Оптимизация параметров модульных автопоездов. Часть 3.

Страницы:   1   2   3

Глава 4. Оптимизация параметров модульных многозвенных магистральных автопоездов.

Параметры общей массы, длины, а также количество прицепных звеньев у многозвенных автопоездов существенно отличаются от установленных законодательно. Это ставит комплекс задач по научному обоснованию значений конструктивных параметров, чтобы многозвенные автопоезда вписывались в существующую дорожную инфраструктуру. Это позволит обеспечить их безопасную эксплуатацию с различным числом звеньев. Поэтому появилась необходимость в развитии вопросов теории, которые позволили бы осуществлять выбор основных массогеометрических параметров и компоновочных решений модульных автопоездов (включая нагрузки на оси, межколесные базы, количество управляемых осей, координаты седельно-сцепного устройства и др.) при проведении проектных и компоновочных работ. Это требуется в первую очередь для того, чтобы многозвенные транспортные средства обладали комплексом рациональных и эффективных решений, не создавали помех участникам дорожного движения и разрушений дорожных сооружений по маршрутам следования.

Для сохранения системности изложения при выборе основных параметров многозвенных магистральных автопоездов примем следующие определения[1-A].

Параметр – независимая или взаимосвязанная с другими числовая величина, характеризующая изделие в целом или его отдельные свойства.

Параметры изделия, используемые в типаже, делятся на главные и основные. Главный параметр – параметр изделия, наиболее полно выражающий или регламентирующий его технические и эксплуатационные свойства, остающийся постоянным при технических усовершенствованиях изделия. Основной параметр – параметр изделия, зависящий от главного, характеризующий или регламентирующий отдельные из наиболее важных технических и эксплуатационных свойств изделия, способный изменяться при технических усовершенствованиях изделия.

В качестве главного параметра для многозвенных магистральных автопоездов должна быть принята общая масса автопоезда как величина, наиболее полно выражающая технические и эксплуатационные свойства АТС и остающаяся постоянной при дальнейших технических усовершенствованиях. Конкретное значение данной величины обосновывается требованиями законодательства [51 и др.]. Максимальная разрешенная общая масса транспортного средства определяется требованиями дорожного законодательства, является суммой осевых масс и соответствует установленной несущей способности дорожной одежды. На эти значения следует ориентироваться при выборе технически допустимой максимальной массы транспортного средства.

В силу конструктивных особенностей многозвенных автопоездов, каждое звено рассматривается как самостоятельное транспортное средство. Поэтому для каждого звена максимальная разрешенная общая масса также является главным параметром, и она также в максимальной степени выражает его технические и эксплуатационные свойства.

В качестве основных параметров многозвенных автопоездов в общем виде рекомендуется рассматривать сцепную массу, осевые нагрузки, колесные формулы, габаритную длину, мощности источников энергии и др. Алгоритм их выбора выглядит следующим образом.

По принятой максимальной общей массе автопоезда и заданному коэффициенту сцепного веса kсц [52] рассчитывается минимально допустимое значение сцепного веса Gсц, приходящегося на его ведущие колеса

Для магистральных автопоездов Директивой 96/53/ЕС [52] предписывается установление сцепного веса не менее 25% от общего веса автопоезда.

На основании [51] выбираются максимально допустимые осевые нагрузки на ведущие оси [Gda] звеньев.

По полученным значениям Gсц и [Gda] рассчитывается минимально необходимое количество ведущих мостов ndt для всего многозвенного автопоезда

5.Оценка эффективности проектных решений

Для АТП кроме показателей расхода топлива и удельной производительности также важна экономическая оценка транспортной работы автопоезда. Ее целесообразно производить на основе общепринятых взаимосвязанных показателей рентабельности , прибыли , полученной от использования АТС, и себестоимости транспортной работы

Рентабельность деятельности АТС учитывает максимальное число технических параметров, связанных с конструкцией автомобиля, приведенных к общей единице измерения. К таким параметрам относятся масса перевозимого груза (грузоподъемность); средняя техническая скорость на маршруте; расход топлива; удельная трудоемкость технического обслуживания и текущего ремонта; ресурс АТС до списания; количество ходовых шин на АТС; ресурс шины до списания; коэффициент использования парка. Себестоимость транспортной работы включает затраты на заработную плату, отчисления, страхования, топливо, смазочные материалы, шины, техническое обслуживание и ремонт, амотизационные отчисления, общехозяйственные расходы.

Результаты расчета. Рассмотрим возможности по реализации тягово- скоростных и топливно-экономических характеристик, а также эффективность использования различных вариантов n-звенных автопоездов на ровном асфальтобетонном покрытии и проведем их сравнение с аналогами: автопоезд с седельным тягачом с колесной формулой 6×4 (двигатель 600 л.с., коробка передач типа ТМЗ 14,180, ведущие мосты с передаточным числом 3,45), подкатными (нетяговыми) модулями, трехосными полуприцепами (грузовыми модулями) грузоподъемностью 27600 кг; автопоезд с седельным тягачом с колесной формулой 6×4 (двигатель 800 л.с., коробкой передач типа ТМЗ 14,180, ведущие мосты с передаточным числом 3,45), подкатными (нетяговыми) модулями, трехосными полуприцепами (грузовыми модулями) грузоподъемностью 27 600 кг; автопоезд с седельным тягачом с колесной формулой 4×2 (двигатель 435 л.с., коробка передач ZF 16S151, ведущий мост с передаточным числом 3,45), тяговыми модулями с ведущими мостами типа ZF AVE 130, двухосными полуприцепами (грузовыми модулями) грузоподъемностью 18 200 кг; автопоезд с седельным тягачом с колесной формулой 4×2 (двигатель 435 л.с., коробка передач ZF 16S151, ведущий мост с передаточным числом 3,45), тяговыми модулями, трехосными полуприцепами (грузовыми модулями) грузоподъемностью 27 600 кг. Для расчета экономических показателей исходные данные сформированы на основе информации заводов-изготовителей. Это относится к отпускной стоимости транспортных средств; моделям, нормам пробега к стоимости шин; стоимости 1 л топлива. В качестве аналогов примем следующие автопоезда с близкими параметрами общей массы и мощности двигателей тягачей МАЗ 54401908, Volvo FM, Mercedes Benz MB1844 LS ACTROS, IVECO Stralis AT440S45T/FP LT. Расчет показателей тягово-скоростных и топливно-экономических свойств выполнен для условий движения на асфальтобетонном шоссе с коэффициентом сцепления 0,8. Коэффициенты сопротивления качению шин принимались на основе данных ОАО «МАЗ» и рекомендаций изготовителей шин: передние оси тягачей —0,0038; задние мосты тягачей, тяговые и подкатные модули — 0,0042; оси полуприцепов — 0,0038.

Наибольшие значения максимальной скорости на горизонтальной дороге почти до 140 км/ч имеет автопоезд, приводимый в движение двигателем 800 л.с. в головном звене. Некоторое отставание от него у МАП с 600-сильным двигателем в головном тягаче. С увеличением количества прицепных звеньев соответственно уменьшается значение максимальной скорости. Так, автопоезд с 600-сильным двигателем в головном тягаче развивает скорость свыше 80 км/ч в составе 7 звеньев. Автопоезд с 800 сильным двигателем может двигаться по ровной дороге с указанной скоростью в составе 9 звеньев. Автопоезда, укомплектованные тяговыми модулями в звеньях, могут развивать максимальную кинематическую скорость почти 88 км/ч. Можно считать это достаточным, поскольку при данной скорости не сдерживается транспортный поток на автомагистралях и она соответствует действующим в ряде европейских стран ограничениям. Большое влияние на тягово-скоростные свойства автопоездов оказывает повышение дорожного сопротивления. Требуемую скорость 35 км/ч набирают на 3 % подъеме только двухзвенные автопоезда без подкатных тяговых модулей, у которых тягач в головном звене оснащен 600-сильным двигателем, а также аналогичные трехзвенные автопоезда с 800-сильным двигателем в тягаче головного звена. Наиболее эффективен здесь автопоезд с тяговыми тележками и двухосными грузовыми модулями за счет того, что эти грузовые модули имеют меньшую полную массу. Автопоезд с мехатронными тяговыми тележками и трехосными грузовыми модулями набирает скорость выше 35 км/ч в составе 5 звеньев. Расход топлива на горизонтальной дороге имеет устойчивую тенденцию к росту с увеличением числа звеньев в составе автопоезда. Наибольший расход имеют автопоезда с мощными тягачами в головных звеньях и неактивными прицепными звеньями. Так, многозвенные автопоезда с 800-сильным двигателем в головном звене потребляют на 20-41 % больше топлива по сравнению с многозвенными автопоездами с тяговыми модулями и трехосными грузовыми модулями. Наименее экономичными являются двух, трех, четырех и десятизвенные сцепки. Это объясняется тем, что сверхмощным двигателям многозвенных автопоездов с неактивными прицепными звеньями приходится работать на менее экономичных режимах, с высокой тяговой нагрузкой и буксованием ведущих колес и без эффективного распределения мощности между звеньями и ведущими мостами тяговых модулей. Автопоезд с 600-сильным двигателем в головном звене способен разогнаться до 80 км/ч максимально с семью звеньями. При этом двигатель переходит в менее экономичную зону работы и, как следствие, такой семизвенный автопоезд имеет наивысшее значение расхода топлива 157 л/100 км. Наименьший расход топлива у многозвенных автопоездов с тяговыми модулями и двухосными грузовыми модулями. В расчете на одно звено десятизвенного автопоезда средний расход топлива составит около 15,4 л/100 км. По сравнению с автопоездами с тяговыми модулями и трехосными грузовыми модулями отличия доходят до 14,6 % у 6-звенного автопоезда в связи с тем, что трехосные грузовые модули имеют большую полную массу. Вместе с тем, как показывают расчетные исследования, в многозвенных автопоездах с тяговыми модулями существуют варианты сцепок, которые наиболее интересны с технико- экономической точки зрения. В частности, двух, трех и четырехзвенные автопоезда с двухосными грузовыми модулями и двух и трехзвенные автопоезда с трехосными грузовыми модулями могут перевозить груз по ровной горизонтальной дороге без подключения двигателей в тяговых модулях последующих за головным звеном. Электронные системы управления можно настроить таким образом, чтобы эти двигатели подключались только в случае, когда автопоезд преодолевает дорожные подъемы. Для многозвенных магистральных автопоездов устанавливается общая закономерность: с ростом количества звеньев расход топлива на перевозку грузов одним звеном существенно уменьшается (рисунок 2). Для автопоезда с 600-сильным двигателем в головном звене расход уменьшается в 1,61 раза с 32,3 до 20 л/100 км в пятизвенном варианте. Для автопоезда с 800-сильным двигателем в головном звене расход уменьшается в 1,9 раза с 39,3 до 20,7 л/100 км в шести и восьмизвенном вариантах, для автопоезда с тяговыми модулями и двухосными грузовыми модулями в 2,11 раза с 30 до 14,2 л/100 км в четырехзвенном варианте. Для автопоезда с тяговыми модулями и трехосными грузовыми модулями в 1,92 раза с 30 до 15,6 л/100 км также в четырехзвенном варианте. Эти данные указывают на то, что использование многозвенных автопоездов по сравнению с классическими АТС существенным образом положительно сказывается на повышении экологической безопасности за счет почти двукратного снижения потребления топлива и соответственно выбросов углекислого газа во время транспортировки грузов.

Показатель Пуд для автопоездов с тяговыми модулями практически прямо пропорционален количеству эксплуатируемых звеньев и интенсивно увеличивается для автопоездов с количеством звеньев равным 4 (рисунок 3).

Для четырехзвенной сцепки с трехосными грузовыми модулями он — наибольший и при скорости 80 км/ч равен 143,1 (ткм/ч)/(л/100 км). Для такой же сцепки с двухосными грузовыми модулями — 122,4 (ткм/ч)/(л/100 км).

Эти значения фактически являются экстремумами, поскольку начиная с 5 го звена эффективность автопоездов начинает уменьшаться и значения Пуд асимптотически уд приближаются соответственно к 132,1 и 113,6. Наибольшие значения удельной производительности у автопоездов с 600 и 800 сильными ДВС головных тягачей составляют соответственно 111,6 (ткм/ч)/(л/100 км) для пятизвенной сцепки и 107,7 (ткм/ч)/(л/100 км) для шести и восьмизвенных сцепок. Это на 22 % и 24,7 % меньше по сравнению с автопоездами с тяговыми модулями в звеньях и трехосными грузовыми модулями и на 8,8 % и 12 % по сравнению с автопоездами с тяговыми модулями в звеньях и двухосными грузовыми модулями.

При увеличении количества звеньев более 3 показатель Пуд автопоездов без тяговых модулей растет менее интенсивно, а после 5 — для 600 сильного и после 8 — для 800 сильного ДВС головного тягача автопоездов — убывает.

В целом анализ графика (рисунок 3) и данных расчета позволяет сказать, что наименьшую эффективность имеют автопоезда с 800-сильным двигателем в головном звене. Наиболее эффективны автопоезда с распределенными силовыми установками в тяговых модулях звеньев с количеством звеньев равным 4

Сравнение многозвенных автопоездов с лучшими отечественными и зарубежными аналогами показывает, что расход топлива в пересчете на одно звено у всех аналогов уступает всем типам рассмотренных многозвенных автопоездов. Максимальные значения удельной производительности также существенно лучше, чем у всех классических вариантов однозвенных автопоездов. Наилучший показатель имеет МАП с тяговыми модулями в звеньях и трехосными полуприцепами. Его удельная производительность почти в 2 раза превышает возможности лучшего из выбранных аналогов с тягачом Mercedes Benz MB1844 LS ACTROS. Рассмотрим результаты расчета экономической эффективности эксплуатации всех указанных выше магистральных автопоездов на маршрутах протяженностью 1500 и 15 000 км. Считаем, что перед каждым автопоездом поставлена задача по перевозке 5000 тонн груза. Коэффициент использования грузоподъемности примем равным 1, а максимальное количество рейсов в год составит 87 для расстояния доставки груза 1500 км и 13 для расстояния доставки груза 15 000 км. Линейные нормы расхода топлива приняты для умеренной климатической зоны на основе данных ОАО «МАЗ» и международных автомобильных перевозчиков, учитывают особенности климатических и дорожных условий, а также режимы эксплуатации (прогрев двигателей, холостой ход и т.п.). Для перевозки заданного объема груза классическим автопоездам аналогам (МАЗ, Volvo FM, Mercedes Benz MB1844 LS ACTROS, IVECO Stralis AT440S45T/FP LT) придется затратить не менее 2 лет на плече 1500 км и 14 лет на плече 15 000 км. С этими задачами десятизвенные автопоезда в составе тягача типа МАЗ 54401908 (435 л.с.), тяговых модулей и 3 осных полуприцепов типа МАЗ 975830 смогут справиться соответственно за 2,5 месяца и 1 год 5 месяцев. Ускорение доставки происходит практически пропорционально числу звеньев. Анализ этих данных говорит о том, что автопоезда классического типа будут наиболее эффективны при перевозках грузов на дальние расстояния. Для сверхдальних перевозок наиболее пригодны многозвенные автопоезда, поскольку сроки реализации поставленных задач на базе классических сцепок отодвигаются на бесконечное время. Использование многозвенных автопоездов позволяет значительно уменьшить себестоимость транспортных перевозок. Так, с ростом количества используемых звеньев у автопоездов с подкатными тележками себестоимость 1 ткм уменьшается до 1,85 раза, а у автопоездов с тяговыми модулями — до 1,63 раза. Уменьшение себестоимости ощутимо при использовании автопоездов в составе 4 звеньев. При использовании 5 и более звенных сцепок себестоимость асимптотически приближается к 238 руб. у автопоезда в составе головного тягача с двигателем мощностью 600 л.с., подкатных тележек и 3 осных полуприцепов; к 237 руб. у автопоезда в составе головного тягача с двигателем мощностью 800 л.с., подкатных тележек и 3 осных полуприцепов; к 210 руб. у автопоезда в составе головного тягача с двигателем мощностью 435 л.с., тяговых модулей и 3 осных полуприцепов; к 257 руб. у автопоезда в составе головного тягача с двигателем мощностью 435 л.с., тяговых модулей и 2 осных полуприцепов. Наиболее низкие значения себестоимости 1 ткм перевозки груза имеет автопоезд в составе головного тягача с двигателем мощностью 435 л.с., тяговых модулей и 3 осных полуприцепов за счет удачного сочетания грузовместимости с тягово скоростными возможностями каждого звена. При этом значение себестоимости у однозвенного аналога составляет 309 руб., что почти в 1,5 раза выше, чем у указанного выше многозвенного автопоезда. Практически аналогичные значения себестоимости имеют автопоезда и при выполнении перевозок на плече 15 000 км. Данные выполненного расчета указывают на то, что аналогично с ростом числа используемых звеньев уменьшаются и значения тарифов как на перевозку 1 т груза, так и на перевозку груза на 1 ткм. При этом заложенная нормативная рентабельность сохраняется одинаковой для всех рассматриваемых вариантов 20 %. Это говорит о том, что многозвенные перевозки способны существенно удешевить стоимость автотранспортных услуг, поскольку тариф на перевозку груза однозвенными автопоездами выше в 1,4 -1,9 раза, чем у многозвенных автопоездов. Размер чистой прибыли увеличивается как с ростом числа используемых звеньев, так и при увеличении расстояния по доставке грузов. Прибыль от использования многозвенных автопоездов становится еще более высокой при применении к ним одинаковых с однозвенными классическими аналогами тарифов в соответствии с законами рыночной экономики. Так, для автопоезда в составе головного тягача с двигателем мощностью 435 л.с., тяговых модулей и двухосных полуприцепов она увеличивается до 2,2 раза; для автопоезда в составе головного тягача с двигателем мощностью 600 л.с., подкатных тележек и трехосных полуприцепов и автопоезда в составе головного тягача с двигателем мощностью 800 л.с., подкатных тележек итрехосных полуприцепов — до 2,8 раз; для автопоезда в составе головного тягача с двигателем мощностью 435 л.с., тяговых модулей и 3 осных полуприцепов — до 3,8 раза. Заслуживает особого внимания рассмотрение изменения величины чистой прибыли в расчете на одно звено, перевозящее груз. Наиболее высокие значения имеет многозвенный автопоезд в составе головного тягача с двигателем мощностью 435 л.с., тяговых модулей и 3 осных полуприцепов, которые приближаются к значению 154 млн. руб. Наиболее низкие значения прибыли в расчете на одно звено приходятся на автопоезда в составе головного тягача с двигателем мощностью 435 л.с., тяговых модулей и двухосных полуприцепов, поскольку эти полуприцепы имеют более низкую грузоподъемность. Многозвенные автопоезда с подкатными тележками занимают промежуточное положение в образовании прибыли от перевозок. Автопоезд в составе головного тягача с двигателем мощностью 800 л.с. и 3-х осными полуприцепами лучшее значение прибыли (130,9 млн. руб.) имеет в составе 8-звенной сцепки, а с двигателем мощностью 600 л.с. и 3-осными полуприцепами (123,8 млн.руб.) — в составе 5-звенной сцепки. Чистая прибыль в расчете на одно звено прекращает увеличиваться с ростом числа эксплуатируемых в составе автопоезда звеньев. Для многозвенных автопоездов с тяговыми модулями это число звеньев составляет 4, для многозвенных автопоездов с подкатными тележками — 5 звеньев, если используется тягач с двигателем мощностью 600 л.с., и 6 звеньев, если используется тягач с двигателем мощностью 800 л.с. Следует сказать, что аналогичный характер имеют показатели чистой прибыли в расчете на одно звено для автопоездов при транспортировке грузов на расстояние 15 000 км. Сравнение данных показывает, что с увеличением плеча доставки грузов растет и величина прибыли в расчете на одно звено. Для автопоезда в составе головного тягача с двигателем мощностью 435 л.с., тяговых модулей и 3-осных полуприцепов чистая прибыль в расчете на одно звено увеличилась в 5,2 раза. При этом использование однозвенных автопоездов в составе тягача с двигателем мощностью 435 л.с. и двухосного прицепа, а также однозвенных автопоездов в составе тягача с двигателем мощностью 600 л.с. или с двигателем мощностью 800 л.с. и трехосного полуприцепа является убыточным. К числу основных показателей оценки эффективности производства и эксплуатации новой техники относится срок окупаемости инвестиций. Результаты расчетов, проведенные для трехзвенных автопоездов, показывают, что наименьший динамический срок окупаемости инвестиций, равный 1,3 года, имеет многозвенный автопоезд в составе головного тягача с двигателем мощностью 600 л.с., подкатными (нетяговыми) модулями и трехосными полуприцепами. Наибольший срок — 5,5 лет, имеет автопоезд в составе головного тягача с двигателем мощностью 435 л.с., тяговых модулей, двухосных полуприцепов. Это объясняется наименьшей грузоподъемностью данного автопоезда, а, следовательно, небольшим объемом выполненной транспортной работы и низкими доходами от перевозок.

Выводы. Многозвенные автопоезда являются транспортными средствами, наилучшим образом приспособленными к транспортировке грузов на дальние и сверхдальние расстояния по сравнению с известными классическими аналогами. Наиболее эффективны многозвенные автопоезда в составе седельных тягачей, тяговых модулей и 3-осных полуприцепов, себестоимость перевозки 1 ткм груза у которых в 1,5 раза ниже по сравнению с классическими аналогами. Удельная производительность многозвенных автопоездов с тяговыми модулями в звеньях является наиболее высокой и на 25 % выше по сравнению с автопоездами в составе головных тягачей с двигателями высокой мощности и без использования тяговых модулей в звеньях. Так, для четырехзвенной сцепки с тяговыми модулями и трехосными грузовыми модулями этот показатель — наибольший и составляет 143,1 (ткм/ч)/(л/100 км), а для такой же сцепки с двухосными грузовыми модулями — 122,4 (ткм/ч)/(л/100 км). Поэтому формирование многозвенных автопоездов целесообразно осуществлять с использованием тяговых модулей и трехосных полуприцепов. Такие автопоезда достигают наивысших значений эффективности при числе звеньев свыше 4. При этом чистая годовая прибыль в расчете на одно звено достигает 780 млн. руб.

Заключение

1. Выполненный анализ позволил установить, что для обеспечения развития экономически активных регионов мира рядом стран быстрыми темпами создается перспективная сеть трансконтинентальных транспортных автомобильных магистралей. При этом автомобильными перевозчиками выдвигается ряд требований к новым транспортным средствам, направленным на коренное уменьшение затрат на транспортировку грузов и повышение их рентабельности. Установлены пути, по которым ведущие автомобильные компании осуществляют поиск направлений повышения экономической эффективности, безопасности (в т.ч. экологической) магистрального автомобильного транспорта. Основные перспективные конструктивные решения проходят исследования на концептуальных моделях. Среди применяемых первоочередных мер по повышению эффективности следует выделить совершенствование аэродинамических форм и уменьшение затрат мощности на аэродинамическое сопротивление. Ряд работ связан с совершенствованием двигателей внутреннего сгорания, применением новых шин, совершенствованием рабочего места водителя. Вместе с тем, выполненный анализ указывает, что классические магистральные автопоезда исчерпали свои возможности в коренном повышении показателей эффективности магистральных АТС. Анализ известных методов исследования и оптимизации схемно-структурных и компоновочных решений грузовых автомобилей и автопоездов показал, что они разработаны главным образом применительно к АТС традиционных компоновок и ограничивают исследователя в поиске новых способов построения транспорта. Поэтому существует и требует решения актуальный научный вопрос разработки концепции нового вида магистральных транспортных средств с активными управляемыми звеньями для обеспечения трансконтинентальных перевозок на базе нетрадиционных для отечественного автомобилестроения общих проектно-конструкторских решений, разрешающих существующее противоречие между потребностями организаций-перевозчиков в более эффективных транспортных средствах для доставки грузов и теоретическим обоснованием разработки этих средств на отечественной промышленной базе с обеспечением требуемого уровня безопасности эксплуатации.
2. Еще в далеком прошлом начался процесс перехода промышленности к началам конструирования, производства и технического сервисного обслуживания товаров, основанного на модулях стандартизированного технологического блока. Для развития модульной архитектуры было характерно несколько этапов, которые и определили общий ход развития, связанного с инженерным проектированием. Можно предположить, что в основании модульных типов инженерных конструкций и применении технологических начал при выполнении производственных мероприятий, были стандартизированные заменяемые детали, которые стали применяться в процессах промышленной сборки с XIX в. Исходя из этого, начиная с момента проведения первой промышленной революции, вплоть до первых лет ХХ-го века, происходило последовательное движение к применению конструкций модульного типа, для чего были освоены технологии модульного конструирования и применения технологических узлов стандартизированного типа. В начале ХХ века, промышленностью было отработано все массовое производство, которое осуществлялось в отношении конструкций, не используемых стандартизированных узлов технического характера. В 60 – е годы прошлого века был очередной этап перехода к модульному производству, который выражался в создании платформ. Благодаря стремительному развитию, возникла «модульная революция». Основным ее проявлением стал переход не только к инструкциям модульного типа, а именно к платформам, на базе которых должны собираться готовые изделия. События, свидетельствующие о распространении модульных архитектур, указывают о том, что такие процессы базированы на зрелых технологиях. В результате использования модульных конструкций достигается требуемая гибкость производств и их экономическая эффективность. Применение модульности, выступающей средством, при помощи которого осуществляется оптимизация технологического процесса, позволяет создавать новую продукцию в то время, когда имеются базовые образцы.
3. Принцип модульного построения автомобильных транспортных средств находит все более широкое применение в связи с тем, что он дает возможность получить существенные преимущества в процессе проектирования, производства и эксплуатации транспорта. Это создает важные предпосылки для его более широкого использования в магистральном автомобилестроении. Определено, что выделение модулей разного уровня в конструкциях изделий зависит от степени детализации и использования модулей в производстве и эксплуатации. Поэтому применительно к техническим объектам рассматриваются следующие виды модульности: микромодульность, модульность среднего уровня и макромодульность.
4. Параметры общей массы, длины, а также количество прицепных звеньев у многозвенных автопоездов существенно отличаются от установленных законодательно. Это ставит ряд задач по научному обоснованию значений конструктивных параметров, чтобы многозвенные автопоезда вписывались в существующую дорожную инфраструктуру. Это позволит обеспечить их безопасную эксплуатацию с различным числом звеньев. Поэтому появилась необходимость в развитии вопросов теории, которые позволили бы осуществлять выбор основных массогеометрических параметров и компоновочных решений модульных автопоездов при проведении проектных и компоновочных работ. Это требуется в первую очередь для того, чтобы многозвенные транспортные средства обладали комплексом рациональных и эффективных решений, не создавали помех участникам дорожного движения и разрушений дорожных сооружений по маршрутам следования. В качестве основных параметров многозвенных автопоездов в общем виде рекомендуется рассматривать сцепную массу, осевые нагрузки, колесные формулы, габаритную длину, мощности источников энергии. При выборе габаритной длины звеньев и автопоезда следует принимать во внимание требования стандартов к максимальным разрешенным габаритам транспортных средств при движении по дорогам, необходимую грузовместимость, требования к маневренности и предпочтительную для заказчика компоновочную схему. Для грузовых автомобилей наиболее распространены четыре варианта компоновочных схем, которые характеризуются взаимным расположением кабины и двигателя: капотная компоновка — двигатель над передним мостом, кабина за двигателем, короткокапотная компоновка — двигатель над передним мостом, кабина частично надвинута на двигатель, кабина над двигателем- двигатель над передним мостом, кабина над двигателем, передняя кабина- двигатель сзади переднего моста, кабина максимально сдвинута вперед. С учетом сказанного целью получения наилучших компоновочной схемы и основных массогеометрических параметров многозвенного модульного магистрального автопоезда является нахождение таких значений его геометрических параметров, при которых достигается использование максимальной грузоподъемности при обеспечении заданных нагрузок на оси, маневренности, а также сохранении мобильности при преодолении заданных уклонов.
5. В рамках предложенной концепции следует рассмотреть основные технико-экономические преимущества нового вида транспортных средств с различных позиций. Во-первых, это можно сделать на основе сравнительного анализа мощностного баланса многозвенного автопоезда с автопоездами классических типов. Во-вторых, дальнейший анализ баланса мощности на асфальтобетонном шоссе показывает, что благодаря уменьшению аэродинамического сопротивления для движения автопоезду в составе трех грузовых модулей будет достаточно использовать двигатели суммарной мощностью 900-1000 л.с. В-третьих, преимущества от применения, предлагаемого в диссертации нового вида транспортных средств по сравнению с традиционными видами транспорта характеризуют данные, представленные на рисунке 5.1 [1–А], полученные с учетом данных [20]. Отмеченные преимущества применения магистральных автопоездов увеличенной длины, а, следовательно, и увеличенной по сравнению с традиционной грузоподъемностью и грузовместимостью находят подтверждение и практическое применение в реальной эксплуатации. Таким образом, модульные многозвенные автопоезда представляют собой новый вид магистрального автотранспорта для перевозки грузов и наиболее перспективный путь совершенствования и повышения грузоподъемности, грузовместимости, экологической безопасности, уровня комфортабельности и уменьшения потоков грузового транспорта на дорогах. Приведенные данные свидетельствуют о том, что при выборе конкретной конструктивной схемы многозвенного автопоезда необходимо руководствоваться как техническими, так и технико-экономическими критериями. Методика технико-экономической оценки использования многозвенных автопоездов для перевозки грузов разработана в главе 6. Она учитывает влияние конструктивных параметров на эксплуатационную эффективность многозвенных автопоездов и позволяет проводить их оптимизацию по критерию рентабельности.
6. Выполненные расчеты показали, что многозвенные автопоезда являются транспортными средствами наилучшим образом приспособленными к транспортировке грузов на дальние и сверхдальние расстояния. Формирование многозвенных автопоездов целесообразно осуществлять с использованием тяговых модулей и трехосных грузовых модулей. Такие автопоезда достигают наивысших значений эффективности при числе звеньев свыше 4. При этом чистая годовая прибыль в расчете на одно звено достигает 780 млн. руб. Для автопоездов, имеющих источники энергии только в головном тягаче, эффективными являются сцепки в составе не менее 5 звеньев. Предложена номенклатура основных моделей многозвенных автопоездов, которые должны быть отражены в структуре типажа. Типоразмерный ряд многозвенных магистральных автопоездов предусматривает создание перспективных АТС с максимальными общими массами и предельно допустимыми осевыми нагрузками, как в странах СНГ, так и в странах ЕС. Использование принципа модульного построения позволяет создавать унифицированные семейства перспективных автопоездов и сократить объем конструкторских работ и сроков проектирования, освоения и подготовки производства.

Библиографический список

1. Международное движение строителей Северной Цивилизации «ПРОДВИЖЕНИЕ», проект ЕРАА (ERAA) [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://www.headway.us/article.php?t=11.
2. Межправительственное Соглашение по сети азиатских автомобильных дорог // Центр новостей ООН [Электронный ресурс]. – Режим доступа: //www.un.org/russian/news/fullstorynews.asp?newsID=3963#.
3. Минский автомобильный завод [Электронный ресурс] / Каталог автотехники МАЗ. Седельные тягачи. – Минск, 2011. – Режим доступа : http://maz.by/tyagachi.pdf.
4. Об утверждении методических рекомендаций по оценке эффективности научных, научно–технических и инновационных разработок: постановление Нац. акад. наук Беларуси, Гос. комитета по науке и технологиям Республики Беларусь, 3 января 2008 г. № 1/1 // Белорусский правовой портал [Электронный ресурс]. – 2008. – Режим доступа: http://www.pravoby.info//dokcom09/part07/art07357.html.
5. Бородин, П. Письмо Президенту Российской Федерации / П. Бородин, Е. Гринев // Фонд развития России [Электронный ресурс]. – 2007. – Режим доступа: http://www.frrussia.ru/page.php/page_php.html
6. Батыгин, А. Коридор в Азию. Самый перспективный проект Союзного государства / А. Батыгин // СОЮЗ. Беларусь–Россия. – 2007. – №44. – С. 3.
7. Стоимость российско-белорусского транспортного коридора составит 4 триллиона долларов // TUT.BY:Новости [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://news.tut.by/99706.html.
8. Волянюк, В. Важная магистраль / В. Волянюк // СБ Беларусь сегодня = Советская Белоруссия. – 2008. – 25 апр. – С. 2.
9. В 2010 году на дороги будет потрачено 274 миллиарда рублей. // Дороги [Электронный ресурс]. – 2010. – Режим доступа: http://autorambler.ru/journal/road/12.03.2010/560958226/.
10. О подписании межправительственного соглашения по сети азиатских автомобильных дорог: постановление Совета Министров Рос. Федерации, 26 апр. 2004 г., № 224: Принят Правительством РФ 26 апр. 2004 г. // Информац. поисковая система «Закон» [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://www.vcom.ru/cgi-bin/db/zakdoc?_reg_number=%D00401641.
11. Транспорт в Австралии // Компания «Австралийские каникулы» [Электронный ресурс]. – 2009. – Режим доступа: http://www.australiaholidays.ru/Avstraliya/Spravka/Transport-v-Avstralii/
12. SANRA // South African National Roads Agency [Электронный ресурс]. – 2009. – Режим доступа: http://www.nra.co.za/live/index.php.
13. Welcome to the Interstate-Guide! // AARoads. Interstate Guide [Электронный ресурс]. – 2009. – Режим доступа: http://www.interstate-guide.com.
14. Жарко, О. Вслед за Никитиным и Колумбом / О. Жарко //Автоперевозчик. – 2007. – №7. – С. 27.
15. FISITA 2004 World Automotive Congress: Book of abstracts / Barcelona (Spain), 23-27 May 2004. – Barcelona: STA, 2006. – 498 p.
16. FISITA 2006 World Automotive Congress: Book of abstracts / Yokohama (Japan), 22-27 Oct. 2006. – Yokohama: SAE of Japan, 2006. – 518 p.
17. FISITA 2008 World Automotive Congress: Book of abstracts / Munich (Germany), 14-19 Sept 2008. – Munich: VDI, 2008. – 451 p.
18. FISITA 2010 World Automotive Congress: Book of abstracts / Budapest (Hungary), 30 May-4 Jun. 2010. – Budapest: GTE, 2010. – 485 p.
19. Кузьмина, В. Мотор-шоу по-европейски / В. Кузьмина //Автоперевозчик. – 2004. – №12. – С. 18-33.
20. Лапшин, Ф. Записки машиниста / Ф.Лапшин // Авторевю. Грузовики и автобусы. [Электронный ресурс]. – 2008. – Режим доступа: http://trucks.autoreview.ru/archive/2007/07/autotrain
21. Шведы предлагают способ повышения производительности автопоездов // Автомобильный транспорт. – 1997. – №7. – С. 45-46.
22. Автопоезда Австралии // Дальний бой. Грузовики и тягачи Америки и Европы [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://heavytruck.narod.ru/Sborka/Austral.html
23. Автомобили IVECO: EuroStar // ТПК-Инфо – официальный дилер IVECO в России [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://www.ivecorussia.com.
24. Лапшин, Ф. Австралийский дневник / Ф. Лапшин [Электронный ресурс]. – 2005. – Режим доступа: http://heavytruck.narod.ru/Sborka/Australia.html
25. Moving Freight with Better Trucks // International Transport Forum [Электронный ресурс]. – 2010. – Режим доступа: http://www.internationaltransportforum.org/jtrc/infrastructure/heavyveh/TrucksSum.pdf.
26. Performance based standards scheme, the vehicle standards and assessment rules // National Transport Commission, Melbourne. – Australia, 2009. – 76 p.
27. Магистральные модульные автопоезда: пояснительная записка. – Минск: МАЗ, 1980. – 31 c.
28. МАЗ-2000 [Электронный ресурс]. – 2005. Режим доступа: http://modulcar.h1.ru/maz2000.html
29. Автопоезд, два варианта: пат. на промышленный образец № 1053977 Великобритания, МКПО 12-08 / М.С. Высоцкий, В.Н. Сиволобов, С.И. Вантух, Г.А. Исаевич, С.А. Иванюшенко, А.П. Мышко; заявитель Минский автомобильный завод. – № з 00017204001; заявл.3.10.88, опубл.3.10.93 // The Patents and Designs Journal (Бюллетень патентов и промышленных образцов). –1993.– №9. – С. 182-183.
30. Автопоезд, два варианта: пат. на промышленный образец № 1058143 Великобритания, МКПО 12-08 / М.С. Высоцкий, В.Н. Сиволобов, С.И. Вантух, Г.А. Исаевич, С.А. Иванюшенко, А.П. Мышко; заявитель Минский автомобильный завод. – № з 00017204002; заявл. 23.03.89, опубл. 3.10.93 // The Patentsand Designs Journal (Бюллетень патентов и промышленных образцов). –1993. – №11. – С. 175-176.
31. Автопоезд, два варианта: пат. на промышленный образец № 24678 СССР, МКПО 12-08 / М.С. Высоцкий, В.Н. Сиволобов, С.Ф. Полоневич, Г.А. Исаевич, С.И. Вантух, Ю.Н. Жутяев, С.А. Иванюшенко, А.П. Мышко, Т.Н. Пилосян, А.И. Овсянников, В.Л. Солнце, С.А. Хлебородова, М.Я. Элькинд; заявитель Минский автомобильный завод. – № з 48476, 48479; заявл. 25.10.88, опубл.15.09.92 // Промышленные образцы. Товарные знаки. – 1992. – №3. – С. 9-10.
32. Автопоезд, два варианта: пат. на промышленный образец № 46283 Швеция, МКПО 12-08 / М.С. Высоцкий, В.Н. Сиволобов, С.И. Вантух, Г.А. Исаевич, С.А. Иванюшенко, А.П. Мышко; заявитель Минский автомобильный завод. – № 1988/2170; заявл. 26.09.88,опубл. 12.08.89// Svensk Patenttidning (Шведский патентный бюллетень). – 1989. – №7. – С. 36-37.
33. Автопоезд, два варианта: пат. на промышленный образец № 885961 Франция, МКПО 12-08 / М.С. Высоцкий, В.Н. Сиволобов, С.И. Вантух, Г.А. Исаевич, С.А. Иванюшенко, А.П. Мышко; заявитель Минский автомобильный завод. – № з 885961-001; заявл.27.09.88, опубл. 4.10.89 // Bulletin Officiel de la Propriete Industrielle: Dessins et Modeles. Официальный бюллетень промышленной собственности: Промышленные рисунки (Образцы и промышленные модели). – 1989. – №4. – С. 252.
34. Автопоезд, два варианта: пат. на промышленный образец № 8902370 ФРГ, МКПО 12-08 / М.С. Высоцкий, В.Н. Сиволобов, С.И. Вантух, Г.А. Исаевич, С.А. Иванюшенко, А.П. Мышко; заявитель Минский автомобильный завод. – № з AKZ М8902370.6; заявл.23.03.89, опубл. 10.09.90 // Geschmacksmusterblatt (Бюллетень промышленных образцов). – 1990. – №10. – С. 265.
35. Автопоезд, два варианта: пат. на промышленный образец № 891884 Франция, МКПО 12-08 / М.С. Высоцкий, В.Н. Сиволобов, С.И. Вантух, Г.А. Исаевич, С.А. Иванюшенко, А.П. Мышко; заявитель Минский автомобильный завод. – № з 891884-001; заявл.17.03.89, опубл. 27.02.90 // Bulletin Officiel de la Propriete Industrielle: Dessins et Modeles (Официальный бюллетень промышленной собственности): Промышленные рисунки (Образцы и промышленные модели). – 1990. – №2. – С. 127.
36. Автопоезд: пат. на промышленный образец 328880 США, МКПО 12/97 /М.С. Высоцкий, В.Н. Сиволобов, С.Ф. Полоневич, Г.А. Исаевич, С.И. Вантух, Ю.Н. Жутяев, С.А. Иванюшенко, А.П. Мышко, Т.Н. Пилосян, А.И. Овсянников, В.Л. Солнце, С.А. Хлеборобова, М.И. Элькинд; заявитель Минский автомобильный завод. – № з 07/326,234; заявл. 20.03.89; опубл. 25.08.92 // Official Gazette of the United States Patent and Trademark Office Patents. – 1992. –№7. – С. 61.
37. Автопоезд: пат. на промышленный образец № 8802131 ФРГ, МКПО 12- 08 / М.С. Высоцкий, В.Н. Сиволобов, С.И. Вантух, Г.А. Исаевич, С.А. Иванюшенко, А.П. Мышко; заявитель Минский автомобильный завод. – № з AKZ М8802131.9; заявл. 28.09.88, опубл. 24.05.89 // Geschmacksmusterblatt (Бюллетень промышленных образцов). – 1989. – №12. – С. 94.
38. Грузовой магистральный автопоезд: а.с. 1532416 СССР, МПК4 B 62 D 53/06 / С.А. Иванюшенко, М.С. Высоцкий, А.П. Мышко, В.Н.Сиволобов; Минский автомобильный завод. – № з 4144363; заявл. 03.11.86; опубл. 30.12.89/ Открытия. Изобретения. – 1989. – №48. – С.124.
39. Модульная конструкция транспортного средства: а.с. 1541103 СССР, МПК4 B 62 D 5 3/00 / В.Н. Сиволобов, С.И. Вантух, М.С. Высоцкий, С.А. Иванюшенко, А.П. Мышко, С.В. Селиванов; Минский автомобильный завод. –№ з. 4262667; заявл. 15.06.87; опубл. 07.02.90 // Открытия. Изобретения. – 1990.– №5. – С. 98.
40. Грузовик будущего // HiZone.info: Новости [Электронный ресурс]. –
41. – Режим доступа: http://www.hizone.info/index.html?di=200210275.
42. Isuzu представил концепт грузовика будущего // Autonews: Новости [Электронный ресурс]. – 2002. – Режим доступа: http://www.autonews.ru/automarket_news/index.shtml?/2002/10/29/1111532.
43. Автопоезд Blade Runner дружит с железной дорогой [Электронный ресурс].–Режим доступа: http://www.membrana.ru/articles/inventions/2004/03/15/213700.html.
44. Lank, C. Electronically coupled trucks — a step towards future mobility / C. Lank, S. Deutschle // III International Interdisciplinary Technical Conference of Young Scientists, 19-21 May 2010, Poznań. – Poland, 2010. – Р.5.
45. The konvoi project — development and investigation of truck platoons on highways / S. Deutschle [and other] // FISITA 2010 Paper. – 2010. – F2010E055. –10 p.
46. Use of Electronically Linked Konvoi Truck Platoons on Motorways / S. Deutschle [and other] // ATZ Autotechnology. – 2010. – №4. – P. 11-14.
47. Княгинин В.Н. Модульная революция: распространение модульного дизайна и эпоха модульных платформ: учеб. пособие / под ред. М. С. Липецкой, С. А. Шмелевой. – СПб., 2013. — 80 с.
48. Большая Советская Энциклопедия: в 30 т. / гл. ред. А. М. Прохоров. – 3-е изд. – Москва: Советская энциклопедия, 1974. – Т.16. – С. 406-407
49. Васильев, А.Л. Модульный принцип формирования техники / А.Л. Васильев. – Москва: Изд-во стандартов,1989. – 240 с.
50. Виговский, А. Концепция модульного легкового автомобиля / А. Виговский // Профессиональный ресурс об автомобильном дизайне [Электронный ресурс]. – 2008. – Режим доступа: http://www.cardesign.ru/ru/articles/details2002-16.html.
51. Мейер, Б. Основы объектно-ориентированного программирования / Б. Мейер // Интернет-университет информационных технологий [Электронный ресурс]. – 2007. – Режим доступа:http://www.intuit.ru/department/se/oopbases/3/
52. Транспортные средства колесные. Массы и размеры. Технические требования и методы испытаний: ГОСТ Р 52389-2005. – Введ. 01.01.07. – Москва, 2005. – 36 с.
53. Директива Совета от 25 июля 1996 г., устанавливающая для некоторых дорожных транспортных средств, циркулирующих в пределах Евросоюза, максимальные размеры и максимальный вес: 96/53/ЕС. – Введ. 17.09.96. – Official Journal of the European Union: Совет ЕС, 1996. – 22 с.
54. Евграфов, А.Н. Аэродинамика колесного транспорта / А.Н. Евграфов, М.С. Высоцкий. – Минск: НИРУП Белавтотракторостроение, 2001. – 368 с.
55. Чехута, В. Транспортное будущее Европы / В. Чехута // Мир тяжелых моторов. – 2010. – №1. – С. 13.
56. Топалиди, В.А. Модульный принцип формирования автопоездов для перевозок грузов Европа–Азия / В.А. Топалиди // Автомобильная промышленность. – 2008. – №6. – С. 38-40.
57. Грузовые автомобили / М.С. Высоцкий [и др.]. – Москва: Машиностроение, 1979. – 384 с.

Страницы:   1   2   3