автореферат диссертации по транспорту, 05.22.10, диссертация на тему:Методика разработки технико-эксплуатационных требований к грузовому автомобилю (на примере обоснования рациональной величины запаса хода, грузоподъёмности, топливной экономичности, вместимости ГЕА ЗИЛ 4x2 на СПГ)

Министерство транспорта Российской Федерации Государственный научно-исследовательский институт автомобильного транспорта (НИШ)

На правах рукописи Еольман Марк Борисович

УДК 555.13 "313"

МЕТОДИКА РАЗРАБОТКИ ТЕХНИКО-ЭКСПЛУАТАЦИОННЫХ ТРЕБОВАНИЙ

К ГРУЗОВОМУ ГАЗОЕАЛОННОМУ АВТОМОБИЛЮ .. (на примере обоснования рациональной величины запаса хода, грузоподъемности, топливной экономичности, вместимости ГБА ЗИЛ 4x2 на СПГ)

Специальность 05.22.10 - Эксплуатация автомобильного транспорта

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Москва - 1992

Диссертационная работа выполнена в Государственном научно-исследовательском институте автомобильного транспорта (НИИАТ)

Научный руководитель - кандидат технических наук,

доцент Мзрев А. И.

Официальные оппоненты - доктор технических наук,

профессор Ставров О. А.

- кандидат технических наук, старший научный сотрудник Лукшо В. А.

Еедущая организация - производственное.объединение

"АвтоЗИЛ"

Защита диссертации состоится 17 апреля 1992 г. в 10 ч1-сов на заседании Специализированного совета К-153.01.01 ВАК СССР при Государственном научно-исследовательском институте автомобильного транспорта по адресу. 123514, Москву, ул. Геро-эв Панфиловцев, 24.

С диссертацией можно ознакомиться в бибшшотеке института.

Автореферат разослан 17 марта 1992 г.

Ученый секретарь

Специализированного совета Е. В. Буянов

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность исследования. Согласно существующего порядка постановки автомобилей на производство научно-технический прогресс в области газобаллонных автомобилей (ГБА) начинается с разработки технико-эксплуатационных требований (ТЭТ) к нему сс стороны потребителя. С учетом этих ТЭТ изготовитель в техничеческом задании (ТЗ) обосновывает основные технические параметры ГБА. Реализация ТЗ определит, в основном, улучшение показателей свойств ГБА или - технический прогресс в области ГБА.

Проблема состоит в том, что отечественные ГБА по отдельным показателям свойств уступают лучшим зарубежным аналогам. Одной из причин этого являлся тот факт, что исследователь (эксперт) , который обосновывал ТЭТ, в ряде случаев не мог решить главный вопрос: куда вкладывать конкретные, ограниченные, выделенные на улучшение ГБА ресурсы. Или отмеченный исследователь не мог указать, какие из тринадцати основных свойств ГБА следует изменять (одно или два и т. д.), с какими приращениями, за счет каюк новшеств и за какое время, или не мог выделить конкретные, количественные ТЭТ.

Существующие экспертный метод, метод аналогий, "Методические указания по разработке ТЭТ к специализированному подвижному составу" не позволяют исследователю обосновать конкретные,- количественные ТЭТ, и он в ТЭТ указывал, в основном, направления улучшений ГБА.

В ответ на неконкретные, неколичестзенные ранее разрабатываемые ТЭТ изготовитель в ряде случаев игнорировал эти ТЭТ и в ТЗ диктовал такие показатели свойств ГЕА, которые не в полной мере учитывали потребности эксплуатации.

Актуальность научной задачи по разработке методики, с тр-

_ о _

мощью которой обосновываются ТЭТ к ГБА, вытекает из того, что отсутствие количественных ТЭТ не-лозволяло выявить скрытый резерв в улучшении показателей свойств ГБА.

Разработанная методика дает возможность потребителю в условиях нерыночных отношений решить задачу обоснования количественных ТЭТ, которые направлены на улучшение показателей конкретных технико-эксплуатационных свойств ГЕА. Е условиях рыночных отношений методика позволяет решать аналогичную задачу, что может быть полезно в конкурентной борьбе.

Е свою очередь обоснованное изменение показателей свойств приводит, с одной стороны, к рациональному удорожанию ГЕА при производстве, с другой стороны, - к увеличению выработки ГБА, снижению себестоимости грузоперевозок, получению экономического эффекта в эксплуатации и повышению уровня конкурентоспособности ГЕА по отношению к традиционным автомобилям,

Обьектом исследования является перспективный ГЕА ЗИЛ 4x2 на сжатом природном газе (СПГ) со стандартными баллонами из ст. Д и-ЗОХМА.

Цель диссертации - разработка методики обоснования "ТЭТ к - ГБА и проведение исследования по ГБА ЗИЛ 4x2.

Е соответствии с целью поставлены следующие основные задачи: - классификация условий применения грузовых автомобилей; - классификация условий применения автомобильных газонаполнительных компрессорных станции (АГНКС); - установление связи "масса - свойства"; - детализация общепринятой формулы выработки для повышения чувствительности формулы к основным свойствам автомобиля; - установление связи "приращение свойства -выработка"; установление связи "приращение свойства - затраты"; - оценка приведенных затрат на комплект "ГБА-АГНКС"; -

- з -

формулировка и решение задачи "проектирования" эффективности ПБА со стороны потребителя.

Научная новизна заключается в создании методики разработки ТЭТ к ГБА путем решения восьми перечисленных выше основных ¡адач.

Практическая полезность работы. С помощью разработанной методики проведено исследование, которое выявило определенный )езерв в повышении технико-эксплуатационных показателей ГБА.

На защиту выносятся: 1) назначение, правила классификации герспегсгивных условий применения автомобилей и результат их фименения в виде 15 заявок на типовые ездки (ЗТЕ) для автомобилей средней и больной грузоподъемности; 2) назначение, пра-шла классификации перспективных условий применения АГНКС и )езультат их применения в виде четырех заявок на типовые обслуживания АГНКС (ЗТагнкс); 3) вид уравнения "масса -свой-:тва" для конкретной конструктивной схемы ГБА и варианты ис-гальзования этого уравнения при обосновании ТЭТ; 4) обоснова-гие вида целевой функции: вид формулы для оценки выработки 'БА; вид связей "приращение свойства - выработка", "приращение ¡войства - затраты"; вид формулы приведенных затрат на комп-юкт ГБА-АГНКС; 5) возможность и полезность задачу обоснова-гия ТЭТ к ГБА ставить и решать как задачу нелинейного матема-:лческого программирования, а также способ решения такой >адачи; 6) методика обоснования ТЭТ применительно к грузовому

т

Реализация результатов работы. Разработанная методика ис-юдьзовалась при обосновании ТЭТ к ГБА, которые были согласо-¡аны с бывшим Ыинавтосельхозиашем СССР в 1988-1990г. г.

Апробация работа Основные положения и результаты работы

докладывались и обсуждались на конференциях: N 6 НИИАТ в 1983 г. N 43 МАДИ в 1985 г. , N 7 НИИАТ в-4985 г., N 4 ЦНИАП в 1987 г.

Публикации. По результатам исследования опубликовано 6 статей общим обьемом 4,3 печатных листа.

Обьем и структура работы. Диссертация изложена на 202 стр. машинописного текста, включает 31 таблицу и 11 рисунков. Состоит из введения, четырех глав, заключения и 7 приложений. Список используемых источников содержит 65 наименований.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ.

Во введении обосновывается актуальность исследования.

Первая глава посвящена обзору методов обоснования ТЭТ к автомобилю, цели и задачам исследования, принятым методическим положениям.

Показано, откуда берется большое число требований к автомобилям. Установлено место данной работы - индивидуальные ТЭТ к одному или нескольким из 13 основных свойств ГБА на предпро-ектной стадии.

Еыяснено, что возникающие разногласия между ТЭТ и ТЗ определяются, в основном, степенью обоснованности как ТЭТ, так и ТЗ. Сама степень обоснованности ТЭТ зависит от успешности решения следующих задач: а) задачи большой размерности; б) принятия решения в условиях ряда неопределенностей; в) формализации связи параметров и элементов конструкции со свойствами и элементами эффективности автомобиля в эксплуатации (Д. П. Великанов) .

Обзор методов, проведенный ретроспективно и с точки зрения необходимости решения крупных задач "а", "б", "в",' показал, что, с одной стороны, на АТ отсутствуют достаточно формализованные методы решения атих задач. С другой - создан серь-

езный задел в разработке инженерных автомобильных дисциплин.

В теории автомобиля Ерилликром Е Р., Чудаковым Е. А., Зи-мелевым Г. Е., Фалькевичем Е. С. и другими специалистами "установлены законы взаимодействия между автомобилем и внешней средой в процессе его движения". При оценке эффективности автомобиля Д. П. Ееликанов переместил центр тяжести в сторону свойств, важных при эксплуатации.

Классификации условий применения автомобилей разрабатывались Д. П. Ееликановым, Е Я. Говорущенко, Е. С. Кузнецовым, Ю.Е. Андриановым, Е М. Костровым и другими специалистами для разных целей и разными приемами. Однако пока отсутствует классификация условий применения автомобилей для обоснования ТЭТ.

Приведенное в работе хронологическое описание развития шпарата обоснования ТЭТ позволила выделить тенденцию. От ТЭТ, зснованных на результатах третьего этапа жизненного цикла (из-'отовление опытного оборазца и проведение сравнительных испытаний), к индивидуальным ТЭТ на предпроектной стадии и наце-генность на решение указанных выше трех крупных задач "а", 'б", "в".

Задачи, отмеченные в разделе "цель иссследования" конкретизируют часть крупных задач "а", "б" и "в". В качестве стерж-н всей разработки выбраны методы исследования операций. Мэто-¡ическис положения приняты на основе этих методов.

Во второй главе приведены общепринятая последовательность :сследования и постановка задачи в исследовании операции (их еализация путем решения перечисленных выше задач позволила азработать методику обоснования ТЭТ к ГБА; на рис. 1 пред-тавлен'а схема ее алгоритма), разработаны частные методики и с х помощью осуществлена классификация условий применения ШГ и

- о -

АГНКС.

Согласно пункту 1 (рис._1) (дола вьйрана конструктивная схема, упомянутая в разделе "объект исследования".

Назначение классификации (пункт 3 рис. 1) - указать условия применения автомобилей на горизонт прогноза 10-15 лет. На каждое такое условие предстоит спроектировать, оценить и затем испытать перспективный ГБА.

Условия применения ГБА определяются заявками клиентов на грузоперевозки. Для обоснования ТЭТ в отдельной заявке условно выделяются две части: необходимая и сопутствующая. Из рассмотренных определяюпщ признаков транспортной продукции, ее качества, условий применения автомобиля в необходимую часть заявки включаются только 'следующие наиболее существенные пять признаков: 1) партионность отправки; ...; 5) расстояние перевозки. Они представлены в левой верхней части табл. 1.

Сопутствующая часть заявки характеризует последствия, как правило, издержи от выполнения необходимой части заявки. Она включает в себя восемь признаков, которые представлены в нижней левой части табл. 1: 6) оговоренная сохранность груза; ...; 13) последствия от аварий и катастроф.

Согласно одному из.принципов, принятых в методике, перспективный автомобиль проектируется на типовую заявку, а величине отдельного признака заявки должно соответствовать значение показателя конкретного свойства автомобиля. Поэтому основные 13 свойств ГБА условно разделяются на две группы (правая часть табл. 1). Первая - необходимые (заданные, неуправляемые). Вторая группа - сопутствущие (оптимизируемые, варьируемые, управляемые).

Осуществляется сценарное исследование (пункт 2 рис. 1).

11

13

14

Рис. 1. Схема алгоритма методики обоснования ТЭТ к ГБА.

Таблица 1

Условное разделение заявки и технико-эксплуатационных свойств автомобиля на необходимую и сопутствующую части

Части Заявка Технико-эксплуатационные свойства

Не-об-ходи-мая 1. Партионность отправки 2. Вид груза 3. Дорожные условия 4. Климатические условия 5. Расстояние перевозки 1. Грузоподъемность 2. Вместимость 3. Проходимость 4. Приспособленность к климатически).! условиям 5. Запас хода

Со-пут-ству-ющая 6. Оговоренная сохранность перевозимого груза ?. Производительность в движении 3. Расход эксплуатационных материалов (топливо, резина, спецжидкости) 9. поддержание ГБА в работоспособном состоянии 10. Воздействие ездки на водителя 11. Потери производительности на погрузку-разгрузку 12. Вредное воздействие на окружающую среду 13. Последствия от аварий и катастроф 6. Приспособленность к сохранности груза 7. Максимальная скорость 8. Топливная экономичность 9. Надежность 10. Эргономическая приспособленность 11. Приспособленность к погрузке-разгрузке 12. Экологическая приспособленность 13. Пассивная и активная безопасность (устойчивость, упрвляемость,' тормозные свойства)

Таблица 2

Иллюстрация многообразия заявок на перевозки груза

Учитываемые факторы и их сочетания

Транспортная продукция Условия применения

Условный номер заявки Партионность отправки, т. Вид груза Расстояние перевозки, км Категория дорог _ Климат по ГОСТ 16350-70 Х-холодный У-умеренный Ж-жаркий

1 2 3 4 5

101 25 апатиты 20 5" х"

20001 5" асфальт з" 2 У

Известное многообразие грузоперевозок иллюстрируется табл. 2. Достаточно изменить значение хотя-бы одного признака, как получится новая заявка.

Так как загрузить в ЭВМ все заявки табл. 2 невозможно, то задача классификации формулируется на вариант частичной формализации. Разработанные принципы и неполностью формализованный аглоритм позволили провести классификацию по пяти признакам и получить 15 типовых классов (табл.3). Каждый класс называется заявкой на типовую ездку (ЗТЕ). Признаки номер 2 и 3 в табл. 3 сами являются результатом проведенной в исследовании частной классификации.

Использование аналогичного подхода для АГНКС позволило разработать методику классификации условий применения АГНКС по 2 из 11 признаков продукции АГНКС, ее качества и условий применения АГНКС. Результат применения методики представлен в табл. 4.

Таблица 4 '

Типовые заявки на АГНКС (ЗТагнкс)

Признаки Номер ЗТагнкс ---- ^

1 ' 2 3 4

1. Дневная партия ГБА, шт/день 30 125 250 500

2. Холостой пробег на АГНКС, км 0 8 • 12 18

В третьей главе введено представление о полном (четком)

типаже автомобилей, установлена связь в виде уравнения "масса-свойства" ГБА. Приведено его частное графическое представле-' ние. Показано применение этого уравнения для предварительного "проектирования" ГБА со стороны потребителя, на первом этапе.

Согласно упомянутому выше принципу пяти признакам одной

Таблица 3

Заявки на типовые ездки (ЗТЕ) - результат классификации

Признаки Номер заявок на типовые ездки (ЗТЕ)

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15

ближние перевозки дальние перевозки

1. Еартионность отправки, т. 3 3 3 5 с и 5 8 8 о и 8 8 8 14 14 14

2. Код группы грузов 1 1 1 1 1 1 1 1 1 3 3 3 3 3 3

физический вид плотность, т/м куб габаритность шт габ шт 0,4 габ шт ч габ шт 0,4 габ ШТ габ ШТ габ ШТ габ шт габ шт 0,4 габ шт 0,25 габ шт 0,25 габ шт 0,25 габ шт 0,25 габ шт 0,25 габ шт 0,25 габ

3. Код дородных условий 2 2 2 2 2 2 2 2 2 1 1 1 1 1 1

допустимая нагрузка от оси, Кн; среднее количество остановок и торможений, шт/100 км 59 50 59 50 59 50 59 50 59 50 59 50 59 50 59 50 59 50 98 25 98 ОС »-О 98 25 98 25 98 25 98 25

4. Код климата Ж У X Ж У X К У X Я У X МГ <Ш У X

5. Расстояние перевозки, км. 25 26 26 26 26 26 26 26 26 400 400 400 400 400 400

ЗТЕ должны ссответстЕОЕать показатели неуправляемых пяти свойств ГБА. Показано, почему этот принцип в данном исследовании придется нарушить. Причиной нарушения является нехиатка ресурсов на выдерживание симпликации (нацеленности на ограничение числа типоразмеров в типаже) и правильной унификации (устранение многообразия типов и размеров изделий) при замещении типоразмеров в типаже. В ГБА приходится использовать основные узлы бензинового прототипа, а также уменьшать грузоподъемность с 6 до 5,3 т. Нарушение состоит в уменьшении свойства грузоподъемности, которое в указанном принципе постулировалось, как неизменное. Или первый признак ЗТЕ может изменяться.

Для обеспечения корректности исследования в методике рассматриваются реальный и полный типажи. Реальный типаж НИИАТ из 13 свойств табл. 1 включает только 3: грузоподъемность, проходимость, надежность.

Полный типаж включает две составляющие: первая - показатели всех 13 основных свойств ГБА; вторая - все ЗТЕ. Каждому типоразмеру ставится в соответствие одна ЗТЕ. Она называется опорной. Для ЗИЛ-130 в качестве опорной (пункт 5 рис. 1) выбирается ЗТЕ N5.

Качественное положение теории автомобиля о том, что показатели тринадцати основных свойств автомобиля при конкретной массе, материалах, технологии, конструктивной схеме являются компромиссом, дополняется количественной связью. Формулируется задача формализации связи массы автомобиля с основными его свойствами. Для ее решения устанавливается причинно -следственная связь. Причина - параметры опорной ЗТЕ (за исключением переменной партионности отправки); творчество разработчика в выборе конструктивной схемы ГБА; использование основных узлов

- - 13 -

прототипа; принятые показатели двенадцати основных свойств автомобиля (кроме тринадцатого-грузоподьемности), оговоренные конструктивные материалы, фиксированная полная масса ГБА. Следствием является значение величины показателя тринадцатого

Форма связи - уравнение, которое для ГБА с баллонами ци-линдричесой формы из углеродистой стали'Д имеет вид

А 1фтп . дк

(1)

£ 8 . ¿з '

¿13 81.

7 5.ЧШ ЬУ<Ыст.а АБстд-йл

где обозначено: Ог - масса груза, водителя и двух пассажиров по 75 кг каждый, кг; - полная масса ГБА, кг;^>эхТЕ^-запас хода на условиях опорной ЗТЕ N5, м; ¿(5?^ - параметр дальности ГБА типа ЗИП 138а с 1 -м материалом, фермой и размерами баллона, м; - относительная масса конструкции ГБА типа ЗИЛ 138а(&к/бл); - КПД трансмиссии;

61 - временное

сопротивление (предел прочности) материала банлона, н/м кв; - дл1ша баллона, м; у^а* ~ удельный расход топлива для

Ст. А г

мощности ДЕС, соответствующей Умах, нм. куб/квт. ч; - коэффициент сопротивления качению; 3,? -ускорение силы тяжести, м/с кв; К - коэффициент сопротивления воздуха, кг/м куб;' Г - лобовая площадь (мидель), м кв; У^х " максимальная скорость ГБА, м/с; ^ - коэффициент .приведения расхода топлива; К. - внутренний радиус цилиндрической части баллона, м;

Ст.?,

д - массовая плотность материала баллона, кг/м куб. Е уравнении (1) масса ГБА связана с четырьмя свойствами табл. 1: грузоподъемностью (N1), запасом хода (N5), максималь-

- 14 -

кой скоростью (N7), топливной экономичностью (8).

Показано, что вид уравнёния~"масса-свойства" зависит от конструктивной схемы автомобиля, в частности от материала баллона.. Пояснен физический смысл параметра дальности.

Так как при оптимизации свойства запаса хода при неизменной полной массе ГБА грузоподъемность будет меняться, то выделяется частная связь £ггг/(^5*ТЕ',1 С этой целью аргументы правой функции уравнения (3.1)_ Ог и ¿заделаются зависимыми, а остальные ( , ¿¿ю- , &к ) фиксируются. При таких условиях (1) после преобразования Будет иметь вид

где обозначено: ср - грузоподъемность, кг; 225 - масса трех человек по 75 кг. каждый.

Зависимость (.2) линейна и изображена на рис. 2 для ЗИЛ-130 и ЗШЫЗЗа с разными материалами баллонов.

С помощью полученного уравнения осуществляется предварительное "проектирование" варианта ГБА со стороны потребителя на 1 этапе (пункт 7 рис.1). Задаются: параметры ЗТЕ N5 (с переменной партионностью отправки); значения 11 основных свойств; установка двух дополнительных баллонов. Тринадцатое свойство (грузоподъемность) получают расчетом. При решении задачи обязательна укрупненная компоновка ГБА. С ее помощью контролируются компонуемость, параметры миделя (Г), коэффициент сопротивления воздуха (К), положение центра тяжести, осуществляется оценка вместимости.

Результат решения представлен в табл. Е. Однако на данном этапе нельзя решить, хорошо или плохо иметь, например, 2 дополнительных баллона. Требуется аппарат технико-экономической

_ 1 с _

(3г+(3тб,т

ч О-130

\\ зл !-138а"

---, I.- р . А .

4 8 1'2 16 '

Рис. 2. Графическое представление двух частных связей Сг доп=Г(Ьзх тек) и (Зг=Г(Ьзх тек) для ЗИЛ-130 и йШ-138а.

Таблица 5

Результат решения задачи предварительного укрупненного "проектирования" ГБА для двух дополнительных баллонов

Параметры Прототип Проект

ст Д 30 ХМА ст Д 30 ХМА

Грузоподъемность, кг 5,3 5,6 5,2 5,5

Вместимость: длина кузова, м. ширина кузова, м. высота кузова, м. сл 3,7 2,5 1,45 3.4 2.5 1,45 3.4 2.5 1,45

Запас хода, км. 220 220 270 270

сценки и синтезирования эффективности ГБА (пункт 8 рис.1) для осуществления второго этапа "проектирования" ГБА (пункт 10 рис. 1).

В четвертой главе осуществлена подготовка ко второму этапу "проектирования" (приведена'словесная формулировка критерия эффективности ГБА; обоснован вид целевой функции: детализирована общепринятая формула выработки ГБА, установлены причинно-следственные связи "приращение свойства ГБА - выработка", "приращение свойства ГБА - затраты", осуществлена

оценка затрат), сформулирована и решена задача "проектировании" эффективности ГБА ЗИЛ 4x2 со" стороны потребителя на 2 этапе.

В качестве критерия эффективности ГЕА принимается отношение приведенных затрат на создание и функционирование комплекта ГЕА-АГНКС за срок службы ГБА к результату труда от использования ГБА за срок его службы.

Качнем со знаменателя указанного критерия. Еывод формулы выработки осуществляется в два шага. На перЕом - формулируются и решаются три задачи описания грузоперевозок по схеме марковских случайных- процессов. На втором шаге с учетом решения задач описания грузоперевозок осуществляется вывод формулы оценки выработки. Она имеет вид

В=/№Зб5ьСТн|»з, ткти/год ; Уэ = Ктйу • Ку ■ '^зте ; кги /я.)

Ъ

* _ /1ЗТЕ

V

(3)

¿этЕ^зУтад Ку впр+(ЫДиАп) ^^^ Т

¿-'эХтвк.

где обозначено: ^ - коэффициент использования грузоподьг емкости; Уэ - эксплуатационная скорость, км/ч; Утлу - максимальная старость, км/ч; К у коэффициент скорости; оС -коэффициент использования парка; Тн - время в наряде, ч;

" коэффициент использования пробега без учета пробега на заправку; />лгнкс- холостой пробег на АГНКС, км; 1-пр - время погрузки-разгрузки, ч; - время ожидания в очереди на АГНКС, ч; 1Ндп - время наполнения СПГ на АГНКС, ч; [я]-»т.

- 17 -

Согласно (2) при изменении величины запаса ходаменяется грузоподъемность (д),~а также в (3) меняются£пр , Ьоч , Ь ип . Эти изменения формализуются следующим образом

, (4)

1-нап = 0,33-Ю~*ЬэхГЕК + 0,Ш час', (5)

тех + ^ОЬ час, (6)

Улучшение показателей свойств, как правило, требует затрат. Устанавливается дискретная связь величины приращения запаса хода за счет дополнительных баллонов с затратами на эти баллоны. Для цен" 1988 года она имеет вид'

Л Ьъх% , км 27,3 54,6 81,9 109,2

л 31г. , руб/ГБА 23,35 46.7 70,05 93,4

Внедрение трех новшеств, способствующих уменьшению расхода топлива (вариатор угла опережения 'зажигания, повышение степени сжатия на 20%, карбюратор с электронным управлением) также требует затрат. Связь приращений топливной экономичности с затратами для цен 1988 года выглядит так

Л -0,08 -0,16 -0,24

лЗаг. • РУб/ГБА 11 27 90

(8)

Оценка затрат осуществляется по формуле-?-

• - - -г*М 1г£А_

ЗгБЛМГНКС = З^-Ен (Зр+Зи)+Э|Зэ + Ен(Зр+Зи)] ' <«

где обозначено: Зэ ,3р ,3 и , (3э,3 р ,3 и )

затраты на эксплуатацию, разработку, изготовление ГБА ( соответственно для АГНКС); £ н —нормативный коэффициент эффек- ! тивности капитальных вложений; 0 - часть АГНКС, приходящаяся на един "прикрепленный'^ ГБА; I гвл Лдгнкс - срок службы ГЕА, АГНКС, год. Используются общепринятые на АТ статьи затрат: топливо, смазка, ТО, шины, зарплата, накладные расходы и их обозначения.

Деление затрат (9) на выработку (3) позволяет.получить целевую функцию, которая чувствительна к условиям применения ГБА и АГНКС и оптимизируемым свойствам ГЕА (пункт 8 рис. 1).

Лицами, принимающими решение "(пункт 9 рис. 1), были заданы следующие три варианта ресурсных ограничений: на 1988 год - 50 руб/ГБА, на 1991 год - 110 руб/ГБА; на 1992 год - предположительно 440 руб /ГЕА.

С помощью разработанного инструмента осуществляется "проектирование" эффективности ГБА со стороны потребителя на втором этапе (пункт 10 рис. 1). Определяются допустимые приращения рассматриваемых оптимизируемых свойств"(пункт 1.5) путем минимизации целевой функции при ограничнияя в соответствии с пунктами 6, 8 и 9 рис. 1 или формул (2, 4, 5, 6, 7, 8).

Для баллона из стали Д, цен 1988 года формульно задача

записывается так . * # . ТУ б а

Т^ЗЛгод* Ен-Цл'ч+вЕн(5р-Ои7 Тагнкс

+

к

¿7,5 54, 6 Н,9 109, г

дЗц , рыб/год для Ст. Д ¿3,35 Щ05 93,4

лЗгх, руб/гбл и гч 90

А ГОД " ,

ЭТЕ ,

7*__ЛзТЕ

ЗГС

¡¿ЗТЕ+РъУто* КУ [гпр+(1оч^НЯп).^х] '

-Лб^Ш • (I- ^АГИКС )у

^ " ЗТЕ » • к** -ТЕК >

Ь пр -- ОД (О, ¿9ЩО5Ъ^)*0,Щ0,09ё*о,очд^), и - о^оШзхг^г, 06,

Ьмп- 0,ооогзь*хГЕК

7- ^

У

Результат счета трех задач нелинейного математического ' программирован с помощью метода последовательного уточнения координат (Гаусса-Зейделя), который реализован на ГЕЭШ на Тур-бопаскале, приведен в табл. 6.

Для выдачи одновариантных ТЭТ в исследовании осреднены

рекомендации, полученные по трем ценам и нормативам 88, 91, предположительного 1992 годов- Результат осреднения представлен в выделенной рамке табл. 6. Показатели этих свойств вносятся в ТЭТ.

Проведенное исследование позволило выявить скрытый резерв в изменении двух .из рассмотренных четырех свойств ГЕА и для наиболее реальных ресурсных ограничений достаточно достоверно оценить годовой экономический эффект в эксплуатации порядка 5-6 процентов от годового дохода на ГЕА.

Выводы.

1. Цель диссертации достигнута - разработана новая методика обоснования ТЭТ к ГЕА. Если раньше исследователь (эксперт), который обосновывал ТЭТ, в ряде случаев не мог решить главный вопрос: куда вкладывать конкретные, ограниченные, выделенные на улучшение ГБА ресурсы. Или если отмеченный исследователь не мог указать, какие из тринадцати основных свойств ГБА следует- изменять (одно или два и т. д.), с какими приращениями, за счет каких новшеств и за какое время, или не мог выделить конкретные, количественные ТЭТ, то с помощью разработанной методики он сможет это делать. Методика работоспособна как при рыночной экономике, так и при' ее отсутствии. С помощью этой методики проведено исследование, результаты которого вошли в утвержденные на АТ и принятые промышленностью ТЭТ к ГЕА.

2. Для обоснования ТЭТ с помощью разработанных частных методик впервые на АТ применительно к бортовым автомобилям средней и-большой грузоподъемности осуществлена классификация их условий применения по нескольким признакам, а так же классификация условий применения АГНКС. Результаты классификации входят в целевую функцию ГБА.

Результат решения задачи "проектирования" эффективности ГЕА для цен и нормативов 1388 1991 г., предположительнные в 1992 г. и ТЭТ на ГЕА

Параметры и характеристики Выделенные ресурсы, руб/ГЕА ТЭТ в рамке и сведения для лиц, принимающих решения

50/1988Г. 110/1991Г. 440/1992Г.

ст. Д ЗОХМА ст. Д ЗОХЫА ст. Д ЗОХМА ст. Д ЗОХМА

Запас хода, км 260 ТН722 260 1Н727. 260 Л С ОЧ' Хи, С/л 260 1 а о*»" ХО, •1 О оч Хи , К./Л 260 18,2% 260 260

Грузоподъемность, т. Э, о 5,6 с о 5,6 5,3 с; с и, и с п 5,6

Топливная экономичность, нм. куб/100 км 32,9 ГТ577% 32,6 ^6% 32.9 32.6 ^6% 329 -15,7% и/о оо л Э ^ ОО С о*-, и

Вместимость кузова, его длина, м 3,7 3,7 3,7 3,7 3,7 3,7 3,7 3,7

Лимитная цена, руб. 5227 0,5% 5480 0,5% 11864 07НГ 1Й421 0,5% 45065 0,5% 47201. 0,5% (прототип +0,5%) (прототип +0,5%)

Новшества Количество дополнительных баллонов, шт. 0 1, 2 0 17 2 0 1. 2 0 1. 2 0 л А, -С 0 1, 2 0 1, 2 0 1 ъ 1 ,

Номер новшества по топ- • ливной экономичности

Критерий эффективности, ко а/т. км 5.25 и , О /а 5,13 9.08 л» и , *±/а О ог* и,и( ЛУ и , *±/в оо ы, *±Э сФ и, и/в 27 п * и и/л (прототип -5,9%) (прототип _ с п и , а/л)

Экономическая эффективность от изменения свойств, руб/ГЕА в год; в скобках % от годового дохода от ГЕА 350 Ы>Н ССС 559 2101 2112 (5,7) (5,7)

3. Введенное представление о полном (четком) типаже автомобиля, сравнение его с реальным-типажом НАМИ и НИШ позволило установить, что полный типаж - это полезная идеализация для корректного рассмотрения симпликации и унификации в типаже. На практике в раде случаев параметры полного типажа.(13 свойств) выдержать не удается и приходится идти на компромисс при замещении в типаже конкретного типоразмера автомобиля.

4. Известное в теории автомобиля качественное положение о том, что 13 основных свойств при конкретной полной массе, материалах , технологии, конструктивной схеме являются компромиссом подтверждено количественной зависимостью в виде уравнения "масса-свойства". Полученное уравнение частично решает формализацию "связи между конструкцией автомобиля и эффективностью его использования",. то есть решает задачу, поставленную член-кор.

Д. П. Беликановым. Уравнение позволяет количественно как увязывать* так и перераспределять показатели основных свойств автомобиля. Применение уравнения при "проектировании" ГБА состоит во включении уравнения'в оптимизационную задачу в качестве ограничения на элементы решения. В данном исследовании уравнение "масса-свойства" использовалось для частного решения при постоянной полной массе ГБА, при использовании основных узлов бензинового прототипа, когда прочностной и весовой расчеты оснойных узлов не производились. Более полные возможности уравнения "масса-свойства" могут раскрыться при изменении масс отдельных основных узлов и полной массы ГБА, когда потребуются прочностные и весовые расчеты.

5. Уравнение "масса-свойства" является необходимым, но недостаточным аппаратом обоснования ТЭТ. Для достаточности нужен аппарат технико-экономической оценки и синтева эффектив-

ности ГБА. Последним является обоснованный вид"целевой функции совместно с рядом ограничений и причинно-следственных связей. Разработанная формула оценки выработки ГБА является обобщением формулы Лейдермана С. Р. Показано, что причинно-следственные связи выражаются в виде зависимостей "приращение свойства- выработка",' "приращение свойства- затраты" и являются условием или ограничением, которое накладывается на элементы решения при формулировке задачи по оценке.и синтезу эффективности ГЕА. Соображение комплексности рассмотрения ГЕА совместно с частью АГНКС учтено при оценке приведенных, затрат.

6. Разработка перечисленных выше составляющих аппарата исследования позволила сформулировать задачу обоснования ТЭТ к

4

ГБА как оптимизационную задачу го многими переменны,« и впервые создать аппарат синтеза эффективности ГЕА со стороны потребителя. Этот аппарат является основой разработанной и отмеченной выше методики обоснования ТЭТ к ГЕА. Ее применение позволило выявить определенный резерв в изменении конкретных свойств ГБА и для наиболее реальных ресурсных ограничений достаточно достоверно оценить годовой экономический эффект в эксплуатации порядка 5-6 процентов от годового дохода на ГБА. Эффект будет получен путем улучшения свойства топливной экономичности на 15 % ( за счет внедрения двух из рассмотренных трех новшеств: установка на двигатель вариатора опережения зажигания, повышения степени сжатия двигателя на 20 %), запаса, хода - на 18 X. Изменение запаса хода за счет дополнительных по отношению к прототипу баллонов, уменьшение грузоподъемности и вместимости оказались нецелесообразными.

7. Направлением возможных дальнейших исследований является решение задач обоснования ТЭТ' применительно к другим свойст-

вам ГЕА, а также обоснования ТЭТ к автомобилям с нетрадицион ными силовыми установками (маховичными, гибридными и т.д.).

Основные положения диссертации опубликованы в следующих работах:

1. Еольман Ы. Е. Некоторые принципы системы машин погрузки - разгрузки на автомобильном транспорте. Статья депонирована 237ат Д84, 1984, - 15 с.

2. Еольман М. Б., СастоЕцев Г. Ф. Обоснование основных параметров автомобиля для разработки технических требований на гаражное оборудование. Статья депонирована 305ат Д85, 1985, -36 с. (личная деля соискателя - постановка задачи, вывод формул).

3. Шрев А. И., Титов В. И., Еольман II Б. Подход к концептуальному проектированию газобалонного автомобиля. Статья депонирована 553ат 83, 1988, - 10 с. (личная доля соискателя -разработка методологии).

4. Море в А. II, Вольман М. Б. Классификация условий применения грузовьк автомобилей для обоснования технико-эксплуатационных требовании. Статья депонирована 584ат 88, 1988, - 29 с. (личная доля соискателя - разработка методики).

5. Еольман М.Е. Оценка выработки грузового автомобиля. Сборник научных трудов НИШ (Минавтотранс) "Повышение эффективности технической эксплуатации подвижного состава АГ на основе достижений НТП", М., 1988, 'с. 17-25.

6. Еольман М.Б. Технико-эксплуатационные требования к автомобилю и гаражному оборудованию. Сборник научных трудов НИИАТ. Повышение эффективности технической эксплуатации и ремонта подвижного состава автомобильного транспорта М., 1985, с 36-42, 193 с.