Введение к работе
Актуальность проблемы. Отечественное сельскохозяйственное производство обладает огромными потенциальными возможностями и сохраняет большие перспективы развития. Для реализации имеющихся возможностей необходимо обеспечить развитие транспортной инфраструктуры на селе. В этой связи, разработке транспортных средств сельскохозяйственного назначения оправданно уделяется большое внимание, что особенно актуально для малых форм хозяйствования.
Транспортные средства сельскохозяйственного назначения работают в условиях бездорожья, практически во всех климатических зонах и эксплуатируются, как правило, круглогодично. Для обеспечения требуемых условий труда водителя (оператора) и эргономических требований кабины транспортных средств должны быть оборудованы системами микроклимата, в состав которых входят устройства и агрегаты отопления, вентиляции, охлаждения и очистки воздуха. Недостаточно обоснованное применение той или иной системы микроклимата может привести к снижению производительности транспортного средства в целом и росту себестоимости перевозок, из-за возрастания нагрузки на силовой агрегат и увеличению расхода топлива.
Следовательно, анализ и разработка рекомендаций по обоснованию параметров системы микроклимата в привязке к показателям производительности транспортных средств сельскохозяйственного назначения является актуальной задачей.
Цель работы - определить влияние системы микроклимата на энергетический баланс транспортного средства сельскохозяйственного назначения по показателям топливной экономичности и улучшению условий труда водителя.
Задачи исследования.
-
Провести аналитические исследования по обоснованию и формулированию исходных требований для разработки системы микроклимата малогабаритных транспортных средств сельскохозяйственного назначения (МТС).
-
Провести расчетные исследования по вновь разработанной математической модели и определить степень влияния системы микроклимата на энергетический баланс МТС по показателям топливной экономичности.
-
Разработать конструкцию, выбрать агрегатную базу и изготовить системы микроклимата для опытных образцов МТС первой и второй серии.
-
На основе анализа полученных результатов разработать мероприятия по улучшению эргономических показателей рабочего места водителя МТС «Silant» и улучшения условий его труда.
-
Провести комплексные экспериментальные исследования предсерийных образцов МТС «Silant», оборудованных вновь разработанными системами микроклимата и оценить адекватность полученных результатов.
-
Проанализировать экономическую эффективность МТС.
Объект исследования - опытные образцы МТС первой и второй серии, предсерийный образец МТС «Silant».
Методы исследования. Использованы методы математического анализа и моделирования. Использован программный пакет МВК для комплексных исследований автомобиля. При проектировании применялись пакеты программ MATLAB R2008b, SolidWorks 2010, AutoCAD Mechanical 2010.
Экспериментальные исследования проводились с применением измерительного оборудования и на специальных дорогах Автополигона ФГУП «НАМИ».
Научная новизна работы заключается в разработке математической модели влияния системы микроклимата на энергетический баланс транспортного средства сельскохозяйственного назначения по показателю топливной экономичности.
Практическая значимость работы:
проанализировав работу системы микроклимата была разработана математическая модель, позволяющая на этапе проектирования обосновывать параметры системы микроклимата и агрегатный состав с точки зрения влияния на энергетический баланс транспортного средства по показателям топливной экономичности;
математическая модель позволяет на этапе проектирования кабины транспортного средства оценить влияние ее параметров на экономические и эргономические показатели рабочего места водителя (оператора), что сокращает временя на разработку, существенно снижается стоимость, уменьшает объем и сроки экспериментальных исследований;
- разработанные рекомендации по учету влияния системы микроклимата на
энергетический баланс транспортного средства позволяют на этапе проектирования
осуществить конструктивные мероприятия по улучшению эргономических
показателей рабочего места водителя и условий его труда с учетом особенности
конструкции кабины.
Реализация результатов работы.
Разработанная математическая модель используется в научно-исследовательской и проектно-учебной лаборатории транспортных средств сельскохозяйственного назначения инновационного научно-технического комплекса ФГБОУ ВПО МГАУ, что подтверждается справкой о внедрении.
Вновь разработанные системы микроклимата серийно выпускаются и используются в составе МТС «Silant» (ОАО «Автоспецоборудование», г. Великий Новгород), что подтверждается соответствующей справкой о внедрении.
Апробация работы. Основные результаты исследований доложены, обсуждены и одобрены на:
VI и VIII Международных автомобильных научных форумах (МАНФ), Москва, 2008 г. и Дмитров 2010 г.;
Международной научно-практической конференции «Научные проблемы автомобильного транспорта», Москва, ФГОУ ВПО МГАУ, 2010 г.;
Международной научно-практической конференции «Научные проблемы эффективного использования тягово-транспортных средств в сельском хозяйстве», Москва, ФГБОУ ВПО МГАУ, 2011-2012 гг.
Все положения, вошедшие в работу, рассматривались на заседаниях секции «Автомобили» НТС ФГУП «НАМИ» и Кафедре эксплуатации машинно-тракторного парка ФГБОУ ВПО МГАУ.
Публикации. Основные научные результаты опубликованы в 6 научных работах: в том числе одна монография в соавторстве, 4 статьи в журналах, рекомендованных ВАК РФ, и получен один патент на полезную модель № 34898.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, 4 глав, общих выводов и рекомендаций, списка использованных источников из 109 наименований. Объем диссертационной работы составляет 150 страниц текста. Основной текст изложен на 147 страницах и содержит 54 рисунка и 20 таблиц.
