Введение к работе
Актуальность проблемы. Эксплуатация автомобилей в высоко-
орных условиях во многом отличается от эксплуатации в равнинной
(холмистой местностях.по ряду причин, основными из которых явля
лся следующие.
Высокогорные дороги состоят преимущественно из подъемов и :пусков,' протяженность которых достигает 20-30 кы, углы продольное уклонов - 10 %0. На характерных перевальных и лрёдперевальных 'частках имеются многочисленные повороты малых радиусов, взличи-а, которых нередко составляет всего 8-12 м, а угла поворота на :ерпантинах достигают 300.. Извилистость дороги усложняет управ-сение автомобилем, требует от водителя большого напряжения, высокой квалификации.
При движении автотранспортных средств (АТС) на крутых пово-хэтах происходит значительный' боковой увод колес, сдвиг и смещет-ше траектории движения прицепных звеньев,- что способствует рез-юму ухудшению устойчивости и управляемости, интенсивному износу гротектора шина', увеличению общих потерь на качение колес. Все >то приводит к резкому снижению средней скорости движения автомобіля на горных дорогах.
На подъемах и спусках движение АТС сопровождается длитель-ым использованием низших передач (50-75 % общего пробега) из-за «достаточности динамического фактора, повышенным расходом топли-іа, увеличениеч суммарного числа оборотов коленчатого вала на !.км пробега, т.е. резким снижением эксплуатационной эффективнос-и АТС в горных условиях.
Кроме того, снижение плотности воздуха с увеличением высоты гесткости над уровнем моря способствует уиеньшенио весового заря-а, заметному снижению мощностшх и экономических показателей вкгателя.
Все это приводит к резкому снижению тягово-скоростных, про-:знодительных свойств ATG, повышению себестоимости перевозок, т.е. нижению эффективности использования АТС в горных условиях^. Сни-вние эффективности тем значительнее, чем сильнее колебания и от-ичие горных условий от равнинных и чем хуке приспособленность . онструкции АТС к таким условиям.
Частные случаи влияния различных факторов внешней среды на некоторые отдельные показатели эффективности использования-АТС освещены в литературе относительно широко. Например, влияние низких температур воздуха, бездорожья, городских условий, высокогорья. Однако это сделано без учета различного уровня приспособленности АТС; используемые при этом корректирующие коэффициенты норы и нормативов эксплуатации носят усредненный характер и не учитывают дифференцированное влияние высокогорных условий на эксплуатационную эффективность АТС.
В нашей стране имеются значительные площади с горным рельефом. В Грузии, Армении, Таджикистане' и Кыргызстане горные районы занимают -80-95 % всей территории, причем выше 2000 м над уровнем моря в Грузии -2И'% территории, в Армении - 42 %, в Таджикиста- t не - 44 % и в' Киргизстане - 70 %,
В Кыргызстане автомобильные дороги проложены по ущельям гор, берегам бурных горных рек, -з полках крутых косогоров и.через многочисленные высокогорные перевалы с отметками 3000... 5000 ы над уровнем моря (например, перевалы Торугарт, Чон-Ашуу, Суек, Барс--каун, Туя-Адуу, Далон, Ала-Бель, Ак-Таш, Кызарт и т.д.}.' Большой' Пакирский тракт протяженностью 728.км, соединяющий областные центры Ож и Хорог, является самой высокогорной в" мире автотрассой. На перевале Ак-Байтал высота достигает 4800 м над уровнем моря, где среднее барометрическое давление равно 430-мк рт. ст.,' т.е. составляет всего 56,5 % от нормального.
В Кыргызстане, по предварительным данным; в 1990 г. доля автомобильных перевозок составила около 97,8 % грузов, 99,6 % пас-сажироїй причём по. горным и высокогорным дорогам - более 68- всего грузооборота; таким образом, проблема повышения эксплуатационной эффективности автотранспортных средств в горных условиях имеет как научное, так и прикладное значение, способствует выбору рационального состава парка изменяющегося типажа АТС, совершенствованию и созданию высокоэффективных, надежных модификаций базовых и перспективных моделей автомобилей, максимально приспособленных к горным условиям эксплуатации.
Целью работы является разработка теоретических основ комплексной оценки дорожных, природно-климатических условий горных и высокогорных регионов Средней Азии на основе научного анализа действительных режимов движения, нагружения элементов АТС; много-
&
критериальная оцннка эксплуатационной эффективности автомобилей на основе сравнительного анализа технико-экономических показателей, уровня реализации эксплуатационных свойств АТС в горных и высокогорных условиях.
Основная идея исследования заключается в том, что эксплуатационная эффективность АТС s горных условиях оценивается исходя из комплекса его технико-эгсящуатацконных свойств с учетом воздействия внешних факторон(ВВ$)горных регионов. Для зтого при выборе или анализе количественных и качественных взаимосвязей базовых конструктивных параметров проверяются показатели потенциальной эффективности .АТС.на горных и высокогорных марарутах Кыргызстана.
Таким образок, исследование гірослеш повышения эксплуатационной эффективности АТС в горных и высокогорных условиях'связано с созданием методологии оценки BBS'на уровень реализации эксплуатационных свойстз'серийных автомобилей и разработкой рекомендаций по оптимизации основных параметров двигателя и трансмиссии.
В'диссертации на 'защиту яыносятся:
.' методы" выбора количественных .'показателей я признаков для
оценки влияния'BBS горных' регионов да." эффективность'АТС,-' типиза
ция и классификация дорояэюй сети Кыргызстопа. по выбранным'приз
нака^ " """.''
негоды исследования режимов дзияения и кагрунения элементов АТС на горных автомобильных дорогах с цельп выявления BBS на их нагрузочные режимы и параметры;
методология проведения экспериментальных исследований и создание комплекса измерительной и регистрирующей аппаратуры;
' методы выбора, сравнительного анализа различных критериев оценки эффективности АТС, оптимизация конструктивных: параметров моделированием на ЗВИ движения АТС,в гарных .условиях, обоснование выбора состава регионального парка;
математическая модель, двнхекия автомобиля в горных условиях с учетом ЕВФ.
. . Методической основой исследования 'является системный подход, выступающий во взаимосвязи АТС я горных условий эксплуатации. В работе применены аналитические и экспериментальные методы исследования,, использованы математические ыегоды теории вероятностей и математической статистики, математическое планирование эксперимента, элементы теории выборки исследования операцдй.
Научная новизна результатов исследования заключается в раз
работке нового системного подхода к ВВД и создании математическс
модели движения-для решения проблеми оптимального выбора типа и
конструктивных параметров АТС, работающих в горних условиях, оц<
ки эксплуатационной эффективности. Данный метод содержит: обобщу
ные вероятностные модели для расчета нагруженности двигателя и
элементов трансмиссии АТС в горных условиях эксплуатации; типизг
рию и методологию классификации дорожных, природно-климатическш
условий торных регионов; обоснование, методологию оценки эффект
ности АТС в горных условиях, оптимизацию параметров модифицировг
ного состава парка. Такой подход позволил сформулировать синтез;
рованные системные представления о количественном, влиянии комплс
са дорожно-климатаческих условий на эксплуатационную эффективно*
АТС в горных .условиях Кыргызстана. „'
Совокупность разработанных теоретических положений .является существенным вкладом в развитие перспективного направления в области изучения соответствия автомобиля условиям эксплуатации.. Это направление обеспечивает создание новой концепции формирования, оценки эффективности АТС, раскрывает роль адаптивности как одного из важнейших свойств АТС. При этом четко разграничиваютсг составляющие и причины изменения эксплуатационной эффективности автомобилей, что позволяет более целенаправленно управлять их зі плуатацией в горных условиях, находить оптимальные пути повышена эффективности АТС. Это особенно положительно сказывается в работ автотранспортных предприятий при. переходе на полный хозрасчет и самофинансирование.
Достоверность научных положений, выводов и рекомендаций обоснована:
результатами анализа и обобщения обширных экспериментальных данных по режимам движения и нагруженности элементов АТС на горных и высокогорных дорогах Кыргызстана;
эффективностью результатов внедрения разработанных в диссе^ тации расчетных методов прогнозирования надежности и рекоыендаци по техническому обслуживанию и ремонту автомобилей в горных услс виях; .
адекватностью оценки эффективности ATQ с комплексными критериями условий эксплуатации и данными расчетов имитационного моде лирования движения АТС в горных условиях.
Практическую ценность работы составляют: качественные и ко-
6 .
личественньге характеристики дорожно-клинатических условий горных регионов, типизация и классификация высокогорных автомобильных дорог, методика определения реяимов движения АТС и нагрукения элементов трансмиссии автомобиля в реальных эксплуатационных условиях; расчетные значення оптимальных мощностных, экономических и производительных показателей АТС в горных условиях, рекомендации по оптимизации конструктивных параметров двигателя главной передачи, рационального подвижного состава автомобильного парка; методология комплексной оценки эффективности АТС в горных условиях* по различным критериям, общая методология определения эффективности автомобилей моделированием на ЗШ движения автомобиля с учетом BBS горных и высокогорных регионов Средней Азии.
' .'.Реализация работы^ Внедрение результатов выполненного исследования проводилось-'на протяжении 1986... 1990 гг. совместно с авто транспортными предприятиями Иссык-Дудьсного, Ежкого, Северного производственных: транспортных объединений Республики Кыргызстан. Общий расчетный экономический эффект от внедрения разработок и рекомендаций автора по автотранспортным предприятиям Шуйской,' Ош-ской и йссык-Нульско.й областей составил 1,45^ шш; рублей. Результаты исследований использованы з. Научно-производстЁенном 'объединении "Кыргыз'дортранстехника" Министерства транспорта и автошас-дора,Государственным плановым и экономическим комитетом Республики Кыргызстан при разработке нормативных документов по техническому оболузивангоз, ремонту и эксплуатации"АТС а горных условиях. Разработанные методы классификации" и типизации горных автомобильных дорог, определения основных эксплуатационных показателей автомобилей с учетом высотных и доровкых'факторов используются з учебном процессе в Вялшекском политехническом институте.
Апробация работы. Материалы диссертации докладывались'и обсуждались на научно-технических конференциях Бишкэкского политехнического института, з І966-І990 гг., на-Всесоюзной конференции по теории и расчету азтомобилеа,-ра-ботя^к в горные условиях,. Тбилиси, I9S6.; на Всесоюзной конференции по проблеме "Механическая тяга в горном зeмлeдeяии,,, Батуми, 1968; на научно-технической конференции "Вибрация и щум автомобилей; Глушители тума.п, Тольятти, 1980; на Всесоюзной межвузовской конференции "Использование автомобилей и автомобильных дорог в условиях карного климата я высокогорья", Ташкент, Г97І; на Всесоюзной конференции "Пути повыше-
ния топливной экономичности и снижения токсичности автотракторні двигателей", Баку, 1979; на Всесоюзной конференции по проблеме "Повышение эффективности использования автомобилей в горних и кг ких условиях", Ташкент, 1935; на Всесоюзной конференции "Теория расчет мобильных машин и двигателей внутреннего сгорания", Тбилї си, 1985; на 1-й республиканской научно-технической конференции "Проблемы обеспечения экономичности и надежности работы автотрш порта в интенсификации общественного производства", Фрунзе, I98S на кафедре "Автомобили" КАДИ, Москва, 1999.
Публикации. По теме диссертации опубликовано 36 работ, в ч числе I монография. Результаты исследований, выполненных под нау ным руководством и при непосредственном участии соискателя, прел ставлены в б депонированных отчетах о научно-исследовательской р боте.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из.введения, 6 глаз,.заключения, списка литературы и приложения. Общий объем работы . 503 страниц, в том числе 360 страниц основного текста, 115 рисунков, 75 таблиц и список литературы (240,наименований
Приложение к диссертации содержит акты о внедрении результа тов работы в трех производственных автотранспортных объединениях Республики Киргизстан (3 акта), Научно-производственном объедине ник Кыргыэдортранстехника (I акт), Госплане республики (1 акт) и акт внедрения материалов диссертации в -учебном процессе ШИ (I ст
