CC BY
77
Железнодорожный транспорт - важное звено в единой транспортной системе Шри-Ланки.
На сегодняшний день протяженность железнодорожных путей сообщения общего пользования составляет 1449 км.
Морской транспорт - важная составная часть транспортной системы Шри-Ланки. По величине грузооборота он занимает 3 место после железнодорожного и автомобильного транспорта. Велико значение морского транспорта во внешней торговле Шри-Ланки. На него приходится 73% в отправлении грузов и более 90% грузооборота международном сообщении
Воздушный транспорт - В Шри-Ланке выполняет различные функции. Однако его основная задача - пассажирские перевозки и срочные перевозки почты и грузов. В Шри-Ланке 2 аэропорта. Международный аэропорт - Катунаяка.
В общей работе воздушного транспорта перевозки пассажиров составляют 4/5, а грузовых и почты 1/5. Перевозки авиатранспортом в Шри-Ланке в 2010 году выросли по сравнению с 2009 годом на 18%.
Рассмотрим затраты на перевозки и доходы от перевозок транспорта Шри-Ланки
Из данных таблицы 1.3 видно, что затраты на перевозки по всем видам транспорта повышаются год от года. Наиболее затратным видом транспорта является воздушный, затем следуют железнодорожный, морской и автомобильный.
Из данных таблицы 1.4 видно, что наибольшие доходы от перевозок республика Шри-Ланка получает от воздушного транспор-
та, за ним следуют железнодорожный, морской и автотранспорт.
Сравнивая разницу между доходами и расходами по видам транспорта, для чего сведем данные таблиц 1.3 и 1.4 за последние три года в таблицу 1.5.
Из данных таблицы 1.5, можно сделать вывод, что автотранспортная отрасль республики Шри-Ланка является прибыльной, причем наибольшую прибыль приносит автотранспорт. Поэтому для Шри-Ланки выгоднее всего развивать именно этот вид транспорта.
Исходя из этого, концептуально модель стратегического управления автотранспортом можно представить на рис.
На основании официально опубликованных данных Департамента статистики Шри-Ланки, по оценкам Департамента объемы перевозок по транспортным магистралям Шри-Ланки в перспективе до 2014 г. увеличатся в 1,6 раза в сравнении с 2010 г.
Основными факторами прогнозируемых тенденций являются:
- возрастающая потребность грузообразующих отраслей в торговых перевозках, обусловленная активизацией интеграционных процессов, участием Шри-Ланки в мировых хозяйственных связях;
- развитие транзитных перевозок по транспортным коммуникациям региона;
- восстановление в полном объеме железнодорожного и автомобильного сообщений на всей территории Шри-Ланки;
- значительная активизация транспортно-экономических связей, обусловленных хозяйственным освоением природных ресурсов в труднодоступных районах острова;
- увеличение объемов автомобильных перевозок.
ОБОСНОВАНИЕ ТЕХНИЧЕСКИХ РЕШЕНИЙ ПО СОЗДАНИЮ ВЫСОКОПРОХОДИМОГО ЛЕСОВОЗНОГО АВТОПОЕЗДА
Шегельман И.Р., д.т.н., профессор, проректор по инновационно-производственной деятельности ФГБОУ ВПО «Петрозаводский
государственный университет»
Скрыпник В.И., зав. лабораторией Карельского НИИ лесопромышленного комплекса Петрозаводского государственного
университета
Васильев А.С., к.т.н., доцент, Петрозаводский государственный университет, Лесоинженерный факультет, кафедра Технологии и
оборудования лесного комплекса
В статье рассмотрена возможность повышения эффективности транспорта леса за счет использования автопоезда с механическим приводом активного прицепа, который позволит осуществлять вывозку леса к потребителю прямо с лесосеки по труднопроходимым дорогам и тем самым отказаться от двухступенчатой вывозки леса.
Ключевые слова: автопоезд; активный прицеп; транспорт леса; механический привод.
THE SUBSTANTIATION OF ENGINEERING SOLUTIONS OF CROSS-COUNTRY TRUCK-AND-TRAILER COMBINATION SET CREATION
Shegelman I., Doctor. tech. , Professor, Vice President for Innovation and production activities FGBOU VPO “Petrozavodsk State University Skripnik V., Head. Laboratory Institute of the Karelian timber industry Petrozavodsk State University,
Vasiliev A., Ph.D., Associate Professor, Petrozavodsk State University, Forest Engineering Department, Faculty of Technology and equipment
of forest complex
The possibility of timber transportation efficiency increase through using truck-and-trailer combination set with power-driven active trailer, which will enable removal of logs to the consumer directly form the cutting area by tough roads and thereby to avoid two-stage removal of logs, is considered in the article.
Keywords: Truck-and-trailer; active trailer; timber transportation; power-driven.
В настоящее время отечественными и зарубежными автомобильными заводами освоен выпуск большого количества моделей грузовых автомобилей, среди которых есть специализированные модели, предназначенные для транспортировки круглых лесоматериалов - лесовозные автопоезда. Особенностями их эксплуатации заключается в том, что они вывозят круглые лесоматериалы не только по дорогам общего пользования с хорошим дорожным покрытием, но и по временным дорогам - веткам и усам, которые из-за непродолжительного срока службы, как правило, не имеют специального дорожного покрытия.
Современные лесовозные автопоезда имеют большую мощность двигателя и развивают значительное тяговое усилие по двигателю, обеспечивающее трогание с места и движение в том числе и в составе автопоезда с четырехосным прицепом на всех категориях дорог. Однако, для движения на дорогах низших категорий и трогания с места на крутых уклонах автопоезда даже на базе авто-
мобилей высокой проходимости со всеми ведущими колесами, при комплектации их четырехосными прицепами имеют недостаточную проходимость из-за низкого коэффициента сцепного веса и, соответственно, недостаточного тягового усилия по сцеплению.
Согласно данным [3], [5] для лесовозных автопоездов рекомендуемые значения коэффициента сцепной массы должны быть не менее: при необходимости заезда на лесовозные усы в плохом состоянии - 0,6; на усах в удовлетворительном состоянии - 0,5; на ветках и магистралях - 0,4-0,45; на снежно-ледяных магистралях в хорошем состоянии при низких температурах (без захода на усы) -
0,3-0,35. Например, при использовании в качестве тягачей у автопоездов с четырехосным колесным прицепом автомобилей с колесной формулой 6х6 (колесная формула автопоезда 14х6) коэффициент сцепной массы составляет 0,411.
Таким образом, вывозка леса автопоездами с четырёхосными
прицепами по временным лесовозным дорогам (усам), даже при использовании тягачей с колёсной формулой 6х6, практически не возможна, а при движении на ветках и магистралях затруднена, особенно при трогании с места после остановок на подъёмах.
В связи с этим при вывозке леса автопоездами часто применяется двухступенчатая вывозка, которая осуществляется по одной из двух ниже приведенных схем.
По первой схеме в месте примыкания ветки или уса к магистрали прицеп автопоезда отцепляется и по усу на лесосеку автомобиль движется без прицепа, затем он манипулятором загружается, доставляет сортименты к месту стоянки прицепа, перегружает их на прицеп, после этого возвращается на лесосеку, загружается и снова возвращается к месту стоянки прицепа, присоединяет его и транспортирует лес к месту назначения. Такой вариант обычно применяется при транспортировке леса потребителям автопоездами лесозаготовительного предприятия.
Для вывозки леса автопоездами крупных лесоперерабатывающих предприятий (целлюлозно-бумажных, лесопильных комбинатов и др.) применяется способ двухступенчатой вывозки, при котором с лесосеки на промежуточные склады, расположенные у магистральных лесовозных дорог круглогодичного действия, сортименты перевозят автопоездами среднего класса на базе автомобилей высокой проходимости с колёсной формулой 6х6 на расстояние в среднем 20-50 км. С промежуточного склада транспортировку осуществляют автопоездами на базе автомобилей с колесной формулой 6х2, 6х4 большой грузоподъёмности, обладающими высокими скоростными качествами.
При двухступенчатой вывозке значительно повышаются затраты на вывозку леса. Поэтому актуальна задача повышения проходимости лесовозных автопоездов для обеспечения их эффективной работы как на дорогах постоянного действия, так и на временных лесовозных дорогах (усах).
Повысить проходимость лесовозных автопоездов можно за счет увеличения числа приводных колес, чего можно добиться путем использования в составе автопоезда активного прицепа, т. е. прицепа у которого часть (или все колеса) будут ведущими. К примеру, коэффициенты сцепной массы автопоезда с четырехосным прицепом на базе автомобиля с колесной формулой 6х6 без активного прицепа (колесная формула автопоезда 14х6) составляет 0,411, а с активным прицепом 0,706, т. е. выше в 1,72 раза.
1'=i+f 0 00
іЩШ mm
Рис. 1. График возможностей лесовозных автопоездов в преодолении суммарного дорожного сопротивления (у ) при
различных коэффициентах сцепления (р) ведущих колес с дорогой
На рисунке 1 приведен график, иллюстрирующий возможности лесовозных автопоездов с четырехосным и двухосным прицепами и различной колесной формулой.
Сложность конструктивного исполнения автопоезда с активным прицепом заключается в необходимости передачи вращающего момента от двигателя автомобиля тягача к ведущим колесам прицепа с учетом обеспечения одинаковой угловой скорости вращения ведущих колес автомобиля тягача и прицепа, а также возможности прицепа изменять угол порота относительно автомобиля тягача в вертикальной и горизонтальной плоскостях при движении и маневрировании.
Существуют различные решения этой проблемы. Например, в Финляндии фирмой Сису для решения этой задачи были использованы гидромоторы встроенные в ведущие колеса прицепа [1], что позволило повысить коэффициент сцепной массы автопоезда с 0,217 до 0,434, т. е. в 2 раза. Такими гидромоторами фирма оснащала часть автопоездов в течение двух-трех лет. Однако, ввиду сложности конструкции, оснащение ими автопоездов было прекращено.
Другой способ активизации колёс прицепа - использование механического привода его ведущих колёс. Однако, предлагаемые в работах [2, 4] конструкции механического привода колес роспуска и полуприцепа не могут быть без доработок использованы для активизации осей прицепа, так как в автопоездах состоящих из автомобиля тягача с роспуском или полуприцепом, карданный вал всегда поворачивается, практически на одинаковый угол с жестким дышлом, соединяющим тягач с полуприцепом или роспуском, и поэтому карданный вал не испытывает сгибающих усилий. При транспортировке прицепа, угол поворота автомобиля относительно прицепа не совпадает с углом поворота карданного вала (на крутых поворотах автомобиль тягач может смещаться на значительный гол относительно прицепа), в результате карданный вал передает не только крутящий момент, но и подвергается изгибу.
На основании выполненных исследований была разработана следующая схема механического привода активного четырехосного прицепа автопоезда (рисунок 2). Автопоезд содержит тягач 1, соединенный с помощью сцепного устройства 2 с активным прицепом 3. Крутящий момент от двигателя 4 тягача 1 через коробку передач 5, раздаточную коробку 6, карданные валы 7, 8, 9 передается к ведущим колесам 10, 11, 12 тягача 1. В качестве ведущего заднего моста 13 тягача 1, используется стандартный мост автомобиля тягача с проходным валом 14. Крутящий момент от проходного вала 14 ведущего заднего моста 13 тягача 1 через первый карданный вал 15, промежуточный вал 16, имеющий промежуточную опору 17 второй карданный вал 18, передается к передним ведущим колесам 19 активного прицепа 3, что позволяет обеспечивать равенство окружных скоростей ведущих колес 10, 11, 12 тягача 1 и ведущих колес 19 активного прицепа 3. В качестве ведущего переднего моста 20 активного прицепа 3 используется стандартный задний мост, аналогичный ведущему заднему мосту тягача 1. Вал 16, проходящий через промежуточную опору 17 и второй карданный вал 18 соединены между собой карданным шарниром 21 ось которого лежит в одной плоскости с осью сцепного устройства 2 тягача 1 и активного прицепа 3. Это необходимо для обеспечения возможности изменения угла между геометрическими осями тягача и прицепа при прохождении поворотов. Между проходным валом 14 заднего ведущего моста 13 тягача 1 и карданным валом 15, а также между карданным валом 18 и входным валом 22 ведущего переднего моста 20 активного прицепа 3 установлены пневматические муфты 23, 24, управление которыми осуществляется водителем из кабины тягача 1. Пневматическая муфта 23 обеспечивает включение и выключение механического привода активного прицепа 3. Пневматическая муфта 24 отключает карданный вал 18 от входного вала 22 ведущего переднего моста 20 активного прицепа 3.
Достоинства предлагаемой конструкции автопоезда с механическим приводом активного прицепа заключаются в следующем:
- привод активного прицепа является не постоянным, а подключаемым, т. е. при движении автопоезда в тяжелых дорожных условиях (по труднопроходимым дорогам, по дорогам с низким значением коэффициента сцепления, вне дорог и т.п.), когда тягового усилия ведущих колес тягача не хватает водитель с помощью аппаратуры управления, находящейся в кабине тягача, посредством пневматических муфт 23, 24 включает его, при этом обеспечивается передача крутящего момента с проходного вала заднего ведущего моста тягача, через карданные валы, на ведущий передний мост активного прицепа, обеспечивая такую же скорость вращения и
Рисунок 2 - Автопоезд с механическим приводом активного прицепа
такое же тяговое усилие на ведущих колесах активного прицепа как и на ведущих колесах тягача;
- в отличие от известных схем механического привода наличие двух пневматических муфт 23 и 24 дает возможность при отключении механического привода ведущих колес прицепа избегать вращения карданных валов, приводимых бы в движение от вращения колес прицепа, что способствует увеличению срока службы карданных шарниров, исключению потерь мощности на их вращение, а, следовательно, более высоким коэффициенту полезного действия, надежности и повышенному сроку службы по сравнению с другими конструкциями механического привода активного прицепа;
- в качестве ведущего моста активного прицепа используется такой же мост с проходным валом как и на тягаче, что упрощает и удешевляет процесс изготовления данного автопоезда;
- предлагаемая конструкция привода ведущих колес прицепа позволяет без дополнительных редукторов и коробок передач, передавать крутящий момент и мощность на приводной мост прицепа. При этом на любой передаче число оборотов ведущих колес автомобиля и прицепа одинаково, кроме того в зависимости от дорожных условий, межколесные дифференциалы на ведущем мосту автомобиля и переднем мосту прицепа могут одновременно включаться и выключаться;
- наличие карданного шарнира в плоскости сочленения тягача и прицепа позволяет передавать крутящий момент при значительных углах поворота автомобиля относительно прицепа в вертикальной и горизонтальной плоскостях;
- активный прицеп с предлагаемой конструкцией механического привода ведущих колес способен обеспечить устойчивую работу автопоездов в тяжелых условиях эксплуатации с повышением полезной нагрузки и будет способствовать повышению безопасности движения на крутых и длинных склонах, так как позволяет избежать складывания автопоезда, заключающееся в значительном смещении прицепа относительно автомобиля-тягача при торможении двигателем или моторным тормозом.
В зависимости от числа передач в коробке перемены передач (КПП) автомобиля механический привод прицепа достаточно эффективно используется: на 1-3 передачах в автомобилях с пятиступенчатой КПП; на 1-4 передачах в автомобилях с 9-10 ступенчатой КПП; на 1-б передачах в автомобилях с 12-1б ступенчатой КПП, а также на обеих передачах заднего хода. При движении на последующих передачах и в благоприятных условиях движения тяговое усилие по двигателю, меньше, чем тяговое усилие по сцеплению, поэтому использование привода активного прицепа не требуется и он отключается водителем.
Расчеты показали, что при вывозке леса потребителям на расстояние от В0 до б40 км наибольшую производительность и наименьшую себестоимость вывозки имеют автопоезда, состоящие из автомобиля тягача с колесной формулой бхб и активного четырехосного прицепа (колесная формула автопоезда 14х10). Производительность таких автопоездов выше, чем автопоездов на базе автомобилей той же мощности, но без активного привода четырехосного прицепа, работающих по схеме двухступенчатой вывозки, при расстоянии транспортировки 80 км на 43%, на 2б% при расстоянии 320 км и на 17% при расстоянии б40 км при этом себестоимость вывозки леса автопоездами с колесной формулой 14х10 ниже в среднем на 20 % или на 5В руб. на 1 м3.
При транспортировке леса только по дорогам лесозаготовительных предприятий (вывозка с лесосеки на нижний склад на расстояние до 150 км) производительность автопоездов с активным прицепом выше, чем автопоездов без активного прицепа на 40 - 20 %, себестоимость ниже на 35 %.
Согласно расчетам лесовозные автопоезда на базе полнопри-
водных автомобилей мощностью двигателя 400 - 450 л. с. с четырехосным активным прицепом обеспечат устойчивую вывозку леса с заездом и к погрузочным пунктам в пределах лесосеки по временным дорогам (усам) и движение на магистральных дорогах лесозаготовительных предприятий и дорогам общего пользования.
Литературы:
1. Каневский М. В., Редькин А. К., Механизация лесозаготовок в Финляндии и Швеции. ВНИПИЭИлеспром. М., 1974. - 87 с.
2. Маренинов И. А. Автопоезд. Патент на изобретение № 2083421, опубликовано: 10.07.97.
3. Немцов В. Б., Шелтянов Б. А. Эксплуатации автомобильного транспорта на лесозаготовительных предприятиях. М.: Лесная промышленность, 1982. - 271 с.
4. Павлов В. А., Ковалев В. В. Привод колес полуприцепа активного автопоезда. Патент на изобретение № 2167779, опубликовано: 27.05.2001.
5. Шегельман И. Р., Скрыпник В. И., Кузнецов А. В., Пладов А. В. Вывозка леса автопоездами. Техника, технология организация. Санкт-Петербург. Профиль, 2008. - 303 с.
