СИСТЕМА РЕГУЛИРОВАНИЯ ДАВЛЕНИЯ ВОЗДУХА В ШИНАХ ДЛЯ АВТОМОБИЛЕЙ ВЫСОКОЙ ПРОХОДИМОСТИ
Лазарев В.В. (БГИТА, г. Брянск, РФ)
The Designed specificationses, which can be used at development of the technical requirement for system designing the regulation of the pressure of the air in bus modern and perspective cars to high passability under their usages in condition of the bad roads.
Многоцелевые грузовые автомобили и шасси с повышенным и высоким уровнем проходимости оказывают наиболее массированные воздействия на природу и человека, поскольку именно они выполняют основные транспортные и технологические операции на полях, в лесах, на многочисленных грунтовых дорогах и в условиях бездорожья. Обычно в этих условиях автотранспортные средства на деформируемых грунтах образуют колею глубиной 0,1 - 0,15 м, а в ряде случаев ее глубина составляет 0,3 - 0,4 м. При этом разрушается самый ценный почвенный слой, поскольку почвенная фауна, обеспечивающая урожайность, располагается на этой же глубине. Жизнь в такой колее, как это отмечается в работе [1], в ряде случаев, не возрождается десятки лет.
Естественно, что при разработке автомобилей высокой проходимости (АВП) проблем много, и рассматривать их можно с разных точек зрения. Но представляется, что в любом случае одним из центральных пунктов, вокруг которого должны разворачиваться все концепции – это всемерное снижение разрушительных последствий взаимодействия колес с почвой. При этом следует иметь в виду, что при движении по деформируемому грунту экологические и энергетические свойства АВП непосредственно связаны друг с другом, поскольку при этом, как правило, происходит интенсивное выделение выхлопных газов, причем они распределяются не в узкой придорожной колее, а на ширине равной примерно 300 м. При этом почва на этой ширине пропитывается токсичными отходами выхлопа, что самым опасным образом влияет на окружающую среду, а в конечном счете - на продукты питания.
Учитывается ли это на практике? К сожалению нет. Обычно перед работниками АВП ставится основная задача: автомобиль должен передвигаться любой ценой, невзирая на разрушительные последствия взаимодействия колес с грунтом и на чрезмерные затраты энергии на движение. При этом вопросы экологической чистоты АВП решаются попутно, как получится.
Одним из эффективных устройств для повышения проходимости и соответственно экологической чистоты автотранспортных средств является применение системы регулирования давления воздуха в шинах («система РД»).
Однако до настоящего времени, даже у современных автомобилей параметры таких систем обеспечивают полное время снижения или повышения давления воздуха в шинах, доходящее до 10-12 минут, что обуславливает чрезмерное время адаптации колесного движителя к дорожным условиям. Водителю приходится или делать продолжительные остановки перед каждым труднопроходимым участком дороги, чтобы приготовиться к его преодолению, или, что бывает гораздо чаще, эксплуатировать автомобиль с неприемлемым для дорожных условий давлением в шинах. При этом применение даже крупногабаритных эластичных шин не дает на практике нужного эффекта.
В этой связи обобщенный анализ этой проблемы позволил специалистам НТЦ КамАЗа и МГТУ имени Н.Э.Баумана разработать и реализовать концепцию унифицированного семейства перспективных автомобилей высокой проходимости, в которой в частности отмечается "...в ближайшем будущем проблема создания многоцелевого экологически чистого вездеходного колесного движителя должна решаться, прежде всего, путем разработки крупногабаритных, очень эластичных радиальных широкопрофильных шин и быстродействующей системы регулирования давления воздуха в них…" [1].
При этом, по мнению этих же специалистов, проходные сечения воздухопроводов и производительность компрессора «системы РД» должны обеспечивать водителю возможность создания нужной конфигурации шин не за 10-12 мин, а за 30-40 с. Только при этом условии применение крупногабаритных радиальных широкопрофильных шин (типа 1350´550-533) с изменением давления воздуха и даже допускающих ваккумирование, появляется реальная возможность движения АВП по слабым грунтам (с несущей способностью порядка 0,02-0,03 МПа) без значительных разрушительных последствий взаимодействия колес с почвой, что соответствует выполнению нормы экологического стандарта (ГОСТ 28955-86).
При этом следует отметить, что материальные затраты, связанные с увеличением проходных сечений и производительность компрессора «системы РД» будут несоизмеримо малы по сравнению с повышением уровня экологических и энергетических свойств АВП. Кроме этого снижение времени адаптации колесного движителя к дорожным условиям движения значительно повысят мобильность АВП за счет снижения величины «потерянного пробега», связанного с изменением давления в шинах. При этом также снизится износ шин, расход топлива, а также время нецелесообразного использования моторесурса мощного двигателя для привода малопроизводительного компрессора для подкачки шин.
Одной из причин необоснованного выбора параметров этой системы является отсутствие достаточно надежной и в то же время доступной для инженерной практики методики её расчета. Поэтому, в частности, в заводской практике при проектировании «системы РД» конструктор обычно руководствуется мотивами унификации её элементов с действующими в производстве устаревшими модификациями АВП.
В этой связи на основе теоретических исследований термодинамических процессов, выполненных в работе [2], автором настоящей работы разработана методика расчета, которая в доступной для инженерной практики методики расчета позволяет определять оптимальные проходные сечения всех элементов, а также требуемую производительность компрессора «системы РД» в зависимости от требуемого времени адаптации колесного движителя к дорожным условиям движения АВП [3].
Литература
1 Полноприводный КамАЗ / Р.А. Азаматов, Г.А. Смирнов, И.В. Сазонов, С.Д. Попов // Автомоб. пром-сть.- 1992.- № 6.- с. 6-9.
2 Лазарев, В.В. Основы теории и расчета системы регулирования давления воздуха в шинах автомобилей / В.В. Лазарев, А.И. Коновалов.: Науч. ред. д.т.н., проф. Евенко. Приокское книжное изд. Брянское отделение.- Брянск, 1976. – 95 с.
3 Лазарев, В.В. Системы регулирования давления воздуха в шинах (теория и расчет). Брянское объединение информ. ресурсов научн.-техн. развития России при правительстве РФ "Росинформресурс". - Брянск, 1993. - 118 с.