Автореферат (1094951), страница 4

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 4)

Совокупность двух экстремальных значений параметров  и Wymax с заданными допустимыми отклонениями от номинального значения, найденная по методу минимакса, однозначно определяет пределы варьирования всех 6 факторов с соответствующими диапазонами, т.е. конструктивных параметров прицепа из условия наилучшей устойчивости его движения.

Адекватность расчетных исследований многократно, в течение более 15 лет, проверена дорожными испытаниями 8-ми моделей автопоездов, проведенными либо непосредственно автором, либо при его методическом руководстве. Достоверность результатов проверена статистическими методами и общая относительная погрешность расчетов не превысила 7 %.

Результаты исследований показали, что выбор оптимальных значений параметров прицепа не всегда возможен, и необходим другой способ повышения устойчивости и управляемости автопоезда при заданных конкретных значениях его конструктивных параметров. В диссертации проведена теоретическая оценка изменения параметров движения автопоезда при принудительном управлении поворотом колес прицепа в сторону, противоположную углам их увода. При расчетах система уравнений (5)-(10) дополнена уравнением кинематических связей в безразмерной форме:

= ( + - ) (15),

На рис. 8 представлены результаты расчета движения автопоезда при прямолинейном движении, «переставке», «рывке руля».

(а)

(в)

0 1.0 2.0

град./сек.

=0.3

b=0.5

Ld=0.3

b=0.5

Lg=0.3

=0.2

Mp/Mt

_

2.0

1.2

0.4

0

0

2.4

4.8

Wt

град

300

Wn

Wm/сек²

-300
6.0 сек

2

0

1



(б)

Рис.8. Результаты расчета параметров движения автопоезда

а) прямолинейное движение

б) маневр «рывок руля»

в) маневр «переставка»

1 – стандартный прицеп

2 – прицеп с системой
принудительного
поворота колес.

8

Wbt

8

6

0

Wbn

W м/сек

0

4

Т сек

Расчеты показали, что принудительный поворот колес прицепа в сторону, противоположную уводу, на величину, равную углу увода, уменьшает среднеквадратическую скорость поворотов руля автомобиля-тягача при прямолинейном движении почти в 2 раза и уменьшает боковое ускорение задней оси прицепа при выполнении маневров «рывок руля» и «переставка» на 22,5%, что эквивалентно увеличению предельной скорости выполнения указанных маневров на 15% и повышению комплексной безопасности автопоезда на 2,5%.

Для установки такой системы, кроме микропроцессора (или управляющего компьютера) прицеп должен быть оборудован датчиками, сканирующими углы увода, а конструкция прицепа должна иметь исполнительный механизм, позволяющий поворачивать колеса вокруг вертикальных осей.

В четвертой главе рассмотрен метод снижения риска причинения экологического ущерба от выбросов вредных веществ в отработавших газах АТС массой более 3,5 т с бензиновыми двигателями их нормированием по дифференцированным уровням - экологическим классам. Требования к выбросам вредных веществ такими двигателями международными нормативными документами, в частности, Правилами, не предусмотрены.

На основе выполненных исследований установлены предельные значения для выбросов CO, НC и NO_X для таких АТС из условия сопоставимости экологического ущерба, наносимого вредными выбросами АТС с бензиновыми двигателями и дизелями одного экологического класса. Проведены теоретические исследования рабочих режимов, соответствующих городскому и магистральному режимам в соответствии с ГОСТ 20306, грузового автомобиля полной массой более 3,5 т с бензиновым двигателем (ЗиЛ-433110). В результате исследований обоснован метод испытаний бензиновых двигателей с использованием 13-тиступенчатого стационарного цикла ESC, предусмотренным Правилами для дизелей.

При проведении теоретического исследования принято, что распределение городского и магистрального режимов движения составляет 50%: 50%. Результаты расчетов представлены на рис. 9, на этом же рисунке представлены: диаграмма распределения режимов работы в соответствии с 13-тиступенчатым стационарным циклом ESC; режимы работы по протоколу цикла ETC (1800 точек) и диаграмма распределения этих режимов, приведенных к 13-тиступенчатому циклу Правил. Анализ полученных данных показывает, что имеется существенное сходство между распределением рабочих режимов двигателя автомобиля в смешанном ездовом цикле и в испытательном цикле ESC, что позволяет сделать вывод о правомерности использования цикла ESC, в соответствии с Правилами, для сертификационных испытаний бензиновых двигателей для АТС полной массой более 3,5 т.

а) б)

в) г)

Рис. 9. Режимы работы двигателя автомобиля ЗиЛ-433110 в смешанном ездовом цикле (а); в 13-и ступенчатом цикле ESC Правил ЕЭК ООН № 49 (б); в нестационарном режиме ETC (в); в нестационарном режиме ETC приведенном к 13-тиступенчатому (г)

С учетом перечисленных выше условий, а также результатов испытаний, для АТС полной массой более 3,5 т с бензиновыми двигателями, были разработаны нормы на предельно допустимые выбросы вредных веществ с отработавшими газами (таблица 6), дифференцированные по экологическим классам, которые были включены в технический регламент «О требованиях к выбросам автомобильной техникой, выпускаемой в обращение на территории Российской Федерации, вредных (загрязняющих) веществ», утвержденный Правительством Российской Федерации в 2005 г.

Таблица 6

Требования на предельно допустимые выбросы вредных веществ с отработавшими газами бензиновых двигателей, устанавливаемых на автотранспортные средства полной массой более 3,5 т

Экологический класс	Предельно допустимые выбросы, г/кВтч
	CO	НC	NOx
1	72,0	4,0	14,0
2	55,0	2,4	10,0
3	20,0	1,1	7,0
4	4,0	0,55	2,0

Разработанные нормы на выбросы вредных веществ были сопоставлены с нормами, принятыми для дизелей по уровню ущерба, наносимого окружающей среде в пересчете на 1 кВтч полезной работы.

Результаты этой оценки, представленные на рис. 10, показывают, что ущерб от бензиновых двигателей для норм экологических классов 1, 2 и 3 хорошо коррелируется с ущербом от дизелей, оставаясь на 30…40% выше, чем у последних, что, принимая во внимание экономические аспекты эксплуатации АТС с бензиновыми двигателями, целесообразно. При введении в действие норм экологического класса 4 ущерб от дизелей и бензиновых двигателей на единицу полезной работы будет практически одинаков.

С целью оценки соответствия импортируемых бывших в эксплуатации автомобилей требованиям вышеупомянутого технического регламента проведено сравнение норм и методов испытаний, применяемых в ЕС, США и Японии для регламентации содержания токсичных веществ в отработавших газах (ОГ) АТС. Анализ показал, что основными отличиями американского и японского законодательств в указанной области от европейского являются: режимы движения в т.н. «ездовых циклах»; номенклатура нормируемых компонентов, выбрасываемых с ОГ АТС; предельные значения выбросов вредных веществ.

А

Экологический класс

Рис. 10. Ущерб от выбросов вредных веществ с отработавшими газами дизелей и бензиновых двигателей автотранспортных средств полной массой более 3,5 т на 1 кВтч

нализ проводился для двух категорий АТС - массой более 3,5 т с дизелями и массой менее 3,5 т с бензиновыми двигателями и дизелями. Исследования были проведены при следующих допущениях:

• в качестве критериев сопоставления требований различных стандартов приняты отношения фактических удельных выбросов СО, НС и NOx (г/км) к их предельным значениям по соответствующим стандартам;

• сравнение уровня требований по стандартам Европы, США и Японии осуществлялось в отношении выбросов вредных веществ с ОГ при имитации городского и загородного движения при нормальных температурных условиях окружающей среды (20ºС-30ºС);

Для АТС массой более 3,5 т с дизелями были рассчитаны коэффициенты корреляции результатов испытаний по нормативным требованиям ЕС, США и Японии в отношении выбросов вредных веществ дизелями грузовых автомобилей и автобусов: оксидов азота (NO_x) и твердых частиц (РТ) при стационарных циклах и неустановившихся режимах - таблица 7.

Таблица 7

Полученные коэффициенты корреляции позволяют определять экологический класс транспортных средств массой более 3,5 т по выбросам NO_x и PТ, приведенным к европейским нормам, путем прямого сравнения с нормами, зафиксированными в Правилах.

Для оценки вредных выбросов АТС массой менее 3,5 т в лаборатории токсичности НИЦИАМТ НАМИ проведены сравнительные испытания четырех автомобилей по стандартам США, Японии и Правилам. По результатам исследования разработаны рекомендации по экологической классификации бывших в эксплуатации автомобилей, сертифицированных по стандартам США и Японии:

Характеристики

Список файлов диссертации