WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

   Добро пожаловать!

На правах рукописи

БЫНДИКОВА ЮЛИЯ АЛЕКСАНДРОВНА ОЦЕНКА ПРИСПОСОБЛЕННОСТИ АВТОМОБИЛЕЙ К НИЗКОТЕМПЕРАТУРНЫМ УСЛОВИЯМ ЭКСПЛУАТАЦИИ Специальность 05.22.10 – Эксплуатация автомобильного транспорта

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Тюмень 2004

Работа выполнена на кафедре эксплуатации автомобильного транс порта Тюменского государственного нефтегазового университета.

Научный консультант: доктор технических наук, Владимир Николаевич Карнаухов

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор Николай Васильевич Храмцов кандидат технических наук Вера Дмитриевна Ильиных

Ведущая организация: Институт проблем освоения Севера Сибирского отделения Академии наук Российской Федерации

Защита состоится «21» апреля 2004 г. в 12:00 часов на заседании диссертационного совета Д 212.273.04 при Тюменском государственном нефтегазовом университете по адресу: 625000, г. Тюмень, ул. Володарско го, 38, зал им. А.Н. Косухина.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ТюмГНГУ.

Отзывы на автореферат в двух экземплярах с подписью, заверенной печатью организации, просим направлять в адрес диссертационного совета.

Автореферат разослан « » марта 2004 г.

Телефон для справок (3452) 22-93-02.

Ученый секретарь диссертационного совета П.В. Евтин

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Переход экономики страны на рыночные от ношения резко повышает требования к эффективности работы автомо бильного транспорта. Вместе с тем негативное влияние на работу подвиж ного состава оказывают суровые низкотемпературные условия, в которых эксплуатируется значительная часть автомобильного парка России.

Воздействие низких температур на работу автомобилей учитывается корректированием норм расхода ресурсов автомобильного транспорта, реализацией различных эксплуатационных мероприятий и т.п. Однако при этом недостаточно принимается во внимание различный уровень приспо собленности автомобилей разных марок и моделей к низкотемпературным условиям. Это приводит к существенным погрешностям при назначении различных нормативов эксплуатации автомобилей, препятствует объек тивному планированию, контролю и оценке их эффективности и качества.

Несмотря на большое количество работ в области адаптации автомо билей, отсутствует оценка их приспособленности по комплексу свойств, не выявлена закономерность влияния понижения температуры на комплекс ный показатель приспособленности.

Для оценки изменения показателей отдельных эксплуатационных свойств автомобилей в суровых условиях широко используются инстру ментальные методы, которые требуют больших затрат. Вместе с тем ком плексно оценить приспособленность возможно и на основании других ме тодов, в частности, экспертных, которые, по сравнению с техническими средствами измерения, обеспечивают существенную экономию ресурсов.

Однако до настоящего времени отсутствует научно обоснованная методи ка применения таких методов для оценки адаптации автомобилей.

Таким образом, работа, направленная на установление закономерно сти влияния понижения температуры окружающего воздуха на приспособ ленность автомобиля, является актуальной.

Данная работа выполнена в соответствии с Тематическим планом госбюджетных НИР ТюмГНГУ.

Целью исследования является повышение эффективности автомо бильного транспорта на основе установления и использования закономер ности влияния низкотемпературных условий эксплуатации на комплекс ную оценку приспособленности.

Объектом исследования служит система «автомобиль – низкотем пературные условия эксплуатации», а предметом исследования – эта сис тема для автомобилей ряда конкретных марок и моделей.

Методологической основой исследования служили системный ана лиз, основы технической эксплуатации автомобилей, теория вероятностей и математическая статистика, теория экспертных оценок, научные основы адаптации автомобилей.

Научная новизна работы:

разработана аддитивная математическая модель формирования ком плексного показателя приспособленности автомобилей к низкотемпера турным условиям эксплуатации;

для автомобилей ряда конкретных марок и моделей найдены числен ные значения параметров, входящих в модель формирования комплексно го показателя приспособленности;

установлена совокупность из пяти частных показателей, необходи мая для комплексной характеристики приспособленности автомобилей к низким температурам окружающего воздуха;

определены представительные интервалы низкотемпературных ус ловий эксплуатации автомобилей и оценка их суровости по шкале R;

установлена закономерность изменения величины комплексного по казателя приспособленности автомобиля под влиянием низких температур окружающего воздуха;

разработана методика экспертной оценки адаптации автомобилей к низкотемпературным условиям эксплуатации и пути её практического ис пользования.

Практическая ценность работы. Использование результатов ис следования обеспечивает повышение эффективности работы автомобилей в зимних условиях на основе комплексной оценки приспособленности со вершенствованием норм и нормативов эксплуатационного расхода ресур сов для улучшения планирования их потребности, осуществления режима экономии и рационального использования;

рациональным выбором под вижного состава для определённых условий эксплуатации, а также разра боткой требований по улучшению приспособленности автомобилей к низ ким температурам окружающего воздуха.

На защиту выносятся:

аддитивная математическая модель формирования комплексного по казателя приспособленности автомобилей к низкотемпературным услови ям эксплуатации;

численные значения параметров, входящих в модель формирования комплексного показателя приспособленности, для автомобилей ряда кон кретных марок и моделей;

совокупность из пяти частных показателей, необходимая для харак теристики приспособленности автомобилей к низким температурам окру жающего воздуха;

представительные интервалы низкотемпературных условий эксплуа тации автомобилей и оценка их суровости по шкале R;

закономерность изменения величины комплексного показателя при способленности автомобиля под влиянием низких температур окружающего воздуха;

методика экспертной оценки адаптации автомобилей к низкотемпе ратурным условиям эксплуатации, включающая пути её практического ис пользования.

Реализация результатов работы. На основе проведённых исследо ваний разработаны методики, внедрённые в ГУП ТО «Облпассажиравтот ранс» и используемые в учебном процессе ТюмГНГУ при подготовке ин женеров автотранспортных специальностей.

Апробация работы. Основные положения диссертации были доло жены, обсуждены и одобрены на заседаниях кафедры эксплуатации авто мобильного транспорта ТюмГНГУ (2002, 2003, 2004 гг.), на научно техническом семинаре «Транспортный комплекс 2002» в рамках междуна родной специализированной выставки «Город 2002», «Автосалон», «Авто заправочный комплекс» (Тюмень, ТюмГНГУ, 2002), на научно практической конференции «Нефть и газ: проблемы недропользования, добычи и транспортировки» (Тюмень, ТюмГНГУ, 2002), на 43-ей Между народной научно-технической конференции ААИ «Проблемы создания и эксплуатации автомобилей, специальных и технологических машин в ус ловиях Сибири и Крайнего Севера» (Омск, СибАДИ, 2003), на Междуна родной научно-технической конференции «Нефть и газ Западной Сибири» (Тюмень, ТюмГНГУ, 2003).

Публикации. Основные положения и результаты диссертации изло жены в 7 публикациях.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, че тырёх глав, списка литературы и приложений. Объем диссертации состав ляет 127 страниц текста (в том числе 21 таблица, 11 рисунков), список ли тературы из 125 наименований и 21 приложения.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность работы, изложены ее научная новизна и практическая ценность, а также положения, выносимые на за щиту.

Первая глава посвящена анализу состояния вопроса.

Оценка воздействия низких температур на показатели эксплуатацион ных свойств автомобиля проводилась исследователями МАДИ, НАМИ, НИИАТ, СибАДИ, ТюмГНГУ и других российских и зарубежных организа ций и учреждений. Указывается более десятка показателей, изменение кото рых при понижении температуры воздуха позволяет судить о степени при способленности транспортного средства к низкотемпературным условиям эксплуатации. Однако перечень показателей, необходимых для характери стики адаптации автомобиля, до настоящего момента не определен.

Установлено, что результаты ранее выполненных по исследуемой проблеме работ не позволяют оценивать адаптацию автомобилей к низко температурным условиям эксплуатации по совокупности свойств, не раз работана соответствующая математическая модель, не выявлена законо мерность изменения величины совокупного показателя приспособленности под влиянием низких температур окружающего воздуха.

С точки зрения экономии материальных, трудовых и временных ре сурсов для комплексной оценки приспособленности автомобиля целесооб разно использование экспертного метода. Однако до настоящего времени не разработана методика экспертной оценки применительно к приспособ ленности автомобилей, отсутствуют рекомендации по применению экс пертных методов в этой области.

Комплексная оценка адаптации автомобиля может производиться на основании данных об изменении показателей его отдельных эксплуатаци онных свойств при понижении температуры окружающего воздуха. Одна ко оценка приспособленности автомобиля для всего множества значений низкой температуры окружающего воздуха является очень трудоёмкой при любом методе оценивания. Требуется разбиение указанного ряда темпера турных значений на интервалы. Для количественной характеристики ука занных интервалов необходим оценочный критерий.

На основании проведенного анализа литературных источников для достижения поставленной цели исследования необходимо решить сле дующие задачи.

1. Разработать математическую модель формирования комплекс ного показателя приспособленности автомобилей к низкотемпературным условиям эксплуатации и найти численные значения входящих в неё пара метров для автомобилей ряда конкретных марок и моделей.

2. Установить совокупность частных показателей, необходимую для характеристики приспособленности автомобилей к низким температу рам окружающего воздуха.

3. Определить представительные интервалы низкотемпературных условий эксплуатации автомобилей и оценить их суровость.

4. Установить закономерность изменения величины комплексного показателя приспособленности автомобиля под влиянием низких темпера тур окружающего воздуха и численные значения входящих в нее парамет ров.

5. Разработать методику экспертной оценки адаптации автомоби лей к низкотемпературным условиям эксплуатации и пути её практическо го использования.

Вторая глава посвящена аналитическим исследованиям. Разработа на общая методика исследований, являющаяся планом проведения анали тических и экспериментальных работ.

В целях оценки суровости условий эксплуатации автомобилей для обеспечения сопоставимости различных суровых факторов условий экс плуатации необходим оценочный критерий. Учитывая многофакторность условий эксплуатации автомобилей, этот критерий должен быть пригоден для использования в интегральном показателе, комплексно характеризую щем воздействие совокупности различных факторов, и отвечать требова ниям универсальности, нормированности, сравниваемости. Этим требова ниям соответствует универсальная 12-балльная шкала суровости. Едини цей измерения суровости является показатель R, соответствующий 1/ возможного максимального отклонения значения фактора от своего стан дартного значения. В стандартных условиях критерий суровости равен 0, а в максимально суровых – 12 R. Таким образом, шкала суровости R может быть использована для оценки суровости представительных интервалов низкотемпературных условий эксплуатации.

Характеристикой приспособленности автомобиля к зимним услови ям эксплуатации может служить изменение показателей его отдельных эксплуатационных свойств под воздействием низкой температуры окру жающего воздуха. Оценка приспособленности автомобиля является мно гокритериальной задачей, где в качестве критериев оптимизации выступа ют показатели эксплуатационных свойств автомобиля. Поскольку указан ные критерии имеют различную размерность и физическую природу, не обходим механизм оптимизации, дающий возможность решения указанной многокритериальной задачи.

Исследование методов многокритериальной оптимизации позволило сделать вывод о том, что практически все известные методы векторного синтеза оптимальной системы непосредственно или косвенно сводятся к скалярному синтезу. Иначе говоря, частные критерии тем или иным спосо бом объединяются в комплексный критерий, который затем максимизиру ется (или минимизируется).

Комплексная оценка приспособленности автомобиля предусматри вает использование комплексного (обобщающего) коэффициента приспо собленности. Комплексный коэффициент приспособленности K автомоби ля представляет собой функцию, зависящую от единичных показателей, и может быть найден по формуле:

n K =KV kпрi.

i (1) i= где i – «вес» i-го показателя приспособленности автомобиля;

kпрi – коэффициенты адаптации, учитывающие приспособленность ав томобиля к низкотемпературным условиям эксплуатации по раз личным показателям его эксплуатационных свойств;

n – количество показателей приспособленности автомобиля.

KV – коэффициент «вето». Он обращается в 0, когда один из частных показателей приспособленности выходит за установленные пре делы и равен 1 во всех остальных случаях.

Комплексный коэффициент приспособленности изменяется в преде лах от 0 до 1. Если K = 0, то автомобиль совершенно не приспособлен к данным условиям работы. Если K = 1, то значения показателей эксплуата ционных свойств автомобиля соответствуют номинальным (указанным в паспорте автомобиля). В соответствии с принятой в рамках исследования классификацией автомобилей по приспособленности, комплексный коэф фициент приспособленности K имеет 3 характерных диапазона изменения:

от 0 до 0,33 (этому интервалу соответствует низкий уровень приспособлен ности автомобиля), от 0,33 до 0,66 (средний уровень приспособленности), от 0,66 до 1 (высокий уровень).

Комплексный коэффициент приспособленности K изменяется в про странстве типообразующих эксплуатационных свойств автомобиля, а так же в зависимости от суровости низких температур окружающего воздуха.

В результате априорного исследования содержательной сущности ком плексного коэффициента приспособленности автомобиля сформирована рабочая гипотеза, нашедшая подтверждение в главе третьей настоящей ра боты. Согласно указанной гипотезе, поиск зависимости комплексного ко эффициента приспособленности K от суровости низкотемпературных ус ловий эксплуатации h должен производиться в классе функций, соответст вующих типичной аддитивной модели приспособленности.

K = Ko - s h, (2) где Kо – оптимальное значение комплексного коэффициента приспособ ленности автомобиля;

h – суровость низкотемпературных условий эксплуатации, R;

s – параметр чувствительности к увеличению суровости низкотем пературных условий эксплуатации, отражает степень кривизны линии, оС-1;

– параметр математической модели, отражает степень кривизны линии.

Для определения значений комплексного коэффициента приспособ ленности необходимо сформировать перечень выходных параметров авто мобиля, наиболее информативных с точки зрения его приспособленности к низким температурам, установить «вес» каждого из показателей в ком плексной характеристике, определить значения частных коэффициентов приспособленности для автомобилей различных марок и моделей в кон кретных низкотемпературных условиях эксплуатации.

Установлено, что в условиях, когда показатели, характеризующие различные свойства изучаемого объекта, не соизмеримы и их значения не одинаковы, единственным достаточно объективным способом оценки свойств является определение между ними отношений предпочтительно сти, которое можно выполнить с помощью метода экспертных оценок.

В третьей главе получена статистическая информация, являющаяся результатом проведения экспертных опросов и прямых измерений, а также произведен её анализ. На основе использования основных принципов экс пертного анализа разработаны методики экспертного опроса для определе ния перечня наиболее информативных с точки зрения приспособленности (типообразующих) показателей эксплуатационных свойств автомобиля и весовых характеристик к ним, для установления представительных интер валов низкотемпературных условий, для комплексной оценки адаптации автомобилей конкретных марок и моделей к понижению температуры ок ружающего воздуха. В рамках решения задач третьей главы применены также апробированные методики измерения времени прогрева двигателя, а также обработки и анализа полученных данных.

На основании профессионально-теоретического анализа установле ны процедуры предварительной оценки экспертов: определены качества, необходимые и достаточные для участия специалистов в экспертизе, со ставлен перечень вопросов к ним. В качестве способа организации экспер тизы выбран метод Дельфы, основные принципы которого: многотуро вость, анонимность, использование «обратной связи» – позволяют эмпири чески повысить точность результатов экспертного опроса. Для опроса экс пертов применен метод интервью, позволяющий индивидуализировать объяснение вопросов экспертам, тем самым практически исключив по грешности, возникающие из-за неправильного их толкования.

На основе анализа литературы установлен первоначальный перечень эксплуатационных свойств автомобиля, способных служить характеристи ками его адаптации к низкотемпературным условиям. Установлена необ ходимость составления ограниченного перечня типообразующих показате лей эксплуатационных свойств автомобиля, так как известно, что в усло виях дефицита выборочной информации включение малоинформативных показателей в решающее правило не только увеличивает затраты на сбор информации, но и ухудшает среднюю эффективность классификации.

Для установления конечного перечня частных показателей адапта ции на основании данных предварительного опроса осуществлен отбор экспертов. В качестве метода упорядочивания альтернатив использован метод ранжирования показателей, как наиболее соответствующий целям экспертизы. Для достижения требуемого уровня согласованности оценок проведено три тура экспертного опроса, произведена оценка компетентно сти экспертов (после третьего тура размах ее варьирования составил от 0,56 до 0,98), пересчёт экспертных оценок с учётом показателей компе тентности. Выполнен расчёт коэффициента парной корреляции и коэффи циента согласия для всех возможных парных взаимосвязей. На основании расчета агрегированы взаимозависимые свойства.

Согласованность экспертных данных подвергнута анализу по трём основным критериям: коэффициенту вариации V (его значение для различ ных свойств составляло после 3 тура опроса от 0,18 до 0,02), разности (1 – µj) (где µj – показатель вариации j-го свойства) как меры согласованности по каждому признаку (варьируется от 0,26 до 0,46), коэффициента конкор дации W, характеризующего согласованность мнений по нескольким свой ствам, оказывающим влияние на один конечный результат – приспособ ленность автомобиля (значение W после 3-го тура опроса составило 0,02).

Значимость коэффициента конкордации подтверждена критерием 2 (2факт < 2табл).

Средняя точность экспертных оценок по достижении согласованно сти после третьего тура опроса составляет 0,85. В результате анализа экс пертных данных сформирован перечень из 5-ти частных показателей при способленности, определены их весовые коэффициенты. Таким образом, комплексный коэффициент адаптации автомобиля будет иметь вид:

K = ( kпр 0,33 + kпр 0,27 + kпр 0,2 + kпр 0,13 + kпр 0,07 ) KV, (3) 1 2 3 4 где kпр1 – коэффициент адаптации автомобиля по топливной экономичности;

kпр2 – коэффициент адаптации автомобиля по лёгкости запуска холодно го (непрогретого) двигателя;

kпр3 – коэффициент адаптации автомобиля по долговечности двигателя;

kпр4– коэффициент адаптации автомобиля по времени прогрева двигате ля после стоянке на открытом воздухе;

kпр5 – коэффициент адаптации по долговечности агрегатов трансмиссии;

Показателям свойства экологичность автомобиля экспертами были присвоены невысокие ранги. Это объясняется прежде всего отсутствием у экспертов сведений об изменении значений экологических показателей при понижении температуры окружающего воздуха.

Для определения представительных интервалов низкотемпературных условий эксплуатации в результате проведения предварительного опроса сформирована группа из 11 специалистов. Для выявления экспертных зна ний в качестве основополагающего использован метод непосредственной интервальной оценки.

Мнения, полученные в результате опроса, были подвергнуты стати стической обработке по двум направлениям: анализ экспертных данных о количестве и о составе представительных интервалов низких температур окружающего воздуха. Для достижения требуемого уровня согласованно сти потребовалось проведение двух туров опроса. Выполнен расчет вариа ции и относительных вероятностей оценок экспертов. Для анализа распре деления мнений экспертов построены гистограммы распределения отдель но для каждой опорной точки интервалов. На рис. 1 показан пример по строения гистограммы для верхней опорной точки представительных ин тервалов низкотемпературных условий.

p 0, 0, 0, 0, j, оС 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1- + 5 + 4 + 3 + 2 + 1 0 - 1 -2 -3 - Рис. 1. Гистограмма распределения мнений экспертов о значении верхней опорной точки представительных интервалов низкотемпературных условий эксплуатации автомобилей Гистограмма показывает высокую согласованность в ответах экспер тов относительно значения 0 °С. По оси абсцисс находятся значения тем пературы окружающего воздуха, по оси ординат – величина pj, предназна ченная для анализа вариации j-го признака. Величина pj представляет со бой отношение метрики Хемминга, служащей для выделения обоснован ного дискретного значения в распределении интервальных оценок, к числу экспертов в группе. Принимая во внимание согласованное групповое мне ние экспертов, получены четыре представительных интервала низкотемпе ратурных условий эксплуатации. Их оценка в R указана в табл. 1.

Таблица Оценка интервалов низкотемпературных условий эксплуатации Границы интервала, определенные Интервал по шкале суровости, R по шкале Цельсия,°С 1. [0 … -10] [3,4 … 5,1] 2. (-10 … -20] (5,1 … 6,9] 3. (-20 … -30] (6,9 … 8,6] 4. (-30 … -40] (8,6 … 10,3] Для комплексной оценки приспособленности автомобиля конкрет ной марки и модели использованы данные серий экспертных опросов (от дельно для каждой конкретной марки и модели). Состав каждой эксперт ной группы после проведения предварительного собеседования включал 10 – 15 человек. Всего в экспертизе участвовало 173 специалиста, опреде лявших приспособленность автомобилей 12 различных марок и моделей:

ВАЗ-2105, ВАЗ-2106, ВАЗ-2107, ВАЗ-2108, ВАЗ-21099, ВАЗ-21213, ГАЗ 2410, ГАЗ-31029, КамАЗ-5410, КрАЗ-6443, «Москвич»-412, ИЖ-2715. Во просы к эксперту предполагали ответы, выраженные в словесных форму лировках, измеренные по 4-балльной порядковой шкале.

Для проверки согласованности экспертных данных были рассчитаны коэффициенты вариации V, µ, коэффициент, характеризующий область, содержащую основную часть ответов экспертов KM, а также коэффициент конкордации W, значимость которого определяет показатель 2. Произве ден анализ компетентности экспертов, данные скорректированы с учетом показателей компетентности. На основании данных о согласованности экспертных оценок отдельно в каждой серии опроса принималось решение о проведении следующего тура (согласно методу Дельфы).

После того, как было установлено, что полученные данные характе ризуются согласованностью выше средней, вычислено обобщенное мнение экспертов, рассчитано значение комплексного коэффициента адаптации автомобилей представленных марок и моделей в каждом представитель ном интервале суровости низкотемпературных условий эксплуатации.

В вероятном интервале, характеризующем температуру наиболее холодного периода в умеренно-холодной климатической зоне (представи тельный пункт – г. Тюмень), исследуемые марки и модели автомобилей распределяются в зависимости от уровня приспособленности следующим образом:

Таблица Уровни приспособленности автомобилей в интервале суровости низкотемпературных условий эксплуатации от 6,9 R до 8,6 R Высокий Средний Низкий K = (0,66 … 1,00] K = (0,33 … 0,66] K = [0 … 0,33] ВАЗ-2108 ВАЗ-2105 ГАЗ-24- ВАЗ-21099 ВАЗ-2106 ГАЗ- ВАЗ-2107 Москвич- ВАЗ-21213 ИЖ- КамАЗ- КрАЗ- Для подтверждения зависимости комплексного коэффициента при способленности от температуры окружающего воздуха использованы дан ные экспертного опроса для трех различных марок и моделей автомоби лей: ВАЗ-21099 (карб), ВАЗ-2107 и ИЖ-2715, в целях обеспечения репре зентативности выборки характеризующихся низким, средним и высоким уровнем приспособленности соответственно. Ответы экспертов были из мерены по 10-балльной порядковой шкале. Требуемая согласованность была достигнута после второго тура опроса. Диапазон изменения коэффи циента вариации V на этом этапе составил от 0 до 0,24 (средняя согласо ванность достигается при V 0,24), коэффициента конкордации от 0,61 до 0,74 при 2факт < 2табл (что свидетельствует о существовании не случайной согласованности во мнениях экспертов).

Для построения требуемой зависимости достоверность экспертных данных была подвергнута проверке. В этих целях были проведены кон трольные измерения времени прогрева двигателя для автомобилей ИЖ 2715, ВАЗ-2107 по методикам, разработанным и апробированным на ка федре «Эксплуатация автомобильного транспорта» ТюмГНГУ. Для прове дения контрольных измерений был составлен план эксперимента. Методи кой предусматривалось проведение замеров длительности прогрева двига теля при температурах окружающего воздуха плюс 20, 0, минус 10, минус 20, минус 30 °C. После длительной стоянки автомо биля на открытом воздухе к датчику температуры ОЖ подключался муль тиметр MAS-838, после чего осуществлялся запуск двигателя. По дости жении температуры двигателя плюс 20 °С включался секундомер. Прогрев осуществлялся до температуры 60 °С. В каждом их указанных значений температуры воздуха было проведено 4 – 7 замеров. Погрешность измере ний составила 3,3 %. Было установлено, что распределение эксперимен тальных данных подчиняется нормальному закону.

Для сравнения был использован коэффициент приспособленности автомобиля по времени прогрева двигателя (kпр4), определяемый как итог балльного оценивания в экспертном опросе, а при использовании резуль татов контрольных замеров равный отношению времени прогрева двигате ля в стандартных условиях (плюс 20 °С) ко времени прогрева при заданной низкой температуре воздуха. Результаты экспериментов, данные эксперт ного опроса в сравнении с теоретической кривой, отражающей изменение коэффициента приспособленности автомобиля по времени прогрева двига теля при понижении температуры окружающего воздуха, в графическом виде представлены на рис. 2 и рис. 3.

kпр 1, Рис. 2. Влияние суровости ВАЗ- на величину коэффициента приспособленности по времени прогрева двигате 0, ля:

– по результатам контрольных замеров;

– по данным 0, экспертного опроса.

3,4 5,1 6,9 8,6 10, Суровость, R kпр Рис. 3. Влияние суровости на величину коэффициента ИЖ- приспособленности по 0, времени прогрева двигате ля:

– по результатам 0, контрольных замеров;

– по данным экспертного опроса.

3,4 5,1 6,9 8,6 10, Суровость, R Итоги сравнительного анализа данных измерений времени прогрева двигателей и результатов экспертного опроса на примере автомобилей ВАЗ-2107 и ИЖ-2715 показали, что отличие данных экспертного опроса от результатов контрольных измерений не превышает 15%. Таким образом, данные экспертного опроса могут быть использованы для установления закономерности влияния суровости низких температур окружающего воз духа на комплексный коэффициент приспособленности автомобилей.

В результате обработки полученных данных было установлено, что зависимость изменения величины комплексного коэффициента приспо собленности K под влиянием суровости низкой температуры окружающего воздуха описывается типичной аддитивной моделью приспособленности.

Результаты статистического анализа на примере автомобилей ИЖ- (характеризуемого низким уровнем приспособленности), ВАЗ-2107 (сред ним уровнем приспособленности) и ВАЗ-21099 (высоким уровнем) пред ставлены в табл. 3.

Таблица Численные значения параметров и статистических характеристик модели (2) Значения для автомобиля с уровнем Параметры приспособленности низким средним высоким s10-3 10,03 2,81 1, 1,97 2,39 2, F-критерий Фишера факт., Fфакт 82,9 16,6 110, Ср. ошибка аппроксимации, % 3,45 6,75 2, Уровень адекватности 0,95 0,95 0, Указанные в табл. 3 статистические характеристики указывают на высокую адекватность полученной модели. Таким образом, полученные результаты подтверждают гипотезу, выдвинутую во второй главе. Графи чески указанная зависимость для автомобилей с низким, средним и высо ким уровнем приспособленности представлена на рис. 4.

К Рис. 4. Результаты оп ВАЗ- 1, ределения зависимости ВАЗ- изменения величины 0, комплексного коэффи циента приспособлен ИЖ- 0,33 ности K под влиянием суровости низкотемпе ратурных условий экс 0, плуатации 3,4 5,1 6,9 8,6 10, Суровость, R Четвертая глава посвящена практическому использованию полу ченных результатов и оценке эффективности от их реализации.

На основании трансформации основных принципов экспертного анализа применительно к адаптации автомобилей, разработки и апробации в рамках исследования отсутствующих методов экспертного анализа раз работана методика экспертной оценки адаптации автомобилей к низкотем пературным условиям эксплуатации. Математически формализованы ре комендации по выявлению и использованию экспертных суждений. Для упрощения практического применения составлены методические указания с подробным описанием методики, реализованы на ПЭВМ процедуры об работки и анализа экспертных оценок.

Разработана методика рационального выбора подвижного состава для определённых суровых условий эксплуатации. Указаны границы низ котемпературных условий, при которых эксплуатация автомобиля опреде ленной марки и модели может быть признана эффективной, рекомендова ны ограничения по использованию транспортных средств.

Для автомобилей различных марок и моделей разработан комплекс рекомендаций по улучшению их адаптации к низким температурам окру жающего воздуха, дифференцированный по уровням приспособленности.

На основе разработки комплексной оценки адаптации автомобиля установлена методика дифференцированного корректирования норм рас хода топлива. Экономическая эффективность рассчитана по формуле:

Nа Цт Qт N Э = (Nдн lcc [Kн - Kдиф ] ) (4), i i i i= где Э – экономия топлива в случае внедрения дифференцированных попра вок к нормам расхода топлива, руб.;

N – количество автомобилей в парке, шт.;

а Цт – цена одного литра топлива указанной марки, руб.;

Qт – норма расхода топлива, л/100 км;

N – количество дней в расчетном месяце;

дн i lcc – среднесуточный пробег автомобиля в данном расчетном месяце, км;

i Kн – поправочный коэффициент к базовой норме расхода топлива со гласно действующим нормам;

– дифференцированный поправочный коэффициент к базовой норме Kдиф i расхода топлива.

Для автомобилей, составляющих предмет исследования, экономиче ская эффективность составляет от 935 до 2770 руб. в год (в ценах марта 2004 г.) для умеренно-холодной климатической зоны (представительный пункт – г. Тюмень). С учетом затрат на определение уровня приспособлен ности автомобиля на примере автомобиля ГАЗ-31029 экономическая эф фективность указана в табл. 4.

Таблица Расчет экономической эффективности на примере автомобиля ГАЗ- Экономическая эффективность на автомобиль в год при определении Расчетные уровня адаптации, руб.

характеристики экспертным с помощью методом технических средств Затраты на определение 300 уровня адаптации Прибыль от экономии топлива 1891 Экономическая эффективность 1861 Таким образом, использование результатов комплексной оценки приспособленности исследуемых автомобилей, а также Методики экс пертной оценки адаптации для автомобилей других марок и моделей по зволяет получить существенную экономию ресурсов.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ 1. Решена научно-практическая задача выявления и использования закономерности влияния низкотемпературных условий эксплуатации на комплексную оценку приспособленности, имеющая существенное значе ние для повышения эффективности автомобильного транспорта страны.

2. Разработана аддитивная математическая модель формирования комплексного показателя приспособленности автомобилей к низкотемпе ратурным условиям эксплуатации. Значения частных коэффициентов при способленности kпрi, входящих в математическую модель, для автомоби лей исследуемых марок и моделей находятся в пределах от 0,23 до 0,98.

3. Установлено, что для комплексной характеристики приспособ ленности автомобилей к низким температурам окружающего воздуха не обходима совокупность, включающая пять частных показателей: топлив ная экономичность, легкость запуска холодного двигателя, долговечность двигателя, время прогрева двигателя после стоянки на открытом воздухе, долговечность агрегатов трансмиссии.

4. Низкотемпературные условия эксплуатации автомобилей в усло виях умеренно-холодной климатической зоны (представительный пункт – г. Тюмень) характеризуются четырьмя представительными интервалами, суровость которых составляет от 3,4 R до 10,3 R, что соответствует темпе ратуре окружающего воздуха от 0 до -40 °С.

5. Закономерность изменения величины комплексного показателя адаптации автомобилей под влиянием низких температур окружающего воздуха характеризуется типичной аддитивной моделью приспособленно сти. Параметр s, входящий в математическую модель, для автомобилей ис следуемых марок и моделей находится в пределах от 1,0710-3 до 10,0310-3.

6. Разработана методика экспертной оценки адаптации автомобилей к низкотемпературным условиям эксплуатации, представляющая собой ча стную модификацию основных принципов экспертного анализа. Указаны также другие пути практического использования полученных результатов.

7. Экономическая эффективность от внедрения полученных резуль татов составляет от 935 до 2770 руб. на 1 автомобиль в год в условиях представительного пункта умеренно-холодной климатической зоны (г. Тюмени).

8. Дальнейшее развитие исследований данного направления преду сматривает установление перечня частных характеристик приспособлен ности дифференцированно по видам подвижного состава, а также оценку адаптации автомобилей с учетом их экологичности и комфортности усло вий для пассажиров и водителя.

Основные положения диссертации и ее результаты опубликованы в следующих работах.

1. Бындикова Ю.А. Применение экспертных методов для оценки приспособленности автомобилей к зимним условиям эксплуатации / Про блемы эксплуатации транспортных систем в суровых условиях. Матер. на уч.-практ. конф. 22 – 23 ноября 2001, Ч. 2. – Тюмень: Нефтегазовый уни верситет, 2002. – С. 48 – 52.

2. Бындикова Ю.А. Некоторые особенности методики применения экспертных методов для оценки приспособленности автомобилей к зим ним условиям эксплуатации / Прогрессивные технологии в транспортных системах. Сб. докладов 5-ой Российской науч.-техн. конф. Ч. 1. – Орен бург: ИПК ОГУ, 2002. – С. 132 – 136.

3. Бындикова Ю.А. Модель комплексной оценки приспособленности автомобилей к суровым условиям эксплуатации / Транспортные проблемы Западно-Сибирского нефтедобывающего комплекса. Межвуз. сб. науч.

трудов. – Тюмень: Изд.-во «Вектор Бук», 2002. – С. 60 – 64.

4. Карнаухов В.Н., Бындикова Ю.А. Проблемы применения эксперт ных оценок в научно-техническом прогнозировании / Нефть и газ Запад ной Сибири. Матер. междун. науч.-техн.конф., посв. 40-летию Тюм. госуд.

нефтегаз. универ. (Индустр. инстит.). Т.2. – Тюмень: ТюмГНГУ, 2003. – С. 116 – 117.

5. Карнаухов В.Н., Бындикова Ю.А. Определение представительных интервалов суровости низкотемпературных условий эксплуатации автомо билей / Проблемы создания и эксплуатации автомобилей, специальных и технологических машин в условиях Сибири и Крайнего Севера. Матер.

междунар. науч.-практ. конф. – Омск: СибАДИ, 2003. С. 69-70.

6. Бындикова Ю.А. Комплексная оценка приспособленности авто мобилей к понижению температуры окружающего воздуха // Проблемы эксплуатации транспортных средств в суровых условиях: Мат. регион. на уч.-практ конф. / Отв. ред. Ш.М. Мерданов. – Тюмень: ТюмГНГУ, 2003. – С. 7 – 8.

7. Бындикова Ю.А. Пути практического использования комплексной оценки приспособленности автомобилей к низкотемпературным условиям эксплуатации / Автомобиль и техносфера – Труды III Междун. науч-практ.

конф. 17-20 июня 2003 г. – Казань: Изд.-во Казан. гос. техн. ун-та, 2003. – С. 1029 – 1031.




© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.