автореферат диссертации по транспортному, горному и строительному машиностроению, 05.05.03, диссертация на тему:Оценка эффективности грузовых автомобилей в сельскохозяйственных районах Кыргызстана и обоснование параметров их конструкции

4 л!^ Министерство образования, науки и культуры .V Кыргызской Республики

^ КЫРГЫЗСКАЯ АГРАРНАЯ АКАДЕМИЯ

ъ

УДК 629.113.5.650 На правах рукописи

Абдурахманов Саитбеи Кожомбердиевич

ОЦЕНКА ЭФФЕКТИВНОСТИ ГРУЗОВЫХ АВТОМОБИЛЕЙ В СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ РАЙОНАХ КЫРГЫЗСТАНА И ОБОСНОВАНИЕ ПАРАМЕТРОВ ИХ КОНСТРУКЦИИ

05.05.03 — Автомобили и тракторы

Авторефе par

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

БИШКЕК 1998

Министерство образования, науки и культуры Кыргызской Республики Кыргызская аграрная академия

УДК 629.113.5.656 На правах рукописи

Абдурахманов Саитбек Кожомбердиевич

ОЦЕНКА ЭФФЕКТИВНОСТИ ГРУЗОВЫХ АВТОМОБИЛЕЙ В СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ РАЙОНАХ КЫРГЫЗСТАНА И ОБОСНОВАНИЕ ПАРАМЕТРОВ ИХ КОНСТРУКЦИИ

05.05.03 - Автомобили и тракторы

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Бишкек 1998

Работа выполнена на кафедре "Тракторы и автомобили" Кыргызской аграрной академии

Научный руководитель: доктор технических наук,

профессор, ахадемих Международной академии наук высшей школы, Инженерной академии Кыргызской Республики Нусупов Э.С.

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор,

академик АН Республики Узбекистан Лебедев О.В.;

кандидат технических наук доцент Компанцев В.И.

Ведущая организация: Институт Машиноведения

Национальной академии наук Кыргызской Республики

Защита состоится ЛШс^ 1998 г. в 14.00 час

на заседании специализированного совета при Кыргызском

техническом университете по адресу:

720044, Кыргызская Республика, г. Бишкек, проспект Мира, 66.

Корпус ]. Малый актовый зал

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке университета.

Ваш отзыв на автореферат в двух экземплярах, заверенный печатью учреждения, просим направлять в адрес специализированного совета.

Автореферат разослан 1998 г.

Ученый секретарь специализированного

совета кандидат технических наук, доцент Давлятов У.Р.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. Сельскохозяйственное производство Кыргызской Республики оснашено значительным количеством энергоемких транспортных и уборочных средств. В реализации их высокой производительности и технико-экономической эффективности далеко не исчерпаны существующие резервы. Решение этой проблемы имеет сейчас большую актуальность и практическое значение для обеспечения сбалансированности и дальнейшего улучшения всех звеньев технологического про-, цесса "производство-транспортировка-хранение-переработка-сбыт-потребление" сельскохозяйственной продукции.

Успешное решение проблемы эффективного транспортного обслуживания аграрного сектора в значительной мере зависит от совершенства конструкции и рационального типажа используемых автомобилей. Особенно важно достичь более полного соответствия подвижного состава автомобильного транспорта конкретным условиям его широкого применения на массовых перевозках основных сельскохозяйственных грузов. Для решения этой актуальной проблемы одной из первоочередных задач является рациональное улучшение технических и эксплуатационных параметров грузовых автомобилей и автопоездов. При этом в качестве составного эта-ра требуется комплексно оценивать технический уровень выпускаемой техники, определять пути достижения лучшего соответствия агротехническим требованиям сельского хозяйства.

В настоящий период существенно актуальна разработка теоретических основ и новых методов оценки совершенства конструктивных параметров автомобилей по их конечной эффективности.

Важным направлением являются исследования взаимосвязей между рациональными параметрами конструкции и эффективностью использования автомобиля при совместном учете таких факторов, как свойства перевозимого груза, технологический процесс транспортировки, дорожно-климатические условия перевозок в сельском хозяйстве.

Существующие классификации эксплуатационных условий использования автомобилей являются недостаточными для определения основных технико-экономических показателей автомобилен в сельском хозяйстве, ввиду необходимости включения в них количественных характеристик дорожных условий сельской местности.

Совершенствование технических и эксплуатационных параметров автомобилей для сельского хозяйства неразрывно связано с требованием ограничения продолжительности решения этой проблемы.

Актуальность работы определяется также непосредственной связью диссертации с решением проблемы улучшения транспортного обслуживания агропромышленного комплекса в соответствии с государственным планом экономического и социального развития Кыргызской Республики до 2000 г.

Целью работы является разработка основ и разработка метода оценки эффективности грузовых автомобилей и обоснования параметров их конструкции на основе обобщенного анализа их объективных связей с результирующими показателями использования в условиях сельскохозяйственного производства.

В данной работе поставлены следующие задачи:

- теоретическое обоснование и разработка метода оценки эффективности использования грузовых автомобилей при совместном рассмотрении влияния их конструктивных параметров и условий эксплуатации в сельском хозяйстве;

- создание математического и программного обеспечения на ЭВМ для определения оценочных показателей и критериев эффективности автомобилей;

- систематизация и анализ статистических характеристик дорожно-климатических условий перевозок основной сельскохозяйственной продукции и грузов в Кыргызстане;

- определение критериев эффективности грузовых автомобилей в зависимости от основных параметров их конструкции и условий использования в разных агропромышленных зонах;

- поэтапная оптимизация выбора базовых параметров грузового автомобиля для сельского хозяйства:

- обоснование рекомендаций по модернизации и специализации серийных моделей грузовых автомобилей.

Научная новизна результатов исследования заключается в разработке нового метода для решения проблемы рационального выбора типа и конструктивных параметров грузовых автомобилей, используемых в сельском хозяйстве на перевозках массовой продукции. Данный метод содержит: обобщенные вероятностные модели длл расчета потенциальных технико-экономических показателей эффективности автомобилей в заданных условиях эксплуатации; классификацию и методологию прогнозирования количественных характеристик дорожно-климатических условий сельскохозяйственных перевозок; обоснование и методику оптимального выбора конструктивных параметров базовых и модифицированных моделей грузовых автомобилей. Такой подход позволил получить синтезированные системные представления о количественном влиянии конструктивных параметров на эффективность автомобилей в зависимости от дорожных и транспортных условий эксплуатации в сельскохозяйственных районах Кыргызской Республики.

Совокупность разработанных практических рекомендаций является существенным вкладом в развитие перспективного научного направления в области конструирования грузовых автомобилей, а также в решении важной народнохозяйственной проблемы улучшения автотранспортного обслуживания аграрного сектора републики.

Достоверность научных положений, выводов и рекомендаций обос- . нована:

- простотой аналитических моделей расчета технических скоростей движения автомобили! равно, как и показателей в реальных условиях эксплуатации;

- результатами анализа и обобщения экспериментальных данных по значениям коэффициентов сопротивления качению, сцепления колес автомобилей с опорной поверхностью, уклонов сельских дорог и местности, влажности грунтовых дорог и проездов по полям;

- эффективностью результатов внедрения разработанных в диссертации расчетных методов и рекомендаций в производственных условиях.

Практическую ценность работы составляют: методика и алгоритм расчета технической скорости, производительности, себестоимости перевозок, расхода топлива, удельных временных затрат на доставку груза, удельной производительности с учетом конкретных условий эксплуатации автомобилей; качественные и количественные характеристики дорожно-климатических условий доставки основной сельскохозяйственной продукции и грузов в Кыргызстане; расчетные значения потенциальных показателей эффективности использования грузовых автомобилей в сельском хозяйстве на территории Кыргызстана; рекомендации по выбору рационального подвижного состава автомобильного транспорта для централизованных перевозок массовой сельскохозяйственной продукции; методика поэтапной оптимизации конструктивных параметров в соответствии с технико-экономическими показателями эффективности использования грузовых автомобилей в разных при-родно-экономических регионах.

Реализация работы. Внедрение результатов выполненного исследования проводилось на протяжении 1995-96 гг. совместно с автотранспортными предприятиями Южного, Северного производственных транспортных объединений Кыргызстана. Общий расчетный экономический эффект от внедрения разработок и рекомендаций автора' по автотранспортаым предприятиям Ошской области составил 1/6 млн. сомов. Результаты иследо-ваний использованы на научно-производственном объединении "Кыргыздор-транстехника" Министерства транспорта и коммуникаций и в головном автотранспортном предприятии Министерства сельского и водного хозяйства Кыргызской Республики при разработке нормативных документов по техническому обслуживанию, ремонту и эксплуатации грузовых автомобилей в эксплуатационных условиях сельскохозяйственных районов.

Разработанные методы классификации и типизации горных автомобильных дорог, определения основных эксплуатационных показателей автомобилей с учетом высотных и дорожных факторов используются в учебном процессе в Кыргызской аграрной академии.

Апробация работы. Основные положения диссертации докладывались на научно-технических конференциях и семинарах профилирующих кафедр Кыргызского технического университета в 1994-97 гг., Ошского технологического университета в 1995-97 гг., на кафедре "Тракторы и автомобили" Кыргызской аграрной академии в 1997 г.

Публикации. По материалам диссертации опубликовано девять статей.

ё'т руктура и объем работы. Диссертация состоит из введения, 5 глав, заключения, списка литературы и приложения. Общий объем работы 181 страница машинописного текста, в том числе 38 таблиц и 31 рисунок. Библиография включает 170 наименований.

Приложение к диссертации содержит акты о внедрении результатов работы в акционерном обществе "Ошпирим", в Ошском отделе НПО "Кыргыздортрансгехника" и акт внедрения материалов диссертации в учебном процессе Кыргызской аграрной академии.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность темы, сформулированы цель и задачи диссертационной работы, изложены основные научные положения, выносимые на защиту.

Первая глава посвящена анализу исследований влияния специфических особенностей сельскохозяйственных районов Кыргызстана на работу агрегатов и систем колесных машин, приспособленности и эффективности серийных грузовых автомобилей в реальных условиях современного состояния критериев оценки производительных показателей.

Научно-техиический прогресс в автомобилестроении направлен на повышение уровня качества выпускаемых автомобилей, сокращение сроков разработки и внедрения новой техники, что сопряжено с непрерывным расширением и дифференциацией методов оценки эксплуатационных свойств автомобилей. Достигаемый уровень конструирования подвижного состава в значительной степени зависит от достоверности и количества исходной технико-экономической информации, развития автоматизированных средств для прогнозирования ожидаемой его эффективности. Научные методы оценки совершенства конструкции автомобилей представлены в работах Е.А.Чудакова, Г.В.Зимелева, Б.С.Фалькевича, Н.А.Яковлева, Н.В.Дивакова, В.А.Иларионова, А.К.Фрумкина, А.С.Литвинова, Я.Е.Фаробина, Г.А.Смирнова, В.В.Осепчугова. Углубленная специализация этих направлений применительно к грузовым автомобилям отражена в трудах А.И.Гришкевнча, М.С.Высоцкого, В.Н.Шалягнна, В.Н.Петрушова. В работах А.С.Антонова, Н.А.Бухарина, В.Ф.Платонова, Н.Ф.Бочарова, Г.Б.Безбородовой, Н.Ф.Кошарного, П.В.Аксенова, Я.С.Агейкина исследованы эксплуатационные "свойства автомобилей высокой проходимости и вездеходов. Исследованиям взаимосвязей рациональных параметров конструкции с эффективностью использования автомобилей при учете свойств перевозимого груза, дорожно-климатических условий и технологического процесса транспортировки посвящены работы Д.П.Великанова, Н.Я.Говорущенко, Б.В.Гольда, Е.С.Кузнецова, А.Н.Островцгва, Л.Л.Афанасьева, А.А.Токарева, А.М.Мансурова, А.АЛеботаева, Л.Г.Резника, Р.Г.Лейашвили, В.В.Рудзинского, Э.С.Нусупова.

Комплексный метод оценхи эффективности автомобилей крайне необходим при их использовании в сельском хозяйстве, где особенно важно

обеспечить сохранность продукции и ее своевременный вывоз при заданных дорожных и технологических условиях. Представление взаимосвязи между конструкцией автомобилей и конечным эффектом транспортного обеспечения в конкретном пространственном и временном измерении, их математическое описание имеют большую актуальность.

Теоретические положения системного подхода к рассматриваемой проблеме предусматривают определение эффективности использования автомобиля с целью рационального обоснования его конструктивных параметров по следующим критериям: сменная выработка, т/смену; удельные, временные затраты на перевозку одной тонны груза, час/т; себестоимость перевозок, сом./г; удельная производительность, ткм/л. Принятые критерии эффективности автомобиля устанавливаются при обоснованных предпосылках, вытекающих из системного подхода к их определению. Для решения проблемы обеспечения более полного соответствия конструктивных параметров автомобилей условиям их использования в сельском хозяйстве принята логически и процедурно организованная последовательность операций, позволившая создать работоспособную структуру системного исследования. : • " ■

Во второй главе приведены даные аналитических исследований природно-климатических условий Кыргызстана и представлены результаты типизации и классификации условий эксплуатации колесных машин в сельскохозяйственных районах.

Дорожно-климатические условия сельскохозяйственных перевозок имеют специфические особенности, существенно влияющие на степень использования потенциальных технико-эксплуатационных свойств автомобиля. Для различных природно-климатических регионов республики разработана методика определения территориальных областей более рационального использования автомобилей разного типа в сельскохозяйственном производстве.

Системное представление такого сложного явления как оценка эффек тивности, исследование и обоснование параметров конструкции автомобилей для сельского хозяйства заключается в рассмотрении его системных объектов, определяющих вход, процесс, выход, критерии и цели, управление системой (обратную связь), ограничения системы.

Сформулированные требования к используемому в сельском хозяйстве подвижному составу предопределили ту предпосылку, что изучение ограничений и формируемых системных связей должно быть основано на рассмотрении их фактических носителей, которыми являются свойства пер-возимых грузов, календарное и территориальное распределение основных грузопотоков.

В данном исследовании произведен системный анализ статистических данных о работе автомобильного транспорта в Кыргызстане. Входными факторами, влияющими на формирование критериев эффективности транспортного процесса, выбраны: уровень специализации грузового подвижного состава в каждой области; обеспечение зон республики дорогами с

усовершенствованным покрытием; тип и состояние проездов по агрополям, входящих в смешанные маршруты перевозок сельскохозяйственной продукции; количество осадков; организация перевозок; соответствие конструкции автомобилей условиям эксплуатации. Анализ показал, что в различных областях республики уровень годовой производительности автомобиля и себестоимости перевозок отличаются в большую или меньшую сторону от средних значений по республике.

Во второй главе также предложен и получил развитие метод расчета средней технической скорости движения автомобиля на маршруте сельскохозяйственных перевозок, позволяющий получить более точные результаты и надежно реализовать модель на ЭВМ. Предварительно сформулированы основные требования и условия доставки сельскохозяйственной продукции, что предопределило разделение модели определения скорости движения автомобиля на отдельные элементы.

В основу расчета предельно возможной (по энергетическим затратам) средней скорости движения автомобиля положены вероятностный способ описания дорожных условий, т. е. использована кривая плотности распределения величины коэффициента ц> сопротивления дороги движению, и динамическая характеристика автомобиля. Ввиду того, что нахождение средней скорости на передаче по каждому дискретному значению коэффициента V весьма трудоемко и не оправдано, она определяется по среднему значению коэффициента 4>ср для интервала, соответствующего данной передаче по динамической характеристике автомобиля. Методика предусматривает проверку условий возможности движения автомобиля в данном весовом состоянии на наиболее трудном участке заданного маршрута по коэффициенту Утах и по коэффициенту сцепления Уяйг . Средняя скорость Чср автомобиля на заданном маршруте вычисляется как

ЧсР= £ А/Ъ? ' (О

где Рс -вероятность попаданий коэффициента У в интервал, соответствующий ¿-ой передаче; VIу) - средняя скорость движения автомобиля на /-ой передаче; л - число ступеней коробки передач. Величины Я и Уир вычисляются на ЭВМ по разработанному алгоритму.

Следующим элементом модели расчета скорости является ее уточнение посредством учета качения ведущих колес с частичным буксованием. При обосновании расчетного коэффициента 8 буксования колес учитывалось то, что величины коэффициентов сцепления / и сопротивления дороги у , а также динамического фактора по сцеплению В? колес с грунтовой опорной поверхностью, функционально зависят от абсолютной влажности грунта. Ее величина предопределяет качественный и количественный характер изменения сопротивления грунта сдвигу, который затем влияет на интенсивность буксования колес. Методологический подход определения коэффициента буксования включает оценку граничной области возможного буксования колес вследствие близости значений

коэффициентов У сопротивления дорога движению и динамического фактора В<( (рис. 1).

Точка 0 пересечения функций является исходной для нахождения влажности Щ'., граничной по условию возможности Движения автомобиля ввиду того, что . С учетом частичного буксования колес скорость

движения автомобиля вычисляется по выражению

ИГ = Мук ц-ту/с,*! (2)

где Угря - средняя конструкционная скорость, определяемая по энергетическим затратам; - математическое ожидание величины коэффициента У сопротивления дороги; Л> - эмпирический коэффициент, определяющий интенсивность буксования колес при изменении типа и влажности грунтов; Яр - динамический радиус колеса; &а , (га - полный вес автотранспортного средства с номинальной и текущей нагрузкой.

И" Г Щ%

Рис.1. К определению граничной области возможного буксования колес автомобиля

Систематизация накопленных статистических характеристик дорожных условий по группам областей природно-экономических регионов Кыргызстана и видам грузов количественно определяет дорожное районирование сельскохозяйственных зон Кыргызстана, по условиям движения автомобилей. В отличие от существующих качественных классификаций, полученные характеристики соответствуют оптимальным календарным срокам транспортировки массовой сельскохозяйственной продукции. Для различных зон республики установлены параметры законов распределения коэффициентов сопротивления движению и коэффициентов сцепления, представленные календарно во времени и территориально по областям.

Обширный комплекс исследований позволил не только осуществить отбор представленных классификационных признаков для районирования сельскохозяйственных зон Кыргызстана по условиям движения автотранспортных средств, но и получить достоверные модели для расчета критериев эффективности автомобилей.

В третьей главе изложена методика экспериментальных исследований эффективных показателей грузовых автомобилей в сельскохо-

зяйственных районах Кыргызстана, приведены принципиальные схемы работы измерительных и регистрирующих блоков дорожной лаборатории на базе автомобиля ГАЭ-53А.

Важнейшим элементом уровня управления является нормирование показателен надежности и приспособленности, отражаемых в нормативно-технической и конструкторской документации, с целью сопоставления которых кафедра "Тракторы и автомобили" Кыргызской аграрной академии (наряду с аналитическими исследованиями) считает необходимым установить оценку дорожных условий эксплуатации автотранспортных средств (АТС) в реальных горных регионах Кыргызстана с помощью нестандартного устройства.

Основой этого устройства (рис. 2) является конструкция типа "пятое колесо", которое соединяется с АТС 1 карданным шарниром 2 и содержит вильчатую раму 3 с одетым на ее ось 4 колесом 5 и прибором "медленный маятник" 6, служащим для определения микропрофиля дороги, смонтированным на раме; электрический контактный прерыватель 7 для измерения числа оборотов колеса; датчик 8 для определения кривизны траектории движения АТС, выполненный в виде потенциометра 9, прикрепленного корпусом к раме и движком к вертикальной оси карданного шарнира; датчик 10 для определения продольного угла уклона траектории движения АТС, выполненный в виде свободно укрепленного на горизонтальной оси карданного шарнира; жесткую тягу 11 с грузом 12 и демпфирующую шайбу 13; натяжную упругую пружину 14; вертикальную крепежную тягу 15; электрический контактный прерыватель дяя измерения вибрации устройства 16.

Устройство также включает в себя электронный преобразователь сигналов четырех датчиков (6,7,8,10) в один интегрированный сигнал.

8

Рис_2. Схема устройства для оценки дорожных условий эксплуатации АТС

и

Анализ литературных источников показал, что до настоящего времени отсутствует достаточно полная количественная характеристика сельскохозяйственных зон Кыргызстана по комплексу дорожных параметров. В связи с этим проведены экспериментальные исследования условий движения автомобилей в сельской местности с определением суммарного коэффициента сопротивления дороги, коэффициента сце;шения, характеристик разных видов эквивалентных препятствий, ограничивающих скорость движения автомобилей. Накопленные опытные данные позволяют оценить влияния на эти показатели основных влияющих фактороа, а именно: типа грунтов, рельефа местности, климатических условий, влажности почв, конструктивных параметров транспортных средств. Планирование экспериментов при определении коэффициента сопротивления дороги движению автомобилей, а также параметров сцепления и буксирования ведущих колес на различных грунтовых поверхностях заключалось в определении оптимальной длины участка для проведения одного замера и необходимого количества опытов, обеспечивающих требуемую точность результатов эксперимента.

. При описании дорожно-климатических условий движения автомобилей использован принцип функционального подобия и составлены их математические модели. Для этого объектом исследования выбирается не конкретно изолированный процесс движения определенного автомобиля на одном участке маршрута, а распределение вероятных вариантов протекания такого процесса в связи с рассматриваемой совокупностью переменных дорожных характеристик.

Согласно разработанной методике для системного накопления и анализа параметров дорожных условий осуществляются операции: группирование районов области по рельефу местности и типам грунтов; определение по каждому району и области расстояний доставки сельскохозяйственной продукции; длины маршрутов по видам покрытия, средневзвешенной длины и распределения по различным участкам маршрутов массовых сельскохозяйственных грузов; определение математического ожидания и среднеквадратичного отклонения коэффициента сопротивления дороги движению автомобилей для каждого вида дорог: оценка величин коэффициентов сцепления и буксования колес автомобилей в тех же дорожных условиях. Кроме того, самостоятельно осуществляется районирование маршрутов перевозок сельскохозяйственной продукции по степени ровности дорожного покрытия и агрополей, с учетом вероятности появления помех, ограничивающих скорость движения автомобилей.

В четвертой главе приведены результаты факторного анализа эффективности грузовых автомобилей в сельскохозяйственных районах Кыргызстана и обоснование параметров их конструкции.

В рациональном использовании автотранспортных средств важную роль играет комплексная оценка ожидаемой их эффективности в условиях сельскохозяйственного производства, которая входит составной частью в единую систему транспортного обеспечения технологического процесса пе-

ревозок. При обосновании оптимального решения по оценке эффективности автомобилей в работе применены методология и приемы исследования операций, характерной особенностью которых является системный подход к анализу проблемы. Факторный анализ включает метод оценки эффективности автомобилей по комплексу обобщенных показателей (сменная выработка, удельные временные затраты, удельная производительность, себестоимость перевозок). При этом сменная выработка является основным критерием для выбора моделей и требуемого количества автомобилей при перевозках по заданным маршрутам, удельные временные затраты на доставку одной тонны груза отражают удобство использования с точки зрения уровня эксплуатационной технологичности, определяемой трудоемкостью транспортного процесса, а удельная производительность -уровень энергетических затрат при использовании сравниваемых автомобилей.

Рациональный выбор типажа автомобилей из серийно выпускаемых моделей для перевозки массовых сельскохозяйственных грузов по каждой природно-климатической зоне является одним из главных направлений улучшения эффективности их использования. В основу выбора типа и моделей автомобилей при совместном рассмотрении вышеприведенных равновесных показателей с многокритериальными исходами положена функция полезности решений //(X), позволяющая упорядочить результаты по принятым показателям. Ввиду их различной размерности, использована процедура формализования посредством представления показателей в единой количественной мере. Таким образом, при выборе типа и модели автомобиля для транспортировки совокупности различной сельскохозяйственной продукции и грузов в определенном природно-климатическом регионе применен обобщенный критерий полезности

где Р1 - составная часть ¿- того вида груза в общем грузопотоке сельскохозяйственной продукиции; т - количество основных видов грузов.

Влияние основных системообразующих факторов на оценку приоритетности того или иного автомобиля по критериям полезности выявлено путем анализа изменения технической скорости движения, в основном определяющей значения рассматриваемых показателей эффективности.

В методике эффективности использования автомобилей в сельском хозяйстве республики в целом реализован обобщенный подход к рассмотрению изменений скорости движения автомобилей с учетом разнообразных дорожных и транспортных условий. При таком подходе рассматриваются статистические модели, получаемые математической обработкой модельно-кибернеггической информации, которой в данном случае являются расчетные скорости движения по всем регионам республики. В таких полиномиальных моделях наглядно отражено влияние на скорость движения автомобилей типа 4x4, 6x4, 6x6 как отдельных переменных факторов, так и их вза-

имодействий. Дорожные условия характеризовались средневзвешенными значениями коэффициента сопротивления движению по грунтовым дорогам и проездам по полям ЧЧХ*). а также процентными величинами совокупностей этих дорог в общей протяженности маршрутов перевозок П(Хг) того или иного вида сельскохозяйственной продукции. Третьим переменным фактором принята полная масса автомобиля Ма(Х])-

При определении коэффициентов полиномиальных моделей скорости движения автомобилей (табл. I) в матрицы планирования полного факторного эксперимента типа 2Ъ включались сочетания факторов, соответствующие использованию автомобилей во всех природно-климатических регионах республики. Весовое состояние оказывает превалирующее влияние на техническую скорость движения автомобилей при перевозках всех основных видов сельскохозяйственной продукции. Общей закономерностью в изменении скорости движения является то, что весомость влияния на нее дорожных условий проявляется наиболее значимо у автомобилей типа 4x2. В большей степени соответствуют дорожным условиям перевозок массовой сельхозпродукции автомобили типа 6x4, 6x6.

Таблица 1

Уравнения к определению технической скорости движения автомобилей на вывозке сахарной свеклы в центральном регионе Кыргызстана

Модели автомобилей- Уравнения регрессии

КамАЭ-5320 (6x4) ЗЙЛ-130 (4x2) Урал-5557 (6x6). Vcp. = 37,1-0,04Xi-3,lX2-6,2X3-l, 2Х12-О, ЗХ13- -0,2X23-0,01Х123: Yep. = 25,0+768ч/+0,659П-5,9хЮ-4М.-15,51хЧ;П--2,4х10-31^М»-5,Зх10-<5ПМ«-2,Зх10-5ч/ПМ»; Vcp. = 38,7-0,7Xi-3,9X2-9,5Хз-0,6Х(2+0,7Хи+ +0,7X23+0,4Xm; Vcp. = 56,7+964,8ц/+0,644П-4х10чМа-25,97\);П-4,8х ' х10-2уМ1-6х10-5ПМ»+1,Зх10-ЧуПМа; Vcp.= 36,5-0, lXi-3,2X1-6,4X3-0,9Х12-О,ЗХи- -0,1X23+0,1XIM; Vcp.= 40,07+837,7\у+0,682П-4,8хЮ^Ма-17,07\)/П--1,4х10-ЧМ,-2,04х10-3ПМ»+2,32х10>ПМа

В пятой главе приведены результаты разработки критерия эффективности и методика оптимизации выбора конструктивных параметров грузового автомобиля.

Факторный анализ зависимости между критериями эффективности и параметрами конструкции при доставке различных грузов на равном рас-

стоянии в пределах одной зоны выявил четкую устойчивую закономерность в изменении тесноты связи между признаком и факторами. Для центрального региона при доставке сельскохозяйственных грузов одиночными бортовыми автомобилями наибольшую корреляционную значимость для критериев эффективности использования имеют грузоподъемность автомобиля. удельная мощность, диапазон коробки передач. Для автомобилей-самосвалов более значимо влияние не только удельной мощности N¡/6 , но и среднего значения шага коробки передач . Соответственно этому себестоимость перевозок груза 6т выражена такими уравнениями: для зерна - Бт = 3,04+0,04Ы>д+0,56яг0,14ио-0,220,-0,430+0,0 Ше+0,08М,; для сахарной свеклы - Бт= 2,76+0,13ЫуЯ-0,2я1-0,20«-0,2Ю-0,05ио+0,01Ме-

-0.02М.;

для зеленых кормов - 8т=1.64+0,ОШуд-0,05ф-0,1 Ш*-0,12О-0,05ио-0,03М,+

. +0,002Ые.

Для правильного выбора конструктивных параметров автомобиля показатели его эффективности должны находиться в интервале значений, определяемом теснотой корреляционной связи между ними, т. е. необходима нормативная корреляция при выборе оптимальных параметров конструкции на стадии проектирования. Для поиска граничных показателей эффективности используется такое распределение, когда по заданным верхнему и нижнему пределам допуска будет воспроизведено полностью теоретическое распределение. Разработан метод определения нормативных граничных значений показателей эффективности для линейной парной и линейных многофакторкых корреляционных зависимостей.

В результате расчетов получены допустимые граничные значения производительности, себестоимости перевозок и времени доставки для условий всех сельскохозяйственных зон и видов массовой сельхозпродукции (табл. 2). По этим данным проверяется правильность принимаемых решении, связанных с изменением конструктивных параметров автомобилей при их проектировании. Таким путем достигается существенная корректировка первоначально выбранных величин параметров конструкции автомобиля по конечному эффекту его использования.

На следующем этапе оптимизации проверяется достоверность выбора каждого условно оптимального параметра конструкции уже по совокупному признаку при множественной корреляции. Ввиду того, что оптимизация выбора конструктивных параметров одновременно по четырем показателям эффективности затруднена, то в качестве приоритетного критерия приняты удельные временные затраты на перевозку автомобилем одной тонны груза. Другие показатели переводятся из критериев в разряд заданных нормативов для оптимизации.

Для условий вывозки массовой сельскохозяйственной продукции в регионах определены следующие границы оптимальных грузовых автомобилей и автопоездов: грузоподъемность -11-15,5 т и 19-22 т; полная масса -20-23,5 т и 36-42 т; максимальная мощность двигателя - 151-172 кВт и 180225 кВт; удельная мощность - 6-11,8 кВт/т и 4,4-5,1 кВт/т; диапазон коробки

передач - 10-10,6 и 8,9-10,8; средний шаг коробки передач 1,0-1,25 и 1,2-1,6; передаточное число главной передачи - 7,0-7,2 и 7,6-8,2.

В работе обоснована методика приоритетной последовательности корректирования того или иного условно оптимального параметра конструкции автомобиля. Ранжирование основных параметров по их корреляционной связи с критериями эффективности позволяет более оперативно обосновать модификации узлов и агрегатов автомобилей для конкретных условий эксплуатации и видов грузов.

Таблица 2

Нормативные значения показателей эффективности при выборе конструктивных параметров самосвальных автопоездов на перевозке органических удобрений в южном и северном регионах с учетом нижнего (УЛ и верхнего (Уг) уровней значений параметров

Природно-климатические зоны

Конструктивные Южный регион Северный регион

Показатели эффективности

параметры Время Себестои- Смен. Время Себестои- Смей.

лост. 1т мость, выраб. дост. 1т мость, выраб.

груза,* сом/т т. км груза,« сомУт т.км

1 2 3 4 5 6 7

Грузоподъемность • Ух 0,132 0,727 70,6 0,105 0,579 95,4

Уг 0,08 0,489 119,8 0,067 0,400 141,8

Полная масса Ух 0,131 0,723 • 71,2 0,104 0,577 96,5

Уг 0,083 0,50 117,9 0,069 0,407 139,4

Максимальная Ух 0,133 0,728 69,3 0,105 0,580 94,7

мощность двигателя .У: 0,085 0,513 116,3 0,070 0,417 137,9

Удельная мощность У\ 0,095 0,539 106,5 0,078 0,435 128,7

Уг 0,136 0,772 65,7 0,108 0,617 91,7

Диапазон коробки Ух 0,125. 0,703 77,8 0,099 0,562 102,9

передач Уг 0,089 0,515 110,6 0,074 0,419 132,0

Окончание табл.2

1 2 3 4 5 6 7

Среднее значение У \ шага коробки Уг передач 0,086 0,128 0,511 0,713 114,6 74,2 0,072 0,102 0,416 0,569 136,6 99.5

Передаточное число У\ коробки передач Уг 0,096 0,125 0,52 0,70 74,2 108,0 0,066 0,080 0,44 0,56 98,9 125,7

Совокупный У\ признак при множ'. Уг корреляции 0,093 0,125 0,83 0,70 86,3 80,3 0,074 0,078 0,707 0,49 134,7 103,1

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ И РЕКОМЕНДАЦИИ

1. Технико-экономический анализ использования автомобильного транспорта при доставке массовой сельскохозяйственной продукции и грузов (на примере агропромышленного комплекса Кыргызстана) выявил ряд причин его недостаточной эффективности. Показано, что до сих пор отсутствует единая комплексная система оценки качества использования автомобилей и уровня целесообразности их применения в условиях сельского хозяйства Кыргызстана.

2. Разработан и теоретически обоснован метод определения эффективности грузовых автомобилей и выбора их рациональных конструктивных параметров. Предложенный метод позволяет установить закономерности для более четкого обозначения границ рационального применения выпускаемых автомобилей в разных природно-экономических регионах и по календарным периодам года.

3. Разработана комплексная система информационного кодирования всех районов Кыргызстана по типу рельефа местности и природно-климатическим условиям, создан банк данных эксплуатационных условий сельскохозяйственных районов Кыргызстана дам обоснования норм и нормативов технического обслуживания и ремонта грузовых автомобилей, расхода топлива, износа шин и др. Предложена значительно упрощенная система типизации и классификации эксплуатационных условий сельскохозяйственных районов Кыргызстана с учетом природно-климатических условий, а также характеристик дорог и агрополя в различных периодах года (осень, весна).

4. Разработана комплексная дорожно-испытательная лаборатория для определения сопротивления движению, определения энергетических затрат автомобиля при различных статических характеристиках почвы, дороги, агрополей и обоснования типажа грузовых автомобилей при выполнении сельскохозяйственных перевозок в различных зонах Кыргызстана.

5. Разработана вероятностная математическая модель расчета технической скорости движения автомобиля. Модель основана на предпосылке о рациональном использовании предельных тягово-скоростных возможностей автомобиля, но учитывает их ограничение в связи с частичным буксованием ведущих колес, а также из-за преобладания в процессе движения по сельскохозяйственным маршрутам замедлений и разгонов автомобиля. Установлено, что наиболее существенно проявляется несоответствие параметров конструкции автомобилей специфике перевозок сельскохозяйственных грузов в тяжелых дорожных условиях (доставка зеленых кормов, удобрений, сахарной свеклы).

6. В результате теоретического исследования получены статистические модели, оценивающие эффективность использования автомобиля по комплексу критериев на основании системного подхода. Величины сменной выработки, удельных временных затрат на доставку груза, удельного расхода топлива, удельной производительности и себестоимости перевозок могут быть проанализированы с учетом широкого изменения конструктивных параметров автомобилей и автопоездов. Предложенный пакет вычислительных программ на ЭВМ предназначен для решения таких практических задач: выбор рационального типажа автомобилей из существующих моделей; оптимизация конструктивных параметров перспективных моделей грузовых автомобилей; специализация подвижного состава применительно к конкретным условиям сельскохозяйственных зон, видам грузов.

Реализованный в виде статистических моделей системный подход к рассмотрению транспортного процесса в регионах республики позволяет проводить его анализ как единого целого, но с учетом специфических условий в каждой из природных зон. Из полученной методики информационного кодирования установлено, что основным направлением повышения эффективности автомобилей типа 6x4 и 6x6, используемых в условиях сельского хозяйства Кыргызстана, является оптимизация их весовых характеристик, а для автомобилей типа 4x2 - улучшение удельных энергетических параметров и тягово-сцепных показателей проходимости.

7. Предложенный метод качественного и количественного отбора моделей автотранспортных средств из существующего типажа повышает уровень и полноту их соответствия заданным условиям эксплуатации. Эффективность подтверждена результатами экспериментальных исследований и расчетной проверкой провознух возможностей автомобилей при доставке массовой сельскохозяйственной продукции.

Итоговым научным результатом^ выполненного исследования является разработка практических основ, обоснование комплексного метода оценки эффективности грузовых автомобилей с формированием пара-

метров их конструкции по конечным результирующим критериям использования в условиях сельскохозяйственного производства.

Совокупность разработанных рекомендаций является практическим обобщением при решении народнохозяйственной задачи улучшения транспортного обслуживания аграрного сектора, обеспечения заданного технико-экономического уровня эффективности грузовых автомобилей посредством рационального обоснования их конструктивных параметров.

Основные положения диссертации опубликованы в следующих работах

1. Нусупов Э.С., Маткеримов Т.Ы., Абдурахманов С.К. Выбор метода оценки эффективности автомобилей. Бишкек: КыргызНИИНТИ, 1994. Инф. бюллетень № 38(7045). 5 с.

2. Нусупов Э.С., Маткеримов Т.Ы., Абдурахманов С.К., Мажинов К.К. Классификация условий эксплуатации тракторов, автомобилей и сельскохозяйственной техники в Кыргызской Республике. Бишкек: СХИ, 1995.32 с.

3. Нусупов Э.С., Асанбеков К.А., Абдурахманов С.К. Устройство для оценхн дорожных условий при эксплуатации автотранспортных средств. Бишкек: НИЦКР, 1996. Инф. бюллетень № 12(7219). 6 с.

4. Нусупов Э.С., Маасаидов К.Ю., Абдурахманов С.К. Основные способы температурной коррекции состава смеси. Бишкек: НИЦКР, 1996. Инф. бюллетень № 1(7242). 5 с.

5. Нусупов Э.С., Болотов Э.А., Абдурахманов С.К., Жусупов У.Т. Графо-аналитаческий метод оптимизации передаточных отношений трансмиссии автомобиля. Бишкек:НИЦКР, 1996. Инф. бюллетень № 24(7231). 16 с.

6. Нусупов Э.С., Абдурахманов С.К., Болотов Э.А., Асанбеков К.А. Комплекс приборов и оборудования для экспериментального определения показателей дорожных условий. Бишкек: КАА, 1997.16 с.

7. Нусупов Э.С., Маткеримов Т.Ы., Абдурахманов С.К. Оценка эффективности использования автопоездов в горных условиях. Материалы IV научной конференции КРСУ//Посвящается дням Славянской письменности и культуры. Бишкек: КРСУ, 1997. С. 52.

8. Маткеримов Т.Ы., Абдурахманов С.К. Формирование 1раничных значений эффективности грузовых автомобилей/Материалы междун. научн.-практ. конф. "Традиции и новации в культуре Университетского образования". Бишкек: КТУ, 1997. 8 с.

9. Нусупов Э.С., Маткеримов Т.Ы., Абдурахманов С.К. Статические характеристики сельскохозяйственных зон Кыргызстана по изменению влажности почво-грунтов/Матери алы междун. научн-практ. конф. "Традиции и новации в культуре Университетского образования". Бишкек, КТУ, 1997. 8 с.

Аннотация

Абдурахыанов Саигбек Кожомбердиевич

Тема: Кыргызстандын айыл чарбасында иштоочу жук ташуучу авто мобилдерди н эффективдуулугун баалоо жана алардын конструкхщялык параметрлерин негиздоо.

Бул илимий эмгекте жук ташуучу автомобилдерди техникальпс жак-тан тейлоонун, куйуучу майдын сарпталышынын жана шеекалардын же-шилуусунун олчомдору жака нормативдик документтери учун Кыргызстандын айыл-чарба райондурунун пайдадануу шарттарын типтештируу-нун жана классифнкациялаштыруунун комплекстуу системасы иштелип 1ыккан. Жук ташуучу автомобилдерднн эффективдуулугун аныктоонун жана рацноналдуу консгруктивдик олчомдордун таидоонун методу негиз-делген. Автомобилди пайдалануунун эффективдуулугун бир нече корсот-кучтору боюнча баалоочу сисгемалык негиздеги статистикалык модели алынган.

Abstract

Abduraxmanov Saitbec Cogomberdievich

Estimate of lorries' efficiency in agricultural regions of Kyrgyzstan confirmation of their design parameters.

The thesis demonstrates, a complex system that classifies working conditions of agricultural regions in Kyrgyzstan to determine norms and standards of lorries' technical and repair service, fuel expenditure, tyre wear and so on. The thesis also gives a method of determination of lorries' efficiency, choice of their rational design parameters. The thesis gives information about statistical models, estimating efficiency of usage of lorries on a number of criteria based on a system approach.