автореферат диссертации по транспортному, горному и строительному машиностроению, 05.05.03, диссертация на тему:Улучшение топливной экономичности и тягово-скоростных свойств магистрального автопоезда совершенствованием методов и комплексного критерия оценки эксплуатационной эффективности на стадии проектирования и доводки

□□3488247

На правах рукописи

Карабцев Владимир Сергеевич

УЛУЧШЕНИЕ ТОПЛИВНОЙ экономичности и тягово-СКОРОСТНЫХ СВОЙСТВ МАГИСТРАЛЬНОГО АВТОПОЕЗДА СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕМ МЕТОДОВ И КОМПЛЕКСНОГО КРИТЕРИЯ ОЦЕНКИ ЭКСПЛУАТАЦИОННОЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ НА СТАДИИ ПРОЕКТИРОВАНИЯ И ДОВОДКИ

Специальность 05.05.03 - Колесные и гусеничные машины

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

1 0 Ш 2009

Набережные Челны - 2009

003488247

Работа выполнена в Камской государственной инженерно-экономической академии на кафедре «Двигатели внутреннего сгорания» и научно-техническом центре ОАО «КАМАЗ».

Научный руководитель: доктор технических наук, профессор

Никишин В.Н.

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор

Филькин Н.М.

кандидат технических наук, профессор Селифонов В.В.

Ведущая организация: ОАО «A3 «УРАЛ»

Защита состоится «25» декабря 2009г. в Ю00 на заседании диссертационного совета Д 212.309.01 в Камской государственной инженерно-экономической академии по адресу: 423810, г. Набережные Челны, пр. Мира, 68/19.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Камской государственной инженерно-экономической академии, с авторефератом - на сайте ИНЭКА: http://www.ineka.ru

Автореферат разослан « 24 » ноября 2009 г.

Отзыв на автореферат в двух экземплярах, заверенных гербовой печатью, просим направить на имя учёного секретаря диссертационного совета. Е - mail: aspir@kampi.ru

Ученый секретарь Л.А.Симонова

диссертационного совета доктор техн. наук, профессор

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность диссертационной работы.

Среди совокупности потребительских свойств автомобилей показатели топливной экономичности и скоростных свойств всегда выделялись как одни из главных. Анализ литературных источников показал, что средний эксплуатационный расход топлива современных зарубежных магистральных автопоездов полной массой 38000 кг оценивается в среднем величиной 33 ...34 л/100 км. Средняя скорость в процессе их эксплуатации на дорогах Европы превышает 75 км/ч. Для отечественных магистральных автопоездов средний расход топлива изменяется от 46 до 50 л/100 км при средней скорости 57... 60 км/ч.

Ведущие зарубежные производители автомобильной техники для рынка магистральных тягачей России и стран СНГ разрабатывают так называемые «бюджетные» версии в ценовом диапазоне 65..75 тысяч евро. Средний расход топлива указанных седельных магистральных тягачей в составе автопоезда составляет 32...37 л/100 км. По информации АСМАП, удельный вес затрат на топливо и смазочные материалы в структуре суммарных эксплуатационных расходов доминирует над другими статьями и превышает 38 %.

Приведенные факты об отставании на 20...30 % отечественных автопоездов по показателям топливной экономичности от зарубежных аналогов и высокие удельные затраты на топливо и смазочные материалы свидетельствуют о важности и актуальности темы диссертационного исследования.

Цель работы: достижение требуемого рынком уровня показателей топливной экономичности и улучшение тягово-скоростных свойств магистрального автопоезда совершенствованием методов и комплексного критерия оценки эксплуатационной эффективности на стадии проектирования и доводки.

Методы исследований. Поставленная в работе цель достигается сочетанием теоретических и экспериментальных методов. С помощью теоретических методов разработаны: комплексный критерий оценки эксплуатационной эффективности; математические модели совмещенной многопараметровой характеристики двигателя и нагрузки на него со стороны внешней среды; уточненные формулы для определения сил сопротивления в трансмиссии и шинах; метод обоснования характеристики двигателя автопоезда. Путем использования этих методов выполнены расчеты контрольных расходов топлива и тяговых характеристик магистрального автопоезда при его комплектовании различными двигателями, шинами и трансмиссиями.

Экспериментальная часть работы заключалась в определении исходных данных и характеристик двигателей на соответствующих стендах, а также показателей скоростных свойств, топливной экономичности и эксплуатационной эффективности при проведении испытаний на дорогах общего пользования, на автополигоне ФГУП НИЦИАМТ (г. Дмитров) с использованием специального испытательного и измерительного оборудования.

Научная новизна работы заключается в следующем:

- разработана и теоретически обоснована с помощью теории размерностей физических величин формула для расчета комплексного критерия оценки эксплуатационной эффективности автомобиля с двигателем внутреннего сгорания на стадии проектирования и доводки;

- усовершенствован метод оценки тягово-скоростных свойств и топливной экономичности магистрального автопоезда с использованием разработанного комплексного критерия и уточненных математических моделей, учитывающих силы сопротивления в шинах и трансмиссии и совмещенную с внешней нагрузкой мно-гопараметровую характеристику двигателя;

- разработан метод расчета комплексного критерия оценки эксплуатационной эффективности автомобиля с учетом движения на подъемах заданной крутизны;

- предложен расчетно экспериментальный метод обоснования характеристики двигателя автопоезда и ее согласования с параметрами трансмиссии с использованием комплексного критерия оценки эксплуатационной эффективности.

Достоверность и обоснованность научных положений определяются:

- корректным применением теории размерностей физических величин, математического моделирования с разработкой математических моделей совмещенной (с нагрузкой со стороны внешней среды) многопараметровой характеристикой двигателя, сил сопротивления в шинах и трансмиссии и использованием современных методов расчетов;

- совпадением результатов расчетов и экспериментальных исследований, выполненных на стендах и в процессе лабораторно-дорожных испытаний;

- теоретические разработки, практические рекомендации и основные выводы диссертации научно обоснованы, так как они явились логическим развитием и уточнением методов исследований параметров тягово-скоростных свойств, топливной экономичности и эксплуатационной эффективности, разрабатываемых в течение многих лет в отечественной и зарубежной практике.

Практическая ценность полученных результатов состоит в том, что:

- разработанный комплекс программных средств и методов испытаний позволил на стадии проектирования и доводки автомобиля оценить эффективность различных вариантов сочетания двигателя, шин и трансмиссии, а также определить расчетные показатели тягово-скоростных свойств и топливной экономичности на дороге по ГОСТ 20306-90, ГОСТ Р 52280-2004 и ГОСТ 22576-90;

- использованный метод определения комплексного критерия эксплуатационной эффективности позволил сформулировать обоснованные технические требования к силовому агрегату и главной передаче магистрального автопоезда;

- разработанные математические модели и методы исследований использованы при согласовании характеристик двигателя с параметрами трансмиссии в процессе совершенствования конструкции других моделей автомобилей КАМАЗ и автобусов НЕФ АЗ.

Реализация результатов работы. Работа проводилась в соответствии с планами НИОКР ОАО «КАМАЗ», ОАО «НЕФАЗ» и кафедры «Двигатели внутреннего сгорания» по циклу «Автомобиле и тракторостроение» ГОУ ИНЭКА. Результаты исследований, а также комплекс программ внедрены в процесс разработки модификаций и перспективных автомобилей и двигателей производства ОАО «КАМАЗ» (г. Набережные Челны); при разработке модификаций и перспективных автобусов ОАО «НЕФАЗ» (г. Нефтекамск, Республика Башкортостан); при разработке специализированных автомобилей в ООО «РИАТ» и ООО «АВТОМАСТЕР» (г. Набережные Челны); при выборе коробок передач в СП «ZF-KAMA» для установки на автомобили КАМАЗ и адаптации двигателей производства СП «CUMMINS-KAMA» применительно к автобусам «НЕФАЗ».

Апробация работы. Основные положения работы и результаты исследований докладывались и обсуждались на Республиканской научно-технической конференции «Наука-Производству», посвященной 10-летию КамПИ, г. Набережные Челны, 1990 г.; научно-технической конференции «Автомобиль и техносфера», г. Казань, 2001 г.; III Международном технологическом конгрессе «Военная техника, вооружение и технология двойного применения», г. Омск, 2005 г.; Научно-технической конференции «Луканинские чтения. Пути решения энергоэкологических проблем в автотранспортном комплексе», МАДИ ГТУ, Москва, 2005 г.; Международном симпозиуме «Проектирование колесных машин», посвященном 175-летию МГТУ им. Н.Э. Баумана, г. Москва, 2005 г.; III Белорусском конгрессе по

теоретической и прикладной механике «Механика-2007», г. Минск, 2007 г.; III Конференции пользователей STAR-2008, г. Нижний Новгород, 2008 г.; Международной научно-технической конференции «Инновации в машиностроении», г. Минск, 2008 г.; MSC.Software VPD Conference, ЕМЕА-2009, г. Мюнхен, Германия, 2009 г.

Публикации. Материалы диссертационной работы представлены в 27 научных публикациях, в том числе 15 статьях по списку, рекомендованному ВАК, 9 тезисах научных докладов.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, основных выводов и заключения, списка использованных источников и одного приложения. Общий объем работы 173 страницы, включая 172 страницы основного машинописного текста, содержащего 40 рисунков и 42 таблицы. Список использованных источников включает 113 наименований на 7 страницах. Приложение на 1 странице включает акт комиссии о реализации научных положений и основных результатов работы.

Основные положения, выносимые на защиту:

- комплексный критерий оценки эксплуатационной эффективности автомобиля на стадии проектирования и доводки;

- математические модели совмещенной многопараметровой характеристики двигателя и нагрузки на него со стороны автомобиля в процессе его движения по горизонтальной дороге и на подъемах;

- уточненный метод определения суммарной силы сопротивления движению и ее составляющих;

- расчетно - экспериментальный метод обоснования внешней скоростной характеристики (ВСХ) двигателя и ее согласования с параметрами трансмиссии;

- результаты теоретических и экспериментальных исследований по оценке показателей тягово-скоростных свойств, топливной экономичности и эффективности магистрального автопоезда с оценкой соответствия теоретических результатов экспериментальным данным;

- практические рекомендации по дальнейшему улучшению потребительских свойств магистральных автопоездов.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована необходимость повышения топливной экономичности и улучшения скоростных свойств магистрального автопоезда и дана общая характеристика работы.

В первой главе проведен обзор и анализ работ отечественных и зарубежных исследователей, посвященных тягово-скоростным свойствам, топливной экономичности и оценке эффективности автомобилей, а также рассмотрены существующие методики определения суммарной силы сопротивления движению автомобиля и ее составляющих и оптимизации и согласования двигателя и трансмиссии. В их числе П.В. Аксенов, А. Ю. Барыкин, Ю.Ю. Беленький, Г.Б. Безбородова, Д.П. Великанов, М.С. Высоцкий, М.И. Грифф, А.И. Гришкевич, Н.Я. Говорущен-ко, П.П. Евсеев, А.Н. Евграфов, Г.В. Зимелев, B.Á. Иларионов, В.И. Кнороз, В.Н. Коноплев, JI.B. Крайнык, B.C. Крупченков, В.Ф. Кутенев, Б.А.Куров, В.Н. Кравец, A.C. Литвинов, М.И. Лурье, Н.М. Маяк, В.В. Московкин, Е.В. Михайловский, А.Н. Нарбут, Э.И. Наркевич, В.И. Николаев, В.А. Петрушов, Ю.В. Пирковский, М.И. Погосбеков, Н.М.Подригало, М.А.Подригало, В.В.Селифонов, Г.А. Смирнов, А.И. Титович, A.A. Токарев, В.А. Умняшкин, Б.С. Фалькевич, Н.М. Филькин, И.С. Цитович, Е.А. Чудаков, А.Г. Шмидт, С.А. Шуклин, B.C. Шупляков, С.Б. Шухман, H.A. Яковлев, I.Evans, J.C. Hilliard, H.H. Korst, G.S. Springer, G. Sovran, R.A. White, J.Y. Wong и другие.

Анализ показал, что для оценки параметров скоростных свойств и топливной экономичности применяются единичные показатели, коэффициенты весомости которых не установлены. Не разработана универсальная формула для расчета комплексного безразмерного критерия оценки эксплуатационной эффективности автомобиля. Отсутствует и общепринятое название для него.

Было показано, что требуются как научно обоснованные с точки зрения соблюдения размерностей уточненные формулы для расчета сил сопротивления качению шин и в трансмиссии, так и уточненные методы их экспериментального определения, включая корректировку суммарной силы сопротивления движению. В связи с отсутствием конкретных рекомендаций по оптимизации параметров системы «двигатель-трансмиссия-шина», выявлена необходимость в разработке метода обоснования и согласования характеристик указанной системы автопоезда.

Анализ работ позволил сформулировать цель работы и следующие задачи исследования:

- разработать теоретическую базу комплексного критерия оценки эксплуатационной эффективности автомобиля на стадии проектирования и доводки;

- разработать математические модели совмещенной многопараметровой характеристики двигателя внутреннего сгорания (ДВС) и нагрузки на него со стороны автомобиля в процессе его движения по горизонтальной дороге и на подъемах;

- разработать уточненный метод определения суммарной силы сопротивления движению и ее составляющих;

- выполнить расчеты суммарной силы сопротивления движению и ее составляющих;

- разработать метод обоснования внешней скоростной характеристики (ВСХ) двигателя и обеспечить ее согласование с параметрами трансмиссии;

- выполнить экспериментальные исследования по оценке показателей тягово-скоростных свойств, топливной экономичности и эффективности магистрального автопоезда с оценкой соответствия теоретических результатов экспериментальным данным;

- разработать практические рекомендации по дальнейшему улучшению потребительских свойств магистральных автопоездов.

Вторая глава посвящена разработке комплексного критерия оценки эксплуатационной эффективности АТС и методов исследований составляющих силового баланса, суммарной силы сопротивления движению и обоснования внешней скоростной характеристики двигателя применительно к магистральному автопоезду.

Для оценки эксплуатационной эффективности АТС применяется комплексный критерий г}а. Используя теорию размерностей физических величин и технические характеристики АТС с механической трансмиссией, для него получено вы-

где Ме - максимальный крутящий момент двигателя, Нм; Щ,, - масса перевозимого груза, кг; гк - радиус качения ведущих колес, м; КР ~ средняя скорость, м/с; g - ускорение свободного падения, м/с2; г0 - передаточное число главной передачи; рер - средняя плотность ряда передаточных чисел высших ступеней

трансмиссии; Ни - низшая теплотворная способность топлива, Дж/кг; -средний на маршруте массовый расход топлива, кг/с.

Разработанная формула применима для транспортных средств, оборудованных ДВС. Для расчетов достаточно зафиксировать только параметры У1р и От.

ражение:

(1)

Для тех случаев, когда рер теряет смысл (движение без переключения передач механической коробки передач или при установке бесступенчатой трансмиссии), выражение (1) преобразуется в (2):

, = I т" '8'У"

(2)

где Оу - расход топлива на единицу пути, л/м; рТ = 0,83 кг/л - плотность дизельного топлива.

Коэффициент сопротивления качению шин / при выбеге равен:

/ = /. + *,-Л. (3)

где/0 не зависит от скорости;- зависит от скорости и других факторов; кг-безразмерный коэффициент для учета скоростных потерь в шинах.

На величину /и в наибольшей степени оказывают влияние следующие шесть основных факторов:

Гу=ГГ&*А>Рш,8,В), (4)

где V - скорость автомобиля, м/с; Р2 - вертикальная нагрузка на шину, Н; р,„ -внутреннее давление в шине, МПа; В - ширина профиля, м. Используя теорию размерностей, получено:

где ку - коэффициент, который определятся экспериментальным путем.

На недеформируемой поверхности параметры шины г, и В не зависят от скорости движения К В соответствии с ГОСТ 5513-97 отношение Р11 рш для данной модели шин при заданных нагрузке и внутреннем давлении для одиночных и сдвоенных колес изменяется в пределах 5 - 7 %. На основании этого приходим к

выводу, что и произведение А'/г ^--— изменяется в тех же пределах и может рассматриваться как единый для всеш_автомобиля коэффициент учета скоростных потерь: , , 2. I т„_

' *'в\Рт-г.. (6)

Преобразуем известное выражение Ру =Щ, ■£•/для расчета силы сопротивления качению к следующему виду:

'--«■Ида-. (7)

ИЛИ V

Р, = >»„■ +к ГУ) (8)

Анализ методов расчета потерь в трансмиссии выявил многообразие подходов, которые имеют два существенных недостатка. Первый - включение в формулы коэффициентов, не являющихся физическими константами. Второй - при определении потерь в трансмиссии используется метод ее выбега, когда в зацеплении находятся не те поверхности зубьев шестерен, которые используются при движении в прямом направлении.

С целью устранения первого примем вслед за В.В. Московкиным формулу для определения потерь в трансмиссии вида:

Р,г = Р°+а-V + Р,; , (9)

где - сила сопротавления вращению трансмиссии без нагрузки (холостой ход) при скорости, близкой к нулю (К->0), Н; а - коэффициент, характеризующий скоростные потери в трансмиссии, в основном гидравлические Н-ч/км; Р," -сила, характеризующая потери в трансмиссии при передаче крутящего момента, Н.

Им показано, что для двухосных автомобилей удельный вес составляющей Р£ небольшой, поэтому в данной работе мы её рассматривать не будем.

Выявлено, что потери в агрегатах трансмиссии зависят от следующих четырех физико-механических параметров: рЛ1, V, А и g

где р„ - объемная плотность трансмиссионного масла, кг/м3; V - ее коэффициент кинематической вязкости, мг/с; к - высота уровня масла в агрегате, м. Оказывает влияние на потери и вязкостно-температурная характеристика масла, т.е. зависимость V = у(/) , где I - температура масла, "С. Исследования проведены при установившемся тепловом режиме агрегатов трансмиссии, поэтому эту зависимость не рассматривали.

Применение теории размерности физических величин позволило установить вид искомой формулы:

(10)

Величины к, и при фиксированной температуре масла / являются константами.

Для устранения второго недостатка разработан метод определения потерь в трансмиссии при вращении ее шестерен, при передаче крутящего момента. На прогретом до установившегося теплового состояния автомобиле с вывешенным ведущим мостом для заданной скорости регистрировался расхода топлива. Сначала одного двигателя, а затем двигателя и трансмиссии. Определена разница расхода топлива ДС^ в этих двух режимах, которая соответствовала затратам топлива на прокрутку трансмиссии.

После этого автомобиль устанавливался на стенд с беговыми барабанами. При том же значении скорости (рис. 1) регистрировался расход топлива сначала без нагрузки на тормозном устройстве (в точке а). Далее нагрузка на стенде последовательно увеличивалась с определенным шагом. Вместе с нагрузкой линейным образом для заданной скорости увеличивался и расход топлива (после аппроксимации изображен прямой а - с). С помощью полученной выше разности расхода топлива ДС}, из точки а по оси ординат перемещались в точку Ь. Проводили прямую линию из этой точки до ее пересечения с линией а-с. Опустив перпендикуляр из точки с на ось абсцисс, определили нагрузку на тормозном устройстве стенда в точке <1. Повторив этот процесс для нескольких значений скорости, найден ряд величин Я, = Р„(У,),Рг = РДКДР, = Р,ДК3).... С помощью аппроксимации по методу наименьших квадратов (МНК) получена математическая модель Р„=РЛУ)-

Зависимость суммарной силы сопротивления движению Рс = РС(У) определялась известным методом выбега автомобиля с учетом формулы (7) для расчета силы сопротивления качению в два этапа.

О 100 200 300 400 500 Р, Н

Рис. 1. Определение силы

сопротивления в трансмиссии: х - экспериментальные данные; линия а-с- расчет по МНК

Аппроксимация кривой выбега с помощью полинома 3 степени и последующее дифференцирование на первом этапе позволили рассчитать для каждого значения скорости замедление у, = —, а затем - и суммарную силу сопротивления

Л

движению:

Ра<У) = тя-8.-Ь(У) = Рг + Р„+Р„ , (11)

где Р,„ - сила сопротивления в трансмиссии при выбеге; Р) - сила сопротивления качению; Р„, - аэродинамическое сопротивление; 3, - коэффициент учета вращающихся масс при выбеге; у, - замедление, м/с2.

Предполагая, что величины Р„ и Рт не зависят от массы транспортного средства, для раздельной оценки составляющих на втором этапе выполнен выбег АТС с уменьшенной на 10% массой. В отличие от других методик, величина внутреннего давления в шинах рш изменялась пропорционально вертикальной нагрузке Р. в обоих весовых состояниях на каждую из шин с целью обеспечения равенства отношения Рг/ рш.

Обработка экспериментальной характеристики выбега АТС с уменьшенной до величины т\ массой дает возможность определения суммарной силы сопротивления движению для нового весового состояния:

К,(V) = т' • 3. ■ (П = Р) + Р„ + Р„ , (12)

где Р\ - сила сопротивления качению в новом весовом состоянии; у] - замедление при выбеге АТС с уменьшенной массой.

Коэффициент сопротивления качению шин / в линейной зависимости от скорости равен:

= ^ , (13)

Д/И

где Ат = тп - т\ - разница масс транспортного средства при испытаниях, кг; /(П - коэффициент сопротивления качению шин; ДРг = Р„(У)- Р],(У)- разница в суммарных силах сопротивления движению.

Из выражения (11) получена зависимость аэродинамического сопротивления от скорости:

Р.=Р„-Р,-Р„ ■ (14)

Сила сопротивления в трансмиссии в режиме выбега Р = Ргг(У ) с вывешенными ведущими колесами определена по зависимостям, используемым в НАМИ

Уравнение тягового (силового) баланса при движении с постоянной скоростью по горизонтальной дороге:

+ + (15)

где Рк - тяговая, или полная окружная сила на колесах; Р„ определена в соответствии с математической моделью, полученной при обработке результатов испытаний на стенде с беговыми барабанами; Р„х - приведенная к оси колеса составляющая силового баланса на привод вспомогательных агрегатов. Затраты на привод навесного оборудования были определены предварительно в результате стендовых испытаний.

Тяговая сила на колесах рассчитана с учетом реальной внешней скоростной характеристики (ВСХ) двигателя, установленного на автомобиль, по формуле:

<20 V.iciifa

Рис. 2. Тяговая характеристика автопоезда

где Меа - крутящий момент двигателя по ВСХ в составе автомобиля; и1г - передаточное число трансмиссии. Тяговая характеристика приведена на рис.2. Точка А соответствует режиму движения на подъеме 3%, точка В - на максимальном подъеме, преодолеваемом на высшей ступени трансмиссии, а точка С - режиму движения с максимальной скоростью по горизонтальной дороге.

Суммарная сила сопротивления движению Рс = PC(V)АТС с заданной постоянной скоростью по горизонтальной дороге приводилась к коленчатому валу двигателя. В результате получена совмещенная многопараметровая характеристика (МПХ) и нагрузка на двигатель со стороны АТС при скорости 60, 80 или 100 км/ч (рис. 3). Путевой расход топлива рассчитан по формулам:

Сj _ ^vm' &60 . ^vm ' Sem . _ ^vioa ' ffeuto Л7\

— in /-А' — 1Л on> iilOO ~ 1n 1nn > К1')

Ю-р^-бО 10pr-80 10-pr-100

где g,m и т.д. - удельные расходы топлива при скорости движения 60 км/ч и т.д.;

Qo и т.д. - путевые расходы

п п..

топлива при этих скоростях; //,,„, и т.д. - соответствующие мощности сопротивления. По формуле (2) вычислен комплексный критерий эксплуатационной эффективности.

Обоснование характеристики двигателя магистрального автопоезда выполнено с помощью расчетно-экспериментального метода, который использует совмещенную МПХ двигателя и суммарную нагрузку, а также критерий т]а АТС. Причем он вычислялся не для случая равномерного движения АТС по горизонтальной дороге, а при

^ВСХ двигателя --¿-ВСХ двигателя в • составе автомобиля

1400

1200

1000

1000 1200 1400 1600 1Ш0 2000 2200 11, МИН

Рис. 3. Совмещенная МПХ и нагрузка на двигатель со стороны дороги

его движении с установившейся скоростью на подъемах различной крутизны. Расчеты выполнены для условий движения с максимально достижимой на соответствующей передаче скоростью на подъемах крутизной 2, 4, 6, 8, 10 и 12 % при комплектовании автопоезда ведущим мостом с передаточными отношениями 4,7 или 5,11.

« го м «

Рис. 4. Совмещенная МПХ и нагрузка на двигатель: 1- (.) для!0 =5,11; 2 - (а) для ('„ =4,7; 3-гипербола, соответствующая мощности 232 кВт

Рис. 5. Зависимость критерия эксплуатационной эффективности от частоты вращения, крутизны подъема и передаточного числа трансмиссии

На совмещенной МПХ (рис.4) изображены точки с координатами (и,, Ми ), по которым построены линии 1 и 2 для соответствующих режимов работы двигателя. Указанные линии расположены на незначительном удалении от гиперболы 3, которая соответствует линии постоянной мощности 232 кВт. Для повышения эффективности автопоезда при движении на подъемах режимы работы двигателя надо смещать вдоль гиперболы 3 влево и менять характеристику двигателя в соответствии с рис. 5.

На нем отражена зависимость автопоезда при движении на высшей ступени трансмиссии. Расчеты выполнены для трех передаточных чисел ведущего моста и подъемов крутизной от 0,25 до 2,5 %. При построении каждой из кривых т]а вычислялся в нескольких точках, отмеченных в качестве примера на одной из кривых буквами А2, В2 и С2. Установлено, что максимальным значениям г)а соответствует частота вращения порядка 1800...1900 мин1. Для других ступеней трансмиссии характер изменения величины качественно не изменится.

С другой стороны, известно, что наименьший расход топлива АТС обеспечивается при работе двигателя с частотой вращения коленчатого вала, соответствующей максимуму крутящего момента по ВСХ, т.е. при 1300...1350 мин'1.

Эта же частота вращения соответствует наибольшему значению эффективного коэффициента полезного действия (КПД) двигателя. А с точки зрения достижения наивысшего значения ^ автомобиля эксплуатировать двигатель надо при частоте вращения порядка 1800. ..1900 мин"1, т.е. максимумам эффективного КПД двигателя и комплексного критерия оценки эксплуатационной эффективности ^ автомобиля соответствует различная частота вращения коленчатого вала.

Отсюда делаем следующие выводы. Первый: для повышения эксплуатационной эффективности автопоезда надо уменьшить номинальную частоту вращения двигателя до 1900 мин"1. Второй: для того, чтобы совместить максимумы эффективного КПД двигателя и комплексного критерия г/а автомобиля, нужно переместиться из области расположения линий 1 и 2 (рис. 4) вдоль гиперболы 3 в зону наибольшей эффективности двигателя. При этом нужно одновременно уменьшить и передаточное число ведущего моста г0 до =3,49. Последняя величина получена из соотношения 3,49 = 1300/1900-5,11 для сохранения таких же скоростей движения при меньшей частоте вращения, какие были при установке ведущего моста с передаточным отношением главной передачи ¿0 =5,11.

В третьей главе в соответствии с изложенными методами определены исходные данные, необходимые для выполнения расчетов тяговых характеристик и топливной экономичности и представлены результаты расчетов.

Для расчета момента инерции трансмиссии 11г использовано выражение: г 4-/ •£•,

где 1к - момент инерции колеса с шиной в сборе;£\ к £г- угловое замедление, соответственно, ведущего колеса и тормозного барабана при выбеге трансмиссии.

Указанные величины определены для двух типов ведущих мостов: с гипоидной главной передачей (мост А) и с двойной главной передачей (мост В). Вели-

1,г составляет 31,74 кг-м2 для ведущего моста А и

чина момента трансмиссии 33,76 кг-м2 - для ведущего моста В.

Рс|. н

яхта

5500 5000 «00 «оо

3500

зооо

2500 2000

/

* N У*

\ - г

100 V, гаЛ|

Рис. 6. Зависимость силы сопротивления автопоезда от скорости: 1 - мост типа В; 2 - мост типа А

Результаты экспериментальных исследований суммарной силы сопротивления автопоезда с ведущими мостами типа А и В отражены на рис. 6. Раздельная оценка составляющих суммарной силы сопротивления движению автопоезда с ведущим мостом А указана в табл. 1.

Определена скорректированная с учетом результатов испытаний автомобиля на стенде с беговыми барабанами математическая модель для расчета силы сопротивления в транс-

миссии с ведущим мостом А при вращении ее шестерен в прямом направлении:

= 235+54,73-д,-V-/г-Г.

Зависимость силы сопротивления в трансмиссии от скорости для автопоезда с мостом В аппроксимирована тоже линейной моделью:

Р'гв =309+ 73,61-

Таблица 1

Суммарная сила сопротивления движению автопоезда (Н) и её составляющие

V, км/ч Рс. Pf Р. Ри.

100 5742 2946 2360 436

90 5203 2870 1911 422

80 4721 2803 1510 408

70 4284 2731 1159 394

60 3883 2657 852 380

50 3542 2585 591 366

40 3241 2510 379 352

На основании данных табл. 1 получена линейная зависимость коэффициента сопротивления качению автопоезда на отечественных (указывает верхний индекс «о») шинах от скорости: = 0,00564+0,0000673- V. Составляющими этой зависимости являются не зависящая от скорости величина /0° = 0,00564 и коэффициент для учета скоростных потерь к"/ =0,0000673 .

Коэффициент аэродинамического сопротивления составил Сх =0,571.

Аналогично, для коэффициента сопротивления качению импортных (верхний индекс «и») шин, установленных на тягаче и полуприцепе, найдено выражение: /" = 0,00451 + 0,0000546-V. Для них: /0" = 0,00451 и Г/=0,0000546.

С использованием полученных данных выполнены расчеты контрольного расхода топлива (КРТ) и тяговых характеристик серийного (№ 1) и разработанного с использованием результатов настоящей работы автопоезда № 2 для различных комплектаций. Технические характеристики автопоездов приведены в табл. 2.

Таблица 2

Технические характеристики автопоездов_

Параметры, характеристики Автопоезд полной массой 40 тонн

№ 1 №2

Номинальная мощность (кВт)/ частота вращения (мин'1) 265/2200 294/1900

Максимальный крутящий момент (Н м)/ частота вращения (мин-1) 1431/1400 1765/1400

Тип и передаточное число ведущего моста мост В; 5,11 мостА; 3,92

Модель коробки передач, число ступеней ZF16S151 16 ZF16S151 16

Модель и размер шин Я-452,315/80 Michelin, 315/60

Составляющие коэффициента сопротивления качению /0° = 0,00564 к'/ =0,0000673 //' = 0,00451 k"f=0,0000546

Динамические свойства автопоездов рассчитаны с помощью специальной программы, разработанной при участии автора. Результаты расчетов тяговых характеристик автопоездов сведены в табл. 3, а величин КРТ - в табл. 4.

Таблица 3

Тяговые характеристики

Автопоезд № 1 (серийный) Автопоезд № 2 (модернизированный)

Vc, км/ч VB, км/ч Va, км/ч «в, % ^шах > % 'о Vc, км/ч v„, км/ч Va, км/ч «в, % в max 5 %

4,3 108,2 76,4 46 0,8 19,8 3,36 120,2 87,3 53 1,0 20,0

4,7 109,6 69,9 48 1,1 19,8 3,49 116,5 84,1 56,1 1,2 20,0

5,11 102,6 64,3 45 1,3 19,8 3,92 110,2 78,7 59 1,4 20,0

По данным табл. 3 сделано заключение, что для всех комплектаций модернизированного автопоезда обеспечивалась максимальная скорость более 110 км/ч. Это как минимум на 8 км/ч выше, чем у базовой модели. При этом установившаяся скорость на подъеме крутизной 3 % составляет 53...59 км/ч, что на 8... 13 км/ч выше этого показателя у серийного автопоезда. Максимальный подъем, преодолеваемый новым автопоездом, также ограничен сцепными качествами шин.

Модернизированный автопоезд обладал более высокими скоростными качествами на подъемах, которые он способен преодолевать на высшей ступени трансмиссии. Установившаяся скорость на высшей ступени трансмиссии при преодолении подъемов у новой модели достигала 78,7...87,3 км/ч против 64,3...76,4 км/ч у серийного. Крутизна подъемов также увеличена в среднем на 0,1...0,2 % в пользу новой модели автопоезда.

Таблица 4

Контрольные расходы топлива_

Автопоезд № 1 Автопоезд № 2

'о Расход топлива, л/100 км при V, км/ч h Расход топлива, л/100 км при V, км/ч

60 80 100 60 80 100

4,3 31,1 38,2 48,6 3,36 25,0 31,5 41,3

4,7 31,6 39,2 50,8 3,49 25,2 31,6 41,9

5,11 32,6 40,8 54,6 3,92 25,5 32,0 43,5

Наибольший эффект от применения в конструкции автопоезда № 2 двигателя с повышенным крутящим моментом и уменьшенной номинальной частотой вращения коленчатого вала и ведущего моста А достигнут в улучшении КРТ. Сопоставление данных табл. 4 показывает:

- КРТ при скорости 60 км/ч у автопоезда № 2 на 6,1 ..7,1 л/100 км (24.. .28 %) меньше, чем у серийного;

- при скорости 80 км/ч КРТ уменьшен на 6,7. ..8,8 л/100 км (21. ..27 %);

- тенденция в пользу нового автопоезда сохранена и при скорости 100 км/ч; в этом случае экономия топлива составила 7,3... 11,1 л/100 км (18...25 %).

Четвертая глава посвящена экспериментальным исследованиям и сравнению результатов теоретических исследований с экспериментальными данными. Выполнены лабораторно-дорожные и пробеговые испытания этих автопоездов.

В табл. 5 приведены результаты расчетов в сравнении с результатами лабо-раторно-дорожных испытаний автопоездов № 1 и № 2. Испытания выполнены на динамометрической дороге автополигона (г. Дмитров Московской области).

Таблица 5

Сравнение расчетных и экспериментальных показателей автопоездов с указанными _характеристиками шин _

Автопоезд № 1 Автопоезд № 2

Показатели /о' = 0,00564 к°/ =0,0000673 /0" = 0,00451 ¿"/=0,0000546

Испытания Расчет Испытания Расчет

Расход топлива (л/100км)

при скорости: -40 км/ч 25,9

-60 км/ч 32,1 32,6 25,5 26,7

-80 км/ч 41,0 40,8 32,0 32,5

-90 км/ч - 36,3

Максимальная скорость, км/ч 103,3 102,6 110,2 110,7

Время разгона до 80 км/ч, с. 82,8 81,5 62,1 63,9

Путь выбега со скорости 50 км/ч, м 1450 1480 1672 1704

Сравнение результатов испытаний и расчетных показателей показывает, что разработанные математические модели двигателя и автомобиля адекватны.

Применение на автопоезде с ведущим мостом А двигателя с уменьшенной частотой вращения и повышенным крутящим моментом при установке импортных шин обеспечило снижение КРТ на 20,2...26,2 % по сравнению с аналогичными показателями базовой модели автопоезда. Максимальная скорость при этом у нового автопоезда возросла на 7,4 км/ч (7,2 %), а время разгона до 80 км/ч сократилось почти на 19 секунд (29,5 %).

Результаты испытаний автопоездов полной массой при движении в условиях горно-холмистой местности сведены в табл. 6. Там же отражено влияние импортных шин ф. «Мишлен» по сравнению с отечественными шинами Ярославского шинного завода на изменение средней скорости и эксплуатационного расхода топлива.

Таблица 6

Эксплуатационные показатели на горном маршруте_

Эксплуатационные показатели Автопоезд, характеристики шин

№ 1 (серийный) № 2 (модернизированный)

f° = 0,00564 k°f =0,0000673 /0" =0,00513 к0! =0,0000616 /„"= 0,00451 ¿"/=0,0000546

Средняя скорость Уср, км/ч 54,7 53,6 58,8

Средний расход топлива (), л/ЮОкм 60,0 58,6 53,0

Критерий эффективности Т]а 0,1541 0,1543 0,1699

Эксплуатационный расход топлива серийного автопоезда при установке отечественных шин на тягаче и полуприцепе в условиях горно-холмистой местности составляет 60,0 л/100 км, а средняя скорость - 54,7 км/ч. Установка им-

портных шин «Мишлен» только на тягаче позволяет уменьшить расход топлива автопоезда лишь до 58,6 л/100 км (на 1,4 л/100 км, или 2,4 %) при меньшей на 1,1 км/ч (2,1%) средней скорости. Сравнение величин у автопоезда № 1 показало, что установка импортных шин на данной модели тягача не эффективна.

Применение более мощного двигателя с пониженной частотой вращения в сочетании с измененной трансмиссией на автопоезде № 2 обеспечило снижение эксплуатационного расхода топлива почти на 13,2 % по сравнению с автопоездом № 1. По величине средней скорости он превзошел первый на 4,1 км/ч, или на 7,5 %. Комплексный критерий оценки эксплуатационной эффективности Ца у второго автопоезда на 10,2 % выше, чем у первого.

Положительные результаты эксплуатационных испытаний АТС были получены (табл. 7) и на двух равнинных маршрутах.

Таблица 7

Эксплуатационные показатели на равнинных маршрутах_

Эксплуатационные показатели Первый маршрут Второй маршрут

Автопоезд Автопоезд

№1 /0° = 0,00564 к=0,0000673 №2 /о" =0,00451 к"/=0,0000546 №1 /0° = 0,00564 к" / =0,0000673 №2 /„"=0,00451 ¿"/=0,0000546

Средняя скорость У™, км/ч 63,5 66,5 70,0 72,5

Средний расход топлива О, л/100км 42,0 36,5 42,0 35,3

Критерий эффективности Т]а 0,1984 0,218 0,2083 0,2312

Так, эксплуатационный расход топлива на равнинных участках дорог автопоезда № 1 составил 41...42 л/100 км при средней скорости 63,5...70,0 км/ч, а автопоезда № 2 - не превышает 35,3...36,5 л/100 км при средней скорости 66,5...72,5 км/ч. На основе этого сделано заключение, что показатели эффективности автопоезда, разработанного с учетом рекомендаций настоящей работы, вплотную приблизились к соответствующим показателям зарубежных аналогов.

Таким образом, за счет уменьшения составляющих суммарного сопротивления движению и согласования характеристик двигателя с параметрами трансмиссии удалось снизить эксплуатационный расход топлива магистрального автопоезда почти на 19 процентов. И одновременно получить выигрыш в динамических характеристиках АТС.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ

1. Разработан универсальный, безразмерный и комплексный критерий оценки эксплуатационной эффективности автотранспортного средства с ДВС на стадии проектирования и доводки.

2. С использованием теории размерностей физических величин разработана уточненная формула для расчета коэффициента сопротивления качению шин и доказана его линейная зависимость от скорости.

3. Предложены уточненная математическая модель для определения потерь в трансмиссии автомобиля и метод их оценки, при использовании которого потери определяются при вращении шестерен трансмиссии в прямом направлении. Потери в трансмиссии автомобиля 4x2 в этом случае оказались на 10,5... 16.5 % меньше, чем при использовании метода выбега трансмиссии с вывешенными колесами.

4. Разработаны уточненные метод определения суммарной силы сопротивления движению по горизонтальной дороге при выбеге и метод раздельной оценки сопротивлений качению и воздуха путем варьирования массы АТС с учетом корректировки внутреннего давления в шине пропорционально изменению вертикальной нагрузки на нее.

5. Усовершенствован метод оценки тягово-скоростных свойств и топливной экономичности магистрального автопоезда с использованием разработанного комплексного критерия и уточненных математических моделей, учитывающих силы сопротивления в шинах и трансмиссии и совмещенную с внешней нагрузкой мно-гопараметровую характеристику двигателя

6. Для определения КРТ и тяговых характеристик с помощью пакета MATLAB разработаны математические модели совмещенной МПХ двигателя и суммарной нагрузки на него со стороны внешней среды при равномерном движении АТС по горизонтальной дороге и на произвольном подъеме. С их помощью выполнены расчеты тяговых характеристик и КРТ. Проведенные испытания подтвердили адекватность разработанных математических моделей - различие между расчетными и экспериментальными данными не превысило 2...3 %.

7. Разработан метод расчета комплексного критерия оценки эксплуатационной эффективности автомобиля с учетом движения на подъемах заданной крутизны. С использованием комплексного критерия разработан метод обоснования ВСХ двигателя и ее согласования с кинематическими параметрами трансмиссии.

8. Для магистрального автопоезда рекомендован двигатель с уменьшенной до 1900 мин"1 частотой вращения. Номинальная мощность - 294 кВт, максимальный крутящий момент - 1765 Нм при 1350 мин'1. Передаточное число главной передачи автомобиля - 3,49.

9. Получено снижение КРТ модернизированного автопоезда на 20,2...26,2 % по сравнению с аналогичными показателями серийного автопоезда. Максимальная скорость при этом у первого автопоезда возросла на 7,4 км/ч (7,2 %), а время разгона до 80 км/ч сократилось почти на 19 секунд (29,5 %).

10. На модернизированном автопоезде в горных условиях обеспечено снижение эксплуатационного расхода топлива почти на 13,2 % по сравнению с этим показателем серийного. По величине средней скорости первый из них превзошел второй на 4,1 км/ч, или 7,5 %. Комплексный критерий эксплуатационной эффективности модернизированного автопоезда также на 10,2 % выше, чем у серийного.

11. Эксплуатационный расход топлива на равнинных участках дорог серийного автопоезда составил 41...42 л/100 км. Реализуемая при этом средняя скорость -63,5...70,0 км/ч. Для модернизированного автопоезда указанные параметры равнялись, соответственно, 35,3...36,5 л/100 км и 66,5...72,5 км/ч. Экономия топлива составила 19 %. Таким образом, достигнут уровень топливной экономичности зарубежных аналогов.

Результаты теоретических и экспериментальных исследований, а также комплекс программ и методов испытаний использованы в НТЦ ОАО «КАМАЗ», г. Набережные Челны, ОАО «НЕФАЗ», г. Нефтекамск, Республика Башкортостан, ООО «РИАТ», г. Набережные Челны.

Основное содержание диссертации отражено в работах, опубликованных в изданиях, рекомендованных ВАК:

1. Валеев Д.Х., Карабцев B.C. Исследование аэродинамических характеристик модернизированных автомобилей «КамАЗ» в дорожных условиях // Грузовик. - 2000. - №12. - С. 25-27.

2. Валеев Д.Х., Карабцев B.C. Влияние характеристики двигателя на параметры скоростных свойств и топливной экономичности автомобиля // Грузовик -

2001.-№6.-С. 15-19. ' '

3. Валеев Д.Х., Карабцев B.C. Улучшение потребительских свойств автомобилей КАМАЗ с двигателями, удовлетворяющими требованиям Евро-2 // Приводная техника. - 2001.-№ 6.-С. 16-21.

4. Валеев Д.Х., Карабцев B.C. Оптимизация конструктивных параметров автомобилей с целью повышения показателей топливной экономичности // Приводная техника. - 2002. - №1. - С. 30-37.

5. Валеев Д.Х., Карабцев B.C. О коэффициенте эффективности транспортного средства//Автомобильная промышленность. -2002.-№10. -С. 16-19.

6. Карабцев B.C., Валеев Д.Х. Характеристики двигателя большегрузного автопоезда. Методика обоснования // Автомобильная промышленность. - 2002. -№7.-С. 7-12.

7. Шибаков В.Г., Карабцев B.C., Валеев И.Д. Результаты сравнительных дорожных испытаний автомобилей КАМАЗ-65115 с двигателями V-6 и V-8 // Грузовик &. - 2009. - №5. - С. 60-61.

8. Карабцев B.C., Валеев Д.Х. Повышение эффективности автотранспортных средств на стадии разработки // Журнал ААИ. - 2003. - №1. - С. 8-13.

9. Карабцев B.C., Валеев Д.Х. Комплексный критерий оценки тягово-скоростных свойств и топливной экономичности автотранспортных средств // Вестник машиностроения . - 2003. -№3,- -С. 70-73.

10. Карабцев B.C., Валеев Д.Х. Универсальный метод расчета КПД автотранспортных средств // Автомобильная промышленность. -2004. - №5. - С. 2-4.

11. Карабцев B.C., Валеев Д.Х. Расчетная оценка динамических характеристик грузовых АТС // Автомобильная промышленность. -2004. - №2. -С. 7-9.

12. Карабцев B.C., Валеев Д.Х. Оптимизация бокового обтекателя кабины грузового автомобиля // Автомобильная промышленность. -2005. -№5. -С. 30-32.

13. Валеев Д.Х., Карабцев B.C. Оптимизация плотности ряда высших ступеней механической коробки передач магистрального автопоезда // Автомобильная промышленность. - 2006. - №8. - С. 21-23.

14. Карабцев B.C., Валеев Д.Х. О коэффициенте полезного действия колесного движителя // Вестник машиностроения. - 2006. - №4. - С. 78-80.

15. Карабцев B.C., Штулас В.П. Оценка эффективности аэродинамических устройств// Автомобильная промышленность. - 1986. -№11. - С. 17-18.

Научное издание

Карабцев Владимир Сергеевич

УЛУЧШЕНИЕ ТОПЛИВНОЙ ЭКОНОМИЧНОСТИ II тягово-СКОРОСТНЫХ СВОЙСТВ МАГИСТРАЛЬНОГО АВТОПОЕЗДА СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕМ МЕТОДОВ И КОМПЛЕКСНОГО КРИТЕРИЯ ОЦЕНКИ ЭКСПЛУАТАЦИОННОЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ НА СТАДИИ ПРОЕКТИРОВАНИЯ И ДОВОДКИ

05.05.03. - Колесные и гусеничные машины

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Подписано в печать Формат 60x84 1/16. Бумага писчая №1. Гарнитура «Тайме». Печать офсетная.

Усл.-печ. л. 1,1. Уч.-изд. л. 1. _Тираж 100. Заказ 1435_

ПЕРЕЧЕНЬ СОКРАЩЕНИЙ И УСЛОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ.

ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА 1. ОБЗОР И АНАЛИЗ МЕТОДОВ ОЦЕНКИ И ПОВЫШЕНИЯ ЭФФЕКТИВНОСТИ АВТОМОБИЛЕЙ И АВТОПОЕЗДОВ.

1.1. Применяемые единичные показатели.

1.2. Комплексные показатели оценки эффективности АТС.

1.3. Методы исследований показателей тягово-скоростных свойств и топливной экономичности.

Выводы по 1 главе.

ГЛАВА 2. МАТЕМАТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ КОМПЛЕКСНОГО КРИТЕРИЯ ОЦЕНКИ ЭКСПЛУАТАЦИОННОЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ АТС.

2.1. Комплексный критерий оценки эксплуатационной эффективности автотранспортного средства.

2.2. Математическая модель для расчета силы сопротивления качению шин.

2.3. Разработка математической модели потерь в трансмиссии.

2.4. Метод определения суммарной силы сопротивления движению и её составляющих.

2.5. Расчетно-экспериментальный метод определения тяговых характеристик и топливной экономичности.

2.6. Метод обоснования характеристик двигателя автопоезда.

Выводы по 2 главе.

ГЛАВА 3. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ИСХОДНЫХ ДАННЫХ И РАСЧЕТНО -ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ.

3.1. Инерционные характеристики.

3.2. Определение радиуса качения ведущих колес.

3.3. Коэффициенты учета вращающихся масс.

3.4. Суммарная сила сопротивления движению автопоезда полной массы и её составляющие.

3.5. Результаты расчетов.

Выводы по 3 главе.

ГЛАВА 4. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ПРОВЕРКА ЭФФЕКТИВНОСТИ РАЗРАБОТАННЫХ РЕКОМЕНДАЦИЙ.

4.1 Испытания серийного и модернизированного автопоездов.

4.2 Сравнительные испытания отечественных автопоездов и их зарубежных аналогов.

4.3 Испытательное оборудование.

Выводы по 4 главе.

Актуальность работы. Среди совокупности потребительских свойств показатели топливной экономичности и скоростных свойств всегда выделялись как одни из главных. Связано это с тем, что производство указанных АТС во всем мире с каждым годом растет, увеличиваются мощности их двигателей, возрастают скорости движения, а мировые запасы нефти близки к своему истощению.

На основе анализа литературных данных (рис.1) устанавливаем, что эксплуатационный расход топлива современных зарубежных магистральных

Рис.1. Средние скорость и расход топлива зарубежных магистральных автопоездов на дорогах Штуттгартского кольца по данным журнала Lastauto Omnibus автопоездов полной массой 38000 кг оценивается в среднем величиной 33 .34 л/100 км. Средняя скорость в процессе их эксплуатации на дорогах Европы превышает 75 км/ч. Эксплуатационные испытания отечественных магистральных автопоездов в различных регионах РФ показали, что их эксплуатационный расход топлива изменяется от 46 до 51 л/100 км при среднеей скорости порядка 57. 60 км/ч.

В последние годы ведущие зарубежные производители автомобильной техники для рынка магистральных тягачей России и стран СНГ разрабатывают так называемые «бюджетные» версии в ценовом диапазоне 65-75 тысяч евро. Эксплуатационный расход топлива указанных седельных тягачей в составе автопоезда составляет 32.37 л/100 км. По информации АСМАП (рис.2), даже

45 40

35 t" 30 ш о

125 я 20 | 15 и

10 5 0

38,6

17

14

11

3,6

8,3

7,5

Рис.2. Структура затрат на эксплуатацию магистрального автопоезда по данным АСМАП: t - затраты на топливо и ГСМ; 2 - оплата труда водителя; 3 - затраты на восстановление износа и ремонт шин;4 - на амортизацию подвижного состава; 5 - постоянные расходы; 6 - прочие затраты; 7 - налоговые платежи при существенно меньших по сравнению с автопоездами производства России и стран СНГ расходах топлива, удельный вес затрат на топливо и ГСМ в структуре суммарных эксплуатационных расходов превышает 38 %.

Приведенные факты об отставании на 20.30 % отечественных автопоездов по показателям топливной экономичности от зарубежных аналогов и высокие затраты на ГСМ свидетельствуют о важности и актуальности темы диссертационного исследования.

Цель работы: достижение требуемого рынком уровня показателей топливной экономичности и улучшение тягово - скоростных свойств магистрального автопоезда путем совершенствования комплексного критерия оценки эксплуатационной эффективности на стадии проектирования и доводки.

На достижение поставленной цели направлено решение следующих основных задач: разработать теоретическую базу комплексного критерия оценки эксплуатационной эффективности автомобиля на стадии проектирования и доводки; разработать математические модели совмещенной многопараметровой характеристики двигателя внутреннего сгорания (ДВС) и нагрузки на него со стороны автомобиля в процессе его движения по горизонтальной дороге и на подъемах; разработать уточненный метод определения суммарной силы сопротивления движению и ее составляющих; выполнить расчеты суммарной силы сопротивления движению и ее составляющих; разработать метод обоснования внешней скоростной характеристики (ВСХ) двигателя и обеспечить ее согласование с параметрами трансмиссии; выполнить экспериментальные исследования по оценке показателей тягово-скоростных свойств, топливной экономичности и эффективности магистрального автопоезда с оценкой соответствия теоретических результатов экспериментальным данным; разработать практические рекомендации по дальнейшему улучшению потребительских свойств магистральных автопоездов.

Объект исследования. Магистральный автопоезд колесной формулы 4x2 полной массой 40 тонн.

Предмет исследования. Тягово-скоростные свойства, топливная экономичность и эффективность автомобиля в эксплуатации.

Методы исследований. Поставленная в работе цель достигается сочетанием теоретических и экспериментальных методов. С помощью теоретических методов разработаны: комплексный критерий оценки эксплуатационной эффективности; математические модели совмещенной многопараметровой характеристики двигателя,и нагрузки на него со стороны внешней среды; уточненные формулы для определения сил сопротивления в трансмиссии и шинах; метод обоснования характеристики двигателя автопоезда. Путем использования этих методов выполнены расчеты контрольных расходов топлива и тяговых характеристик магистрального автопоезда при его комплектовании различными двигателями, шинами и трансмиссиями.

Экспериментальная часть работы заключалась в определении исходных данных и характеристик двигателей на стендах НТЦ ОАО «КАМАЗ», а также показателей скоростных свойств, топливной экономичности и эксплуатационной эффективности при проведении испытаний на дорогах общего пользования, на автополигоне ФГУП НИЦИАМТ (г. Дмитров) с использованием специального испытательного и измерительного оборудования.

Положения научной новизны, выносимые на защиту: разработана и теоретически обоснована с помощью теории размерностей физических величин формула для расчета комплексного критерия оценки эксплуатационной эффективности автомобиля с двигателем внутреннего сгорания на стадии проектирования и доводки; усовершенствован метод оценки тягово-скоростных свойств и топливной экономичности магистрального автопоезда с использованием разработанного комплексного критерия и уточненных математических моделей, учитывающих силы сопротивления в шинах и трансмиссии и совмещенную с внешней нагрузкой многопа-раметровую характеристику двигателя; разработан метод расчета комплексного критерия оценки эксплуатационной эффективности автомобиля с учетом движения на подъемах заданной крутизны; предложен расчетно — экспериментальный метод обоснования характеристики двигателя автопоезда и ее согласования с параметрами трансмиссии с использованием комплексного критерия оценки эксплуатационной эффективности.

Практическая ценность полученных результатов состоит в том, что: разработанный комплекс программных средств и методов испытаний позволил на стадии проектирования и доводки автомобиля оценить эффективность различных вариантов сочетания двигателя, шин и трансмиссии, а также определить расчетные показатели тягово-скоростных свойств и топливной экономичности на дороге по ГОСТ 20306-90, ГОСТ Р 52280-2004 и ГОСТ 22576-90;

- использованный метод определения комплексного критерия эксплуатационной эффективности позволил сформулировать обоснованные технические требования к силовому агрегату и главной передаче магистрального автопоезда;

- разработанные математические модели и методы исследований использованы при согласовании характеристик двигателя с параметрами трансмиссии в процессе совершенствования конструкции других моделей автомобилей КАМАЗ и автобусов НЕФАЗ.

Связь работы с крупными темами планов НИР и ОКР. Работа выполнена на кафедре «Двигатели внутреннего сгорания» по циклу «Автомобиле и тракторостроение» и научно-техническом центре ОАО «КАМАЗ» в период с 2000 по 2009 г.

Реализация результатов работы. Работа проводилась в соответствии с планами НИОКР ОАО «КАМАЗ», ОАО «НЕФАЗ» и кафедры «Двигатели внутреннего сгорания» по циклу «Автомобиле и тракторостроение» ГОУ ИНЭКА. Результаты исследований, а также комплекс программ внедрены в процесс разработки модификаций и перспективных автомобилей и двигателей производства ОАО «КАМАЗ» (г. Набережные Челны); при разработке модификаций и перспективных автобусов ОАО «НЕФАЗ» (г. Нефтекамск, Республика Башкортостан); при разработке специализированных автомобилей и их модификаций в ООО «РИАТ» и ООО «АВТОМАСТЕР» (г. Набережные Челны); при оптимизации параметров коробок передач в СП «ZF-КАМА» для установки на автомобили КАМАЗ и адаптации двигателей производства СП «CUMMINS-KAMA» применительно к автобусам «НЕФАЗ».

Апробация работы. Основные положения работы и результаты исследований докладывались и обсуждались на Республиканской научно-технической конференции «Наука-Производству», посвященной 10-летию КамПИ, г. Набережные Челны, 1990; научно-технической конференции «Автомобиль и техносфера», г. Казань, 2001 г.; Ш Международном технологическом конгрессе «Военная техника, вооружение и технология двойного применения», г. Омск, 2005; Научно-технической конференции «Луканинские чтения. Пути решения энергоэкологических проблем в автотранспортном комплексе», МАДИ ГТУ, Москва, 2005; Международном симпозиуме «Проектирование колесных машин», посвященном 175-летию МГТУ им. Н.Э. Баумана, г. Москва, 2005 г.; Ш Белорусском конгрессе по теоретической и прикладной механике «Механика-2007», г. Минск, 2007 г.; III Конференции пользователей STAR-2008, г. Нижний Новгород, 2008 г.; Международной научно-технической конференции «Инновации в машиностроении», г. Минск, 2008 г.; MSC.Software VPD Conference, ЕМЕА-2009, г. Мюнхен, Германия, 2009 г.

Публикации. Материалы диссертационной работы представлены в 27 научных публикациях, в том числе 15 статьях по списку, рекомендованному ВАК, и в 9 тезисах научных докладов.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, списка использованных источников и приложения. Общий объем работы составляет 173 страницы, включая 172 страницы основного машинописного текста, 40 рисунков и 42 таблицы. Список использованных источников включает 113 наименований на 7 страницах. Приложение на 1 странице включает акт комиссии о реализации научных положений и основных результатов работы.

ВЫВОДЫ И ЗАКЛЮЧЕНИЕ

На основе выполненных в диссертационной работе теоретических и экспериментальных исследований получены следующие основные результаты и выводы:

1. Разработан универсальный, безразмерный и комплексный критерий оценки эксплуатационной эффективности автотранспортного средства с ДВС на стадии проектирования и доводки. Для его расчета достаточно знать только три параметра: средние скорость и расход топлива на маршруте движения и грузоподъемность автомобиля. Первые две величины легко определяются благодаря применению в конструкциях автомобилей современных систем мониторинга на основе GPS — навигации. Третья известна из сопроводительных документов на груз или оценивается простым взвешиванием, в том числе и па постах весового контоля.

2. С использованием теории размерностей физических величин разработана уточненная формула для расчета коэффициента сопротивления качению шип и доказана его линейная зависимость от скорости движения по дороге с твердым покрытием. При выводе этой формулы использовались физические параметры автомобиля и шины, которые всегда можно контролировать. Сам же коэффициент сопротивления качению шин является безразмерной величиной.

3. Предложены уточненная математическая модель для определения потерь в трансмиссии автомобиля и метод их оценки, при использовании которого потери определяются при вращении шестерен трансмиссии в прямом направлении. В этом и заключается отличие предложенного метода от использумых другими исследователями. Потери в трансмиссии автомобиля 4x2 в этом случае оказались на 10,5. 16.5 % меньше, чем при использовании метода выбега трансмиссии с вывешенными колесами.

4. Разработаны уточненные метод определения суммарной силы сопротивления движению по горизонтальной дороге при выбеге и метод раздельной оценки сил сопротивления качению и воздуха путем варьирования массы АТС с учетом корректировки внутреннего давления в шине пропорционально изменению вертикальной нагрузки на нее.

5. Усовершенствован метод оценки тягово-скоростных свойств и топливной экономичности магистрального автопоезда с использованием разработанного комплексного критерия оценки эксплуатационной эффективности и уточненных математических моделей, учитывающих силы сопротивления в шинах и трансмиссии и совмещенную с внешней нагрузкой многопараметровую характеристику двигателя

6. Для определения контрольного расхода топлива и тяговых характеристик с помощью пакета MATLAB разработаны математические модели совмещенной МПХ двигателя и суммарной нагрузки на него со стороны внешней среды при равномерном движении АТС по горизонтальной дороге и на произвольном подъеме. С помощью указанных математических моделей выполнены расчеты тяговых характеристик и КРТ.

Проведенные испытания подтвердили адекватность разработанных математических моделей - различие между расчетными и экспериментальными данными не превысило2.3 %.

7. Разработан метод определения комплексного критерия оценки эксплуатационной эффективности автомобиля с учетом его движения не только по горизонтальной дороге, но и на подъемах заданной крутизны. С использованием комплексного критерия, рассчитанного при движении АТС на подъемах, разработан метод обоснования ВСХ двигателя и ее согласования с кинематическими параметрами трансмиссии.

8. Для отечественного магистрального автопоезда полной массой 40 тонн рекомендован двигатель с уменьшенной до 1900 мин"1 номинальной частотой вращения. Номинальная мощность - 294 кВт, максимальный крутящий момент - 1765 Нм при 1350 мин"1. Передаточное число главной передачи автомобиля— 3,49.

В дальнейшем модернизированный автомобиль с перечисленными параметрами был изготовлен и проведены его всесторонние испытания в сравнении с серийным и зарубежными аналогами, широко эксплуатируемыми на дорогах России.

9. По результатам испытаний получено снижение КРТ модернизированного автопоезда на 20,2. .26,2 % по сравнению с аналогичными показателями серийного автопоезда в условиях движения по горизонтальной дороге. Максимальная скорость при этом у первого автопоезда возросла на 7,4 км/ч (7,2 %), а время разгона до 80 км/ч сократилось почти на 19 секунд (29,5 %).

10. На модернизированном автопоезде в горных, условиях обеспечено снижение эксплуатационного расхода топлива почти на 13,2 % по сравнению с этим показателем серийного. По величине средней скорости первый из них превзошел второй на 4,1 км/ч, или 7,5 %. Комплексный критерий оценки эксплуатационной эффективности модернизированного автопоезда также на 10,2 % выше, чем у серийного.

11. Эксплуатационный расход топлива на равнинных участках дорог серийного автопоезда составил 41. .42 л/100 км. Реализуемая при этом средняя скорость - 63,5.70,0 км/ч. Для модернизированного автопоезда указанные параметры равнялись, соответственно, 35,3.36,5 л/100 км и 66,5.72,5 км/ч. Экономия топлива составила 19 %. Таким образом, достигнут уровень топливной экономичности зарубежных аналогов.

12. Сравнительные испытания двух отечественных автопоездов, спроектированных и изготовленных в соответствии с рекомендациями настоящей работы, и двух зарубежных аналогов показали:

- эксплуатационный расход топлива отечественного автопоезда №4 находится на уровне этого показателя зарубежных аналогов;

- незначительный проигрыш в средней скорости автомобиля №4 (3,4 км/ч) автомобилю — аналогу №2 объясняется меньшей величиной крутящего момента двигателя отечественного автомобиля;

- более опытный водитель на отечественных автомобилях может экономить от 2,1 до 2,6 л/100 км применительно к данному маршруту движения.

13. Разработанные комплексный критерий оценки эксплуатационной эффективности, математические модели и уточненные методы исследований универсальны и применимы к другим типам АТС.

1. Автотранспортные средства. Скоростные свойства. Методы испытаний: ГОСТ 22576-90. -М.: Изд-во стандартов, 1990. 13 с.

2. Автотранспортные средства. Топливная экономичность. Методы испытаний: ГОСТ 20306-90. М.: Изд-во стандартов, 1990. - 32 с.

3. Адлер, Ю.П. Введение в планирование эксперимента. — М.: Металлургия, 1969.

4. Адлер, Ю.П. Планирование эксперимента при поиске оптимальных условий / Ю.П.Адлер., Ю.В.Грановский, В.В. Маркова М.: Наука, 1971. - 280 с.

5. Азарова, Ю.В. Мощностные показатели АТС большой грузоподъемности / В.Ф. Кутенёв, А.Г. Шмидт // Автомобильная промышленность. -1996. №2. -С.15-17.

6. Аксенов, П.В. Многоосные автомобили. 2-е изд., перераб. и доп. — М.: Машиностроение, 1989.— 280 с.

7. Андропов, Ф.Е. Разработка оптимальных алгоритмов управления режимом движения магистрального автопоезда: автореферат дис. на соиск ученой степ. канд. техн. наук М., 2003.-25 с.

8. Антонов, А.С. Комплексные силовые передачи. — Л.: Машиностроение, 1981. -496 с.

9. Аэродинамика автомобиля / Под ред. В.Г.Гухо; пер. с нем. — М.: Машиностроение, 1987. 424 с.

10. Аэродинамика автомобиля: сб. статей / Пер. с англ. — М: Машиностроение, 1984.-376 с.

11. Безбородова, Г.Б. Экономия топлива при вождении автомобиля /Г.Б.Безбородова, Н.М.Маяк, А.А.Чалый Киев: Техника, 1986. - 112 с.

12. Беленький, Ю.Ю. Аэродинамика автомобилей МАЗ ЯО.Ю. Беленький, МЛ.Конаков, В.В.Писарчик и др. // Совершенствование эксплуатационных свойств тракторов и автомобилей и использование машино-тракторного парка: сб. статей Горький, 1986. -С.27-35.

13. Блохин, А.Н. Разработка методики поиска рациональных передаточных чисел трансмиссии с учетом эксплуатационных свойств и назначения автомобиля: автореферат дис. на соиск. ученой степ, канд.техн.наук Н. Новгород, 2006.-19 с.

14. Бузин, Ю.М. Оценка эффективности функционирования АТС // Автомобильная промышленность. — 2008. №11. — С. 24-26.

15. Бухин, Б.Л. Введение в механику пневматических шин. М.: Химия, 1988. — 224 с.

16. Московкин, В.В. Новый метод расчетных исследований АТС / В.В Москов-кин, Д.Е.Вохминов, А.СШкель // Автомобильная промышленность. — 2007. — №8. С. 33-35.

17. Карабцев, B.C. Характеристики двигателя большегрузного автопоезда. Методика обоснования. / B.C. Карабцев, Д.Х. Ванеев // Автомобильная промышленность. 2002. - № 7. — С. 7-12.

18. Карабцев, В.С.Улучшение потребительских свойств автомобилей КАМАЗ с двигателями, удовлетворяющими требованиям EURO-2 /Д.Х.Валеев, В.С.Карабцев // Приводная техника. 2001. - №6. - С.16 - 21.

19. Карабцев, B.C. Влияние характеристик двигателя на параметры скоростных свойств и топливной экономичности автомобиля / Д.Х.Валеев, B.C. Карабцев // Грузовик. 2001. - №6. - С. 15 - 19.

20. Карабцев, B.C. Исследование аэродинамических характеристик модернизированных автомобилей КАМАЗ в дорожных условиях / Д.Х.Валеев,

21. B.С.Карабцев // Грузовик. 2000. - №12. - С.25-27.

22. Вонг Дж. Теория наземных транспортных средств / пер. с англ. М.: Машиностроение, 1982. — 284 с.

23. Вохминов, Д.Е. Разработка расчетного метода совершенствования топливно-экологических параметров автомобиля: автореферат дис. на соиск. ученой степ, канд.техн.наук -М., 2004. 23 с.

24. Высоцкий, М.С.Топливная экономичность автомобилей и автопоездов / М.С.Высоцкий, Ю.Ю.Белепький, В.В.Московкип Минск: Наука и техника, 1984.-208 с.

25. Ган, Р.С. Методика оценки тягово-динамических показателей системы «водитель автомобиль - окружающая среда»: автореферат дис. на соиск. ученой степ. канд. техн. наук - - СПб, 2003. - 18 с.

26. Говорущенко, Н.Я. Экономия топлива и снижение токсичности на автомобильном транспорте. -М.: Транспорт, 1990. 135 с.

27. Гостев, К.А. Совершенствование аэродинамических свойств магистрального автопоезда: автореферат дис. на соиск. ученой степ. канд. техн. наук — М., 1997.-22 с.

28. Грифф, М.И. Основы создания и развития автотранспорта для строительства: учеб. пособие. М.: Изд-во АСВ, 2003. - 144 с.

29. Грифф, М.И. Основы создания и развития специализированного автотранспорта для строительства: учеб. пособие. М.: Изд-во АСВ, 2003. - 144 с.

30. Гришкевич, А.И. Автомобили. Теория: учеб. для вузов. — Минск: Высш.шк., 1986.-208 с.

31. Гроздиев, В.Ю. О влиянии удельной мощности на технические показатели автопоездов / В.КХГроздиев, В.И.Соловьев, А.И.Титович, КА.Федорович,

32. C.А.Шуклин // Автомобильная промышленность. — 1978. №1. - С. 25 — 26.

33. Автомобили грузовые. Общие технические требования: ГОСТ Р 522802004. М.: Изд-во стандартов, 2005. -10 с.

34. Евграфов, А.Н. Аэродинамика магистральных автопоездов/ А.Н.Евграфов, М.С.Высоцкий, А.И. Титович Минск: Наука и техника, 1988.-232 с.

35. Евсеев, П.П. Возможности аппаратного метода оценки работы автомобиля // Автомобильная промышленность. 2007. - №1 - С.27 - 30.

36. Евсеев, П.П. Еще один аналитический метод расчета путевого расхода топлива // Автомобильная промышленность. 2008. - №2. - С. 2 - 5.

37. Евсеев, П.П. Плата за автотранспортные услуги: как ее согласовать с интересами метода оценки работы автомобиля // Автомобильная промышленность. -2006.- №2 С.4-7.

38. Евсеев. П.П. Работа, производительность и КПД автомобиля с позиции физики, стандартизации и метрологии // Автомобильная промышленность. — 2003.-№4.-С. 7-10.

39. Евсеев, П.П. Энергетические показатели функционирования автомобиля на маршруте. Термины и «тернии» // Автомобильная промышленность. 1999. -№2.-С. 15-17.

40. Иларионов, В.А. Эксплуатационные свойства автомобиля. — М.: Машиностроение, 1966. 280 с.

41. Испытания автомобилей. М.: Машиностроение, 1978. - 200 с.

42. Исследование аэродинамических качеств автопоездов КАМАЗ: отчет о НИР/ Казанский авиационный ин-т. Казань, 1979. - 123с. - № ГР 77049502.

43. Исследования по отработке конструкций аэродинамического канала климатической камеры, испытания автомобилей: отчет / НИИ механики МГУ. -М., 1976.- 120 с.-№ГР1818

44. Карабцев, B.C. Комплексный критерий оценки тягово-скоростных свойств и топливной экономичности / В.С.Карабцев, Д.Х.Валеев // Вестник машиностроения. 2004. - №3. - С.70-72.

45. Карабцев B.C. Оптимизация бокового обтекателя кабины грузового автомобиля /В.СКарабцев, Д.Х.Валеев // Автомобильная промышленность. 2005. - №5 . - С.30-32.

46. Карабцев, B.C. Оценка эффективности аэродинамических устройств / В.С.Карабцев, В.П. Штулас // Автомобильная промышленность. — 1986. — №11. —С.17- 18.

47. RENAULT MTDLUM: новый чемпион по экономичности // Коммерческий транспорт. 2001.-№5. -С. 40-41.

48. Кондрашкин, А.С. Методика расчета передаточных чисел трансмиссии легкового автомобиля / А.С. Кондрашкин, В.А.Умняшкин, Н.М.Филышн // Автомобильная промышленность. 1986. -№2. - С. 16 - 17.

49. Коноплев, В.Н. Прогнозирование показателей топливной экономичности, скоростных и эксплуатационных свойств грузовых АТС на стадии проектирования // Автомобильная промышленность. 2007. - №11.- С.23 — 25.

50. Корст, Х.Х. Определение параметров лобового сопротивления автомобиля из экспериментов по движению накатом при неидеальных внешних условиях / Х.Х.Корст, Р.А.Уайт // Теоретические основы инженерных расчетов. Т.103.-1981.- №1.-С.182- 191.

51. Крайнык, JI.B. Критериальная оценка динамичности и топливной экономичности разгона автомобиля /JT.В .Крайнык, П.Н.Гашук // Автомобильная промышленность. -1981.- №8. С.17 - 19.

52. Крупченков, B.C. Определение суммарной силы сопротивления автомобиля по пути выбега /В.СКрупченков, Э.И.Наркевич, А.А.Токарев М.: НИИАвтопром. — 1977.-72 с.

53. Куров, Б.А. Испытания автомобилей / Б.А.Куров, С.А.Лаптев, И.В. Балабин-М.: Машиностроение, 1976.-208 с.

54. Литвинов А.С. Теория эксплуатационных свойств автотранспортных средств. Ч. I. -М.: Изд-во МАДИ, 1978. 121 с.

55. Литвинов, А.С. Автомобиль: теория эксплуатационных свойств: учеб. пособие для вузов /А.С.Литвинов, Я.Е.Фаробин М.: Машиностроение, 1989. -240 с.

56. Михайловский, Е.В. Аэродинамика автомобиля. М.: Машиностроение, 1973.-224 с.

57. Михайловский, Е.В. Влияние формы кузова грузового автомобиля на его аэродинамику /Е.В.Михайловский, ЕЛ Тур // Автомобильная промышленность. 1973. - №3. - С.20 - 21.

58. Михайловский, Е.В. Испытания автомобилей и их моделей в аэродинамических трубах /Е.В.Михайловский, Е.Я.Тур // Труды ГСХИ. Т.36 Горький, 1970.-С.З-22.

59. Московкин, В.В. Выбор оптимальных параметров автомобиля. Эксперимент или расчет? // Автомобильная промышленность. 1997. — №6. — С. 7 - 12.

60. Московкип, В.В. Система методов для исследования и расчета топливной экономичности и скоростных свойств автомобиля: дис. па соиск. ученой степ, д-ра техн. наук.-М.: НАМИ, 1989.

61. Московкин, В.В. Динамический фактор или тягово-динамическая характеристика / В.В.Московкин, Е.Н.Вохминов, Д.Е.Вохминов, Е.Г.Галевский // Автомобильная промышленность. 2001. - № 1.- С.7 - 9.

62. Московкин, В.В. О влиянии сопротивления движению на топливную экономичность автомобиля с дизелем.// Автомобильная промышленность. 1979. - №7. — С. 8-9.

63. Московкин, В.В. Аэродинамическое сопротивление грузовых автомобилей и автопоездов и его влияние на топливную экономичность /В.В.Московкин, А.Н.Евграфов, В.АЛетрушов М.: НИИНАвтопром, 1978.-72 с.

64. Московкин, В.В. Топливная экономичность грузовых автомобилей и автопоездов, методы исследования и расчета /В.В.Московкин, А.Н.Евграфов, В.А. Петрушов-М.: НИИАвтопром, 1979.-31 с.

65. Московкин, В.В. Определение сопротивления движению автомобиля инерционным методом /В.В.Московкин, В.А.Петрушов, С. А. Шуклин // Автомобильная промышленность. 1976.-№10.-С.16- 19.

66. Московкин, В.В. Способ определения аэродинамического сопротивления грузовых автомобилей и автопоездов/ В.В .Московкин, В.А.Петрушов, С.АШуклин // Автомобильная промышленность. -1978.- №1. — С.14 —16.

67. Нарбут, А.Н. Выбор оптимальной мощности городского автобуса /А.Н.Нарбут, М.Ю.Иванов // Автомобильная промышленность. 2008 -№4.-С.11 -13.

68. Наркевич, Э.И. Определение среднего КПД автомобиля на маршруте // Автомобильная промышленность. — 1998.—№10. — С. 20—23.

69. Наркевич, Э.И. Предварительный выбор коробки передач. // Автомобильная промышленность. — 1997.—№6. — С.25 27.

70. Наркевич, Э.И. Тягово-скоростные свойства и топливная экономичность городских автобусов // Автомобильная промышленность. 1981. - № 8. — С. 15 -17.

71. Наркевич, Э.И. К оценке эффективности использования энергии автомобилем /Э.И.Наркевич, А.А.Токарев // Автомобильная промышленность. 1978. -№5.-С. 16-17.

72. Нефедов, А.С. Планирование эксперимента и моделирование при исследовании эксплуатационных свойств автомобилей /А.С.Нефедов, Л.Н.Высочин — Львов: Вища шк.; Изд-во Львовского ун-та, 1976. — 160 с.

73. Николаев, В.И. Конструкция, основы теории и расчета автомобиля /В.И.Николаев,В.Л.Роговцев-М.: Машиностроение, 1971.-408 с.

74. Организация переключения передач на магистральном автопоезде. Выбор оптимального алгоритма // Автомобильная промышленность 1997. - №5. -С.13-16.

75. Параметрические исследования моделей автомобилей КАМАЗ в аэродинамической трубе: отчет о НИР /Казанский авиационный ин-т — Казань, 1982. -75с,- № ГР №80075073.

76. Петренко, С.Н. Совершенствование технических показателей автопоезда за счет внешних аэродинамических устройств: автореферат на соиск. ученой степ. канд. техн.паук. — М., 1999.-21 с.

77. Петрушев, В.А. Новый метод определения сопротивления автомобиля // Автомобильный транспорт. 1982. -№11. - С.13-17.

78. Петрушов, В.А. Автомобили и автопоезда: Новые технолога и исследования сопротивлений качения и воздуха. -М.:ТОРУС ПРЕСС, 2008. 352 е.: ил.

79. Петрушов, В.А. Оценка аэродинамических качеств и сопротивлений качению автомобиля в дорожных условиях// Автомобильная промышленность. — 1985. -№11. -С. 14-20.

80. Петрушов, В. А. Мощностной баланс автомобиля /В.А.Пегрушов, В.В.Московкин, А.Н.Евграфов; под общ. ред. В.А.Петрушева. М.: Машиностроение, 1984. -160 с.

81. Петрушов, В.А. Сопротивление качению грузовых автомобилей и автопоездов /В.АЛетрушов, С.А.Шуклин-М.: Машиностроение, 1976.-223 с.

82. Погосбеков, М.И. Еще раз о КПД автомобиля // Автомобильная промышленность. 1996. - № 11. - С. 12-15.

83. Подригало, М. А. Мощность двигателя и КПД автомобиля при его разгоне /М.А.Подригало, Н.М.Подригало, В.Л.Файст // Автомобильная промышленность.- 2008,- №8.- С.12-16.

84. Подригало, М.А., Полезная работа и КПД автомобиля. Одно уточнение /М.А.Подригало, Н.М.Подригало // Автомобильная промышленность. -2007.- №8.-С. 19-21.

85. Работа автомобильной шины / под ред. В .И.Кнороза, М.: Транспорт, 1976. -198с.

86. Раввин, А.Г. Определение коэффициента сопротивления качению и фактора обтекаемости грузового автомобиля // Автомобильная промышленность. —1980. №8. - C.l 7-19.

87. Результаты комплексных расчетных исследований перспективных автомобилей КАМАЗ типа 6x4 и 4x2: отчет о НИР /НАМИ. М.,1992. - 55с.

88. Инспекционные испытания автотранспортных средств. Программа и методы испытаний: руководящий документ 37.001.109-89. 31 с.

89. Седов, Л.И. Методы подобия и размерности в механике. 9-е изд., перераб. — М.: Наука, 1981.-448 с.

90. Сивухин, Д.В. Механика: учеб. пособие для вузов. 3-е изд., испр. и доп. -М.: Наука, 1989. - 576 с. - (Общий курс физики; т.1).

91. Смирнов, Г.А. Теория движения колесных машин: учебник для автомоб. специальностей вузов. -М.: Машиностроение, 1981.-271 с.

92. Теория и конструкция автомобиля: учеб. для автофакт, техникумов / В.А.Иларионов, М.М.Морин, Н.М.Сергеев и др.- 2-е изд., перераб. и доп. — М.Машиностроение, 1985.-368 с.

93. Токарев, А.А. Десять конструктивных факторов, определяющих рабочие параметры АТС //Автомобильная промышленность. 1996. - №7 - С. 13-14.

94. Токарев, А.А. Еще раз о КПД автомобиля // Автомобильная промышленность.- 1997.- №>9. С. 18-21.

95. Токарев, А.А. Методы исследования тягово-скоросшых свойств и топливной экономичности автомобилей. -М.: НИИАвтопром, 1976. — 60 с.

96. Токарев, А.А. Топливная экономичность и тягово-скоростные качества автомобиля. -М.: Машиностроение, 1982.-224 с.

97. Топливная экономичность автомобилей с бензиновыми двигателями / Под ред. Д.Хиллиарда, Дж.С.Спингера; пер. с англ. — М: Машиностроение, 1988. -504 с.

98. Трембовельский, Л.Г. Некоторые задачи согласованности систем и автомобиля в целом / Л.Г.Трсмбовельский // Автомобильная промышленность.-2009.- №6.- С. 11-14.

99. Фалькевич, Б.С. Теория автомобиля. -М.: Машгиз, 1963. 240с.

100. Фаробин, Я.Е. Оптимизация параметров автопоезда по производительности //Известия высш. учеб. заведений. -1980. №10 - С.71-83.

101. Фаробин, Я.Е. Выбор транспортных средств для перевозки грузов на заданном маршруте /Я.Е.Фаробин, В.А.Кравцева, А.И.Матвеева // Автомобильный транспорт. 1980. - №9. - С. 27-29.

102. Фаробин, Я.Е. Правильная комплектация автопоезда условие его высокой производительности и топливной экономичности /Я.Е.Фаробин, Ю.А.Самойленко // Автомобильная промышленность. - 1985. — №10. - С.10.

103. Фаробин, Я.Е. Оценка эксплуатационных свойств автопоездов для междугородных перевозок / Я.Е.Фаробин, В.С.Шупляков М.: Транспорт, 1983. -200 с.

104. Федоров, В.В. Теория оптимального эксперимента М.:Наука, 1971.

105. Филькин, Н.М. Оптимизация «параметров конструкции энергосиловой установки транспортной машины: автореферат дис. на соиск. ученой степ, д-ра техн. наук. — Курган, 2000. 34 с.

106. Хиршель, Э. Сдвиговое течение сжимаемой жидкости. Численный расчет пограничного слоя / Э.Хиршель, В.Кордулла; пер. с англ. — М.: Мир, 1987. -248 с.

107. Шины пневматические для грузовых автомобилей, прицепов к ним, автобусов и троллейбусов. Технические условия. ГОСТ-5513-97. Межгос. стандарт — М.: Изд-во стандартов, 1997. 24 с.

108. Штулас, В.П. Улучшение топливной экономичности грузовых автомобилей и автопоездов в процессе доводочных работ на примере автомобилей KAMA3-53212: дис. на соиск. ученой степ. канд. техн. наук. — М., 1987.

109. Clark S.K. Tire rolling resistance / D.J. Schilling, ed. Rubber Div., ACS, 1983.-P. 1-24.

110. Euro -2 group test. // Commercial Motor. 1995. - 7-13 September.- S. 39-60.

111. Evans, I., "The rolling resistance of wheel with a solid rubber tyre", Brit J. Appl. Phys.,5,187(1954).

112. Hermann-Josef Risse. RolKviderstand und Kraftstoffverbrauh // Automobiltech-nische Zeitschrift. 1986. - 88. - №6. - S.S.383-388.

113. Lucas G.G., Emtagc A.L. Л new look at the analysis of cost-down test results. // Proc Inst Mech Engs., Vol 201.- №D2. PP.91-97.

114. Russel W. Zub. Transit bus fuel economy and performance simylation // SAE paper 841691. PP 6.1009-6.1034.

115. Sovran G. Tractive energy based formula for the impact of aerodynamics on fuel economy over the EPA driving schedules // SAE Trans. 830304. - 1983. - pp.746757.1. KAMAZ

116. ОТКРЫТОЕ АКЦИОНЕРНОЕ ОБЩЕСТВО «КАМАЗ»

117. БЛОК ЗАМЕСТИТЕЛЯ ГЕНЕРАЛЬНОГО ДИРЕКТОРА-ДИРЕКТОРА ПО РАЗВИТИЮ423827, Республика Татарстан, г. Набережные Челны, пр. Автозаводский, 2 тел. (8552) 55-11-29, факс 37-28-29 ОГРН 1021602013971

118. УТВЕРЖДАЮ Заместитель генерального директора директор по развитию, к.т.н.1. Нумеров 009 г.1. АКТ

119. Научно-технической комиссии о реализации научных положений и выводов кандидатской диссертации Карабцева Владимира Сергеевича

120. Главный конструктор ОАО «КАМАЗ», к.т.н. Главный конструктор по двигателям, K.T.g^ Главный конструктор по АА и СТ

121. Валеев Д.Х. Гатауллин Н.А. Савинков А.С.1. JV-fX