ОБОСНОВАНИЕ ПАРАМЕТРОВ МАЛОГАБАРИТНЫХ ТРАНСПОРТНЫХ СРЕДСТВ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННОГО НАЗНАЧЕНИЯ С ШИРОКИМИ ФУНКЦИОНАЛЬНЫМИ

Однако были выявлены недостатки различного характера. Например, обнаружились частые отказы комплектующих деталей, приобретенных через торговую сеть. Детали собственной разработки испытания выдержали. В процессе испытаний усилиями конструкторов машины непрерывно дорабатывались. После внесения изменений отказы не повторились ни на одной из машин.

Для проверки параметров агрегатирования и проведения испытаний на выполнение технологических работ сельскохозяйственного назначения опытный образец МТС «Базовое шасси» агрегатировался с навесным культиватором для сплошной обработки почвы с шириной захвата 2,45 м (изготовленного на базе культиватора УСМК-5,4). Испытания проводились на почвенном полигоне Кубанской МИС (рис. 26). Результаты испытаний приведены в таблицах 2 и 3, а также в «Основных выводах и рекомендациях».

Для устранения недостатков, отраженных в основных выводах Протоколов испытаний был разработан План-график мероприятий, который был реализован в конце 2007 – в начале 2008 года.

Была проведена оценка эффективности (на примере перевозки песка) опытного образца МТС «Самосвал» по сравнению с автомобилем сопоставимого класса УАЗ-452Д, эксплуатационные данные которого брались из литературных источников (рис. 30). Анализ полученных данных подтверждает более высокую производительность опытного образца МТС.

Таблица 1.

Результаты тяговых испытаний опытного

образца МТС «Базовое шасси»

Передача	При максимальной тяговой мощности								При макс. тяговом усилии		Атмосферные условия
	Тяговое усилие	Скорость, км/ч	Мощность, кВт	Частота вращения коленчатого вала двигателя, мин-1	Буксование колес, %	Колебание колес (галопирование), да/нет	Удельный расход топлива, г/кВтч	Условный тяговый КПД	Тяговое усилие, кН	Буксование колес, %	Температура воздуха, °С	Относительная влажность, %	Давление, кПа
1	9,8	10,3	28,0	2095	4,8	Нет	411	0,64	10,4	5,1	+3	70	90,6
2	11,3	8,4	26,2	2103	5,8	Нет	440	0,60	12,5	6,0
3	13,5	6,3	23,8	2110	7,5	Нет	483	0,54	14,7	7,8
4	16,2	5,1	22,8	2100	8,8	Нет	504	0,52	17,0	9,6
5	21,8	3,6	22,1	2110	13	Нет	520	0,50	23,0	15
6	23,0	1,8	11,5	2210	15	Нет	739	0,26	23,0	15

Таблица 2.

Эксплуатационно-технологические показатели опытного

образца МТС «Базовое шасси» с культиватором

Показатель

Значение

Вид работ Режим работы: - скорость движения, км/ч - ширина захвата, м Производительность за 1 ч, га - основного времени - технологического времени - сменного времени - эксплуатационного времени Удельный расход топлива за время сменной работы, кг/га Эксплуатационно-технологические коэффициенты: - технологического обслуживания - надежности технологического процесса - использования сменного времени - использования эксплуатационного времени Количество обслуживающего персонала, чел.

Культивация 6,4 2,45 1,58 1,53 1,29 1,07 5,40 1 1 0,81 0,68 1

Рис. 29. Маршрут пробеговых испытаний

По тягово-сцепным показателям МТС гарантированно соответствует заявленному тяговому классу 0,9 и может агрегатироваться со шлейфом сельскохозяйственных машин тракторов класса 0,6…0,9. По воздействию на почву на шинах К-70 МТС с грузом 800 кг находится на одном уровне с универсально-пропашными тракторами классов 0,9…1,4. Из этого можно сделать вывод о значительных потенциальных возможностях, заложенных в конструкцию МТС в части увеличения тягового усилия на крюке.

По результатам государственных приемочных испытаний были оформлены соответствующий Протокол приемочной комиссии и подписан Акт установленного образца, подтверждающие положительные результаты испытаний. После доработки некоторых узлов два образца МТС на Автополигон НАМИ успешно прошли ресурсные испытания: заявленный ресурс был оценен как обоснованный.

Таблица 3.

Эксплуатационно-технологические показатели

опытного образца МТС «Самосвал»

Показатель	Значение по видам испытаний
	1	2	3
Вид работ Режим работы: - скорость движения, км/ч Производительность за 1 ч, т/ткм - основного времени - технологического времени - сменного времени - эксплуатационного времени Удельный расход топлива за время сменной работы, кг/т/кг/ткм Эксплуатационно-технологические коэффициенты: - технологического обслуживания - надежности технологического процесса - использования сменного времени - использования экспл. времени Количество обслуживающего персонала, чел.	Перевозка отсева 2,3…65,4 0,74/2,74 0,68/2,54 0,62/2,30 0,57/2,12 3,01/0,81 0,97 1 0,84 0,77 1	Перевозка песка 2,3…65,4 0,83/3,04 0,73/3,72 0,66/2,46 0,61/2,25 2,75/0,69 0,99 1 0,79 0,73 1	Перевозка гравия 2,3…65,4 0,8/2,96 0,7/2,79 0,68/2,52 0,63/2,33 3,08/0,83 0,99 1 0,85 0,79 1

Рис. 30. Сравнение производительности бортового автомобиля УАЗ-452Д и опытного образца МТС – самосвала на перевозке песка в зависимости

от изменения технической скорости и времени погрузки-разгрузки

Была проведена оценка экономической эффективности МТС при выпуске 30 тыс. машин в год. Расчетная себестоимость изделия составила 439800 руб., цена одного образца при рентабельности 20% - 527760 руб., а годовой экономический эффект при заявленной серии - 1,6 млрд. рублей.

В приложениях приведены:

- концепция национальной инновационной программы (НИП) «Создание новой экспортно-ориентированной автомобильной промышленности России»;

- аналоги МТС в виде средств механизации и транспортной инфраструктуры;

- ГОСТ Р «Автомобильные транспортные средства специальные с широкими функциональными возможностями. Общие технические требования»;

- научные аспекты разработки плана по производству семейства МТС.

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ И РЕКОМЕНДАЦИИ

1. На основе комплексных теоретических и экспериментальных исследований обоснованы параметры малогабаритных транспортных средств сельскохозяйственного назначения с широкими функциональными возможностями с учетом условий товаропроизводства и грузоперевозок в малых формах хозяйствования.

2. Разработана концепция 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.

3. Разработан типаж вновь создаваемого класса машин с учетом модульного принципа проектирования. Рекомендуется: для перевозки грузов в условиях КФХ и ЛПХ основными показателями МТС как транспортного средства являются грузоподъемность, производительность и себестоимость перевозок, а при использовании на вспомогательных работах – тяга на крюке и обороты ВОМ. Причем грузоподъемность может быть определена в виде ряда 0,3; 0,5; 0,8; 1,0; 1,5 и 2,0 т; тяга на крюке – 0,6…0,8 т для использования имеющегося шлейфа агрегатируемого оборудования, обороты ВОМ – 540 и 1000 мин-1.

4. Разработанная методика оценки эффективности применения МТС по принципу качественного сравнения позволяет на стадии проектирования сравнить существующий и создаваемые автомобили 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 в условиях малых форм хозяйствования. Рекомендуется в качестве базового создание и применение автомобиля-самосвала высокой проходимости, обеспечивающего рост производительности и уменьшение себестоимости транспортных работ в результате сокращения времени погрузочно-разгрузочных работ, увеличения технической скорости и коэффициента использования пробега за счет более высокой подвижности.

5. Разработанные математические модели динамики движения МТС по деформируемому грунту и взаимодействия движителей с деформируемым грунтом позволяют изучить режимы движения, когда: сцепление буксует, автомобиль начинает движение; сцепление заблокировано, автомобиль разгоняется и движется с постоянной скоростью; сцепление отключено, производится переключение передач. При этом полученные системы дифференциальных уравнений в общем виде отражают динамику движения по деформируемым грунтам и другим дорогам. Установлено, что, так как МТС не является основной технологической машиной сельскохозяйственного назначения, то задачу по уменьшению вредного воздействия можно определить как необходимость уменьшения максимальных давлений на почву и глубины образуемой колеи, снижения буксования, а требования экологичности могут коррелироваться с параметрами проходимости с точки зрения предельно допустимых нагрузок, кроме касательных. Рекомендовано создание новой модели шины в соответствии с результатами расчетных исследований.

6. Результаты теоретических исследований подтверждены с расхождением не более 8% в процессе проведения комплексных экспериментальных исследований опытных образцов МТС (в условиях ФГУП «НАМИ» и ОАО «ФИИЦ М», на Кубанской МИС). Установлено, что результаты лабораторных исследований в основном соответствуют требованиям технического задания. Пробеговые испытания по горной местности были выдержаны. Результаты мощностных и топливно-экономических испытаний в основном подтвердили показатели ТЗ. В результате тяговых испытаний класс тяги 0,9 получил подтверждение. При испытаниях по сплошной обработке почвы с навесным культиватором шириной захвата 2,45 м производительность за час основного времени составили 1,58 га при ширине захвата 2,45 м и скорости движения 6,4 км/ч. Производительность за час технологического времени – 1,53 га. Снижение технологической производительности по отношению к основной на 3% объясняется затратами времени на выполнение поворотов. Производительность за час сменного времени – 1,29 га. При проведении культивации производительность за час эксплуатационного времени составила – 1,07 га, при коэффициенте готовности 0,8. удельный расход топлива за время сменной работы – 5,4 кг/га.

7. Параметры, заложенные в конструкцию опытных образцов на стадии проектирования, а также рекомендации по разработке автомобиля-самосвала были подтверждены при определении эксплуатационно-технологических показателей:

- на перевозке отсева производительность за час основного времени составила 0,74 т/ч или 2,74 ткм/ч, технологического – 0,68 т/ч или 2,54 ткм/ч. Производительность за час эксплуатационного времени составила 0,57 т/ч или 2,12 ткм/ч при коэффициенте готовности 0,8. удельный расход топлива составил 3,01 кг/т или 0,81 кг/ткм;

- на перевозке песка производительность за час основного времени составила 0,83 т/ч или 3,04 ткм/ч, технологического - 0,73 т/ч или 3,72 ткм/ч. Производительность за час эксплуатационного времени составила 0,61 т/ч или 2,25 ткм/ч. Удельный расход топлива составил 2,75 кг/т или 0,69 кг/ткм;

- на перевозке гравия производительность за час основного времени была получена 0,8 т или 2,96 ткм, технологического – 0,7 т/ч или 2,79 ткм/ч. Производительность за час эксплуатационного времени – 0,63 т или 2,33 ткм. Удельный расход топлива при этом – 3,08 кг/т или 0,83 кг/ткм.

8. Разработана и предложена концепция организации промышленной площадки, рекомендован план производства семейства МТС, согласно которому на одном из машиностроительных заводов ведется подготовка серийного производства. Разработан ГОСТ Р «Автомобильные транспортные средства специальные с широкими функциональными возможностями. Общие технические требования».

9. Проведенные оценочные расчеты экономической эффективности показали, что при планируемом выпуске 30 тыс. машин в год, себестоимость изделия составила 439800 руб., цена одного образца при рентабельности 20% - 527760 руб., верхний предел цены может быть определен конъюнктурой региональных рынков сбыта готовой продукции, а годовой экономический эффект при заявленной серии - 1,6 млрд. рублей.

СПИСОК ОПУБЛИКОВАННЫХ РАБОТ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

Монография:

1. Ипатов, А.А. Создание новых средств развития транспортной инфраструктуры. Проблемы и решения [Текст]/А.А. Ипатов, Т.Д. Дзоценидзе. – М.: Металлургиздат, 2008. - 272 с., ил.; 21 см. – Библиогр.: с. 256-271. – 1100 экз. – ISBN 978-5-902194-31-6. (Ипатов А.А. – 2,03 п.л., Дзоценидзе Т.Д. – 14,97 п.л.).

Статьи в изданиях, рекомендованных ВАК РФ для публикации

научных результатов докторских диссертаций:

2. Дзоценидзе, Т.Д. Моделирование процессов взаимодействия малогабаритных транспортных средств с деформируемым грунтом с учетом требований экологии [Текст]/Т.Д. Дзоценидзе//Тракторы и сельхозмашины. -2009. -№2. -С. 21-25. (0,57 п.л.).

3. Дзоценидзе, Т.Д. Особенности товаропроизводства в КФХ и ЛПХ и создание грузовых автомобилей сельскохозяйственного назначения [Текст]/Т.Д. Дзоценидзе//Тракторы и сельхозмашины. -2009. -№.5. -С. 3-8. (0,68 п.л.).

4. Дзоценидзе, Т.Д. Новый транспорт сельскохозяйственного назначения [Текст]/Т.Д. Дзоценидзе//Аграрная наука. -2009. -№.1. -С. 29-32. (0,40 п.л.).

5. Дзоценидзе, Т.Д. Создание малогабаритных транспортных средств для сельского хозяйства [Текст]/Т.Д. Дзоценидзе//Вестник ФГОУ ВПО МГАУ. -2009. –Вып. 1(32). -С.54-58. (0,3 п.л.).

6. Дзоценидзе, Т.Д. Комплексные исследования новых транспортных средств сельскохозяйственного назначения [Текст]/Т.Д. Дзоценидзе//Вестник КрасГАУ. -2009. -№3. -С. 152-161. (1,24 п.л.).

7. Дзоценидзе, Т.Д. Производственно-логистический комплекс для выпуска МТС сельскохозяйственного назначения [Текст]/Т.Д. Дзоценидзе//Технология машиностроения. -2009. -№.4. -С. 57-67 (0,56 п.л.).

8. Дзоценидзе, Т.Д. Концепция национальной программы «Создание новой экспортно-ориентированной автомобильной промышленности России» [Текст]/Т.Д. Дзоценидзе//Вестник машиностроения. -2008. -№10. -С. 80-84. (0,59 п.л.).

9. Дзоценидзе, Т.Д. Использование композиционных полимерных материалов при создании малогабаритных транспортных средств для агропромышленного комплекса [Текст]/Т.Д. Дзоценидзе, М.А. Козловская //Конструкции из композиционных материалов. -2009. -№.2. -С. 35-45. (Т.Д. Дзоценидзе - 0,60 п.л.).

Научные статьи:

10. Дзоценидзе, Т.Д. Проблема создания новых средств развития транспортной инфраструктуры и пути ее решения на примере семейства МТС [Текст]/Т.Д. Дзоценидзе, А.В. Леонов, М.А. Козловская, А.В. Журавлев//Труды НАМИ. -2009. Вып. 241. М., Изд. ГНЦ РФ ФГУП «НАМИ». -С.90-111. (Т.Д. Дзоценидзе - 0,40 п.л.).

11. Дзоценидзе, Т.Д. Разработка научных основ создания новых средств развития транспортной инфраструктуры на примере перспективных грузовых автомобилей высокой проходимости [Текст]/Т.Д. Дзоценидзе, А.К. Пономарев, А.Б. Москвинов//Грузовик &. -2008. -№7. -С. 20-27. (Т.Д. Дзоценидзе - 0,31 п.л.).

12. Дзоценидзе, Т.Д. Проблема создания новых средств развития транспортной инфраструктуры и пути ее решения [Текст]/Т.Д. Дзоценидзе// Грузовик &. -2008. -№8. -С. 14-24. (1,27 п.л.).

13. Дзоценидзе, Т.Д. Разработка концепции создания семейства малогабаритных транспортных средств на основе локализации и синтеза основных технических требований [Текст]/Т.Д. Дзоценидзе // Грузовик &. -2008. -№9. -С. 25-31. (0,81 п.л.).

14. Дзоценидзе, Т.Д. Особенности развития отечественной автокомпонентной базы и проблема создания новых средств развития транспортной инфраструктуры [Текст]/Т.Д. Дзоценидзе, Ю.К. Есеновский-Лашков, Д.А. Загарин, Н.С. Кузнецов, М.А. Козловская//Грузовик &. -2008. -№9. -С. 32-37. (Т.Д. Дзоценидзе - 0,12 п.л.).

15. Дзоценидзе, Т.Д. Научные аспекты разработки плана производства семейства малогабаритных транспортных средств [Текст]/Т.Д. Дзоценидзе //Грузовик &. -2008. -№10. -С. 31-35. (0,58 п.л.).

16. Дзоценидзе, Т.Д. Обоснование конструктивных параметров для разработки технического задания на опытные образцы малогабаритных транспортных средств [Текст]/Т.Д. Дзоценидзе//Труды НАМИ. Автомобили, двигатели и их компоненты. - 2008. Вып. 239. М., Изд. ГНЦ РФ ФГУП «НАМИ». -С. 112-126. (1,14 п.л.).

17. Дзоценидзе, Т.Д. Разработка принципов формирования художественного облика образцов малогабаритных транспортных средств, создание опытной оснастки и выбор композиционных материалов [Текст]/Т.Д. Дзоценидзе, А.К. Пономарев, А.Б. Москвинов, В.А. Мальцев//Труды НАМИ. Автомобили, двигатели и их компоненты. 2008. Вып. 239. М., Изд. ГНЦ РФ ФГУП «НАМИ». - С. 155-169. (Т.Д. Дзоценидзе - 0,29 п.л.).

18. Дзоценидзе, Т.Д. Перспективы развития российского автопрома [Текст]/Т.Д. Дзоценидзе//Металлург. -2005. -№8. -С.5-10. (0,75 п.л.).

19. Дзоценидзе, Т.Д. Научные аспекты создания новых средств развития транспортной инфраструктуры, реализующих современные достижения металлургии высокопрочных сталей [Текст]/Т.Д. Дзоценидзе//Металлург. -2008. -№5. -С. 6-10. (0,63 п.л.)

20. Ипатов, А.А. Первый в мире типаж мобильных малогабаритных АТС для сельского хозяйства[Текст]/А.А. Ипатов, Т.Д. Дзоценидзе, И.М. Минкин, А.К. Пономарев, Д.А. Загарин//Автомобильная промышленность. -2008. -№10. -С. 10-13. (Т.Д. Дзоценидзе - 0,09 п.л.).

21. Ипатов, А.А. Концепция обеспечения безопасности малогабаритных транспортных средств с широкими функциональными возможностями [Текст]/А.А. Ипатов, Б.В. Кисуленко, Т.Д. Дзоценидзе //Труды НАМИ. Автомобили, двигатели и их компоненты. -2008. Вып. 239. М., Изд. ГНЦ РФ ФГУП «НАМИ». -С. 18-23. (Т.Д. Дзоценидзе - 0,15 п.л.).

22. Ипатов, А.А. Технологии промышленной политики и перспективы отечественного автопрома [Текст]/А.А. Ипатов, Т.Д. Дзоценидзе //Грузовик &. -2007. -№12. -С. 41-45. (Т.Д. Дзоценидзе - 0,35 п.л.).