Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Состояние проблемы. Постановка задач исследования 11
Глава 2. Исследование предпосылок создания грузовых автомобилей сельскохозяйственного назначения 26
2.1. Исследование тенденций использования автотранспорта в сельскохозяйственном производстве 26
2.1.1. Особенности товаропроизводства в КФХ и ЛПХ и анализ перевозок мелкопартионных грузов 36
2.1.2. Разработка методики оценки эффективности применения МТС в условиях КФХ и ЛПХ по принципу качественного сравнения 48
2.2. Научные основы создания грузовых автомобилей сельскохозяйственного назначения 66
2.2.1. Анализ опыта создания малотоннажных автомобилей 74
2.2.2. Анализ опыта создания автомобилей высокой проходимости грузоподъемностью до 6 т 80
2.2.3. Разработка мероприятия НИОКР на частном примере перспективного грузового автомобиля высокой проходимости 87
2.3. Выводы по главе 98
Глава 3. Разработка научных основ создания семейства МТС 100
3.1. Анализ имеющегося опыта создания и применения аналогов МТС в транспортной инфраструктуре, коммунальном хозяйстве и сельской местности 102
3.1.1. Универсальное моторное орудие (Унимог) - принципы создания и особенности эксплуатации 103
3.1.2. Анализ отечественного опыта создания «автотракторов» 113
3.1.3. Исследование аналогов МТС в виде средств механизации и транспортной инфраструктуры 123
3.2. Разработка концепции создания семейства МТС на основе локализации и синтеза основных технических требований 132
3.2.1. Основные предпосылки для разработки концепции 133
3.2.2. Разработка математической модели динамики движения МТС по деформируемому грунту 135
3.2.3. Локализация технических требований к средствам механизации сельскохозяйственного назначения 143
3.2.4. Локализация технических требований к малогабаритным транспортным средствам для сельского хозяйства 147
3.2.5. Синтез и разработка ГОСТ «Автомобильные транспортные средства специальные с широкими функциональными возможностями. Общие технические требования» 149
3.3. Выводы по главе : 155
Глава 4. Математическое моделирование процессов взаимодействия МТС с деформируемым грунтом с учетом требований экологии земледелия 158
4.1. Анализ основных требований экологии земледелия 158
4.1.1. Физико-механические свойства почвы и анализ воздействия колесных движителей на почву 163
4.1.2. Сравнительная оценка параметров проходимости и экологических показателей 178
4.2. Математическая модель прямолинейного движения МТС по деформируемому грунту с учетом экологических показателей 183
4.2.1. Основные принципы и особенности разработки математической модели 183
4.2.2. Разработка математической модели 186
4.3. Экспериментальные исследования шины типа Свампер Боггер размерности 37x13.00-16LT 189
4.4. Выводы по главе 204
Глава 5. Разработка типажа и создание опытных образцов МТС 207
5.1. Разработка типажа МТС 207
5.1.1. Определение назначения и условий операционного применения семейства МТС 216
5.1.2. Особенности реализации модульного принципа проектирования МТС 221
5.1.3. Разработка технических заданий на опытные образцы МТС 225
5.2. Разработка принципов формирования художественного облика опытных образцов МТС 245
5.2.1. Анализ вариантности дизайнерских решений 248
5.2.2. Создание макетных образцов, опытной оснастки, выбор композиционных полимерных материалов и технологии их переработки 253
5.2.3. Создание опытных образцов первой и второй серии 259
5.3. Выводы по главе 264
Глава 6. Экспериментальные исследования опытных образцов МТС 266
6.1. Предварительные (заводские) испытания опытных образцов 266
6.2. Результаты государственных приемочных испытаний опытных образцов МТС и доработка конструктивных решений 269
6.3. Проведение ресурсных испытаний 294
6.4. Оценка экономической эффективности 299
6.5. Выводы по главе 306
Основные выводы и рекомендации 309
Литература 313
Приложение 1
- Исследование тенденций использования автотранспорта в сельскохозяйственном производстве
- Универсальное моторное орудие (Унимог) - принципы создания и особенности эксплуатации
- Физико-механические свойства почвы и анализ воздействия колесных движителей на почву
- Определение назначения и условий операционного применения семейства МТС
Введение к работе
Актуальность проблемы. Проблема создания грузовых автомобилей сельскохозяйственного назначения в целом и малотоннажных транспортных средств для крестьянских фермерских (КФХ) и личных подсобных хозяйств (ЛПХ) напрямую связана с развитием экономики страны и подъемом уровня жизни граждан России. Обеспечение современной сельскохозяйственной техникой предприятий агропромышленного комплекса (АПК) связано с определенными трудностями. Многие сельхозпредприятия убыточны и не имеют возможности закупать новую технику, а техника, которая имеется в хозяйствах, на 60-70% выработала свой ресурс. Только от снижения уровня механизации сельхозпроизводства страна теряла в последние годы не менее 30% урожая сельскохозяйственных культур. При этом ни отечественные производители, ни расширение импорта сельхозтехники не способны быстро улучшить состояние дел по насыщению рынка новой современной техникой.
В структуре сельского хозяйства доля ЛПХ составляет 55.. .56, а КФХ — 3,7...4,5%. Причем в ЛПХ производится до 93% картофеля и до 81,5% овощей, в КФХ - соответственно 1,3...1,6 и 2,6...3,3%. Для большинства сельских жителей ЛПХ — единственный источник выживания. В мелкотоварных хозяйствах вся технологическая цепочка производства картофеля и овощей, за исключением тракторной вспашки и предпосадочной культивации, основана на применении ручного труда.
Нерешенность проблемы обеспечения сельского хозяйства транспортными средствами, приспособленными к специфическим условиям эксплуатации, во многом обусловлена недостатками в процессе развития автомобильной промышленности в целом. С учетом наличия тяжелых дорожных условий и бездорожья, очевидно, что разработка научных основ создания грузовых автомобилей сельскохозяйственного назначения и, в частности, семейства малогабаритных транспортных средств с широкими функциональными возможностями (МТС) как нового средства развития КФХ и ЛПХ является актуальной и, кроме того, приобретает особенно острый характер.
Цель работы - проведение теоретических исследований для обоснования параметров МТС сельскохозяйственного назначения с широкими функциональными возможностями, создание опытных образцов, экспериментальное их исследование и подготовка серийного производства.
Объекты исследования - образцы семейства МТС, созданные на основе реализации модульного принципа проектирования и применения каркасно-панельной конструкции кузовных модулей.
Методы исследования. В теоретических исследованиях использованы методы математического моделирования, численные методы решения систем дифференциальных уравнений и нелинейных алгебраических уравнений (пакеты программ I-DEAS, COSMOS/M, расчета методом конечных элементов (МКЭ), другие приложения), методы теорий оптимизации, упругости, планирования эксперимента, вероятности и др.
Экспериментальные исследования проводились согласно вновь разработанной программе-методике испытаний на опытных образцах семейства МТС первой серии, а также после внесения изменений в конструкцию по результатам государственных приемочных испытаний, на образцах второй серии, с применением стендового, измерительного оборудования и на испытательных дорогах ФГУ «Кубанская МИС», ОАО «ФИИЦ М» и Автополигона ФГУП «НАМИ».
Научная новизна работы заключается в разработке концепции создания МТС сельскохозяйственного назначения с широкими функциональными возможностями на основе локализации и синтеза основных технических требований динамики движения, экологии взаимодействия движителей с почвой и производственно-экономических условий малых форм хозяйствования. Технические решения защищены 19 патентами на полезные модели, промышленные образцы и изобретения. Наиболее существенные результаты, полученные лично соискателем:
1. Обоснованы параметры МТС сельскохозяйственного назначения с широкими функциональными возможностями.
2. Разработана методика оценки эффективности применения МТС в условиях КФХ и ЛПХ по принципу качественного сравнения по таким параметрам как производительность и себестоимость единичных транспортных средств от изменения коэффициента использования пробега, технической скорости, времени погрузочно-разгрузочных работ и длины ездки с грузом.
3. Разработана математическая модель динамики движения МТС по деформируемому грунту, позволяющая изучить режимы движения. При этом полученные системы дифференциальных уравнений в общем виде отражают динамику движения по деформируемым грунтам и другим дорогам.
4. Разработана математическая модель прямолинейного движения МТС по деформируемому грунту с учетом экологических показателей, что позволяет получить расчетные значения параметров шин.
5. Разработаны Концепции национальной инновационной программы «Создание новой экспортно-ориентированной автомобильной промышленности России» и организации производства семейства МТС в виде производственно-логистического комплекса (ПЛК).
Достоверность результатов подтверждается тем, что результаты проведенных аналитических исследований согласуются с результатами комплексных экспериментальных исследований с расхождением не более 8%.
Практическая ценность работы. Полученные результаты исследований использованы:
- при разработке программных документов, направленных на развитие отечественной автомобильной промышленности и выносимых на утверждение Правительством России, других административных органов; - на стадии проектирования для оценки и обоснования параметров МТС с помощью разработанных математических моделей динамики движения и взаимодействия движителей с грунтом, а также для определения параметров шин; при разработке типажа МТС с широкими функциональными возможностями путем реализации модульного принципа проектирования и применения каркасно-панельной конструкции кузовных модулей;
- при создании конструкции опытных образцов семейства МТС в виде базового шасси, транспортных средств - самосвалов, пикапа, грузовой платформы с краном манипулятором, опрыскивателя и др. — всего 9 образцов первой и второй серии;
- для обоснования параметров промышленной площадки и подготовки серийного производства.
Кроме того, накоплен ценный технологический опыт по изготовлению оригинальных деталей и систем (двухступенчатый редуктор В ОМ, гидравлическая система, электрическая схема, разработка и изготовление остекления, навесных панелей и полимерных материалов и т.п.).
Реализация результатов работ. Результаты теоретических и экспериментальных исследований внедрены:
математические модели динамики движения МТС по деформируемому грунту и взаимодействия движителя МТС с деформируемым грунтом с учетом требований экологии земледелия; методика оценки эффективности применения МТС в условиях КФХ и ЛПХ по принципу качественного сравнения существующих и вновь создаваемых автомобилей используются в работе конструкторских служб научного направления «Автомобили» ФГУП «НАМИ»;
- отработана технология создания и изготовления кузовных элементов внешней формы и интерьера из композиционных полимерных материалов.
Полученные результаты внедрены в практику Завода опытных конструкций (ЗОК) ФГУП «НАМИ»; В
- разработан: m утвержден : межведомственный, нормативный документ «Перечень,обязательных технических требований транспортньїмісредствам; с широкими функциональнымивозможностями»;
- разработан; ГОСТ Р «Автомобильные транспортные средства специальные: с широкими; функциональными возможностями; Общие технические: требования»;.
- разработан план производства семейства МТС, выбрана промышленная площадка и ведется подготовка, серийного производства? на: 000 «Новгородский1 автотракторный завод» (г. ВеликийНовгород).
Апробация? работы. - Основные: результаты-; исследований доложены обсужденьк и одобрены» • на: V, VI и УШІ Конгрессе технологов: автомобилестроения; Москва; 2007-8 гг.; заседаниях секциш НТЄ Департамента: научно-технологическош политики: m образования: Министерства:сельского хозяйства?России, Москва;.2006-7 гг.; Московской международной конференции «Полимеры т автомобилестроении», Москва,. 2008 г.; Щ и VIC Международном автомобильномнаучном форуме (МАНФ); Москва; 2006 ш2008 гг.
Все: положения, вошедшие в работу,: рассматривались на заседаниях НТЄ ФЕУИ «НАМИ»..
Публикации. Но результатам; выполненных исследований
опубликована! 44 печатныеработы, в их числе Г. монографияш.соавторстве;. 8 статей в\ центральных журналах; рекомендованных ВАК РФ; технические: решения защищены 19 патентамиьнаизобретения промышленные образцы и полезные модели;
Структура и объем работы. Диссертация! состоитиз введения, 6 глав, общих выводов І и результатов, списка использованных источников из 302 наименованийи 4-х приложений; Объем; диссертационной работы; составляет 407 страниц текста. Основной текст изложен на 341 странице и содержит 65 рисунков и:55 таблиц.
Исследование тенденций использования автотранспорта в сельскохозяйственном производстве
Применение автомобильного транспорта в КФХ и ЛПХ предопределяет большой диапазон значений использования грузоподъемности, времени погрузки-разгрузки, а также использования пробега. При этом маршруты перевозок различаются по длине ездки с грузом, по коэффициенту использования пробега и значениями технической скорости. Определение максимальной эффективности в каждом конкретном сочетании перечисленных показателей является сложной математической задачей. Однако различными исследователями давно ведутся теоретические и экспериментальные исследования по оптимизации эффективного применения транспортных средств в технологических процессах сельскохозяйственного производства, а также технических параметров самых машин.
В работах Л.Е. Агеева, И.А. Афанасьева, А.А. Бакаева, В.Ф. Ванчукевича, Д.П. Великанова, А.В. Вельможина, В.А. Гобермана, Н.Е. Евтушенкова, Ю.В. Завадского, Ф.С. Завалишина, А.А. Зангиева, В.А. Зязева, А.Ю. Измайлова, Л.Ф. Кормакова, А.Г. Левшина, Н.И. Левыкина, С.К. Миронюка, Б.С. Окнина, К.-Ю. Рихтера, Р.Ш. Хабатова, М.С. Ходоша, СМ. Цукерберга, Е.П. Шилова и многих других [11-12, 15, 23-24, 26, 28-33, 39-44, 46-49, 102, 106, 108-110, 112-114, 117, 119-122, 126, 148, 150, 152-155, 168, 170, 172-173, 177, 181, 193-194, 196, 199, 204, 207, 213, 230, 236, 238, 252, 254-255, 276, 278, 286, 287, 290] исследованы вопросы оптимизации сочетания производительности технологической машины сельскохозяйственного назначения, компенсаторов в виде различных емкостей, особенности организации грузопотоков и грузоперевозок при различной длине ездки и урожайности убираемой культуры, производительности грузовых транспортных средств и затрат на перевозку продукции. При этом использовались методы оптимизации с помощью детерминированных экономико-математических показателей, вероятностные модели с использованием теории массового обслуживания и имитационное моделирование. В самой общей постановке модель математической оптимизации связана с выбором некоторого решения из допустимого множества решений. Как правило, в основе выбора лежит критерий, который представляет собой некоторый масштаб оценки целесообразности вариантов решения. Тогда критерий выбора называется критерием оптимальности или критерием оптимизации. При изучении модели оптимизации транспорта [238] оптимизационная задача может формулироваться в одной из двух постановок: а) при заданных затратах средств находится максимально возможная степень реализации поставленной цели («принцип наибольшей производительности»); б) заданная цель достигается с минимальными затратами средств («принцип наименьших затрат средств»). Иными словами, оба варианта постановки задачи оптимизации представляют собой основные формы рационального поведения (хозяйствования) и являются выражением двойственности задач оптимизации. Если мероприятия по организации транспортного обслуживания рассматривать как производственный процесс, тогда можно говорить об интенсивности процесса или интенсивностях составляющих процесс мероприятий. Для того, чтобы выбираемые решения об интенсивностях процессов были бы реализуемы и имели экономический смысл, они должны, как правило, удовлетворять следующим требованиям: - при постановке задачи на максимум эффекта необходимо учитывать ограниченность ресурсов, выделяемых для организации транспортных процессов; - при постановке задачи на минимум затрат должно быть обеспечено выполнение заданий по оказанию транспортных услуг каждого вида; Щ - искомые интенсивности процессов по существу своему не могут быть отрицательными. Можно заключить, что решение оптимизационной задачи заключается в отыскании таких значений интенсивности транспортных процессов, которые в наибольшей степени обеспечивают достижение поставленной цели и при этом удовлетворяют всем обязательным требованиям. В математической модели цель оптимизации описывается целевой функцией, а обязательные требования, предъявляемые к искомым решениям, - системой ограничений. Для формирования математической модели введем следующие обозначения: С точки зрения методов решения сформулированных математических задач очень важным является вопрос о характере функций / = (х,, х2,..., х„) и gl = (xlix2,...,xn). Если все эти функции линейные, то оптимизационная задача решается методами линейного программирования. В другом случае задача относится к классу задач нелинейной оптимизации, в котором в свою очередь выделяются различные подклассы в зависимости от особенностей вышеуказанных функций. Рассмотренная общая математическая модель оптимизации соответствует принятию решений в условиях полной определенности, содержит только детерминированные величины и является детерминированной моделью. Для более полного отражения реальных экономических явлений необходимо создавать стохастические модели, которые соответствуют случаю принятия решений в условий риска. Однако этот круг вопросов выходит за рамки данного исследования. В работах [12, 47, 107, 135, 152, 196, 208, 276, 290] исследованы вопросы оптимизации структуры транспортного парка сельскохозяйственного предприятия. Выведена аналитическая зависимость производительности транспортных агрегатов в зависимости от условий использования и их технико-экономических показателей, произведен анализ оптимальной грузоподъемности транспортного агрегата по основным критериям (максимальная производительность и минимально возможные перемещения полезного и мертвого груза). Показано, что оптимальное значение грузоподъемности по критерию минимум прямых эксплуатационных издержек совпадает с грузоподъемностью, обеспечивающей максимум производительности транспортного агрегата. Оптимальная грузоподъемность определялась посредством дифференцирования производительности по грузоподъемности и приравнивания к нулю. Таким же образом определялась оптимальная грузоподъемность по критерию минимума грузоперемещений. Однако известные исследования в основном проводились с целью оптимизации парков транспортных средств различных хозяйств и предприятий, в том- числе сельхозпроизводителей. В последнем случае основное внимание уделялось оптимизации транспортных агрегатов в технологическом процессе сельскохозяйственных машин и механизмов. В результате проведенного выше анализа перевозок грузов в условиях КФХ и ЛПХ можно заключить, что в данном случае требуется разработка методики оценки эффективности применения МТС именно в этих условиях. Такая методика учитывала бы использование единичных транспортных средств и давала возможность оценки тех параметров и показателей, которые представляют наибольший интерес в рамках проводимых исследований.
Универсальное моторное орудие (Унимог) - принципы создания и особенности эксплуатации
Для удовлетворения потребностей жителей сельской местности, мелких производителей сельхозпродукции и для механизации труда в личных подсобных хозяйствах, специалистами НАМИ было разработано семейство транспортно-технологических автомобилей НАМИ-0342 [44]. Эти автомобили могли работать в коммунальном хозяйстве городов, для чего они были оборудованы передним и задним валами отбора мощности, специальными устройствами для агрегатирования разного рода технологического оборудования. В качестве базовой модели был принят автомобиль-самосвал типа 4x4 грузоподъемностью 0,5 т с механической трансмиссией, обеспечивающей диапазон рабочих скоростей от 2 до 50...70 км/ч (в зависимости от типа двигателя), отключаемым задним мостом и принудительно блокируемым межколесным дифференциалом. Автомобиль по своим параметрам соответствовал тракторам класса тяги 0,2...0,6 т и мог работать со шлейфом навесных сельскохозяйственных орудий от тракторов Т-18 и Т-25. Конструкция автомобиля была приспособлена для быстрого освоения в производство на существующих мощностях, без крупных капиталовложений. В силу разных причин, серийное производство не было налажено. На рис. 2.9 показан общий вид автомобиля, в таблице 2,13 приведены основные технические характеристики машины.
Предварительный анализ, выполненный специалистами НАМИ и сельского хозяйства (ВИМ, НАТИ) [44, 111] показал, что при оборудовании необходимыми отборами мощности и системой навески рабочих орудий, автомобиль такого класса с учетом его тягово-сцепных качеств приближается к тракторам класса тяги 0,2...0,6 т и может агрегатироваться с соответствующими сельскохозяйственными орудиями. Иными словами, речь шла о создании грузового автомобиля с широкими функциональными возможностями, способного выполнить некоторые вспомогательные технологические операции в сельском хозяйстве.
При рассмотрении задач компоновки машины была выбрана, кабина полукапотнои компоновки, что позволило достичь улучшенных показателей по использованию сцепного веса автомобиля высокой проходимости. Однако, из-за расширения функциональных возможностей машины, выбор мощностных показателей и параметров трансмиссии оказался неоднозначен. Противоречивые требования к конструкции были разрешены следующим образом. Тягово-динамические расчеты показали, что при ограничении максимальной скорости величиной 50...60 км/ч, в автомобиле необходимо применить силовой агрегат в составе двигателя мощностью до 15 кВт, при частоте вращения коленчатого вала 3000 мин"1 и с крутящим моментом до 50 Нм. Причем оптимальным было признано сочетание четырехступенчатой коробки передач с двухступенчатой раздаточной коробкой.
Проведенный тогда же анализ показал, что в 1990 году выпуск автомобилей грузоподъемностью до 500...600 кг составил 52 тыс. штук. К 2000 году прогнозировалась потребность в таких автомобилях до 200 тыс. штук в год. По данным Госкомстата РФ в 1992 году на 100 КФХ приходилось 55 тракторов и 23 грузовых автомобиля. При наличии на тот момент 183 тыс. КФХ в России выпуск подобной техники должен был расти опережающими темпами. Причем в сельскохозяйственном производстве в большей степени были востребованы не созданные на базе серийных автомобилей фургоны и пикапы, а более универсальные малотоннажные грузовые автомобили высокой проходимости с широкими функциональными возможностями.
В связи с развитием сельского хозяйства страны, его специализацией и значительным ростом объемов перевозок сельскохозяйственных грузов в 70-х гг. XX века возникла необходимость разработки и организации производства транспортно-технологических автомобилей, способных круглогодично работать на грунтовых дорогах и в полевых условиях со специальными и специализированными прицепными средствами. Согласно расчетам, наиболее массовым должен был быть автопоезд с полной массой не более 24 т, в составе автомобиля-тягача с полной массой до 12 т и грузоподъемностью до 6 т, и двухосного прицепа грузоподъемностью до 5...6 т. В соответствии с агротехническими требованиями семейство транспортных средств должно было содержать базовое шасси - автомобиль-тягач высокой проходимости, предназначенный для работы с прицепом равной грузоподъемности; самосвальный и бортовой автопоезда; седельный автопоезд и шасси под специальные надстройки [39-44, 287]. При этом транспортные средства должны были удовлетворять требованиям к автомобилям сельскохозяйственного назначения, обозначенным выше. Создание такого класса техники потребовало решения ряда специфических задач. Например: - необходимая для реализации принципа равнонагруженности осей загрузка передних колес могла быть достигнута только путем относительного продвижения вперед центра массы платформы с размещением кабины перед передней осью и соответствующим увеличением переднего свеса автомобиля в сравнении с традиционными значениями для автомобилей вагонной компоновки. Другой путь - увеличение колесной базы - оказался неприемлемым из-за недопустимого ухудшения маневренности автомобиля; - установка на обеих осях одинарных шин с повышенной несущей способностью потребовала максимально возможного снижения центра масс автомобиля в связи с меньшей боковой жесткостью широкопрофильных шин; - потребовалось применение переднего ведущего моста с размерностью ступичной части и тормозов, а также передней подвески и рулевого управления вновь разработанной конструкции; - из-за увеличения ширины профиля шин потребовалось максимально возможное расширение колеи, что повлекло за собой расширение колеи задних колес и, в общей сложности, улучшение боковой устойчивости автомобиля. Серийное производство семейства КАЗ-4540 было начато в 1984 году. Эксплуатация показала, что производительность транспортных работ в сельском хозяйстве возросла примерно в 2 раза при снижении расхода топлива и уменьшения вредного воздействия на окружающую среду.
Физико-механические свойства почвы и анализ воздействия колесных движителей на почву
Результаты проведенных исследований и анализ конструктивных особенностей и технических характеристик возможных аналогов МТС различных классов позволяет заключить, что на рынке имеется специализированная техника следующих групп: - малогабаритные полноприводные транспортные средства различного назначения; - малогабаритные технологические модули для сельского хозяйства с транспортной скоростью не более 40 км/ч; - малогабаритные полноприводные многофункциональные транспортные средства, специально предназначенные для сельского хозяйства, которые не сертифицируются как автомобили, и не предназначены для эксплуатации по дорогам общего пользования. К группе малогабаритных полноприводных транспортных средств различного назначения можно отнести машины типа Кавасаки Мул ЗОЮ (Япония), Полярис Рейнджер ХР 4x4 (Канада), Ямаха YXR 6 6 OF Рино (Япония), Дурсо Футура 98Е (Италия), Оелле Джиппони (Италия) и Карон 200-й, 300-й, 500-й и 600-й серии (Италия), Авант 200 (Финляндия) (Приложение 2, рис. 1 7). Основные технические характеристики упомянутых машин приведены в таблице 3.6.
По назначению и конструктивным особенностям эти машины могут выполнять как сельскохозяйственные, так и транспортные функции, но на малых скоростях и с известными ограничениями. На дорогах общего пользования и на относительно длинных перегонах (между населенными пунктами в сельской местности) они мало пригодны и фактически не используются. Их функциональные возможности в сельском хозяйстве тоже ограничены, в основном, малой мощностью силовой установки и малым сцепным весом, а также необходимостью наличия большого количества машин даже в хозяйствах среднего размера.
К группе малогабаритных технологических модулей для сельского хозяйства с транспортной скоростью не более 40 км/ч можно отнести машины типа Терратрак Аеби ТТ55 (Щвейцария) и Расант Аеби RS1305 и RS1904P (Швейцария) (Приложение 2, рис. 8 - 13). Основные технические характеристики этих машин приведены в таблице 3.7.
Малогабаритные технологические модули для сельского хозяйства с транспортной скоростью не более 40 км/ч представляют собой своеобразные гибриды трактора и автомобиля. Однако следует заметить, что эти машины скорее ближе к малогабаритным тракторам по своему назначению, чем к малогабаритным автомобилям. Им присущи недостатки малогабаритных тракторов, а с малогабаритными автомобилями некоторых из их роднит наличие грузовой платформы малой емкости. Конструкция подобных машин часто определяется сезонным характером применения указанной техники, а их появление во многом обусловлено отсутствием на рынке доступных транспортных средств необходимых классов, особенно для обработки склонов.
К группе малогабаритных полноприводных транспортных средств для сельского хозяйства, не предназначенных для эксплуатации по дорогам общего пользования можно отнести машины типа Дурсо Фармер 480 (Италия), Дурсо Уфо 200 (Италия), Карон 800-й и 900-й серий (Италия), Ерреппи Слалом 30 (Италия). (Приложение 2, рис. 14 - 18). Основные технические характеристики этих машин приведены в таблице 3.8.
Анализ приведенных данных показывает, что возможным аналогом МТС различных классов можно считать транспортное средство типа Ереппи Слалом 30 (Приложение 2, рис. 18). Однако следует заметить, что данное полноприводное транспортное средство повышенной проходимости способно выполнять только 2...3 вспомогательные агротехнические операции, оно не приспособлено к преодолению бездорожья и использованию передней навески, а транспортные операции выполняет только вне дорог общего пользования на грунтовых дорогах с твердым покрытием. Общим недостатком упомянутых транспортных и технологических средств можно признать относительную ограниченность функциональных возможностей. Таким образом, можно заключить, что прямых аналогов МТС в настоящее время на рынке нет.
Отсутствие такого рода транспортных средств в линейке продукции ведущих производителей мира можно объяснить наличием хорошо развитой дорожной сети, в том числе в сельской местности, более мягким климатом, укрупнением фермерских хозяйств, а также большой насыщенностью типажей тракторов и автомобилей разнообразными взаимодополняющими типами машин.
Определение назначения и условий операционного применения семейства МТС
МТС различных классов по назначению многоцелевые; по компоновочной схеме — рамной конструкции; по числу осей — двухосные, что, со своей стороны, определяет нагрузку на оси, проходимость, управляемость и плавность хода; по взаимному расположению двигателя, кабины и грузовой платформы - последовательной схемы размещения указанных элементов и т.д. К числу важных требований, предъявляемых к колесным машинам высокой проходимости, относится ограниченное число базовых моделей автомобилей (по грузоподъемности) и минимально возможное количество типов сборочных единиц (согласно модульному принципу проектирования). Кроме одинарных шин и всех ведущих мостов колесные машины высокой проходимости должны иметь дополнительные механизмы и устройства, повышающие их эксплутационные качества. Наряду с этим, в процессе проектирования определяют возможную унификацию по элементам с выпускаемыми машинами и по основной характеристике проектируемой машины составляют ее эксплуатационно-техническую характеристику по таким показателям, как грузоподъемность, собственная масса, максимальная скорость, тип двигателя, его максимальная мощность, рабочий объем, тип шин, тип кузова и т.д.
Тягово-динамические характеристики в итоге определяют один из важнейших показателей - среднюю эксплуатационную скорость машины. Одним из показателей, характеризующих скоростные характеристики и среднюю скорость движения колесной машины, является удельная мощность, т.е. отношение мощности двигателя к полной массе машины. Топливно-экономические характеристики колесной машины определяют расход топлива при различных условиях эксплуатации. Тормозные характеристики определяют способность колесной машины в кратчайшее время снижать скорость до полной остановки и иметь при этом минимальный тормозной путь, т.е. расстояние, проходимое машиной от момента начала торможения до полной остановки.
Действующая Федеральная система технологий и машин предусматривает наличие десяти тяговых классов от 0,2 до 8. Имеющийся типаж охватывает почти весь диапазон организационно-хозяйственных и климатических условий, а также весь спектр форм организации использования техники, начиная от индивидуального потребителя, мелких и крупных арендных и подрядных коллективов и фермеров и кончая крупными хозяйствами, их объединениями.
Федеральный закон от 27 декабря 2002 года № 184-ФЗ «О техническом регулировании» создал новый правовой механизм, обеспечивающий разработку, принятие, применение и исполнение обязательных требований (технических регламентов) и добровольных правил (стандартов) в отношении продукции на всех фазах жизненного цикла изделий, производственных процессов, работ и услуг. В соответствии с данным законом обязательные для исполнения требования безопасности могут устанавливаться только в технических регламентах. Принятие технических регламентов направлено на снижение рисков причинения вреда, возникающего вследствие использования объектов технического регулирования. В законе Российской Федерации от 7 февраля 1992 года №2300-1 «О защите прав потребителей» установлено, что потребитель имеет право на безопасность товара для жизни, здоровья потребителя, окружающей среды при обычных условиях его использования. Эти требования, а также требования по предотвращению причинения вреда имуществу потребителя, являются обязательными и устанавливаются законом или в соответствующем порядке. Не допускается продажа товара, в том числе импортного, без ин № формации об обязательном подтверждении его соответствия установленным требованиям.
Федеральный закон от 10 декабря 1995 года №196-ФЗ «О безопасности дорожного движения» основными направлениями обеспечения безопасности дорожного движения определяет, в том числе, осуществление обязательной сертификации объектов, продукции и услуг транспорта, а также государственного надзора и контроля за выполнением законодательства Российской Федерации, правил, стандартов, технических норм и других нормативных документов в области обеспечения безопасности дорожного движения.
Федеральный закон от 10 января 2002 года №7-ФЗ «Об охране окружающей среды» и Федеральный закон от 4 мая 1999 года №96-ФЗ «Об охране атмосферного воздуха» содержат положения запретительного характера («Запрещается производство и эксплуатация транспортных средств... содержание вредных веществ в выбросах которых превышает установленные технические нормативы выбросов»), что подразумевает установление соответствующих нормативов и организацию контроля за их соблюдением.
В существующих условиях установление требований к автотранспортным средствам должно осуществляться с учетом мирового опыта, а также, принимая во внимание участие России в международных соглашениях в сфере безопасности автотранспортных средств. С ростом мирового автомобильного парка и образованием региональных и глобальных автомобильных рынков возникает естественная необходимость обеспечения более высокого уровня их конструктивной безопасности, равно как охраны окружающей среды и эффективности потребления энергии, что сопровождается гармонизацией технических требований не только в региональном, но и в мировом масштабе [136, 227].
В переходный период, до принятия соответствующих технических регламентов государственная политика технического регулирования в автомобилестроении осуществляется посредством выполнения положений утвержденной Госстандартом России (постановление от 31 марта 1993 года №7) «Системы сертификации механических транспортных средств и прицепов», включившей в себя совокупность обязательных технических требований к различным категориям автомототранспортных средств и порядок подтверждения соответствия этим требованиям в форме обязательной сертификации. Нормативной базой российской системы сертификации стали Правила ЕЭК ООН, являющиеся приложением к Женевскому Соглашению 1958 года, а также национальные стандарты, учитывающие специфику эксплуатации автотранспортных средств в России.
В 1998 году «Система сертификации механических транспортных средств и прицепов» была пересмотрена и ныне действует в виде «Правил по проведению работ в системе сертификации механических транспортных средств и прицепов» (утверждены постановлением Госстандарта России от 1 апреля 1998 года №19 и зарегистрированные Минюстом России 15 мая 1998 года, регистрационный №1522).
В соответствии с Федеральным законом «О техническом регулировании» в редакции Федерального закона от 1 мая 2007 года №65-ФЗ, до вступления в силу соответствующих технических регламентов Правительство Российской Федерации и федеральные органы исполнительной власти в пределах своих полномочий вправе вносить в установленном порядке изменения в нормативные правовые акты Российской Федерации, применяемые до дня вступления в силу соответствующих технических регламентов, федеральные органы исполнительной власти - в нормативные документы федеральных органов исполнительной власти, применяемые до дня вступления в силу соответствующих технических регламентов.
