Развитие параметров и конструкций городских автобусов с целью повышения эффективности их использования

• Автор: Кеменов, Владимир Алексеевич
• Шифр специальности: 05.05.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2001
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 169 с. : ил

Введение
Оценивая современное состояние экономики и рост жизненного уровня населения, можно прогнозировать на ближайшую перспективу увеличение подвижности населения России, а также и пассажирооборота всех видов транспорта. Важнейшее значение в обеспечении транспортной подвижности населения имеют автобусы, поскольку обеспеченность населения другими видами транспорта, в том числе и легковыми автомобилями, существенно ниже, чем в развитых зарубежных странах. Автобусный транспорт общего пользования (вместе с троллейбусами) осуществляет около 70% общего объема внутригородских перевозок и почти 60% пассажирских перевозок в междугородном и пригородном сообщении. Отечественному автобусостроению требуется развитие или диверсификация производства в направлении расширения и обновления типажа продукции с одновременным повышением ее технического уровня, для чего необходимо привлечение крупных инвестиций в создание производства более современных узлов, агрегатов и систем, а также принципиально новых [56].
Автобусный транспорт по функциональному применению можно разделить на муниципальный (городской), имеющий наибольшее социальное значение, и нуждающийся в достаточно большой государственной поддержке, и коммерческий, обслуживающий население и развивающийся на основе самоокупаемости. Российское автобусостроение - наименее развитая подотрасль автомобильной промышленности. При ежегодной потребности получения новых городских автобусов около 20 тыс. шт. их выпускается, несмотря на наличие производственных возможностей, всего 1,8 тыс. При таком положении дел на российском рынке достаточно большую долю занимают зарубежные автобусы, не соответствующие условиям применения в нашей стране [24].
Конкурентоспособность отечественных автобусов недостаточна на внешнем рынке, а на внутреннем рынке обеспечивается более низкой их стоимостью.
Несмотря на оснащение отечественных автобусов современными силовыми агрегатами зарубежного производства, в том числе с автоматическими трансмиссиями, сохраняется устаревшая конструкция отечественных автобусов и оборудование салона.
Прослеживая историю развития мирового автобусостроения, можно отметить, что этот процесс происходит поэтапно.
В первой половине 60-х годов изменения в развитии автобусостроения носили "объёмный" признак, характеризующийся в увеличении размерности автобусов и, как следствие, в увеличении вместимости и снижении себестоимости перевозок.
В этот период широко выпускались двухэтажные междугородные и шарнирно-сочлененные городские автобусы. Следующий этап развития автобусостроения, пришед-

шийся на конец 70-х-начало 80-х годов, имел "качественные" признаки, при этом автобусы практически всех типоразмеров получили ряд принципиально новых свойств. Это массовый выпуск низкопольных городских автобусов, высокая степень их автоматизации (управления двигателем, трансмиссией, автоматическими дверьми, подвеской и т.д.) и элементы комфорта для пассажиров (микроклимат, информация и т.д.). В настоящее время в мировом автобу-состроении происходит очередная революция, носящая как "количественный", так и "качественный" характер. С одной стороны, резко пересматриваются, казалось бы, устоявшиеся догмы в части классификации и типизации автобусов, невзирая даже на ряд нормативных ограничений. Так, появляются конструкции сверхбольших трехзвенных шарнирно-сочлененных автобусов (так называемых "мегабусов"), а размерность одиночных автобусов по габаритной длине приближается к особо большим двухзвенным [24]. Таким образом, решение социально-значимой проблемы - обеспечение перевозок пассажирским автобусным транспортом, имеющим оптимальные параметры, характеристики и номенклатуру парка, является на современном этапе одной из актуальнейших задач.
Цель работы - создание научных основ развития автобусостроения на современном этапе, повышение конструкторских, технико-экономических показателей и конкурентоспособности автобусов.
В работе определены основные направления автобусостроения для крупных городов, принципы обоснования типажа автобусов, параметров агрегатов, в основном трансмиссий, как определяющего элемента автобусов особо большой вместимости, дана техникоэкономическая оценка реализации предлагаемых в диссертации конструктивных решений по базовым агрегатам и системам, что обеспечивает усовершенствование и дальнейшее развитие прикладных задач по смежным отраслям экономики.
Работа состоит из введения, пяти основных глав, заключения и списка литературы.
В первой главе дается анализ состояния и тенденции развития городских автобусов. При этом показывается, что автобусные перевозки в общей системе городского пассажирского сообщения являются превалирующими, поскольку количество пассажиров, перевезенных этим видом транспорта, превышает 50%.
Установлено, что для крупных городов основной эксплуатационной характеристикой автобусов является их вместимость. Приведены статистические характеристики различных типов автобусов по этому показателю.
Проведен анализ конструктивных особенностей агрегатов городских автобусов, из которого следует, что на современном этапе ряд вопросов пока не получил должного решения, в т.ч., в части типа и параметров трансмиссионных установок.

Это подтверждается и анализом научных исследований и разработок в области авто-бусостроения.
Выполнен анализ использования и режимов работы созданных городских автобусов.
Вторая глава диссертации посвящена теоретическому обоснованию общих принципов и расчету параметров движения автобуса. В ней дана разработка математической модели движения городского автобуса с учетом параметров внешних условий при вероятностном распределении их показателей. Наибольшее место в главе уделено теоретическому исследованию работы системы "двигатель-трансмиссия", особенно при неустановившихся режимах работы. Для двух режимом определены ограничения.
Разработан новый метод расчетного определения топливной экономичности автобуса в условиях городской эксплуатации.
Расчетно-теоретические исследования характеристик моторно-трансмиссионных установок (МТУ) различных типов приведены в третьей главе.
На основании анализа и сопоставления применения механических коробок передач, гидромеханических трансмиссий и объемногидромеханических коробок передач (ОГМКП) установлено, что наиболее целесообразным для городских автобусов большой и особо большой вместимости является применение ОГМКП, что позволяет увеличить среднюю маршрутную скорость движения и получить существенную экономию путевого расхода топлива.
В четвертой главе изложены результаты экспериментальных исследований различных типов трансмиссий и их элементов. Дано описание созданного стендового оборудования, приведена методика проведения исследований и оценка результатов эксперимента. Дано обоснование достоверности метрологического обеспечения результатов эксперимента.
Пятая глава содержит технико-экономическое обоснование применения трансмиссий и рекомендации по типажу автобусов.
В заключении даны сведения о реализации результатов диссертации.

Тормозные колодки, применяемые в тормозах в настоящее время, не содержат асбеста - очень канцерогенно-активного материала Обязательным для тормозных систем городских автобусов является наличие автоматических регуляторов тормозных сил, а также оборудования подготовки воздуха для пневмосистемы
В большинстве своем автобусы оснащаются антиблокировочными и антибуксовоч-ными системами. Эти системы обеспечивают управляемость при торможении до полной остановки на скользкой дороге, а также предотвращают проскальзывание колес при трогании с места и стабилизируют движете при ускорении. Широкое распространение в конструкциях городских автобусов получили вспомогательные тормозные системы, моторные тормоза двигателей, гидрозамедлители, злектрозамедлители. Все тормоза-замедлители обеспечивают режим динамического замедления в зависимости от заданных водителем параметров торможения и в городских режимах движения могут принимать на себя до 75% нагрузки на тормозную систему, что существенно повышает се ресурс, а также уменьшает нагрузку на водителя Замедлители могут быть выполнены в виде автономных агрегатов, но в большинстве своем в настоящее время они встраиваются в конструкции коробок передач.
Подвеска
Подвеска автобуса является агрегатом, определяющим такие важнейшие эксплуатационные показатели, как виброкомфортабельность, безопасность движения и комфортабельность (низкий уровень пола). Поэтому уделяется серьезное внимание выбору конструкции подвески и ее параметров Известно, что подвеска также оказывает существенное влияние на динамику и экономичность автобуса.
За последние десятилетия из большого разнообразия конструкций автобусных подвесок практикой было отобрано несколько, отличающихся лучшими показателями но простоте, надежности и стоимости (рис. 1.20).
Рис 1 20 Зависимая подвеска с пневматическими баллонами в качестве упругих элементов