5.4. Эксплуатационные условия и технико-эксплуатационные качества автотранспортных средств

Условия, в которых приходится работать ТС, отличаются по множеству характеристик: температура, влажность, время суток и года, освещенность, состояние дорожного покрытия, организация движения и т. д. В связи с этим, свойства автомобиля также должны быть также разнообразными и соответствовать условиям эксплуатации. Степень пригодности какого-либо свойства конструкции автомобиля к определенным условиям эксплуатации называется технико-эксплуатационным качеством ТС.

Соответствие технико-эксплуатационных качеств условиям эксплуатации позволяет обеспечить сохранность груза, своевременность и срочность его доставки, экономичность перевозок и т. д. Только в этом случае могут быть достигнуты высокие экономические показатели работы парка подвижного состава.

Все многообразие условий эксплуатации можно разделить на четыре группы: транспортные, дорожные, климатические и организационно-технические.

Транспортные условия характеризуются родом и характером перевозимого груза, объемом перевозок, колебаниями грузооборота, размером и количеством однородных партий груза, срочностью и своевременностью перевозок, расстоянием перевозки, условиями погрузки и разгрузки.

Дорожные условия определяются типом дорожного покрытия и его прочностью, состоянием и шириной проезжей части дороги, рельефом местности, планом и профилем дороги (углы уклонов, радиусами горизонтальных и вертикальных кривых и т. п.), прочностью сооружений, по которым проходит дорога, интенсивностью движения.

Климатические условия зависят от географических и природных особенностей зоны, в которой работают ТС (зона холодного климата – 180…300 дней в году с температурой ниже 0°C, зона умеренного климата, зона жаркого сухого или влажного климата).

Организационно-технические условия характеризуются режимом эксплуатации ТС (пробегом за сутки, год), условиями хранения подвижного состава, организацией технического обслуживания и ремонта, организацией и режимом работы водителей и т. п.

Независимо от условий эксплуатации каждое ТС обладает определенными свойствами и качествами, которые характеризуют его с точки зрения достижений автомобилестроения и пригодности к работе с точки зрения перевозчиков. Общими эксплуатационными качествами, по которым оцениваются все автомобили, являются: вместимость, использование массы, скорость движения (скоростность), безопасность, топливная экономичность, долговечность, надежность, проходимость, удобство использования, простота обслуживания и ремонта. Приведенные качества ТС с позиций достижений техники, конструкции, технической эксплуатации изучаются в соответствующих учебных дисциплинах.

Каждое эксплуатационное качество ТС характеризуется сочетанием определенных свойств и особенностей конструкции. Под свойством автомобиля понимается присущая ему объективная особенность, проявляющаяся при его производстве и эксплуатации. Свойство существует безотносительно к условиям эксплуатации, оно может по-разному проявляться при различных обстоятельствах.

Вместимость автомобиля – это наибольшее количество грузов, которые могут единовременно перевозиться автомобилем, определяемое его прочностью и размерами кузова.

Использование массы автомобиля – соотношение между его собственной массой в снаряженном состоянии полезной нагрузкой.

Скоростностью автомобиля называется его способность доставлять грузы с наименьшими затратами времени.

Безопасность автомобиля есть совокупность его конструктивных особенностей, характеризующих приспособленность к движению с минимальной вероятностью дорожно-транспортных происшествий и сведению к минимуму возможных их последствий, а также безвредность его использования для окружающей среды.

Топливной экономичностью называется способность автомобиля осуществлять перевозки при минимальном расходовании топлива на каждый т∙км.

Долговечность автомобиля – это продолжительность его работы до такого предельного технического состояния, после которого дальнейшее использование экономически нецелесообразно или недопустимо по требованиям безопасности.

Надежностью автомобиля является его способность работать безотказно, без поломок или технических неисправностей, которые могут вызвать перерывы в его использовании.

Удобство использования – это комплексное качество, характеризующее комфортабельность и отсутствие утомляемости водителя, приспособленность и сохранность грузов, простоту выполнения погрузочно-разгрузочных работ, легкость управления и путевого обслуживания автомобиля и др.

Простота технического обслуживания и ремонта автомобиля проявляется в совокупности свойств и особенностей конструкции, характеризующей требуемые затраты времени, труда и денежных средств на поддержание его в технически исправном, работоспособном состоянии.

Эксплуатационные качества удовлетворяют те требования, которые предъявляются к автомобилю. Они каким-либо образом влияют на эффективность его использования. Но не все названные эксплуатационные качества имеют одинаковую значимость для обобщенной оценки ТС. Выделение основных эксплуатационных качеств производится на основе силы их влияния на эффективность использования ТС.

В качестве примера коротко рассмотрим только несколько качеств, определяющих приспособленность автомобилей к перевозкам грузов при конкретных условиях эксплуатации (род и характер груза, условия погрузки и разгрузки, рельеф местности, состояние дороги и др.).

Грузовместимость ТС определяется грузоподъемностью и внутренними размерами кузова, плотностью груза, тарой и схемами укладки груза в кузове.

В технических характеристиках отечественных автомобилей указывается номинальная грузоподъемность. В зарубежных странах указывают полную массу и собственную снаряженную массу грузового автомобиля. Для определения номинальной грузоподъемности из первой вычитают вторую. Номинальная грузоподъемность (q_н) зависит от конструкции автомобиля и прочности его основных несущих узлов и агрегатов.

Для разных автомобилей и условий эксплуатации грузовместимость может быть различной. Так грузовместимость G_bm в т для автомобиля с прямоугольной открытой бортовой платформой определяется по формуле

G_bm = а_кb_к (h_k ± h₁) ρ,

а для фургона

G_bm = а_фb_фh_г ρ,

где а_к, а_ф – внутренняя ширина кузова и фургона соответственно, м;

b_к, b_ф – внутренняя длина кузова и фургона соответственно, м;

h_k – внутренняя высота бортов кузова, м;

h₁ – расстояние от верхнего края борта до допустимого уровня погрузки груза, м;

h_г – допустимая высота погрузки груза в фургон, м;

ρ – плотность груза, т/м³.

Произведение трех линейных величин (ширины, длины, высоты) показывает объем, который занимает или может занимать конкретный груз в кузове транспортного средства.

Для оценки и использования грузовместимости используется коэффициент использования грузоподъемности и показатели удельной объемной грузоподъемности. Коэффициент использования грузоподъемности рассчитывается делением фактической массы груза, перевозимой автомобилем, на номинальную грузоподъемность. Удельная объемная грузоподъемность (q_уд) определяется отношением номинальной грузоподъемности к полному объему кузова. Она является величиной постоянной для каждой модели автомобиля.

Удельная объемная грузоподъемность автомобиля имеет ту же размерность, что и плотность груза – т/м³. Следовательно, она показывает минимальную плотность груза, при перевозке которого будет обеспечено полное использование грузоподъемности ТС. На практике могут иметь место три соотношения указанных показателей:

1) ρ < q_уд – объем кузова используется полностью, а грузоподъемность не может быть использована полностью;

2) ρ = q_уд – полностью используются грузоподъемность и объем кузова;

3) ρ > q_уд – грузоподъемность используется полностью при неполном использовании объема кузова.

Коэффициент использования массы оценивает совершенство конструкции с точки зрения величины грузоподъемности, приходящейся на единицу собственной массы. Увеличение этого показателя означает уменьшение затрат металла и других материалов на каждую тонну грузоподъемности и повышение экономичности расходования топлива и прочих эксплуатационных материалов. Обычно, чем выше грузоподъемность подвижного состава, тем выше и значение коэффициента.

Скоростные свойства автомобилей наиболее полно выражаются в технической скорости движения для определенных условий эксплуатации.

На техническую скорость оказывают влияние конструктивные особенности (динамичность, плавность хода, устойчивость, маневренность) и техническое состояние ТС, дорожные условия (ширина проезжей части, состояние покрытия, освещенность дороги, радиусы кривых), элементы системы организации перевозок (длина поездки, использование грузоподъемности и пробега, характер перевозимых грузов и др.).

Безопасность, как эксплуатационное качество автомобиля, носит комплексный характер и проявляется в безопасности движения, экологичности (уровне загрязнения окружающей среды), бесшумности, отсутствии вибрации и электромагнитных полей. На безопасность оказывают влияние и определяют ее уровень для конкретного парка ТС следующие факторы: тормозные свойства, устойчивость, управляемость, обзорность, эффективность сигнализации, качество топлива и топливной аппаратуры, наличие трущихся деталей, используемые материалы, активные и пассивные средства безопасности и т. п.

Особое внимание при эксплуатации подвижного состава со стороны владельцев транспортных средств должно быть обращено на соблюдение стандартов экологической чистоты работы автомобильного двигателя и самого автомобиля. В таблице 5.6 приведены евростандарты выбросов вредных веществ в отработанных газах автомобилей, а в таблицу 5.7 сведены данные о допустимом уровне внешнего и внутреннего автомобильного шума.

Таблица 5.6

Евростандарты вредных веществ в отработанных газах автомобилей, г/км

Вредные вещества	Евро-1	Евро-2	Евро-3	Евро-4	Евро-5
Оксид углерода (СО)	2,72/3,16	2,2/1,0	2,3/0,64	1,0/0,5	1,0
Углеводороды (СН)	–	–	0,2/–	0,1/–	0,05
Углеводороды и окислы азота (СН+NOx)	0,97/1,13	0,5/0,7	–/0,56	–/0,3	–
Оксиды азота (NOx)	–	–	0,15/0,50	0,08/0,25	0,08
Частицы	0,14	0,08	0,05	0,025	0,025

Примечание. В числителе указаны данные для бензиновых двигателей, в знаменателе – для дизельных двигателей.

Таблица 5.7

Допустимый уровень внешнего и внутреннего автомобильного шума, дБА

Вид транспортного средства	внешний	внутренний
Грузопассажирские автомобили	77	78
Грузовые автомобили с полной массой до 2000 кг ……………………………………………до 3500 кг	78 79	80 80
Грузовые автомобили с полной массой свыше 3500 кг и с двигателем мощностью менее 75 кВт (102 л. с.) ……………………………… до 150 кВт (204 л. с.) ………………………… свыше 150 кВт (204 л. с.)	77 79 80	82/80* 82/80 82/80

*В знаменателе значение для международных и междугородных перевозок (со спальным местом)

Проходимость ТС зависит от габаритов, дорожного просвета под осями, межосевого дорожного просвета, радиусов поворота, углов въезда и съезда, маневренности, сцепления колес с дорогой, колесной формулы, величины нагрузки на ось, мощности двигателя, защищенности механизмов от воды и грязи и др.

Удобство использования автомобиля определяется комплексом эксплуатационных свойств. Эти свойства следующие: плавность хода, простота управления, маневренность, удобство погрузки и разгрузки грузов, обеспечение сохранности грузов, простота путевого обслуживания.

Например, сохранность грузов определяется приспособленностью ТС к перевозкам конкретного груза, что достигается различными конструктивными особенностями. Все виды товарной продукции требуют защиты от загрязнения, дождя, ветра, солнечных лучей, большинство пищевых продуктов требуют поддержания определенного температурного режима. При перевозке хрупких, ломких или взрывоопасных грузов по неровным дорогам особое внимание уделяется плавности хода. Указанные требования реализуются за счет специализации кузовов ТС, мягкости подвесок и прочности рессор.

Удобство погрузки и разгрузки характеризуется возможностью проведения этих операций с минимальной затратой труда и времени.

Погрузочная высота автомобиля (прицепа) – это расстояние от опорной поверхности до пола кузова (открытые борта) или до верхней кромки борта кузова (закрытые борта). При уменьшении погрузочной высоты облегчаются погрузочно-разгрузочные работы.

Для автомобилей-фургонов большое значение имеют размер и расположение кузовных дверей, значительно ускоряющих погрузку, выгрузку, заезд в фургон вилочного погрузчика, и наличие поднимающейся крыши.

Погрузка и выгрузка облегчаются при использовании специальных самосвальных или самопогрузочных устройств.

Выбор типа и модели ТС осуществляется исходя из их провозных возможностей. Провозные возможности подвижного состава определяются грузоподъемностью, степенного использования грузовместимости, проходимостью, скоростностью и удобством пользования при соблюдении требований, предъявляемых данным видом перевозок, и меняются от условий эксплуатации и перевозки, но главным образом, от рода, характера груза и категории дороги.

Эффективность организации перевозок грузов в заданных объемах и номенклатуре, в данный период и заданные сроки оценивается величиной затрат денежных и материальных средств, требующихся для их осуществления. Минимального значения величины этих затрат могут достигнуть только в случае, когда эксплуатационные качества подвижного состава будут соответствовать требованиям, предъявляемым данными условиями эксплуатации.

Улучшение эксплуатационных качеств ТС намечается по нескольким направлениям:

• создание автомобилей с широким диапазоном грузоподъемности. Увеличение выпуска автомобилей малой и большой грузоподъемности, которых в настоящее время не хватает для удовлетворения потребностей национальной экономики;

• создание более мощных и экономичных двигателей, работающих как на жидком топливе, так и на электрической и атомной энергии, а также на природном и искусственном газе;

• совершенствование общей конструкции ТС (уменьшение веса за счет использования современных материалов, повышение комфортности работы водителя, безопасности, уменьшение вредного воздействия на окружающую среду и др.);

• увеличение выпуска и типов специализированных автомобилей, прицепов и полуприцепов.

Дальнейшее повышение эксплуатационных качеств ТС состава позволит повысить эффективность работы автомобильного транспорта и снизить затраты на перевозку грузов.