WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

загрузка...
   Добро пожаловать!

Pages:     | 1 || 3 |

В работе доказано, что значения, определяемые по формуле (3) или берущиеся из таблиц с достаточной для практических расчетов точностью аппроксимируется зависимостью

. (10)

С использованием зависимости (10) можно определить расстояние, пройденное автопоездом от точки экстремума до достижения автопоездом заданной скорости без использования таблиц. Для этого по формуле (9) определяется величина. Искомое расстояние определяется по формуле.

По общепринятой методике ограничения скорости по условиям видимости рассчитываются без учета влияния вертикальных кривых на показатели движения лесовозного автопоезда, которое может быть очень значительно, а также условно принимается, что торможение производится только колесными тормозами, тогда как снижение скорости производится, как правило, совместным торможением двигателем или моторным тормозом и колесными тормозами.

Исходя из зависимости (1) при, получаем

, (11)

где – расстояние видимости, м; – расстояние от места остановки автопоезда до препятствия на дороге, м.

, (12)

где – коэффициент сцепления; – коэффициент, учитывающий неполноту и несвоевременность торможения.

Выведены и приведены в работе также расчетные зависимости для определения расстояния на прямолинейных в профиле участках и на участках вертикальных кривых до точки, начиная с которой автопоезд должен начинать торможение двигателем или моторным тормозом с тем, чтобы не превысить допускаемую скорость в начале следующего участка.

Для автомобилей с гидромеханической трансмиссией получены расчетные зависимости для определения показателей движения при условии аппроксимации кривых тяговых характеристик гиперболическими зависимостями первой и второй степени. Для облегчения и ускорения вычислений с использованием сложных зависимостей разработан табличный метод расчета; в работе приведены соответствующие таблицы.

Для ускорения расчетов по определению показателей движения лесовозных автопоездов разработан номографический способ расчетов.

Для построения номограммы (рис. 1) используется уравнение (1) в виде:

. (13)

Для прямолинейных в профиле участков (при ) с использованием номограмм можно определить скорость в конце участка длиной S, исходя из начальной скорости, или расстояние, которое пройдет автопоезд при изменении скорости от до. При определении показателей движения на вертикальных кривых решаются те же задачи, но для определения используется дополнительная номограмма.

Рис. 1. Номограмма для расчета скорости движения

автопоезда МАЗ-509+ТМЗ-803

В четвертом разделе описывается разработанная методика расчета показателей движения лесовозных автопоездов и определение показателей движения аналитическим методом с использованием выведенных зависимостей. Приведены примеры расчета показателей движения лесовозных автопоездов на дорогах лесозаготовительных предприятий и дорогах общего пользования.

В пятом разделе приведен алгоритм расчета показателей неустановившегося движения лесовозных автопоездов на ЭВМ. Описанные методы тяговых расчетов позволяют эффективно решать многие задачи с учетом факторов, недоступных при традиционных методах.

Исходная информация делится на три группы. Первая группа вводится при каждом решении: начальные условия (начальная скорость, расстояние от начала дороги до точки от которой начинаются расчеты), параметры по дороге в целом (основное сопротивление движению, коэффициент сцепления, коэффициент бокового сдвига, коэффициент торможения, а также наиболее часто меняющаяся характеристика автопоезда (коэффициент сцепного веса). Вторая группа характеризует продольный профиль и план дороги для каждого отдельного участка (расстояние до конца участка, уклон, радиусы горизонтальных и вертикальных кривых, ограничения скорости, налагаемые директивно). К третьей группе относятся показатели, которые зависят только от типа автопоезда и сформированы в качестве нормативно-справочной информации (часовой расход топлива на малых оборотах холостого хода; для каждой передачи коэффициент учета инерции вращающихся масс, максимальная и минимальная скорости на каждой передаче, коэффициенты a и b; aT и bT зависимостей, аппроксимирующих кривые тяговых и тормозных характеристик автомобилей, а также коэффициенты a0, a1, a2 зависимостей, аппроксимирующих кривую часового расхода топлива скоростных характеристик двигателя и др.).

Алгоритмом предусмотрен расчет ограничений скорости, обусловленных величиной сцепления на горизонтальных кривых, центростремительным ускорением на вертикальных вогнутых кривых и расстоянием видимости на вертикальных выпуклых кривых и на горизонтальных кривых в закрытой местности, и др., а также учет ограничений заданных директивно. Скорость движения в режимах с двигателем, работающим на внешней и частичной характеристике, торможении двигателем, моторным тормозом или колесными тормозами рассчитывается по формуле (1).

Определяется необходимость снижения скорости, если на следующем отдельном участке имеется ограничение. Если этой необходимости нет, производится расчет скорости на Nой передаче. При этом если скорость достигла максимальной величины для Nой передачи и на (N+1)ой так же будет возрастать, то дальнейший расчет ведется для (N+1)ой передачи. Если же скорость на Nой передаче падает, то после снижения скорости до заданной величины дальнейший расчет ведется на N-1ой передаче. В обоих случаях за время переключения передач расчеты показателей движения производятся в режиме движения накатом. Кроме того, производится проверка на целесообразность переключения передач, так если до конца участка, где скорость снижается, осталось незначительное расстояние, а увеличение на следующем обеспечено на Nой передаче, то при переключении передач общее время движения на участке может увеличиться. Момент начала торможения и процесс снижения скорости к участкам ограничения с учетом необходимой интенсивности торможения рассчитывается в режиме торможения двигателем, моторным тормозом или колесными тормозами. Если на участке ограничения скорость при полном использовании мощности растет, определяется степень использования мощности двигателя, необходимая для поддержания постоянной скорости.

Если для этого необходимо торможение двигателем или моторным тормозом, то рассчитываются показатели движения в этих режимах. Если поддержание заданного режима движения на участках ограничения при торможении двигателем или моторным тормозом на определенной передаче невозможно, то дальнейший расчет ведется для условий движения на более низкой передаче. При этом вначале рассчитываются показатели движения при снижении скорости торможением колесными тормозами до максимально допустимой для Nой передачи.

Предусмотрено определение расхода топлива при неустановившемся движении (разгон, замедление), при установившемся – с учетом степени использования мощности двигателя, а также при торможении двигателем, в режиме принудительного холостого хода. Предусмотрен расчет показателей движения в прямом и обратном направлении при вводе информации по дороге в одном направлении. Результаты расчетов выводятся на монитор и распечатываются на принтере. Это пройденный путь, скорость движения, время движения, расход топлива, номер используемых передач, режим движения, а также скорость ограничения на участке, продольный уклон дороги, радиусы вертикальных и горизонтальных кривых. Кроме вывода результатов решения в табличном виде предусмотрен вывод результатов решения в виде графика как на мониторе и на принтере (рис. 2 ).

Рис. 2. График скоростей и режимов движения автопоезда МАЗ- 63171+ТМЗ-8966-015 (движение в грузовом направлении)

На графике скорости, времени и режимов движения нанесены профиль дороги, отмечены уклоны, их протяженность, вертикальные и горизонтальные кривые, их длина, нанесена линия расчетных скоростей, указаны ограничения скорости, номера используемых передач, режимы движения, протяженность участков, время движения, расход топлива. Решение в графическом виде обеспечивает наглядность результатов и облегчает их анализ, дает возможность при проведении многовариантных расчетов быстро выбрать рациональный вариант при оценке различных вариантов трассы и профиля проектируемых дорог по эксплуатационным, технико-экономическим показателям и безопасности движения.

Шестой раздел посвящен расчетно-экспериментальным исследованиям режимов движения лесовозных автопоездов. На участках дороги, для которых имелся исполненный продольный профиль, при движении лесовозных автопоездов фиксировались скорость и время движения, пройденный путь, номера используемых передач КПП, режимы движения: движение при работе двигателя с полным и неполным использованием мощности (внешняя и частичная характеристика), движение накатом, при торможении двигателем, моторным тормозом, колесными тормозами. При фиксации показателей движения и обработки полученных материалов с помощью видеоаппаратуры видеокамерой снимались показания спидометра; другие показатели (номер передачи, включение моторного тормоза, торможение двигателем, колесными тормозами, время прохождения контрольных участков пройденного пути) фиксировались из звукового сопровождения. Результаты видеосъемки оцифровывались на компьютере, через каждую секунду определялась скорость движения, затем для каждой зафиксированной отметки времени определяется пройденный путь в (м).

Для участков, где исполненный продольный профиль отсутствует, высотные отметки, скорость и время движения, пройденное расстояние определялось с использованием системы GPS.

Для участков, на которых производились эксперименты, определялись показатели движения и строились графики расчетных (полученных с использованием разработанной программы и по методу равновесных скоростей) и зарегистрированных скоростей и режимов движения. Их анализ показал, что они имеют хорошую сходимость по характеру изменения скоростей и режимов движения и используемых передач. Максимальные отклонения расчетных скоростей движения от фактических при расчете по программе не превышают 6 %, а по методу равновесных скоростей до 40 %. Проверка по критерию Фишера показала, что модель расчета скорости движения, заложенная в алгоритм программы, адекватна; результаты, полученные по методу равновесных скоростей неадекватны фактическим.

В седьмом разделе приведены результаты внедрения и технико-экономических исследований. Показана возможность применения разработанных методов расчета показателей движения лесовозных автопоездов при решении различных технико-экономических задач. Исследования показали, что при работе на дорогах лесозаготовительных предприятий при расстоянии вывозки до 60–70 км из серийно выпускаемых автопоездов наиболее эффективным является автопоезд ТМ-45-02. Наибольшую и практически одинаковую производительность имеют перспективный автопоезд на базе МАЗ-631708-241 и Урал-Ивеко 633920, однако ввиду высокой стоимости последнего удельные эксплуатационные и приведенные затраты выше в 1,2–1,3 раза. При расстояниях свыше 70 км конкурентоспособен автопоезд на базе МАЗ-630308-226, работающий по схеме двухступенчатой вывозки (с заездом на лесосеку только автомобиля). Доказана эффективность применения автопоездов на базе автомобиля КамАЗ-58228, но с двигателем Евро-2 мощностью 264,7 кВт (360 л. с.) вместо применяемого в 191,2 кВт (260 л. с.).

При вывозке леса потребителям непосредственно с лесосеки в реальных условиях эксплуатации (расстояние вывозки 80-400 км) наиболее эффективен перспективный автопоезд на базе автомобиля МАЗ-631708-241. При вывозке леса с промежуточных складов при расстоянии свыше 200 км по производительности конкурентоспособен автопоезд на базе МАЗ-630808-226, но при этом удельные эксплуатационные и приведенные затраты выше на 8–10 %.

основные выводы и рекомендации

  1. Анализ показал, что традиционные методы тяговых расчетов, применяемые для выбора типов и параметров движения лесовозных автопоездов, не удовлетворяют возросшим требованиям к точности, достоверности и оперативности их выполнения и требуют совершенствования с использованием современных математических методов и ЭВМ.
  2. Разработанные математические модели позволяют учесть большее количество факторов, влияющих на показатели движения лесовозных автопоездов, чем традиционные методы расчета, в частности, изменение тягового усилия и основного сопротивления движению (сопротивления качению) с изменением скорости движения, наличия инерционных сил, непрерывного изменения сопротивления движению от уклона на вертикальных кривых, сопротивление движению от кривой в плане, сопротивление движению от воздушной среды, а также все факторы, учитываемые при традиционных методах расчета. Указанные математические модели дают возможность определять скорость и время движения во всех режимах (при работе двигателя на внешней характеристике, на частичной, в режиме движения накатом, торможения двигателем, моторным тормозом или колесными тормозами).
  3. Разработаны аналитические зависимости, аппроксимирующие тяговые и тормозные характеристики и кривые расхода топлива скоростной характеристики двигателя для всех основных типов современных лесовозных автопоездов и перспективных моделей автопоездов. Создана электронная база данных, включающая аппроксимирующие зависимости и технические характеристики лесовозных автопоездов для использования в программе расчета показателей движения лесовозных автопоездов, а также таблицы для облегчения и ускорения проведения расчетов аналитическим методом.
  4. С использованием разработанных математических моделей составлены алгоритм и программа для ПЭВМ, моделирующие движение лесовозных автопоездов во всех возможных режимах с учетом всех основных факторов, влияющих на показатели движения, а также разработаны номографические, табличные и аналитические методы расчетов.
  5. Проведенные расчетно-экспериментальные исследования позволили на основе сравнения фактических (зарегистрированных) и рассчитанных по программе графиков скоростей и режимов движения дать оценку точности и достоверности полученных результатов. В среднем расхождение между фактическими и расчетными показателями составило 4,8 %. Коэффициент корреляции для различных участков варьировался от 0,93 до 0,7. Проверка на адекватность по критерию Фишера показала, что графики расчетных и фактических скоростей адекватны. В то же время результаты расчетов скорости и времени движения, определенные по методу равновесных скоростей неадекватны фактическим.
    Pages:     | 1 || 3 |






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