УДК 630 Лесное хозяйство. Лесоводство
Приведено описание дорожных и природно-климатических условий эксплуатации лесо-возных автопоездов. Рассмотрены основные особенности лесовозных дорог, характери-зующиеся недостаточной обустроенностью. Выполнен анализ негативных последствий движения лесовозных автопоездов по таким лесовозным дорогам в различных природно-климатических условиях. Приведены зави-симости изменения скорости движения и расхода топлива лесовозным автопоездом от характера продольного профиля лесовозной дороги, производительности автопоезда от расстояния вывозки лесоматериалов. Про-анализированы закономерности изменения скорости движения и путевого расхода топ-лива лесовозного автопоезда от его загру-женности и движения по лесовозным доро-гам с различными значениями уклона, а так-же параметрами неровности дороги. Описано влияние дорожных условий эксплуатации лесовозных автопоездов на надежность их основных агрегатов и систем. Проанализированы особенности технического обслуживания лесовозных автопоездов, задействованных в процессе вывозки лесоматериалов. Рассмотрены зависимости изменения потока расхода запасных частей на поддержание ра-ботоспособного состояния автомобилей в течение года. Показаны закономерности изменения с увеличением пробега автомобиля КАМАЗ-53105 средней наработки на отказ и коэффициента технической готовности.
НАДЕЖНОСТЬ, ЛЕСОВОЗНЫЙ АВТОПОЕЗД, ЛЕСОВОЗНАЯ ДОРОГА, ТЕХНИЧЕСКОЕ ОБСЛУЖИВАНИЕ, ДОРОЖНЫЕ УСЛОВИЯ, ПРИРОДНО-КЛИМАТИЧЕСКИЕ УСЛОВИЯ, ТЕХ-НИЧЕСКОЕ ОБСЛУЖИВАНИЕ, ТЕКУЩИЙ РЕМОНТ, РАСХОД ТОПЛИВА, БЕЗОПАСНОСТЬ, НЕГАТИВНЫЕ ПОСЛЕДСТВИЯ.
1 Состояние вопроса исследования и актуальность работы
Условия работы лесовозных автопоездов (ЛАП) значительно отличаются от условий работы автопоездов общего назначения. Их эксплуатация осуществляется в сложных дорожных условиях, характеризуемых изменяющимся рельефом местности, а также значительной сетью недостаточно обустроенных лесовозных дорог (ЛД). Такие ЛД отличаются от дорог общего пользования наличием на них: узких проездов, отгороженной или застроенной площади, больших по величине поперечных и продольных уклонов, труднопроходимых заболоченных и плохо просматриваемых участков, многократных поворотов с очень большой кривизной, водных преград, неровностей, ям, выхода скальных пород, выбоин, древесной поросли, гребенки, крупных поверхностных корней, глубоких колей, рвов, поваленных деревьев, опасных крутых подъемов и затяжных спусков, спиленных пней, поверхностей покрытых кочками, отдельных кустарников, валунов, морозных пучений, порубочных остатков, камней [1].
Целью данной работы является анализ последствий движения ЛАП по недостаточно обустроенным ЛД, а также анализ влияния дорожных и природно-климатических условий на надежность, и своевременность выполнения технического обслуживания ЛАП.
2 Материалы и методы
В приведенной научной статье проведен анализ исследований российских и зарубежных ученых, область интересов которых связана с повышением эффективности эксплуатации лесовозных автопоездов. Поиск научной литературы осуществлялся в открытых источниках сети интернет: eLIBRARY.RU, Google Scholar, РГБ, Scopus и др. В качестве научной литературы использовались статьи на русском и английском языках, монографии, авторефераты и диссертации. Основными ключевыми словами при осуществлении поиска научной литературы являлись: надежность, лесовозный автопоезд, лесовозная дорога, техническое обслуживание, дорожные условия, природно-климатические условия, техническое обслуживание, текущий ремонт, расход топлива, безопасность, негативные последствия.
3 Результаты исследований
Движение ЛАП по таким ЛД сопровождается негативными последствиями, которые значительно снижают эффективность их работы в технологическом процессе вывозки лесоматериалов. К негативным последствиям движения ЛАП по недостаточно обустроенным ЛД следует отнести [2-12]:
– низкое сцепление колес с опорной поверхностью ЛД, ухудшение проходимости, затрудненное маневрирование в стесненных условиях, многократные торможения, разгоны и повороты ЛАП, способствующие увеличению в 1,5-3 раза динамических нагрузок, воспринимаемых ходовой частью ЛАП, их трансмиссиями, сцепными устройствами, подвесками, а также рамными конструкциями;
– частые включения и выключения сцепления, пробуксовывание ведущих колес, приводящие к сокращению их ресурса и возникновению в них поломок;
– работу в неустановившихся режимах тормозной системы ЛАП, их двигателей, сцеплений, коробок передач, а также раздаточных коробок, приводящих к их перегреву и интенсивному износу;
– снижение плавности хода, повышение напряженности в каркасе шин, повышающих вероятность разрыва покрышек колес;
– ухудшение устойчивости, управляемости и безопасности ЛАП при их резком торможении на прямых участка необустроенных ЛД, крутых продольных и поперечных уклонах, за счет увеличения тормозного пути, взаимного отклонения траектории движения их звеньев, сопровождающееся возможным складыванием или опрокидыванием;
– возникновение трудно предсказуемых отказов и случаев выхода из строя ЛАП, существенно снижающие их надежность;
– повышенную потребность в техническом обслуживании, текущем ремонте, запасных частях в связи с весьма быстрым износом основных агрегатов и систем ЛАП, и, как следствие, сокращение межремонтных пробегов, возрастание потерь времени и материальных средств на поддержание ЛАП в работоспособном состоянии;
– возрастание физических усилий водителя при управлении ЛАП, возникновение частых колебаний подрессоренных и неподрессоренных масс, тряски кузова, значительных толчков колес, ухудшающих условия труда водителя, а также повышающих дискомфорт и его утомляемость;
– сокращение более чем в два раза срока службы агрегатов и систем ЛАП, снижение их скорости на 25 и 40 % при повреждении покрытия ЛД соответственно на 10 и 20 %, возрастание в 8-8,5 раза удельной работы трения тормозных механизмов, повышение в 1,3-1,4 раза частоты вращения коленчатого вала, увеличение в 3-3,5 раза числа переключений передач, ухудшение на 45-50 % производительности;
– возникновение дополнительных затрат мощности двигателя на преодоление ЛАП сопротивления при движении по неровностям ЛД, оказывающих влияние на возрастание примерно в два раза расхода топлива, и, как следствие рост конечной стоимости вывозимых лесоматериалов.
Буторин Н.Н. в своей работе выполнил исследование влияния средней технической скорости движения на расход топлива ЛАП МАЗ-509А с полуприцепом ГКБ-9363-011 от характера конкретного продольного профиля ЛД. Получены формулы для расчета средней технической скорости V и расхода топлива g при движении ЛАП по грунтовой ЛД:
1. Никонов, В. О. Современное состояние, проблемы и пути повышения эффективности лесовозного автомобильного транспорта / В. О. Никонов ; М-во образования и науки РФ, ФГБОУ ВО «ВГЛТУ». – Воронеж, 2021. – 202 с. – Библиогр. : с. 181-202 (196 назв.).
2. Посметьев, В. И. Повышение эффективности лесовозного автопоезда путем использования рекуперативного пневмо-гидравлического сцепного устройства / В. И. Посметьев, В. О. Никонов, И. В. Сизьмин // Воронежский научно-технический вестник. – 2021. – Т. 4, № 4 (38). – С. 70-85. Режим доступа : http://vestnikvglta.ru/arhiv/2021/4-4-38-2021/70-85.pdf – Загл. с экрана. – Библиогр. : с. 81-85 (28 назв.). – DOI: 10.34220/2311-8873-2022-70-85.
3. Посметьев, В. И. Оценка актуальности использования в конструкции лесовозного тягача с полуприцепом рекуперативного пневмогидравлического седельно-сцепного устройства / В. И. Посметьев, В. О. Никонов, А. В. Авдюхин // Воронежский научно-технический вестник. – 2021. – Т. 3, № 3 (37). – С. 76-94. Режим доступа : http://vestnikvglta.ru/arhiv/2021/3-3-37-2021/76-94.pdf – Загл. с экрана. – Библиогр. : с. 76-94 (32 назв.). – DOI: 10.34220/2311-8873-2022-76-94.
4. Посметьев, В. И. Актуальность разработки и использования в конструкции лесовозного автопоезда рекуперативного пружинно-гидравлического коникового устройства / В. И. Посметьев, В. О. Никонов, А. Е. Матяшов // Воронежский научно-технический вестник. – 2021. – Т. 3, № 3 (37). – С. 102-116. Режим доступа : http://vestnikvglta.ru/arhiv/2021/3-3-37-2021/102-116.pdf – Загл. с экрана. – Библиогр. : с. 102-116 (25 назв.). – DOI: 10.34220/2311-8873-2022-102-116.
5. Посметьев, В. И. Оценка эффективности перспективной комбинированной технологии для восстановления шеек коленчатых валов двигателей лесовозных автопоездов / В. И. Посметьев, А. М. Кадырметов, В. О. Никонов // Воронежский научно-технический вестник. – 2021. – Т. 4, № 4 (38). – С. 86-101. Режим доступа : http://vestnikvglta.ru/arhiv/2021/4-4-38-2021/86-101.pdf – Загл. с экрана. . – Библиогр. : с. 86-101 (21 назв.). – DOI: 10.34220/2311-8873-2022-86-101.
6. Guang Xia Linear reversing control of semi-trailer trains based on hitch angle stable and feasible domain / Guang Xia, Mingzhuo Zhao, Xiwen Tang, Shaojie Wang, Linfeng Zhao // Control Engineering Practice 104 (2020) 104625. – Bibliogr. : p. 16 (36 titles). – DOI 10.106/j.conengprac.2020.104625.
7. Dong Viet Ha Evalution of Dynamic Load Reduction for a Tractor Semi-Trailer Using the Air Suspension system at all Axles of the Semi-Trailer / Dong Viet Ha, Vu Van Tan, Vu Thanh Niem, Olivier Sename // Actuators 2022, 11, 12. – Bibliogr. : pp. 21-22 (31 titles). – DOI 10.3390/act11010012.
8. J. B. Marcomini Medina Failure Analysis of a Hot Forget SAE 4140 Steel Kingpin / J. B. Marcomini, C. A. R. P. Baptista, J. P. Pascon, R. L. Teixeira, P. C. // International Journal of Engineering Research Science, 2, 6, 2016. – 8 p. Bibliogr. : pp. 7-8. (17 titles).
9. Sunday Bako Stability Analysis of a Semi-Trailer Articulated Vehicle : A Review / Sunday Bako, Bori Ige, Abdulkarim Nasir, Nicholas A. Musa // International Journal of automotive science and technology, 2021, Vol. 5, № 2, pp. 131-140. Bibliogr. : pp. 138-140 (74 titles).
10. Guoxing Bai Obstacle Avoidance of Semi-Trailers Based on Nonlinear Model Predictive Control / Guoxing Bai, Chen Liang, Yu Meng, Li Liu, Weidong Luo, Qing Gu // World Electric Vehicke Journal 2019, 10, 72. – Bibliogr. : pp. 19-21 (27 titles). – DOI 10.3390/wevj10040072.
11. Andrew Tarko Evaluating the rollover propensity of trucks – A roundabout example / Andrew Tarko, Thomas Hall, Mario Romero, Cristhian Guillermo Lizarazo Jimenez // Accident Analysis and Prevention 91 (2016) 127-134. – Bibliogr. : pp. 133-134 (20 titles). – DOI 10.1016/j.aap.2016.02.032.
12. Erik Dahlberg Influence of the fifth-wheel location on heavy articulated vehicle handling / Erik Dahlberg, Johan P. Wideberg // Proceedings 8-th International Symposium on Heavy Vehicle Weights and Dimensions. – Bibliogr. : p. 10 (9 titles).
13. Буторин, Н. Н. Средняя техническая скорость и расход топлива автомобильного поезда / Н. Н. Буторин // Лесной журнал, 2001, № 5-6. – С. 60-63. – Библиогр. : c. 63 (4 назв.).
14. Васильев, А. С. Обоснование эффективности модернизированной конструкции лесовозного автопоезда / А. С. Васильев, И. Р. Шегельман, В. И. Скрыпник // КубГАУ, № 82(08), 2012. – 13 с. Режим доступа : http://ej.kubagro.ru/2012/08/pdf/32.pdf. – Библиогр. : c. 13 (10 назв.).
15. Платонов, А. А. Повышение эффективности работы лесовозных автопоездов при вывозке древесины в малолесных районах : специальность 05.21.01 «Технология и машины лесозаготовок и лесного хозяйства» : автореф. дис. … канд. техн. наук / А. А. Платонов ; «Воронежская государственная лесотехническая академия». – Воронеж, 2000. – 20 с.
16. Кривошапов, С. И. Влияние параметров неровности дороги на расход топлива / С. И. Кривошапов // Вiсник НТУ «XПI», 2017, № 13(1235). – С. 51-55. – Библиогр. : c. 55 (17 назв.).
17. Солодкая, М. Г. Влияние неровности дорожных покрытий на эффективность автомобильных перевозок : специальность 05.23.11 «Проектирование и строительство дорог, метрополитенов, аэродромов, мостов и транспортных тоннелей» : автореф. дис. … канд. техн. наук / М. Г. Солодкая ; «Белорусский национальный технический университет». – Минск, 2020. – 28 с.
18. Ерохов, В. И. Влияние дорожных факторов на выброс вредных веществ и расход топлива автотранспортными средствами / В. И. Ерохов, Е. В. Бондаренко // Вестник ОГУ, 2005, № 4. – С. 139-151. – Библиогр. : c. 151 (8 назв.).
19. Леонович, И. И. Влияние состояния транспортных путей на эффективность работы лесовозных автопоездов на вывозке заготовленного леса / И. И. Леонович, Н. П. Вырко, М. Н. Демидко / Труды БГТУ, 2014, № 2. – С. 37-39. – Библиогр. : c. 39 (2 назв.).
20. Щитов, С. В. Влияние внешних факторов на топливную экономичность автомобиля при транспортно-технологическом обеспечении АПК / С. В. Щитов, З. Ф. Кривуца // Вестник Алтайского государственного аграрного университета, 2014, № 9(119). – С. 111-117. – Библиогр. : c. 116-117 (12 назв.).
21. Кузнецов, А. В. Совершенствование процессов лесотранспорта путем рациональной взаимосвязи параметров транспортных средств и первичной транспортной сети : специальность 05.21.01 «Технология и машины лесозаготовок и лесного хозяйства» : дис. … докт. техн. наук / А. В. Кузнецов ; «Петрозаводский государственный университет». – Петрозаводск, 2015. – 282 с. – Библиогр. : c. 184-218 (352 назв.).
22. Карпов, А. С. Повышение эксплуатационных характеристик двигателей лесовозных автомобилей : специальность 05.21.01 «Технология и машины лесозаготовок и лесного хозяйства», 05.22.10 «Эксплуатация автомобильного транспорта» : дис. … канд. техн. наук / А. С. Карпов ; «Воронежская государственная лесотехническая академия». – Воронеж, 2000. – 168 с. – Библиогр. : c. 112-124 (152 назв.).
23. Магомедов, В. К. Прогнозирование и систематизация отказов прицепных звеньев магистральных автопоездов в горных условиях : специальность 05.22.10 «Эксплуатация автомобильного транспорта» : автореф. дис. … канд. техн. наук / В. К. Магомедов ; «Волгоградский государственный технический университет». – Волгоград, 2012. – 16 с.
24. Попов, В. А. Влияние сезонных условий на расход запасных частей для ремонта и эксплуатации автомобилей в районах Западной Сибири / В. А. Попов, Н. С. Захаров // Межвузовский сборник научных трудов, Тюмень, 2001. – С. 43-47. – Библиогр. : c. 47 (2 назв.).
25. Родионов, Ю. В. Исследование влияния уровня затрат на надежность и эффективность грузовых автомобилей / Ю. В. Родионов, М. Ю. Обшивалкин, Н. В. Паули // Мир транспорта и технологических машин, № 1(40) 2013. – С. 3-11. – Библиогр. : c. 11 (5 назв.).
