автореферат диссертации по процессам и машинам агроинженерных систем, 05.20.01, диссертация на тему:Повышение эффективности использования тракторно-транспортного агрегата в режиме торможения за счет применения упругодемпфирующего привода ведущих колес трактора класса 1,4

На правах рукописи

КУТЬКОВ Алексей Юрьевич

ПОВЫШЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ТРАКТОРНО-ТРАНСПОРТНОГО АГРЕГАТА В РЕЖИМЕ ТОРМОЖЕНИЯ ЗА СЧЕТ ПРИМЕНЕНИЯ УПРУГОДЕМПФИРУЮЩЕГО ПРИВОДА ВЕДУЩИХ КОЛЕС ТРАКТОРА КЛАССА 1,4

Специальность 05.20.01 - Технологии и средства механизации сельского хозяйства (технические науки)

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

2 ФЕВ Ш

Воронеж-2011

005010693

Работа выполнена на кафедре тракторов и автомобилей ФГЪОУ ВПО «Воронежский государственный аграрный университет имени императора Петра I»

Научный руководитель: Заслуженный работник высшей школы РФ,

доктор технических наук, профессор,

Поливаев Олег Иванович

Официальные оппоненты: Доктор технических наук, профессор

Волков Владимир Сергеевич

Кандидат технических наук, доцент Овчаров Владимир Андреевич

Ведущая организация - ГНУ «Всероссийский научно-исследовательский и проектно-технологический институт по использованию техники и нефтепродуктов в сельском хозяйстве»

Защита диссертации состоится 21 февраля 2012 г. в 14:00 часов на заседании диссертационного совета Д 220.010.04 при ФГБОУ ВПО «Воронежский государственный аграрный университет имени императора Петра I» по адресу: 394087, г. Воронеж, ул. Мичурина, д. 1.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГБОУ ВПО «Воронежский государственный аграрный университет имени императора Петра I»

С авторефератом можно ознакомиться на сайтах: Шгк/Аууулул^аи.ги. а также http://www.vak.ed.gov.ru

Автореферат разослан «20» января 2012 года

Ученый секретарь диссертационного л у

совета кандидат технических наук, (

доцент Шатохин И.В.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы исследования. Возрастающий объем производства сельскохозяйственной продукции невозможен без увеличения объемов транспортных перевозок в данной отрасли. Широкая номенклатура перевозимых грузов, резкие колебания в потребности транспорта в течение года являются предпосылками эффективного использования тракторнотранспортных агрегатов (ТТА) в сельском хозяйстве. В то же время с повышением транспортных скоростей ТТА обостряется проблема обеспечения безопасности в режиме торможения.

Наиболее эффективно торможение, осуществляемое на грани блокировки всех тормозящих колес, при действии максимально реализуемого по сцеплению тормозного момента, на протяжении всего процесса торможения до полной остановки. Однако обеспечение данного условия осложнено постоянным изменением коэффициента сцепления колес ТТА с поверхностью дороги, а также рассогласованностью по времени и характеру нарастания тормозного усилия прицепа и трактора. Это, в свою очередь, повышает динамические нагрузки в сцепном устройстве ТТА, снижая эффективность процесса торможения.

Улучшить тормозные качества, а также уменьшить динамические нагрузки ТТА можно за счет введения упругих элементов в конечные звенья трансмиссии трактора, ближе к ведущим колесам. Установка подобных упру-годемпфирующих приводов (УДП) позволит снизить блокирование тормозящих колес трактора и, как следствие, реализовать тормозные моменты на колесах трактора, близкие к максимально возможным значениям моментов по сцеплению. Кроме того, УДП колес трактора позволит снизить динамические нагрузки в сцепном устройстве ТТА, уменьшить величину внешних воздействий на трансмиссию и двигатель трактора, повысить эксплуатационные свойства ТТА.

Анализ работы существующих конструкций УДП колес трактора показал их низкую эффективность в режиме торможения, а ранее проведенные теоретические исследования характеристик упругих приводов колес подтвердили недостаточную освещенность вопросов, связанных с неустановив-шимися режимами движения, к числу которых относится и процесс торможения.

Таким образом, проблема повышения эффективности тормохсения ТТА введением упругодемпфирующих приводов ведущих колес трактора является достаточно актуальной и требует более углубленных теоретических и экспериментальных исследований.

Цель работы - повышение эффективности использования тракторнотранспортного агрегата в режиме торможения постановкой упругодемпфирующих приводов ведущих колес трактора с рациональной характеристикой.

Объектом исследований является тракторно-транспортный агрегат в составе МТЗ-80+2ПТС-4 с серийным и упругодемпфирующим приводом колес трактора.

Предмет исследований - закономерности изменения тормозных и технико-экономических показателей тракторно-транспортного агрегата с упру-годемпфирующим приводом ведущих колес трактора.

Научную новизиу работы составляет:

- математическая модель процесса торможения ТТА, отличающаяся учетом основных параметров упругодемпфирующего привода ведущих колес трактора, обеспечивающих рациональную характеристику этого привода;

- новое техническое решение по реализации рациональной характеристики упругодемпфирующего привода ведущих колес трактора;

- закономерности изменения тормозных показателей ТТА, отличающиеся учетом использования упругодемпфирующего привода ведущих колес трактора с рациональной характеристикой.

Практическая значимость:

- разработано новое техническое решение упругодемпфирующего привода ведущих колес, обладающее рациональной характеристикой (патент № 2396174), позволяющее улучшить тормозные и технико-экономические показатели ТТА;

- предложен метод определения рациональной характеристики УДП колес трактора с учетом режима торможения ТТА;

Реализация результатов исследований. Результаты теоретических и экспериментальных исследований были приняты к внедрению в Липецком филиале КБДСТ ОАО «АПК Уралвагонзавод» и будут использоваться при разработке новых и модернизации выпускаемых заводом тракторов.

Достоверность научных положений подтверждается результатами экспериментальных исследований, проведенных с использованием современной аппаратуры, представленной комплексом автоматизированных экспериментальных исследований 1ЛИ фирмы Ь-САИД с программным обеспечением АСТеэ! для ЭВМ по планированию, проведению экспериментов и обработке опытных данных. Результаты экспериментальных исследований хорошо согласованы с теоретическими данными.

Апробация работы. Основные результаты исследований по теме диссертационной работы доложены, обсуждены и одобрены на научных конференциях студентов и профессорско-преподавательского гастава (2007-2011 гг.) во ВГАУ, ВВАИУ, МичГАУ, а также на техническом совете конструкторского бюро в филиале КБДСТ ОАО «АПК Уралвагонзавод» в 2010г.

Публикации. По теме диссертации опубликовано 11 печатных работ, две из которых - в центральной печати по перечню, рекомендованному ВАК, четыре публикации без соавторства, два патента РФ на изобретение. Общий объем 1,883 печатных листов (авторских 1,142 п. л.)

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, четырех разделов, экономического обоснования, общих выводов, списка использованных источников и приложений, изложена на 134 страницах компьютерного текста, содержит 43 рисунка, 5 таблиц. Список использованных источников включает 143 наименования.

На защиту выносятся:

- математическая модель процесса торможения ТТА, учитывающая основные параметры упругодемпфирующего привода ведущих колес и позволяющая определить рациональную характеристику данного привода;

- новое техническое решение по реализации рациональной характеристики упругодемпфирующего привода ведущих колес, обеспечивающее повышение эффективности использования тракторно-транспортного агрегата в режиме торможения;

- закономерности изменения тормозных показателей 11А с упруго-демпфирующим приводом ведущих колес;

- технико-экономическая оценка эффективности применения упругодемпфирующего привода ведущих колес трактора в различных режимах работы ТТА.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ ДИССЕРТАЦИИ

Во введении обоснована актуальность темы диссертации, сформулированы цель исследований, а также основные положения, выносимые на защиту.

В первой главе «Состояние вопроса. Цель и задачи исследований» отражены особенности транспортного обеспечения сельского хозяйства в настоящее время, подчеркивающие значительную роль тракторнотранспортных агрегатов, их преимущества перед другими видами транспорта в данной отрасли. Рассмотрены причины снижения эффективности использования тракторов на транспортных работах, особое внимание уделено тормозной динамике ТТА, актуальность которой возрастает вследствие повышения средних транспортных скоростей.

Отмечено значительное влияние коэффициента сцепления колеса с дорогой на эффективность процесса торможения, а также представлены факторы, влияющие на величину и характер изменения данного коэффициента в функции от скольжения.

Основные вопросы, связанные с исследованием динамики торможения тракторно-транспортных агрегатов, были достаточно подробно рассмотрены в работах В.В. Гуськова, Г.П. Грибко, В.В. Скрябина, А.И. Скуртула, В.Я. Ясеневича, Н.Д. Ступы, А.П. Парфенова, A.A. Шкляра и др. Ими были представлены различные критерии оценки и методики теоретического определения основных показателей эффективности торможения, а также предложены различные конструктивные и технические решения, позволяющие улучшить тормозные показатели ТТА. Однако, большинство предлагаемых конструкций по различным причинам не нашли широкого применения. В связи с чем, проблема совершенствование тормозных систем современных тракторов остается актуальной и требует новых решений.

Одним из способов повышения эффективности торможения тракторнотранспортных агрегатов является введение упругодемпфирующих приводов колес трактора. Исследуя подобные конструкции, авторы О.И. Поливаев,

5

В.Л. Строков, А.Г. Жутов и др. отмечают снижение динамических нагрузок при различных режимах работы МТА, что позволяет повысить эксплуатационные показатели.

В то же время вопросы, касающиеся тормозных показателей ТТА, оснащенных упругодемпфирующими приводами, практически не затронуты. Анализ существующих конструкций УДП и их характеристик выявил недостаточную эффективность и надежность предлагаемых технических решений на режимах торможения.

Из вышесказанного следует, что вопрос совершенствования конструкции и характеристик упругодемпфирующего привода остается открытым, а динамика торможения ТТА с УДП колес трактора требует дополнительных теоретических и экспериментальных исследований.

В соответствии с поставленной целью были сформулированы основные задачи исследований:

1. Разработать математическую модель процесса торможения ТТА с упру-годемпфирующим приводом ведущих колес трактора.

2. Разработать методику расчета и построения рациональной характеристики УДП колес с учетом режима торможения.

3. Разработать новое техническое решение по реализации рациональной характеристики УДП ведущих колес трактора с учетом эффективности его использования в режиме торможения ТТА.

4. Выявить закономерности влияния УДП колес трактора на тормозные и технико-экономические показатели ТТА.

Во второй главе «Обоснование эффективности использования упругодемпфирующего привода в режиме торможения» представлена математическая модель процесса торможения ТТА, позволяющая получить рациональную характеристику УДП колес трактора с учетом основных параметров рассматриваемого привода.

При исследовании динамических нагрузок в трансмиссии трактора вместо реального тракторно-транспортного агрегата принимается эквивалентная ему в динамическом отношении расчетная схема (модель), в состав которой входят: маховые массы, заменяющие отдельные вращающиеся и поступательно движущиеся массы тракторного агрегата; фрикционные элементы, имитирующие работу сцепления; упругие элементы, характеризующие податливость деталей трансмиссии и движителя.

Разработка математической модели ТТА является сложной задачей и неизбежно связана с идеализацией изучаемого объекта. Поскольку исследование влияния УДП связано, в первую очередь, с повышением энергетических свойств агрегата и со снижением динамических нагрузок на трансмиссию и двигатель, то для построения математической модели примем следующие допущения:

1. Двигатель отсоединен от трансмиссии, к колесам трактора не приложены крутящие моменты;

2. Движение агрегата происходит на горизонтальном участке пути без отклонений в поперечном направлении;

6

3. Характеристики моментов на ведущих колесах принимаются одинаковыми;

4. Упругие характеристики шин, а также динамические и кинематические параметры упругих приводов колес равны между собой;

5. Тормозные силы, реализуемые в момент торможения при постоянном коэффициенте сцепления шины с дорогой, соответствуют силам, которые можно передать через колесо с учетом приходящегося на него веса и коэффициента сцепления с дорогой.

6. В момент начала торможения ТТЛ движется равномерно с постоянной скоростью с отключенным сцеплением.

7. ТТА представлен в виде единой многоосной механической тележки, вся нагрузка на которую передается через одну ее ось.

С учетом принятых допущений структурная схема модели может быть представлена в следующем виде (рисунок 1). Данная динамическая схема может рассматриваться для процесса торможения как ТТА, так и трактора в отдельности.

1а, «д .1,

Рисунок 1 - Расчетная динамическая схема тракторно-транспортного агрегата в режиме торможения

В динамической модели приняты следующие обозначения: Дд, 1тр, 1к Да

- моменты инерции вращающихся и возвратно- поступательно движущихся масс двигателя и сцепления, вращающихся деталей трансмиссии, вращающейся массы колеса, поступательно движущейся массы тракторнотранспортного агрегата соответственно; Ф1 — фрикционная муфта, имитирующая работу сцепления; С¡2, Сгз — жесткости трансмиссии с упругими приводами и шин ведущих колес; К12Д23 - коэффициенты демпфирования трансмиссии с упругими приводами и шин ведущих колес; Мд, Мс, Мт, Мт(к)-моменты, развиваемые двигателем, внешними сопротивлениями движению, тормозной момент, подводимый к УДП, тормозной момент приложенный к колесу, соответственно.

Рассмотрим взаимодействие между элементами модели.

Ведущее колесо с моментом инерции -1К, вращающееся со скоростью сок, через УДП связано с эквивалентной массой ТТА, момент инерции которой от

поступательного движения равен 1а. К ведущему колесу в момент времени Ьз =0 прикладывается тормозной момент МТ(К) и момент внешних сопротивлений движению Мо

Согласно принятым допущениям результирующий тормозной момент Мт приложен к УДП. Принимаем этот тормозной момент в виде следующей функции:

а-1,0 <?<;,;

МтО}= ■ Мт/,<К1к- (1)

0,1 >1к,

Где Мп) = Си. ■ (Р ■ Г:р ,

вгр - вес трактора; <р - коэффициент сцепления колеса с дорогой; гтр - радиус колеса трактора;

То есть, тормозной момент за время 11 нарастает прямолинейно, а на промежутке от 11 до ^ - остается постоянным. При полной остановке ТТА (время у угловая скорость вращения колеса и тормозной момент равны нулю (со* = 0; Мт(1)=0),

Аналогичным образом принимаем, что момент сопротивления качению колеса является постоянным на протяжении всего процесса торможения, а при полной остановке ТТА становится равным нулю:

¡Мгс,,0<К1к;

где А/го = • f

Оттл - вес ТТА; коэффициент сопротивления качению.

Как известно, при превышении значения тормозного момента некоторой величины наступает блокировка ведущих колес. Поскольку в нашем случае тормозным моментом, непосредственно приложенным к колесу, является момент МТ(К), то примем следующее условие возникновения «юза»:

Мтм ^ Мв, (3)

где Мв - граничное значение тормозного момента, при котором возникает блокировка тормозящих колес трактора. .

Эффект блокировки колес может быть представлен как некоторое снижение тормозного момента. Поэтому примем, что в случае возникновения блокировки колес значение тормозного момента (1) снижается на некоторую величину

(МТ(1),МТ1) < М„;

М. (0 = 1 () (4)

‘ \кт-Мт{1),Мтм>Мв

где кт - коэффициент снижения тормозного момента при блокировке колес.

Анализ литературных источников показал, что подобный процесс можно с достаточной степенью точности представить в виде классической модели двухмассовой механической системы.

Имея обобщённую расчетную схему механической части, можно выполнить исследование различных форм движения механического объекта.

Для этого необходимо составить уравнение движения ТТА. Наиболее общей формой записи дифференциальных уравнений движения системы с механическими связями являются уравнения Лагранжа. Составив подобные уравнения движения с выделением в правой части моментов инерции, получим следующую систему дифференциальных уравнений, описывающую процесс торможения ТТА:

= (5)

мты=кр(о>к-а>а)+ср(аК-аа). где 1к и I, - приведенные к валу ведущего колеса моменты инерции вращающихся деталей ведущих колес и поступательно движущихся масс агрегата;

кр, ср- коэффициент демпфирования и жесткость УДП, трансмиссии и шины, приведенные к валу ведущего колеса;

ак, аа - угол поворота вала ведущего колеса и угол приведенный к валу ведущего колеса от поступательного перемещение агрегата; сок, соа - угловые скорости поворота ведущего колеса и агрегата;

М'г (/) - эквивалентный тормозной момент;

Мс (1) - момент сопротивления движению агрегата.

По результатам математического моделирования с использованием пакета ''/¡бБ™ были получены тормозные диаграммы для ТТА с серийным и упругодемпфирующим приводами ведущих колес, отражены изменением тормозного момента во времени для различных дорожных фонов. На рисунке

2 представлена одна из полученных диаграмм.

--- - серийный привод;---упругодемпфирующий привод;

дорожный фон - асфальт ]УИ: ср. - среднее значение тормозного момента в режиме установившегося замедления (серийный и упругодемпфирующий приводы); Начальная скорость торможения ТТА - 8 м/с Рисунок 2 - Тормозная диаграмма ТТА

Для оценки эффективности использования УДП на тормозных режимах, близких к блокировке колес, был получен коэффициент (Кудп= 1,06... 1,17), позволяющий учитывать влияние упругого привода на режим торможения

к„

М1„

(6)

(сериЛи.)ср.

Установка упругих элементов в трансмиссию трактора позволяет снизить блокировку колес, повысить максимально реализуемый тормозной момент.

Полученный коэффициент Кудп позволил нам учитывать влияние упру-годемпфирующего привода на процесс торможения ТТА с тормозами прицепа. При этом необходимо уточнить формулы, полученные в методике расчета сил и реакций в процессе торможения ТТА (рисунок 3), которые с учетом УДП примут вид:

где

Е- -й,(/ + 0.65р)) .. ^ .

гт. з. ~ Т~, Ф'Ь-УЛП ’

М 2

(РП ' I К П.П. ' *р) ~ К2 (Кг з ' <р ' Куди + О ГР * -/")

(К,+К2)

К, = от™ • 5,

К2 =т„

«РІ.ТР.)

(7)

(8)

(9)

(10)

Рт.з., Рсц - тормозная сила задних колес трактора, усилие в сцепке;

Кі з., К-п.п. “ реакции опор задних колес трактора и передних колес прицепа; 0Тр., штр - вес и масса трактора; Оп ,т„р. - вес и масса прицепа;

Ф - коэффициент сцепления колеса с дорогой; ґ - коэффициент сопротивления качению; 5вр(тр.), 5вр(Пр > - коэффициенты учета вращающихся масс трактора и прицепа соответственно; 1ь 12, іі! - геометрические параметры ТТА; в=Ьі-Ь2=0.

Рисунок 3 - Расчетная схема торможения тракторно-транспортного

агрегата

Введение УДП позволяет повысить значение реализуемой по сцеплению тормозной силы на колесах трактора, при этом, в режиме установивше-

гося замедления снижается растягивающее усилие в сцепке, что подтверждает более эффективное торможение трактора.

Для определения замедления ТТА использовалась формула

у = (П)

где ХРт. - сила сопротивления качению трактора.

При известной начальной скорости торможения У0 с учетом выражения 11 численно определим полное время торможения и тормозной путь ТТА:

' = ] -Ртз-Е^/т ,-Ра, ’ (12)

5 = К°^-Рт.з.-^>/тр -Ра, (13)

По результатам проведенных расчетов были построены диаграммы изменения тормозного пути и времени торможения ТТА в зависимости от типа привода колес трактора и дорожного фона. Данные диаграммы для двух дорожных фонов представлены на рисунке 4.

8,м І,С

Асфальт Грунт Асфальт Грунт

■йрвивын 0X311 ЯСерявный ВЭДП

а б

Рисунок 4 - Диаграммы изменения тормозного пути (а) и времени торможения (б) ТТА в зависимости от типа привода колес трактора и дорожного фона (вес прицепа 56,6кН)

Для определения рациональной характеристики упругодемпфирующе-го привода были проведены расчеты тормозного пути ТТА при различных значениях начальной скорости и интенсивности торможения, а также жесткости привода. По результатам исследований построены графики (рисунок 5).

Наличие точек-минимумов на каждого из графиков определяет наиболее рациональное значение жесткости трансмиссии при конкретных условиях.

Подобные зависимости были построены для различных дорожных фонов с изменением загрузки ТТА. Далее по полученным точкам-минимумам жесткости были найдены усредненные значения жесткостей, а также моментов на колесах, соответствующих им.

По результатам расчетов математической модели была построена рациональная характеристика привода, позволяющая ожидать положительный эффект не только при установившемся режиме движения ТТА, но и в режиме торможения. Установлено, что рациональное значение жесткости привода находится в пределах Судп= 9,6...20кНм/рад, а коэффициент демпфирования равен Ку = 1,115Нмс/рад.

а . б

а - асфальт; б - грунт Рисунок 5 - Зависимость тормозного пути ТТА от жесткости трансмиссии (при различной начальной скорости торможения)

Проведенный с помощью математической модели, составленной в программе расчет показал, что введение упругодемпфирующих приво-

дов в трансмиссию трактора позволяет снизить тормозной путь ТТА на 9... 13%, время торможения - на9... 11%.

Предложенный коэффициент Куда (выражение 6), изменяющийся в зависимости от коэффициентов, характеризующих несущую способность дороги, позволил учитывать влияние упругодемпфирующего привода на режим торможения.

В третьей главе «Программа, методика и оборудование экспериментальных исследований» представлены объект исследований и опытная конструкция упругодемпфирующего привода колес трактора, описана программа проведения лабораторных и дорожных испытаний тракторнотранспортного агрегата в составе МТЗ-80+2ПТС-4, оснащенного серийным и упругодемпфирующим приводом ведущих колес трактора. Описано оборудование, используемое при проведении испытаний, а также представлен аналого-цифровой преобразователь (АЦП) ЬТК с комплексом программ. Принципиальная схема подключения автоматизированного комплекса представ-

1 — экраны, соединенные с корпусом кабельного разъема ВВ — 37Р; 2 — дополнительный провод, для заземления экрана, повышающий помехоустойчивость;

3 — заземление общих проводов цепей источников сигналов (АСЫВ), повышающих помехоустойчивость; 4 - сетевые заземляющие кабели устройств. Рисунок 6 - Принципиальная схема подключения ГЛ И

Рисунок 7 - Схема упругодемпфирующего привода ведущих колес трактора МТЗ-80

По результатам расчетов теоретического раздела для экспериментальных исследований была разработана опытная конструкция упругодемпфирующего привода, позволяющая обеспечить рациональные параметры жесткости и демпфирования. Схема данной конструкции представлена на рисунке 7.

При приложении к ведущей оси 3 крутящего момента, лопастник 8 воздействует на рабочую жидкость лопастей 4 и 6, вытесняя ее по магистралям 13 и 14 к дросселям 15 и 16 и далее в полости 5 и 7. При дальнейшем повороте лопастника 8 происходит упор пакетов тарельчатых пружин И и 12 в демпферы упоров ступицы, в то время как направ-

13

ры упоров ступицы, в то время как направляющие штоки, фиксирующие пакеты пружин, беспрепятственно проходят в углубления 17 упоров ступицы.

Использование пакетов тарельчатых пружин с различной жесткостью, увеличивающейся к основанию, позволяет получить нелинейную характеристику привода, а следовательно, повысить эксплуатационные качества машины.

Применение дополнительных резиновых демпферов на упорах ступицы дает возможность снизить ударные нагрузки и повысить надежность и долговечность привода.

Лабораторные исследования проводились с целью определения параметров упругодемпфирующего привода. Цель дорожных испытаний - выявление влияния упругодемпфирующих приводов ведущих колес на эксплуатационные и топливно-экономические показатели ТТА на различных дорожных фонах. Программы исследований лабораторных и дорожных испытаний были составлены в соответствии с выдвинутыми целями и учетом ГОСТа 7057-2001.

В процессе дорожных испытаний с помощью тензометрического оборудования и АЦП фиксировались моменты на полуосях колес трактора, усилие в сцепке, усилие на педаль тормоза, тормозной путь и время торможения, обороты путеизмерительного колеса. При определении топливноэкономических показателей фиксировался расход топлива на транспортных режимах, близких к реальным.

В четвертой главе «Результаты экспериментальных исследований и их анализ» представлены данные лабораторных и дорожных испытаний ТТА с различными типами приводов колес трактора.

При лабораторных исследованиях по результатам теоретических предпосылок была получена рациональная статическая характеристика УДП (рисунок 8), на которой можно выделить три основных участка

м.

зооо

6000

4000

2000

о

Рисунок 8 — Статическая характеристика упругодемпфирующего привода

Первый участок (0...6,5 град.) обладает достаточно интенсивным ростом момента с изменением угла закрутки, что позволяет устранить свободный ход в приводе, а нелинейность участка исключает резонансные режимы. Второй участок характеристики привода (6,5...15,5 град.) предполагает работу трактора в режиме средних нагрузок. Максимальная жесткость третьего участка (15,5...22,5 град.) обеспечивает работу привода при значениях крутящего момента выше номинального.

Сравнительный анализ показал достаточную сходимость теоретической (полученной во второй главе) и экспериментальной характеристик привода.

В процессе дорожных испытаний в режимах торможения ТТА с различными типами приводов с помощью тензометрического оборудования, системы ЬТЯ с комплексом программ для планирования проведения и обработки эксперимента были получены тормозные диаграммы с усредненными значениями тормозного момента для режима с установившимся замедлением.

На рисунке 9 представлены тормозные диаграммы ТТА двух экспериментов, протекающих в близких условиях, при различных типах привода колес трактора. Подобные диаграммы были получены для различных дорожных фонов, загруженности ТТА и начальной скорости торможения.

с усредненными значениями моментов (дорожный фон -асфальт)

Данные диаграммы позволили получить значения коэффициента Кудп, теоретически обоснованные во втором разделе. По результатам экспериментальных исследований значение данного коэффициента для асфальтированной дороги составило 1,067, для грунтовой дороги - 1,14. Эти результаты близки к полученным значениям в теоретическом разделе и подтверждают адекватность моделирования процесса торможения ТТА с учетом принятых допущений.

С целью исследования влияния жесткости трансмиссии на тормозные показатели ТТА был проведен ряд опытов с трехкратной повторностью, в процессе которых фиксировались значения тормозного пути и среднего зна-

15

чения тормозного момента для режима установившегося замедления при различной интенсивности торможения. Далее, используя ранее обоснованную рациональную характеристику привода, по полученным значениям среднего тормозного момента определяли угол закрутки и рассчитывали жесткость привода. Графические зависимости тормозного пути ТТА от результирующей жесткости трансмиссии, представленные на рисунке 10.

Представленные зависимости тормозного пути от жесткости трансмиссии для фиксированной скорости и различной интенсивности торможения подтверждают наличие наиболее рациональной жесткости, при которой тормозной путь минимален. Повышение тормозного пути ТТА при максимальной интенсивности торможения обусловлено срывом колес на «юз», снижающим эффективность процесса торможения.

1 М 15

!_ =8 м/с

м/с

С

10 •

\'=4м/<

0 - ЛМиЛг]

Л'-2м/ -ТВД57Г

О 2000 4000 6000 8000 10000 12000 Ср, Нм/рад о 2000 4000 6000 8000 10000 Ср, Нм/рад

а б

а - асфальт; б - грунт Рисунок 10 - Зависимость тормозного пути от жесткости трансмиссии

Проведенные дорожные испытания показали целесообразность применения УДП ведущих колес в разных дорожных условиях. Установлено, что при работе ТТА на грунтовой дороге применение УДП ведущих колес, за счет снижения их буксования, позволит снизить удельный расход топлива на 14 %, повысить скорость движения на 7 - 9 %, а производительность в среднем на 6,9%. При работе трактора в плохих по проходимости условиях движения, по этой же причине, применение УДП позволит снизить удельный расход топлива на 16 %, повысить скорость движения на 10 %, что приведет к повышению производительности в среднем на 8 -11 %.

В результате проведенных экспериментов было выявлено более интенсивное снижение тормозного пути при возрастании начальной скорости торможения, что более очевидно на дорогах с меньшим коэффициентом сцепления. Так, при средней начальной скорости торможения 8 м/с удалось снизить тормозной путь на ТТА с опытной конструкцией привода до 9,6% на асфальтированной дороге и до 13,1% - на грунтовой, время торможения - на 10%.

16

Кроме того, по фрагментам сравнительных тензометрических дорожных испытаний ТТА с серийным и упругодемпфирующим приводом колес трактора было отмечено снижение амплитуды колебаний крутящих моментов на полуосях с модернизированным приводом на 14-20%. Применение УДП ведущих колес снижает ударные нагрузки за счет аккумулирования энергии удара внешних воздействий, что позволяет обеспечить плавное изменение крутящих моментов, а следовательно, и касательной силы тяги, уменьшает буксование ведущих колес и повышает тягово-сцепные свойства.

В пятой главе «Экономическая эффективность применения упруго-демпфирующего привода ведущих колес ТТА» произведен расчет, по результатам которого установлено, что годовой экономический эффект от применения упругодемпфирующего привода колес трактора за счет увеличения производительности и снижения расхода топлива при работе тракторно-транспортного агрегата составит 68 881 руб. в ценах 2011 года.

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ

1. Анализ транспортного обеспечения сельского хозяйства показал, что тракторно-транспортные агрегаты широко востребованы на грузоперевозках, однако существуют факторы, снижающие эффективность их работы в режимах торможения, в связи с чем, возрастает актуальность вопроса динамики торможения ТТА.

2. Результаты математического моделирования процесса торможения ТТА с упругодемпфирующим приводом ведущих колес показали, что в зависимости от несущей способности дороги значение коэффициента эффективности использования УДП в режиме торможения ТТА варьирует в пределах Кудп=1,06...1,17, что подтверждается значениями коэффициента полученными экспериментально.

3. Теоретически разработана и предложена методика получения рациональной характеристики УДП колес трактора. Приводы колес, обладающие данной характеристикой, позволяют в зависимости от дорожного фона и загрузки ТТА снизить тормозной путь ТТА до 13%, время торможения до 11%.

4. Разработано новое техническое решение (патентом № 2396174) по реализации рациональной характеристики регрессивно-прогрессивного типа упругодемпфирующего привода ведущих колес трактора.

5. По результатам дорожных испытаний выявлено, что при одинаковой интенсивности торможения, с применением УДП наблюдается снижение амплитуды колебаний тормозного момента до 24%, а также запаздывание нарастания тормозного усилия трактора на начальном этапе торможения и его интенсивный рост в последующий момент, при этом тормозной путь и время торможения снижаются соответственно до 12,1% и 10%.

6. Расчет экономической эффективности применения предлагаемой конструкции УДП показал, что годовой экономический эффект составляет 68 881 руб., а срок окупаемости дополнительных капитальных вложений -

0,43 года.

Основные положения диссертации опубликованы в следующих

работах:

Публикации в изданиях, рекомендованных ВАК

1. Поливаев, О.И. Эффективность использования тракторных транс-

портных агрегатов с упругодемпфирующим приводом ведущих колес при торможении / О.И. Поливаев, А.Ю. Кутьков // Техника в сельском хозяйстве.-2010.- №5.- С.30-32. .

2. Поливаев, О.И. Обоснование параметров и эффективности использования упругодемпфирующего привода ведущих колес тракторнотранспортного агрегата в режиме торможения / О.И. Поливаев, С.Н. Пиляев, А.Ю. Кутьков // Вестник ВГАУ. - 2011. - №3(30) - С.48-52.

Запатентованные изобретения

3. Патент 2396174 РФ, МПК В60К 7/00, 17/32. Привод колеса транспортного средства / О.И. Поливаев, А.Ю. Кутьков, A.B. Панков (Россия). -№ 2009128562 /11; Заявлено 23.07.2009; Опубл. 10.08.2010, Бюл. № 22. - 5 с.:

ил.

4. Патент 89464 РФ, МПК В60К 17/32. Конечная передача транспортного средства / О.И. Поливаев, А.Ю. Кутьков (Россия). - № 2009125804/22; Заявлено 06.07.2009; Опубл. 10.12.2009, Бюл. №34.-6 с.: ил.

Публикации в сборниках научных трудов и материалах конференций

5. Кутьков, А.Ю. Влияние жесткости трансмиссии трактора на его тормозные свойства / А.Ю. Кутьков // Материалы 62 научно-практической конференции студентов и аспирантов. Раздел №2,- Мичуринск, 2010 - С. 8285.

6. Кутьков, А.Ю. Влияние жесткости трансмиссии трактора на тормозные показатели тракторно-транспортного агрегата / А.Ю. Кутьков // Инновационные технологии на базе фундаментальных научных разработок: сборник трудов региональной научно-практической конференции студентов, аспирантов и молодых ученых,- Воронеж: ВГУ, 2011,- С. 193-195.

7. Кутьков, А.Ю. Влияние упругих приводов ведущих колес на тормозные качества тракторов / А.Ю. Кутьков // Инновации в авиационных комплексах и системах военного назначения: сборник научно-методических материалов по итогам XIX межвузовской научно-практической конференции -Выпуск 32. Часть 2.-Воронеж: ВАИУ, 2009. - С.182-183.

8. Кутьков, А.Ю. Повышение тормозных качеств тракторнотранспортных агрегатов / А.Ю. Кутьков // Инновационные технологии и технические средства для АПК,- Воронеж, 2009.- С.186-189.

9. Кутьков, А.Ю. Повышение эксплуатационных и эргономических качеств МТА / А.Ю. Кутьков, А.Н. Кузнецов, Е.Н. Родин // Средства аэродромно-технического обеспечения полетов: сборник статей по материалам докладов XX межвузовской НПК «Перспектива - 2010».Выпуск 1,част 2. -Воронеж: ВАИУ, 2010. - С. 257 - 259.

10. Поливаев, О.И. Влияние привода ведущих колес трактора на тормозные качества тракторного поезда / О.И. Поливаев, А.Ю. Кутьков // Инновационные технологии механизации сельскохозяйственного производства,-Воронеж: 2009.-С.98-101.

11. Поливаев, О.И. Результаты экспериментальных исследования влияния жесткости привода ведущих колес трактора на тормозные свойства ТТА / О.И. Поливаев, A.B. Панков, А.Ю. Кутьков // Перспективные технологии, транспортные средства и оборудование при производстве, эксплуатации, сервисе и ремонте. - Воронеж, 2010. - Выпуск 5,- С.183-186.

Гарнитура Таймс. Формат бОхвО'/м. Бумага кн.-журн.

Уел. п. л. 1,0. Тираж 100 экз. Заказ № 5674.

Типография ФГБОУ ВПО Воронежский ГАУ, 394087, Воронеж, ул. Мичурина, 1.

61 12-5/1625

МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ФГБОУ ВПО

«Воронежский государственный аграрный университет имени императора Петра I»

На правах рукописи

КУТЬКОВ АЛЕКСЕЙ ЮРЬЕВИЧ

ПОВЫШЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ

ТРАКТОРНО-ТРАНСПОРТНОГО АГРЕГАТА В РЕЖИМЕ ТОРМОЖЕНИЯ ЗА СЧЕТ ПРИМЕНЕНИЯ УПРУГО ДЕМПФИРУЮЩЕГО ПРИВОДА ВЕДУЩИХ КОЛЕС ТРАКТОРА КЛАССА 1,4

Специальность 05.20. 01 - технологии и средства механизации сельского хозяйства

Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук

Научный руководитель -заслуженный работник высшей школы РФ, доктор технических наук, профессор Поливаев О.И.

Воронеж - 2011

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ..............................................................................................................4

1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА. ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЙ...............6

1.1 Особенности транспортного обеспечения сельского хозяйства, пути повышения эффективности использования тракторно-транспортных агрегатов.......................................................................................................6

1.2 Особенности динамики торможения транспортных средств и факторы, влияющие на ее эффективность...............................................................11

1.3 Типы существующих конструкций тормозных систем колесных тракторов, требования, предъявляемые к ним.......................................18

1.4 Анализ работ по исследованию динамики торможения тракторно-транспортных агрегатов............................................................................22

1.5 Основные направления по исследованию влияния упругих элементов на эксплуатационные показатели МТА..................................................25

1.6 Выводы и задачи исследования...............................................................32

2. ОБОСНОВАНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ

УПРУГОДЕМПФИРУЮЩЕЕО ПРИВОДА В РЕЖИМЕ ТОРМОЖЕНИЯ...35

2.1 Факторы, влияющие на процесс торможения тракторно-транспортных агрегатов.....................................................................................................35

2.2 Методика расчета реакций и сил в процессе торможения тракторно-транспортных агрегатов............................................................................36

2.3 Математическая модель торможения ТТА, оборудованного упруго демпфирующим приводом колес трактора.................................42

2.4 Влияние упругодемпфирующего привода ведущих колес трактора на тормозные показатели ТТА. Определение рациональной характеристики привода...........................................................................54

2.5 Выводы.......................................................................................................58

3. ПРОГРАММА, МЕТОДИКА И ОБОРУДОВАНИЕ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ................................................60

ЗЛ Программа экспериментальных исследований......................................60

3.2 Объект исследований................................................................................61

3.3 Методика проведения лабораторных испытаний..................................64

3.4 Методика проведения дорожных испытаний.........................................67

3.5 Модульная система и программное обеспечение, используемые в процессе проведения испытаний.............................................................72

3.6 Обработка результатов экспериментов, оценка погрешности результатов исследований........................................................................80

4. РЕЗУЛЬТАТЫ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ И ИХ АНАЛИЗ.................................................................................................................84

4.1 Результаты лабораторных исследований упруго демпфирующего привода ведущих колес трактора.............................................................84

4.2 Результаты дорожных испытаний ТТА..................................................87

4.3 Выводы.....................................................................................................101

5. ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ

УПРУГОДЕМПФИРУЮЩЕГО ПРИВОДА ВЕДУЩИХ КОЛЕС ТТА........103

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ..............................................................................................111

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ..........................................112

ВВЕДЕНИЕ

Постоянный рост потребности в продукции сельскохозяйственного производства выдвигает все более высокие требования к технологиям в сельском хозяйстве. Одновременно возрастает актуальность снижения затрат на производство сельскохозяйственной продукции. Проведение всего комплекса сельскохозяйственных работ невозможно без применения сельскохозяйственного транспорта.

Работа транспорта в сельском хозяйстве отличается рядом особенностей, связанных с многообразием грузов, различными расстояниями перевозок и сложностью дорожных условий, что обусловливает невозможность ограничиться одним видом транспорта. Поэтому наряду с автомобильными широкое распространение получили тракторные перевозки.

Обеспеченность хозяйств автомобилями, как правило, не превышает 50% при их старении [21]. Современные скоростные, высокоэнергонасыщенные колесные тракторы, обладая рядом преимуществ, широко используются в составе тракторных поездов при выполнении транспортных работ. Колесные тракторы белее универсальны, чем гусеничные, имеют меньшую стоимость и эксплуатационные расходы. По данным НАТИ, транспортные работы, выполняемые колесными тракторами, составляют для различных зон России от 40 до 67% общего времени использования.

Эксплуатация тракторных поездов в одном грузовом потоке с автомобильным транспортом в условиях постоянного роста скоростей и увеличения грузоподъемности выдвигает на одно из первых мест задачу обеспечения приемлемого уровня безопасности движения, в частности при торможении. Отсутствие надежной тормозной системы, обладающей эффективностью и обеспечивающей устойчивое движение, не только снижает средние скорости тракторных поездов, но и зачастую является причиной аварий.

Следует отметить, что характер движения тракторного или автомобильного поезда как транспортного агрегата, представляющего собой шарнирное сопряжение двух или более звеньев, может принципиально отличать-

ся от движения одиночного трактора или автомобиля вследствие действия усилий, возникающих в сопряжениях (сцепках) при взаимодействии звеньев друг с другом и от относительных движений звеньев.

При движении мобильного энергетического средства с прицепом в сцепном устройстве возникают значительные знакопеременные силы, которые при определенных условиях могут вызывать складывание звеньев тракторного поезда и, следовательно, создать аварийную ситуацию на дороге.

Как известно, сельскохозяйственные тракторы среднего класса имеют тормоза на задней оси, что ограничивает тормозные свойства транспортного агрегата, в связи с этим большое значение приобретают работы по изучению тормозной динамики тракторных поездов, оценке влияния различных факторов на безопасность движения.

Целью данной работы является повышение эффективности использования тракторно-транспортного агрегата в режиме торможения постановкой упругодемпфирующих приводов ведущих колес трактора с рациональной характеристикой.

На защиту выносятся следующие основные положения:

1. Математическая модель процесса торможения ТТА, учитывающая основные параметры упругодемпфирующего привода ведущих колес и позволяющая определить рациональную характеристику данного привода.

2. Новое техническое решение по реализации рациональной характеристики упругодемпфирующего привода ведущих колес, обеспечивающее повышение эффективности использования тракторно-транспортного агрегата в режиме торможения.

3. Закономерности изменения тормозных показателей ТТА с упруго демпфирующим приводом ведущих колес.

4. Технико-экономическая оценка эффективности применения упругодемпфирующего привода ведущих колес трактора в различных режимах работы ТТА.

1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА. ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЙ

1.1 Особенности транспортного обеспечения сельского хозяйства, пути повышения эффективности использования трак-торно-транспортных агрегатов

Увеличение объемов производства в сельском хозяйстве неизбежно связано с возрастанием объемов транспортных перевозок, а также с расширением номенклатуры перевозимых грузов. В настоящее время сельскохозяйственные предприятия осуществляют перевозку до 300 наименований различных грузов.

Резкие колебания объема транспортных работ в течение года - отличительная особенность сельскохозяйственного производства, подчеркивающая сезонность данной отрасли. Такая неравномерность обусловлена наличием грузов, транспортируемых регулярно в относительно небольших количествах, а также грузов, перевозимых большими объемами в течение короткого промежутка времени. В свою очередь, колебания в потребности транспорта в сельском хозяйстве в течение года является важной причиной повышенных транспортных издержек и сопряжены с необходимостью привлечения транспорта из других отраслей в период уборки урожая. Однако широкая эксплуатация автотранспорта других отраслей (или организаций), простои собственного парка хозяйств в моменты, когда потребность в подвижном составе ниже среднегодового уровня, ведут к повышению себестоимости перевозок и снижению производительности каждой транспортной единицы [21,14].

На рисунке 1.1. представлены двухлетние данные о распределении объемов перевозок в среднем по кварталам 2000-2001гг. в четырех исследуемых хозяйствах Воронежской области. Диаграмма показывает, что «пиковые» периоды приходятся на III и IV кварталы.

После весеннего сева, который приходится в Воронежской области на апрель- май, наступает затишье. Период уборки начинается в июле заготовкой кормов и в октябре заканчивается уборкой капусты и свеклы. Если в I квартале перевозится 2,9 % грузов, во II - 7,9- 8 % , то в III - 60-65% и в IV -24,7%.

63,4

37,4

■ -Длина поездам с Грузом, км т - Перевозки с^льснокоэяйст^иш грузов, %

Рисунок 1.1- Перевозки сельскохозяйственных грузов в течение года в хозяйствах Воронежской области

Соотношение данных показателей свидетельствует о том, что большинство перевозок грузов в самый напряженный период связано с внутрихозяйственными перевозками на небольшие расстояния. Таким образом, потребность в транспортных средствах в течение года во II квартале в 2,7 раза, в III - 21,9 и в IV квартале - в 8,9 раза больше, чем в I квартале.

Расстояние перевозок в сельском хозяйстве колеблется от нескольких сотен метров до нескольких десятков километров. Перевозки в диапазоне 510 км (около 32%) представляют основную массу внутрихозяйственных перевозок, а внехозяйственные перевозки (47,3%) производятся в сельском хозяйстве в диапазоне 25,1-50 км [21]. Основная доля внехозяйственных перевозок осуществляется по асфальтированным и улучшенным грунтовым доро-

гам, а внутрихозяйственных - по полевым, проселочным и бездорожью (стерня, вспаханное поле и т.п.). В тоже время дорожные условия изменяются в зависимости от времени года: укатанные фунтовые дороги становятся непроходимыми в осенне-зимний период, в связи с чем внутрихозяйственные перевозки осуществляются в основном колесными тракторами [51].

В условиях интенсификации сельскохозяйственного производства эффективное использование тракторов на транспортных работах приобретает большое значение. На долю тракторного транспорта России приходится 60...80% объема сельскохозяйственных перевозок (т) и до 30% грузооборота (ткм). По данным ВИМ, каждый колесный трактор не мене 50% времени занят на транспортировке грузов [51].

Особенность тракторов состоит в том, что их можно использовать как на полевых работах, так и на транспортных, в периоды бездорожья, когда эксплуатация автомобилей либо совсем невозможна, либо очень затруднена. При этом колесные тракторы более универсальны, чем гусеничные; имеют меньшую стоимость и эксплуатационные расходы, более высокие транспортные скорости. В сравнении с автомобильным тракторный транспорт имеет более высокую проходимость, оказывает меньшее воздействие на почву, имеет более широкий диапазон изменения скоростей и тяговых усилий, меньший удельный расход топлива. Не случайно в структуре тракторного парка экономически развитых стран на долю колесных тракторов приходится 85-95%, в нашей стране более 50% [69].

Объемы сельскохозяйственных перевозок в зарубежных странах подтверждают рациональность использования тракторов на транспорте [13,45,52]. Так, в сельскохозяйственных предприятиях Германии 70-80% от общего объема перевозок осуществляются тракторным транспортом. Для Болгарии и США данный показатель достигает соответственно 60 и 35%. Крупные хозяйства Польши тракторами перевозят до 55% грузов, а доля использования тракторов на транспортных работах достигла половины общего

времени их работы. В средних хозяйствах Франции процент использования тракторных поездов для перевозки сельскохозяйственных грузов достигает 70%, для крупных хозяйств - 90%. С помощью тракторов в Норвегии перевозится до 95% грузов, в Венгрии - до 77% .

Несмотря на данные показатели существуют факторы, снижающие эффективность использования тракторов на транспорте. Так, в нашей стране энергонасыщенные тракторы МТЗ-80, Т-150К, К-701 в агрегате с прицепами 2ПТС-4, 2ПТС6, 2ПТС-9 недоиспользуют половину своей мощности из-за недостаточной грузовместимости, ограниченных тягово-сцепных и скоростных качеств.

В целях повышения эффективности работы тракторных агрегатов предлагаются различные способы и технические решения, среди которых:

- энергоаккумуляторы и устройства, использующие инерцию движущих масс, применяемые с целью уменьшения энергии на транспортных работах [49];

- системы, перераспределяющие сцепной вес, позволяющие повысить проходимость и тягово-сцепные качества [25,66];

- упругодемпфирующие элементы в трансмиссии тракторов для аккумулирования энергии трогания, снижения динамических нагрузок трансмиссии, повышения тягово-сцепных свойств [112,104,82,83,113];

- механические, гидравлические и электрические приводы ходовых систем прицепного состава, позволяющие улучшить реализацию мощности через ходовую систему [93];

- различные конструкции тягово-сцепных устройств, снижающие продольные колебания тракторных поездов и сохраняющие устойчивость прямолинейного движения на режимах торможения [123,109].

Широкая номенклатура сельскохозяйственных грузов, наличие дорог с разным типом и состоянием покрытия в изменяющихся климатических условиях, конструктивные особенности транспортных средств и многие другие

факторы влияют на динамику тракторно-транспортных поездов, ухудшая их разгонные свойства, снижая устойчивость, увеличивая расход топлива.

Особое внимание уделяется тормозной динамике ТТА, актуальность которой возрастает с повышением транспортных скоростей в условиях эксплуатации тракторных поездов на автомобильных дорогах общего пользования, а также на грунтовых внутрихозяйственных дорогах со слабой несущей способностью.

Отсутствие надежной и эффективной тормозной системы тракторных поездов снижает транспортную производительность и, зачастую, является: причиной дорожно-транспортных происшествий (ДТП) с участием ТТА.

По официальным данным ГИБДД за 2008г., на территории Российской Федерации объем ДТП с участием автотракторных средств составил не более 9% от общего объема ДТП, произошедших из-за технической неисправности транспортных средств, однако тяжесть последствий аварий (число погибших на 100 пострадавших) с участием тракторных поездов в 1,7...4 раза выше, чем у одиночных транспортных средств [101]. При этом среди конкретных технических неисправностей, являющихся причиной ДТП, доля неисправности рабочей тормозной системы составила 20%.

Тяжелый травматизм связан с 33,8% всех ДТП с участием сельскохозяйственных тракторов, в этой доле 54,1% приходится на тракторы МТЗ, что объясняется высоким удельным весом данных машин в структуре тракторного парка и их широким использованием на транспорте [42].

Таким образом, полноценное транспортное обеспечение сельского хозяйства неосуществимо без участия тракторов. Являясь неотъемлемым звеном процесса аграрного производства, колесные тракторы, в составе тракторных поездов перевозят существенную долю годового объема сельскохозяйственных грузов. В то же время, под действием многочисленных внешних факторов, режимов и условий эксплуатации, особенностей конструкции, ТТА являются объектом повышенной опасности, о чем свидетельствуют стати-

стические данные дорожно-транспортных происшествий, в связи с чем большое значение приобретают работы по повышению эффективности и безопасности использования тракторного транспорта. Особая важность придается направлениям по изучению тормозной динамики, как наиболее важного показателя безопасности движения тракторных поездов.

1.2 Особенности динамики торможения транспортных средств и факторы, влияющие на ее эффективность

Потребность в торможении возникает в случае необходимости: снизить скорость движения; остановить машину; предотвратить повышение скорости; удержать транспортное средство неподвижно на стоянке; повысить маневренность машины (подтормаживанием борта). Можно выделить несколько разновидностей торможения, среди которых: рабочее - связанное с рег