1462

Задачей, на решение которой направлена разработка, является дальнейшее улучшение технико-эксплуатационных и экономических (потребительских) характеристик транспортного средства для лиц с ограниченными физическими возможностями.

Транспортное средство (ТС) для перемещения инвалида в кресле по лестницам с помощью ассистента содержит раму с устройством для размещения полезной нагрузки (ПН) и рукоятками для ассистента, по меньшей мере, пару соосных колес и рычажно-шагающий движитель для перемещения по ступеням. В состав последнего входят взаимосвязанные источник автономного электропитания, электромеханический привод и эксцентрично установленные двуплечие опорные рычаги, разнесенные вдоль оси колес с возможностью упора в ступени и вращения в плоскостях, параллельных плоскостям вращения колес, а также системы управления и безопасности. При этом рама снабжена устройством оперативного временного соединения с отдельной колесной конструкцией. Устройство оперативного временного соединения с последней конструктивно и функционально совмещено с устройством для размещения ПН и выполнено в виде подкатного порта с парными захватами и фиксаторами ПН, с возможностью использования в качестве таковой инвалидной коляски с креслом (кресла-коляски), по крайней мере, одной из серийных марок.

Отдельная колесная конструкция может быть конструктивно и функционально совмещена с ПН и выполнена при этом накатной.

Устройство запатентовано в РФ как полезная модель [7].

На рис. 1, 2 представлен ходовой макет подкатного устройства. Имеются и экспериментальные образцы.

Рис. 1. Ходовой макет подкатного подъемника (модель «Вектор-1П») и инвалидная коляска пользователя отдельно

81

4.Пат. 2304952 РФ, МПК A61G 5/06, B62B11/00, 27.08.2007.

5.Пат. 2312788 РФ, МПК B62D 57/028, A61G 5/06, 10.06.2007.

6.Пат. 2368366 РФ, МПК A61G 5/06, 27.09.2009, пп. 1 и 9 ф-лы.

7.Пат. 134789 РФ, МПК A61G 5/06. Транспортное средство для перемещения инвалида в кресле по лестницам с помощью ассистента / А.А. Красильников, А.Д. Самойлов, А.Г. Семенов, А.Д. Элизов; опубл. 27.11.2013, Бюл. № 33.

Об авторах

Красильников Андрей Александрович (Санкт-Петербург,

Россия) – кандидат технических наук, доцент, ИЭиТС, кафедры ДАиГМ, Санкт-Петербургский государственный политехнический университет (195251, г. Санкт-Петербург, ул. Политехническая, 29; e-mail: agentnomer117@mail.ru).

Семенов Александр Георгиевич (Санкт-Петербург, Россия) –

кандидат технических наук, доцент, старший научный сотрудник, кафедры ДАиГМ, почетный изобретатель Европы, академик ЕАЕН, МАНЭБ, МАС, член-корр. ПАНИ, АВН (195251, г. Санкт-Петербург,

ул. Политехническая, 29; e-mail: agentnomer117@mail.ru).

Элизов Александр Дмитриевич (Санкт-Петербург, Россия) –

кандидат технических наук, доцент, ИЭиТС, кафедры ДАиГМ, Почетный работник ВШ РФ (195251, г. Санкт-Петербург, ул. Политехни-

ческая, 29; e-mail: ad39@mail.ru).

83

УДК 629.369

ПОВЫШЕНИЕ ЭКСПЛУАТАЦИОННЫХ ХАРАКТЕРИСТИК ЛЕСОТРАНСПОРТНЫХ МАШИН

И.Н. Кручинин

Уральский государственный лесотехнический университет, Екатеринбург, Россия

Предложен анализ применения легкосъемной гусеницы. Представлено описание технического решения, позволяющего существенно повысить эксплуатационные возможности лесотранспортных машин, работающих в сложных природно-климатических условиях.

Ключевые слова: лесотранспортная машина, резинометаллическая гусеница.

К основным показателям, характеризующим эксплуатационные характеристики лесотранспортных машин, следует отнести грузоподъемность, проходимость, надежность и экологическую совместимость с лесной средой. В то же время приспособленность транспортно-технологи- ческой машины к осуществлению перевозок в трудных природных условиях оценивается проходимостью, а передвижение по неподготовленной местности в лесных условиях – опорной проходимостью.

Проблема транспортировки леса по слабым грунтам имеет ряд специфических особенностей, так как на нее накладываются экологические ограничения по использованию лесотранспортных машин. На таких грунтах известна только практика использования гусеничных машин, хотя при этом возможность применения гусеничных или колесных систем на лесосеке современными исследователями оценивается неоднозначно.

В настоящее время наиболее приспособленным типом ходового устройства для перемещения в подобных сложных природноклиматических условиях является резинометаллическая гусеница, надетая на пневматические колеса [1].

Несмотря на высокие технико-экономические показатели и хорошую экологическую совместимость с лесной средой, данный тип ходового устройства обладает некоторыми недостатками.

84

В частности при перемещении по лесовозным автомобильным дорогам из-за перематывания ленточного обвода возникает значительное сопротивление движению. Все это в значительной степени приводит к уменьшению скорости движения и уменьшению эффективности использования лесотранспортной машины.

На кафедре транспорта и дорожного строительства УГЛТУ было предложено решение по установке легкосъемной резинометаллической гусеницы, монтаж и демонтаж которой можно производить непосредственно на лесосеке. В этом случае по лесосеке, в тяжелых грунтовых условиях лесотранспортная машина перемещается на гусеницах, а по лесовозным автомобильным дорогам на колесах. Таким образом, предложенное решение позволит использовать существующий парк лесотранспортных машин, технологические возможности которых значительно расширяются.

Решение технической задачи было достигнуто благодаря тому, что на конце гусеницы устанавливается направляющее устройство с поворотным замком, причем ширина направляющего устройства равна профилю пневмошины, а поворотный замок имеет линейный размер, превышающий зазор между колесами с одной стороны тележки лесотранспортной машины и выполнен в виде криволинейной поверхности с радиусом превышающим радиус колеса, и снабжен поворотным эксцентриковым зажимом.

Данное техническое решение защищено патентом Российской Федерации [2]. Устройство работает следующим образом. На разостланную гусеничную ленту колесная лесотранспортная машина заезжает со стороны, противоположной замковому устройству (свободный конец). При этом боковые направляющие на ленте фиксируют перемещение колес строго по гусенице и не препятствуют их перекатыванию.

При наезде колеса на замковое устройство из-за различия ширины профиля шины и замка происходит его фиксация на шине за счет трения между щеками и боковиной пневмошины. Лесотранспортная машина останавливается и начинает перемещаться в обратном направлении.

В результате происходит наматывание резинометаллической гусеницы на колесо машины. В случае если замковое устройство по размерам превышает зазор между колесами машины, то замковое устройство войдет в зацепление со вторым колесом. В результате челночного перемещения лесотранспортной машины будет сформирован ленточный

85

обвод на пневмоколесах машины. При попадании замкового устройства на свободный конец гусеницы произойдет его фиксация за счет собственного веса машины.

При перемещении по деформируемой поверхности (слабые лесные грунты, снежная поверхность и т.д.) за счет прогиба рабочего участка ленточного обвода будет происходить натяжение гусеницы.

Снятие гусеничного обвода осуществляется в следующей последовательности. Разомкнув замковое устройство, лесотранспортная машина начинает медленно перемещаться, при этом гусеничный обвод раскатывается.

В результате предложенного решения лесотранспортная машина повышает свою эффективность в различных почвенно-грунтовых условиях. Например, по лесовозной дороге она перемещается на пневмоколесах, а по лесосеке – на резинометаллических гусеницах, надетых на колеса. В этом случае нет необходимости применять узкоспециализированные лесотранспортные машины, такие как гусеничный трелевочный трактор и лесовозный автомобиль. Исключается одна из технологических операций по перегрузке леса с разнотипных машин. Экологическая нагрузка на лесную среду существенно уменьшается.

Список литературы

1.Кручинин И.Н., Савсюк М.В. Взаимодействие гибкой резинометаллической гусеницы с пневматическими колесами // Транспорт Урала. – 2007. – № 3. – С. 22–23.

2.Пат. 92846 Российская Федерация, МПК B62D 55/24. Легкосъемная резинометаллическая гусеница лесотранспортной машины / Кручинин И.Н.; заявитель и патентообладатель ГОУВПО «Уральский государственный лесотехнический университет». № 2009139497/22;

заявл. 26.10.2009; опубл. 10.04.2010, Бюл. № 10. – 1 с.

Об авторе

Кручинин Игорь Николаевич (Екатеринбург, Россия) – кандидат технических наук, доцент кафедры «Транспорт и дорожное строительство», Уральский государственный лесотехнический университет

(620100, г. Екатеринбург, Сибирский тракт, 37; e-mail: kinaa.k@ya.ru).

86

УДК 629.027

К ВОПРОСУ ОБ УСЛОВИЯХ РАБОТЫ И ПОДБОРА ДВИГАТЕЛЯ ДЛЯ ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА СПЕЦИАЛЬНОГО НАЗНАЧЕНИЯ

В.И. Ладанов, В.А. Соколов

Пермский военный институт внутренних войск МВД России, Россия

Описываются условия работы и нагрузки двигателей и методика их подбора для транспортных средств специального назначения, поставляемых для оснащения внутренних войск МВД России.

Ключевые слова: транспортное средство специального назначения, условия работы, требования к двигателям, методика подбора силовой установки.

К средствам транспортировки грузов и пассажиров специального назначения (ТССН) в соответствии ГОСТ Р 52051–2003 «Механические транспортные средства. и прицепы. Классификация и определения» относятся транспортные средства, предназначенные для пассажирских и грузовых перевозок, связанных с выполнением специальных функций, для которых требуется наличие специального кузова и (или) специального оборудования, в том числе бронированные, оснащенные пуленепробиваемой броневой обшивкой, а также с элементами вооружения.

Такие ТССН условно можно называть транспортными средствами двойного назначения: с одной стороны, это машины специального назначения (колесные шасси и тягачи), предназначенные для монтажа и транспортирования различных образцов вооружения и военной техники, в том числе перевозки личного состава, а также установок технологического назначения и т.д., с другой – это машины, применяемые в гражданских целях для потребностей топливно-энергетического комплекса страны, различных отраслей экономики страны. Базовыми в целях развития транспортных машин двойного назначения являются автомобили высокой проходимости с колесной формулой 4×4, 6×6, 8×8 и т.д. В соответствии с этим назначением к ТССН предьявляются следующие основные требованиям: придание достаточных тягово-скорост- ных свойств, соответствующих различным дорожным и климатическим условиям; готовность к началу движения в максимально короткие сро-

87

ки, особенно в холодные периоды времени года; малоконтрастность и заметность «во всем диапазоне применяемых разведывательных средств»; защищенность водителя, экипажа и десанта (пассажиров); автоматизация процессов управления силовой установкой и машиной в целом; высокие надежность и уровень унификации всех узлов, деталей и агрегатов; хорошие характеристики плавности и достаточности запаса хода. На ТССН однозначно применяют все те же типы силовых установок, что и на машинах народного хозяйства. Однако особые условия эксплуатации этих машин предъявляют к двигателям ряд специфических требований, оказывающих безусловное влияние на конструкцию отдельных механизмов и систем, а иногда и самого двигателя в целом. Приведены и проанализированы требования к силовым установкам ТССН с учетом условий эксплуатации и режимов нагрузки двигателей. Сделан вывод: для обьективной оценки соответствия силовой установки предьявляемым к ней требованиям, а следовательно, и для определения оценочных величин параметров рабочего цикла и конструкции необходимо использовать систему параметризации, которая будет характеризовать различные свойства и качества двигателя и соответствие машины конкретному тактико-техническому заданию заказчика.

Первые попытки обоснования и выбора параметров рабочих циклов, основных размеров конструкции цилиндра и двигателей в целом относятся к начальному периоду эволюции двигателестроения. В дальнейшем вопросы теории, конструкции и расчетов на прочность и надежность энергетических установок развивали в своих трудах Н.Р. Брилинг, А.С. Орлин, В.Т. Цветков, Н.М. Глаголев, В.А. Ваншейдт, М.Г. Круглов, А.С. Хачиян, К.А. Морозов, В.Н. Луканин и др.

Рассмотрены основные параметры современных силовых установок приведенные в [1]. Анализ динамичности развития современных двигателей показывает неуклонный рост эффективных и экономических показателей при параллельном уменьшении габаритных и весовых данных.

Рассмотрим методику подбора энергетической установки для ТССН [2, 3]. Суть задачи подбора двигателя заключается в выборе планки соответствия основных показателей и характеристик двигателя, с одной стороны, и величиной и характером гаммы нагрузок – с другой. Одновременно учитываются такие важнейшие факторы, как прогнозирование общих потребностей в данных изделиях для всех потенциальных заказчиков, предусмотрение эксплуатационных и производственных условий, в том числе возможностей модернизационных действий,

88

планирование капитальных вложений на стадиях разработки, производства и эксплуатации. Для выполнения поставленной задачи должны обеспечиваться: устойчивая, безостановочная способность энергетической установки преодолевать заданную нагрузку; оптимальная величина загрузки силовой установки; наиболее выгодные значения энергетических и экономических показателей двигателя и параметрических данных систем управления и регулирования, в том числе наиболее экономная форма внешней скоростной характеристики. После этого на этапах проектирования и конструирования ТССН осуществляются проектные и проверочные расчеты основных узлов, агрегатов и механизмов, моделируются и оцениваются важнейшие показатели эксплуатационных свойств двигателя и машины в целом.

В ходе расчетов параметры эксплуатационных характеристик определяют по внешней скоростной характеристике. Для ТССН силовых структур подбирают в основном многотопливные двигатели с воспламенением от сжатия, позволяющих эксплуатировать в климатических условиях от минус 50 до плюс 50 °С. По завершении выбора двигателя, принципиальной конструктивной схемы, параметрических показателей трансмиссии, движителя производятся расчетные действия, оценивающие плавность хода, тормозные свойства, маневренность, устойчивость и управляемость, тягово-скоростные и динамические характеристики и др. По совокупности условий эксплуатации и нагрузок определяют массу и грузоподъемность машины, учитывая что из-за эксплуатации в сложных дорожных и климатических условиях максимальный крутящий момент, приходящийся от силовой установки через кинематическую схему трансмиссии к движителю, в несколько раз больше (до 2,5–3 раз) номинального свободного момента двигателя, при этом динамические нагрузки увеличиваются во столько же раз по сравнению со статическими нагрузками. Одним из путей обеспечения прочности и надежности деталей, узлов и агрегатов является увеличение массы деталей, но в таком случае увеличивается общий вес машины, что недопустимо в свете требований тактико-технического задания на подбор энергетический установки на заказываемый обьект ТССН. В современных условиях разработка и производство более легких, но одновременно дорогих материалов влечет за собой возрастание конечной стоимости машины при более или менее приемлемой массе ее конструкции. Завершающий проверочный расчет производится после исполнения эскизной компоновки, с учетом обобщенных габаритных и массовых данных, ее распределения по кинематической схеме транс-

89

миссии и движителя. Массив выполняемых проектировочных, проверочных и доводочных расчетов огромен и продолжителен по времени, поэтому данная работа выполняется с использованием современных программных продуктов и ПЭВМ [3].

Знание условий работы, основных и специальных требований к двигателям, методики подбора силовой установки позволит проектировать и создавать ТССН для силовых структур России, отвечающих современным требованиям.

Список литературы

1.Двигатели внутреннего сгорания: в 3 кн. Кн. 3. Компьютерный практикум: учеб. пособие / В.Н. Луканин, К.А. Морозов, А.С. Хачиян [и др.]; под ред. В.Н. Луканина. – М.: Высш. шк., 2005. – 329 с.

2.Колчин А.И., Демидов В.П. Расчет автомобильных и тракторных двигателей: учеб. пособие для вузов. – 4-е изд. перераб. и доп. – М.:

Высш. шк., 2008. – 496 с.

3.Дьяченко Н.Х., Харитонов Б.А., Петров В.М. Конструирование

ирасчет ДВС: учебник для вузов / под ред. Н.Х. Дьяченко. – Л.: Машиностроение, 1979. – 392 с.

4.Конкс Г.А., Лашко В.А. Современные приципы и направления создания пранспортного двигателя внутреннего сгорания // Двигатели – 2008: материалы междунар. науч.-техн. конф. – Хабаровск, 2008.

С. 3–12.

5.Мельник Г.В. Развитие двигателестроения за рубежом (по материалам конгресса CIMAC 2013) // Двигателестроение. – 2013. – № 3. –

С. 39–53.

Об авторах

Ладанов Владимир Ильич (Пермь, Россия) – доцент кафедры «Конструкции автобронетанковой техники», Пермский военный институт внутренних войск МВД России (614112, г. Пермь, ул. Гремячий Лог, 1; e-mail: viladanov61@ yandex.ru).

Соколов Вадим Александрович (Пермь, Россия) – курсант,

Пермский военный институт внутренних войск МВД России (614112,

г. Пермь, ул. Гремячий Лог, 1; e-mail: devalster@.yandex.ru).

90