Введение к работе
Актуальность исследования. На сегодняшний день проблема вредного воздействия на окружающую среду приобрела во всем мире значимость движущей силы прогресса. В нашей стране, значительные пространства которой имеют слаборазвитую дорожную сеть, когда движение возможно только на полноприводных автомобилях, практически вне дорог возникает проблема разрушения естественного покрова земли, т.е. вопросы экологической безопасности с точки зрения вредного воздействия автомобиля на грунт. Долгие годы развитие конструкции полноприводных автомобилей осуществлялось только в направлении повышения показателей проходимости. С этой точки зрения рассматривались и параметры взаимодействия движителя с опорной поверхностью. Экологическая составляющая этого процесса, т.е. разрушение почвы вообще не рассматривалась. Не исследовались практически и конструктивные показатели автомобилей, влияющие на этот процесс: компоновка, схемы раздачи мощности по ведущим колесам и мостам, сцепные свойства движителей и т.д. В то же время, при разработке сельскохозяйственной техники ведется работа по учету требований сохранения урожайности сельскохозяйственных угодий.
Отличительной особенностью при движении автомобиля вне дорог является то, что при не рациональной работе системы «двигатель -трансмиссия - движитель» происходит «избыточное» разрушение опорной поверхности и как следствие — ухудшение проходимости автомобиля. Конструкция современного полноприводного автомобиля должна отвечать не только общим требованиям повышения эффективности движения, но и снижению экологического ущерба наносимого движителем автомобиля. Причем данная проблема не может рассматриваться как узкоспециализированная, но стоящая в перспективе развития автомобильного транспорта в целом в свете существующих тенденций его развития.
Необходимо разрешить существующее внешнее противоречие между остро стоящей необходимостью повышения эффективности конструкции полноприводного автомобиля и внутреннее противоречие - отсутствие методов экологической оценки и расчетных зависимостей для определения параметров конструкции автомобиля с точки зрения снижения вредного воздействия на грунт.
Изложенное и определяет актуальность темы диссертации.
Цель работы: На основании теоретических и экспериментальных исследований разработать методы, позволяющие осуществить выбор конструктивных решений систем силового привода ведущих колес и компоновки автомобиля с целью снижения разрушающего воздействия движителя на грунт при обеспечении достаточного уровня проходимости.
Объектом исследования является полноприводный автомобиль.
Методы исследования. Выполненные в работе исследования бази-
РОС НАЦИОНАЛЬНА^!
С Петербург блі \ G» KtJftMnhCf \
ровались на основных положениях фундаментальной теоретической механики, теории грунтов, прикладной теории автомобиля, методах инженерного эксперимента, теории вероятности, математического анализа и проводились на базе общего метода системного анализа. В работе нашли применение логический метод, анализ и синтез, математическое моделирование с использованием аппарата математической статистики.
Автор защищает:
новый экологический критерий оценки конструкции автомобилей, предназначенных для эксплуатации вне дорог с твердым покрытием;
комплекс аналитических зависимостей для определения параметров, характеризующих процесс движения автомобиля по деформируемому грунту (мощность сопротивления качению, глубина колеи, величина буксования каждого из колес и т.д.) а также изменения параметров грунта при последовательном проходе колес по колее;
методику оценки разрушающего воздействия колесного движителя автомобиля на грунт;
математическую модель движения автомобиля по грунтовому маршруту, позволяющей комплексно решить задачу снижения разрушающего воздействия движителей автомобиля на грунт за счет компоновочных решений и распределения мощности по ведущим мостам;
влияние конструктивных параметров на показатели проходимости и воздействия на грунт, влияние типа привода на эти показатели.
Все вышеперечисленное характеризует новизну диссертационной работы.
Квалификационная формула работы. В данной диссертационной работе на основе выполненных автором исследований, осуществлено решение научной проблемы, имеющей важное научно - практическое, народнохозяйственное значение, заключающееся в создании методики оценки воздействия движителя на грунт, позволяющей на стадии проектирования конструкции колесных машин (а также при модернизации существующих образцов) обеспечить существенное повышение экологических характеристик полноприводного автомобиля при движении по грунтам вне дорог.
Достоверность результатов проведенных исследований подтверждается объемными расчетно-экспериментальными исследованиями по проверке теоретических положений, с достаточной для инженерных расчетов сходимостью результатов теоретических и экспериментальных исследований.
Практическая ценность. Предлагаемые методы исследований позволяют при проектировании полноприводных колесных машин:
- снизить вредное воздействие на почву, тем самым обеспечить более высокий уровень экологической безопасности автомобилей;
- принимать компоновочные решения с учетом наиболее ра
ционального с точки зрения разрушающего воздействия на грунт распре
деления массы по осям автомобиля и определять передаточные от
ношения межосевых дифференциалов для машин с механической
трансмиссией, а для автомобилей с «гибкими» трансмиссиями — опреде
лять алгоритмы системы автоматического управления трансмиссией.
Реализация результатов исследования. Основные результаты диссертационной работы реализованы:
- в техническом проекте создания полноприводного автомобиля
6x6 с гидрообъемной трансмиссией и системой её автоматического управ
ления;
в РД 37.083.002-2004 Разрушающее воздействие полноприводного автомобиля на грунт. Критерии оценки. Методы определения.
- в ГОСТ Р В 52048-2003 «Автомобили многоцелевого назначе
ния. Параметры проходимости и методы их определения».
Апробация работы. Материалы диссертации в различное время в период с 2000 по 2004 годы были рассмотрены и обсуждены:
на 37-ой конференции ААИ «Развитие аналитических исследований и конструкции автотранспортных средств», Дмитров. 2002г.- на конференции, посвященной 100-летию ААЛипгарта в МГТУ им. Баумана, 2002 г.;
на заседании кафедры «Специальные автомобили и бортовые информационно-управляющие системы» МГАПИ 25.10.2002 г.
на 42-ой международной научно-технической конференции ААИ «Автомобиль и окружающая среда» г. Дмитров. 4.06.2003 г.
на постоянно действующих научных семинарах Инновационной фирмы «НАМИ-Сервис»;
Публикации. Основные результаты диссертационной работы изложены в 8 печатных трудах автора.
Структура и объём работы. Диссертация состоит из введения, шести глав, общих выводов к работе, списка использованных источников в количестве 127 трудов и 2 приложения. Работа содержит 189 страниц машинописного текста, включая 24 таблицы и 33 рисунка.
