Загородний Николай Александрович. Повышение эффективности эксплуатации автомобилей обеспечением рациональных значений эксплуатационных параметров их шин

Короткий опис

Загородний Николай Александрович. Повышение эффективности эксплуатации автомобилей обеспечением рациональных значений эксплуатационных параметров их шин : диссертация ... кандидата технических наук : 05.22.10 / Загородний Николай Александрович; [Место защиты: Орлов. гос. техн. ун-т].- Белгород, 2010.- 150 с.: ил. РГБ ОД, 61 10-5/2030

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ «БЕЛГОРОДСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ ИМ. В.Г. ШУХОВА»
Александрович
04201057309 Загородний Николай
ПОВЫШЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ ЭКСПЛУАТАЦИИ АВТОМОБИЛЕЙ ОБЕСПЕЧЕНИЕМ РАЦИОНАЛЬНЫХ ЗНАЧЕНИЙ ЭКСПЛУАТАЦИОННЫХ ПАРАМЕТРОВ ИХ ШИН
Специальность 05.22.10 - Эксплуатация автомобильного транспорта
ДИССЕРТАЦИЯ на соискание ученой степени кандидата технических наук
Научный руководитель: доктор технических наук, профессор А.И. Шутов
Белгород - 2010 
Оглавление
1 Состояние вопроса, цель и задачи исследования 5
1.1 Анализ влияния типа и конструкции шин на эксплуатационные свойства автомобиля 5
1.2 Анализ динамики и кинематики колеса с пневматической тиной 10
1.3 Анализ проскальзывания и скольжения колеса 12
1.4 Анализ влияние конструктивных и эксплутационных факторов на коэффициент сопротивления качению и нагрузку на колесо 20
1.5 Анализ технического состояния шины и факторов, влияющих на безопасность дорожного движения 29
1.6 Выводы, цель и задачи исследования 42
2 Теоретическое обоснование эксплуатационных характеристик
колес с пневматической шиной 47
2.1 Математическое моделирование качения деформированного колес
с деформируемой шииой 47
2.2 Моделирование скорости колеса в активном режиме 52
2.3 Определение эквивалентного радиуса колеса 55
2.4 Определение силовых характеристик в зоне контакта шины с поверхностью 60
2.5 Выводы по главе №2 64
3 Экспериментальные исследования эксплуатационных характеристик шины 66
3.1 Общий подход к проведению экспериментальных исследований 66
3.2 Анализ известных методик определения эксплуатационных характеристик шины 66
3.2.1 Определение характеристики упругости шины 66
3.2.2 Определение тангенциальной жесткости по методике МГТУ «МАМИ» .' 72
3.3 Методика проведения эксперимента 76
3.3.1 Последовательность проведения эксперимента с использованием лабораторного стенда 80
3.3.2 Методика измерение тангенциальной жесткости шины 81
3.3.3 Методика измерение радиальной жесткости шины 81
3.4 Выводы по главе №3 83
4.1 Анализ влияния параметров дороги и шины на длину зоны не проскальзывания 84
4.2 Анализ влияния параметров дороги и шины на максимальный крутящий момент 93
4.3 Анализ результатов измерений тангенциальной жесткости 105
4.4 Аппроксимация результатов эксперимента 116
4.5 Анализ результатов измерения радиальной жесткости и аппроксимация полученных данных эксперимента 118
4.6 Выводы по главе №4 128
5 Технико-экономическая эффективность использовании
результатов исследований 130
5.1 Практические рекомендации по использованию результатов исследований 130
5.2 Оценка экономической эффективности при использовании диагностических показателей шин 131
5.3 Выводы по главе №5 134
Общие выводы 135
Литература 137
Приложения 148
Введение
Основные задачи, стоящие перед автомобильным транспортом, это обеспечение безопасности движения, снижение себестоимости автомобиль¬ных перевозок, повышение комфортабельности, увеличение срока службы автомобиля в целом. Основным элементом автомобиля, осуществляющим непосредственную связь с дорогой, являются шины, оказывающие сущест¬венное влияние на все перечисленные факторы, при этом конструирование автомобиля начинают с выбора шины, диска (колеса в сборе), после чего производят расчет автомобиля в целом.
На любом предприятии автомобильного транспорта подбирают шины для автомобилей и автобусов, исходя из посадочного радиуса колеса и типо¬размера, поэтому зачастую происходит ошибочный выбор шин для тех или иных автомобилей и автобусов, что приводит к преждевременному выходу шины из строя, в связи с неправильным внутренним давлением и перегруз¬кой колеса. Давление в шинах, не соответствующее оптимальному, при дан¬ных условиях эксплуатации, всего на 0,02 МПа, снижает ее долговечность уже на 15%, на 0,06 МПа - на 45%. Наряду с этим, с понижающимся давле¬нием в шинах возрастает расход топлива за счет повышения работы по де¬формированию резины шин, которая неизбежно повышает сопротивление качению. Причиной повышенного износа может быть также слишком высо¬кое давление воздуха в шинах [1]. Своевременное и объективное диагности¬рование эксплуатационных параметров шин позволит повысить эффектив¬ность использования автомобилей и сократить расходы на перевозки.
Изложенное выше подтверждает, что тема диссертационного исследо¬вания является актуальной и направлена на решение научно-практической задачи, имеющей важное народнохозяйственное значение.
1 Состояние вопроса, цель и задачи исследования
Под словом «колесо» подразумевается колесо автомобиля в сборе, со¬стоящее собственно из диска и шины [1]. Диск - центральная часть колеса, несущая шину и имеющая посадочные отверстия для крепления к ступице.
Автомобильные колеса различают по их принадлежности, по типу применяемых шин, по конструкции и технологии изготовления [2]. Сниже¬ние массы колеса в сборе с шиной ведет к уменьшению неподрессоренных инерционных масс и улучшению условий работы подвески, так как автомо¬биля быстрее поддается возвратному действию пружины, амортизатора и бы¬стрее восстанавливает потерянный контакт с дорогой [3]. Но основным эле¬ментом, обеспечивающим безопасность движения и необходимый коэффи¬циент сцепления, является шина, основные свойства, типы, особенности ко¬торой рассмотрены ниже.

Список літератури

Общие выводы
1. На основе разработанных теоретико-прикладных положений, науч¬ных подходов и математических моделей появилась возможность решать важную научно-практическую задачу повышения эффективности эксплуата¬ции автомобилей обеспечением рациональных значений эксплуатационных характеристик их шин.
2. Развитие теоретических положений по определению параметров ка¬чения автомобильного колеса в диссертации позволило предложить:
аналитические методы расчета скорости движения автомобилей в зави-симости от условий эксплуатации и свойств их шин;
методику расчета длины зоны непроскальзования поверхности колеса относительно опорного дорожного покрытия;
основные факторы, влияющие на скорость автомобилей и определена степень их воздействия на эксплуатационные показатели автотранспортных средств.
3. Разработаны научная база и математическая модель для определения значений тангенциальной и радиальной жесткостей автомобильных шин, по¬зволяющая учитывать влияние давления воздуха в шине, нагрузку на колесо, геометрию и физико-механические свойства материалов шин.
4. Выполненный анализ результатов экспериментальных исследований позволил:
предложить диагностические параметры - коэффициенты радиальной и тангенциальной жесткостей шины колеса автомобиля, которые обеспечивают возможность выбора рациональных значений эксплуатационных параметров колес автомобилей, работающих в реальных условиях;
установить значения тангенциальной и радиальной жесткостей шин, имеющих значительное влияние (до 25%) на скорость автомобиля, увеличе¬ние ресурса шин;
разработать рекомендации по обеспечению рациональных значений эксплуатационных параметров автомобильных шин.
5. Научная, практическая и экономическая значимости и достоверность полученных результатов в диссертации подтверждены при использовании их в практической деятельности предприятия ООО «Белкомтранс» и в учебном процессе Белгородского ГТУ им. В.Г. Шухова при подготовке инженеров по специальности 190702 «Организация и безопасность движения». В соответ-ствии со справкой о внедрении результатов исследования получен экономи-ческий эффект 1227 рублей на один автомобиль в год.
Литература
1. Литвинов А.С., Форобин Я.Е. Автомобиль: Теория эксплуатационных свойств: Учебник для вузов по специальности «Автомобили и автомобильное хозяйство». — М.: Машиностроение, 1989.
2. Итинская Н.И., Кузнецов Н.А. Топлива, масла и технические жидко¬сти.: Справочник. - 2-е изд., перераб. и доп. — М.: Агропромиздат, 1989. — 304
3. Автомобильные шины. Конструкция, механика, свойства, эксплуата¬ция/ О.Б. Третьяков, В. А. Гудков, А. А. Вольнов, В. Н. Тарновский. - М. : КолосС, Химия, 2007. - 432 с.
4. Тверское Б.М. Динамика автомобиля: Учебное пособие. - Курган: Кур¬ганский машиностроительный институт, 1995.
5. Кузьмин Н.А., Крупа В.В. Моделирование температурных полей поршней рядных двигателей ЗМЗ // Материалы Международной научно- практ. конф. «Совершенствование мощностных, экономических и экологиче¬ских показателей ДВС» - Владимир: ВГУ, 2001. - С. 193—196.
6. Гуреев А.А., Фукс И.Г., Лашхи В.Л. Химмотология. - М.: Химия, 1986.
- 289 с.
7. Бухин Б. Л. Введение в механику пневматических шин / Б. Л. Бухин. - М. : Химия, 1988.-224 с.
8. Агейкин Я.С. Проходимость автомобилей. —
М.: Машиностроение, 1981.
9. Авдонькин Ф. Н. Техническая эксплуатация автомобильных шин : учеб. пособие для студентов спец. 1505, 2401 / Ф. Н. Авдонькин, А. С. Гре¬бенников, В. Н. Каракозов ; Сарат. гос. технич. ун-т. - Саратов : СГТУ, 1995.
- 92 с.
10. Троицкий В.И. Снижение темпа износа шин при эксплуатации легко¬вых автомобилей и микроавтобусов в городских и горных условиях. - В кн.: Повышение эффективности использования автомобильного транспорта и ав¬томобильных дорог в условиях жаркого климата и высокогорных районов (в совете решений XXYI съезда КПСС). Тезисы докладов Всесоюзной науч. — техн. конференции. — Ташкент, 1982.
11. Троицкий В.И., Васильев В.А. Янчевский В.А. Ускоренный способ оценки неравномерного износа шин. - Труды / МАДИ. — М., 1982.
12. Справочная книга автомобилиста/ Б.В. Боровский, М.Д. Пронштейн; Под ред. Д.А. Белова. - 5-е изд., перераб. и доп. - JL: Лениздат, 1979.
13. ' Глухов Ю.И., Запорожцев А.В., Длешакова Т.Н. Пути повышении ре¬сурса автомобильных шин. - М., 1979.
14. Кислицин Н.М. Долговечность автомобильных шин в различных ре¬жимах движения. - Н.Новгород.: Волго-Вятское кн. изд-во, 1992. — 232 с.
15. Шины для сельскохозяйственных машин: Справочное пособие / В.Н. Белковский, Б.А. Индейкин, В.Н. Лаптев и др. - М.: Химия, 1980.
16. Пъшев В. М. Влияние основных эксплуатационных и конструктивных параметров шины на ее надежность : автореф. ... канд. техн. наук : 05.22.10 / Пъшев Венцислав Минков. - Харьков, 1991. - 19 с.