Классификация и эксплуатационные качества автомобилей. Связь между их конструкцией и эффективностью использования. Измерители, показатели и оценка безопасности транспортного средства. Расчет характеристик устойчивости автомобилей "Волга" и КамАЗ.
Аннотация к работе
Актуальностью дипломной работы является: Повышение безопасности автомобиля, в том числе его эксплуатационных свойств, что является одной из главных задач автомобильной промышленности. Совершенствование эксплуатационных свойств автомобиля, направленное на предупреждение или хотя бы снижение тяжести травм при ДТП, проведено в настоящей дипломной работе по направлению улучшения надежности и безопасности автомобиля, улучшению комфортабельности водителя и пассажиров в кабине автомобиля.
Понятие «активная безопасность» включает в себя комплекс эксплуатационных качеств, способствующих предотвращению возникновения аварийных ситуаций и совершения ДТП. К ним в первую очередь относят: высокие динамические качества автомобиля, эффективное, стабильное замедление, хорошую управляемость и устойчивость, в том числе при торможении и разгоне, устойчивость автомобиля против заноса и опрокидывания. К этой же группе качеств относят: наличие на автомобиле надежной, хорошо видимой световой и звуковой сигнализации, а также надежность и долговечность узлов и деталей автомобиля, исключающие поломки ответственных деталей и отказ в работе узлов, приводящих к дорожно- транспортному происшествию [1, 2, 3].
Обеспечение комфортных условий в салоне снижает утомление водителя и повышает надежность управления. В связи с этим в эту группу эксплуатационных свойств входят эргономические качества рабочего места водителя и мест пассажиров, хорошая обзорность с места водителя (вперед, вбок, назад), эффективная вентиляция кузова, низкий уровень вибраций и шума в пассажирском помещении, предотвращение попадания в салон автомобиля выхлопных газов и паров топлива [4, 5, 6].
Под понятием «пассивная безопасность» подразумевают комплекс эксплуатационных свойств автомобиля, обеспечивающих при возникновении ДТП исключение или хотя бы снижение травм водителя и пассажиров. К ним относят демпфирующие способности передней и задней частей автомобиля, бамперов, а также боковую жесткость кузова, надежность запирания замков дверей, наличие ветрового стекла безосколочного типа. Эти свойства обеспечиваются установкой энергопоглощающей рулевой колонки, установкой в салоне мягких накидок и подголовников, применением внутренних панелей салона и ручек органов управления, не имеющих выступающих (тем более жестких и острых) участков, оборудованием автомобиля ремнями безопасности [6].
Согласование эксплуатационных свойств автомобиля с требованиями послеаварийной безопасности достигается, в первую очередь, обеспечением возможности быстрого выхода или эвакуации людей из аварийного автомобиля, пожарной безопасности автомобиля за счет правильного размещения и надежной герметизации топливных баков и топливных коммуникаций. Послеаварийная безопасность автомобиля в значительной степени зависит также от степени возгораемости внутренней отделки салона и от содержания токсичных веществ в продуктах ее горения.
Оптимальность эксплуатационных свойств в значительной степени определяется также воздействиями автомобиля на окружающую среду и других участников движения. В связи с этим в числе регламентируемых эксплуатационных свойств имеются свойства, направленные на предупреждение опасных воздействий автомобиля на окружающую среду и других участников движения, оговоренные требованиями в отношении безопасности внешней формы автомобиля, токсичности выхлопных (отработавших) газов и выделения в атмосферу других токсичных веществ, а также создаваемого автомобилем внешнего шума.
Таким образом, из вышесказанного вытекает, что выбранная тема дипломной работы представляется актуальной и своевременной.
Целью настоящей дипломной работы является обеспечение определенных свойств автомобиля в отношении безопасности в различных конкретных условиях движения.
Для реализации цели работы была поставлена задача: создание методик проверки этих свойств, что явилось причиной разработки и введения специальных требований безопасности, при соответствии которым данный конкретный автомобиль будет иметь установленный из условий и характера движения, экономических и технологических соображений сегодняшнего дня минимально допустимый уровень безопасности. Значительное число таких требований уже введено и реализовано в СНГ и во многих других странах.
Объектом исследования настоящей дипломной работы является СТО «Автомастер». Выполнена на базе материалов статистики ДТП и учета движения на дорогах и улицах г. Костаная и Костанайской области УДП ДВД Костанайской области, а также исследований конструктивной безопасности и эксплуатационных свойств автомобиля.
1.1 Автомобильные транспортные средства
На автомобильном транспорте имеются особенно большие резервы повышения эффективности, реализация которых зависит от применения на каждом виде перевозок автомобилей, конструктивно наиболее соответствующих условиям их выполнения.
Введение
Актуальностью дипломной работы является: Повышение безопасности автомобиля, в том числе его эксплуатационных свойств, что является одной из главных задач автомобильной промышленности. Совершенствование эксплуатационных свойств автомобиля, направленное на предупреждение или хотя бы снижение тяжести травм при ДТП, проведено в настоящей дипломной работе по направлению улучшения надежности и безопасности автомобиля, улучшению комфортабельности водителя и пассажиров в кабине автомобиля.
Понятие «активная безопасность» включает в себя комплекс эксплуатационных качеств, способствующих предотвращению возникновения аварийных ситуаций и совершения ДТП. К ним в первую очередь относят: высокие динамические качества автомобиля, эффективное, стабильное замедление, хорошую управляемость и устойчивость, в том числе при торможении и разгоне, устойчивость автомобиля против заноса и опрокидывания. К этой же группе качеств относят: наличие на автомобиле надежной, хорошо видимой световой и звуковой сигнализации, а также надежность и долговечность узлов и деталей автомобиля, исключающие поломки ответственных деталей и отказ в работе узлов, приводящих к дорожно- транспортному происшествию [1, 2, 3].
Обеспечение комфортных условий в салоне снижает утомление водителя и повышает надежность управления. В связи с этим в эту группу эксплуатационных свойств входят эргономические качества рабочего места водителя и мест пассажиров, хорошая обзорность с места водителя (вперед, вбок, назад), эффективная вентиляция кузова, низкий уровень вибраций и шума в пассажирском помещении, предотвращение попадания в салон автомобиля выхлопных газов и паров топлива [4, 5, 6].
Под понятием «пассивная безопасность» подразумевают комплекс эксплуатационных свойств автомобиля, обеспечивающих при возникновении ДТП исключение или хотя бы снижение травм водителя и пассажиров. К ним относят демпфирующие способности передней и задней частей автомобиля, бамперов, а также боковую жесткость кузова, надежность запирания замков дверей, наличие ветрового стекла безосколочного типа. Эти свойства обеспечиваются установкой энергопоглощающей рулевой колонки, установкой в салоне мягких накидок и подголовников, применением внутренних панелей салона и ручек органов управления, не имеющих выступающих (тем более жестких и острых) участков, оборудованием автомобиля ремнями безопасности [6].
Согласование эксплуатационных свойств автомобиля с требованиями послеаварийной безопасности достигается, в первую очередь, обеспечением возможности быстрого выхода или эвакуации людей из аварийного автомобиля, пожарной безопасности автомобиля за счет правильного размещения и надежной герметизации топливных баков и топливных коммуникаций. Послеаварийная безопасность автомобиля в значительной степени зависит также от степени возгораемости внутренней отделки салона и от содержания токсичных веществ в продуктах ее горения.
Оптимальность эксплуатационных свойств в значительной степени определяется также воздействиями автомобиля на окружающую среду и других участников движения. В связи с этим в числе регламентируемых эксплуатационных свойств имеются свойства, направленные на предупреждение опасных воздействий автомобиля на окружающую среду и других участников движения, оговоренные требованиями в отношении безопасности внешней формы автомобиля, токсичности выхлопных (отработавших) газов и выделения в атмосферу других токсичных веществ, а также создаваемого автомобилем внешнего шума.
Таким образом, из вышесказанного вытекает, что выбранная тема дипломной работы представляется актуальной и своевременной.
Целью настоящей дипломной работы является обеспечение определенных свойств автомобиля в отношении безопасности в различных конкретных условиях движения.
Для реализации цели работы была поставлена задача: создание методик проверки этих свойств, что явилось причиной разработки и введения специальных требований безопасности, при соответствии которым данный конкретный автомобиль будет иметь установленный из условий и характера движения, экономических и технологических соображений сегодняшнего дня минимально допустимый уровень безопасности. Значительное число таких требований уже введено и реализовано в СНГ и во многих других странах.
Объектом исследования настоящей дипломной работы является СТО «Автомастер». Выполнена на базе материалов статистики ДТП и учета движения на дорогах и улицах г. Костаная и Костанайской области УДП ДВД Костанайской области, а также исследований конструктивной безопасности и эксплуатационных свойств автомобиля.
1.1 Автомобильные транспортные средства
На автомобильном транспорте имеются особенно большие резервы повышения эффективности, реализация которых зависит от применения на каждом виде перевозок автомобилей, конструктивно наиболее соответствующих условиям их выполнения. Зависит от применения таких автомобилей, которые в данных дорожных условиях по своим конструктивным особенностям обеспечивали бы возможность выполнять каждую перевозку с минимальной себестоимостью, с наименьшими затратами труда и материальных средств, наиболее быстро, удобно, безопасно и безвредно для окружающей среды. Это требует от работников автомобильного транспорта глубоких знаний эксплуатационных качеств автомобилей [7, 8, 9].
Конструкция автомобиля должна определяться не только его приспособленностью к движению, но также к своему основному транспортному назначению - перевозке грузов или пассажиров, причем приспособленностью к выполнению этих перевозок наиболее высокопроизводительно, при минимальных трудозатратах и себестоимости, наиболее удобно, не утомительно и безопасно, в разных условиях эксплуатации. Полные сведения о всех транспортных особенностях конструкции автомобилей нужны для возможности правильного выбора наиболее рациональных разновидностей автомобилей для каждых конкретных дорожных и транспортных условий эксплуатации. Без этих сведений нельзя наиболее рационально планировать, организовывать и осуществлять перевозки, нельзя обеспечивать наиболее эффективное использование автомобильного парка.
Сведения о транспортных особенностях конструкций автомобилей, методах теоретического и экспериментального определения и оценки необходимы конструкторам, исследователям и испытателям для обеспечения успешного развития конструкций отечественных автомобилей в максимальном соответствии с условиями наиболее эффективного их использования.
Автомобиль как транспортное средство наиболее всесторонне характеризуется комплексом своих эксплуатационных качеств. Ими оценивается совершенство конструкций автомобиля при приемочных испытаниях новых моделей, подготавливаемых к производству. Поэтому автомобильные транспортные средства рассматриваются на основе изучения их эксплуатационных качеств и их измерителей.
Все применяемые в настоящее время разновидности автомобилей объединены в классификации, изображенной на схеме (рисунок 1.1), основанной на принципе их использования.
Как видно из этой схемы, все виды автомобилей подразделяются на три группы, определяемые их массой. Точнее небольшой величиной осевой нагрузки на опорную поверхность. Этим характеризуется возможность их применения на тех или иных видах дорог.
Все автомобили, предназначенные для применения на сети дорог общего пользования, или дорожные, подразделяются на три группы А и Б. Для автомобилей и автопоездов группы А установлена предельно допустимая осевая нагрузка от одиночной, наиболее нагруженной оси не более 100 КН (при ее расстоянии от смежной оси не более 2,5 м и более). Они допускаются к использованию только на дорогах с усовершенствованными, капитальными покрытиями I и II технических категорий, т. е. на дорогах с цементобетонным или асфальтобетонным покрытием. Предельная нагрузка при двух спаренных осях - 180 КН.
Автомобили группы Б имеют соответственно максимальные нагрузки 60 и 100 КН. Они допускаются к применению на всей сети дорог общего пользования без ограничений. Таким образом, они могут использоваться как на дорогах высших категорий с усовершенствованными капитальными видами покрытий, так и на всех дорогах с твердыми каменными покрытиями переходного типа (щебеночным, гравийным, булыжным и др.), и на всех видах грунтовых дорог [10, 11, 12].
Рисунок 1.1 Транспортная классификация автомобилей
Применение на дорогах автомобилей с осевой нагрузкой, превышающей предельно допустимую, создает остаточные деформации в элементах дорожных конструкций, вызывает преждевременное разрушение дорог, мостов и всех дорожных сооружений, сокращает срок их службы.
К третьей группе по осевым нагрузкам относятся автомобили наиболее тяжелые, которые не предназначены и не могут допускаться для перевозок по дорогам общего пользования, даже имеющим капитальное цементобетонное или асфальтобетонное покрытие. Автомобили или автопоезда этой группы предназначаются для перевозок по специально построенным карьерным, лесовозным или другим дорогам, а также вне сети дорог. К их числу относятся карьерные автомобили-самосвалы БЕЛАЗ и др. В классификации эта группа названа «внедорожные, карьерные».
Все виды автомобилей подразделяются на транспортные, используемые для перевозок грузов или пассажиров, и специального назначения - не транспортные. К последним относятся автомобили: пожарные, коммунального обслуживания, автокраны, санитарные, скорой медицинской помощи, технической помощи, передвижные ремонтные мастерские, спортивные и другие.
Транспортные автомобили и автопоезда, как видно из схемы, подразделяются на грузовые и пассажирские, а последние на автобусы и легковые. Далее каждая из разновидностей автомобилей - грузовые, автобусы и легковые - подразделяются по своим конструктивным схемам. Грузовые подразделяются на одиночные и автопоезда, которыми могут быть автомобили-тягачи с прицепом или седельные тягачи с полуприцепом. При современном высоком уровне развития применения грузового транспорта автомобили, специализированные по видам грузов, имеют существенное преимущество перед универсальными в обеспечении сохранности груза, сокращении простоев под погрузкой и разгрузкой, экономии на упаковке. Основными, наиболее типичными специализированными грузовыми автомобилями являются: самосвалы, фургоны, цистерны, контейнеровозы, автомобилевозы и др.
Приведенная классификация автомобилей построена по эксплуатационным признакам. Закономерны также конструктивные классификации.
Автомобили могут также подразделяться в зависимости от расположения двигателя - спереди, сзади, под кабиной, под кузовом (у автобуса), или по виду двигателя, который может быть, например: бензиновым карбюраторным или с непосредственным впрыском; дизель двухтактным или четырехтактным и т. п.
Автомобили могут иметь привод на задние или передние колеса, на один или несколько мостов, различаться по колесной формуле, например 4Ч2 (всего колес 4, из них ведущих два); 6Ч4 (трехосный с двумя ведущими мостами); 6Ч4 4 (трехосный с двухосным прицепом или полуприцепом) и т.д.
Автомобили могут иметь конструкцию, специализированную для работы в определенных природно-климатических условиях, например северного исполнения, тропического исполнения и другие.
1.2 Совершенство конструкции автомобиля
Совершенство конструкции автомобиля определяется его приспособленностью к наиболее эффективному использованию, т. е. приспособленностью к выполнению перевозок с наименьшими материальными и трудовыми затратами, наиболее быстро, высокопроизводительно, с полной сохранностью грузов и предоставлением всех необходимых удобств пассажирам. Степень совершенства конструкции автомобиля характеризует его качество, которое принято оценивать комплексом так называемых «эксплуатационных» качеств автомобиля.
Обеспечение максимально возможной эффективности автомобиля в процессе его использования требует разработки научно обоснованного метода оценки совершенства конструкции автомобиля, основанного на установлении непосредственной связи между его конструктивными особенностями и эффективностью использования.
Совершенство конструкции автомобиля определяется и зависит от соблюдения двух следующих условий: а) правильности установления основных параметров автомобиля в соответствии с его назначением, а также транспортными, дорожными и климатическими условиями использования.
Основными параметрами автомобиля (автопоезда) являются: грузоподъемность, вместимость, полная масса, предельно допустимые осевые нагрузки, предельные габариты, удельная мощность двигателя (энерговооруженность);
б) прогрессивности конструкции всех его агрегатов, узлов и общей компоновки с учетом передовых достижений науки и техники.
Без соблюдения двух названных основных условий не может быть обеспечено надлежащее совершенство конструкции автомобиля и высокая его эффективность в эксплуатации. Соответственно изложенному оценка совершенства конструкции автомобиля должна основываться на теоретическом и экспериментальном изучении взаимосвязей между его конструктивными особенностями и эффективностью использования.
Совершенство конструкции автомобиля еще не полностью характеризует его качество. Конструкция автомобиля может быть очень совершенной, но если при его производстве не был обеспечен надлежащий контроль за качеством используемых конструкционных материалов, точным соблюдением предусмотренной технологии, низка была культура производства, т. е. было низкое качество изготовления, то это неизбежно может отразиться на надежности, долговечности и других эксплуатационных качествах автомобиля.
Для полной, научно обоснованной оценки совершенства конструкции автомобиля или даже отдельного его агрегата определения только эксплуатационных качеств, связанных с его движением, недостаточно. Необходима всесторонняя оценка приспособленности всех элементов его конструкции не только к движению, но и ко всем другим процессам, из которых складывается его эксплуатация. В дополнение к вопросам, изучаемым в теории автомобиля, необходимы закономерности взаимосвязей его конструкции с такими элементами, как например: видом перевозимого груза, условиями его погрузки и выгрузки; конкретным видом дорог и условий движения, для которых данный автомобиль предназначен; условиями хранения, технического обслуживания и ремонта. Необходима оценка долговечности, прочности и надежности автомобиля, обеспечиваемая его конструкцией. Кроме того, появилась необходимость определять: в какой степени конструкция автомобиля обеспечивает возможность выполнять перевозки с минимальной себестоимостью, при минимальных затратах труда как на выполнение самих перевозок, так и на погрузку, выгрузку, все виды технических обслуживаний и ремонтов: как обеспечена сохранность груза или удобство пассажиров при перевозке; как обеспечена безопасность, отсутствие вредного воздействия на окружающую среду (токсичность, шумность).
Согласно разработанному методу технико-экономической оценки автомобилей установлены следующие измерители: затраты на перевозку; производительность автомобиля; трудоемкость использования автомобиля; энергоемкость перевозок; металлоемкость перевозок (материалоемкость).
Таким образом, в настоящее время наиболее всесторонняя оценка совершенства конструкции автомобиля может быть произведена путем теоретического и экспериментального установления количественных значений измерителей его эксплуатационных качеств и на этой основе определения также количественных значений конечных технико-экономических измерителей его эффективности.
На схеме (рисунок 1.2) изображена системная связь между элементами конструкции автомобиля, его эксплуатационными качествами и элементами эффективности использования, характеризующая метод совершенства его конструкции [13].
На этой схеме указаны следующие пять основных элементов конструкции автомобиля, изображенные в треугольниках в левой стороне: масса и общая компоновка; кузов (и кабина); двигатель; трансмиссия; ходовая часть (рама, подвеска, колеса, шины, рулевое управление, тормозные механизмы).
В зависимости от конкретной решаемой задачи могут быть выделены не пять, а большее количество элементов конструкции автомобиля.
Рисунок 1.2 Системная связь между конструкцией автомобиля и эффективностью его использования
Каждый из выделенных элементов конструкции автомобиля определяет количественные значения измерителей разных эксплуатационных качеств автомобиля. Эти взаимосвязи указаны на схеме стрелками, упирающимися в объединяющие вертикальные линии, каждая из которых связана (жирной точкой) с горизонтальной линией, входящей сплошной стрелкой в соответствующее эксплуатационное качество. В случае, если данный элемент конструкции влияет лишь на какое-либо одно эксплуатационное качество (например «кузов» на «вместимость»), то объединяющей вертикальной линии не требуется и взаимосвязь между ними (стрелка и жирная точка) изображается одной горизонтальной или ломаной линией.
Основные эксплуатационные качества автомобиля изображены в средней части схемы в прямоугольниках.
Конечные критерии совершенства конструкции автомобиля - элементы, характеризующие эффективность его использования, - изображены в правой части схемы в овалах.
В настоящем своем виде изложенный метод позволяет достаточно полно и всесторонне оценивать совершенство конструкции автомобилей.
1.3 Эксплуатационные качества автомобиля
Качеством любого изделия или вида продукции называется совокупность его свойств, обусловливающих его пригодность удовлетворять определенные потребности в соответствии с его назначением. Автомобиль является определенного вида изделием, поэтому к нему относится вышеприведенное определение качества, установленное стандартом.
В принципе было бы желательным оценивать автомобиль каким-либо одним обобщающим показателем, однозначно выражающем его качество. Однако этому препятствует сложность устройства современного автомобиля, многочисленность различных отдельных его свойств и особенностей конструкции, многообразие различных их сочетаний и разная их значимость в зависимости от условий эксплуатации и вида перевозок.
Учитывая указанные специфические особенности автомобиля, закономерно определять совершенство его конструкции не одним обобщающим качеством, а комплексом отдельных наиболее показательных его эксплуатационных качеств, т. е. в принципе сохранить метод оценки совершенства конструкции автомобиля, предложенный академиком Е.А. Чудаковым [14].
Свойством автомобиля называется присущая ему отличительная способность изменять свое состояние или положение в пространстве (местонахождение) под влиянием каких-либо внутренних или внешних физических факторов. Например: скоростными являются его свойства развивать определенные ускорения, максимальную скорость, тяговые усилия на подъемах: свойством автомобиля является устойчивость против скольжения, опрокидывания: свойством является способность противостоять износам (износостойкость) и др.
Эксплуатационным качеством автомобиля является сочетание определенных отличительных свойств и конструктивных особенностей автомобиля, которое характеризует его достоинства и степень его потребительского совершенства применительно к определенным условиям использования.
Выделение основных эксплуатационных качеств делается на основе рассмотрения зависимости элементов эффективности использования автомобиля, показанных на схеме (рисунок 1.2), от конструктивных его особенностей.
Большая часть элементов эффективности измеряется относительными величинами на единицу транспортной работы, т. е. величинами, отнесенными к производительности автомобиля. Поэтому первоначально рассматривается зависимость производительности автомобиля от его конструктивных особенностей.
Для этого используются формулы годовой производительности, так как в них учитываются зависящие от конструкции простои автомобиля в ремонтах и технических обслуживаниях, которые в формулах часовой или суточной производительности отсутствуют. Эти формулы имеют следующий вид для грузовых автомобилей и автопоездов
Wг=QЧГЧLЧВЧVТЧTЧDЧБ/(l ВЧVТЧTП), ткм/год; (1.1) для автобусов
Wa=NЧГЧЗЧВЧVЭЧTЧDЧБ, пасс-км/год; (1.2) для легковых автомобилей
Wa=NЧГПЧВЧVЭЧTЧDЧБ, пасс-км/год; (1.3) или Lл=VЭЧTЧDЧБ, км/год; (1.4) где vt - средняя техническая скорость, км/ч;
vэ - эксплуатационная скорость движения, км/ч;
q - грузоподъемность, т;
г - коэффициент использования грузоподъемности;
n - количество пассажирских мест в автобусе или легковом автомобиле;
гп - коэффициент наполнения автобуса или легкового автомобиля;
l - средняя длина ездки с грузом, км;
в - коэффициент использования пробега;
з - коэффициент использования времени автобуса в наряде;
тп - время простоя под погрузкой и выгрузкой за одну ездку, ч;
T - время работы в сутки, ч;
D - количество дней работы в году б - коэффициент использования автомобиля за год;
Lл - пробег легкового автомобиля за год, км.
Приведенные формулы позволяют установить взаимосвязь между конструктивными особенностями и производительностью автомобиля, характеризуемую отдельными эксплуатационными качествами.
В этих формулах могут быть выделены параметры, не связанные с конструкцией автомобиля. К ним относятся: количество дней работы в году D; время нахождения автомобиля в наряде в сутки T, средняя длина ездки с грузом l; коэффициент использования пробега в, коэффициент наполнения автобуса или легкового автомобиля гп и коэффициент использования времени автобуса в наряде з. Эти параметры можно выделить в постоянные коэффициенты, обозначив их через а с соответствующим индексом. Тогда, функциональную зависимость производительности от параметров, определяемых конструкцией автомобиля, можно выразить в следующем общем виде: для грузового автомобиля или автопоезда
Wг=АГЧF(QЧГЧVТЧTПРЧБ); (1.5) для автобуса или легкового автомобиля
Wa=ААЧF(NЧVЭЧБ). (1.6)
Все параметры в скобках в той или иной мере зависят от конструкции автомобиля. Для каждого из них можно установить эксплуатационные качества, позволяющие оценивать особенности конструкции автомобиля.
На схеме (рисунок 1.3) изображена взаимосвязь между параметрами производительности и конструктивными особенностями грузового автомобиля (или автопоезда).
Ниже рассматривается раздельно зависимость каждого из параметров производительности от конструкции автомобиля.
Грузоподъемность автомобиля q определяется конструктивной размерностью и прочностью основных несущих узлов и агрегатов его шасси: рамы, мостов, подвески, колес, шин и др. При ограничении дорожными нормами полной массы автомобиля грузоподъемность зависит от собственной его массы: чем она меньше, тем соответственно больше грузоподъемность.
Рисунок 1.3 Схема зависимости производительности грузового автомобиля от элементов его конструкции
Возможность полностью использовать грузоподъемность автомобиля зависит от внутренних размеров кузова и объемной массы груза. Это требует учета второго параметра в формуле производительности - коэффициента использования грузоподъемности г. Величина его может зависеть не только от размеров кузова, но в некоторых случаях от других особенностей его устройства.
Грузоподъемность автомобиля в сочетании с возможным коэффициентом ее использования при перевозке груза определенной объемной массы и вида характеризуется эксплуатационным качеством, называемым вместимостью автомобиля.
Техническая скорость автомобиля vt зависит: от мощности двигателя, полной массы автомобиля, передаточных отношений в трансмиссии, ее КПД, радиуса качения ведущих колес, величины сопротивления качению автомобиля и аэродинамического сопротивления движению. Средняя техническая скорость зависит также от действия тормозных механизмов автомобиля, параметров, определяющих его устойчивость и управляемость, обзорность дороги в дневное и ночное время. Мягкости и прочности подвески, маневренности и ряда других особенностей конструкции, характеризующих дорожные его качества.
Техническая скорость определяется как путь, пройденный автомобилем за суммарное время движения и простоев на линии, вызываемых неисправностями автомобиля и их устранением. Поэтому она зависит от прочности и надежности деталей основных узлов автомобиля, определяющих его работоспособность, от стабильности регулировок механизмов, пусковых качеств двигателя, безотказности действия электрооборудования и системы питания двигателя, надежности шин.
В случае выполнения перевозок в затрудненных дорожных условиях средняя техническая скорость может зависеть от конструктивных особенностей, определяющих приспособленность автомобиля к работе в таких условиях. В частности, она может зависеть: от запасов тяги на низших передачах, сцепного фактора ведущих колес, дорожных просветов, конструкции шин, рисунка их протектора, удельного давления на опорную поверхность, совпадения следов колес разных осей и др.
Комплекс названных конструктивных особенностей автомобиля характеризуется следующими тремя эксплуатационными качествами: скоростью движения (скоростностью), проходимостью и надежностью автомобиля.
Коэффициент использования автомобиля б выражает количество его рабочих дней в году. Величина его, кроме организационных причин, также зависит от продолжительности простоев автомобиля в техническом обслуживании и ремонте. Следовательно, она определяется износостойкостью и прочностью его деталей, приспособленностью конструкции автомобиля к выполнению обслуживания и ремонта через возможно большие периоды времени. Эти конструктивные особенности автомобиля характеризуются тремя следующими эксплуатационными качествами: надежностью, долговечностью и простотой обслуживания и ремонта.
Время простоя под погрузкой и выгрузкой тп может зависеть от устройства кузова, погрузочной высоты пола кузова, конструкции бортов или в случае кузова-фургона от размеров дверей. Их расположения и устройства, наличия и эффективности действия различных механизмов и специальных устройств для облегчения погрузки и выгрузки (самосвальных устройств, погрузчиков и др.). Это время также зависит от маневренности автомобиля, характеризуемой минимальным радиусом поворота, габаритным коридором, простотой управления при движении задним ходом. Названные особенности конструкции автомобиля характеризуются эксплуатационным качеством, называемым удобство использования автомобиля.
По аналогии могут быть выделены эксплуатационные качества, позволяющие оценивать конструктивные особенности, от которых зависят параметры производительности пассажирских автомобилей. Такая взаимосвязь изображена на рисунке 1.4.
При рассмотрении зависимости эффективности использования автомобиля от его конструкции необходимо учитывать не только эксплуатационные затраты автотранспортного предприятия или владельца автомобиля непосредственно на выполнение самих перевозок, но и все связанные с ними другие виды затрат. В частности, необходимо учитывать также затраты на погрузочные и выгрузочные работы, дорожную составляющую затрат, учитывать использование капитальных вложений в перевозки.
Рисунок 1.4 Схема зависимости производительности пассажирского автомобиля от элементов его конструкции
Полные приведенные затраты (Зп) на автомобильные перевозки выражаются в следующем виде: Зп =(?Сэ ЕЧ(К - 0,1ЧЦА))Ч100/W, тенге/ткм или тенге/(пасс-км), (1.7) где ?Сэ - сумма всех эксплуатационных затрат за год, тенге;
Е - отраслевой нормативный коэффициент эффективности капитальных вложений, установленный в настоящее время; Е= 0,12;
К - капитальные вложения в автомобильные перевозки, включающие вложения в автомобили, материально-техническую базу и строительство дорог, тенге;
0,1ЧЦА - ликвидная стоимость амортизированного автомобиля, тенге (Ца - стоимость нового автомобиля).
Чем больше годовая производительность автомобиля при тех же годовых затратах, тем меньше затраты на единицу транспортной работы, тем эффективнее его использование.
Зависимость производительности автомобиля от его конструкции была рассмотрена выше. Следовательно, затраты на перевозки находятся в зависимости от тех же конструктивных особенностей автомобилей, что и производительность, и могут оцениваться теми же установленными выше эксплуатационными качествами.
Затраты на перевозки, кроме того, зависят еще и от ряда других конструктивных особенностей автомобилей, что требует рассмотрения.
Общая сумма эксплуатационных затрат на перевозки ?Сэ, выраженная в тенге за год, может быть расчленена по отдельным слагаемым - видам затрат или статьям расходов, и представлена в виде
?Сэ= Ст См Сш Сор Са Сз Сн Сп-в Сд, (1.8) где Ст - затраты на топливо;
См - затраты на эксплуатационные материалы;
Сш - затраты на шины;
Сор - затраты на техническое обслуживание и текущие ремонты
Са - амортизация автомобиля и отчисления на капитальный ремонт;
Сз - затраты на заработную плату водителя;
Сн - накладные расходы;
Сп-в - затраты на погрузочные и выгрузочные работы;
Сд - дорожная составляющая.
Каждый из видов эксплуатационных затрат на перевозки в той или иной мере зависит от конструкции автомобиля. В некоторых случаях эта зависимость существенна и оценка ее необходима, в других же случаях она настолько мала, что практического значения не имеет и ею можно пренебрегать. Например, накладные расходы автотранспортного предприятия при сравнении однотипных автомобилей почти не зависят от их конструкции, поэтому эта зависимость может не рассматриваться. Также могут не учитываться затраты на эксплуатационные материалы.
На схеме (рисунок 1.5) изображена взаимосвязь между эксплуатационными затратами на перевозки грузового автомобиля (или автопоезда) и его конструктивными особенностями, характеризуемая определенными эксплуатационными качествами.
Рисунок 1.5 Схема зависимости денежных затрат на грузовые перевозки от элементов конструкции автомобиля
Затраты на топливо Ст определяются его стоимостью и количеством, расходуемым на выполнение транспортной работы, выраженной в тонно-километрах или пассажиро-километрах. Расход топлива зависит от совершенства конструкции двигателя, его КПД, т. е. полноты сгорания топлива, минимального удельного расхода, величины расхода при работе на частичных нагрузках и переменных режимах. Расход топлива зависит от передаточных отношений и КПД трансмиссии, радиуса качения колес, конструкции шин, сопротивления качению автомобиля и его аэродинамического сопротивления движению, от полной массы автомобиля.
Особенности конструкции автомобиля, определяющие расход топлива на перевозки, характеризуется эксплуатационным качеством, называемым топливной экономичностью.
Затраты на шины Сш зависят от их стоимости и срока службы (ходимости), который определяется износостойкостью протектора и прочностью каркаса. Срок службы шин зависит также от распределения массы автомобиля по колесам и отсутствия превышения нагрузок на шины над номинальными расчетными, углов установки управляемых колес и их стабильности в эксплуатации, балансировки колес, совершенства конструкции тормозов, равномерности нарастания тормозного усилия, распределения его по колесам и стабильности регулировки в эксплуатации.
Таким образом, срок службы шин зависит от конструктивных особенностей самих шин и автомобиля. Так как шины являются составной частью автомобиля, срок службы и соответственно затраты на них характеризуются эксплуатационным качеством - долговечностью.
Затраты на техническое обслуживание и ремонты Сор зависят от величины пробегов автомобиля до возникновения потребности в выполнении этих работ и от их трудоемкости. Они определяются: износостойкостью и прочностью деталей автомобиля, стабильностью регулировок механизмов, простотой и легкостью его обслуживания, простотой замены неисправных деталей, агрегатов, разборки и ремонта узлов и агрегатов. Эти конструктивные особенности автомобиля оцениваются тремя эксплуатационными качествами: долговечностью, надежностью и простотой технических обслуживаний и ремонтов.
Затраты на амортизацию автомобиля Са зависят от покупной его стоимости и срока службы до списания. Согласно действующим нормам амортизационные отчисления слагаются из сумм на восстановление начальной балансовой стоимости автомобиля и сумм на капитальные ремонты. Обе эти части отчислений зависят от совершенства конструкции автомобиля, так как определяются износостойкостью и прочностью его деталей. Эти конструктивные особенности характеризуются эксплуатационным качеством - долговечностью.
Заработная плата водителя Сз определяется затратой его труда на вождение и путевое обслуживание автомобиля. Труд водителя зависит от степени автоматизации процессов управления, наличия контрольно-измерительных приборов и их качества, удобства устройства рабочего места водителя, расположения органов управления, вентиляции, отопления, легкости путевого обслуживания, легкости смены неисправной шины, устранения мелких неисправностей.
Действующая система заработной платы водителей не находится в прямой зависимости от совершенства конструкции автомобиля. Тем не менее теоретически такая зависимость закономерна. Конструктивные особенности автомобиля, обеспечивающие простоту и легкость управления и путевого обслуживания, характеризуются обобщенным эксплуатационным качеством: удобством использования автомобиля.
Затраты на погрузочные и выгрузочные работы Сп-в зависят от приспособленности конструкции автомобиля к возможности выполнения этих работ с минимальной затратой труда и минимальной стоимостью использования механизмов. При ручном способе погрузки и выгрузки имеет значение погрузочная высота кузова, высота бортов, количество открывающихся бортов, размеры дверного проема в кузовах-фургонах. При механизированном способе погрузки и выгрузки решающее значение имеет приспособленность кузова к использованию тех средств механизации, которые рациональны применительно к видам перевозимых грузов. В конструкции автомобиля могут предусматриваться различные погрузочные механизмы: самосвальные устройства, разгрузчики и другое оборудование для уменьшения затрат на эти работы. Приспособленность конструкции автомобиля к этим работам характеризуется качеством: удобство погрузки и выгрузки, которое входит составной частью в обобщающее качество - удобство использования автомобиля.
Дорожная составляющая в затратах на перевозки Сд учитывает восстановление капиталовложений в строительство дорог и все расходы по их содержанию и ремонту. Она пропорциональна изнашивающему воздействию автомобиля на дороги и размеру занимаемого пространства на проезжей части. Дорожная составляющая зависит от полной массы автомобиля, величины осевых нагрузок и их соотношений с предельно допустимыми на тех видах дорог, на которых автомобиль используется, удельных давлений шин на дорогу, скоростей движения и габаритов автомобиля. Чем меньше собственная масса автомобиля, тем в среднем меньше его изнашивающее воздействие на дорогу. Поэтому, хотя и косвенно, дорожная составляющая может характеризоваться эксплуатационным качеством использования массы автомобиля.
Взаимосвязь между конструктивными особенностями пассажирского автомобиля и эксплуатационными затратами на перевозки такая же как на грузовые, за исключением того, что отсутствуют затраты на погрузочные и выгрузочные работы.
Капитальные вложения К в формуле (1.7) могут в некоторой степени зависеть от конструктивных особенностей автомобиля. Но зависимость эта невелика и не вызывает необходимости в оценке другими эксплуатационными качествами, кроме уже установленных.
Трудоемкость использования грузового автомобиля выражается формулой
Тг=Тв Тп-в Тор ТАУ Ч100)/Wг, чел.-ч/100 ткм, (1.9) где Тв - трудовые затраты времени водителей за год, чел.-ч;
Тп-
Список литературы
1. Рассмотрение измерителей и показателей устойчивости автомобиля, теоретических основ курсовой и поперечной устойчивости автомобиля, устойчивости переднего и заднего мостов, продольной устойчивости автомобиля создала необходимые предпосылки для оценки устойчивости существующих моделей автомобилей.
2. Выполненная оценка курсовой устойчивости автомобилей ГАЗ-31105 и КАМАЗ-5320 выявила взаимосвязь относительного увеличения скорости Vбук без пробуксовки ведущих колес при прямолинейном движении автомобиля с соответствующим относительным увеличением весовой нагрузки в соотношении 1:0,5…0,52 практически во всем возможном диапазоне изменения Vбук.
3. Оценка поперечной устойчивости автомобиля по критическим скорости и углу косогора без поперечного скольжения, критическим скорости и углу косогора по условиям опрокидывания выявила следующий характер изменения этих показателей в зависимости от радиуса поворота при различных углах поперечного уклона дороги, приведенный в виде графических зависимостей. Установлено, что с увеличением радиуса поворота автомобиля до 500м уменьшение критического угла косогора в при одновременном повышении скорости автомобиля до 30м/с, происходит лишь в 1,25 раза у автомобиля ГАЗ-31105. Критическая скорость автомобиля ГАЗ-31105 против опрокидывания в 1,25 раз выше, чем у автомобиля КАМАЗ-5320.
4. Все вышеприведенные зависимости показывают благоприятное влияние на устойчивость против опрокидывания и скольжения автомобиля ГАЗ-31105 и КАМАЗ-5320 увеличения радиусов поворота до 500 м.
5. Если же дорожные условия не позволяют обеспечивать минимальный радиус поворота 500м, в тех местах установление минимального радиуса поворота в 200 м позволит обеспечить достаточную устойчивость автомобиля против опрокидывания и скольжения при определенном допустимом ограничении максимальной скорости движения в зависимости от дорожных условий.
6. Установлено, что оценку поперечной устойчивости автомобилей можно выполнять по значению коэффициента поперечной устойчивости, которое для автомобиля ГАЗ-31105 составляет 1,247, а для автомобиля КАМАЗ-5320 - 0,82.
7. Оценка продольной устойчивости по максимальному углу подъема, при котором возможно равномерное движение автомобиля без буксования ведущих колес, выявила, что критический угол подъема для равномерного движения автомобиля КАМАЗ-5320 без буксования в 1,42 раза превосходит такой же показатель для автомобиля ГАЗ-31105.
4. Шумовое загрязнение
4.1 Оценка шумового загрязнения
Шум признается загрязнителем природной среды гораздо реже, нежели выбросы в атмосферный воздух. Вместе с тем исследования, проведенные в самых разных странах мира, показывают, что шум, вызванный движением транспорта, признается населением одним из основных источников дискомфорта.
При оценке социальных эффектов шума от наземного транспорта в расчет следует принимать снижение производительности труда, ущерб для здоровья, влияние на цену собственности, психологический дискомфорт и тому подобные косвенные эффекты. Общая социальная оценка шума, например, в странах Евросоюза близка к 0,1 % валового внутреннего продукта. Основную роль в шумовом загрязнении окружающей среды играет автомобильный транспорт - 64 %, на авиацию приходится 26 % и на железные дороги - 10 %.
4.2 Нормирование шума в развитых странах мира
Подобно нормативам, касающимся выбросов вредных веществ в атмосферу, нормативы по шуму постоянно пересматриваются с тем, чтобы снижать негативное воздействие на окружающую среду. В качестве примера в таблице 4.1 показаны нормативы по шуму, действовавшие в Японии.
Таблица 4.1 Нормы шума от АТС в Японии, ДБА
Классификация автомобиля 1982 г. 1998 г.
Грузовые и автобусы с полной массой до 3,5 т 81 78
Грузовые и автобусы с полной массой более 3,5 т 86 83
Легковые автомобили 78 78
В таблице 4.1 представлены предыдущие и действующие в настоящее время нормативы по шуму АТС для стран Евросоюза. Эти нормативы регламентированы Правилами ЕЭК ООН № 51 и Директивой 70/157/ЕЕС.
4.3 Нормативы бывшего СССР и этапы нормирования шумовых параметров автомобилей в РК
Уровень внешнего шума автомобиля регламентируется межгосударственным стандартом ГОСТ 27436 (СТ СЭВ 4864) «Внешний шум автотранспортных средств.
Таблица 4.2 Ограничения по шуму для европейских автомобилей, ДБА
Категория автотранспортного средства До 1989 г. До 1996 г. С 1996 г.
М1: 78 78 74
М2: Ne < 150 КВТ 80 78 78
Ne ? 150 КВТ 83 80 80
М2, N1: Mp ? 2 т 78 76 76
2 т < Mp ? 3,5 т 79 77 77
N2, N3: Ne < 75 КВТ 81 77 77
75 КВТ ? Ne < 150 КВТ 83 78 78
150 КВТ ? Ne 84 80 80
Допустимые уровни и методы измерения». По данному стандарту предусматривается оценка шумовых характеристик автотранспортного средства, как при движении, так и на неподвижно стоящем автомобиле. Последний случай предназначен для оценки шума автомобиля, находящегося в эксплуатации, и при этом уровень шума не регламентируется.
Нормативы шумовых характеристик автомобилей, выпускаемых в бывшем СССР с 1 января 1989 г. не должны превышать значений, приведенных в таблице 4.3.
Как видно, нормативы бывшего СССР по шуму соответствуют мировым стандартам конца 80-х - начала 90-х гг., что аналогично случаю выбросов вредных веществ в атмосферу с отработавшими газами двигателей автомобилей. Такое совпадение не является случайным - после распада СССР и глубокого экономического кризиса, охватившего все постсоветские государства, работы по совершенствованию автотранспортной техники, а следовательно, и нормированию ее технических характеристик не велись
Нормирование шумовых параметров автомобилей в Республике Казахстан следует проводить в два этапа, Основанием для этого служит тот факт, что АТС с низким уровнем шума - это, как правило, современные и дорогостоящие автомобили. На период введения и отработки нормирования шумовых параметров автомобилей (3,,,5 лет) достаточно ограничиться требованиями ГОСТ 27436 (СТ СЭВ 4864-84). На более позднем этапе нормативы должны быть, конечно же, приведены в соответствие с действующими международными стандартами.
Таблица 4.3 - Допустимые уровни шума базовых моделей автомобилей и их модификаций по ГОСТ 27436
Тип автомобиля Уровень шума, ДБА
Легковые и пассажирские автомобили 77
Автобусы полной массой более 3,5 т с двигателем мощностью, КВТ: менее 150 80
150 и более 83
Автобусы и грузовые автомобили с полной массой, т: не более 2 78 более2, но не более 3,5 79
Грузовые автомобили полной массой более 3,5 т с двигателем мощностью, КВТ: менее75 КВТ 81
75 и более, но не менее 150 83
150 и более 84
5. Экономическое обоснование обхода сельского населенного пункта Красный Кут
Одной из главных причин задержек, снижения скорости и ДТП является перенасыщение магистралей транспортными и пешеходными потоками. Принцип снижения загрузки дорог предполагает выполнение мер, которые позволяют снизить интенсивность движения до пределов, обеспечивающих повышение скорости и безопасности движения, что особенно важно в пиковые периоды.
Сократить загрузку данной магистрали как транспортным, так и пешеходным движением можно рассредоточиванием потоков, или ликвидацией соответствующих источников генерации и притяжения пассажиро- и грузопотоков. Рассредоточивание потоков можно осуществлять в пространстве и во времени [21].
Рассредоточивание в пространстве достигается использованием (устройством) дополнительных полос для движения или дублирующих путей для пропуска данного потока, например, использованием параллельной улицы, которая ранее не имела соответствующего технического состояния и не использовалась, или устройством обходной дороги для населенного пункта и исключения, таким образом, движения транспортного потока через него.
Подобного рода мероприятия не могут быть самостоятельно выполнены службой организации движения и требуют участия соответствующих административных органов и хозяйственных организаций. Однако роль специалистов по организации движения здесь заключается в подготовке объективных материалов на базе исследований движения, обосновывающих необходимость таких решений.
При внедрении мероприятий по организации движения (изменение схем) необходимо обеспечить широкую информацию участников движения, желательно предварительную по времени и расстоянию, что необходимо для сокращения или полной ликвидации периода привыкания участников движения к измененным условиям. Информация предварительная по времени осуществляется публикацией в печати, оповещением по радио, телевидению, с помощью специальных листовок, распространяемых на автотранспортных предприятиях и гаражах. Информация предварительная по расстоянию подразумевает установку транспарантов, маршрутных схем и других средств на достаточном удалении от места необходимого исполнения, чтобы не создавать необходимость в экстренных действиях водителей и пешеходов, которые, как правило, опаснее, чем заранее предусмотренные.
Район пос. Красный Кут находится в Карагандинской области, расположенной в IV климатической зоне - зоне степей с умеренным увлажнением грунтов. Лето жаркое, зимы умеренно холодные со среднесуточной температурой наиболее холодного месяца февраля - 14,5°С. Отрицательные температуры воздуха бывают с 25 октября до 7 апреля, и расчетная длительность периода отрицательных температур Тз=162 сут.
В районе пос. Красный Кут частые снегопады и метели приводят к образованию заторов изза снежных заносов, когда движение транспортных средств по автомобильной дороге М36 К-22 Ектеринбург - Алматы, проходящее через этот поселок прерывается порой на 2…3 суток или даже на неделю до принятия чрезвычайных мер по ликвидации последствий снежных заносов.
Таким образом, строительство обходной автомобильной дороги вокруг пос. Красный Кут становится особенно актуальным.
Определим экономическую эффективность устройства обхода сельского населенного пункта Красный Кут.
Предполагаемый вариант обхода пос. Красный Кут на участке дороги республиканского значения приводит к увеличению протяжения участка дороги на 80 м и одновременно предусматривает снегозащитные мероприятия, которые здесь облегчаются благодаря прохождению обходного участка вне строений населенного пункта и имеющему возвышение дорожного полотна на 2 м (рисунок 5.1).
Интенсивность N1 движения в год ввода в эксплуатацию обхода (2009 г.) составит 2450 авт/сут, ежегодный прирост интенсивности движения равен 7%. Состава движения: 40% - грузовые автомобили, 41% - легковые автомобили (из них 20% - автомобили личного пользования), 19% - автобусы. Количество автомобилей по маркам и типам в потоке на год ввода в эксплуатацию: ГАЗ-3307 40% 980
ГАЗ-31105 21% 515
ПАЗ-672 19% 465
У80% У1960
Индивидуальные автомобили 20% 490
У100% 2450
Расчетная интенсивность движения на 20-й год эксплуатации обхода по формуле сложных процентов Nt = N1(1 q)t составит 8860 авт/сут. Обход построен по нормам для дорог II технической категории. Протяженность обхода равна 1,96 км. Протяженность реконструируемого участка в населенном пункте составляет 1,0 км, длина участков подхода к населенному пункту в пределах реконструируемого участка равна 0,88 км.
Капиталовложения в обходной участок с учетом использования земель составили 57,3 млн. тенге.
Для устройства обхода средняя скорость движения автомобилей в населенном пункте составляла 40 км/ч, на подходах к населенному пункту 60 км/ч. После устройства обхода средняя скорость движения автомобилей на участке составит 60 км/ч.
Решение. Расчет заключается в определении текущих затрат при сохранении существующих до реконструкции дорожных условий за расчетный период и затрат за тот же период после реконструкции с последующей оценкой эффективности устройства обхода.
1. Определяем текущие автотранспортные затраты.
Текущие автотранспортные затраты определяем отдельно для участка, проходящего по населенному пункту, для суммарного протяжения участков подходов к населенному пункту и для обходного участка. Автотранспортные текущие затраты индивидуальных автомобилей при расчетах не учитываются.
Ежегодные текущие автотранспортные затраты определяются по формуле
Стр=0,365ЧСАТЧNT ЧL, тыс. тенге где САТ - средневзвешенная расчетная автотранспортная составляющая текущих затрат на 1 авт-км (см. таблицу 1.2 [22]) для соответствующей скорости движения, тенге/1 авт-км;
L - длина участка, км;
Nt - среднегодовая суточная интенсивность движения в t-м году, авт/сут.
Для участка, проходящего по населенному пункту при средней скорости движения 40 км/ч, средневзвешенная автотранспортная составляющая текущих затрат
САТ=(980Ч9,98 515Ч6,27 465Ч10,76)/1960=9,19 тенге/авт-км, Ежегодные текущие автотранспортные затраты для участка дороги в населенном пункте записываем в таблицу 5.1. Ежегодные автотранспортные затраты приводятся к исходному году и суммируются.
Таблица 5.1 Приведенные ежегодные автотранспортные затраты для участка дороги в населенном пункте
Год эксплуатации дорог, t Расчетная интенсивность движения, Nt, авт/сут Средние ежегодные затраты, Стр, тыс. тенге 1/(1 Е)t Приведенные ежегодные затраты, тыс. тенге
1 1960 6574,5 0,926 6088
2 2097,2 7034,7 0,857 6028,8
3 2244 7524,2 0,794 5976,6
4 2401,1 8054,1 0,735 5919,8
5 2569,2 8618 0,681 5868,9
6 2749 9221,1 0,63 5809,3
7 2941,4 9866,5 0,583 5752,2
8 3147,3 1057,1 0,54 5700,9
9 3367,6 11296,1 0,5 5648,1
10 3603,4 12087,1 0,463 5596,3
11 3855,6 12933 0,429 5548,3
12 4125,5 13838,4 0,397 5493,8
13 4414,3 14807,1 0,368 5449
14 4723,3 15843,6 0,34 5386,8
15 5053,9 16952,5 0,315 5340,1
16 5407,7 18139,3 0,292 5296,7
17 5786,2 19408,9 0,27 5240,4
18 6191,3 20767,8 0,25 5191,9
19 6624,7 22221,6 0,232 5155,4
20 7088,4 23777 0,215 5112
Итого 111603,3
Таким образом, приведенные автотранспортные затраты на участке дороги в пределах населенного пункта составляют 111603,3 тыс. тенге.
Для участков подходов к населенному пункту и обходного участка, где средние скорости движения автомобилей составляют 60 м/ч, а процентное соотношение автомобилей по типам то же, средневзвешенная автотранспортная составляющая
САТ=(980Ч10,38 515Ч5,44 465Ч11)/1960=9,229 тенге/авт-км, L=0,88 км.
Расчеты, проведенные аналогично предыдущим, показали, что расходы на подходах к населенному пункту за период службы дороги (20 лет) составят 98627,6 тыс. тенге (таблица 5.2).
Текущие суммарные автотранспортные затраты на всем обойденном участке, если бы остались существующие условия движения, составляют: 111603,3 98627,6=210230,9 тыс. тенге.
Таблица 5.2 Приведенные ежегодные автотранспортные затраты для участков подходов к населенному пункту
Год эксплуатации дорог, t Расчетная интенсивность движения, Nt, авт/сут Средние ежегодные затраты, Стр, тыс. тенге 1/(1 Е)t Приведенные ежегодные затраты, тыс. тенге
1 1960 5810,1 0,926 5380,2
2 2097,2 6218,8 0,857 5327,8
3 2244 6652 0,794 5281,7
4 2401,1 7117,7 0,735 5231,5
5 2569,2 7616 0,681 5185,5
6 2749 8149 0,63 5133,9
7 2941,4 8719,4 0,583 5083,4
8 3147,3 9329,7 0,54 5038
9 3367,6 9982,8 0,5 4491,4
10 3603,4 10681,8 0,463 4945,7
11 3855,6 11429,4 0,429 4903,2
12 4125,5 12229,4 0,397 4855,1
13 4414,3 13085,6 0,368 4815,5
14 4723,3 14001,5 0,34 4760,5
15 5053,9 14981,6 0,315 4719,2
16 5407,7 16030,3 0,292 4680,9
17 5786,2 17152,3 0,27 4631,1
18 6191,3 18353,2 0,25 4588,3
19 6624,7 19638 0,232 4556
20 7088,4 21012,5 0,215 4517,7
Итого 98627,6
Для обходного участка протяжением 1,96 км приведенные текущие автотранспортные затраты составляют 219670,8 тыс. тенге (таблица 5.3).
Таблица 5.3 Приведенные ежегодные автотранспортные расходы для обходного участка протяженностью 1,96 км
Год эксплуатации дорог, t Расчетная интенсивность движения, Nt, авт/сут Средние ежегодные затраты, Стр, тыс. тенге 1/(1 Е)t Приведенные ежегодные затраты, тыс. тенге
1 1960 12940,8 0,926 11983,1
2 2097,2 13846,6 0,857 11866,5
3 2244 12940,8 0,794 11763,8
4 2401,1 13846,6 0,735 11652
5 2569,2 14815,8 0,681 11551,8
6 2749 15853,1 0,63 114334,5
7 2941,4 16963 0,583 11332,1
8 3147,3 18150 0,54 11221,1
9 3367,6 19420,4 0,5 11177,2
10 3603,4 20779,8 0,463 11015,2
11 3855,6 22234,3 0,429 10920,8
12 4125,5 23791,2 0,397 10813,6
13 4414,3 25456,3 0,368 10725,4
14 4723,3 27238,3 0,34 10603
15 5053,9 29145,1 0,315 10510,9
16 5407,7 31185,2 0,292 10425,6
17 5786,2 33368 0,27 10314,8
18 6191,3 35703,9 0,25 10219,4
19 6624,7 38203 0,232 10147,5
20 7088,4 40877,6 0,215 10662,1
Итого 219670,9
Таким образом, автотранспортные текущие затраты на обходном участке на 9439,8 тыс. тенге больше, чем при сохранении существующих условий.
2. Определяем текущие затраты, связанные с потерями времени пассажиров в пути.
Народнохозяйственные затраты, связанные с нахождением в пути пассажиров, определяем на основе времени проезда на каждом из выделенных участков.
В расчетах учитывают и индивидуальные автомобили. Составляет 3 чел., автобусов ПАЗ-672 23 чел.
Среднее время проезда тср участка дороги одним пассажиром подсчитывается как L/v (в ч).
С учетом числа автомобилей и автобусов, а также их заполнения среднее число пассажиров в сутки (Nпасс) п каждому из участков
Nпасс=515Ч3 465Ч23 490Ч3=13710 пасс./сут.
Учитывая, что мы приняли постоянное ежегодное увеличение числа автомобилей, равное 7%, предположим таким же и ежегодный прирост числа пассажиров. Стоимость 1 пасс.-ч принимаем равной 30 тенге.
Годовые народнохозяйственные затраты, связанные с нахождением в пути пассажиров в тыс. тенге
Спасс=0,365Ч30Ч NПАССЧTСР.
Расчет народнохозяйственных затрат, связанные с нахождением в пути пассажиров на участке дороги в населенном пункте, приведен в таблице 5.4. Среднее время проезда участка одним пассажиром тср=1,0/40=0,025 ч.
Как видно из таблицы 5.4, суммарные приведенные затраты, связанные с потерями в пути, в населенном пункте составят 63709,4 тыс. тенге. тср2=0,88/60=0,084667 ч. тср3=1,19/60=0,032677 ч.
Таблица 5.4 Приведенные народнохозяйственные затраты, связанные с нахождением в пути пассажиров в населенном пункте
Год эксплуатации дорог, t Ежегодное колво пассажиров, Nпасс, Ежегодные затраты, Спасс, тыс. тенге 1/(1 Е)t Приведенные ежегодные затраты, тыс. тенге
1 13710 3753,1 0,926 3475,4
2 14699,7 4015,8 0,857 3441,6
3 15696,6 4296,9 0,794 3411,8
4 16795,3 4597,7 0,735 3379,3
5 17971 3753,1 0,681 3350,2
6 19229 4015,8 0,63 3316,3
7 20575 4296,9 0,583 3283,7
8 22015,3 4597,7 0,54 3254,4
9 23556,3 4919,6 0,5 3224,3
10 25205,3 5263,9 0,463 3194,7
11 26969,6 5632,4 0,429 3167,3
12 28857,5 6026,7 0,397 3136,2
13 30877,5 6448,5 0,368 3110,6
14 33039 6900 0,34 3076,1
15 35351,7 7382,9 0,315 3048,4
16 37826,3 7899,7 0,292 3023,6
17 40474,2 8452,7 0,27 2991,5
18 43307,3 90944,4 0,25 2963,8
19 46330,9 9677,5 0,232 2943
20 49582 13573,2 0,215 2918,2
Итого 63709,4
Аналогичные расчеты, проведенные для подходов к населенному пункту (таблица 5.5) и обходного участка (таблица 5.6) показали, что текущие затраты соответственно составят 37376,4 тыс. тенге и 83243,2 тыс. тенге.
Таким образом, приведенные текущие затраты, связанные с временем нахождения в пути пассажиров по участку дороги при сохранении существующих условий движения составят: 63709,4 37376,2=101085,6 тыс. тенге.
Приведенные текущие затраты, связанные с временем нахождения в пути пассажиров на обходном участке на 17838,4 тыс. тенге меньше, чем при сохранении существующих условий.
3. Определяем текущие затраты, связанные с потерями народного хозяйства от ДТП.
Потери народного хозяйства от ДТП определяем на основании графиков коэффициентов аварийности. Графиков коэффициентов аварийности для существующих условий приведен на рисунке 5.1.
После реконструкции дороги с устройством обхода населенного пункта протяженность дороги увеличилась на 80 м. Итоговый коэффициент аварийности на всем участке обхода не превышает 10. Расчет заключается в определении потерь от ДТП при сохранении существующих до реконструкции дорожных условий и потерь после реконструкции. В расчет принимаются все автомобили.
Из рисунка 5.1 видно, что опасным является один участок, на котором итоговый коэффициент аварийности более 50.
Рассчитаем потери на участке 2 протяженностью 300 м. Итоговый коэффициент аварийности равен 51,8. Расчеты сводим в таблицу 5.7. Определяем ежегодную интенсивность движения и заносим данные в графу 2. Если интенсивность движения значительно меняется по годам, как в данном примере, частный коэффициент аварийности, зависящий от интенсивности движения, корректируется и пересчитывается итоговый коэффициент аварийности в отдельные годы.
Так в примере на 9-й год эксплуатации дороги интенсивность движения превысила 4 тыс. авт/сут, K1=1 [23], Китог составляет 69; на 15-ый год K1=1,3, Китог=90; на 19-ый год K1=1,7, Китог =1,18. Данные записываем в графу 3 таблицы 30, используя график (рисунок 1,12 [22]), и определяем вероятное число ДТП на 1 млн. авт-км для приведенных в графе 3 коэффициентов аварийности, записывая его в графу 4.
Таблица 5.5 Приведенные народнохозяйственные затраты, связанные с нахождением в пути пассажиров на подходах к населенному пункту
Год эксплуатации дорог, t Ежегодное количество пассажиров, Nпасс, Ежегодные затраты, Спасс, тыс. тенге 1/(1 Е)t Приведенные ежегодные затраты, тыс. тенге
1 13710 2201,8 0,926 2038,9
2 14699,7 2356 0,857 2019,1
3 15696,6 2520,9 0,794 2001,6
4 16795,3 2697,3 0,735 1982,5
5 17971 2886,1 0,681 1965,5
6 19229 3088,2 0,63 1945,6
7 20575 3304,3 0,583 1926,4
8 22015,3 3535,7 0,54 1909,3
9 23556,3 3783,1 0,5 1891,6
10 25205,3 4048 0,463 1874,2
11 26969,6 4331,3 0,429 1858,1
12 28857,5 4634,5 0,397 1839,9
13 30877,5 4958,5 0,368 1824,9
14 33039 5306,1 0,34 1804,1
15 35351,7 5677,5 0,315 1788,4
16 37826,3 6074,9 0,292 1773,9
17 40474,2 6500,2 0,27 1755
18 43307,3 6955,2 0,25 1738,8
19 46330,9 7442 0,232 1726,6
20 49582,6 7963 0,215 1712
Итого 37366,4
Из таблицы 1.10 [22] и [24] в графу 5 выписываем средние потери от одного ДТП без разделения по отчетности в каждом календарном году.
Вычисляем итоговый стоимостный коэффициент тяжести ДТП (см. указания ВСН 25-76 [23]) Мт=1,1Ч1Ч0,75Ч0,7Ч1,2=0,69. По формуле (1.20) [22] определяем ежегодные потери от ДТП и записываем их в графу 6.
Ct=0,365Ч10-4ЧАТІЧПСРТ ЧМТЧNT ЧL, где ati - число ДТП на 1 млн. авт-км (см. рисунок 1.12 [22]);
Псрт - средние потери от одного ДТП в t-м году, тыс. тенге;
Nt - среднегодовая суточная интенсивность движения на участке дороги, авт/сут;
L - протяженность участка с однородными дорожными условиями, км.
Ежегодные потери приводим к расчетному году. Таким образом, приведенные потери от ДТП, если не учитывать обхода на данном участке составляют 1486,911 тыс. тенге.
Аналогичным образом подсчитываем потери и по участкам 3, 4 и 5, где Китог =25. Они составляют 1905,684 тыс. тенге.
Для участков 1, 6, 7, 8, 9, 10, где даже после прироста интенсивности движения итоговый коэффициент аварийности составляет менее 10, а Мт=1 принимаем 0,27 ДТП на 1 млн. авт-км. Длину этих участков суммируем и заносим в таблицу 5.9. Длина этих участков составляет 1,2 км. Приведенные потери от ДТП на этих участках составляют 3558,054 тыс. тенге.
Таким образом, приведенные потери от ДТП по участку до устройства обхода составляют 6950,649 тыс. тенге. Длина обходного участка, как указано выше, составляет 1,96 км. Приведенные потери для него составляют 5811,486 тыс. тенге. Таким образом, экономический эффект от повышения безопасности движения изза снижения числа ДТП составляет 1139,163 тыс. тенге.
Текущими дорожно-эксплуатационными затратами, народнохозяйственными потерями от загрязнения воздуха, шумового воздействия и потерями в сопряженных отраслях народного хозяйства можно пренебречь ввиду малой разницы в протяженности сравниваемых участков и их близкого расположения.
Таблица 5.6 Приведенные народнохозяйственные затраты, связанные с нахождением в пути пассажиров на обходном участке
Год эксплуатации дорог, t Ежегодное количество пассажиров, Nпасс, Ежегодные затраты, Спасс, тыс. тенге 1/(1 Е)t Приведенные ежегодные затраты, тыс. тенге
1 13710 4904,1 0,926 4541,2
2 14699,7 5247,4 0,857 4497
3 15696,6 5614,7 0,794 4458,1
4 16795,3 6007,7 0,735 4415,6
5 17971 6428,2 0,681 4377,6
6 19229 6878,2 0,63 4333,3
7 20575 7359,7 0,583 4290,7
8 22015,3 7874,9 0,54 4252,4
9 23556,3 8426,1 0,5 42132
10 25205,3 9015,9 0,463 4174,4
11 26969,6 9647 0,429 4138,6
12 28857,5 10322,3 0,397 4098
13 30877,5 11044,0 0,368 4064,5
14 33039 11817,1 0,34 4018,1
15 35351,7 12645,3 0,315 3983,3
16 37826,3 13530,5 0,292 3950,9
17 40474,2 14477,6 0,27 3909
18 43307,3 15491 0,25 3872,8
19 46330,9 16575,4 0,232 3845,5
20 49582,6 17735,7 0,215 3813,2
Итого 83247,2
Экономическая эффективность устройства обхода: Е=(210230,9 101085,6 6950,649-(219670,8 83247,2 5811,486))/57300=
=0,166>0,12.
Таблица 5.7 Приведенные текущие затраты, связанные с потерями народного хозяйства от ДТП на участке 2
Год эксплуатации дороги, t Расчетная интенсивность движения, Nt, авт/сут Китог Расчетное колво ДТП на 1 млн. авт-км Qt Средние ежегодные потери от одного ДТП Псрт, тыс. тг. Ежегодные потери от происшествий, Ct , тыс. тенге Приведенные потери, тыс. тенге
1 2450 52 0,61 623,0 70,347 65,142
2 2621,5 52 0,61 634 76,601 65,647
3 2805 52 0,61 645 83,348 66,207
4 3001,4 52 0,61 656 90,744 66,697
5 3211,5 52 0,61 667 98,725 67,232
6 3436,3 52 0,61 678 107,378 67,648
7 3678,8 52 0,61 688 16,587 67,97
8 3934,2 52 0,61 699 1126,744 68,442
9 4209,6 69 0,67 710 151,299 75,65
10 4504,2 69 0,67 721 164,396 76,115
11 4819,5 69 0,67 732 178,587 76,614
12 5156,9 69 0,67 743 193,96 77,003
13 5517,9 69 0,67 754 210,612 77,505
14 5904,1 69 0,67 765 228,64 77,738
15 6317,4 90 0,7 776 259,275 81,672
16 6759,6 90 0,7 787 281,357 82,156
17 7232,8 90 0,7 798 305,26 82,42
18 7339,1 90 0,7 809 331,131 82,782
19 8280,8 118 0,68 820 348,866 80,937
20 8860,5 118 0,68 831 378,296 81,334
Итого 1486,911
Таким образом, устройство обхода экономически эффективно.
Срок окупаемости затрат
Т=1/Е=1/0,166=6 лет<Тн=8,3 года.
Результаты расчетов экономической эффективности устройства обхода поселка Красный Кут заносим в таблицу 5.8.
Таблица 5.8 Экономическая эффективность устройства обхода поселка Красный Кут
Показатели До устройства обхода После устройства обхода
1. Протяженность участка дороги, км 1,88 1,96
2. Средняя скорость движения автомобилей, км/ч 40 60
3. Приведенные народнохозяйственные затраты, тыс. тенге а) текущие автотранспортные 210230,9 219670,8 б) связанные с нахождением в пути пассажиров 101085,6 83247,2 в) связанные с потерями народного хозяйства от ДТП 6950,6 5811,5
4. Экономический эффект от повышения безопасности - 1139,2
5. Срок окупаемости затрат - 6
6. Коэффициент экономической эффективности - 0,166
Рисунок 5.1 График коэффициентов аварийности на участке автомобильной дороги
Заключение
Таким образом по результатам выполненной дипломной работы можно сделать следующие выводы: 1. В настоящей дипломной работе установлен комплекс наиболее важных эксплуатационных качеств для автомобилей разных типов и назначений. К ним в первую очередь относят: высокие динамические качества автомобиля, эффективное, стабильное замедление, хорошую управляемость и устойчивость, в том числе при торможении и разгоне, устойчивость автомобиля против заноса и опрокидывания. К этой же группе качеств относят: наличие на автомобиле надежной, хорошо видимой световой и звуковой сигнализации, а также надежность и долговечность узлов и деталей автомобиля, исключающие поломки ответственных деталей и отказ в работе узлов, приводящих к дорожно- транспортному происшествию.
2. Все применяемые в настоящее время разновидности автомобилей объединены в разработанной транспортной классификации, основанные на принципе их использования; подразделение видов автомобилей на три группы определяется наибольшей величиной осевой нагрузки на опорную поверхность.
3. Выявлена системная связь между элементами конструкции автомобиля, его эксплуатационными качествами и элементами эффективности использования, характеризующая метод оценки совершенства его конструкции.
4. Полученные формулы годовой производительности автомобиля позволяют установить взаимосвязь между конструктивными особенностями и производительностью автомобиля, характеризуемую отдельными эксплуатационными качествами.
5. Установлено, затраты на перевозки находятся в зависимости от тех же конструктивных особенностей автомобилей, что и производительность, и могут оцениваться теми же установленными выше эксплуатационными качествами, а кроме того зависят еще и от ряда других конструктивных особенностей автомобилей.
6. Разработана схема зависимости трудоемкости использования грузового автомобиля от элементов его конструкции.
7. Определена схема зависимости безвредности автомобиля от элементов его конструкции.
8. Выявлены основные эксплуатационные качества автомобиля для комплексной оценки его конструктивного совершенства, а также элементы эффективности, которые они позволяют оценивать.
9. Установлен комплекс наиболее важных эксплуатационных качеств для автомобилей разных типов и назначений.
10. Выполнена оценка безопасности грузовых автомобилей.
13. Рассмотрены вопросы нормирования шумовых параметров автомобилей в РК.
14. Экономическая оценка устройства обхода сельского населенного пункта Красный Кут показала достаточную эффективность с коэффициентом эффективности затрат 0,166 и сроком окупаемости 6 лет. Экономический эффект от повышения безопасности движения изза снижения числа ДТП составил более 1,1 млн. тенге в год.
Список используемых источников
1. Афанасьев Л.Л., Дьяков А.Б., Иларионов В.А. Конструктивная безопасность автомобиля. - М.: Машиностроение, 1983. - 212 с.
2. Немцов Ю.М, Майборода О.В. Эксплуатационные качества автомобиля, регламентированные требованиями безопасности движения. - М.: Транспорт, 1977. - 141 с.
3. Веселов А.И., Немцов Ю.М. Требования безопасности и развитие конструкций легковых автомобилей. - М.: НИИН автопром, 1973. - 163 с.
4. Коршаков И.К. Пассивная безопасность автомобиля. - М.: МАДИ, 1979. - 87 с.
5. Проценко В,Б. Организация рабочего места водителя. - М.% ВНИИТЭ, 1973. - 135 с.
6. Безопасность конструкции автомобиля/М.А. Андронов, Ф.Е. Межевич, Ю.М. Немцов, Е.С. Савушкин. - М.: Машиностроение, 2005. - 160 с.
7. Великанов Д.П. Эксплуатационные качества автомобиля. - М.: Автотрансиздат, 2007. - 399 с.
8. Автомобильные транспортные средства./Под ред. Д.П. Великанова. - М.: Транспорт, 1977. - 326 с.
9. Иларионов В.А. Эксплуатационные свойства автомобилей. - М.: Машиностроение, 1966. - 280 с.
10. Сильянов В.В. Транспортно-эксплуатационные качества автомобильных дорог. - М.: Транспорт, 1984. - 287 с.
11. Фаробин Я.Е., Шупляков В.С. Оценка эксплуатационных свойств автопоездов для международных перевозок. - М.: Транспорт, 1983. - 200 с.
12. Закин Я.Х. Прикладная теория движения автопоезда. - М.: Транспорт, 1967. - 255 с.
13. Великанов Д.П. Развитие метода оценки совершенства конструкции автомобиля. - «Автомобильный транспорт», 2003, №1, с. 38 - 42.
14. Чудаков Е.А. Избранные труды. Т.1 - Теория автомобиля. - М.: изд-во Академии наук СССР, 1961. - 463 с.
15. Совет экономической взаимопомощи. Рекомендации по стандартизации РС 1685 - 69. Автомобили и автопоезда - методы испытаний. - М.: НАМИ, 1970. - 159 с.
16. Фалькевич Б.С. Теория автомобиля. - М.: Машгиз, 1963. - 239 с.
17. Литвинов А. С. Управляемость и устойчивость автомобиля. - М.: Машиностроение, 1971 г. - 416 с.
18. Литвинов А. С., Фаробин Я. Е. Автомобиль: теория эксплуатационных свойств. - М.: Машиностроение, 2009 г. - 240 с.
19 Гришкевич А.И. Автомобили: Теория. - Минск: Вышэйшая школа, 1986. - 208 с.
20. Дьяков А.Б. Автомобильная светотехника и безопасность движения. - М.: Транспорт, 1973. - 78 с.
21. Клинковштейн Г.И. Афанасьев М.Б. Организация дорожного движения. - М.: Транспорт, 2001. - 247 с.
22. Аксенов В.А., Попова Е.П., Дивочкин О.А. Экономическая эффективность рациональной организации дорожного движения. - М.: Транспорт, 2007, - 128 с.
23. Указания по организации и обеспечению безопасности движения на автомобильных дорогах. ВСН 25-76, Минавтодор РСФСР, М.: Транспорт, 1977. - 176 с.
24. Инструкция по учету потерь народного хозяйства от ДТП при проектировании автомобильных дорог. ВСН 3-81, Минавтодор РСФСР, М.: Транспорт, 1982. - 54 с.