УДК 629.1.04
ПРИЧИНЫ ВОЗНИКНОВЕНИЯ НЕУСТАНОВИВШЕГОСЯ ХАРАКТЕРА ТЯГОВОГО УСИЛИЯ И ВЛИЯНИЕ ЕГО НА ПЛАВНОСТЬ ХОДА АВТОМОБИЛЬНОГО ПОЕЗДА
ГАМАЮНОВ П. П.1, БАЛБЕРОВ Р. В.2
д. т.н., профессор СГТУ им. , г. Саратов1
студент СГТУ им. , г. Саратов2
Аннотация: В статье рассматриваются вопросы возникновения динамических и ударных нагрузок в соединении прицеп тягач. А так же представлены допустимые пределы частоты колебания сидения водителя при продольных ударах, допустимые средние ускорения, методы стабилизации тягового усилия. Причины снижения условия труда водителя, плавности хода и в целом устойчивости автопоезда и пути решения этих проблем. Которые могут решаться комплексно путем повышения профессионализма водителя и применения современных технических средств.
Ключевые слова: плавность хода, автопоезда, дорога.
THE CAUSES OF THE TRANSIENT NATURE OF THE TRACTION AND INFLUENCE IT TO RIDE CAR TRAIN
GAMAYNOV P. P.1, BALBEROV R. V.2
Dr., Professor SSTU Y. A. Gagarin, Saratov1
Student SSTU Y. A. Gagarin, Saratov2
Annotation: The article discusses the emergence of dynamic and impact loads in the connection of trailer truck. As well as are the permissible limits of the oscillation frequency of the driver's seat with longitudinal strokes, the allowable average acceleration, methods of stabilizing traction. Reasons for the decline in the working conditions of the driver, ride and overall stability of the lorry and the solutions to these problems. Which can be addressed comprehensively by improving the professionalism of the driver and the application of modern technical means.
Key words: smooth movement, road trains, road.
Автомобильные поезда (АП) в реальных условиях эксплуатации работают на дорогах с переменным рельефом, волнистым профилем покрытия, на почвах с непостоянной твердостью и влажностью. При движении АП как в режиме разгона, поворота, так и в режиме установившегося движения между сцепными массами возникают переменные ударные нагрузки, передающиеся с прицепа на автомобиль, что отрицательно влияет на работу движителей, трансмиссии, ухудшает динамические и эксплуатационные свойства АП, негативно отражается на условиях труда водителя.
Одним из основных показателей автомобиля является плавность хода – свойство автомобиля или АП обеспечивать защиту водителя и элементов конструкции автомобиля от динамических нагрузок. Другими словами, плавность хода – это свойство АП, обеспечивающее защиту водителя от колебаний, воздействующих в вертикальном, продольном и поперечном направлениях [1].
Исследования показывают, что организм человека по-разному воспринимает механические колебания, которые отрицательно влияют на зрение, способность управлять автомобилем, быстроту реакции водителя, на его психологические и эмоциональные реакции, передающиеся через сиденье, платформу, рулевое колесо, педали, рычаги управления.
При низкочастотных колебаниях до 15–20 Гц организм человека ощущает отдельные циклы колебаний. Колебания более высокой частоты воспринимаются слитно [2]. При длительном воздействии они могут привести к ряду профессиональных заболеваний.
В институте им. М. Планка были проведены исследования колебаний, которым подвергается водитель, показавшие, что человек наиболее чувствителен к вертикальным колебаниям, а продольные воздействуют сильнее поперечных во всем диапазоне частот и особенно сильно влияют на скорость реакции при вождении.
Для горизонтальных колебаний в соответствии с санитарными правилами установлены среднеквадратичные ускорения 0,1 а, и 0,12 а, мало отличающиеся друг от друга (табл. 1.1).
Таблица 1.1
Допускаемые средние ускорения
Колебания | Основная частота, Гц | адоп, м/с2 |
Поступательно-вертикальные | 2–3 | 1 |
4–6 | 0,5 | |
Поступательно-горизонтальные | 2–3 | 1 |
4–6 | 1,2 |
Снижение производительности труда водителя, согласно ГОСТ 12.1.012–90 [3], происходит при виброускорении его рабочего места от 0,224 до 0,45 м/с2 (табл. 1.2), так как частота колебаний нагрузки на транспортных работах колеблется от 1 до 4 Гц.
Таблица 1.2
Допустимое значение нормируемого параметра
Средняя частота колебаний нагрузки, Гц | Виброускорение рабочего места водителя, м/с2 | Виброскорость рабочего места водителя, м/с⋅10 -2 | ||
Z | X, Y | Z | X, Y | |
1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
0,8 | 0,71 | 0,224 | 14,12 | 4,45 |
1,0 | 0,63 | 0,224 | 10,03 | 3,57 |
1,25 | 0,65 | 0,224 | 7,13 | 2,85 |
1,6 | 0,5 | 0,224 | 4,97 | 2,29 |
2,0 | 0,45 | 0,224 | 3,58 | 1,78 |
2,5 | 0,4 | 0,228 | 2,55 | 1,78 |
3,15 | 0,355 | 0,355 | 1,79 | |
4,0 | 0,35 | 0,45 | 1,25 | 1,78 |
5,0 | 0,315 | 0,56 | 1,0 | |
6,3 | 0,315 | 0,71 | 0,8 | |
8,0 | 0,315 | 0,9 | 0,64 | 1,78 |
10,0 | 0,4 | 1.12 | 0,64 | |
12,5 | 0,5 | 1,4 | ||
16,0 | 0,63 | 1,8 | 0,64 | 1,78 |
20,0 | 0,8 | 2,24 | ||
25,0 | 1,0 | 2,8 | ||
31,5 | 1,25 | 3,55 | 0,64 | 1,78 |
40,0 | 1,6 | 4,5 | ||
50,0 | 2,0 | 5,6 | ||
63,0 | 2,5 | 7,1 | 0,64 | 1,78 |
80,0 | 3,15 | 9,0 |
Известно, что эксплуатация АП ведется в различных условиях контакта движителей с почвой, ее макро - и микрорельефом и на различных скоростях. В связи с повышением транспортных скоростей возникает опасность потери устойчивости и управляемости АП [4].
Неустановившееся движение АП так же, как и неустановившийся характер тягового усилия на его передвижение, может быть вызвано воздействием множества случайных и периодических возмущающих факторов (например, неровностью дорожного фона, различными его свойствами и состоянием). При этом конструктивные и эксплуатационные особенности большинства современных транспортных агрегатов способствуют тому, что их динамическая система в результате своего несовершенства, несогласованности составных звеньев и перевозимого груза, несбалансированности перемещающихся масс сама является источником возмущающих воздействий. Неравномерность тягового усилия становится особенно ярко выраженной с увеличением зазоров в тягово-сцепном устройстве (ТСУ) и с резким изменением частоты вращения коленчатого вала двигателя. В связи с этим пути улучшения динамики прицепов и тягачей должны быть, прежде всего, связаны с совершенствованием самой динамической системы АП, с разработкой и обоснованием ее качественно новых параметров. Динамическая система АП должна быть приспособлена к устойчивому автоматическому поглощению (стабилизации) возмущающих воздействий [5].
Рядом ученых предложены методы стабилизации тягового усилия, которые представлены на рисунке 1.3.
Методы стабилизации тягового усилия | ||||
Выбором степени чувствительности регулятора | Применением бесступенчатой трансмиссии | Путем оптимального выбора параметров системы регулирования (Ne, υТТП, mТТП g и т. д.) | Использованием упругих элементов в конечном звене трансмиссии автомобиля | Использованием упругой связи в тягово-сцепном устройстве (ТСУ) |
Рисунок 1.3. Методы стабилизации тягового усилия
Без сомнения, авторы многих работ наряду с этим рассматривают и решают проблему устойчивости, не только преследуя цель повышения экономических показателей АП, но и с точки зрения требований безопасности и условий работы водителя [2]. Естественно, что снизить показатель травматизма и смертности, в том числе и при опрокидывании, можно за счет улучшения подготовки водителя, создания определенных условий труда, трудовой дисциплины. Однако не все дорожные ситуации и условия подконтрольны даже опытному водителю.
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
, , / Применение тягово-сцепных устройств для тракторных поездов в сельскохозяйственном производстве / Рекомендации. Сарат. гос. агр. ун-т, Саратов, 2001. , / Динамика прицепов и тягачей при продольных ударах (монография) / Монография. Сарат. гос. агр. ун-т, Саратов, 2002. ГОСТ 12.1.012-90 ССБТ. Вибрационная безопасность. Система стандартов безопасности труда. Сб. ГОСТов. - М.: ИПК Издательство стандартов, 2001. 31 с. , / Автодинамический способ догружения колес тягача для получения дополнительной силы сцепления с дорожным покрытием / «Научная мысль» - М.2016. №3 – С. 177-182 , / Эффективность использования энергетических способностей автомобилей на транспортных работах / “Научное обозрение” — М.2014. №11 – С. 46-50