Введение к работе
Актуальность темы Современное экономическое развитие России связано с повышением производительности существующих транспортно-технотогических машин Однако прогресс в этом направлении невозможен без всестороннего изучения ус повий их эксплуатации и выявления влияния конструктивных особенностей на производительность и функциональную рациональность вновь проектируемых моделей авготракторной техники Колесные машины не составляют исключения и более того, в боть-шинстве случаев, они являются базовыми агрегатами транспортно-технологических машин, используемых в экономико-производственной деятельности человека Во время эксплуатации колесных машин их опорными поверхностями часто является бездорожье которое характеризуется разнообразными дорожно-грунтовыми условиями Одним из наиболее тяжелых режимов движения является передвижение колесных машин по снегу, в особенности при наличии структурных неоднородностей (настовых корок и ледяных внутренних прослоек) Разрушение настовых корок котесным движитетем приводит к повышению сопротивления движению машины, а внутримассивные ледяные прослойки мешают формированию межгрунтозацепных сдвиговых «кирпичей» что снижает величину развиваемого тягового усилия
Для пашей страны, 90% территории которой на длительный период (6 - 9 месяцев) устойчиво покрывается снегом, важное значение имеет высокая эффективное п. эксплуатация машин именно в зимний период Весьма существенное значение имееі эксплуатация колесных машин в северных и восточных регионах Связано это с тем что Север и Северо-Восток страны обладают неисчислимыми природными богатствами ли области занимают почти половину территории России Диапазон работы колесных машин зимой чрезвычайно широк Это и транспортировка грузов, и строительство и поддержание в нормальных условиях зимних автодорог, и работы по борьбе со снежными заносами Ветик объем транспортных перевозок и объем работ по снегозадержанию в сетьском хозяйстве, а также широкий спектр работ в лесном хозяйстве В тоже время сами колесные машины мало приспособлены к передвижению по слабонесущим опорным основаниям, а опыт эксплуатации показывает, что эффективность использования колесных машин в зимнее время в 2 - 3 раз ниже, чем гусеничных и в 5 - 6 раз ниже чем в летний период
В таких условиях эксплуатации движение колесных машин не только затрудняется, но часто исключается совсем Поэтому использование колесных машин оснащенных средствами повышения проходимости является чаще всего единственной возможностью осуществления технологических операций Теория движения колесных машин по деформируемым опорным поверхностям на сегодняшний день разработана достаточно хорошо как зарубежными, так и отечественными исследователями Однако вопросы передвижения колесных машин по снежным поверхностям освещены недостаточно Специфические условия работы требуюі уточнения ряла потожений особенно в обпасти взаимодействия колесного движителя со снежным покровом Поэтому проб тема повышения проходимости колесных машин по снегу весьма актуальна
Цель работы. Повышения проходимости колесных машин по снегу на основе экспериментатьно-теоретических исследований системы « снежное полотно пути - машина»
Научная новизна Разработана математическая модель взаимодействия колесных машин со снежным пототном пути, имеющим структурные неоднородности с учетом режимов работы колесного движителя, а также с испотьзованием уравнений взаимосвязи параметров снега
На базе комплексного изучения системы «колесная машина-снежное полотно mm» пол>чипа дальнейшее развитие теория взаимодействия колесного движителя со сііеіом Вьіявіен характер процессов, протекающих при вертикальной деформации сне-іл цилиндрической поверхностью теоретически получена и экспериментально проверена зависимость деформации снега от величины нагрузки на колесо и высоты снежного покрова обоснован выбор расчетных параметров снега для оценки проходимости ко-тссных машин Разработаны алгоритм вычислительная программа и методика расчета си 1Ы сопротивчения движению включающей в себя сил} сопротивления, обусловленное іеформапией снежного почотна пути колесом машины, силу сопротивления от )кскаваиио111ю-б}льдозерны\ эффектов сипу сопротивчения, обусловленную взаимо-іеисівисм днища корпчеа и элементов шасси со снежным покровом Предложен критерии позволяющий оцениваїь проходимость машины с учетом физико-механических снопа в ciicia парамеїров движителя и моторно-трлисмиссионной }становки
Проведен сравни[ельныи анализ проходимости по снегу колесных машин с рлзтичными копстр.меционными параметрами шасси и движителя и при использовании ере [сів повышения проходимости
Объекты исследования На разных этапах работы в качестве объектов исследования выбирались коїесньїе машины ВАЗ-2121 УАЗ-3151, ГАЗ-3308, ГАЗ-2930, Ура 1-4320 Г-150К К-701
Обцщя методика исследований При проведении теоретических исследовании испотьзованы методы механики грчнтов аплтптической механики, численные мені u.i решения систем нетинейных }равнений и методы математического модетирова-ння Ксперимепгатьные исстедования проводитись на серийных машинах, опытных образцах счетах а также на снециатыю созданных установках с использованием современных шмершетьных ередсів
Основные положения, выносимые на защиту
Из теоретических разработок - закономерности формирования снежного покрова с неоднородной стр\кі}рои взаимосвязи свойств снежного массива, математическая мо їсть взаимо действия котесного движителя со снежным покровом с учетом раз-р}шсння снежного массива расчетные параметры снега и критерий проходимости ко іесньїх машин по спег\
Из на\ чно-мегодических разрабоюк - метод расчета и экспериментатыю-іеореіически обоснованный выбор параметров ходовой части и средств повышения проходимости колесных, машин по снегу
Из пл\чію-іехнических разработок - обоснованные по результатам исследований пракіичсские рекомендации направленные на повышение проходимости колесных машин по снеі\ созданные по резутьтатам исследований образцы машин, новые консірчкі нвные решения и практические рекомендации
Достоверность результатов Проведенный на серийных машинах, опытных образцах стендах и }становках комплекс экспериментальных исследований подтвердил основные теоретические потожения и разработки
Практическая ценность Представленные в работе математическая модель и меюдика расчета позвотяют произвести оцеик} проходимости колесных машин по сне-i\ нлмеппь п\ їй ее повышения а также обосновать применение того или иного средина повышения проходимости с точки зрения рациональною использования несущей способное і и снежпої о массива
Реализация работы Результаты экспериментально-теоретических исследовании по іеме диссертации внедрены в НИИ транспортных машин и трапепортно-1
технологических комплексов при НГТУ ЗАО «Завод вездеходных машин» ОАО «ГАЗ» ОАО «Санкт-Петербургский тракторный завод» НКСК «Метачлсіройкопсірчк-ция», АО «Оройинвест», в Управлении автомагистрали Москва - II Новтрод и попользуются в ччебном процессе на кафедрах «Автомобичи и іракторьі» и «Сіроиіс п,-ные и дорожные машины» НГТУ Результаты работ вошти в монографии Прохош-мость колесных машин по снегу (М Изд-во МГТУ им II Э Баумана 2006 - 23 U ) ' Теория передвижения котеспых чшшин по снегу (М Изд-во МГТУ им ПО Бач мана 2006 -240 с )
Апробация работы Работа докладывалась на научно-технических семинарах кафедры «Строительные и дорожные машины » (Н Новгород 2003 - 2006 гг ) па чіеж-дународной научно-практической конференции (г Санкт-Петербург 1997 г) i\d международной конференции «Прогресс транспортных средств и систем» (і Воттоіраї 1999г) на всероссийской научно-технической конференции «Актуальные проб ієчіьі транспортно-дорожного комптекса России» (г Сочи 1999 г ) на международной научно-технической конференции «Проблечіьі проем ировапия, испытаний эксгпуатацпи и маркетинга авютракторной техники двигателей внутреннею сгорания с грон і с іі.но-дорожных машин транспорт но-технологических кочіплексов и вездехо юн» (ННовюрод 2000 г), на пятой российской научно-технической конференции «Прогрессивные техночоши в транспортных системах» (г Оренбчрг 2001 г) на II междч народной научно-технической конференции «Проблечіьі качества и зкептулиции автотракторных средств» (г Пенза 2001 г) Всероссийской научно-технической конференции «Транспоршо-технологические машины» (Н Новгород 2004 г) международной научно-технической конференции «Проектирование, испытания з-кспіуатация гранспорі-ных машин и гранспортно-технологических комплексов» (II Новгород 2005г) па 4-очі Международном Автомобильном Научном Форуме (МАНФ) «Научные консірукюр-ские и техно югические достижения отечественного авточюбнлестроения» (Москва 2006г) на научном сечшнаре кафедры «Колесные машины» МГТУ им НЭ Бач мана «Проектирование колесных машин» (Москва 2006г)
Публикации По теме диссертации опубликованы 2 монографии 31 наччпая работа
Структура и объем работы Диссертация состоит из введения чеіьірех і тав основных результатов и выводов приложений Изложена на 306 страницах кочіпьюіер-ного текста содержит 80 рисунков список испотьзованных источников — 281 наичісно-вание
