Классификация условий работы автомобилей.

Человеко-машинная система автомобиль—водитель функци­онирует в сложных внешних условиях (среде), которые не­прерывно изменяются в пространстве и во времени. Поэтому ее работоспособность необходимо рассматривать в непосред­ственной связи с внешней средой. Система автомобиль — води­тель полностью проявляет свои свойства в процессе взаимодей­ствия с внешней средой (рис.2.1). Автомобиль нельзя изолировать от условий эксплуатации и от рабочих процессов, протекающих в его агрегатах. Под условиями работы системы понимается все то, что окружает эту систему и находится в тесном взаимодей­ствии с нею. Разграничение среды и системы несколько субъек­тивно и определяется условиями решаемой задачи.

Дорожные Транспортные Атмосферно- Культура

условия условия климатические эксплуатации

Автомобиль Водитель

Рис. 2.1. Взаимодействие системы автомобиль – водитель с элементами условий эксплуатации

Эффективность функционирования системы автомобиль — водитель прежде всего зависит от физиологических возможно­стей водителя и технических данных автомобиля, степени их противодействия отрицательным влияниям внешней среды. Это — дорожные условия (продольный профиль, высота над уровнем моря, ширина проезжей части, тип и состояние покрытия, сцеп­ление колес с дорогой), транспортные (род перевозимого груза, плотность потока, режим движения, скорость движения), атмосферноклиматические (температура воздуха, давление, влаж­ность, осадки, видимость), культура эксплуатации (уровень орга­низации работ и управления, квалификация и исполнительность водителей, соблюдение правил и инструкций, материально-тех­ническая база, качество автоэксплуатационных материалов).

Дорожные, транспортные, атмосферно-климатические и дру­гие условия предопределяют скорость движения автомобилей, расход топлива, надежность и долговечность агрегатов автомо­биля и шин, утомляемость водителя. От них в большой мере зависят себестоимость перевозок, производительность автомоби­лей и безопасность движения. Следовательно, эти условия необ­ходимо правильно учитывать при технической эксплуатации автомобилей, нормировании и анализе различных технико-эко­номических показателей их работы. Для этого требуется единая классификация условий работы (эксплуатации) автомобилей.

Все многообразие дорожных и транспортных условий делит­ся на четыре классификационные группы. Общим критерием оценки дорожных и транспортных условий принята средняя тех­ническая скорость движения автомобиля, которая в разных условиях изменяется от 10 до 100 км/ч. Отнесение того или иного сочетания условий работы к конкретной группе определяется от­носительным коэффициентом средней скорости движения авто­мобиля . При разных сочетаниях условий из четырех возможных пределов изменения этого коэффициента выбирается наимень­ший, который и определяет группу условий эксплуатации автомобиля.

В табл. 1 приведена классификация дорожных и транспорт­ных условий работы автомобилей. Дорожные условия делятся на одиннадцать подклассов (групп).

Таблица 2.1 Классификация дорожных и транспорт­ных условий работы автомобилей

Условия работы	Признак классифика-ционный	Название подклассов	Обозна­-чения	Относительные коэффициенты изме­нения скоростей	ψ	S
Дорожные (Д)   Транспорт­ные (Т)	Высота над уровнем моря	Низменные Горные Высокогорные	Н Г В	1,0- 0,70 0,70-0,54 0,54-0,44	0-2600 2600-4000 4000 и >
Продольный профиль (рель­еф местности)	Равнинные Холмистые Перевальные	Р х п	1,0—0,70 0,70—0,54 0,54—0,44
Тип и состоя­ние покрытия	Отличные Хорошие Удовлетворитель­ные Плохие Бездорожье (очень плохие)	о х У П б	1,0-0,70 0,70-0,54 0,54-0,44 0,44-0,37 0,37 и <	0,014...0,020 0,020…0,026 0,026…0,032 0,032…0,038 0,038…0,044 0,044 и >	0-450 450-650 650 и >
Интенсивность движения	Легкие Средние Затрудненные Тяжелые	л с т	1,0-0,70 0,70-0,54 0,54-0,44 0,44 и <

К низменным (Н) дорогам относятся дороги, расположенные на высоте 0—2600 м над уровнем моря, к горным (Г)—2600—4000 м и вы­сокогорным (В)—на высоте 4000 м и более. К равнинным (Р) дорогам относятся дороги с математическим ожиданием углов наклона продольного профиля 0—3,5%, к холмистым (Х)—3,5—5,0°/о и перевальным (П)— 5 % и более, i - %.

Отличные дороги (о) — с цементобетонными и асфальтобетонными по­крытиями, покрытиями из щебня и гравия, обработанными вяжущим, в от­личном и хорошем состоянии. Коэффициент сопротивления качению 0,014—0,020. Степень ровности покрытия по толчкомеру 0—450 см/км.

Хорошие дороги (х) — с цементобетонными и асфальтобетонными по­крытиями, в удовлетворительном состоянии; с щебеночными и гравийными покрытиями и булыжной мостовой в хорошем состоянии. Коэффициент сопротивления качению 0,020—0,026, ψ. Степень ровности покрытия по толчко­меру 450—650 см/км, S см/км.

Удовлетворительные дороги (у) —со щебеночным покрытием, булыжные мостовые в удовлетворительном состоянии, грунтовые дороги. Коэффициент сопротивления качению 0,026—0,032. Степень ровности по толчкомеру 650 см/км и более.

Плохие дороги (п) —грунтовые дороги в сухом состоянии с неровностя­ми и колеями. Коэффициент сопротивления качению 0,032—0,038.

Очень плохие дороги, бездорожье (б) — грунтовые дороги после дождя, дороги в карьерах и на труднопроходимых участках, целина и взрыхленное поле. Коэффициент сопротивления качению 0,038—0,044 и более.

Транспортные условия делятся на четыре подкласса — легкие (л), сред­ние (с), затрудненные (з) и тяжелые (т). К легким относятся такие условия,, когда суточная интенсивность движения изменяется в пределах 0—1200, к средним — 1200—1800, к затрудненным — 1800—2200 и тяжелым — 2200 авто­мобилей и более.

Все возможные сочетания дорожных и транспортных условий (3-3-5-4 == 180 вариантов) можно разделить на пять групп. Пределы изменения скоростей для каждой группы определяются умножением относительных коэффициентов изменения скоростей (табл. 2.1) на наибольшую допустимую скорость, равную для оди­ночного автомобиля 0,7 Vmах, а для автомобиля с прицепом или полуприцепом — 0,6 Vmах.

Если известна фактическая средняя скорость, с которой авто­мобиль двигался в течение рабочего дня, можно определить груп­пу дорожных и транспортных условий работы. В соответствии с этой группой должны быть установлены соответствующие нормы и нормативы (например, норма расхода топлива, ставка тариф­ной оплаты за перевезенный груз, сдельная расценка за тонно-километр при начислении зарплаты, пробег двигателя до капи­тального ремонта и т. д.).

Внедрение изложенной методики классификации и механизи­рованного учета условий эксплуатации подвижного состава авто­мобильного транспорта позволит повысить общую культуру экс­плуатации, значительно усовершенствовать действующие нормы и нормативы, улучшить планирование и повысить качество управления автомобильным транспортом.

Таблица 2.2. Классификация атмосферно-климатические условий

Климатический район	Среднемесячная тем­пература воздуха, "С
Название	Обозна­чение	Январь	Июль
Холодный Умеренный Теплый	I II III	—50...-15 -15...4 0—4	2—25 8—25 20—25
влажный
Жаркий	IV	—15...4	25-30

Атмосферно-климатические условия классифицируются по ГОСТ 16350—80 (табл. 2.2). При климатическом районировании учитывается температура и влажность воздуха, ко­торые оказывают значи­тельное влияние на про­мышленные изделия и материалы. Среднемесяч­ные температуры указа­ны для наиболее холод­ного (январь) и наибо­лее теплого (июль) меся­цев.

Уровень культуры эксплуатации автомобилей делится на три группы (высокий - в, удовлетворительный - у, низкий - н) и определяется показателем качества работы, который является произведением времени в наряде, коэффициента выпуска авто­мобилей и коэффициентов использования пробега и грузоподъ­емности автомобиле. Последнее выражение получено из формулы производительности автомобиля при 1пр = 0, /г = 1, Уа = 1. Для высокого уровня культуры показатель качества равен 5—7, для удовлетворительного—3—5 и низкого—1—3. Уровень технического состояния автомобилей учитывается коэф­фициентом выпуска автомобилей на линию. Уровень организации перевозок оценивается временем в наряде и коэффициентом ис­пользования грузоподъемности и пробега.

Дорожные, транспортные, атмосферно-климатические условия и культура эксплуатации обозначаются соответственно бук­вами Д, Т, А, К. Например, дорожные условия можно записать так: Д — ГХп (горная, холмистая, плохая, наименьший относи­тельный коэффициент изменения скорости 0,44—0,37); транспорт­ные — Т — л, Т — с, Т — з или Т — т; атмосферно-климатиче­ские — А — I, А — II, А — III, А — IV; культура эксплуатации – К - в, К - у, К - и.

2. Влияние условий работы на работоспособность и надежность автомобилей в модели комплекса «автомобиль-водитель».

Под работоспособностью автомобиля понимают его способ­ность выполнять заданные функции, сохраняя значения опреде­ленных параметров в пределах, установленных нормативно-тех­нической документацией. Эта документация определяет уровень внешних воздействий, систему технического обслуживания и ре­монта автомобилей, допустимые отклонения выходных парамет­ров от установленных пределов.

Работоспособность автомобиля в процессе эксплуатации из­меняется: она снижается в период работы автомобиля с различ­ными нагрузками и скоростями, остается неизменной в период хранения и консервации автомобилей, восстанавливается при технических обслуживаниях и ремонтах.

Взаимодействие любой машины с внешней средой носит слож­ный характер. Действуют две противоположные тенденции:

первая — изменение изделий в сторону наиболее вероятного для них состояния (износ, разрушение, утрата первоначальной упо­рядоченности) и вторая — противодействие людей разрушающим силам, стремление возвратить неисправные машины в работо­способное состояние.

Транспортные машины в отличие от различных стационарных (заводских) машин особенно подвержены воздействию внешней среды. При работе в широких пределах изменяются нагрузки, скорости движения, температура (от —50 до +50°С), атмосфер­ное давление воздуха (от 530—600 гПа в высокогорных районах до 960—1200 гПа в низменной местности), влажность, запылен­ность воздуха, коррозионная агрессивность газов, солнечная ради­ация и т. д. Человек старается управлять работоспособностью машин, выбирая оптимальные режимы их работы и эффектив­ные методы восстановления изношенных элементов.

Z₁ Y₁

Z₂ Y₂

X₁, X_2.......... X_n

..................................

Z_n Y₃

Рис. 2.2. Модель комплекса «автомобиль-водитель2

Внешняя среда воздействует на автомобиль и в зависимости от его конструкции, назначения и состояния отдельных элементов изменяются выходные параметры. Под выходными параметрами понимают величины, характеризующие качество данной машины, разнообразные свойства в зависимости от ее назначения и предъявляемых требований. К ним относятся механические и прочностные характеристики, динамические параметры, экономические показатели. Выходные параметры данного изделия зависят от выходных параметров отдельных узлов и механизмов. Все переменные параметры (рис.2.2) можно разделить на следующие: входные Z₁, Z₂, … охарактеризуют внешние воздействия на входы системы (условия эксплуатации); внутренние переменные состояния X₁, X₂ … - свойства системы; выходные параметры Y₁, Y₂ … - реакцию на внешние воздействия, которые входят и показатели надежности машин.

Систему автомобиль – водитель, ее входы и выходы можно рассматривать как три взаимосвязанных объекта. В зависимости от того, какая решается задача (анализ, синтез, измерение), рассматриваются те или иные требования.

Например, при анализе иссле­дуются входы по изменению переменных входа и системы.

Как уже отмечалось, к входным переменным (внешним воз­действиям) относятся дорожные условия (тип и состояние по­крытия, продольный профиль дороги и высота над уровнем моря), транспортные условия (объем и род перевозимого груза, плот­ность и интенсивность движения), атмосферно-климатические условия (давление, температура, влажность и запыленность воз­духа), культура эксплуатации (квалификация водителей, систе­ма и качество технического обслуживания и ремонта, качество горючесмазочных материалов, материально-техническая база).

К внутренним переменным состояния относятся крутящий момент и обороты двигателя, передаточные числа главной пере­дачи и коробки передач, эффективный и индикаторный к. п. д. двигателя, к. п. д. трансмиссии, радиус колеса, параметры под­вески и другие показатели.

Выходными переменными (реакцией на внешние воздействия) являются скорость (производительность, себестоимость) автомо­биля, расход топлива, состав отработавших газов двигателя, уровень шума, срок службы агрегатов, интенсивность отказов, расход запчастей.

Дата добавления: 2015-11-16