Введение к работе
Актуальность проблемы. Удельный вес транспортных работ в годовой занятости колесных тракторов достаточно велик, в частности для тракторов класса 1.4 он достигает 50% и более, однако при выполнении этого вида работ коэффициент загрузки двигателя тракторов не превышает 20...50%. Причиной тому - несоблюдение требований безопасности движения, вследствие неудовлетворительной устойчивости прямолинейного движения, накладывающей ограничение на увеличение грузоподъемности прицепа и скорости движения.
Одним из наиболее перспективных способов решения возникшей проблемы является применение полноприводных тракторных агрегатов, что дает возможность не только повысить тягово-сцепные качества агрегата, но и, при соответствующем распределении мощности между движителями трактора и прицепа, позволяет обеспечить безопасные условия эксплуатации такого рода агрегатов и снять существующие ограничения на увеличение грузоподъемности прицепа и скорости движения. Такое решение проблемы имеет большое народнохозяйственное значение, поскольку направлено на повышение темпов роста эффективности транспортных перевозок в целом.
Известные методы и приемы проектирования шарнирно-сочлененных полноприводных тракторных агрегатов не отвечают на вопросы обеспечения безопасности их движения в полной мере. В этой связи создание обобщенных математических моделей, описывающих взаимодействие звеньев агрегата между собой и опорной поверхностью, а также разработка и обоснование обобщенных приемов и методов проектирования, позволяющих на ранней стадии получить выходные характеристики движения полноприводных агрегатов, является актуальной народно-хозяйственной и научной проблемой.
Целью исследований является повышение эффективности и безопасности использования полноприводных тракторных транспортных агрегатов (ПТТА) путем улучшения устойчивости движения за счет раиионального распределения мощности между ведущими осями.
Предметом исследований является процесс прямолинейного движения шарнирно-сочлененных колесных полноприводных тракторных агрегатов и способы повышения эффективности и безопасности их работы.
Научная новизна состоит в развитии теория движения колесных шарнирно-сочлененных полноприводньгх тракторных транспортных агрегатов с целью поиска
рациональных параметров их конструкции и закономерностей управления распределением мощности двигателя трактора между движителями агрегата, позволяющих обеспечить безопасные условия движения.
Научное и практическое значение результатов исследований. Проведенные исследования позволяют на раннем этапе проектирования определить рациональные параметры распределения мощности двигателя трактора между движителями полноприводных тракторных транспортных агрегатов при которых обеспечивается их безопасное движение (удовлетворяются требования к устойчивости движения) и решить обратную задачу по расчету рациональных параметров их конструкции. На основе полученных зависимостей и закономерностей могут быть определены ограничения и исходные параметры, необходимые для проектирования и работы автоматизированных систем регулирования и управления распределением мощности двигателя между движителями полноприводного тракторного агрегата. Результаты исследований могут быть использованы конструкторскими организациями и научно-исследовательскими институтами занятыми проектированием, разработкой и совершенствованием автотракторной техники.
На основании поставленной цели исследования на защиту выносятся следующие основные положения:
постановка проблемы повышения эффективности использования полноприводных транспортных тракторных агрегатов и обоснование путей ее решения;
научные положения по выбору рациональных параметров распределения мощности двигателя трактора между движителями полноприводного тракторного транспортного агрегата с учетом требований по безопасности движения;
математические модели движения и расчетные схемы основных типов полноприводных тракторных транспортных агрегатов;
комплекс мер по повышению безопасности и устойчивости движения полноприводных тракторных транспортных агрегатов при увеличении скорости движения и грузоподъемности;
результаты статистической обработки лабораторных и полевых испытаний опытных образцов полноприводных агрегатов.
Научные исследования проведены на кафедре "Тракторы и автомобили" Челябинского агроинженерного университета в творческом содружестве с кафедрой "Тракторы и автомобили" Института агроэкологии ЧГАУ в соответствии с планом научно-исследовательских работ по теме N01860022331 "Повышение эффективности использования
установленной мощности двигателя сельскохозяйственного трактора в условиях эксплуатации".
Апробация работы. Отдельные вопросы диссертации доложены, обсуждены и одобрены на научно-технических конференциях ЧГАУ (г. Челябинск, 1990... 1998 гг.), на XXXIII научной конференции Свердловского СХИ (г. Екатеринбург), па VIII научно-практической конференции НПО "Целинсельхозмеханизация" (г. Кустанай), на 50 юбилейной научно-технической конференции Южно-Уральского государственного университета (г. Челябинск), на научно-технической конференции Челябинского высшего военного автомобильного инженерного училища (г. Челябинск), на заседании V секции "Система машин и механизмов в агропромышленном производстве" выездного заседания Президиума Россельхозакадемии "О разработке и освоении региональных систем ведения агропромышленного производства (опыт, результаты)" б августа 1998г. (г. Челябинск).
По основным направлениям исследований опубликовано 39 научных работ. Основные положения диссертации содержатся в работах, список которых приведен в конце автореферата. При научном консультировании автора защищена кандидатская диссертация. По материалам научных исследований опубликован конспект лекций "Влияние конструкции и условий эксплуатации на устойчивость и управляемость автомобилей, колесных тракторов и МТА на их базе", предназначенный для студентов вузов, слушателей ФПК, инженерно-технических работников и преподавателей техникумов и профтехучилищ.
Результаты исследований рассмотрены наНТС при Региональном комитете по сельскохозяйственному машиностроению Ассоциации экономической взаимопомощи областей Уральского региона и приняты к внедрению на ОАО "Уралавтоприцеп" и АО "УралАЗ", Отделом организации дорожного движения и дорожной инспекции ГАИ УВД Челябинской области.