Полная версия

Главная arrow Прочие arrow Актуальные направления научных исследований XXI века: теория и практика. № 2

  • Увеличить шрифт
  • Уменьшить шрифт


<<   СОДЕРЖАНИЕ ПОСМОТРЕТЬ ОРИГИНАЛ   >>

ТОПЛИВНАЯ ЭКОНОМИЧНОСТЬ ЛЕСНЫХ МАШИН

В данной статье рассмотрена проблема неэффективного использования топлива на лесных машинах. Приведена формула расчета сил лобового сопротивления, которая зависит от скорости автомобиля, лобовой площади, плотности воздуха и коэффициента аэродинамического сопротивления. Обоснована необходимость использования аэродинамических обтекателей, установленных на автомобилях, которые позволяют снизить затраты на потребление топлива до сорока пяти процентов.

Во многом топливная экономичность лесных машин зависит от их аэродинамики.

Аэродинамика автомобиля - это наука, которая остаётся экспериментально доказываемой. Для снижения сопротивления движущегося тела, необходимо проанализировать его форму.

Аэродинамика влияет не только на скоростные качества автомобиля, но и

на расход топлива. В ее компетенцию входят также задачи обеспечения

149

должного уровня курсовой устойчивости, управляемости автомобиля, снижения шумов при его движении.

Наиболее весомым параметром для характеристики движения автопоезда является сила лобового сопротивления:

где: Сх - коэффициент аэродинамического сопротивления; рв - плотность воздуха в=1,22 кг/м3);

Fa - лобовая площадь автопоезда, м2;

Va - скорость автомобиля, м/с;

В таблице 1 приведены значения коэффициентов сопротивления воздуха основных типов автомобилей. При наличии прицепа коэффициент сопротивления для автопоезда больше, чем для одиночного автомобиля, на 20...30%, а у автопоезда -— примерно на 10 %.

Таблица 1 - Значение коэффициента сопротивления воздуха

Тип автомобиля

кВ9 Нс2м4

Грузовые

0,5...0,7

Автопоезда

0,55...0,95

На рисунке 1 показана картина обтекания автопоезда прицепного типа. При обтекании кабины и кузовов (пачек лесоматериалов) возникают обширные зоны повышенного и пониженного давления.

На топливную экономичность и производительность автопоездов существенное влияние оказывает их аэродинамическое сопротивление.

Схема обтекания прицепного автопоезда при фронтальном и косом натекании воздушного потока

Рисунок 1 - Схема обтекания прицепного автопоезда при фронтальном и косом натекании воздушного потока

Для автомобилей, эксплуатируемых в пригородном сообщении, особенно для магистральных автопоездов, эксплуатируемых с более высокими скоростями и на дальние расстояния, аэродинамика приобретает все большее значение.

Поэтому используемые чаще всего в этих условиях автопоезда с высокими кузовами являются объектами исследования и внедрения на них аэродинамических мероприятий, направленных на снижение расхода топлива.

Конструкция автопоезда - сортиментовоза, имеет ряд ярко выраженных зон, создающих дополнительное аэродинамическое сопротивление, к таким зонам следует отнести:

  • - наличие низкой и узкой плохообтекаемой кабины в сочетании с высоким расположением пачки лесоматериалов;
  • - большие зазоры между кабиной и грузом (пачкой) и между тягачом и прицепом;
  • - значительное расстояние от переднего буфера до дороги;
  • - поверхность пачек лесоматериалов существенно повышают сопротивление воздушного потока при продольном и поперечном обтекании.

При оснащении грузовика и прицепа специальными аэродинамическими элементами сопротивление воздуха может существенно снизиться, что естественно приведет к экономии топлива (рис. 2).

С ростом цен на топливо прогресс в этой области пошел динамичнее. В результате недавно появились такие навесные элементы к транспортным средствам, как передние отражатели тягача, стабилизаторы, съемные юбки, устанавливаемые по периметру нижней кромки трейлера, и последнее изобретение - хвостовик прицепа.

Рекомендуемые зоны установки

Рисунок 2 - Рекомендуемые зоны установки: А - крыша кабины; Б и В - фронтальные кромки кабины; Г - передний буфер; Д - задняя стенка кабины; Е - передняя стенка пачки лесосортиментов; Ж - задняя стенка пачки; 3 - зона колёс; И - колпаки колёс; К - верхняя кромка пачки

Многочисленные небольшие компании не так давно освоили выпуск различных юбок и обтекателей из алюминиевых панелей. При установке таких приспособлений на грузовик, лобовое сопротивление достаточно снижается. Как показывают результаты некоторых испытаний, отражатели, закрепленные на днище фуры, обеспечивают 4 %-ную экономию топлива для автопоезда (табл. 2).

Общая масса таких дополнительных элементов с крепежами не превышает 65 кг. Полукруглые отражатели с центральным стабилизатором, закрепленные на передней стенке трейлера, позволяют получить еще 2 % экономии топлива. Эти элементы надежно перекрывают промежуток между тягачом и полуприцепом (рис. 3).

В результате оказалось: для того чтобы снизить аэродинамическое сопротивление и, следовательно, получить заметную экономию топлива, надо сократить расстояние между кабиной тягача и фурой. То есть на заднюю панель кабины следует закрепить обтекатель, а на фронтальной стенке трейлера смонтировать отражатель. И делается это для того, чтобы воздушный поток не попадал в этот промежуток.

Таблица 2 - Номенклатура аэродинамических устройств

Наименование

Место установки

Эффект, обеспечиваемый устройством

Верхний лобовой обтекатель

Крыша кабины

Устранение отрицат. влияния порог, выступа груза над кабиной путём направления воздушного потока

Фронтальные

аэродинамические

закрылки

Верхняя и боковые передние кромки кабины

Снижение отрывных течений и зон пониженного давления.

Нижний боковой обтекатель

Передний буфер

Устранение отрывных течений за буфером, упорядочение воздушных потоков в подднищевом пространстве.

Задние боковые закрылки на кабине

Задняя стенка кабины

Частичное перекрытие зазора между кабиной и пачкой для улучшения её обтекаемости

Продолжение таблицы 2

Нижние боковые щитки

Боковые межколёсные пространства

Уменьшение сопротивления колёсного движителя

Задний обтекатель

Задний торец пачки на прицепе

Уменьшение разряжения за прицепом и снижение

Зависимость топливной экономичности от коэффициента аэродинамического сопротивления

Рисунок 3 - Зависимость топливной экономичности от коэффициента аэродинамического сопротивления

Также для улучшения аэродинамического профиля автопоезда установить по периметру нижней кромки прицепа юбки-отражатели такой высоты, чтобы колес почти не было видно.

Список литературы

  • 1. Грифф, М.И. Специальные и специализированные автотранспортные средства России и СНГ. Платформы. Тягачи специальные. Прицепы - роспуски [Текст] : справочник / М.И. Грифф, В.С. Олитский, Л.М. Ягудаев. - М.: Издательство АСВ, 2004. - Вып. 3. - 168 с.
  • 2. Официальный сайт [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http://aerodinamika.net/
  • 3. Вахламов, В.К. Автомобили: Эксплутационные свойства [Текст] : учеб, для студ. высш. учеб, заведений / В.К. Вахламов. - М.: Издательский центр «Академия», 2005. - 240 с.

УДК 674.04

 
<<   СОДЕРЖАНИЕ ПОСМОТРЕТЬ ОРИГИНАЛ   >>