2594

неисправным или некомплектным технологическим оборудованием, что, принимая во внимание масштабы перевозок нефтепродуктов автомобильным транспортом, повышает вероятность возникновения инцидентов, связанных с их перевозкой.

Отсутствие контроля технологического оборудования АЦ целесообразно восполнить проверками его технического состояния в рамках государственного технического осмотра (далее – ГТО). Периодичность ГТО транспортных средств для перевозки опасных грузов, включая АЦ, установлена дважды в год [6], т.е. в два раза чаще, чем транспортных средств общего назначения, а также выше периодичности технического осмотра, установленного ДОПОГ [3].

В соответствии с Правилами проведения ГТО [8] транспортные средства проверяют на соответствии общим требованиям безопасности, которые устанавливают ГОСТ Р 51709 и Основные положения [5]. К транспортным средствам, осуществляющим перевозки опасных грузов, Правила проведения ГТО [8] предписывают дополнительно применять положения Правил перевозки опасныхгрузов автомобильным транспортом [7].

Дополнительные (по отношению к транспортным средствам общего назначения) требования, которые указанные стандарт и нормативные правовые акты предъявляют к АЦ, не затрагивают технического состояния технологического оборудования АЦ (табл. 1), т.е. в отношении АЦ являются явно не достаточными.

Таблица 1

Дополнительное оборудование АЦ, требования к которым установлены нормативными правовыми актами,

включенными в перечень Правил проведения ГТО [8]

120

Недостаточность требований к техническому состоянию АЦ можно было бы устранить включением в утвержденный Правилами проведения ГТО [8] перечень стандартов и нормативных правовых актов ГОСТ Р 50913. Применению требований ГОСТ Р 50913 в полном объеме препятствует отсутствие испытательного оборудования, которое можно было применять в рамках ГТО, т.е. без демонтажа с АЦ, например для проверки цистерн на герметичность, работоспособностидыхательныхустройств,донныхклапановипр.

Элементы технологического оборудования АЦ, требования к которым могут быть проверены без инструментального контроля (органолептическим методом), сведены в табл. 2. Там же приведены номера соответствующих пунктов ГОСТ Р 50913 и технического регламента "О безопасности колесных транспортных средств" [9].

Таблица 2

Элементы технологического оборудования АЦ, требования к которым (по ГОСТ Р 50913 и техническому регламенту [9])

могут быть проверены органолептическим методом

ГОСТ Р 50913 устанавливает достаточно большое количество объектов проверки технологического оборудования АЦ, которые можно проводить органолептическим методом (см. табл. 2). С 23 сентября 2010 г. вступает в силу технический регламент [9], который переводит требования ГОСТ Р 50913 в разряд применяемых на добровольной основе.

Технический регламент (прил. № 6, разд. 1, подразд. 1.18), хотя и повторяет в основном предписания ГОСТ Р 50913, но не в полном объеме, ряд требований к технологическому оборудованию АЦ не включен в технический регламент [9] (см. табл. 2). В частности не включено требование ГОСТ Р 50913 (п. 5.1.6.17), предписывающее самозакрывание дыхательного устройства при опрокидывании АЦ.

Кроме того, ряд положений технического регламента [9] неточно сформулирован. Например, требование (прил. № 6, п. 1.18.1) "АЦ не должны устанавливаться на транспортных средствах с двигателем,

работающем на газе" фактически означает, что транспортное средство с кузовом-цистерной не должно устанавливаться на другое транспортное средство, работающее на газе. Целесообразно уточнить предписания технического регламента [9] в отношении АЦ и максимально гармонизировать эти предписания с положениям гл. 6.8 ДОПОГ [3].

Одним из путей решения проблемы поддержания в эксплуатации исправного состояния технологического оборудования АЦ может стать создание специализированных пунктов технического осмотра. Создание таких пунктов предусматривает:

1)разработку перечня объектов контроля в отношении технологического оборудования АЦ, включая разработку дополнительной (вспомогательной) диагностической карты;

2)разработку испытательного оборудования, позволяющего проводить инструментальные проверки технического состояния и работоспособности элементов технологического оборудования (герметичности цистерн, люков цистерн, правильности работы дыхательных устройств и пр).

122

В настоящее время УГИБДД УВД Омской области совместно с кафедрой "Автомобили и тракторы" СибАДИ проводит работу по изучению возможности организации специализированного пункта технического осмотра, созданию оборудования и методов проверки технологического оборудования АЦ.

Библиографический список

1.ГОСТ Р 50913-96. Автомобильные транспортные средства для транспортирования и заправки нефтепродуктов. Типы, параметры и общие технические требования.

2.ГОСТ Р 51709-2001. Автотранспортные средства. Требования безопасности к техническому состоянию и методы проверки.

3.Европейское соглашение о международной дорожной перевозке опасных грузов (ДОПОГ-2009): В 2-х томах. – Нью-Йорк, Женева: Издание ООН, 2008.

4.Наставление по техническому надзору Государственной инспекции безопасности дорожного движения Министерства внутренних дел Российской Федерации. – Утверждено приказом Министерства внутренних дел Российской Федерации от 7 декабря 2000 г. № 1240.

5.Основные положения по допуску транспортных средств к эксплуатации и обязанности должностных лиц по обеспечению безопасности дорожного движения. – Утверждены постановлением Совета Министров – Правительства Российской Федерации от 23 октября 1993 г. № 1090.

6.Положение о проведении государственного технического осмотра автомототранспортных средств и прицепов к ним государственной инспекцией безопасности дорожного движения Министерства внутренних дел Российской Федерации. – Утверждено постановлением ПравительстваРоссийскойФедерацииот31июля 1998г.№880

7.Правила перевозки опасных грузов автомобильным транспортом. – Утверждены приказом Минтранса России от 8 августа 1995 г. № 73.

8.Правила проведения государственного технического осмотра транспортных средств Государственной инспекцией безопасности дорожного движения Министерства внутренних дел Российской Федерации. – Утверждены приказом Министерства внутренних дел Российской Федерации от 15 марта 1999 г. № 190.

9.Технический регламент "О безопасности колесных транспортных средств", утвержденный постановлением правительства Российской Федерации от 10 сентября 2009 г. № 720

УДК 629.113

МЕТОД ВВЕДЕНИЯ ЖЕСТКОЙ КИНЕМАТИЧЕСКОЙ СВЯЗИ И СРЕДСТВА ЕГО РЕАЛИЗАЦИИ

А.Н.Торопов, А.В. Келлер, канд. техн. наук, доц., С.В. Ушнурцев, С.В. Отегов, Д.Н. Бакин

Челябинское высшее военное автомобильное командно-инженерное училище

На современных автомобилях многоцелевого назначения (АМН) наиболее распространен дифференциальный привод, обеспечивающий

123

автомобилю достаточно высокие эксплуатационные показатели. Однако такому приводу присущи и серьезные недостатки, ограничивающие возможность полной реализации тягово – скоростных свойств АМН. Анализ конструкции дифференциалов, применяющихся на современных АМН показал, что, ни один из существующих дифференциалов не обеспечивает оптимального характера связи между колесами для всех условий движения. Как показывает практика одним из эффективных методов обеспечения подвижности АМН в условиях разбитых, размокших, заснеженных дорог, а также при движении по бездорожью является метод введения жесткой кинематической связи, который теоретически обеспечивает полную реализацию сцепных возможностей ведущих колес. Вместе с тем, методу введения жесткой кинематической связи присущи два существенных недостатка: затрудненное введение жесткой кинематической связи в процессе движения АМН, и перераспределение крутящим моментов вследствие неизбежного кинематического несоответствия.

На АМН в настоящее время наибольшее распространение получила принудительная механическая блокировка дифференциалов, которая достаточно проста и надежна. Однако, заблокировать дифференциал можно только на неподвижном автомобиле, вследствие чего, блокировка используется для преодоления временных сопротивлений, а эффективность ее применения зависит от квалификации водителя. связи с этим, предложены конструкции систем управления блокировкой межосевого и межколесного дифференциалов (рисунки 1, 2). Алгоритм работы объединенной системы представлен на рисунке 3.

Система управления блокировкой межосевого дифференциала (рисунок 1) содержит муфту 1 блокировки, установленную на валу привода переднего моста и пневматический цилиндр 2 управления блокировкой, шток которого связан с муфтой 1 блокировки, модулятор давления 3, соединённый посредством пневмопроводов 4 с пневмоцилиндром 2 управления блокировкой и пневмоцилиндром 5 управления подачей топлива двигателя транспортного средства, блок управления 6, связанный посредством электрических цепей 7 с датчиками частот вращения ведущих колёс 8 и 9, и угла поворота рулевого колеса 10 и модулятором давления 3.

При движении машины по прямой на хорошей дороге колёса переднего 11 и заднего 12 мостов АМН вращаются синхронно, муфта 1 блокировки межосевого дифференциала разблокирована, датчики 8 и 9 частоты вращения передают в блок управления 6 данные о частотах вращения колёс, разность которыхне превышает допустимого значения, заложенного в программублока управления 6. Буксование колес того или другого моста приводит к увеличению разности частот вращения колёс. В том случае если эта величина превышает допустимые пределы, блок управления 6 передаёт управляющий сигнал в модулятор давления 3, который подает воздух в пневмоцилиндр 5

124

управления подачей топлива двигателя, в результате чего уменьшается подача топлива, снижается развиваемый двигателем крутящий момент, и как следствие происходит уменьшение буксования колес, и выравнивание угловых скоростей ведущих колес переднего 11 и заднего 12 мостов. После выравнивания угловых скоростей блок управления 6 подает сигнал в модулятор давления 3 для подачи воздуха в пневмоцилиндр 2 управления блокировкой, который воздействует на муфту 1 блокировки межосевого дифференциала, в результате чего происходит блокировка межосевого дифференциала. При этом, вследствие равной скорости ведущих колес, блокировка дифференциала происходит безударно.

Рис. 1.Система управления блокировкой межосевого дифференциала транспортного средства (патент РФ на полезную модель №83043)

При повороте АМН, в блок управления 6 от датчика 10 поворота рулевого колеса поступает сигнал, и в этом случае величина разности угловых скоростей колёс переднего 11 и заднего 12 мостов, при которой включается блокировка межосевого дифференциала увеличивается, пропорционально увеличению угла поворота управляемых колёс, что устраняет возможность блокировки дифференциала при повороте АМН.

Система управления блокировкой межколесного дифференциала (рисунок 2) содержит муфту блокировки 4, установленную на полуоси и пневматический цилиндр 3, шток которого связан с муфтой блокировки 4, модулятор давления 5, соединённый посредством пневмопроводов 12 с пневмоцилиндром 3 и тормозными камерами 1, 10 тормозной системы

125

транспортного средства, блок управления 6, связанный посредством электрических цепей 13 с датчиками частот вращения ведущих колёс 2 и 7, и угла поворота управляемого колеса 11, и модулятором давления 5.

Рис. 2. Система управления блокировкой межколёсного дифференциала (патент РФ на полезную модель №82012)

При движении машины по прямой на хорошей дороге колёса транспортного средства 8 и 9 вращаются синхронно, муфта блокировки межколёсного дифференциала 4 разблокирована, датчики частоты вращения полуосей 2 и 7 передают в блок управления 6 данные о частотах вращения колёс, разность которых не превышает допустимого значения, заложенного в программу блока управления 6. Буксование того или другого колеса приводит к увеличению разности частот вращения колёс. В том случае если эта величина превышает допустимые пределы, блок управления 6 передаёт управляющий сигнал в модулятор давления 5, который подает воздух в тормозную камеру буксующего, результате чего начинается его торможение, и как следствие выравнивание угловых скоростей ведущих колес, после выравнивания угловых скоростей блок управления подает сигнал в модулятор давления для подачи воздуха в пневмоцилиндр 3, который воздействует на муфту блокировки межколесного дифференциала 4. При этом, вследствие равной скорости ведущих колес, блокировка дифференциала происходит безударно.

При повороте АМН, в блок управления 6 от датчика поворота управляемого колеса 11 поступает сигнал, и в этом случае величина разности угловых скоростей колёс, при которой включается блокировка

126

межколёсного дифференциала увеличивается, пропорционально увеличению угла поворота управляемых колёс, что устраняет возможность блокировки дифференциала при повороте АМН.

Рис. 3. Алгоритм работы системы управления блокировками дифференциалов:

а– общий алгоритм; б – блокировки межосевого дифференциала;

в- блокировки межколесного дифференциала

УДК 629.113

ОСОБЕННОСТИ И ПРОБЛЕМЫ ПРОЦЕССА РЕКУПЕРАЦИИ ЭНЕРГИИ НА АВТОМОБИЛЕ

С ГИБРИДНОЙ СИЛОВОЙ УСТАНОВКОЙ

А.И. Филонов МГТУ «МАМИ»

Рекуперацией называется процесс возвращения части энергии для повторного использования в том же технологическом процессе. Этот процесс возможен на автомобилях с гибридной силовой установкой (ГСУ). Гибридной силовой установкой называется такая установка, которая включает в себя два двигателя, получающих энергию из источников разных типов, как правило, это двигатель внутреннего сгорания (ДВС) (первичный источник энергии),

127

питающийся углеводородным топливом, и электромотор с аккумуляторными батареями (вторичный источник энергии). Автомобили с такими силовыми установками принято называть гибридными. Использование ГСУ позволяет повлиять на состояние вторичного источника питания, т.к. в нем возможна регенерация энергии во время движения.

Существует несколько путей для рекуперации на борту автомобиля с гибридной силовой установкой. При наличии двигателя внутреннего сгорания, обладающего избытком мощности для движения, этот избыток можно возвращать в батарею. Избыток энергии может образоваться при движении автомобиля на постоянной скорости и даже при ускорении автомобиля. Еще один резерв для пополнения запаса энергии – это рекуперативное торможение. Именно процесс возвращения энергии при торможении потенциально представляется основным источником для пополнения недостатка энергии и устранения ее отрицательного баланса. Дисбаланс энергии в автомобиле с гибридной силовой установкой может возникнуть, например, при трогании автомобиля с места и его движении с низкими скоростями только на электротяге, когда вторичный источник, работая как электродвигатель, тратит больше энергии, чем впоследвии возвращает, функционируя в режиме генератора.

Основными задачами при разработке систем рекуперации являются следующие:

-правильный выбор накопителя энергии;

-определение наилучших параметров агрегатов ГСУ для увеличения времени использования рекуперативного торможения с достаточной эффективностью без вовлечения в работу фрикционных тормозов. Высокие замедления при торможении способна обеспечить система рекуперации, воспринимающая большие мощности, следовательно, создающая значительный тормозной момент, что позволит автомобилю на некоторых режимах замедляться только при помощирекуперативного торможения.

-повышение эффективности рекуперации путем выбора рациональной схемы ГСУ с минимальными потерями при преобразовании энергии из одного вида в другой при ее передаче от источника к источнику. КПД преобразований зависит от схемы примененной ГСУ. Выбранная схема оказывает заметное влияние на эффективность процесса рекуперации.

В МГТУ «МАМИ» работы над рекуператорами энергии ведутся на протяжении ряда лет. В 1988 году в лаборатории кафедры «Автомобили» им. Е.А. Чудакова А.М Фироновым под руководством профессора В.В. Селифонова были проведены теоретические и экспериментальные исследования инерционных накопителей кинетической энергии – маховичных накопителей. Был создан экспериментальный стенд и получен ряд патентов. Результаты исследований показали, что применение

128

механического рекуператора энергии позволяет улучшить топливную экономичность малого автобуса почти на 30%.

Применение маховичных накопителей исключает преобразования энергии из одного вида в другой, что повышает КПД процесса рекуперации. Эти накопители обладают большой удельной мощностью. Но такие недостатки механических рекуператоров, как большие размеры, необходимость применения бесступенчатой передачи, высокие требования к безопасности и необходимость учета аэродинамических эффектов из-за высокой скорости вращения маховика ограничивают возможности их применения в системах рекуперации автомобилей.

В настоящий момент в рамках научно-образовательного центра «Автомобили с гибридными силовыми установками» при МГТУ «МАМИ» ведутся работы над накопителями электрической энергии – аккумуляторными батареями. Гибридная силовая установка с данными накопителями используется на автомобиле «МАМИ-ГСУ», созданном сотрудниками центра (рис.1).

Рис. 1. Автомобиль «МАМИ-ГСУ»

В табл. 1дана техническая характеристикаавтомобиля «МАМИ-ГСУ». При использовании в системе рекуперации автомобилей с ГСУ

накопителей электрической энергии возникает ряд проблем, обусловленных внутренними свойствами этих накопителей. При высоком уровне заряда аккумуляторной батареи эффективность процесса подзарядки резко снижается. Также невозможно заряжать батареи при низких скоростях движения автомобиля из-за того, что при малой частоте вращения якоря электромашины, работающей в режиме генератора, на возбуждение ее обмотки тратится больше энергии, чем возвращается в батарею. Данные ограничения влияют на величину тормозного момента, создаваемого генератором. Их можно учесть с помощью весовых коэффициентов (рис. 2):

129