Для обеспечения возможности движения в тяжелых [1] дорожных условиях (по снегу, льду, песку, грязи) автомобиль снабжается средствами, повышающими его проходимость. Увеличение проходимости транспортных средств достигается разными способами:
- применением шин увеличенного профиля, которые понижают давление на грунт;
- применением шин со специальным рисунком протектора;
- применением металлических цепей противоскольжения;
- применением шин с шипами и т.д.
При движении магистрального автопоезда сила тяги создается колесами одной или двух ведущих осей тягача (при трех или четырех неактивных осях автопоезда). Для повышения проходимости в тяжелых дорожных условиях в данной магистерской диссертации предлагается увеличить количество активных осей, применив на задней оси полуприцепа [2] электроприводы стартерного типа на каждом колесе с продолжительностью работы до 15 секунд. Управление данным электроприводом осуществляется из кабины водителя.
Таким образом, объектом исследования является проходимость магистральных автопоездов в тяжелых дорожных условиях, предметом исследования - повышение проходимости магистральных автопоездов в тяжелых дорожных условиях, проблемой исследования - потеря проходимости магистральных автопоездов в тяжелых дорожных условиях.
Целью диссертационного исследования является повышение проходимости магистральных автопоездов в тяжелых дорожных условиях путем разработки и применения электроприводов стартерного типа для колес полуприцепа. Задачами исследования являются:
- описание современного состояния вопроса о повышении проходимости магистральных автопоездов в тяжелых дорожных условиях;
- рассмотрение военных активных автопоездов СССР с различными
приводами колес прицепов, вспомогательных систем привода передних колес тягачей и анализ их недостатков по сравнению с электроприводом стартерного типа;
- тяговый расчет электропривода;
- электромагнитный и тепловой расчет электродвигателя;
- построение механической и рабочих характеристик электродвигателя;
- механические расчеты вала и коллектора электропривода;
- расчет втягивающей обмотки тягового электромагнитного реле;
- разработка конструкции, схемы управления и схемы включения электропривода, схемы реверсирования электродвигателя, способов установки, питания и зацепления с колесом полуприцепа электропривода;
- оценка эффективности применения электропривода.
Научная новизна диссертации - теоретически обоснованы конструктивные особенности электропривода, основанного на конструкции стартеров грузовых автомобилей и обеспечивающего повышение проходимости магистральных автопоездов в тяжелых дорожных условиях. Практическая ценность - проведенная оценка эффективности применения электропривода подтвердила целесообразность его разработки и использования для повышения проходимости магистральных автопоездов в тяжелых дорожных условиях. Достоверность полученных результатов подтверждается за счет всестороннего анализа информации об исследуемом вопросе, путем использования известных методов проектирования и расчета электрических машин, электромагнитных реле, способов расчета тяги автомобилей, информации об автомобильных стартерах, проведенной оценкой эффективности электропривода и т.д.
Выступления с результатами диссертации и публикации. Доклад на тему «ЭЛЕКТРОПРИВОД СТАРТЕРНОГО ТИПА ДЛЯ КОЛЕС ПОЛУПРИЦЕП А» был произведен на Итоговой научно-образовательной 4
конференции студентов КФУ 2016 года. Также результаты диссертации опубликованы в следующих сборниках:
- сборник статей Международной научно-практической конференции 5
мая 2015 г. «ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ И ПРАКТИЧЕСКИЕ ВОПРОСЫ РАЗВИТИЯ НАУЧНОЙ МЫСЛИ В СОВРЕМЕННОМ МИРЕ». Название статьи: «ТЯГОВЫЙ РАСЧЕТ ЭЛЕКТРОПРИВОДА СТАРТЕРНОГО ТИПА АВТОМОБИЛЯ КАМАЗ-5490»;
- сборник докладов Всероссийской научно-практической конференции
студентов, аспирантов и молодых ученых «IX КАМСКИЕ ЧТЕНИЯ». Название доклада: «Электропривод стартерного типа для колес полуприцепа».
Объем и структура диссертации. Работа излагается на 94 страницах машинописного текста и состоит из титульного листа, содержания, введения, трех разделов, заключения и списка использованных источников.
В первом разделе проводится анализ существующих достижений в области исследований: описывается современное состояние вопроса о повышении проходимости магистральных автопоездов в тяжелых дорожных условиях, рассматриваются военные активные автопоезда СССР с различными приводами колес прицепов, вспомогательные системы привода передних колес тягачей и анализируются их недостатки по сравнению с электроприводом стартерного типа.
Во втором разделе приводятся тяговый расчет электропривода, электромагнитный и тепловой расчеты электродвигателя, механические расчеты вала и коллектора и расчет втягивающей обмотки тягового электромагнитного реле, а также разрабатываются схема управления и схема включения электропривода, схема реверсирования электродвигателя, способы установки, питания и зацепления с колесом полуприцепа электропривода.
В третьем разделе проводится оценка эффективности применения электропривода.
В заключении подводится итог проведенного исследования и подчеркивается вклад в современное состояние вопроса о повышении проходимости магистральных автопоездов в тяжелых дорожных условиях, а также приводятся выводы по результатам оценки эффективности применения электропривода.
Таким образом, в данной магистерской диссертации исследован вопрос повышения проходимости магистральных автопоездов в тяжелых дорожных условиях. Для решения вышеприведенного вопроса разработан электропривод стартерного типа для колес полуприцепа.
Также рассмотрены военные активные автопоезда СССР с различными приводами колес прицепов и вспомогательные системы привода передних колес тягачей. Оказалось, что электропривод обладает несколькими преимуществами по сравнению с вышеприведенными решениями.
В результате оценки эффективности двух электроприводов определено, что их применение способствует уменьшению пробуксовки ведущих колес автопоезда на мокром грунте, снегу и льду. В свою очередь, при использовании двух электроприводов автопоезд может двигаться с пробуксовкой ведущих колес на сухом песке, тогда как движение автопоезда без электроприводов в данном случае невозможно.
1. «IX Камские чтения»: всероссийская научно-практическая конференция. (2017; Набережные Челны). В 3-х ч. Часть 1. Всерос. научн.- практ. конф. «IX Камские чтения», 21 апреля 2017 г. [Текст]: сб-к док. / под ред. д-ра техн. наук Л.А. Симоновой. - Набережные Челны: Издательско-полиграфический центр Набережночелнинского института КФУ, 2017. - 513 с.
2. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ И ПРАКТИЧЕСКИЕ ВОПРОСЫ РАЗВИТИЯ НАУЧНОЙ МЫСЛИ В СОВРЕМЕННОМ МИРЕ: сборник статей Международной научно-практической конференции (5 мая 2015 г., г. Уфа). - Уфа: АЭТЕРНА, 2015. - 290 с.
3. Е.Д. Кочнев. Секретные автомобили Советской Армии. Яуза, Эксмо; Москва; 2011.
4. "Журнал № 5(82) 2013". Улучшение тягово-динамических свойств
и топливной экономичности дорожных грузовых автомобилей за счет вспомогательной системы привода передних колес. журнал Автомобильных Инженеров. ЖУРНАЛ ААИ // Журнал Автомобильных Инженеров 2015 [Электронный ресурс]. URL: http://www.aae-
press.ru/j0082/index.htm (дата обращения 14.06.2017).
5. КамАЗ 5490 - Autoshop.Webcentr.ru// Webcentr.ru. - 2002 - 2014 [Электронный ресурс]. URL: http://autokatalog.webcentr.ru/katalog-1-101- tyagach7.html(дата обращения 26.12.2014).
6. ПОЛУПРИЦЕП АВТОМОБИЛЬНЫЙ НЕФАЗ-93341-08. НЕФАЗ
НЕФТЕКАМСКИЙ АВТОЗАВОД // 2013 - 2015 ОАО "Нефтекамский автозавод" [Электронный ресурс]. URL:
http://www.nefaz.ru/production_detail-142.html(дата обращения 23.05.2015).
7. Электростартер для пуска двигателя внутреннего сгорания легкового автомобиля // [Электронный ресурс]. URL:
http://www.twirpx.com/file/14151/(дата обращения 28.12.2014).
8. Выбор типа обмотки якоря - Студопедия - Ваша школопедия // [Электронный ресурс]. URL: http://studopedia.ru/4_2698_vibor-tipa-obmotki- yakorya.html(дата обращения 28.12.2014).
9. Обмотки якоря. Электрикам. Электротехника и электроника // [Электронный ресурс]. URL: http://electrikam.com/obmotki-yakorya/(дата обращения 28.12.2014).
10. Пусковые качества и системы пуска автотракторных двигателей/ С.М. Квайт, Я.А. Менделевич, Ю.П. Чижков. - М.: Машиностроение, 1990. - 256 с.: ил.
11. Увеличение - электромагнитная нагрузка. Большая
Энциклопедия Нефти Газа // Знание. - 2008 - 2014 [Электронный ресурс]. URL: http://www.ngpedia.ru/id530270p1.html(дата обращения 28.12.2014).
12. Проволока прямоугольного сечения и шины медные для электротехнических целей. Технические условия. StandartGOST.ru- открытая база ГОСТов // [Электронный ресурс]. URL: http://standartgost.ru/g/rOCT_434-78(дата обращения 29.12.2014).
13. Реферат: Обмотки якорей машин постоянного тока. Bestreferat.Ru
// BestReferat.ru. - 2005 - 2015 [Электронный ресурс]. URL:
http://www.bestreferat.ru/referat-58075.html(дата обращения 10.01.2015).
14. Подшипники шарнирные (Скольжения). RULTEHCOM // 2015
[Электронный ресурс]. URL: http://www.rultehcom.com/ru/Podshipniki- sharnirnye-bez-otverstijj-i-kanavok-dlja-smazki.html (дата обращения
14.01.2015).
15. ПРОЕКТИРОВАНИЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ МАШИН. Под редакцией И.П. Копылова. МОСКВА ЭНЕРГИЯ 1980.
16. А.В. Гордон и А.Г. Сливинская. ЭЛЕКТРОМАГНИТЫ ПОСТОЯННОГО ТОКА. Редактор Е.Н. Зейн. Техн. редактор К.П. Воронин.
17. ГОСТ 7262-78. ЭЛЕКТРОННЫЙ ФОНД // ЗАО «Кодекс». - 2012 - 2014 [Электронный ресурс]. URL: http://docs.cntd.ru/document/gost-7262- 78 (дата обращения 14.01.2015).
18. Электрооборудование автомобилей: Справочник / А.В. Акимов, О.А. Акимов, С.В. Акимов и др.; Под ред. Ю.П. Чижкова. М.: Транспорт, 1993. 223 с.: ил.
19. Реверсирование двигателей постоянного тока // [Электронный ресурс]. URL: http://slavapril.narod.ru/revers_dvig_post.html(дата обращения 24.05.2015).
20. Акимов С.В., Чижков Ю.П. Электрооборудование автомобилей. Учебник для ВУЗов. - М.: ЗАО «КЖИ «За рулем», 2004. - 384 с.: ил.
21. Основные элементы теории движения автомобиля //
[Электронный ресурс]. URL:
http://avtonov.info/teoriya_dvizheniya_avtomobiliya.php(дата обращения 08.06.2017).
22. Motor: Тест «зеленых» шин размера 205/55 R16 (2013).
COLESA.RU. ЗДЕСЬ ПОКУПАЮТ ШИНЫ // 2006-2017 Colesa.ru-
шинный портал [Электронный ресурс]. Дата обновления: 14.07.2013. - URL: http://colesa.ru/news/19232(дата обращения 08.06.2017).
23. ОСНОВНЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ ТЕОРИИ ДВИЖЕНИЯ АВТОМОБИЛЯ. СИЛЫ, ДЕЙСТВУЮЩИЕ НА АВТОМОБИЛЬ. АВТОШКОЛА. автовшшс. ШКОЛА АВТО // ООО "Компания Эффект" 2004 [Электронный ресурс]. URL: http://vilis.com.ua/privat/obd_01.html(дата обращения 08.06.2017).