Влияние внешних факторов на тяговую характеристику карьерного автотранспорта
Встановлено вплив температури навколишнього середовища і висоти розташування кар'єру над рівнем моря на тягову характеристику автомобілів з дизельними двигунами....
Збережено в:
| Дата: | 2009 |
|---|---|
| Автор: | |
| Формат: | Стаття |
| Мова: | Russian |
| Опубліковано: |
Інститут геотехнічної механіки імені М.С. Полякова НАН України
2009
|
| Назва видання: | Геотехническая механика |
| Онлайн доступ: | http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/32837 |
| Теги: |
Додати тег
Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
|
| Назва журналу: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Цитувати: | Влияние внешних факторов на тяговую характеристику карьерного автотранспорта / П.В. Левченко // Геотехническая механика: Межвед. сб. науч. тр. — Днепропетровск: ИГТМ НАНУ, 2009. — Вип. 81. — Бібліогр.: 3 назв. — рос. |
Репозитарії
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| id |
irk-123456789-32837 |
|---|---|
| record_format |
dspace |
| spelling |
irk-123456789-328372012-05-26T12:15:01Z Влияние внешних факторов на тяговую характеристику карьерного автотранспорта Левченко, П.В. Встановлено вплив температури навколишнього середовища і висоти розташування кар'єру над рівнем моря на тягову характеристику автомобілів з дизельними двигунами. The influences of ambient temperature and height of arrangement of an open-cast mine above sea level on traction performance of cars with diesel drives are established. 2009 Article Влияние внешних факторов на тяговую характеристику карьерного автотранспорта / П.В. Левченко // Геотехническая механика: Межвед. сб. науч. тр. — Днепропетровск: ИГТМ НАНУ, 2009. — Вип. 81. — Бібліогр.: 3 назв. — рос. http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/32837 622.684:621.436:629.1.07 ru Геотехническая механика Інститут геотехнічної механіки імені М.С. Полякова НАН України |
| institution |
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| collection |
DSpace DC |
| language |
Russian |
| description |
Встановлено вплив температури навколишнього середовища і висоти розташування кар'єру над рівнем моря на тягову характеристику автомобілів з дизельними двигунами. |
| format |
Article |
| author |
Левченко, П.В. |
| spellingShingle |
Левченко, П.В. Влияние внешних факторов на тяговую характеристику карьерного автотранспорта Геотехническая механика |
| author_facet |
Левченко, П.В. |
| author_sort |
Левченко, П.В. |
| title |
Влияние внешних факторов на тяговую характеристику карьерного автотранспорта |
| title_short |
Влияние внешних факторов на тяговую характеристику карьерного автотранспорта |
| title_full |
Влияние внешних факторов на тяговую характеристику карьерного автотранспорта |
| title_fullStr |
Влияние внешних факторов на тяговую характеристику карьерного автотранспорта |
| title_full_unstemmed |
Влияние внешних факторов на тяговую характеристику карьерного автотранспорта |
| title_sort |
влияние внешних факторов на тяговую характеристику карьерного автотранспорта |
| publisher |
Інститут геотехнічної механіки імені М.С. Полякова НАН України |
| publishDate |
2009 |
| url |
http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/32837 |
| citation_txt |
Влияние внешних факторов на тяговую характеристику карьерного автотранспорта / П.В. Левченко // Геотехническая механика: Межвед. сб. науч. тр. — Днепропетровск: ИГТМ НАНУ, 2009. — Вип. 81. — Бібліогр.: 3 назв. — рос. |
| series |
Геотехническая механика |
| work_keys_str_mv |
AT levčenkopv vliânievnešnihfaktorovnatâgovuûharakteristikukarʹernogoavtotransporta |
| first_indexed |
2025-07-03T13:17:02Z |
| last_indexed |
2025-07-03T13:17:02Z |
| _version_ |
1836631848882536448 |
| fulltext |
Геотехническая механика"
УДК 622.684:621.436:629.1.07
П.В. Левченко, инж.
(ИГТМ НАН Украины)
ВЛИЯНИЕ ВНЕШНИХ ФАКТОРОВ НА ТЯГОВУЮ
ХАРАКТЕРИСТИКУ КАРЬЕРНОГО АВТОТРАНСПОРТА
Встановлено вплив температури навколишнього середовища і висоти розташування
кар'єру над рівнем моря на тягову характеристику автомобілів з дизельними двигунами .
EXTERNAL INFLUENCE ON TRACTION PERFORMANCE OF QUARRY
MOTOR TRANSPORT
The influences of ambient temperature and height of arrangement of an open-cast mine above
sea level on traction performance of cars with diesel drives are established.
В настоящее время автомобильный транспорт при грузоподъемности са-
мосвалов 130...220 т может обеспечить практически любую производитель-
ность карьера по горной массе – до 200 млн.т в год и более. Однако возмож-
ности автотранспорта не беспредельны, особенно в сверхкрупных карьерах.
Нынешний этап развития открытых горных работ характеризуется изменени-
ем высоты ведения горных работ от минус 300…500м до 4000м над уровнем
моря, температурный диапазон окружающей среды колеблется в пределах от
-40ºС до +40ºС . При таких высотах производительность автотранспорта сни-
жается в несколько раз, энергоемкость транспортного процесса увеличивается
и, что самое существенное, резко ухудшается экологическая ситуация в карь-
ере: из-за загазованности карьерного пространства отработавшими газами
иногда наблюдается полная остановка всех работ, а простои оборудования
при этом достигают 1500 часов в год (алмазодобывающие карьеры). С увели-
чением глубины карьеров снижается рабочий ресурс самосвалов из-за повы-
шенных нагрузок на все их системы, растет потребность в запчастях, в ре-
зультате чего происходит увеличение доли затрат на автотранспорт до 55-
60% в общей себестоимости добычи полезного ископаемого [1].
Все эти виды отклонений от номинальных условий не учитываются суще-
ствующими методами тяговых расчетов. Производители автомобилей пред-
ставляют тяговые характеристики для номинальных условий эксплуатации
нового двигателя без учета их возможных отклонений, что в значительной
мере ухудшает точность тяговых расчетов автомобильного транспорта.
Для получения более достоверных результатов расчета скорости движения
автомобиля на элементе трассы необходимо скорректировать тяговую харак-
теристику по:
- температуре окружающей среды;
- высоте рабочего участка над уровнем моря.
Цель работы – является установление влияния температуры окружающей
среды и высоты расположения карьера над уровнем моря на тяговую характе-
ристику автомобилей с дизельными двигателями.
Скорость и время движения автомобиля являются важными эксплуатаци-
Выпуск № 81
онными показателями карьерного автотранспорта, определяющими его про-
изводительность.
При тяговых расчетах автотранспорта повсеместно используют техниче-
скую скорость движения
т
v , равную отношению пройденного пути l к вре-
мени его прохождения t .
Согласно литературным данным [1] наиболее точным методом определе-
ния скоростей движения автомобиля является метод, основанный на матема-
тическом моделировании процесса движения с учетом всех неустановивших-
ся режимов. Для этого все кривые тяговой характеристики (рис. 1), представ-
ляющая собой зависимость касательной силы тяги на колесах машины к ско-
рости ее движения, переводят в числовую форму. Это возможно сделать пу-
тем описания характеристики математическим уравнением или задать график
интегрально, разделив его на множество интегралов и потом, сгладивши его
кривой. Описание тяговой характеристики уравнением – довольно тяжелая и
трудоемкая задача, которую нельзя решить при помощи одного уравнения.
Рис. 1 – Тяговая характеристика автосамосвала БелАЗ-75131
Геотехническая механика"
Более простым способом является разделение графика на множество ин-
тервалов и последовательное внесение их в память компьютера. Таким обра-
зом вводят в память компьютера все линии тяговой характеристики . Как ре-
зультат такого ввода в память получают несколько рядов чисел, в которых
храниться значение точек графиков. Точность такого метода повышают пу-
тем разделения графиков на очень большое число точек. По специальной про-
грамме можно ввести характеристику при помощи графического пера или
манипулятора «мышка». При этом график разделяется поточечно с макси-
мальным количеством разделений. Точность разделения в данном случае за-
висит только от оптического разрешения сканера.
Каждый производитель автомобилей в технической характеристике при-
водит также номинальную мощность двигателя, при которой и построена эта
характеристика [1].
При расчете таким методом нужно обязательное наличие точно созданной
заводом – изготовителем тяговой характеристики автомобиля в виде графи-
ков, которые дают возможность учитывать весь диапазон условий функцио-
нирования автомобиля.
Карьерный автотранспорт комплектуется дизельными двигателями, ос-
новным преимуществом которых является меньший на 20-30% удельный рас-
ход топлива, по сравнению с бензиновыми двигателями (225-240 г/кВт про-
тив 300-340 г/кВт). Большая экономичность достигается главным образом за
счет высокой (16-23) степени сжатия (у карбюраторных 7-11) и давления по-
даваемого топлива (30-200 МПа).
В дизельных двигателях мощность, развиваемая двигателем, определяется
количеством и качеством топливовоздушной смеси при горении в цилиндрах
[2]. При эксплуатировании автомобиля на большой высоте над уровнем моря
плотность воздуха понижается, по сравнению с уровнем моря, масса всасы-
ваемого в цилиндры воздуха не соответствует больше условиям полного сго-
рания топлива, что приводит к перегреву двигателя, который к тому же силь-
но дымит.
В таких условиях топлива сгорает намного меньше. Технически приемле-
мым решением этой проблемы, является использование нагнетателя (ком-
прессора). Это означает, что подающийся в двигатель воздух сжимают перед
его впуском в камеру сгорания. Другими словами, компрессор обеспечивает
подачу необходимого количества воздуха, достаточного для полного сгора-
ния увеличенной дозы топлива.
При повышении температуры окружающей среды плотность воздуха па-
дает, аналогично предыдущему понижая мощность дизельного двигателя.
Номинальная мощность двигателя и тяговое усилие автомобиля с двигате-
лем внутреннего сгорания, приведенные в каталогах, определены конструк-
торами при температуре окружающей среды 15˚С и уровня моря. При других
условиях эффективная мощность двигателя должна определяться с учетом
высотного и температурного коэффициента коррекции (табл. 1) [3].
Выпуск № 81
Таблица 1 - Коэффициент высотной и температурной коррекции мощности
дизельного двигателя
Высота над
уровнем моря,
м
Температура, °С
-30 -20 -10 0 +15 +30 +40 +50
0 1,10 1,07 1,05 1,03 1,00 0,97 0,96 0,94
600 1,02 0,99 0,98 0,96 0,93 0,91 0,89 0,88
800 1,00 0,97 0,95 0,93 0,91 0,89 0,87 0,86
1000 0,97 0,95 0,93 0,91 0,89 0,87 0,86 0,84
1200 0,94 0,92 0,91 0,89 0,87 0,85 0,83 0,82
1400 0,92 0,90 0,89 0,87 0,85 0,83 0,81 0,80
1600 0,90 0,88 0,87 0,85 0,83 0,80 0,79 0,78
1800 0,88 0,86 0,84 0,83 0,81 0,79 0,77 0,76
2000 0,85 0,84 0,82 0,81 0,79 0,77 0,75 0,74
2200 0,84 0,82 0,80 0,79 0,77 0,75 0,74 0,72
2600 0,80 0,78 0,77 0,75 0,73 0,71 0,70 0,69
3000 0,76 0,74 0,73 0,72 0,70 0,68 0,67 0,66
В результате регрессионного анализа табличных данных получена сле-
дующая зависимость (2):
THkк 00155.00001.0023.1 (2)
где кk – коэффициент коррекции мощности дизельного ДВС; H – высота ав-
томобиля над уровнем моря, м; T – температура окружающей среды, °С.
С использованием зависимости (2) предоставляется возможность более
удобного расчета коэффициента коррекции, а следовательно скорости движе-
ния и производительности карьерного автотранспорта для конкретных гео-
графических и климатических условий эксплуатации.
На объемном графике формула (2) дает следующую поверхность измене-
ния коэффициента коррекции (рис. 2):
Тяговое усилие на ведущих колесах равно (3):
v
N
kF к , кВт (3)
где v – скорость движения, м/с; F - сила тяги ходового привода, Н; N – тяго-
вая мощность на ведущих колесах, кВт.
Рассмотрим изменение тяговой характеристики автосамосвала БелАЗ-7540
(рис.3) для условий 1200H м. и летнего периода с 30T °С ( 86.0кk ).
Как видно из графика (рис.3), тяговая характеристика отличается на 14%
от ее паспортной.
Геотехническая механика"
Рис. 2 – Зависимость коэффициента коррекции мощности дизельного ДВС
от температуры окружающей среды и высоты над уровнем моря
В результате проведенных исследований установлено, что температура
окружающей среды и геодезическая высота карьера над уровнем моря суще-
ственно влияют на тяговую характеристику. Отклонение тяговой характери-
стики, определенной для нормальных условий, при граничных условиях тем-
пературы окружающей среды составляет 10-12%, а по геодезической высоте
33-37%. Производители карьерного автотранспорта должны предоставлять
тяговую характеристику для конкретных условий эксплуатации продаваемого
автомобиля, что в свою очередь дает возможность выполнения более точного
тягового расчета, так как от этого существенно зависит время цикла работы
автомобильного погрузочно-транспортного комплекса, а, следовательно, и
его производительность.
Выпуск № 81
1 – 1кk , 2 – 86.0кk .
Рис. 3 – Корректировка тяговой характеристики автосамосвала БелАЗ-7540
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Мариев П.Л. и др. Карьерный автотранспорт: состояние и перспективы. - М.: Наука, 2004, - 429с.
2. Ховах М.С. и Маслов Г.С. Автомобильные двигатели. Изд.2-е, пер. и доп., М., «Машиностроение»,
1971, - 456с.
3. Транспорт на горных предприятиях: Учебник для вузов/ Н.Я. Биличенко, Г.Г. Пивняк, А.А. Ренгевич,
В.И. Тарасов, А.В. Денищенко и др.: – Днепропетровск: НГУ, 2005, - 636с.
Рекомендовано до публікації д.т.н В.П. Надутим 18.08.09
|