автореферат диссертации по транспортному, горному и строительному машиностроению, 05.05.03, диссертация на тему:Повышение конструктивной эффективности АТС в условиях жаркого сухого климата

г ли

МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ МАЛИ

АВТОМОБИЛЬТЮ - ДОРОЖНЫЙ ИНСТИТУТ Тт (ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ)

на правах рукописи

ХАЛМУХАМЕДОВ Азиз Суратозич

ПОВЫШЕНИЕ КОНСТРУКТИВНОЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ АТС В УСЛОВИЯХ 2АРК0Г0 СУХОГО КЛИМАТА

Специальность 05.05.03 - Автомобили и тракторы

Автореферат Диссертация да соискание ученой сгспем кандидата технических наук

МОСКВА 1994

Работа выполнена ка кафедре "Автомобили" Московского гооу-дарсгвейного автоыобкльно-дорожного института (технический университет)

Научный руководитель

доктор технических наук, профессор С5АРОНИН Я.Е.

Официальные ошхоненты

доктор технических наук, профессор БРИЯЕВ D.H. кандидат технических наук, старший научный сотрудник ГИКЮ М.И.

Ведунья организация

ДМО Зил

Защита состоится "_

1994 г. в

часов

на заседании специализированного совета К 053.30.09 ВАК России при Московском государственном автомобильно-дорожном институте (технический университет) по адресу:

125829, ГСП-47, Москва, А-319, Ленинградский проспект, 64, ауд. 42.

С диооертацией можно ознакомиться в библиотеке института.

Автореферат разослан "_" _ 1994 г.

Отзывы прооиы представлять в двух экземплярах с подпись», заверенной печатав.

Телефон для справок: 155-03-28

Ученый секретарь специализированного совета кандидат технических zayttr доцент

ВЛАСОВ B.W.

СЕДАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. К регионах« с язрккм сух;« климатом относятся: - Западная, Северо-Западная, Севера-Восточная Африка, Юго-Западная Азия, Аравийский полуостров, Центральная и Средняя Азия. Ллоцадь зтюс регионов развивающихся стран достаточно велика и занимает 25 % поверхности сутои земного гезрз. Автомобильгапг транспорт имеет исключительное важное знзчэьке для экономик этих развиващихоя стран, ввиду слабого развили, а го и вовсе отсутствия других В55Д0Б транспорта. Поэтому эти страны ЯВЛЯЕТСЯ традиционно огромным рынком сбыта грузовых автомобилей и автопоездов.

Однагсо выпуисаэмые в настоящее время и поставщике в Среднеазиатский регион, з та^же которые могли бы поставляться в другие регионы отечественной автомобильной промышленностью грузовые автомобили и автопоезда спроектированы и исследовакг дня умеренной климатической зоны и поэтому могут не соответствовать экстремальным характеристика« жаркого сухого климата. Это может привести к значительному снижевк» 5!х эксплуатационных и потребительских свойств и конструктивной эффективности (КЭ), а следовательно и к падении эффективности использования и конкурентноспособности Бри эксплуатации в условиях жзркого сухого климата.

Цель и задачи диссертации. Целью диссертации является повышение конструктивной эффективности грузоЕых автомобилей и автопоездов в условиях эксплуатации в жарком сухом климате, путем:

- оценки степени влияния факторов жаркого сухого климата на тягово-скоростные свойства (ТСС) и топливную экономичность (ТЭ) и как. следствие ка конструктивную эффективность;

- разработки и обоснования мероприятий по повышению конструктивной эффективности грузовых автомобилей и автопоездов при эксплуатации в условиях жаркого сухого климата;

- разработки и обоснования требований к перспективным модификация« грузозого автомобиля и автопоезда, предназначенных для эксплуатации в условиях жаркого сухого климата.

Для достижения поставленной цели необходимо сформулирование и решение следусззк задач:

1. ВЫлиуьеННё иСииеппиихей лорКОГС СулиГС гишмаТЗ, В К£л-

большей степени влиянщых на работу грузового автомобиля и автопоезда;

2. Проведение экспериментальных исследований и оценки влияния .температуры окружающей среды (Токр) на показатели эксплуатационных и потребительских свойств грузового автомобиля и автопоезда в -условиях «арного сухого климата;

3. Установление зависимости изменения показателей ТСС, ТЗ и КЗ от Токр;

4. Дорзйоткз математической модели процесса движения грузового автомобиля и азтопоезда ш заданному маршруту в тишгекык условиях эксплуатация о учетом влияния Токр;

5. Разработка и обоснование мероприятий по повышению КЗ грузовых автомобилей и автопоездов в условиях жаркого сухого климата;

6. Разработка и обоснование требований к перспективной модификации грозового автомобиля и автопоезда, предназначенных для эксплуатация в условиях жаркого сухого климата.

Научная новизна диссертации состоит:

- з установлении особенностей эксплуатации грузовых автомобилей и автсетеадов в зове жаркого сухого климата;

тихшзана дорожных условий эксплуатации 'с помощью статистического анализа экспериментальных данных по режимам движения и параметрам дорог в зоне харкого сухого климата;

- доказанной возможности учета влияния Т0Кр на мощность, крутящий ызленг и часовой расход топлива двигателя, а так>*е на составляющие суммарного сопротивления движении: аэродинамическое сопротивленге, сопротивление качению и сопротивление в трансмиссии;

- в тоа, что для исследование влияния ТОЕ«> на ТСС, ТЗ и КЗ грузового автомобиля и автопоезда доработана математическая модель движензз автопоезда, учитывавшая изменение Т0кр;

- разработана экспериментальная и теоретические методики исследованш и оценки ТСС, ТЭ и КЗ грузового автомобиля и автопоезда в условиях жаркого сухого климата;

- разрЕботаны мероприятия по повышению КЭ грузовых автомо-

Ш:

битей и автопоездов в условиях каркого сухого климата.

Практическая ценность работы заключается:

- в разработке рекомендаций, учет и выполнение которых позволит повысить"КЗ базовой серийной модели грузового автомобиля и автопоезда при ее работе в условиях гшркого сухого климата;

- в разработке требовании к перспективной модификации грузового автомобиля и автопоезда для условий жаркого сухого :сшшз-та, учет и выполнение которых должен обеспечить сохранение необходимого уровня ТСС и ХЭ базовой модели грузового автомобиля и автопоезда, а следовательно и повышение КЭ, эффективности использования и конкурентноспособности ее при эксплуатации в условиях жаркого сухого юшмата.

Результаты, полученные в процессе исследований, способствуют повышении КЭ за счет полноты и достоверности оценка результатов испытаний, сокращения сроков их проведения;, вогшзнооти определения рациональных конструктивных решении при создании гру-асвых автомобилей и автопоездов для работы в условиях каркого сухого гашмата.

Математическая модель, методика и программа расчета на ЭВМ показателей грузового автомобиля и автопоезда, доработанные с /четом влияния изменения Т0кр позволяют для усдозий жаркого су-íoro климата обоснованно выбрать подвижной состав, который обеспечивает наиЗолыпий.уровень производительности и .эффективности грузового автомобиля и автопоезда.

Реализация работы. Рекомендации приняты к внедрению и прак-гическому применению в AMO ЗиЛ. Кроме того часть результатов монет быть использована Министерством автомобильного транспорта Зеспубдики Узбекистан при выборе и закупках грузовых автомобилей л автопоездов.

Апробация работы. Основные положения диссертации докладывались на 49-й 1991 г., 50-й 1992 г., 51-й 1993 г. и 52-й 1994 г. шучно-методическюс и научно-исследовательских конференциях' МА-Щ (ТУ).

Публикации. По материалам диссертации опубликовано четыре ¡татьи.

Объем диссертации. Диссертация состоит из введения, пяти

глав, вывода, списка литературы, приложений. Работа содержит 127 страниц машинописного текста, 24 таблиц, 35 рисунков. Библиография. вклвзает 128 наименований.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении показана актуальность и цель исследовании, раскрывается научная новизна и практическая ценность работы, излагаются осшвные положения, выносимые на защиту.

В первой главе проведены обзор и анализ работ по исследованию влияния особенностей условии, эксплуатации в регионе жаркого сухого клииаегз на эксплуатационные и потребительские свойства грузовых автомобилей а автопоездов.

Вопросы исследования особенностей эксплуатации грузовых автомобилей и азтопоеадоа в условиях жаркого сухого шшмата рассмотрены в трудах Д.П.Великанова, Р.Р.Двали, А.М.Иванова, В.С.Крупчекнва, Е.С.Куанецова, Д.Р.Кудьмукамедова, М.Г.Лааебни-кова, В.В.Ыакапдишн, Л.Б.Миротина, Э.С.Нусупова, А.Н.Островце-ва, Р.М.Парцкаладзе, В.®.Платонова," Я.Е.йаробина, Р.С.Хшиатова, А.А.Ерчевокога, Ш.И.Зрбекова и др.

Обзор и анализ , литературных источников позволил сделать следующие bhsoim:

- действие в данном регионе экстремальных характеристик жаркого оукаго климата отрицательно влияет на эксплуатационные и потребителъсяие свойства и КЭ, а значит эффективность использования и коЕг/рентноспособность отечественных грузовых автомобилей и автоЕогадоЕ; . -

- позьЕкние Токо и уменьшение, относительной влазшооти приводит к ухудшению показателей дизельного двигателя - падения эффективной мсгрости и моменту, увеличенному расходу топлива;

- в та ге время отмечается, что о увеличением Т0кр происходит некотороэ снниение суммарного сопротивления движения и некоторых ее осставляз^к: оилы сопротивления каченкю, воздуха и сопрогивлеязг граясаиссии;

- в настоящее время отечественная автомобильная про:ищлек-ность ве выпускает грузовые автомобили и автопоезда специально

конструктивно предназначенные для эксплуатации в регшае жаркого сухого климата;

- на АТП, в частности, Среднеазиатского реияшз идут на всяческие ухищрения, применяя целый ряд полукустарник мероприятий, для того чтобы хоть как-то адаптировать грузовые автомобили и автопоезда к условиям жаркого сухого климата.

Вместе с тем обаор и анализ литературы показал, что многие вопросы, связанные с исследованиями влияния факторов варкого сухого климата на эксплуатационные, потребительские свлйства и КЭ недостаточно изучены; отсутствуют апробированные и унифицированные методики оценки этого влияния, что значительно затрудняет использование ранее полученных экспериментальных даншх.

Обзор также показал, что обоснованных рекомендаций по повышению КЭ грузовых автомобилей и автопоездов для гксяуатации в условиях жаркого сухого климата не имеется, так же как и методики их разработки.

На основании этого была определена цель и сформулированы задачи диссертационной работы.

Во второй главе исследуются особенности условия эксплуатации АТС: дорожные транспортные и природно-климатические в регионе жаркого сухого климата на примере Среднеазиатского.

Для дальнейших исследований выбраны как типичное для региона жаркого сухого климата дорожные условия эксплуатации. Типизация производилась* статистическими параметрами законов распределения продольного профиля дороги, типу покрытия и интенсивности движения.

Статистическая обработка и анализ характеристик более 2000 км дорог Среднеазиатского региона (исследования осуществлены под руководством Д.Р.Кульмухаыедова, ТАДИ) позволила выбрать магистральную дорогу Ташкент-Алмалык в качестве типичного маршрута.

Исследования природно-климатических условий эксплуатации показало экстремальность характеристик жаркого сухого климата (табл. 1) и резкое отличие жаркого оухого климата о? умеренного. Это требует тщательного учета климатического фактора при проектировании, испытаниях, исследованиях и доюдке АТС» предназначенных для згаплуатации в регионе лзркого сухого ¡шмата.

Анализом установлено, что из рассмотренных характеристик жаркого сухого климата: высокой Токр. интенсивной солнечной радиации, низкой влажности и высокой запыленности можно выделить основную характеристику жаркого сухого климата, в наибольшей степени влияадужз на работу АТС в условиях жаркого сухого кшша- -та, а именно Г0кр-

Таблица 1

Характеристика жаркого сухого климата

Параметры Значения

Температура окрукащей среды, °С

предельна! минимальная - 10

средняя шшшалькая + 10

предельная максимальная + 65

средняя максимальная + 45

средняя годовая + 27

среднее изменение за 8 ч 25

наибольшее изменение за 8 ч 40

Относительная влажность воздуха, %

средняя максимальная 80 (при ТОКр= +20 °С)

35 (при Токр= +35 °С)

20 (при ТОКр= +40 °С)

предельная минимальная 10 (при ТОКр= +40 °С)

Характерные атмосферные явления Пылевые и пеочаные бури,

пыльная мгла. В зонах

орошения пыль содержит

соли

В третьей главе приводятся результаты экспериментальных исследований, обоснована программа и основные положения методики проведения, приведено описание измерительной и рзгистрирушцей аппаратуры.

Отсутствие кошгдексного целенаправленного исследования влияния жаркого сухого климата на КЗ не позволило по обзору к ана-

¿тоу Ллгсрагу'рЫ К СуНЗрОТВуТОПфШ ДЗКЯЬМ ии'ЬблтпсНО ОЦ9апхЬ Схеиепп этого влияния, и поэтому, для получения необходимых зависимостей был вьгбран экспериментальный метод._

В целой методика экспериментальных' исследований влияния Токр на показатели ТСС и ТЭ составлена о учетом действующи нормативных документов на методы определения дашшх свойств. .Суть ' ее заключается в следующем: в диапазоне ТОКр, типичном для региона жаркого сухого климата проводятся дорожные испытания грузового автомобиля и автопоезда.

Дорожные испытания состоят из трех этапов:

1 зтап. Определение сопротивления трансмиссия автомобиля-тягача и влияние на нее ГОКр- -

2 этап. Определение основных единичных показателей ТСС и ТЭ грузового автомобиля и звтопоеада при различных Т0!®. При этом показатели ТСС определялись расширенно за счет-раэггаов-выбегов в трех весовых состояниях.

3 этап. Эксплуатационные испытания грузового автомобиля и автопоезда на типизированном маршруте при различных Токр-

В качестве объекта испытаний'были выбраны грузовой автомобиль- тягач 3ил-4331 и автопоезд ЗкЛ-4331+ГКВ-8350.

Для проведения дорожных испытании использована измерительно-регистрирующая аппаратура, в состав которой входят:

- комплекс измерительной аппаратуры регистрация параметров движения АТС;

- комплекс измерительной аппаратуры для определения температурных режимов агрегатов автомобиля-тягача.

Проведенными экспериментальными исследованиями установлено:

1. При повышении Т0Кр показатели ГСС и ТЗ грузового автомобиля и автопоезда существенно ухудшаются (рис. 1-3).

2. Автомобиль-тягач 3нл-4331 и автопоезд ЗиЛ-4331+ГКБ-8350 не соответствуют тому заданному уровню ТСС а ТЭ, который задается техническими требованиями и норматива!® ГОСТ 21398-89 и ТУ завода-изготовителя при повышенных значениях Токр-

3. Повышение Токр ломимо-.влияния на показатели эксплуатационных и потребительских свойств, также отрицательно влияет на среднио скорость движения и расход топлива в реальшх условиях

А, |

№0\ 2Ю0' 2200. ¿ООО ИОО

& ¿0 25 30 35 40 Тщ С

-

**

-- V

у «

№ /¡5 /22 55 45

/5 20 ¿5 30 35 40 Тир. С

А

400кн 'Я

30

26

22 И

п

ю

Т^ис. ^Зависимость тягово-скоростных "свойсиГо^Токр: 1 - максимальная скорость; 2 - время разгона на пути 400 м; 3 - время разгона на пути 1000 м; 4 - путь выбега со скорости 80 км/ч; 5 - время разгона на высшей передаче - - автомобиль-тягач 3ил-4331;

_ ----- автопоезд ЗиЛ-433И-ГКБ-8350 _

' ^......

1 1 \ • .

у

/ / '' у, ' /

/

Г

1КМ

№

31 54 30 25 2.1 /2

/

/ ' / 1 /

/ У / / /

/

за 40 50 60 70 IО Ц^ы/ч 30 а)

40

¿о бо 70 га \/гтк Ф

Рнс. 2. Графика ткшшкой характеристики установившегося движения Ери различных ТС1СР:

а - автомобиля- тягача 3ил-4331; б - автопоезда ЗИЛ-4331+ТКБ-8350 п „

!--т = +18 °С;.----Т«® = +31 С;

И -------- Т«ф = -43 ЬС

5К0йЛУаТ5цш1. Тал иуК уасллчбвип То^р С +18 С ДО +43 С, прй движении на маршруте средняя средняя скорость уменьшается, а путевой расход топлива увеличивается: у автомобиля-тягала на 7,6 7. и на 18,41 2 соответственно; у автопоезда на 12,43 £ и на 24,4 7. соответственно.

4. При повышении ТОКр в диапазоне от +18 °С до +43 °С происходит значительное снижение КЗ автомобиля-тягача и автопоезда. Так при увеличении Токр о +18 °С до +43 °С при движении на маршруте коэффициент эффективности и условная удельная производительность автомобшга-тягача и автопоезда уменьшаются: у автомобиля-тягача на 21,85 X ; у автопоезда на 29,54 X.

5. Влияние ТОКр на температурный режим работы агрегатов автомобиля-тягача позволило получить данные о их работоспособности в условиях жаркого сухого климата.

Экспериментальными исследованиями тепловых режимов работы агрегатов и систем автомобиля-тягача при высоких То1о(Токр= +43 °С) установлено повышение установившихся температур в них по сравнению с установившимися температурами при Токи» +18 °С . Однако эти повышения не выходят аа пределы допустимых по маслам, что позволило в дальнейшем этим вопросом не заниматься.

6. Сравнением показателей конструктивной эффективности при рааных т0кр выявлена степень существенного падения КЗ АТС при эксплуатации в условиях, жаркого сухого климата.

В четвертой главе исследуются причины существенного ухудшения ТСС и ТЭ грузового автомобиля и автопоезда при повышении Токр. получены зависимости влияния ТОКр на скоростнув и топливные характеристики двигателя, коэффициенты сопротивления качению, воздуха, силу сопротавления трансмиссии; доработана с учетом влияния Токе математическая модель движения АТС по заданному марл!руту.

Теоретическая оонова исследования заключается в анализе дифференциального уравнения движения автомобиля, которое имеет при разгоне автомобиля следующий вид:

—— тПр = а± V2 + Ь1 V + а . (1)

сИ

а при выбеге автомобиля

Шцр-- = ¿'V2 + Ь'У + с' ,

<а

где шпр - приведенная масса автомобиля; а^ Ь^, с^, а', Ь', о' -коэффициенты, учитывающие параметры системы "АТС - окружающая среда".

Разделяя и интегрируя уравнение (2) выбега получим время выбега:

I =

2ГП]

по

/4а'с'-(Ь')2

2а'Ун + Ь' 2а'V + Ь' агсЬе--аг<±£-

у4а'с'-(Ь')2

к4а'с'-(Ь')2

(ЗУ

путь выбега

2а'

Епр 1П

а* Ун2 + Ь'УН + с' а'У2 + Ь'У + с'

- Ь'Ь

(4)

' " По" формулам (3) и (4) при использовании'на ЭВМ-специальной программы реаекая обратной задачи по экспериментальным данным пути и времени выбега и формулы (3) и (4) были вычислены коэффициенты а', Ь*, о' для разных Т0кв.

Анализ полученных результатов расчета позволил установить:

1. Коэффициент а' не зависит от нагрузки на автомобиль, но зависит от Ток». Коэффициент а выражает а-родинашческое сопротивление и о увеличением ТСкр уменьшается, а зто означает что аэродинамическое сопротивление снижается;

2. Коэффициент Ь' , отражающий влияние скорости движения яа коэффициент сопротивления качению и потери на тренкэ в тразсмис-сии о увеличением Токв уменьшается. Это происходит за счет уменьшения потерь на трение в трансмиссии и саикения коэффициента сопротивления качении;

3. Коэффициент с', в.основном определяющий,силу сопротивления качению при скорости близкой к нулв такхе по:сааазает влияние

1

на него Текр, Относительное уменьшение коэффициента о при перепаде Ток» в +25 °С составляет 12,82

Методом выбега ведущих колес автомобиля-тягача при различных Т0КЕ> установлена сила сопротивления трансмиссии и зависимость еэ от Токс>.

Зависимость от Т0ко величин Ртсо и kTD описывается следую-лдами линейными уравнениями:

РГР0 = 69,495 - 0,342 TQ!Ct> kTP « 13,51 - 0,213 Tqkp Зависимость от T0kd величин k5 и fo описывается следующими линейными уравнениями:

ка - 0,45 - 0,16*10~z T0KD f0 = 0,0088В - D,3987*1D~4 ТСКВ Для определения влияния Токр на показатели характеристики двигателя, было проведено сопоставление экспериментальных характеристик разгона о расчетными.

Экспериментальные испытания автомобиля проводились в соответствии с ГОСТ 22576-90 в трех весовых состояниях (т=0; Г=0,5; Y-1) и при трех Гокв (Токр= +19; +31; +43 °С).

Расчет характеристик разгона произведшая на ЗВМ с варьированием коэффициента, учитывающего влияние на скоростную характеристику двигателя кгм по формулам: время разгона:

П)Гр

у biZ-4aiCi

-In

2aiVz+bi-)/bi^-4aiCi

ZAiM^bi+V^J-'^iSi

2aiY2+bi-/biZ-43iCi

2ai V2fb i+/ bi2-4aiCi

; C5)

путь раэгсна 1 f

2ai

bnp In

aiY2 + bjV + Cj

aiVn2 + bjVH + Cj

- bjt> (6)

где

а4- = Ai - kB F; bi = Bi - kfi Gai Oi = Ci - io Ga

ijll

Величины Ai, Bi, Cj являются коэффициентами аналитического выражения полной тяговой силы

Pj. - AiV2 + BjV + Cit

и соответственно равны

Uxi3 TiTi kp кты

Ai *= Sm

Гд TKZ

Uti^ Чт» kp кты

Гд ГК

Uxi ÜTi kp ктм

Bi = bm- ; (7)

Ci - Сщ

Гд

На рис. 4 в качестве примера приведены экспериментальные и расчетные характеристики разгона автомобиля-тягача и автопоезда ЭиЛ-43^1+ГКБ-8350 для одного (т=1) из трех нагруженных состояний.

Зависимость ктм - f(Tojcp) в интервале Тсжр от +18 до +43 °С для дизельного двигателя описывается следующим линейным уравнением:

ктм = 1 - О.ООБ*(Токр - ТОКро) , где Токро = +18 °С.

Для оценки степени влияния Токр на топливную экономичность ав гомобиля-тягача и автопоезда использовайн результаты экспериментальных исследовании топливной характеристики установившегося движения при различных Токр.

Соответствующими расчетными исследованиями подтверждена возможность учета влияния Токр На часовой расход топлива через соответствующий температурный коэффициент kiq равный отношение Бгг/Бт18. где Бтп - часовой расход топлива при Токр п, Бг18 ~ часовой расход топлива при +18 °С.

Зависимость kxo=f(Т0Кр) в интервале Токр от +18 до +43 °С для дизельного двигателя описывается следующим линейным уравнением:

кто= 1 + 0.7*10~z(TOKp - Токро) , где Токро = +18 °С.

Рис. 3. Графики топливно-скоростной характеристики на ма-гистрально-холмисгой дороге при различных Токр: а - автомобиля-тягача 3ил-4331; б - автопоезда 1 ЗИЛ-4331+ГКБ-8350 , 0 . . 0

- - Токр = +18 С;----^окв = +31 С;

_____ _ —-------_Токр = +43

- I

КП/ч ¿0

60

ьо

¿а

О ¿00 400 600 ¿00 ¡ООО /200 Ш 1600 Ш 2000

Рис. 4. Скоростная характеристика разгона автопоезда 3нл-433нгк3-8350

--экспериментальная:----расчетная __,

-м

С помощью полученных зависимостей доработана о учетом влияния Токр математическая модель движения АТС по заданному маршруту.

Проверка адекватности математической модели производилась путем сопоставления экспериментальных данных и расчетных на ЭЙ.! зависимостей средней скорости автопоеада ЗиЛ на типичном маршруте и при разных ТОКР. Результаты сопоставления приведены в табл. о

Таблица 2

Параметры Токр! °С

+18 +31 +43

Средняа скорость эксперимен-

тальная, км/ч 82,34 78,7 72,1

Средняя скорость расчетная,

км/ч 82,93 80,79 69,72

Относительная ошибка, % 0,072 2,66 3,31

Расход топлива эксперименталь-

ный, л/100 км 37,46 41,56 45,6

Расход- топлива расчетный,

л/100 км Зо,Б4 40,16 43,34

Относительная ошибка, 7. 2,45 3,37 2,07

Анализ табл. 2 подтверждает высокую достоверность используемой математической модели движения.

Пятая глава посвящена разработке и обоснованию мероприятий по повышению КЗ АТС в условиях жаркого сухого климата.

В данной работе исследуется -вопрос воамотаэсти повышения конструктивной эффективности АТС автопоезда ЗиЛ в зависимости от Токр за счет изменения величины передаточного числа главной пе-, редачи и полной массы, а также заменой шин стандартных на другие с более высокими харатеристикаки.

Передаточное число главной передачи, может изменяться путем

■т

соотбсисхл'уыцсй кимшйктзции кз зяводэ в зззйоимости от у'слиекй эксплуатации и поэтому представляет собой наибольший практический интерес.

Разработка и обоснование мероприятий по повышению КЗ производилась в несколько этапов.

Вначале необходимо установить кз:ше значения Т0кр наиболее полно характеризуют колебания среднемесячных Тско в течение года. Так было установлено, что все среднемесячные Т0кр молено свести к трем Токр +18; +30; +40 °С, которые достаточно полно характеризуют сезонные колебания среднемесячных Токи в течение года.

Первый этап - это анализ соответствия технических параметров автопоезда ЗиЛ конкретным условиям эксплуатации.

Для решения этого вопроса рассматриваются тошшвно-скорост-ные характеристики автопоезда ЗиЛ-4331+ГКБ-8350 на дороге, признанной типичней для магистральных дородных условии яаркого сухого климата при трех разных Т0кр.

В заданных условиях эксплуатация стандартный автопоезд ЗиЛ не имеет достаточного запаса ТСС и ТЭ, т.е. полностью использует свою потенциальную коистругаивнув эффективность уде при Токр= +30 °С и, следовательно, не приспособлен к типичным магистральным условиям эксплуатации жаркого сухого климата.

Зторой этап - это повышение конструктивной эффективности автопоезда ЗиЛ путем выбора рационага,тюй полней массы.

Третий этап - зго оптимизация передаточного числа главной передачи автопоезда ЗиЛ для типичных магистральных условий Среднеазиатского региона.

Четвертый этап - это повышение конструктивной эффективности автопоезда ЗиЛ путем использования шин с более высокими характеристиками.

^Проведенные расчеты позволяют рекомендовать следуйте мероприятия по повышению конструктивной эффективности автопоезда ЗиЛ-4331+ГКБ-8350 для эксплуатации в условиях жаркого сухого ¡штата, лредотазленвые а табл. 3,

Прсзедезнке расчеты позволяют та'кэ регсомендоаать к использовании пэремекнуэ сезонную загрузку стандартного автопоезда в

М:

соответствии с диапазонами ТОКр- Указанная рекомендация показана в табл. 4.

Таблица 3

Автопоезд Пап. Т Игп Wqs(вар)' WQs(cep)'

Серийный 23,5 5,29 1,0

Вариант 1 (man посезонное, Um остается постоянной) 24,0 22,0 20,0 5,29 1,013

Вариант 2 (man остается постоянной, иГп оптимальное) 23,5 6,33 0,92

Вариант 3 Спал посезонное, Urn оптимальное, fo 0.006) 29,1 26,3 23,5 5,29 1,07

Таблица 4

токр: °с Шап (Г)

+18 24.0 (1,04)

+30 22.0 (0,9)

+40 20.0 (0.82)

16

-J

выводы

-ЛЬ результатам выполненных автором экспериментально-расчетных исследований сделаны следующие выводы и рекомендации:

1. Анализ опыта эксплуатации-грузовых автомобилей и автопоездов в Узбекистане и проведение соответствуючггс исследований позволяют установить существенное отрицательное влияние природно-климатических факторов зяаркого сухого климата и прежде всего Токе на конструктивную эффективность, а значит эффективность использования и конкурентноспособность грузовых автомобилей и автопоездов, а также необходимость учета этого влияния при проектировании, исследованиях и доводке грузовых автомобилей и автопоездов для эксплуатации в условиях жаркого сухого климата.

2. Из всех рассмотренных характеристик ;харкого сухого климата: высокая Токр, интенсивной солнечной радиации; значительная запыленность воздуха; низкая влажность воздуха, оказалось, что в наибольшей степени влияет на конструктивную эффективность АТС в условиях жаркого сухого климата высокая ТОКр.

3. На основе'статистических данных, полученных путем обработки результатов экспериментальных исследований на различных дорогах Среднеазиатского региона ебщен протяженностью 2000 км, установлено что мар!нрут "Ташкент-Алмалык" наиболее полно характеризует дорожные условия эксплуатации в регионе жаркого сухого климата и моиет быть принят, как типичный для магистральных условий эксплуатации в Узбекистане.

4. Результаты проведенных экспериментальных исследований подтвердили, что при повышении Т0кр показатели тягово-оноростнгк свойств и топливной экономичности автопоездов существенно ухудшаются, что такке отрицательно сказываются на средшю скорость дакженич и расход топлива в реальных услозиях эксплуатации Узбекистана.

5. Экспериментальными исследованиями тепловых режимов работы агрегатов и систем автомобиля-тягача при высот« Тжо (Т0«р= +43 °С) выявлено повышение установившихся Токо в них по сравнению с устанозяЕлинися температурами при ТСкр= +19 °С . Однако эти повышения пз выходят за пределы допустимого (по маслам).

Б. Установлено, что автомобиль-тягач 3ия-4331 и автопоезд ЗиЛ-4331+ГКБ-В350 не соответствуют тому заданному уровню ТСС и 13, которые предъявлял! технические требования и нормативы ГОСТа и ТУ завода-изготовителя, при повышенных Т0кр- При повышении ТС!;э в диапазоне от +18 С до +43 °С происходит значительное снижение конструктивно;: эффективности автомобиля-тягача и автопоезда (на 29.Б4

7. С помоцъш анализа на ЭЕМ установлены аналитические зависимости: • kTM=f (Токр); kTQ=f(TOTO); PTpo=f(Tow); kTC=f(T0Kp); fo=?(W; kE=f(Тско) •

8. С покощьы этих аавиоимоотей доработана математическая модель процесса движения автопоезда на реальном маршруте, которая позволяет учитывать влияние еысокой Теки, а такке определить степень приспсхзобленнпоти АТС по тягоЕО-скоростным свойствам, топливной экономичности и конструктивной эффективности к условиям жаркого сухого климата.

9. Проведена проверка на адекватность математической модели движения автопоезда в реальных условиях эксплуатации путем сопоставления расчетных и экспериментальных данных по средним скоростям движения и путевым расходам топлива, которая подтвердила возможность учета влияния на мощность двигателя и расход топлива Токв с помощью полученных уравнений.

ID. Разработаны и обоснованы меры по повышению конструктивной эффективности автопоезда ЗиЛ-4331+ГКБ-8350 в условиях жаркого сухого климата:

- полная масса (man) ~ посезонная, передаточное число главной передачи - остается постоянным (игп <= 5.29);

- полная масса (шап) - остается постоянным (шал = 23.5); передаточное число главной передачи - должно быть 6.33.

- полная масса (niah) - пооезонная, передаточное число главной передачи - остается постоянным (иГп ■= 5.29), при этом применяются шины с fo » 0.006;

11. Рекомендована к использованию переменная сезонная загрузка стандартного автопоезда.

Основные положения диссертации опубликованы в следующих работах:

1. Хикматов P.C., Халмухамедов A.C., Мамагов Х.Х. К вопросу особенности эксплуатации АТС в условиях каркого климата.- - М., 1989. - 25 с. Лея. в ЦНИИТЗИавгопроме 25.11.38, N 1797 - ал.

2. Иванов A.M., Халмухамедов A.C. К вопросу типизации условий эксплуатации / В сб. "Повышение производительности и безопасности автомобилей". - Труды МАДИ. М.: 1990.

3. Я.Е.Фаробин, А.С.Халмухамедов. О степени влияния температура окруязщей среды на тягово-скоростные и топливно-экономи-ческие свойства АТС. / В сб. "Повышение производительности и безопасности автомобилей". - Труды МАДИ. М.: 1993.

4. Я.Е.Фаробин, А.С.Халмухамедов. Снижение конструктивной эффективности АТС при повышенна температуры окружающей среды. / В сб. "Повышение производительности и безопасности автомобилей". - Труды МАДИ. М.: 1993.