автореферат диссертации по транспортному, горному и строительному машиностроению, 05.05.03, диссертация на тему:Разработка методов оценки и повышения топливной экономичности прицепных автопоездов

1 о 3 86

Киевский автомобильно-дорожный институт им.60-летия Великой Октябрьской социалистической революции

На правах рукописи

Вельбовец Андрей Фёдорович

УДК 629.113.001.5

РАЗРАБОТКА МЕТОДОВ ОЦЕНКИ И ПОВЫШЕНИЯ ТОПЛИВНОЙ ЭКОНОМИЧНОСТИ ПРИЦЕПНЫХ АВТОПОЕЗДОВ •

Специальность 05.05.03 - Автомобили и тракторы

Автореферат •диссертации на'соискание ученой степени кандидата технических наук

КИЕВ - 1986

Работа выполнена на кафедре "Автомобили" Киевского автомобильно-дорожного института им. 60-летия Великой Октябрьской социалистической революции

Научный руководитель заслуженный деятель науки

Украинской ССР, доктор технических наук, профессор Безбородова Г.Б.

Официальные оппоненты доктор технических наук,

профессор Пирковский Ю.В.

ч

кандидат технических наук, старший научный сотрудник Токарев A.A.

Ведущее предприятие - ь'итицинский машиностроительный завод,

ел

Защита состоится " /О п(X^Jcejtü. 1906г. в /О "час, на заседании специализированного совета Д.068.09.02 при Киевском автомобильно-дорожном институте им. 60-летия Великой Октябрьв-кой социалистической революции по адресу: 252010, Киев - 10, ул. Суворова, I.

С диссертацией можно ознакомиться,в библиотеке Киевского автомобильно-дорожного института.•

Автореферат разослан " /О " UtO-fPfCL 1986г.

Ученый секретарь специализированного совета

Белятмнский A.A.

I

ОЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТУ

Актуальность теш. В "Основных направлениях экономического и социального развития СССР на 1986-1950 годы и на период до 2000 года" значительное место отведено вопросам повышения топливной экономичности автотранспортных средств. _

Существенное повышение производительности труда на автомобильном транспорте достигается применением автомобильных поездов в составе грузового автомобиля и прицепа. Такие автопоезда получают широкое распространение благодаря увеличению выпуска различного прицепного состава и наращивания производства специальных транспортно-технологических автопоездов сельскохозяйственного назначения. Улучшение топливной экономичности выпускаемых и перспективных моделей прицепных автопоездов имеет важное народнохозяйственное значение. В связи с этим актуальны научные исследования, направленные на достижение экономически •оправданного уровня топливных затрат при обеспечении высокой производительности прицепных автопоездов в конкретно заданных условиях эксплуатации.

Для выбора рациональных ■параметров автомобилей-тягачей необходимы методы комплексной оценки показателей их топливной экономичности в составе прицепных автопоездов. Эти методы должны позволять еще на стадии проектирования устанавливать абсолютные и относительные расходы топлива автопоездом, соответствующие рациональным показателям транспортного процесса, а также количественно оценивать отдельные составляющие расхода топлива тягачом и возможные резервы их снижения. Сейчас при этом более дифференцированно следует учитывать дорожные условия эксплуатации автопоезда, режимы его движения и нагрузку прицепа. При комплексном рассмотрении этих факторов более рационально могут быть скомплектованы прицепные автопоезда для разных видов перевозок, особенно, в смешанных дорожных условиях.

Цель работы- - разработать методы оценки и повышения топливной экономичности прицепных автопоездов, основанные на более детальном учете дорожных условий выполняемого транспортного процесса и комплексном подходе>к выбору конструктивных параметров автомобилей-тягачей и прицепов.

Объект исследования - прицепные автопоезда в составе автомобиля-тягача и одного прицепа.

о.: р

Отдел

диссертаций

Научная новизна полученных в работе результатов исследований состоит в следующем:

- теоретическим исследованием получено уравнение мощност-ного баланса автопоезда;

. - составлено уравнение топливного баланса прицепного автопоезда, обеспечивающее возможность его применения к смешанным дорожным условиям /дороги с твердый покрытием, грунтовые и временные проезды по грунту/, благодаря более полному учету показателей' взаимодействия колесного движителя автопоезда с твердой и деформируемой опорной-поверхностью;

- более детально представлены в методике оценки топливной экономичности автопоезда реальные режимы работы двигателя по скоростным внешней и частичным характеристикам;

- экспериментальными исследованиями подтверждена достоверность и работоспособность уравнения топливного баланса автопоезда;

- экспериментальным путем с использованием оригинального прибора получены для сельских дорог статистические характеристики изменения углов продольного профиля на слабохолмистом, холмистом н резкопересеченном рельефах местности;

-установлены эмпирические зависимости между расходом топлива н скоростью движения, коэффициентом буксования колес и величиной загрузки прицепного автопоезда при его использовании на грунтовых дорогах в сухом, мокром состояниях и покрытых снегом.

Практическая ценность работы. Разработанные расчетные методы реализованы в виде программ на ЭШ, позволяют в зависимости от заданных дорожных условий и конструктивных параметров прицепного автопоезда определять показатели топливной экономичности и условной удельной производительности. В результате произведенных расчетов и экспериментальных исследований обоснованы рекомендации по повышению топливнор экономичности отечественных прицепных автопоездов современных и перспективных моделей ЗИЛ, ¡{АЗ, ГАЗ сельскохозяйственного назначения /выбор мощности двигателя,- типа тин, массы буксируемого прицепа, скорости движения и др./. _

Рекомендации по выбору оптимального коэффициента загрузки автопоезда ЗШН.Г.В подтверждены испытаниями в производственных.'_

условиях.

Использование предложенной методики оценки и рекомендаций по повышению топливной экономичности прицепных автопоездов по-' зволяют повысить их топливную экономичность и производительность в условиях сельскохозяйственных перевозок.

Реализация результатов исследований. Разработанные методы определения показателей топливной экономичности прицепных автопоездов, программы и результаты численного расчета на ЭШ переданы на Мытищинский машиностроительный завод и используются ОГК по автопроизводству при конструкторско-доводочных работах самосвальных прицепных автопоездов моделей ЗИЛ-МШ сельскохозяйственного назначения. Рекомендации по оптимальной загрузке и скорости движения автопоездов в составе автомобилей-тягачей ЗИЛ-130 и ЗИЛ-Ш2-554М, при их использовании на вывозке сахарной свеклы, внедрены в АТП-31036 г. Обухова Киевской области.

Апробация работы. Диссертационная работа обсуждена и одобрена на расширенном заседании, каредры "Автомобили" Киевского автомобильно-дорожного института имени 60-летия Великой Октябрьской социалистической революции в 1986 г. Основные положения диссертации докладывались на ежегодных научных конференциях профессорско-преподавательского состава Киевского автомобильно-дорожного института /1982-1986 гг./, Дне специалиста "Экономия топлива на автомобильном транспорте" в г.Киеве /1983г./, Ш Всесоюзной конференции молодых ученых в г.Дмитрове /ЦНИИАП НАМИ/ в 1984г., техническом совете ОГК по автопроизводству Мытищинского машиностроительного завода в 1984г., республиканской конференции " Экономия топлива на автомобильном транспорте и снижение выбросов автомобилями" в г.Киеве /1985г./.

Публикации. По теме работы опубликованы две статьи. Результаты выполненных исследований отражены в трех научных отчетах.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав,.выводов, списка использованной литературы, включающего 137 наименований, и двух приложений; она изложена на 128 страницах машинописного Текста, содержит 35 рисунков и 22 таблицы.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

В первой главе рассмотрено развитие исследований топливной экономичности автомобилей и автопоездов, проведен аналитический обзор методов расчета и улучшения ее оценочных показателей. Ети'вопросы отражены в научных трудах Чудакова Е.А., Зимелева Г. В., Великанова Д. II., -5алькевича Б.С., Иларионова В.А., Ливанова Н.В., Говорущенко Н.Я., фаробина Я.Е., Пирковского D.B., Шсоцкого М.С., Токарева А.'А., Безбородовой Г.Б., Петрушова В.А., Московкина В.В., Беккера, Томпсона и многих других отечественных и зарубежных ученых.

Критический анализ литературных источников показал, что методики оценки и повышения топливной экономичности прицепных автогц)ездов разработаны недостаточно. В результате аналитического обзора определена целесообразность исследования топливного баланса прицепного автопоезда, исходя из которого совместно рассматриваются вначале-затраты топлива, связанные с получением от двигателя требуемой элективной мощности, а затем топливные затраты на преодоление всех сопротивлений движению автопоезда. На стадии проектирования особенно важно более обоснованно выбрать те конструктивные параметры автомобиля-тягача, которые ввиду их существенного влияния на топливную экономичность и одновременно на производительность автопоезда подлежат оптимизации. Не учитывая данное положение, можно получить ухудшенные показатели топливной экономичности автопоезда, с одной стороны, либо недостаточную производительность, с другой. Исходя из ' этого, в работе проводилось исследование топливной экономичности прицепных автопоездов в тесной связи с их удельной производительностью, зависящей от оптимальной загрузки автопоезда, применительно к конкретным дорожным условиям. Кроме того, при разработке аналитических методов и в экспериментальных исследованиях топливной экономичности прицепйых автопоездов рассматривались смешанные дорожные условия их использования.

Для достижения цели исследования решались следующие зада, чи:

- разработка аналитического метода определения расхода топлива прицепным автопоездом;

- испытания топливной экономичности автопоезда с целью проверки разработанного метода и накопления исходных данных к расчету на ЭВМ показателей расхода топлива и удельной произво-

дительности;-

- сравнительный анализ влияния на составляющие общего.расхода топлива характеристик двигателя, коэффициента суммарного дорожного сопротивления, параметров шин автомобиля-тягача и полной массы прицепа;

- экспериментальные исследования путей улучшения топливной экономичности прицепных автопоездов сельскохозяйственного назначения;

- эксплуатационные испытания прицепных автопоездов с целью апробации рекомендаций по повышению топливной экономичности при сельскохозяйственных перевозках.

Вторая глава посвящена теоретической разработке метода оценки топливной экономичности и определению расхода топлива прицепным автопоездом в зависимости от конструктивных параметров и дорожных условий. Количественная оценка топливной экономичности автопоезда осуществляется, прежде всего, по расходу топлива Цз , в литрах на 100км пройденного пути, и топливной характеристике автопоезда, а затем по вычисленному, исходя из величины СЬ и установленных для тех же условий показателей транспортной работы, удельному расходу топлива в л/т или л/т.км. Кроме того, для характеристики топливной экономичности прицепного автопоезда с учетом транспортного процесса в рассматриваемом метода оценки применен предложенный Я.Е."5аробшшм комплексный критерий \л/а - условная удельная производительность. Целесообразность использования данного критерия для оценки топливной экономичности прицепного автопоезда определяется тем, что его грузоподъемность можно рационально варьировать подбором оптимальной массы прицепа, совместно учитывая при этом за-, траты горючего, количество перевозимого груза и скорость движения автопоезда.

В результатэ аналитического исследования составлены уравнения мощностного и топливного балансов автопоезда. Чтобы полнее отразить разнообразные условия эксплуатации прицепных автопоездов при' составлении уравнения мощностного баланса, приняты следующие предпосылки.

Движение прицепного автопоезда рассматривается по пересеченному продольному профилю дорог или местности /рис. I/. При составлении мощностного баланса учитываются различия в показателях взаимодействия колес с твердой или деформируемой поверхностью качения, изменения нормальных реакций дороги на колесах:

гл'лг/

frta а]

-hp-

?np

Рис. I. Схема сил и моментов, действующих на прицепной автопоезд при движении на подъеме дороги

тягача и прицепа, частичное буксование ведущих колес автомобиля-тягача.

Для определения затрат мощности, вызванных сопротивлением качению колес автопоезда по опорной поверхности, предварительно устанавливался средневзвешенный коэффициент сопротивления качению fan » учитывающий изменения нормальных реакций на колесах звеньев автопоезда. В работе выведены следующие аналитические выражения для определения коэффициента /ал :

- для автопоезда в составе прицепа и автомобиля-тягача с колесной формулой 4x2

an

, I fan/

, (ibi>+0h„p)c0!<L ~ (h<jnfh*i>) ({tnp-hn,) jin I

/ I /

- для автопоезда в составе прицепа и автомобиля-тягача с колесной формулой 4x4

fan

+/-

/ал/ Lnp-(hKp~Zrp)'{hnP~$2nP}

ri

где: fan » коэффициент загрузки автопоезда, предложен-

ный Я.Х.Закиным; £ал- полный вес автопоезда; Йаг ~ коэ^ицн-ент сцепления ведущих колес с опорной поверхностью; - коэффициент сопротивления качению колес ¿-го моста; Zga динамический радиус колес соответственно мостов автомобиля и прицепа.

Аналитические выражения / I / и / 2 /• для средневзвешенного коэффициента сопротивления качению /дл дают возможность анализировать влияние на него распределения массы автопоезда по мостам автомобиля и прицепа, конструктивных особенностей и давления воздуха в шинах, состояния грунтовой поверхности качения и других факторов, существенно влияющих на расход топлива при движении автопоезда по деформируемым опорным поверхностям.

При определении затрат мощности, связанных с частичным буксованием ведущих колес тягача, величина коэффициента сцепления ведущих колес с опорной поверхностью рассматривается в зависимости от коэффициента буксования. В данном исследовании это ?ажно, так как опыт эксплуатации и экспериментальные исследования свидетельствуют о том, что движение автомобиля в составе прицепного автопоезда сопровождается частичной пробуксовкой его ведущих колес. При эксплуатации по дорогам с твердым покрытием это явление связано с изменением нормальных реакций на ведущих колесах вследствие интенсивных колебаний неподрессорен-ных и подрессоренных масс, а при движении по грунтовым дорога!/ - низкими значениями коэффициента сцепления колес с опорной поверхностью и большим сопротивлением движению автопоезда. При этом существенное влияние на величину буксования ведущих колес

автопоезда оказывает масса буксируемого прицепа. При выборе расчетного значения коэффициента %п сцепления возможно установить соответсвукций ему коэффициент буксования Эу колес в тех случаях, когда известна экспериментальная зависимостьйт=/(5«) между ними для конкретных дорожных условий. Необходимо отметит}>, что в данной работе допустимая величина коэффициента ¿ук-сования колес автомобиля-тягача принималась не более 20-25Я.

При" составлении уравнения топливного баланса автопоезда удельный расход топлива автомобильным двигателем представлен двумя слагаемыми, из которых первое - условно определяет эффективность использования той части сжигаемого топлива, которую необходимо затратить на преодоление различного рода потерь в самом двигателе. Второе слагаемое величины ^е оценивает затраты топлива для обеспечения требуемой эффективной мощности4 двигателя, снимаемой с его коленчатого вала для движения автопоезда. Величина этой мощности приравнивается к затратам мощности на преодоление внешних сопротивлений движению' автопоезда и на прокручивание его трансмиссии. Топливный баланс прицепного автопоезда позволяет определять расход топлива по отдельным составляющим:

^Цх+с^чор+ш^а^^а^ / з /

где: £(5г - затраты топлива вследствие тепловых и механических потерь в двигателе и привод вспомогательного оборудования^*^ гО^/ап I > 0$]к - соответственно затраты топлива на преодоление сопротивления дороги и воздушной среды, при ускоренном поступательном движении автопоезда и при ускоренном вращении деталей трансмиссии тягача и всех колес. Уравнение / 3 / расширяет возможности аналитической оценки топливной экономичности автопоезда, благодаря доступности проверки соответствия между типом двигателя и параметрами автомобиля, используемого с прицепом в разных условиях движения. Кроме того, это уравнение удобно для сравнительной оценки относительного влияния отдельных видов топливных затрат на общий расход топлива автопоездом в рассматриваемых условиях движения. С учетом составляющих топливного баланса при такой оценке используется развернутое уравнение расхода топлива прицепным автопоездом:

\lan-9r '

+

\!ап-9т

2 г

50Сх?Р/ап + тМаГап^ап + +

Рт-Ни'?Т ~ ' ¿За-Яа-Я-Ни " '

л и .

+ Ыш + &Н л/100км / 4 / '

где: Ни - теплотворная способность топлива; Д- - плотность топлива; £>Г/> - к.п.д. трансмиссии; , %тр . 7*т . моменты инерции соответственно вращающихся деталей трансмиссии, колеса тягача и прицепа; /7 и /77 - число колес автомобиля-тягача и прицепа.

. При расчетах на ЭШ расхода топлива Он, использоваш заводские скоростная внешняя и скоростные частичные и нагрузочные характеристики автомобильных двигателей, которые аппроксимированы эмпирическими уравнениями.

Приближенный аналитический метод определения скорости движения у/ап автопоезда, реализованный на ЭШ, обеспечивает приемлемую точность результатов расчета расхода топлива, допускает широкое варьирование исходных данных. Алгоритм определения на ЭШ скорости движения автопоезда при движений по дороге с заданным коэффициентом Уап сопротивления дороги построен таким образом, что посредством метода "перебора" находится'по заданной программе такое значение 2x1 , при котором выполняется условие (Ьх1—%л)>0 . а также указывается и ближайшее следующее значение 2)/1+1 < Уд/} . Для этого значения Эш по программе ЭШ вычисляются соответствующие ему величины скорости \fani автопоезда на ^ -ой передаче и частота и)и вращения коленчатого вала двигателя. Затем полученное значение скорости \/ап корректируется с учетом среднего значения коэффициента буксования 5¿.с ведущих колес автомобиля-тягача. [

В третьей главе описаны методика и результаты эксперимен-

тальных исследований, включавших проверку результатов теоретических разработок, изучение влияния на топливную экономичность автопоезда его полной массы и типа шин, определение показателей взаимодействия колесного движителя с грунтовой поверхностью, входящих в уравнение топливного баланса. Экспериментальные исследования проводились в условиях, характерных для сельскохозяйственного производства' Украинской ССР, при различном состоянии грунтовых участков на агрополях и грунтовых дорог.. Для испытаний оборудована ходовая лаборатория на автопоезде в составе автомобиля-тягача ЗИЛ-ММЗ-4504 и прицепа ГКБ-817.

При испытаниях автопоезда на фотоленту осциллографа регистрировались с использованием методов электрических измерений: расход топлива двигателем; частота вращения коленчатого вала; угол открытия дроссельных заслонок карбюратора; подведенные к ведущим колесам крутящие моменты; время движения автопоезда; обороты ведущего и ведомого колес. Результаты измерений и записей исследуемых параметров на фотоленте осциллографа, полученные в процессе испытаний автопоезда, подвергались обработке с применением статистических методов. Расход топлива двигателем автопоезда при испытаниях измерялся прибором 'XV?" и фиксировался отметками на фотоленте осциллографа, с одновременным визуальным контролем по импульсному счетчику. В экспериментальных исследованиях применена оригинальная методика регистрации абсолютного расхода топлива прицепным автопоездом при опытах в полевых условиях, которая сочеталась с измерением комплекса показателей взаимодействия его колес с грунтовой опорной поверхностью. Измерения крутящих моментов Нсрна ведущих колесах автомобиля обеспечивали последующее вычисление коэффициента сопротивления качению /ап и определения коэффициента сцепления при различной величине буксования вб ведущих колес автопоезда • с грунтом. Для нахождения средней величины коэффициентов сопротивления качению и сцепления диапазон зарегистрированных на осциллограмме изменений крутящего момента Мкр разбивался на не-' сколько уровней и подсчитывалось количество пересечений кривой заданных; уровней о помощью электромеханического прибора ПОДЦ-1. , . Результаты испытаний автопоезда подтвердили, что предложенное в работе уравнение топливного баланса /4/ обеспечивает достоверный расчет топливной экономичности. Относительное среднее отклонение экспериментальных результатов от данных, полученных расчетом на основании теоретической зависимости /4/, соста-

вляет -5-7Я, а максимальное их отклонение не превышало 15%. Проверка адекватности расчетных данных экспериментальным проводилась по критерию Фишера. Проверочные расчеты по уравнению /4/ проведены с учетом буксования ведущих колес автомобиля-тягача, при этом точность расчетных данных повысилась в среднем на 7-10?«.

Для накопления -достоверных данных о влиянии частичного буксования ведущих •колес автомобиля-тягача на топливную экономичность автопоезда определялись расход топлива и соответствуй ющие ему скорость движения \1ап и коэффициент буксования на грунтовых участках, длины которых устанавливались с использованием метода планирования эксперимента. -Обработкой математическими методами опытных данных установлены зависимости коэффициента буксования колес от загрузки автопоезда при различных установившихся скоростях движения ^ап по грунтовым участкам. Установленные эмпирические зависимости и их числовые параметры относятся к условиям движения прицепного автопоезда

по размокшей грунтовой дороге:

Ьв.^~Шб'1+1,25-1оУапП075-1бг-Гап) {5/

- по сухой грунтовой дороге:

8зх=-^-Юг+7Л10Чап+т10г-Гап, /б/

по дороге, покрытой слоем снега:

'лЗ /„_+/, п с; ъ. ¿п^.Г. т •

с=-6А-Ю2+6,6& Ю5\/ап 4757-10 Ъп ,

Согласно данным испытаний, изменение массы буксируемого прицепа Мпр. приводит к соответствующему изменению расхода топлива автопоездом, но функция £Ъ=/ГМп/>.) не является монотонной. В частности установлено, что для рассматриваемых условий движения автопоезда существует наибольшая допустимая с точки зрения топливной экономичности масса буксируемого прицепа. Кроме того, при неизменных весовых параметрах автопоезда различив в расходе топлива 0$ при установке на ведущих колесах автомобиля-тягача шин с дорожим или с универсальным рисунками протектора составляет в среднем 2-6% в зависимости от скорости движения ]/ап . Полученные различия в расходах топлива объясняются установленными в результате данного исследования не одинаковыми сцепными качествами испытанных шин с опорной поверхностью на мер-

ном участке, определяющими разную величину коэффициента буксования колес.

Для определения характеристик продольного профиля дорог разработан комплекс аппаратуры, позволяющий не только более точно измерять и регистрировать углы продольного профиля дорог, но и частично автоматизировать их предварительную подготовку для .статистической обработки. Обследованием с помощью этой аппаратуры углов продольного профиля типичных сельских дорог в слабохолмистом, холмистом и резкопересеченном рельефах местное- . ти установлены параметры нормального закона их распределения. Эти данные использованы в расчетах показателей топливной экономичности автопоездов.

3 четвертой главе содержится сравнительный анализ расчетных и экспериментальных показателей топливной экономичности современных и перспективных прицепных автопоездов, который проводился с целью более детальной разработки и обоснования предлагаемого метода определения способов повышения топливной экономичности прицепных автопоездов. Для многовариантного анализа топливной экономичности объектами исследования выбраны прицепные автопоезда, используемые при сельскохозяйственных перевозках /ЗИЛ-ММЗ-554М с прицепом, КАЗ-4540/, а также перспективный автопоезд ГАЗ-САЗ-4509. Чтобы более широко представить возможные различия в показателях топливной экономичности автопоездов, многовариантные расчеты на ЭШ проведены для типичных маршрутов сельхозперевозок. Учитывая предъявляемые требования к повышению производительности и снижению расхода топлива автопоездами, в многовариантных расчетах на ЭВМ предусмотрена гамма вариантов загрузки прицепа.

Для определения методов улучшения показателей топливной экономичности автопоезда в данной работе вначале использовалась возможность подробного анализа расчетных данных раздельно по составляющим расхода топлива, входящим в уравнение /4/. Проведенное исследование показало, что расход топлива Ц$е1 затрачиваемого на преодоление тепловых, насосных и механических потерь в двигателе, а также на привод вспомагательного оборудования, зависит от удельного аффективного расхода , развиваемой двигателем эффективной мощности А/р и косвенно от скорости \/(1П движения прицепного автопоезда. Расчетная зависимость

для сравниваемых автомобилей-тягачей с бензиновым дви-

гателем или дизелем одинаковой номинальной мощности имеет различный характер. У тягача с карбюраторным двигателем особо проявляется роль водителя при экономном управлении автопоездом, ввиду существенного увеличения Qse на частичных нагрузках двигателя. Последовательное осуществление дизелизации перспективных автопоездов сельскохозяйственного назначения /модели КА.З, КамАЗ, ЗИЛ-ММЗ, ГАЗ/ может способствовать снижению расхода топлива в среднем на 25-35# по сравнению с его расходом при применении тягачей с бензиновыми двигателями в одинаковых условиях перевозок.

Ввиду существенного влияния на составляющие Qs^cp,Osu , Qsjan' расхода топлива полной массы автопоезда, важное значение имеет осуществление комплекса мероприятий по снижению собственной массы прицепного состава выпускаемых и перспективных моделей«

В диссертации предложен комплексный метод обоснования 'рациональной загрузки автопоезда, исходя из результатов многовариантного моделирования на ЭШ. Одновременно с этим производится обоснование скоростного режима движения автопоезда. По предлагаемому методу целесообразно осуществлять сравнительный анализ вычисленных на ЭШ при различных вариантах загрузки прицепа оценочных показателей: расхода топлива (h и , скорости движения \!ап и удельной производительности V/a. Для этой цели могут быть использованы графические зависимости /рис. 2/.

Движение прицепного автопоезда по различным дорогам со скоростью у/ад и загрузкой fan , выбранным по критерию максимальной, условной удельной производительности I1/« , обеспечивает в среднем снижение расхода топлива на потери в силовой установке для бензинового двигателя на 4,5-Нл/Ю0нм, а для дизелей в некоторых случаях - до 5 л/100км. При этом оптимальное сочетание показателей топливной экономичности и удельной производительности достигается при высоком уровне использования мощности двигателя /80-90Ji/.

Предлагаемый метод определения рекомендаций1 по улучшению ' топливной экономичности автопоезда с учетом.его транспортной производительности апробирован результатами испытаний, проведенных в производственных условиях и его можнср рекомендовать для практического использования. '

/

100т.км л.ч

. 20,0 18,0

16,0

' Уап,

м/с 15,0

11,0 • А»

л/ЮОкь 60,0

40,0

сСотн. ^0,9

0,8

\1,0

а/

б/

сСдтн.

^"0,8

V с£атн. /1.0

"^"0,8 -"0,9

9г,

л/ГООт.км

3,0 2,5

1,3 1,5 1,7 1,9 Гап в/

Рис.2. Расчетные зависимости условной удельной производительности '/а/, скорости движения \/цц /б/ и расхода топлива /в/ от загрузки Гап автопоезда ЗИЛ-ШЗ-554П •+ прицеп при движении по дороге с асфальтобетонным покрытием * ,

ОСНОЕШЕ ШВОДЫ

1. Разработанные в диссертации методы оценки и повышения топливной экономичности прицепных автопоездов предусматривают исследование показателей расхода топлива в сочетании с анализом составляющих топливного баланса и условной удельной производительности.

2. В диссертации получено уравнение топливного баланса, в котором представлены обобщенные показатели взаимодействия колес автопоезда с твердой и деформируемой опорной поверхностью, ха- • рактеристики частичного буксования ведущих колес тягача. Экспериментальная проверка выведенных зависимостей для определения расхода топлива автопоездом не показала расхождений в расчетных и опытных данных свыше при максимальных отклонениях около 15*.

3. Представленные в работе алгоритм и программа на ЭШ, а также полученные автором расчетные и экспериментальные данные, позволяют исследовать топливную экономичность автопоездов с широким варьированием дорожных условий и подбором оптимальных конструктивных параметров тягача и прицепа. Резервы снижения расхода топлива при этом могут быть выявлены по отдельным составляющим топливного баланса автопоезда. Путем учета затрат мощности, связанных с буксованием колес тягача, повышена точность

, расчета расхода топлива автопоездом в среднем на

4. По результатам дорожных испытаний топливной экономич-, ности автопоезда с тягачом, имеющим колесную формулу 4x2, установлено, что по критериям расхода топлива и условной производительности возможно выбрать оптимальную полную массу дрицепа применительно к конкретным условиям перевозок. Проверкой разработанных рекомендаций по оптимальной загрузке автопоезда ЗИЛ-130 + прицеп в производственных условиях на вывозке свеклы установлено снижение расхода топлива в среднем на'II,при повышении скорости на 10,35«. Экспериментально установлены зависимости мевду коэффициентом загрузки, расходом топлива, коэффициентом буксования колес тягача и скоростью движения автопоезда.

I

5. С целью накопления исходных данных к расчету расхода топлива автопоездам^ автором создан комплекс аппаратуры для измерения углов подъема и спуска на автомобильных дорогах й опре-

делены распределения углов продольного профиля на дорогах низших категорий, используемых при сельскохозяйственных перевозках.

6. Сравнительный анализ расчетных и экспериментальных материалов по расходам топлива автопоездами при перевозках продуктов урожая показал, что основные топливные затраты связаны с различного рода потерями в двигателе /до 60-70%/ и суммарным дорожным сопротивлением движению автопоезда /20-28$/. С учетом возможностей их снижения в диссертации разработаны рекомендации по улучшению топливной экономичности прицепных автопоездов сельскохозяйственного назначения.

7. При проектировании грузовых автомобилей, используемых в составе прицепного автопоезда, целесообразно устанавливать несколько значений допустимой полной массы прицепа в зависимости от сложности предполагаемых условий эксплуатации.

Основные положения диссертации изложены в следующих работах:

1. Исследование эффективности использования существующих и перспективных автомобилей в зонах свеклосеяния УССР. Отчет /КАДИ/. Руководитель работы Г.Б.Безбородова. ЮТ79037228; Инв. №913631. К.: 1980. 118с.

2. Исследование показателей динамичности, безопасности и топливной экономичности специализированных автомобилей и автопоездов. Отчет /КАДИ/. Руководитель работы Г.Б.Безбородова. №ГР0183.0029816; Инв.№0283.0038120. К.: 1982. 96с. '

3. Исследование показателей динамичности, безопасности и топливной экономичности специализированных автомобилей и автопоездов. Отчет /КАДИ/. Руководитель работы Г.Б.Безбородова. РГР0184.0015641; Инв.№0284.0019796. К.: 1983. 119с.

4. .Вельбовець А.[>. Автопо1здами виг1дп1ше. -Механ1зац1я • с1льського господарства, №2,.1984, с.18-19.

5. Маяк М.М., Вельбовець А.£., Рахманкулов 5.Х. Удоскона-лити норми витрати пального. -Механ1зац1я с1льського господарства, И1, 1985, с.'20.

Подп. к псч. 3 03. Формат Я». Бумагал^Л

Псч. офс. Усл. псч. л. О, 93 Уч.-нзг л. 4 ЛГ Тираж /«> Зак. ■ Г.ссплатио

Киевская ккпжпая типография паучиоП книг». Кпсп, Репина, 4