|
DOI:
|
|
|
УДК 629.3.-17
|
|
|
05.22.10 – Эксплуатация автомобильного транспорта
|
|
|
ПОВЫШЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ ЛЕСОВОЗНОГО АВТОПОЕЗДА ПУТЕМ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ РЕКУПЕРАТИВНОГО ПНЕВМО-ГИДРАВЛИЧЕСКОГО СЦЕПНОГО УСТРОЙСТВА
|
Improving the efficiency of the forest trading By using a recuperative pneumatic hydraulic coupling device
|
|
Посметьев Валерий Иванович доктор технических наук, профессор, профессор кафедры машиностроительных технологий ФГБОУ ВО «Воронежский государственный лесотехнический университет имени Г.Ф. Морозова», г. Воронеж, РФ
|
Posmetev Valerii Ivanovich doctor of technical sciences, professor, professor of the department of engineering technologies Federal State Budget Educational Institution of Higher Education "Voronezh State University of Forestry and Technologies named after G.F. Morozov", Voronezh, RF
|
|
кандидат технических наук, доцент, доцент кафедры производства, ремонта и эксплуатации машин ФГБОУ ВО «Воронежский государственный лесотехнический университет имени Г.Ф. Морозова», г. Воронеж, РФ e-mail: 8888nike8888@mail.ru
|
candidate of technical sciences, associate professor, associate professor of production, repair and operation of cars Federal State Budget Educational Institution of Higher Education "Voronezh State University of Forestry and Technologies named after G.F. Morozov", Voronezh, RF e-mail: 8888nike8888@mail.ru
|
|
Сизьмин Игорь Валерьевич аспирант кафедры производства, ремонта и эксплуатации машин ФГБОУ ВО «Воронежский государственный лесотехнический университет имени Г.Ф. Морозова», г. Воронеж, РФ
|
Sizmin Igor Valerevich post-graduate student of department of production, repair and operation of cars Federal State Budget Educational Institution of Higher Education "Voronezh State University of Forestry and Technologies named after G.F. Morozov", Voronezh, RF
|
|
Аннотация. Обоснована необходимость использования с целью повышения производительности вывозки лесоматериалов, лесовозных автомобилей с прицепами. Описаны преимущества применения лесовозных автомобилей с прицепами перед одиночными лесовозными автомобилями. Выполнен анализ научных работ зарубежных авторов в области повышения эффективности лесовозных автомобилей с прицепами. Произведена оценка эксплуатации лесовозных автомобилей с прицепами в существующих условиях вывозки лесоматериалов в РФ. Выявлены негативные факторы ограничивающие эффективность лесовозных автопоездов. Выделен наиболее существенный фактор, который может привести к опасным последствиям, заключающийся в возникновении при резком торможении в сцепном устройстве лесовозного автопоезда критически больших усилий. Рассмотрено изменение тормозных сил мостов лесовозного автомобиля с прицепом при резком торможении, а также три возможных случая взаимодействия при торможении лесовозного автомобиля с прицепом. Предложена перспективная конструкция рекуперативного пневмогидравлического сцепного устройства для лесовозного автомобиля с прицепом.
|
Annotation. The necessity of using timber trucks with trailers in order to increase the productivity of hauling timber has been substantiated. The advantages of using timber trucks with trailers over single timber trucks are described. The analysis of scientific works of foreign authors in the field of increasing the efficiency of timber trucks with trailers is carried out. An assessment was made of the operation of timber trucks with trailers in the existing conditions for the transportation of timber in the Russian Federation. The negative factors limiting the efficiency of timber-carrying road trains are revealed. The most significant factor, which can lead to dangerous consequences, is highlighted, which consists in the emergence of critically large forces in the coupling device of a timber road train during sudden braking. Changes in the braking forces of the bridges of a logging vehicle with a trailer during sharp braking, as well as three possible cases of interaction when braking a logging vehicle with a trailer, are considered. A promising design of a recuperative pneumohydraulic coupling device for a timber truck with a trailer has been proposed.
|
|
Ключевые слова: ЛЕСОВОЗНЫЙ АВТОМОБИЛЬ, ПРИЦЕП, ПНЕВМОГИДРАВЛИЧЕСКОЕ СЦЕПНОЕ УСТРОЙСТВО, РЕКУПЕРАЦИЯ ЭНЕРГИИ, ЭФФЕКТИВНОСТЬ, ЛЕСОВОЗНАЯ ДОРОГА, ПРОЦЕСС ТОРМОЖЕНИЯ. |
Keywords: FOREST VEHICLE, TRAILER, PNEUMATIC HYDRAULIC HITCH DEVICE, ENERGY RECOVERY, EFFICIENCY, FOREST ROAD, TOR-BRAIN PROCESS.
|
|
1Автор для ведения переписки |
|
1 Состояние вопроса исследования и актуальность работы
Анализируя современное состояние вывозки лесоматериалов во всем мире и на территории РФ, можно отметить, что важнейшим средством повышения производительности труда на автомобильном транспорте в сложных дорожных условиях, является применение лесовозных автопоездов, в частности лесовозных автомобилей с прицепами. Это объясняется тем, что им, в сравнении с одиночными лесовозными автомобилями, присущи следующие специфические особенности, способствующие более предпочтительному использованию в процессе вывозки лесоматериалов: применение прицепов дает возможность повысить грузоподъемность и вместимость лесовозного автопоезда без значительного усложнения его конструкции, а также с большей эффективностью задействовать в работе мощность двигатель автопоезда; себестоимость изготовления прицепов, затраты на их техническое обслуживание и ремонт существенно ниже, а надежность в сравнении с лесовозным автомобилем одинаковой грузоподъемности выше за счет отсутствия сложных агрегатов и систем; делимость лесовозного автомобиля с прицепом, позволяющая в зависимости от предлагаемого маршрута вывозки лесоматериалов, дорожных и климатических условий использовать для вывозки лесоматериалов или одиночный лесовозный автомобиль, или лесовозный автомобиль с прицепом, и тем самым добиваться наибольшей производительности лесовозного транспортного средства, а также сокращения простоев, связанных с погрузочно-разгрузочными работами. На основании выделенных преимуществ использование лесовозных автомобилей с прицепами дает возможность значительно улучшить экономические показатели вывозки лесоматериалов в сравнении с одиночными лесовозными автомобилями. Применение лесовозных автомобилей с прицепами позволяет поднять производительность труда водителей примерно в два раза, чем при использовании одиночных лесовозных автомобилей, уменьшив тем самым потребность в числе водителей. При этом себестоимость вывозки лесоматериалов снижается на 25-30 % в зависимости от расстояния вывозки, а расход топлива на тонну вывозимых лесоматериалов уменьшается примерно на 40 %. При использовании прицепов для вывозки лесоматериалов можно снизить нагрузку на ось, что благоприятно отразится на сроке службы дорожного покрытия лесовозной дороги [1, 2, 3].
Преимущества использования лесовозных автомобилей с прицепами также подтверждаются многими научными исследованиями зарубежных авторов.
Teijo Palander [4] в своей работе на основе метода синхронизированных расчетов исследовал влияние различных по грузоподъемности лесовозных автомобилей с прицепами на количество вредных выбросов в окружающую среду. Выявлено, что даже использование для вывозки лесоматериалов лесовозных автомобилей с прицепами общей массой 76 тонн в сравнении с лесовозным автопоездом меньшей грузоподъемности 60 тонн позволяет снизить количество вредных выбросов в окружающую среду на 6,2 %.
Trzcinski Grzegorz и др. [5] в своей работе исследовали влияние влажности различных пород вывозимых лесоматериалов на изменение распределения массы по осям лесовозных автомобилей с прицепами. Выявлено, что общий вес лесовозных автопоездов зависит от веса порожнего автопоезда и веса вывозимых лесоматериалов. Кроме этого, обнаружено, что с изменением влажности лесоматериалов полная масса лесовозных автопоездов заметно различается и превышает в большинстве случаев допустимые действующими правилами дорожного движения значения. Наиболее значительное различие массы лесоматериалов с различной влажностью наблюдалось в осенний сезон заготовки лесоматериалов. Также результаты исследования показали, что у пятиосных лесовозных автомобилей с прицепами в сравнении с шестиосными нагрузка на оси распределяется равномернее.
Marijan Susnjar и др. [6] в своей работе исследовали на основе разработанной измерительной переносной платформы влияние массы вывозимых лесоматериалов на осевые нагрузки в лесовозном автомобилем с прицепом. Выявлено, что для повышения массы перевозимых лесоматериалов лесовозным автомобилем с прицепом необходимо использовать при изготовлении прицепа и гидравлического манипулятора современные более легкие материалы.
Zdravko Pandur и др. [7] в своей работе исследовали процесс изменения расхода топлива лесовозных автомобилей с прицепами при их движении с лесоматериалами и без них по лесовозным дорогам с различными продольными уклонами. Выявлено, что при движении незагруженного лесоматериалами лесовозного автомобиля с прицепом с уклоном лесовозной дороги 9,5 %, расход топлива составляет 1,6 л/км, при уклоне 3,5 % – 0,7 л/км. При движении загруженного лесоматериалами лесовозного автопоезда без уклона лесовозной дороги, расход топлива составляет 1,21 л/км, при уклоне 8 % – 3 л/км. Лесовозный автомобиль с прицепом с номинальной загрузкой лесоматериалами потребляет в среднем в 2,5 раза больше топлива на той же лесовозной дороге с исследуемым уклоном по сравнению с незагруженным лесовозным автомобилем с прицепом. Кроме этого определено, что количество вредных выбросов в несколько раз меньше при движении груженного лесовозного автомобиля с прицепом вниз по склону по сравнению с движением этого же лесовозного автопоезда вверх по склону.
Claes Lofroth и др. [8] в своей работе исследовали эффективность лесовозного автомобиля с прицепом общей длинной 30 м, максимальной полной массой 90 тонн. Выявлено, что такой лесовозный автопоезд за два рейса может перевести такой же объем лесоматериалов, что и три традиционных 60 тонных лесовозных автомобилей с прицепами. Вредные выбросы у исследуемого лесовозного автопоезда на 20 % ниже, износ лесовозной дороги не увеличивается, так как вся масса лесоматериалов равномерно распределена по большому количеству осей автопоезда, причем негативного воздействия на безопасность дорожного движения не выявлено.
Maks Brown и др. [9] в своей работе исследовали нагрузки на осях лесовозных автомобилей с прицепами, которые варьировалась от 0,5 до 6, 4 тонн. Выявлено, что в большинстве случаев лесовозные автомобили с прицепами в процессе вывозки лесоматериалов недогружаются, что приводит к существенному увеличению финансовых затрат на данный процесс лесозаготовительными предприятиями. Предлагается для повышения эффективности вывозки использовать более точные методы взвешивания лесовозных автопоездов на погрузочных площадках перед их отправкой.
R. Mousavi и др. [10] в своей работе выполнили анализ затрат времени, а также изменения производительности лесовозных автомобилей с прицепами в процессе вывозки лесоматериалов
