Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Транспортно-технологическое обеспечение АПК 13
1.1 Анализ использования транспортных средств в технологии возделывания и уборки сельскохозяйственных культур 13
1.2 Роль автомобильного транспорта в транспортно-технологическом обеспечении АПК 21
1.3 Использование автомобильного транспорта в международных и межрегиональных перевозках 39
1.4 Методы и модели оптимизации транспортно-технологического процесса 45
1.5 Пути повышения тягово-сцепных свойств автомобилей 68
1.6 Выводы и задачи исследований 82
Глава 2. Теоретическое обоснование транспортно-технологического обеспечения АПК
2.1 Концепция формирования энергетических затрат в транспортно-технологическом процессе 85
2.2 Энергетическая оценка транспортно-технологического обеспечения производства сельскохозяйственных культур
2.2.1 Энергетическая оценка технологического процесса перевозок грузов сельскохозяйственного назначения по схеме «комбайн -автомобиль - заготовительный пункт» 93
2.2.2 Энергетическая оценка технологического процесса перевозок грузов сельскохозяйственного назначения по схеме «заготовительный пункт - автомобиль - потребитель» 1 2.3 Пути снижения полных удельных энергозатрат за счет оптимизации скорости движения 101
2.4 Оптимизация транспортно-технологического обеспечения при внесении удобрений на поля 105
2.5 Выводы по второй главе 108
Глава 3. Повышение тягово-сцепных свойств автомобиля на транспортных работах 109
3.1 Повышение тягово-сцепных свойств автомобиля за счет перераспределения сцепного веса 109
3.2 Влияние тросопневматических тягово-догружающих устройств на тягово-сцепные свойства автомобиля 114
3.3 Определение основных параметров тросопневматических тягово-догружающих устройств 119
3.4 Синтез тросопневматических тягово-догружающих устройств по заданным геометрическим параметрам 125
3.5 Динамический анализ дополнительно устанавливаемых тросопневматических тягово-догружающих устройств 129
3.6 Исследование опорных реакций прицепных систем автопоездов с дополнительно устанавливаемыми тросопневматическими тягово догружающими устройствами 133
3.7 Выводы по третьей главе 150
Глава 4. Программа экспериментальных исследований 152
4.1 Задачи экспериментальных исследований 152
4.2 Объекты исследований и условия проведения экспериментальных исследований 153
4.3 Средства измерений 159
4.3.1 Контрольные устройства 161
4.3.2 Исполнительные устройства 161
4.3.3 Сети передачи информации, используемые в системе ГЛОНАСС и GPS 161
4.3.4 Центральный сервер - спутниковой системы ГЛОНАСС и GPS мониторинга транспорта 162
4.3.5 Программное обеспечение спутниковой системы ГЛОНАСС и GPS мониторинга транспорта 163
4.4 Методы контроля расхода топлива 165
4.5 Методика проведения хронометражных наблюдений 166
4.6 Методика определения коэффициента качения грузовых транспортных средств 167
4.7 Методика применения тросопневматического тягово-догружающего устройства на прицепных системах транспортных
средств 168
4.8 Методика экспериментальных исследований тягово-сцепных свойств транспортных средств 170
4.8.1 Измерение тягового усилия 172
4.8.2 Измерение дополнительной нагрузки на ведущие колеса транспортного средства 174
4.8.3 Измерение частоты вращения ведущего колеса транспортного средства 176
4.9 Математическая обработка экспериментальных данных 177
4.9.1 Оценка точности измерений 177
4.9.2 Статистическая обработка экспериментальных данных 179
Глава 5. Влияние сезонных условий на процесс формирования энергетических затрат в транспортно-технологическом обеспечении АПК 183
5.1 Математическая модель влияния температуры окружающего воздуха на энергетические затраты в транспортно-технологическом обеспечении АПК 183
5.2 Математическая модель влияния среднетехнической скорости движения на энергетические затраты в транспортно-технологическом обеспечении АПК 190
5.3 Исследование влияния тросопневматического тягово-догру жающего устройства на коэффициент сопротивления качению грузовых автомобилей 194
5.4 Результаты экспериментальных исследований по увеличению проходимости колесных автопоездов с прицепными системами 203
5.5 Математическая модель влияния типа и категории дорог на энергетические затраты в транспортно-технологическом обеспечении АПК 207
5.6 Математическая модель влияния количества перевозимого груза на энергетические затраты в транспортно-технологическом обеспечении АПК 213
5.7 Многофакторные математические модели влияния условий эксплуатации на энергетические затраты в транспортно-технологическом обеспечении АПК 217
5.8 Выводы по пятой главе 229
Глава. 6. Оценка энергозатрат в транспортно-технологическом обеспечении АПК 232
6.1 Анализ энергозатрат в транспортно-технологическом обеспечении с использованием коэффициентов значимости 232
6.2 Оптимизация энергозатрат в транспортно-технологическом обеспечении по скорости движения транспортного средств 240
6.3 Пути снижения энергозатрат в транспортно-технологическом обеспечении по массе перевозимого груза 245
6.4 Оптимизация энергозатрат в транспортно-технологическом обеспечении по типу и состоянию дорог
6.5. Оптимизация энергозатрат за счет рационального расположения пунктов хранения удобрений 250
6.6. Определение оптимальных областей применения автомобилей различных типоразмеров 255 6.7 Оценка транспортных потоков в транспортно-технологическом процесс 258
6.7.1 Анализ транспортных потоков на нерегулируемом перекрестке 258
6.7.2 Анализ транспортных потоков мостового перехода через р. Зея 267
6.8 Экономическая оценка оптимизации использования транспортных 275
средств в АПК
6.9 Основные результаты и выводы 303
Литература
- Роль автомобильного транспорта в транспортно-технологическом обеспечении АПК
- Энергетическая оценка технологического процесса перевозок грузов сельскохозяйственного назначения по схеме «комбайн -автомобиль - заготовительный пункт»
- Синтез тросопневматических тягово-догружающих устройств по заданным геометрическим параметрам
- Сети передачи информации, используемые в системе ГЛОНАСС и GPS
Роль автомобильного транспорта в транспортно-технологическом обеспечении АПК
Перевозка автомобильным транспортом сельскохозяйственных грузов в Амурской области занимает значительную часть от общего объёма перевезённого груза, о чём свидетельствуют данные, приведённые на рисунке 1.9. Перевозка грузов несельскохозяйственного значения неравномерна: если в 2009 году перевезено 879,3 тыс. тонн, то в 2012году объем составил 3473,1 тыс. тонн. Однако в 2013 году наблюдается значительное снижение - до 1826 тыс. тонн эта тенденция не изменилась и в 2014 году (Рисунок 1.9). В тоже время перевозка сельскохозяйственных грузов планомерно увеличивается из года в год, с 348,1 тыс. тонн в 2009 до бОЗтыс. тонн в 2014 году (Таблица 1.2). Данное обстоятельство связано с увеличением производства и реализации сельскохозяйственной продукции [89,116].
На рисунке 1.10. представлена структура перевозимых сельскохозяйственных грузов автомобильным транспортом за 2014 год, из которого следует, что основными видами сельскохозяйственной продукции, перевозимой автомобильным транспортом в Амурской области, являются соя и зерновые культуры: их долю приходится 42,7% и 30,4% соответственно.
Проанализировав работу автомобильного транспорта в Амурской области, можно сделать вывод, что с каждым годом грузоперевозки автомобильным транспортом увеличиваются, а доля перевозимых сельскохозяйственных грузов возрастает и варьируется от 15 до 37 % с 2010 по 2014 год. Неравномерность перевозок грузов сельскохозяйственного значения за рассматриваемый период времени связана с изменением урожайности сельскохозяйственных культур и возрастанием доли перевозок грузов несельскохозяйственного значения в связи со строительством нефтепровода «Восточная Сибирь - Тихий океан».
Важным направлением хозяйственной деятельности Амурской области является производство сельскохозяйственной продукции, в частности, зерновых культур и сои. В регионе валовые сборы основных сельскохозяйственных культур по категориям хозяйств в 2014 году составили 1 млн. тонн сои и 500 тыс. тонн зерна (Рисунок 1.11) [19].
Валовые сборы основных сельскохозяйственных культур Амурской области Для производства данных культур разработаны технологии, отвечающие биологическим особенностям возделываемых культур, природным условиям зон. Как известно, получение высокого урожая во многом зависит от своевременного проведения основных сельскохозяйственных работ. При этом немаловажная роль по доставке посевного материала и удобрения, а также вывозу убранного урожая отводится автомобильному транспорту.
Выполнение всего объема сельскохозяйственных работ очень сильно зависит от состояния автодорог. В целом, если проследить динамику развития автомобильных дорог общего пользования в Амурской области, то с 1985 по 2014 год общая протяженность дорог увеличилась с 5552 до 15252,2 км, в том числе доля дорог с твердым покрытием - с 4576 до 6021 км, а грунтовых - с 976 до 144 км. Процент дорог с твердым покрытием увеличился на 15,3%, а дорог с усовершенствованным покрытием на 12,2%, при этом процент грунтовых дорог уменьшился всего 5%. Немаловажную роль в оптимизации использования автомобильного транспорта в АПК влияет категория дорог, по которым они эксплуатируются (Таблица 1.4) [19].
Анализ представленных графиков позволяет сделать следующие выводы. Температура воздуха в течение года колеблется от -40СС зимой до 35СС летом (рис. 1.13). Наибольшее количество осадков выпадает в мае-сентябре - в период проведения основных сельскохозяйственных работ (Рисунок 1.14). Согласно данным, приведенным на рисунке 1.15, наибольшее число дней с сильным ветром (V 15 м/с) наблюдается в апреле-мае, т.е. когда проходят основные работы, связанные с подготовкой и посевом зерновых культур. Высота снежного покрова в северных районах Амурской области может достигать более 30 см. Наибольшее количество снега выпадает в ноябре - январе (рис. 1.16), в то время, когда происходит реализация полученного урожая.
Таким образом, основные неблагоприятные сезонно-климатические условия приходятся на период подготовки и проведения основных сельскохозяйственных работ. Для выявления влияния данных факторов определены уравнения регрессии, которые позволят более точно учитывать влияние данных факторов на оптимальное использование автомобильного транспорта. Для выявления влияния данных факторов определим уравнения регрессии, которые наиболее точно описывают данные зависимости.
Исследуем колебания величины температуры воздуха от времени года и определим уравнение, которое наиболее точно описывает данную зависимость. Методом регрессионного анализа установим форму зависимости между переменными, оценим функцию регрессии и прогноз значений зависимой переменной.
Энергетическая оценка технологического процесса перевозок грузов сельскохозяйственного назначения по схеме «комбайн -автомобиль - заготовительный пункт»
Одним из основных тяговых параметров проходимости автомобиля является его удельная мощность (кВт/т), представляющая собой отношение максимальной мощности двигателя к полной массе автомобиля [44]. Поэтому чем выше удельная мощность, тем лучше проходимость автомобиля. Результаты экспериментальных исследований показали: для грузовых автомобилей ограниченной проходимости удельная мощность составляет 5... 12 кВт/т, тогда как для автопоездов должна быть не менее 5,15 кВт/т. Однако, по мнению Ю.Г. Горшкова М.С. Дмитриева, И.Н. Старунова [22], повышение мощности двигателя приводит к увеличению геометрических размеров самой машины и её общего веса. Увеличение указанных параметров приводит к перерасходу топлива по сравнению с серийными машинами, что оказывает влияние на их общую эффективность.
При использовании независимой или балансирной подвески колеса автомобиля лучше приспосабливаются к неровностям поверхности, тем самым, повышая проходимость автомобиля. Применение таких подвесок исключает отрыв колес от грунта при движении автомобиля по пересеченной местности [45].
Увеличение сцепного веса автомобиля может быть достигнуто за счет увеличения числа ведущих колес, применением механизмов блокировки дифференциала, самоблокирующихся дифференциалов, балласта.
Увеличение числа ведущих колес повышает сцепной вес, поскольку дает возможность реализовать для сцепления с дорогой практически весь вес автомобиля, при этом ведущее колесо способно преодолевать вертикальное препятствие.
Одним из наиболее перспективных направлений повышения сцепных качеств пневматических шин являются разработки в области блокировки дифференциала. Данной проблеме посвящены труды Л.И. Буянова [41,42], Ю.Г. Горшкова [69-72], В.И. Кнороза [165], Л.М. Шульгина [305, 306] и многих других. К уменьшению тягово-сцепных свойств автомобиля, по мнению автора [42] приводит применение конического симметричного дифференциала поскольку крутящийся момент между ведущими колесами распределяется поровну, а тяговая сила на них определяется колесом с меньшим сцеплением. Суммарная тяговая сила на ведущих колесах возрастает на 4...6% в случае использования конического дифференциала, работа которого основана на использовании силы трения, которая позволяет передавать больший крутящий момент на небуксующее колесо и меньший на буксующее. Поэтому червячный и кулачный дифференциалы увеличивают проходимость, т.к. являются дифференциалами повышенного трения. Согласно проведенным исследованиям, суммарная тяговая сила на ведущих колесах при их применении возрастает на 10...15%. Использование блокируемых дифференциалов позволяет значительно повысить тягово-сцепные свойства автомобиля за счет увеличения суммарной тяговой силы на ведущих колесах на 20.. .25% [42].
Исследованию путей повышения тягово-сцепных свойств автомобилей за счет улучшения эффективности взаимодействия элементов системы «дифференциал - пневматический колесный движитель - несущая поверхность» (Д-ПКД-НП) посвящены работы Ю.Г. Горшкова [68,69,70]. Для снижения отрицательного последствия буксования, колееобразования, потерь гистерезиса, гидроскольжения, циркуляции паразитной мощности и т.д. при работе колесных машин на основе многочисленных экспериментальных и теоретических исследований обоснованы оптимальные параметры элементов системы Д-ПКД-НП. Автором предложены методика и приборы, позволившие впервые определить раздельное и совместное буксование ведущих колес, а также гистерезисные потери мощности в шинах на любых заданных отрезках пути и за любой промежуток времени работы машины. Ю.Г. Горшковым разработана конструкция механизма автоматической блокировки дифференциала, позволяющая повысить тягово-сцепные свойства и проходимость транспортных машин сельскохозяйственного назначения. Автором установлено: КПД дифференциала зависит от радиуса кривизны траектории при движении колесной машины, ширины ее колеи, степени раздельного буксования ведущих колес, определяющей величину внутреннего трения в дифференциале. В результате экспериментальных исследований выявлено, что снижение КПД простого шестеренчатого дифференциала может достигать 46% в тяжелых дорожных условиях (размытые грунтовые и полевые дороги, глубокий снег, липкая пахота на черноземе). Применение автоматической блокировки дифференциала и оптимизация давления воздуха в шинах (централизованная подкачка воздуха в шинах) позволят, по мнению автора, повысить КПД в исследуемых случаях.
Вместе с тем, сложность конструкций существующих блокирующих устройств и высокая стоимость ограничивают область их применения. Поэтому наиболее перспективными разработками являются создание недорогих конструкций автоматической блокировки шестеренчатого дифференциала, позволяющих улучшить тягово-сцепные качества колесных машин в условиях сельскохозяйственного производства.
Разработкой параметров автоматического устройства для блокировки шестеренчатого дифференциала, работающего на принципе тангенциальных сил инерции, позволяющего улучшить тягово-сцепные и динамические свойства машин, посвящены работы И.С. Житенко [116-119]. На основе экспериментальных исследований выявлена зависимость чувствительности включения блокирующего механизма от угловых ускорений ведущих колес и состояния несущей поверхности. В сложных дорожных условиях конструкция блокировки не ухудшает основного свойства шестеренчатого дифференциала. Автор утверждает, что введение в трансмиссию разработанного автором автоматической блокировки повышает тормозные качества колесной машины при ее экстренном торможении. По результатам экспериментальных исследований установлено, что касательная сила тяги на ведущих колесах автомобиля ЗИЛ-130, оборудованного автоматической блокировкой дифференциала, на поверхностях с малой несущей способностью и скользких дорогах в 1,5...2,5 раза больше, чем у серийного автомобиля. Время разгона автомобиля ЗИЛ-130, оборудованного механизмом автоматической блокировки дифференциала, по сравнению с серийным автомобилем в зависимости от типа несущей поверхности, сокращается в среднем на 16... 40%.
Наряду с этим, по мнению Ю.Г. Горшкова, И.Н. Старунова, А. А. Калугина, М.А. Белоусова [73] использование различных блокирующихся дифференциалов усложняют конструкцию колёсных машин, ухудшают их экономичность.
Синтез тросопневматических тягово-догружающих устройств по заданным геометрическим параметрам
Анализируя формулу (3.8), можно сделать вывод, что для улучшения динамического фактора необходимо повышать коэффициент нагрузки задних колес автомобиля. Это особенно важно учитывать для дорог с меняющимся коэффициентом сцепления. Наряду с этим, для повышения эффективности эксплуатации автомобильного транспорта используются прицепы, что, в конечном итоге дает возможность увеличить объем грузоперевозок [136, 147, 205].
Применительно к нашему исследованию возможность увеличения нагрузки на ведущие задние колеса осуществляется за счет кратковременного перераспределения части веса приходящегося на прицеп. В то же время при повышении коэффициента нагрузки задних колес автомобиля необходимо учитывать, что данное увеличение коэффициента нагрузки задних колес ограничивается тем, что это напрямую влияет на управляемость, а, следовательно, на безопасность движения. Поэтому для перераспределения нагрузки необходимо использовать специальные устройства. Данные устройства включаются в работу только по мере необходимости: в связи со снижением значения коэффициента сцепления колес с почвой.
В условиях Амурской области коэффициент сцепления движителя (колеса) с дорогой является определяющим характеризующим условия эксплуатации автомобиля. В общем случае сцепной вес автомобиля состоит из двух составляющих: веса самого автомобиля и веса перевозимого груза.
Так как, согласно техническим характеристикам, эти два показателя заранее известны, следовательно, в условиях меняющегося состояния дороги на первый план выходит коэффициент сцепления Ркср = (Рсц бсц Рк (3-9) Исходя из вышесказанного, можно сделать вывод, что при планировании транспортно-технологического обеспечения АПК необходимо учитывать коэффициент сцепления через естественно-производственные условия:
Поэтому при планировании транспортно-технологического обеспечения необходимо ввести коэффициент, учитывающий состояние дорог в зависимости от условий эксплуатации. Для Амурской области в зависимости от времени эксплуатации одна и та же дорога может иметь коэффициент сцепления от 0,3 до 0,75.
В общем случае коэффициент состояния дороги в зависимости от условий эксплуатации можно определить следующим образом:
За коэффициент сцепления нормального состояния дороги примем дорогу, у которой данный коэффициент наибольший.
Таким образом, в реальных условиях эксплуатации, особенно с меняющимся коэффициентом сцепления, касательная сила тяги автомобиля по сцеплению должна определяться с учетом коэффициента состояния дорог и силы, увеличивающей сцепной вес на ведущие колеса автомобиля, в случае использования вспомогательных устройств для прицепных систем где R - дополнительная сила, возникающая за счет использования вспомогательных устройств для прицепных систем.
Поэтому при работе автомобилей в условиях бездорожья, временного ухудшения дорожного покрытия, повысить касательную силу тяги Рк возможно за счет применения в прицепных системах дополнительно устанавливаемых устройств, что позволит сохранить значения показателей тягово-сцепных свойств, соответствующих обычным условиям эксплуатации.
Влияние тросопнеематических тягово-догружающих устройств на тягово-сцепные свойства автомобиля
Для увеличения проходимости и повышения производительности колёсных автопоездов с прицепными системами при движении по скользкой дороге, бездорожью установим на прицеп тягово-догружающее устройство, между передним мостом прицепа и прицепным устройством, соединяя его с пневматической системой автомобиля. Принципиальная схема транспортного средства с ТТДУ представлена на рисунке 3.2 [Приложение А]. Рассмотрим систему сил, действующих на автомобиль при использовании вспомогательного устройства.
Для определения сил, действующих на транспортный агрегат с учетом ТТДУ, составим схему сил (Рисунок 3.3). При решении данной задачи воспользуемся принципом Германа-Эйлера-Даламбера, согласно которого для несвободной механической системы в любой момент времени геометрическая сумма равнодействующих реакций связи и сила инерции для каждой точки механической системы равна нулю [275].
В нашем случае примем связи стационарными, т.е. не изменяющимися по времени [25]. Для нахождения сил, действующих в точке А, согласно данного принципа, необходимо отбросить опору, заменив ее на реакцию, численно равной искомой величине R. Расчетная схема для определения реакции R в шарнире сцепки приведена на рисунке 3.4.
Таким образом, создавая дополнительную нагрузку Т на прицепное устройство, можно увеличить сцепной вес на ведущие колеса автомобиля. Анализируя выражение (3.18), можно отметить, что величина R зависит от дополнительной нагрузки Т, угла приложения дополнительной нагрузки «а» и точки приложения, т.е. величины І2. В данном выражении длина 1\ остается постоянной, так как это габаритный размер прицепного устройства. Влияние вышеперечисленных параметров на величину дополнительной нагрузки на ведущие колеса автомобиля представлено на рисунках 3.5 и 3.6.
Анализ полученных графиков показывает, что значение силы реакции R можно увеличить за счет повышения угла и увеличения расстояния до точки приложения дополнительной нагрузки. Из двух факторов на увеличение силы реакции R наибольшее влияние оказывает повышение угла наклона дополнительной нагрузки по сравнению с увеличением расстояния до точки приложения дополнительной нагрузки. Для прицепа НЕФ A3 8560-02 рациональное значение данных параметров составляет: угол а=20- 30; длина /2=6,58м. Таким образом, использование тягово-догружающего устройства позволяет повысить сцепной вес, приходящийся на задние ведущие колеса на величину R и, как следствие, улучшить тягово-сцепные свойства автомобиля на транспортных работах.
Сети передачи информации, используемые в системе ГЛОНАСС и GPS
Значения коэффициента сопротивления качению f в конкретных условиях эксплуатации транспорта определяются характеристиками используемых на автомобиле шин, особенностью конструкции его подвески и характеристиками дорожного покрытия. Поэтому коэффициент сопротивления качению /учитывает не только состояние и тип дорожного покрытия, но и конструктивные особенности автомобиля.
С точки зрения теории приспособленности, для решения практических задач необходимо разграничивать часть затрат энергии, которая связана непосредственно с конструкцией шин и автомобиля, и часть энергии, затрачиваемую на преодоление сопротивления качению дороги [89, 245, 246]. Поэтому полный коэффициент сопротивления качению состоит из двух частей: где fa - коэффициент сопротивления качению, характеризующий особенности конструкции шин и подвески автомобиля; f - коэффициент сопротивления качению, характеризующий особенности дорожного покрытия, по которому движется транспортное средство.
Таким образом, на твердых дорогах с асфальтобетонным покрытием коэффициент сопротивления качению f характеризует внутренние потери в системе колесного движителя автомобиля в условиях пренебрежимо малых необратимых деформаций дороги. Поэтому для дорог с асфальтобетонным покрытием коэффициент сопротивления качению, характеризующий особенности дорожного покрытия, по которому движется транспортное средство f обращается в ноль. Необходимо учитывать, что при изменении скорости движения автомобиля в интервале 0...50 км/ч коэффициент сопротивления качению изменяется незначительно, и его можно считать постоянным в указанном диапазоне скоростей. При увеличении скорости движения транспортного средства коэффициент сопротивления качению f увеличивается за счет возрастания затрат энергии, связанных непосредственно с конструкцией шин и автомобиля, при этом значения коэффициента/) остаются постоянными.
Для определения влияния на коэффициент сопротивления качению дополнительно устанавливаемого тросопневматического тягово-догружающего устройства на прицепных системах автомобилей КамАЗ с прицепом НЕФАЗ 8560-02 были проведены сравнительные испытания, результаты которых представлены в таблице 5.6.
Таблица 5.6 - Результаты экспериментального исследования движения по инерции автомобиля КамАЗ-45143 с прицепом НЕФАЗ 8560-02 при установленном ТТДУ (масса груза 19800 кг) Тип и состояние поверхности дороги Коэффициент сопротивления качению/ Коэффициент сопротивления качениюЛ Асфальтобетонная дорога 0,019±0,00085 Асфальтобетонная дорога, мокрая 0,023±0,0011 0,004 поверхность (слой снега до 1 см). Гравийно-щебеночная дорога 0,028±0,0014 0,009 Гравийно-щебеночная дорога, мокрая поверхность (слой снега до 1 см). 0,032±0,0016 0,013
Анализ результатов измерений, представленных в таблицах 5.5-5.6, показал, что при использовании ТТДУ на прицепных системах автомобилей, коэффициент сопротивления качению fa возрастает за счет увеличения нагрузки на ведущие колеса автомобиля, тогда как коэффициенты сопротивления качению f, практически совпадают при включенном и выключенном устройстве для исследуемых видов и состояний дорожного покрытия.
Результаты экспериментальных исследований по увеличению проходимости колесных автопоездов с прицепными системами
Для повышения проходимости автопоездов с прицепными системами по дорогам с меняющимся коэффициентом сцепления необходимо увеличивать касательную силу тяги по сцеплению за счет повышения сцепного веса на ведущие колеса автомобиля, поставленная задача достигается путем постановки на прицеп ТТДУ. С этой целью были проведены экспериментальные исследования по определению влияния ТТДУ на ведущие колеса автомобиля за счет перераспределения нагрузки с колес осей прицепа на сцепное устройство.
Исследуем движение автомобиля с прицепом без груза по дорогам с меняющимся коэффициентом сцепления. Сцепной вес на ведущие колеса автомобиля Камаз-45143 с прицепом НЕФАЗ-8560-02 при выключенном тросовом тягово-догружающем устройстве составляет: теоретический -52215 Н; экспериментальный - 52248 Н.
Для определения оптимального расстояния крепления проушины тросовой силовой связи до сцепного устройства были проведены экспериментальные исследования (Рисунок 5.9). Анализ экспериментальных данных показал (Рисунок 5.10), что с увеличением силы натяжения троса ТТДУ сцепной вес на ведущие колеса возрастает линейно, что подтверждается полученной теоретической зависимостью во второй главе. Так, при увеличении силы натяжения троса от 1 кН до 35 кН сцепной вес на ведущие колеса автомобиля при движении автопоезда без груза возрастает с 53 кН до 77 кН соответственно, что составляет 45%.
Таким образом, использование ТТДУ при движении автомобиля с прицепом до пункта погрузки позволит повысить касательную силу тяги по сцеплению в 1,5 раза, что соответствует коэффициенту состояния дороги Ксд =0,67.
При перевозке грузов сельскохозяйственного назначения целесообразно использовать автопоезд в составе автомобиля-самосвала КамАЗ-45143 и прицепа НЕФ A3 8560-02, что позволит доставлять груз до 20 тонн потребителю. При выключенном тросовом тягово-догружающем устройстве сцепной вес на ведущие колеса автомобиля составляет: теоретический - 183284,4 Н; экспериментальный - 183291,2 Н.
Для увеличения касательной силы тяги по сцеплению в 1,2 раза (20%) при трогании с места автопоезда с грузом или при преодолении повышенных сопротивлений на скользкой дороге необходимо увеличить силу натяжения троса с 1кН до 45 кН, что позволяет сделать разработанное тросовое тягово-догружающее устройство (Рисунок 5.11). к к