента в СПВК, kп = - при полной блокировке СПВК.

Для эффективной реализации предлагаемого способа необходимо определить характеристику изменения коэффициента подтормаживания в СПВК в зависимости от параметров опорной поверхности и АМН.

Определим указанную характеристику изменения коэффициента подтормаживания из условия обеспечения максимального использования сцепных возможностей ведущих колес АМН при сохранении показателей устойчивости движения АМН.

Очевидно, что влияние степени распределения моментов при прямолинейном движении наиболее существенно проявляется при трогании с места и разгоне или движении АМН на подъем в условиях, когда силы сцепления ведущих колес с поверхностью различны. Указанная неравноценность сцепных качеств наиболее вероятна в случае попадания одного из ведущих колес на участок дороги с пониженным сцеплением или в случае переезда его через неровность. При обычном дифференциале это приводит к пробуксовыванию и раскручиванию одного из ведущих колес под действием избыточного момента.

Первым условием, ограничивающим коэффициент распределения моментов при заданном значении крутящего момента на корпусе дифференциала, является отсутствие буксования колеса на поверхности с худшим сцеплением. Для определения коэффициента распределения моментов по этому условию рассмотрим движение АМН по ровной горизонтальной поверхности в условиях кратковременной не равноценности сцепления ведущих колес, приводящей к пробуксовыванию одного из них. Примем, что в лучших по сцеплению условиях находятся колеса правого борта.

Исходя из математической модели движения эластичного колеса, имеем:

a 1 d J R z11rко, Mп M (2) rко dt о rко где Mо – крутящий момент, подводимый к ведущему мосту;

J – момент инерции колеса;

- скорость движения АМН;

а - ускорение АМН;

rko радиус свободного качения колеса;

Rz1 - вертикальная реакция на буксующем колесе;

1 - коэффициент сцепления буксующего колеса с опорной поверхностью.

Предельный коэффициент распределения моментов, соответствующий отсутствию буксования колеса с худшим сцеплением, может быть определен из уравнения (1) с учетом выражения (2):

a (1 ) d Мо J R z11rко dt (3) rко rко kп, R z1rко 1 f o где fо – коэффициент сопротивления качению.

При выполнении этого условия дальнейшего увеличения коэффициента распределения моментов не требуется, так как это не дает увеличение реализуемой автомобилем суммарной силы тяги.

Вторым ограничением коэффициента распределения моментов является полное использование сил сцепления не буксующего колеса. В этом случае коэффициент распределения моментов должен равняться:

R z2 2 rко R z11rко kn (4), R z1rко (1 f о ) где Rz2- вертикальная реакция на небуксующем колесе;

2 - коэффициент сцепления небуксующего колеса с опорной поверхностью.

Очевидно, что последующее увеличение коэффициента распределения моментов в этих условиях также нерационально.

На устойчивость и управляемость АМН распределение крутящих моментов наиболее существенно влияет в случае движения на повороте или при преодолении неровности. При большом значении коэффициента распределения моментов на ведущих колесах возникают значительно отличающиеся друг от друга силы тяги. Разность этих сил на плече, равном половине колеи, создает момент, стремящийся повернуть АМН в плоскости дороги. При большом поворачивающем моменте передние или задние колеса начнут скользить по дороге в направлении, перпендикулярном к движению, и АМН потеряет устойчивость. Действие малых моментов вызовет увод колес, что ухудшит управляемость АМН.

Таким образом, третьим фактором, ограничивающим величину коэффициента распределения моментов, является обеспечение устойчивого движения автомобилем в условиях различного сцепления ведущих колес с опорной поверхностью. Полагая, что коэффициенты сцепления в продольном и поперечном направлениях для небуксующего колеса равны между собой, коэффициент распределения моментов, согласно третьему ограничению, может быть найден из условия:

( Rz2маx )2 - Rx22- Rу22= 0, (5) где маx - коэффициент сцепления небуксующего колеса с дорогой.

Для описанного режима тангенциальные реакции на ведущих колесах будут на буксующем колесе:

(6) Rх1= 1( 1- k)Rz1, где k – коэффициент, учитывающий влияние буксования колеса на его сцепление с опорной поверхностью.

На не буксующем колесе:

Rх2= (1(1- k)+fo)Rz1 [1+ kп]- foRz + J(/rko2)d/dt. (7) В целях упрощения примем, что боковая сила на задней оси, вызванная неравномерностью тяговых сил, воспринимается лишь небуксующим колесом и составляет:

Rу2= В (Rx2 – Rx1 )/ 2L, (8) где В - колея АМН, L - база АМН.

Подставляя выражения (8), (7) и (6) в уравнение (5) и решая его относительно коэффициента распределения моментов (1), получим:

1 1 k Rz A1 C DA2 D 21 1 k Rz A Rz 2 kn 1 1 k f o Rz D.

(9) 1 1 k Rz A1 C 1 1 k f o Rz D Данное уравнение имеет одно положительное решение.

Входящие в (9) коэффициенты находим из следующих уравнений:

А = J(/rko)2d/ dt;

C = В / 2L;

D =(1+ C2). (10) Вертикальные реакции на ведущих колесах могут быть найдены из известных уравнений, описывающих движение АМН в целом.

Так как применение ПБС сопряжено с расходом энергии двигателя на преодоление сил трения в тормозном механизме буксующего колеса, еще одним условием, ограничивающим величину коэффициента подтормаживания, является экономическая целесообразность. То есть, до тех пор, пока потери мощности на буксование Nбукс не превысят потерь мощности на трение Nтр в тормозном механизме, величину подтормаживания увеличивать не следует:

N букс N тр ;

N букс М кр о (11), N тр М т о (1 ) где Мкр – крутящий момент на буксующем колесе;

- коэффициент буксования;

о - угловая скорость колеса.

Совместно решив уравнения (1) и (11), получим:

Мт.

kп (12) М кр На рисунке 1 показаны зависимости тормозного момента в СПВК АМН УАЗ-3151 от изменения коэффициента сцепления ведущих колес с опорной поверхностью в процессе разгона (с постоянным ускорением) и равномерного движения одним из бортов по асфальтобетонному участку.

Рис. 1. Зависимость тормозного момента в СПВК АМН от коэффициента сцепления буксующего колеса и подводимого крутящего момента Анализ данных, приведенных на рисунке 1, показывает, что тормозной момент, прикладываемый к буксующему колесу, ограничивается, с одной стороны, исключением буксования колеса на поверхности с худшим сцеплением, а с другой, – обеспечением устойчивого движения АМН. Это объясняется тем, что при значениях коэффициента подтормаживания, лежащих под этими кривыми, уменьшается развиваемая автомобилем сила тяги. Это существенно, так как величина самой силы тяги в этих условиях невелика. При значениях коэффициента подтормаживания, лежащих над этими кривыми, происходит полное использование запаса боковой реакции задней оси, что может привести к заносу АМН.

Таким образом, с позиций реализации сцепных сил без потери устойчивости прямолинейного движения АМН степень подтормаживания должна определяться из условия обеспечения буксования колеса в пределах, соответствующих максимально возможному в данных условиях сцеплению колеса с опорной поверхностью.

УДК 629.113. ИССЛЕДОВАНИЕ ДИНАМИЧЕСКИХ НАГРУЗОК В МЕХАНИЧЕСКОЙ ТРАНСМИССИИ АВТОМОБИЛЯ С ГИБРИДНЫМИ СИЛОВЫМИ УСТАНОВКАМИ ПРИ ЗАПУСКЕ ДВС С ХОДУ МЕТОДАМИ МОДЕЛИРОВАНИЯ В СРЕДЕ МATLAB- SIMULINK Нгуен Хак Туан, аспирант МГТУ «МАМИ»

В настоящее время существует много программных продуктов предназначенных для моделирования динамики механической системы. В том числе, универсальные программы: Matlab, Msc.Adam, Sympack… также существует большое количество программ, ориентированных на конкретные объекты, например для моделирования динамики автомобильной системы: Carsim, Alaska, Simdriveline… Все объектно ориентированные программы автоматизируют процесс формирования уравнений движения конкретной механической системы на основе описания инерционных, геометрических, кинематических параметров, моделей силовых взаимодействий, выбранных или заданных пользователем. Для дальнейшего исследования динамики объекта используются численные методы анализа уравнений движения, например, численное интегрирование. Очевидно, что этот подход не может быть использован для компонентного моделирования cложной динамической системы, так как, во-первых, принципиально не поддерживает мультидоменные компонентные модели с ненаправленными связями и, во вторых, не позволяет задавать описание элементарных компонентов средствами входного языка, что приводит к появлению в модели искусственных структурных схем, не соответствующих структуре моделируемой системы. Для исключения данных недостатков можно использовать подсистему SIMULINK пакета МATLAB - интерактивная среда для моделирования и анализа широкого класса динамических систем с помощью блок-диаграмм. При моделировании с использованием SIMULINK реализуется принцип визуального программирования, в соответствии с которым пользователь на экране из библиотеки стандартных блоков создает модель устройства и осуществляет расчеты.

При этом, в отличие от классических способов моделирования, пользователю не нужно досконально изучать язык программирования и численные методы математики, а достаточно общих знаний, требующихся при работе на компьютере, и, естественно, знаний той предметной области, в которой он работает. При моделировании пользователь может выбирать метод решения дифференциальных уравнений, а также способ изменения модельного времени (с фиксированным или переменным шагом). В ходе моделирования имеется возможность следить за процессами, происходящими в системе. Для этого используются устройства наблюдения, входящие в состав библиотеки Simulink. Результаты моделирования могут быть представлены в виде графиков или таблиц.

В обычной механической трансмиссии автомобиля, динамический момент может возникнуть в случаях, например, при резком трогании с места или торможения при не выключенном сцеплении. Для механической трансмиссии с ГСУ представляет один еще случай – динамические нагрузки, возникающие в трансмиссии при запуске ДВС с ходу. В настоящей работе представлен метод моделирования и расчета динамических нагрузок в механической трансмиссии автомобиля с ГСУ в среде программирования Matlab Simulink.

На рис. 1. представлена динамическая схема, по которой можно определить динамические нагрузки в трансмиссии автомобилей с ГСУ. В схеме приняты следующие обозначения:

-моменты инерции Iдвс - ДВС с маховиком;

Iэд- электродвигателя;

Iс -деталей сцепления;

Iкп -главной КПП и раздаточной коробкой;

Iпк -деталей переднего моста с передними колесами;

Iзк деталей заднего моста с задними колесами;

Iа маховика, эквивалентного поступательно-движущейся массе автомобиля;

- жесткости и коэффициенты демпфирования: сэ,bс –сцепления;

сэ,bэ – звена, связывающего вал электродвигателя с раздаточной коробкой;

сптр, bптр,;

сзтр, bзтр,– деталей трансмиссий переднего и заднего моста;

спш, bпш,, сзш, bзш – тангенциальные жесткости и коэффициенты демпфирования передней и задней шин;

- внешние моменты: Мсп – момент сопротивления (включает моменты: момент сопротивления подъему, момент аэродинамического сопротивления). Мэд -момент электродвигателя;

Мс -момент трения сцепления;

Мдвс -момент ДВС;

МFЗ, МFП – моменты сопротивления качению на ведущих колесах переднего и заднего моста;

Рис. 1. Динамическая схема трансмиссии автомобиля с ГСУ Дифференциальные уравнения движения системы, приведенной на рис. 1, можно записать в виде (1) I эд эд M эд cэ ( э кп ) bэ ( э кп );

I c c M c cc ( c кп ) bc ( c кп );

I двс двс M двс M c ;

I кп кп cc ( c кп ) bc ( c кп ) cэ ( э кп ) bэ ( э кп );

u[c зтр (u. кп зк ) bзтр (u. кп зк )] u.[cптр (u. кп пк ) bптр (u. кп пк )];

I зк зк c зтр (u. кп зк ) bзтр (u. кп зк ) c зш ( зк а ) bзш ( зк а ) M FЗ ;

I пк пк cптр (u. кп пк ) и птр (u. кп пк ) спш ( пк а ) ипш ( пк а ) M FП ;

(1) I а а c зш ( зк а ) bзш ( зк а ) cпш ( пк а ) bпш ( пк а ) M СП ;

M УЭД cэ ( э кп ) bэ ( э кп );

M УС cc ( c кп ) bc ( c кп );

М ПТР cптр (u. кп пк ) bптр (u. кп пк );

М ЗТР c зтр (u. кп зк ) bзтр (u. кп зк );

М ЗШ c зш ( зк а ) bзш ( зк а );

М ПТР спш ( пк а ) bпш ( пк а ), где: МУЭД, МУС, Мптр, Мптр, Мпш, Мпш – упругие моменты на валу электродвигателя, сцепления, в передней и задней трансмиссиях моста, в передней и задней шинах, соответственно;

э, с, двс, кп, зк, пк, а: углы поворота масс Iэд, Iс, Iдвс, Iкп, Iзк, Iпк, Iа соответственно;

u – передаточное число трансмиссии.

При запуске ДВС с ходу Мдвс является моментом сопротивления и описывается выражением [3]:

M двс QVn ( B D.n) [Н.м] где B, D, Q – эмпирические коэффициенты (для бензинового двигателя В=0,4-0,5;

В=0,0035;

Q=12,5);

Vn, n – рабочий объем и обороты ДВС.

При определении динамических нагрузок в трансмиссии момент трения сцепления Мс представляется в виде экспоненциальной зависимости [1]:

Мс=Мсц,ст(1-e-kt), где: Мсц,ст – статический момент трения в сцеплении;

k = 3/tc – константа, характеризующая темп включения сцепления;

tc – время включения сцепления. Величина tс является случайной, можно принять tсmin=0,015c, tс max=1,5c Таким образом, решая системы уравнений (1) можем определить моменты в упругих звеньях трансмиссии и также углы поворота i.

В качестве модельного образца взята трансмиссия автомобиля УАЗ 5153 с ГСУ, разработанной учеными и специалистами МГТУ «МАМИ»

[2]. Начальные условия при моделировании: при t=0;

Мэд=180Нм;

скорость автомобиля va = 15км/ч.

На рис. 2 представлена модель для определения момента трения сцепления Мс и на рис. 3 представлены зависимости момента трения сцепления от времени и времени включения сцепления.

На рис 4. представлена структурная модель SIMULINK пакета MATLAB для расчета динамических нагрузок в механических трансмиссией автомобилей с ГСУ. На модели были использованы блок-диаграммы и функция MATLAB (MATLAB Fcn), построена по системе уравнения (1).

На рис. 5 представлены результаты расчёта динамических моментов на валу электродвигателя в двух случаях: без учета (рисунок 5,а) и с учетом (рисунок 5,б) коэффициентов демпфирования шины.

Mcmax Mc Constant1 Product Constant u -3/tc e Clock Math Gain Function Рис. 2. Модель, определяющая момента трения сцепления Результаты расчетов показали, что динамические моменты, возникающие в ветвях трансмиссии автомобиля с демпфирующими элементами, почти на 89% меньше его в трансмиссии без демпфирующих элементов и в ветвях трансмиссии автомобиля с демпфирующими элементами, колебания упругих моментов также быстро затухают.

tc=0.2c tc=0.8c Момент трения сцепления Мс 0 1 0.2 0.4 0.6 0.8 1.2 1.4 1.6 1. Время [сек] Рис. 3. Зависимости момента трения сцепления от времени и времени включения сцепления Mue 1/s Mekfout 1- Mue Muc 1/s Mucfout 2- Muc Mct 1/s Mtptfout 3- Mct Mcs 1/s Mtpsfout 4- Mcs Mlt Scope 1/s Mloptfout 5- Mlt Mls 1/s Mlopsfout 33 -wel 6- Mls MATLAB input2 1/s Function welout Mcout 34 -we MATLAB Fcn Subsystem 7- Mfe 1/s weout 35 -wc 1/s 8- Ml wcout 36-whs 1/s whsout 37-wlt wltout Mcfout 1/s 38-wls va jaout wlsout 1/s wa Mfeout Mload waout 39- wa ja vaout 1/s Subsystem Mload wa Mfe we Рис. 4. Структурная схема SIMULINK пакета MATLAB для расчета динамических нагрузок в механических трансмиссией автомобилей с ГСУ 0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4 4.5 t[ ] а) без учета bзш и bпш 0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4 4.5 t[ ] б) с учетом bзш и bпш Рис. 5. Зависимости упругих моментов на валу двигателя от времени На рис. 6 представлены результаты расчёта динамических моментов в передней трансмиссии автомобиля УАЗ 3153 с ГСУ при запуске ДВС с ходу также в двух случаях: без учета и с учетом коэффициентов демпфирования шины bзш и bпш.

Для описания и оценки максимальных динамических нагрузок использован коэффициент динамичности кД, под которым понимается отношение:

М мах ;

где: Ммах – максимальные значения момента, возникающего в кД М Тмах ветвях трансмиссии автомобиля при включении сцепления.

Мтмах=МЭДмах+МДВСмах МЭДмах, МДВСмах: максимальные значения момента электродвигателя и ДВС На рис. 7 представлены зависимости коэффициентов динамичностей в ветвях трансмиссии от времени включения сцепления tc (темпа включения сцепления) при запуске ДВС на 4-ой передаче. Результаты расчетов показали, что чем быстрее включение сцепления (чем меньше tc), тем больше динамические нагрузки, возникающие в ветвях трансмиссии автомобиля. Однако, когда tc повышает до предельного значения tcп (в данном случае tcп0,7c), повышение времени включения сцепления tc tcп больше не снижает коэффициенты динамичностей в ветвях трансмиссии но процесс буксования сцепления увеличивается.

b b b b 500 0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4 4.5 t[ ] Рис. 6. Зависимости упругих моментов в передней трансмиссии от времени 2. 2. 1. 1. 1. 1. 1. 1. 1. 0 0.5 1 1. t[ ] Рис. 7. Зависимости кд в ветвях трансмиссии от времени включения сцепления Заключение Метод моделирования механической трансмиссии автомобиля с ГСУ в среде программирования Matlab Simulink дает возможность подробно исследовать динамические процессы в трансмиссии с ГСУ и также влияния структурных параметров на динамические нагрузки в механической трансмиссии автомобиля с ГСУ при запуске ДВС с ходу.

Библиографический список 1. Гришкевич А.И., Вавула В.А. и др. Автомобили, конструкция, конструирование и расчет, трансмиссия. –М.: Вышэйшая школа, 1985. –240с.

2. Гибридные автомобили – столбовая дорога к экономичному и экологически чистому транспорту. д.т.н. Карунини А.Л. д.т.н Бахмутов С.В. к.т.н. Селифонов В.В. и др. // Автомобильных инженеров №3(44), 3. Селифонов В.В. – Теория автомобиля. – М.: Гринлайт, 2009 – 208с.

4. The MathWorks, Inc. 2002 - Simulink Model-Based and System-Based Design.

УДК 629.1.098.001. АВТОМОБИЛИ ДЛЯ МЕГАПОЛИСОВ А.В. Николаенко, канд. экон. наук;

С.В. Бахмутов, д-р техн. наук;

В.В. Селифонов, канд. техн. наук;

А.Н. Титков *, канд техн. наук МГТУ "МАМИ";

*ОАО «АСМ-холдинг»

Сегодня в мире существует порядка 1 млрд. автомобилей, суммарная мощность двигателей которых более чем в 5 раз превосходит мощность всех существующих электростанций. Кроме автомобилей есть еще тракторы, сельхозмашины, стационарные установки с ДВС. Все эти транспортные и стационарные средства ежегодно выбрасывают в окружающую среду более миллиарда тонн вредных веществ. Отдельно стоит проблема выбросов СО2, Хотя этот газ и является безвредным для человека, вместе с тем его увеличение в атмосфере приводит к глобальному потеплению атмосферы.


Избежать этих негативных последствий путем отказа от автомобилей невозможно, поскольку они вошли во все сферы нашей деятельности.

Очевидно, что единственно возможным путем уменьшения вредных последствий является максимально возможное уменьшение вредных выбросов и сокращение расхода органического топлива при эксплуатации автомобильного транспорта. Наиболее интенсивные работы по ряду направлений начались 15-20 лет назад.

Одно из возможных направлений – создание электромобилей на топливных элементах с использованием в качестве топлива водорода.

Президент США Д.Буш в 2002 г. утвердил программу и выделил более $ млрд. на создание топливных элементов приемлемой стоимости, согласно которой в США с 2015 г. автомобили с ДВС выпускаться не должны. Фирмы ДМ, Форд и Крайслер, развернув работу по топливным элементам и вложив дополнительно почти такую же сумму в НИОКР, сумели на порядок снизить стоимость топливных элементов и повысить их характеристики, но по цене они остаются все еще на порядок дороже аналогичных ДВС.

Следует иметь в виду, что в настоящее время топливные элементы используют в качестве источника энергии чистый водород, получение которого требует также значительных энергозатрат. Специалисты ведущих автомобильных фирм считают, что работа по указанному кардинальному направлению должна интенсивно продолжаться, хотя реальное ее воплощение следует ожидать не ранее чем через 20-30 лет.

Остается проблема сегодняшнего дня, когда мировой парк автомобилей до кризиса рос ежегодно на 35-40 млн. ед. при выпуске 62-65 млн.

автомобилей. В мире наметилось несколько альтернативных направлений.

Япония сделала ставку на гибридные автомобили. Основной разработчик – фирма Тойота с массовым гибридным автомобилем «Приус». Считается, что такой автомобиль может дать экономию топлива 20-30%, а в последних разработках называется цифра 40-60%.

Европа пошла по пути совершенствования конструкции дизелей (повышение давления впрыска – система Коммон Рэйл, пьезоэлектрические форсунки, дающие многоразовый впрыск, изменяемые фазы газораспределения, двухступенчатый турбонаддув и т.д.). В результате удалось снизить расход топлива на 15-20%. Дизели существенно подорожали, а экологический эффект улучшился, но не кардинально.

Американцы, привыкшие к бензиновым двигателям, занялись их усовершенствованием путем отключения ряда цилиндров у V-образных двигателей, введения систем «стоп энд гоу», непосредственного впрыска бензина в цилиндры, изменения фаз газораспределения и др. Однако, параллельно, опираясь на опыт Японии, они занялись и созданием собственных гибридных автомобилей. В последние два года и Северная Америка, и Европа буквально бросились нагонять упущенное в создании гибридных автомобилей, и сегодня практически нет ни одной ведущей фирмы в мире, которая бы не занималась этой проблемой.

В настоящее время гибридные автомобили выпускают или готовят серийное производство Тойота, Ниссан, Мазда, Форд, ДM, Фиат, Рено, Фольксваген, Субару, Порше и многие другие.

К сожалению, в России этой проблемой наши предприятия практически не занимаются.

ОАО «АВТОВАЗ» на Московском автосалоне в 2007 г. показал экспериментальный электромобиль на топливных элементах. В следующем году была подготовлена усовершенствованная модель электромобиля, однако в связи с частыми изменениями в руководстве предприятия, а затем и наступивший кризис привели к прекращению этой перспективной работы.

ОАО «ГАЗ» занялся работой по чистому электромобилю с нулевым выбросом. На Московском автосалоне в 2009 г. Была выставлена «Газель»

с электрической трансмиссией и литий-ионными электрическими накопителями. Параметры этого электромобиля показывают, что он может использоваться только в ограниченных городских условиях. Большинство исследователей считают, что при современных накопителях электроэнергии производство чистых городских электромобилей не превысит 20%.

ОАО «ЛиАЗ» изготовил опытный гибридный автобус по последовательной схеме и заявил о желании поставить его на производство в 2010 году, однако реального подтверждения этому нет.

Кроме автопредприятий гибридными автомобилями занимался в 1999 2002 г.г. ОАО «АСМ-холдинг». Был построен образец автомобиля А класса (проект «Мишка»), исключающий механические элементы трансмиссии. Двигатель соединялся с генератором-стартером, ток от генератора поступал на 4 мотор-колеса или в накопитель энергии – тяговые суперконденсаторы. Мотор-колеса имели обратимые электродвигатели, которые позволяли проводить рекуперацию электроэнергии. Для повышения динамики разгона, защиты тяговых суперконденсаторов от высоких токов, повышения КПД рекуперации у каждого мотор-колеса имелся свой небольшой разгонный супер конденсатор с очень низким внутренним сопротивлением даже при -45 50оС.

Образец был построен – показан на Московском автосалоне в 2001 г., а его доводка так и не была начата из-за прекращения правительством Москвы финансирования этого проекта.

МГТУ «МАМИ» совместно с НПП «КВАНТ» в 2006 г. изготовил концептуальный образец гибридного автомобиля на базе серийного полноприводного УАЗ-3153.

Разработчики остановились на параллельной схеме гибридной силовой установки (ГСУ), поскольку, во-первых, отечественная промышленность выпускает все необходимые для ее реализации автомобильные и электрические агрегаты и узлы;

во-вторых, она обеспечивает автомобилю топливную экономичность, практически не отличающуюся от той, которую может дать смешанная схема;

в-третьих, она проще последней по исполнению.

Компоновочная схема автомобиля УАЗ-3153, оборудованного ГСУ МАМИ-КВАНТ, приведена на рис. 1.

3 1 Рис. 1.

Как видно из рисунка, в нее входят элементы не только серийного автомобиля (ДВС, коробка передач, приводы переднего и заднего мостов), но и новые для автомобиля устройства (обратимая электрическая машина со своим приводом 5, система управления тяговым электрооборудованием 10 и свинцово-кислотные накопители электрической энергии 7). Установка элементов ГСУ на многоцелевом автомобиле УАЗ-3153 показана на рис. 2.

Рис. 2.

Сотрудники Научно-образовательного центра «Автомобили с гибридными силовыми установками» при кафедре «Автомобили» им.

Е.А.Чудакова МГТУ «МАМИ» совместно с сотрудниками НИЦИАМТ ФГУП НАМИ провели на полигоне испытания автомобиля с гибридной силовой установкой на сертифицированном стенде с беговыми барабанами.

Ниже приведены результаты экспериментальных исследований.

Расход топлива определен при движении автомобиля в городском цикле по правилу № 83 ЕЭК ООН. Штатный автомобиль имел – 20, л/100 км. При определении расхода топлива, без учета небольшого отрицательного электробаланса, расход у автомобиля с ГСУ составил – 10,2 л/100 км. Учет отрицательного электробаланса по правилу № 101 ЕЭК ООН дал эквивалентный расход топлива в 12,1 л/100 км.

Выбросы вредных веществ автомобиля с ГСУ в процентах от вредных выбросов штатного автомобиля составил: СО – 28%, СН – 62%, СО 2 – 55%.

Как видно из приведенных результатов, применение ГСУ позволяет существенно уменьшить количество вредных выбросов и расход топлива при работе автомобиля в условиях мегаполиса, которым соответствует выбранный при испытаниях ездовой цикл ЕЭК ООН (правило №83) Созданный при МГТУ "МАМИ" Научно-образовательный центр "Автомобили с гибридными силовыми установками" ведет планомерную работу по созданию и исследованию автомобилей с комбинированными (гибридными) силовыми установками.

В рамках этой работы создан и смонтирован в исследовательской лаборатории кафедры "Автомобили" МГТУ "МАМИ" исследовательский стенд, реализующий гибридную силовую установку последовательно параллельного типа, включающую дизельный ДВС ЗМЗ-5143.10, две обратимые электромашины 4АПА 2Э160М и генератор в качестве нагружающего устройства. Стенд предназначен для снятия статических и динамических характеристик установленных агрегатов, определения тягово-скоростных, топливно-экономических и экологических характеристик грузовых автомобилей с ГСУ, а также отработки алгоритма управления ГСУ для автомобилей класса ГАЗ-3310 "Валдай".

Для возможности установки разработанной ГСУ на разные типы автомобилей стенд выполнен по модульной схеме. Схема стенда представлена на рис. 3.

3 Рис. 3. Схема универсального стенда для испытаний ГСУ последовательно-параллельного типа 1, 3 – первая обратимая электромашина, 4 – электромагнитная муфта, – ДВС, 2 – сцепление 5 – карданная передача, 6 – вторая обратимая электромашина, 7 – нагружающий генератор с инерционными массами.

Стенд представляет собой полномасштабную модель комбинированной энергетической установки средне тоннажного грузового автомобиля. Использованные в стенде модули могут без значительных переделок быть установлены на опытном образце автомобиля.

Другим направлением решения проблем экологии крупных городов является замена ДВС электродвигателями, не загрязняющими окружающую среду и значительно менее шумными. Но из-за отсутствия эффективных накопителей электроэнергии приемлемых габаритов, массы и стоимости обеспечить путевой пробег электромобиля, сравнимый с пробегом автомобиля на одной заправке топливом весьма проблематично.


Кроме того, возникают экологические проблемы зарядки установленных на электромобили накопителей электрической энергии и утилизации отработавших накопителей.

Следует также отметить, что массовое использование чистых электромобилей может внести определенные сбои в снабжении крупных городов электроэнергией. Действительно, если положить в предварительном расчете среднюю энергоемкость аккумуляторов электромобиля в 50 ампер-часов, а минимальное напряжение тягового электродвигателя в 500 В, то при полной разрядке батарей в процессе дневной эксплуатации (при среднем пробеге в 100 км) ночью потребуется для зарядки аккумуляторов одного электромобиля 25000 ватт-часов, что при парке электромобилей в 100 000 единиц, составит каждую ночь 2, млн. кВт-часов электроэнергии.

Наметившаяся тенденция для автомобилей с ГСУ частично потреблять энергию от электросети города дают ее более сбалансированное потребление.

ГНЦ РФ ФГУП НАМИ ведет работы, как по гибридным автомобилям, так и по чистым электромобилям.

Заслуживают внимания последние разработки НАМИ в области создания автобусов с комбинированными энергосиловыми установками с использованием унифицированных модулей двигательно – генераторной установки и электродвигательной установки.

Подобные работы ведутся еще некоторыми научными и проектными организациями, но все они не находят пока должной поддержки ни у государственных структур, ни у частных инвесторов.

В 2009 г. Тойота произвела 500 тыс. гибридных автомобилей всех моделей. В 2011 г Тойота. намерена выпустить их более 1 млн. штук на заводах как в Японии, так и на зарубежных. В Китае фирма ВУД в 2008 г.

начала производство гибридов. К концу 2011 г. в Китае надеются объем выпуска гибридов довести до 500 тыс. штук.

Мировой парк гибридных автомобилей на 1.01.2010 г. насчитывает более 2 миллионов единиц.

Наша задача - доказать, что деньги в период кризиса надо выделять на новые разработки, каковыми в области автотранспорта безусловно являются гибридные автомобили. Для России в настоящий момент наиболее перспективными являются гибридные автобусы, гибридные грузовые развозные автомобили и гибридная спецтехника для силовых структур.

УДК 681.2. РАСЧЕТНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ДЛЯ СОВЕРШЕНСТВОВАНИЯ ПОДВЕСКИ КАБИНЫ АВТОМОБИЛЯ А.В. Победин, канд. техн. наук, проф., В.В. Шеховцов, д-р. техн. наук, доц., К.В. Шеховцов Волгоградский государственный технический университет В настоящее время в стране бурными темпами идет развитие нефтегазового комплекса. Большая часть месторождений нефти и газа расположена в Западной и Восточной Сибири, а также на Дальнем Востоке. В регионах, где осуществляется добыча нефти и газа, транспорт грузов часто осуществляется в условиях полного бездорожья. Кроме того, эти регионы характеризуются суровыми климатическими условиями.

Поэтому для сооружения и эксплуатации магистральных нефте- и газопроводов используются автомобили повышенной проходимости и грузоподъемности. В связи с тем, что при передвижении по грунтовому покрытию либо полному бездорожью на кабину автомобиля действуют передающиеся от ходовой части нагрузки повышенной динамичности, кабина должна обладать совершенной подвеской.

Выполнен анализ схем и конструкций технических решений упруго демпфирующих устройств для использования преимущественно в подвеске кабины автомобиля, эксплуатируемого в условиях бездорожья.

Исходя из условий работы, наиболее подходящими для подвески кабины автомобиля являются упруго-демпфирующие устройства со следующими свойствами:

с высокой надежностью и долговечностью;

не требующие частого технического обслуживания и регулировок в процессе эксплуатации;

сохраняющие постоянство упругих и демпфирующих свойств в течение всего времени эксплуатации;

способные эффективно работать в диапазонах низких, средних и высоких частот воздействий;

с автоматически адаптационно подстраивающейся под характер воздействий упруго-демпфирующей характеристикой;

способные, кроме осевых, воспринимать боковые нагрузки и эффективно гасить вертикальные, продольно-угловые и поперечно угловые колебания кабины.

Рассмотрены конструкции устройств с металлическими, пневматическими упругими элементами и элементами из эластомеров, с сухим и жидкостным демпфированием. В результате анализа разработана классификация технических решений упруго-демпфирующих устройств, в основу которой положены способы управления их упругими и демпфирующими характеристиками.

В настоящее время этому списку требований наиболее полно удовлетворяют упруго-демпфирующие устройства, содержащие комбинацию воспринимающих осевые и боковые нагрузки металлических, резиновых, иногда пневматических упругих элементов, при формировании упругой характеристики работающих параллельно или последовательно, и комбинацию демпферов, также параллельно или последовательно работающих при формировании демпфирующей характеристики.

Для изучения и целенаправленного формирования упругих и демпфирующих характеристик колебательной системы подвески кабины автомобиля разработана программа KOS. В первом варианте кабина представлена одномассовой системой. В модели предусмотрен ввод линейной или нелинейной зависимости между колебательной скоростью и силой сопротивления колебаниям.

Исходные данные для исследования – подрессоренная масса, параметры жесткости и демпфирования, зависимость между колебательной скоростью и силой сопротивления – задаются оператором. Они могут соответствовать параметрам конкретной или проектируемой подвески кабины. Предусмотрены также расчетные исследования, экспериментально реализуемые на кафедральном стенде для испытания упруго-демпфирующих устройств. В результате расчетов получаются данные, характеризующие перемещения, скорости и ускорения колебаний в каждый момент времени. Имеется возможность получения данных и построения огибающих графиков зависимости перемещений от времени. Программа предусматривает и возможность изучения влияния на изменение собственной частоты колебаний изменения подрессоренной массы и жесткости подвески. Возможно также получение в каждый момент времени значения логарифмического декремента и силы сопротивления колебаниям.

При исследовании линейной модели уравнения решаются алгебраически.

На рис. 1 для примера показано влияние на колебательный процесс изменения подрессоренной массы, на рис. 2 – жесткости подвески, на рис. 3 – собственной частоты и логарифмического декремента при изменении массы и жесткости.

Для нелинейной модели параметры колебаний получаются интегрированием. Степень нелинейности модели определяется показателем степени n зависимости силы трения от колебательной скорости. Для нескольких частных случаев при n = 0., 0.5, 1.0, 1.5, 2.0, 2.5 и 3.0 значения эйлерова интеграла второго рода, получаемые интегрированием, известны (табл. 1). Исследования нелинейной модели выполняются для этих фиксированных значений n без интегрирования, путем решения алгебраических уравнений.

m = 150 кг m = 80 кг 0, 0, 0, 0, 0, Y, м 0 0,2 0,4 0,6 0,8 -0, -0, -0, -0, -0, T, c Рис. 1. Влияние изменения массы на колебательный процесс С = 1500000 Н/м C = 800000 Н/м Y, м 0 0,2 0,4 0,6 0,8 - - - - T, c Рис. 2. Влияние изменения жесткости на колебательный процесс Таблица Соответствие показателя степени n значению I n 0 0,5 1,0 1,5 2,0 2,5 3, I 1,000 0,875 0,785 0,718 0,667 0,624 0, На рис. 3 показаны графики перемещения с огибающими при n = (сухое, или кулоново трение) и n = 2.

26 0, 0, 24 0,, Гц 0, 22 0, 0, 20 0, 1200000 1300000 1400000 1500000 1600000 1700000 С, Н/м а) А, м Y, м 0, 0, 0, 0, А, м Y, м 0, 0 0,2 0,4 0,6 0,8 -0, -0, -0, Т, с б) Рис. 3. Процесс затухания колебаний и его огибающая при: а) n = 0;

б) n = На рис. 4 приведены графики изменения логарифмического декремента при разных n, а также изменения силы трения при n = 0. По последнему графику (рис. 5) для случая смешанного трения (n 0) возможно для каждого момента времени определить долю сухого трения (n = 0).

А, м Y, м 0, 0, 0, 0, 0, А, м Y, м 0 0,2 0,4 0,6 0,8 -0, -0, -0, -0, -0, Т, с Рис. 4. Процесс затухания колебаний и его огибающая при n = n=0 n = 0,5 n = 1,5 n=2 n = 2,5 n= 0, 0, 0, 0, 0, А, м 0, 0, 0, 0, 0 0,2 0,4 0,6 0,8 Т, с Рис. 5. Изменение логарифмического декремента при разных значениях n Результаты и выводы 1. Анализ схем и конструкций упруго-демпфирующих устройств, способов формирования их упругих и демпфирующих характеристик позволил разработать новые, более совершенные технические решения упруго демпфирующих устройств, техническая документация для патентования которых разрабатывается.

2. Разработанная программа позволяет эффективно проанализировать влияние конструктивных параметров упруго-демпфирующего устройства на его упругие и демпфирующие характеристики, тем самым обеспечивая возможность оптимального проектирования.

3. Результаты расчетных исследований позволяют определить, при каких конструктивных параметрах упруго-демпфирующие устройства подвески кабины автомобиля наиболее полно отвечают комплексу эксплуатационных нагрузок, характерных для движения в условиях бездорожья.

Библиографический список 1. Модели и средства концептуального проектирования виброзащитных систем / А. В.

Андрейчиков, Д. Е. Декатов, С. Ю. Кузнецов, И. Е. Егорова;

ВолгГТУ. – Волгоград, РПК «Политехник», 2004.

2. Колебания в технике: Справочник в 6 т. Т 1: Колебания линейных систем / Под ред.

В. В. Болотина. – М.: Машиностроение, 1999.

3. Виброзащита человека-оператора и вопросы моделирования [Сборник статей. Отв.

ред. К. В. Фролов] – М.: Наука, 1973.

4. Коловский М.З. Автоматическое управление виброзащитными системами. М.: Наука, 1976.

5. Виброизолирующие системы в машинах и механизмах [Сборник статей] / АН СССР, ГНИИ Машиноведения [Отв. ред. М. Д. Генкин] – М.: Наука, 1977.

6. Карамышкин В.В. Динамическое гашение колебаний. – Л.: Машиностроение, Ленингр. отд-е, 1988.

УДК 629. ОЦЕНКА СООТВЕТСТВИЯ НАХОДЯЩИХСЯ В ЭКСПЛУАТАЦИИ АВТОЦИСТЕРН ДЛЯ ПЕРЕВОЗКИ НЕФТЕПРОДУКТОВ Б.В.Савельев, канд. техн. наук, доц.

Сибирская государственная автомобильно-дорожная академия Нефтепродукты (бензины, дизельное топливо, сырая нефть и т.д.) являются опасными грузами класса 3 "легковоспламеняющиеся жидкости".

Объем перевозок нефтепродуктов значительно опережает перевозки других опасных грузов. Для перевозки нефтепродуктов применяют в основном автоцистерны – автомобили-цистерны, полуприцепы-цистерны и прицепы цистерны (далее автоцистерны для перевозки нефтепродуктов – АЦ).

По данным департамента обеспечения безопасности движения МВД России за 2003-2008 гг. о дорожно-транспортных происшествиях (ДТП) с участием транспортных средств, осуществляющих перевозки опасных грузов, наиболее частыми участниками ДТП были транспортные средства с опасными грузами класса 3. Доля ДТП с участием АЦ составляла до 95 % от общего числа ДТП транспортных средств, осуществляющих перевозки опасных грузов (рис. 1).

Отчасти это отражает тот факт, что объем перевозок нефтепродуктов намного превышает объемы перевозок других опасных грузов.

Распределение ДТП по типам транспортных средств (рис. 2) показывает, что от 32 до 64 % ДТП совершают автомобили- и автопоезда цистерны, что отражает тот факт, что наиболее распространенным способом перевозки нефтепродуктов является перевозка в автоцистернах.

Доля ДТП, % 2003 2004 2005 2006 2007 Календарный год Рис. 1. Доля ДТП с участием транспортных средств, осуществляющих перевозки опасных грузов класса 3 (нефтепродуктов) Доля ДТП, % 50 - Автомобиль-цистерна;

40 - Автопоезд-цистерна;

- Прочие ТС 2003 2004 2005 2006 2007 Календарный год Рис. 2. Распределение ДТП с участием транспортных средств, осуществляющих перевозки опасных грузов, по типам транспортных средств Доля ДТП, % - Опрокидывание - Розлив груза - Возгорание 2003 2004 2005 2006 2007 Календарный год Рис. 3. Распределение ДТП с участием АЦ по видам ДТП Распределение ДТП с участием АЦ по видам ДТП (рис. 3) показывает:

1) чаще всего ДТП сопровождались частичной или полной утратой перевозимого продукта (до 70 % всех ДТП с участием АЦ), вследствие:

- повреждения цистерны или ее арматуры в результате столкновений (наездов) с другими транспортными средствами или опрокидывания АЦ;

- неисправности (негерметичности) лючков цистерны, дыхательных устройств и пр. через которые происходила утечка груза при опрокидывании АЦ;

2) вторым по частости (до 65 %) является ДТП с опрокидыванием АЦ, которое, как правило, сопровождается розливом груза;

3) возгорания АЦ в результате ДТП не превышали 18 %, однако для этого вида ДТП были характерны большие материальные потери (груз и транспортное средство) и человеческие жертвы.

АЦ отличаются повышенной опасностью по отношению к автотранспорту общего назначения, ДТП с участием АЦ отличаются тяжелыми последствиями. По этой причине нормативные правовые акты предъявляют к АЦ дополнительные технические требования.

Европейское соглашение о международной дорожной перевозке опасных грузов (ДОПОГ [3]) предписывает проверки корпусов (цистерн) и их оборудования:

- периодические – не позднее, чем через каждые 6 лет;

- промежуточные – не позднее, чем через каждые 3 года.

Промежуточные проверки предусматривают испытание на герметичность корпусов (цистерн) вместе с их оборудованием и проверку удовлетворительного функционирования всего оборудования. В случае ремонта, изменения конструкции или дорожно-транспортного происшествия цистерны (корпуса) и их оборудование подвергаются внеплановым проверкам.

Кроме того, ДОПОГ [3] предписывает ежегодный технический осмотр транспортных средств, осуществляющих перевозки опасных грузов, в том числе АЦ, с целью проверки их соответствия общим правилам безопасности (тормоза, освещение и т.д.) и дополнительным требованиям части 9 ДОПОГ [3].

В Российской Федерации к транспортным средствам, осуществляющим перевозки опасных грузов только на территории Российской Федерации, положения ДОПОГ не применяются [4].

Законодательство Российской Федерации не предусматривает проведение периодических проверок технологического оборудования АЦ.

Поддержание надлежащего технического состояния технологического оборудования АЦ полностью возлагается на собственников АЦ, и далеко не всегда обеспечивается. Отсутствие централизованного контроля позволяет недобросовестным перевозчикам эксплуатировать АЦ с неисправным или некомплектным технологическим оборудованием, что, принимая во внимание масштабы перевозок нефтепродуктов автомобильным транспортом, повышает вероятность возникновения инцидентов, связанных с их перевозкой.

Отсутствие контроля технологического оборудования АЦ целесообразно восполнить проверками его технического состояния в рамках государственного технического осмотра (далее – ГТО).

Периодичность ГТО транспортных средств для перевозки опасных грузов, включая АЦ, установлена дважды в год [6], т.е. в два раза чаще, чем транспортных средств общего назначения, а также выше периодичности технического осмотра, установленного ДОПОГ [3].

В соответствии с Правилами проведения ГТО [8] транспортные средства проверяют на соответствии общим требованиям безопасности, которые устанавливают ГОСТ Р 51709 и Основные положения [5]. К транспортным средствам, осуществляющим перевозки опасных грузов, Правила проведения ГТО [8] предписывают дополнительно применять положения Правил перевозки опасных грузов автомобильным транспортом [7].

Дополнительные (по отношению к транспортным средствам общего назначения) требования, которые указанные стандарт и нормативные правовые акты предъявляют к АЦ, не затрагивают технического состояния технологического оборудования АЦ (табл. 1), т.е. в отношении АЦ являются явно не достаточными.

Таблица Дополнительное оборудование АЦ, требования к которым установлены нормативными правовыми актами, включенными в перечень Правил проведения ГТО [8] Нормативный Пункт Объект регламентации правовой акт ГОСТ Р 51709 4.7.15 Комплектация огнетушителями Основные 8 Опознавательный знак "Опасный груз" положения [5] 16, 20 Проблесковый маячок оранжевого цвета Правила 2.8.5 Опознавательные цвета цистерн (оранжевый) и перевозки предупреждающие надписи ("Огнеопасно") опасных 4.1.2 Вынос выпускной трубы глушителя вперед.

грузов [7] Защита топливного бака 4.1.4 Выключатель аккумулятора от электрической цепи (привод в кабине водителя и снаружи транспортного средства) 4.1.5 Защита от статических и атмосферных электрических зарядов на стоянке (металлические заземлительная цепочка и штырь) 4.1.7 Задний защитный бампер цистерны 4.1.9 Дополнительная комплектация 4.1.11 Установка информационных таблиц Недостаточность требований к техническому состоянию АЦ можно было бы устранить включением в утвержденный Правилами проведения ГТО [8] перечень стандартов и нормативных правовых актов ГОСТ Р 50913. Применению требований ГОСТ Р 50913 в полном объеме препятствует отсутствие испытательного оборудования, которое можно было применять в рамках ГТО, т.е.

без демонтажа с АЦ, например для проверки цистерн на герметичность, работоспособности дыхательных устройств, донных клапанов и пр.

Элементы технологического оборудования АЦ, требования к которым могут быть проверены без инструментального контроля (органолептическим методом), сведены в табл. 2. Там же приведены номера соответствующих пунктов ГОСТ Р 50913 и технического регламента "О безопасности колесных транспортных средств" [9].

Таблица Элементы технологического оборудования АЦ, требования к которым (по ГОСТ Р 50913 и техническому регламенту [9]) могут быть проверены органолептическим методом Номер пункта Объект регламентации ГОСТ Р 50913 ТР (прил. № 6) 1 Наличие лестниц и площадок 5.1.4.2 – 2 Наличие дыхательного устройства 5.1.6.17 1.18. 3 Наличие фильтра предварительной очистки на всасывающем трубопроводе автоцистерны, 5.1.6.18 – оборудованной насосом 4 Наличие фильтра тонкой очистки перед счетчиками 5.1.6.19 – количества нефтепродукта 5 Наличие заглушек на патрубках наполнения 5.1.6.25 – (опорожнения) цистерны 6 Размещение информационных таблиц 5.1.6.31 – 7 Наличие и конструкция ящиков для хранения рукавов, наличие ящиков для укладки ЗИП. 5.1.6.32 – Укомплектованность рукавов заглушками 8 Конструкция рукавов 5.2.4 – 9 Материалы (покрытие) присоединительных устройств рукавов, патрубков, и заглушек к ним (не 5.2.5 – создающие искр при ударе) 10 Запрет газобаллонного автомобиля 6.1 1.18. 11 Наличие и конструкция отсека технологического 6.3 1.18. оборудование топливозаправщика 12 Наличие непрерывной относительно болта заземления электрической цепи металлического и 6.4 1.18.4. электропроводного неметаллического оборудования, трубопроводов 13 Защита топливного бака 6.5 1.18. 14 Вынос выпускной трубы автомобиля 6.6 1.18. 15 Число и емкость огнетушителей 6.7 1.18. Продолжение таблицы 16 Дополнительная комплектация 6.9 1.18. 17 Надписи "Огнеопасно" 6.10 1.18. 18 Наличие проблескового маячка оранжевого цвета. 6.11 1.18. 19 Защитная оболочка электропроводки, находящейся в 6.12 1.18. зоне цистерны и отсека с технологическим оборудованием 20 Электрооборудование, устанавливаемое в отсеке 6.13 1.18. технологического оборудования 21 Наличие таблички с предупреждающей надписью:

"При наполнении (опорожнении) топливом 6.14 1.18. автоцистерна должна быть заземлена" 22 Наличие и конструкция донного клапана 6.18 1.18. ГОСТ Р 50913 устанавливает достаточно большое количество объектов проверки технологического оборудования АЦ, которые можно проводить органолептическим методом (см. табл. 2). С 23 сентября 2010 г.

вступает в силу технический регламент [9], который переводит требования ГОСТ Р 50913 в разряд применяемых на добровольной основе.



Pages:     | 1 | 2 || 4 | 5 |   ...   | 9 |
 



Похожие работы:





 
© 2013 www.libed.ru - «Бесплатная библиотека научно-практических конференций»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.