CC BY
47
3. ПОТ РО-32-ЦП-652-99. Правила по охране труда при содержании и ремонте железнодорожного пути и сооружений; утв. МПС РФ 24.02.1999 г. [Электронный ресурс] // КонсультантПлюс. Надежная правовая поддержка. 1^1.: http://www.consultant.ru/docu-
те^/соп8_с1ос_1^_81640/ (25.12.2015). 4. Фадеев Д.С., Волковский В.В. Особенности организации труда водителей и оценка их влияния на эффективность работы предприятия // Вестник ИрГТУ. 2016. № 1 (108) С. 143-151.
1. Trudovoi kodeks Rossiiskoi Federatsii [Labour Code of the Russian Federation]. Available at: http://www.consultant.ru/document/cons_doc_LAW_34 683/ (Accessed 25 December 2015).
2. Ob utverzhdenii standarta OAO "RZhD" "Sistema upravleniia okhranoi truda v OAO "RZhD"" [On approval of the "Russian Railways" JSC standard "Occupational health and safety management system in the "Russian Railways" JSC]. Available at: http://jd-doc. ru/2012/dekabr-2012/3977-rasporyazhenie-oao-rzhd-ot-28-12-2012-n-2744r (Accessed 25 December 2015).
3. POT RO-32-TsP-652-99. Pravila po okhrane truda pri soderzhanii i remonte zheleznodo-rozhnogo puti i
sooruzheni [Regulations on occupational health and safety in maintenance and repair of railway tracks and structures]. Available at: http://www.consultant.ru/docu-ment/cons_doc_LAW_81640/ (Accessed 25 December 2015).
4. Fadeev D.S., Volkovskii V.V. Osobennosti organi-zatsii truda voditelei i otsenka ikh vliianiia na effek-tivnost' raboty predpriiatiia [Features of drivers' labor organization and assessment of their effect on enterprise performance]. Vestnik IrGTU - (Vestnik) Bulletin of Irkutsk State Technical University. 2016, no. 1 (108), pp. 143-151.
УДК 629. 113
ИССЛЕДОВАНИЯ КОЭФФИЦИЕНТА ТРЕНИЯ АВТОМОБИЛЬНОЙ ШИНЫ С ПЛОСКОЙ ОПОРНОЙ ПОВЕРХНОСТЬЮ СТЕНДА
© А.И. Федотов1, А.В. Бойко2, А.С. Марков3
Иркутский национальный исследовательский технический университет, 664074, Россия, г. Иркутск, ул. Лермонтова, 83.
Приведены результаты экспериментальных исследований коэффициента трения скольжения фрагмента беговой дорожки шины о плоскую стальную опорную поверхность стенда при изменении удельного давления в пятне контакта трущихся тел и изменении скорости скольжения. Выполненный сравнительный анализ коэффициента трения скольжения от удельной нагрузки для шин старого образца с результатами эксперимента современных шин позволил установить, что форма кривой коэффициента трения скольжения от удельной нагрузки для современных шин качественно отличается от результатов для шин старого образца.
Ключевые слова: коэффициент трения; реализованный коэффициент сцепления; эластичная шина; фрагмент беговой дорожки; плоская опорная поверхность; удельное давление; скорость скольжения.
STUDIES OF THE FRICTION COEFFICIENT OF A VEHICLE TIRE WITH THE TEST BED FLAT BEARING SURFACE A. I. Fedotov, A. V. Boiko, A. S. Markov
Irkutsk National Research Technical University, 83, Lermontov St., Irkutsk, 664074, Russia.
The paper introduces the results of experimental studies of the coefficient of sliding friction of a tire tread fragment on a flat steel bearing surface of the test bed under the change in the specific pressure in the contact area of the rubbing bodies and change in sliding velocity. Performed comparative analysis of the sliding friction coefficient on the specific load for the tires of the old model with the experimental results of modern tires has revealed that the curve shape of the coefficient of sliding friction on the specific load of modern tires qualitatively differs from the results obtained for the tires of the
1Федотов Александр Иванович, доктор технических наук, профессор кафедры автомобильного транспорта, e-mail: [email protected]
Fedotov Alexander, Doctor of technical sciences, Professor of the Department of Automobile Transport, e-mail: [email protected]
2Бойко Александр Владимирович, кандидат технических наук, доцент кафедры автомобильного транспорта, e-mail: [email protected]
Boiko Aleksandr Candidate of technical sciences, Associate Professor of the Department of Automobile transport, e-mail: [email protected]
3Марков Алексей Сергеевич, аспирант, e-mail: [email protected] Markov Aleksei, Postgraduate student, e-mail: [email protected]
old model.
Keywords: coefficient of friction; implemented adhesion factor; elastic tire; fragment of the tire tread; flat supporting surface; specific surface pressure; sliding velocity.
В нашей стране, как и во всем мире, ежегодно случаются десятки тысяч дорожно-транспортных происшествий. Из общего числа аварий, происходящих по причине неисправности автотранспортных средств, большая часть приходится на тормозную систему [7]. Контроль технического состояния тормозной системы автотранспортных средств в большей степени проводится на стендах с беговыми барабанами. Однако, как пишется в работе [5], предлагаемые различными фирмами стенды для оценки технического состояния тормозной системы при проведении государственного технического осмотра, например, модели линий технического контроля (ЛТК) и стендов тормозных стационарных (СТС) Новгородского завода «ГАРО» и зарубежной фирмы Саг1ес не могут дать объективных показателей поведения автотранспортных средств в транспортном потоке.
Один из основных факторов, влияющих на показатели тормозной эффективности автотранспортных средств, является реализованный коэффициент сцепления -коэффициент трения скольжения. На его величину и характеристики оказывают значительное влияние следующие факторы: шероховатость и рельеф опорной поверхности, тип шины, характеристики ее рези-
ны, коэффициент насыщенности рисунка протектора и пр. [4].
Проведенные экспериментальные исследования (рис. 1, 2) М.А. Петровым в Сибирской государственной автомобильно-дорожной академии (СибАДИ) позволили получить зависимости коэффициента трения скольжения с изменением удельного давления в пятне контакта трущихся поверхностей, а также от скорости скольжения при постоянном удельном давлении [6].
Анализируя график (рис. 1) экспериментальной зависимости коэффициента трения скольжения от удельного давления в пятне контакта трущихся поверхностей, полученный М.А. Петровым, видно, что коэффициент трения скольжения, с увеличением удельного давления на испытуемый фрагмент протектора, снижается по экспоненциальной зависимости.
При рассмотрении второй зависимости (рис. 2) от скорости скольжения можно заметить, что при возрастании скорости скольжения коэффициент трения возрастает, достигая своего максимального значения. При дальнейшем увеличении скорости - начинает снижаться, данная зависимость отчетливо прослеживается для пары трения «сталь - беговая дорожка шины». По
I* 1.5
1.3
1.1
09
0.7
1 /
2
3 /
0.2 OA 0,6 0,8 q. МПо
Рис. 1. Экспериментальная зависимость коэффициента трения скольжения элемента беговой дорожки шины от удельного давления, при скольжении со скоростью 10 мм/с, площадь испытуемого фрагмента - 11 см2:1 - стальная поверхность; 2 - цементобетон; 3 - асфальтобетон
Рис. 2. Экспериментальная зависимость коэффициента трения скольжения элемента беговой дорожки шины от скорости скольжения, при удельном давлении 0,74 МПа, площадь испытуемого фрагмента - 11 см2:1 - по стали; 2 - по цементобетону; 3 - по асфальтобетону; 4 - по влажному асфальтобетону
и 1.0 1.2 1.1
1.0 0.9 0.8 0.7 0.6 0.5 ОА 00
/ ч
Л 7
1 г ?
1 / ■
3 1 < а
ъ и 6
№ Г* 4
л V_
У 1
4 J
1
/
-0-2-1 0 1 2 lg V, мм/с
завершению анализа, проведенных ранее экспериментов о зависимостях коэффициента трения скольжения, авторами было решено произвести аналогичные исследования для шин, используемых на современных автомобилях, так как технологии и материалы для изготовления самих шин за последние четыре десятка лет претерпели множественные изменения.
Группой ученых Иркутского национального исследовательского технического университета (ИРНИТУ) было разработано математическое описание для решения задачи анализа процесса взаимодействия эластичных шин с плоской опорной поверхностью дороги и беговыми барабанами стенда. Описание касается силового и кинематического взаимодействий эластичной шины с плоской и цилиндрической опорны-
ми поверхностями на основе зависимостей коэффициента трения [1, 2]. В лаборатории кафедры автомобильного транспорта ИРНИТУ авторами была разработана и изготовлена установка для исследования коэффициента трения скольжения элементов автомобильной шины о плоскую опорную поверхность стенда [3].
Проведенные эксперименты позволили получить графики зависимости коэффициента трения скольжения от удельного давления в пятне контакта (рис. 3, 4), площадь испытуемого фрагмента беговой дорожки шины составила 37 см2. Технические возможности установки позволили изменять удельное давление от 0,14 до 0,86 МПа и выбирать одну из двух скоростей скольжения соответственно 1,1 и 0,22 м/с.
Сравнивая график зависимости ко-
эффициента трения скольжения от удельного давления [6] с графиками, полученными в ходе экспериментов, видно, что в обоих случаях происходит снижение коэффи-
ц
1.6 и 1.2 1.0
0.8
0.6 ОА 0.2
циента трения скольжения при увеличении удельной нагрузки, но изгиб функций разнонаправленный.
д
А
А Л 4
__>
. -0286
ц =Utö31q ' _____
И =Ц У4 //
О 0,1 0,2 0,3 OA 0,5 0,6 0,7 0,8 q, МПа
Рис. 3. Экспериментальная зависимость коэффициента трения протекторной резины на плоской стальной опорной поверхности от удельного давления при скорости скольжения 1,1 м/с: марка шины - Amtel Nord Master; тип протектора - зимний
V
Ю 0.8 0.6 OA 0.2
• .-• ___^ • •
• 1--- •
и=0 701>Зо 4 V9i
R2=0,9003
О 0.1 0.2 0.3 OA 0.5 0.6 0.7 0.8 q. МПа
Рис. 4. Экспериментальная зависимость коэффициента трения скольжения на плоской стальной опорной поверхности от удельного давления при скорости скольжения 0, 22 м/с: марка шины - Amtel Nord Master; тип протектора - зимний
Стоит так же отметить, что для стальной опорной поверхности реализованный коэффициент сцепления может достигать значения 1,6, а материал, из которого изготавливаются ролики большинства стендов с беговыми барабанами - сталь, хотя производитель заявляет коэффициент сцепления 0,7-0,8 при отсутствии специального полимербетонного покрытия.
Необходимо провести еще дополнительные экспериментальные исследования коэффициента трения скольжения для доработки математической модели [1, 2], позволяющей выполнять расчет коэффициента сцепления от проскальзывания с использованием нормальных и касательных нагрузок, распределенных по длине пятна контакта эластичной шины с дорогой и беговым барабаном диагностического стенда. В ходе этих экспериментов необходимо по-
лучить зависимости коэффициента трения скольжения от удельного давления в пятне контакта, скорости скольжения фрагмента, для разных видов протектора, а также выяснить влияние износа беговой дорожки шины на величину коэффициента трения скольжения.
При должном изучении зависимостей изменения коэффициента трения скольжения можно доработать имеющуюся математическую модель, что, в свою очередь, позволит усовершенствовать существующие методы диагностики тормозной системы, а также разработать новое более совершенное оборудование для их осуществления, что приведет к снижению погрешностей в процессе технического осмотра автотранспортных средств.
Статья поступила 06.11.2015 г.
Библиографический список
1. Бойко А.В. Математическая модель для расчета нормальных и касательных напряжений в пятне контакта эластичной шины с дорогой и беговым барабаном диагностического стенда // Вестник ИрГТУ. 2012. № 11 (70). С. 128-132.
2. Бойко А.В., Распопина В.Б. Математическая модель для расчета коэффициента сцепления от проскальзывания с использованием нормальных и касательных распределенных нагрузок по длине пятна контакта эластичной шины с дорогой и беговым барабаном диагностического стенда // Вестник ИрГТУ. 2014. № 10 (93). С. 168-173.
3. Бойко А.В., Яньков О.С., Марков А.С. Модернизация комплекса для исследования процессов, происходящих в пятне контакта эластичной шины // Автомобиль для Сибири и Крайнего севера. Конструкция, эксплуатация, экономика: материалы 90-й междунар. науч.-техн. конф. (Иркутск, 9-10 апреля
2015 г.). Иркутск: Изд-во ИрГТУ, 2015. С. 110-114.
4. Бойко А.В., Яньков О.С., Марков А.С. Причины отличия характеристик сцепления эластичной шины с плоской и цилиндрической опорной поверхностью // Авиамашиностроение и транспорт Сибири - 2015: сб. науч. трудов студентов и преподавателей института АМиТ ИРНИТУ. Иркутск: Изд-во ИрГТУ, 2015. С. 34-38.
5. Кулько П.А., Ушаков К.В. Государственный технический осмотр. Проблемы и решения // Автотранспортное предприятие. 2005. № 9. С. 15-19.
6. Петров М.А. Работа автомобильного колеса в тормозном режиме. Омск: Зап.-Сиб. кн. изд-во, 1973. 224 с.
7. Федотов А.И. Динамический метод диагностики пневматического тормозного привода автомо-билей: монография. Иркутск: Изд-во ИРНИТУ, 2015. 514 с.
References
1. Bojko A.V. Matematicheskaja model' dlja rascheta normal'nyh i kasatel'nyh naprjazhenij v pjatne kontakta jelastichnoj shiny s dorogoj i begovym barabanom di-agnosticheskogo stenda [A mathematical model to calculate normal and shear stresses at the contact patch of elastic tires with the road and chassis dynamometer test bed]. Vestnik IrGTU - Proceedings of Irkutsk State Technical University, 2012, no. 11 (70), pp. 128-132.
2. Bojko A.V., Raspopina V.B. Matematicheskaja model' dlja rascheta kojefficienta sceplenija ot proskal'zyvanija s ispol'zovaniem normal'nyh i kasatel'nyh raspredelen-nyh nagruzok po dline pjatna kontakta jelastichnoj shiny s dorogoj i begovym barabanom diagnosticheskogo stenda [A mathematical model to calculate the coefficient of sliding friction with the use of normal and shear
distributed loads on the contact patch of elastic tires with the road and the chassis dynamometer test bed]. Vestnik IrGTU - Proceedings of Irkutsk State Technical University, 2014, no. 10 (93), pp. 168-173. 3. Bojko A.V., Jan'kov O.S., Markov A.S. Modernizacija kompleksa dlja issledovanija processov, proishodjash-hih v pjatne kontakta jelastichnoj shiny [Modernization of the complex to study the processes in the elastic tire contact patch]. Materialy 90-j mezhdunar. nauch.-tehn. konf. "Avtomobil' dlja Sibiri i Krajnego severa. Kon-strukcija, jekspluatacija, jekonomika" [Proceedings of the 90th International scientific and technical conference "An automobile for Siberia and the Far North. Construction, operation and economy"]. Irkutsk, IrGTU Publ., 2015, pp. 110-114.
4. Bojko A.V., Jan'kov O.S., Markov A.S. Prichiny ot-lichija harakteristik sceplenija jelastichnoj shiny s plos-koj i cilindricheskoj opornoj poverhnost'ju [The reasons for differences between the characteristics of the elastic tire traction with a flat and cylindrical bearing surface]. Sb. nauch. trudov studentov i prepodavatelej instituta AMiT IRNITU "Aviamashinostroenie i transport Sibiri -2015" [Aircraft Engineering and Transport in Siberia 2015: Collection of scientific works of students and teachers of the Institute of Aircraft Engineering of Irkutsk national research technical university]. Irkutsk, IrGTU Publ., 2015, pp. 34-38.
5. Kul'ko P.A., Ushakov K.V. Gosudarstvennyj tehnich-eskij osmotr. Problemy i reshenija [State technical inspection. Problems and solutions]. Avtotransportnoe predprijatie - Motor transportation enterprise, 2005, no. 9, pp. 15-19.
6. Petrov M.A. Rabota avtomobil'nogo kolesa v tormoz-nom rezhime [Automobile wheel operation in the brake mode]. Omsk, Zap.- Sib. kn. izd-vo Publ., 1973, 224 p.
7. Fedotov A.I. Dinamicheskij metod diagnostiki pnevmaticheskogo tormoznogo privoda avtomo-bilej [Dynamic method of motor car air brake control diagnostics]. Irkutsk, IRNITU Publ., 2015, 514 p.
УДК 656.13
МЕТОДИКА ОБСЛЕДОВАНИЯ СПРОСА НА АВТОБУСЫ ОСОБО МАЛОЙ ВМЕСТИМОСТИ НА ПРИМЕРЕ г. ИРКУТСКА
© С.А. Яценко1
Иркутский национальный исследовательский технический университет, 664074, Россия, г. Иркутск, ул. Лермонтова, 83.
Представлена адаптированная методика обследования пассажиропотоков с учетом применения на городских автобусных маршрутах подвижного состава особо малой вместимости. Рассмотрены задачи, общая схема, сопутствующая необходимая документация и этапы проведения исследования на примере репрезентативной выборки. Разработанная методика позволяет перевозчикам повысить качество обслуживания пассажиров за счет подбора рационального состава парка автобусов с учетом транспортного спроса, а так же определять для городского регулярного маршрута возможность и/или целесообразность использования подвижного состава особо малой вместимости.
Ключевые слова: пассажирские перевозки; городской пассажирский транспорт; организация и управление перевозками пассажиров; структура парка автобусов; подвижной состав.
METHODS TO RESEARCH DEMAND FOR MINIBUSES ON THE EXAMPLE OF IRKUTSK S.A. Yatsenko
Irkutsk National Research Technical University, 83, Lermontov St., Irkutsk, 664074, Russia.
An adapted methodology for the study of passenger traffic flows taking into account the use of ultra small-capacity rolling stock on the city bus routes is presented. Consideration is given to the problems, general scheme, accompanying necessary documentation and research stages on the example of a representative sampling. The developed methods will allow transportation carriers to improve the quality of passenger service by choosing the rational composition of the bus fleet based on the traffic demand. It will also enable to determine the possibility and/or feasibility to use the rolling stock of ultra-small capacity on city regular routes.
Keywords: passenger transportation; urban passenger transport; organization and management of passenger transportation; bus fleet structure; rolling stock.
Перевозка пассажиров общественным транспортом - это крупнейшая социально-экономическая проблема, стоящая особенно остро в крупных городах. Увеличившийся в последние годы парк легковых автомобилей у граждан не только не решил эту проблему, но и обострил ее. В настоящее время перевозка пассажиров в круп-
ных городах выполняется муниципальными предприятиями (автобусным и городским электрическим транспортом), а также частными, которые освоили большую долю этого сектора рынка. При этом они используют всевозможные марки и модели автобусов, иногда мало приспособленные не только к особым условиям этого вида обслуживания
1
Яценко Светлана Анатольевна, доцент кафедры менеджмента и логистики на транспорте, e-mail: [email protected]
Yatsenko Svetlana, Associate Professor of the Department of Transport Management and Logistics, e-mail: [email protected]
