autoExpert


autoExpert » СТАТЬИ » Автокомпоненты » Без лишних колебаний

Без лишних колебаний

Представить современный мир грузоперевозок без полуприцепов невозможно. Львиная доля перемещаемых по всему миру товаров и грузов на сегодняшний день приходится именно на них. По этой причине скорость, надежность и качество доставки самых разнообразных грузов в настоящее время зачастую определяется не только и не столько техническими характеристиками грузового автомобиля. В тяжелых дорожных условиях именно возможности полуприцепов, а вовсе не мощность двигателя грузового автомобиля чаще всего и определяет скорость движения.

Без лишних колебаний

Соответствие определенного технического исполнения подвески к конкретным условиям эксплуатации подвижного состава оказывает очень большое влияние на оптимизацию эксплутационных затрат на ходовую часть прицепного состава. Особое значение это имеет при эксплуатации на плохих дорожных покрытиях. Поэтому компания BPW провела в этом направлении в СНГ обширные исследования. Данные, полученные в 1996-2000 годах при проездах испытательного автомобиля BPW по дорогам СНГ свидетельствуют, что динамические нагрузки, возникающие при езде по нашим дорогам, в среднем в 3 раза выше, чем на дорогах Западной Европы, количество амплитуд колебаний на оси и подвеске примерно 10-15-кратное.

Из опыта эксплуатации грузового транспорта хорошо известно, что при движении по неровным дорогам средняя скорость автопоезда снижается до 40%, расход топлива возрастает до 70%, а межремонтный пробег сокращается на 35-40%. В итоге общая производительность автотранспорта снижается более чем на треть, а себестоимость перевозок возрастает в полтора раза. Масштаб этих потерь впечатляет и по понятным причинам желание их минимизации вполне естественно и закономерно.

Бороться за увеличение эффективности грузоперевозок можно двумя основными методами. С одной стороны, необходимый эффект можно получить путем повсеместного улучшения качества дорожного покрытия. С другой - путем совершенствования техники и, прежде всего, за счет модернизации подвесок грузового транспорта. А так как возможности качественного улучшения дорог явно выходят за рамки компетенции операторов рынка грузоперевозок, то в борьбе за эффективность грузоперевозок использование современной техники становится главным аргументом грузоперевозчиков.

Вопрос, посредством каких систем и механизмов оси колес связаны с рамой в грузовом транспорте, всегда был актуальным. Прежде всего, это связано с тем, что покрышки колес недостаточно эффективно поглощают неровности дорожного полотна. И даже если использовать колеса большого диаметра со сниженным давлением в нем, то в нынешних условиях коренным образом снизить нагрузку на раму едва ли удастся. Без эффективно работающей подвески обойтись, пожалуй, могут только большегрузные карьерные самосвалы с их огромными колесами да тихоходные колесные тракторы или спецтехника. Только их покрышки ограничено способны более или менее эффективно погашать негативное влияние дорожных неровностей.

Без лишних колебаний

Кроме покрышек колес, широко распространенным упругим элементом в грузовом транспорте всегда являлись рессоры. Причиной столь высокой популярности рессор на грузовом транспорте является их универсальность. Благодаря особенностям своей конструкции, рессора в подвеске способна играть сразу едва ли не все роли одновременно. Она эффективна и как упругий элемент, и как направляющий аппарат. Другим положительным качеством рессоры является то, что при ее применении сборка и ремонт не являются сложной технологической задачей. Но, хотя рессора достаточно проста конструктивно и технологична в ремонте, все же она имеет целый ряд серьезных недостатков. К ним относятся высокое межлистовое трение (может достигать 1/4 от упругой силы рессоры), исключающее возможность плавного хода на хорошей дороге, большой вес, габариты (рессоры должны быть максимально длинными, поскольку возникающие в них напряжения обратно пропорциональны квадрату длины) и материалоемкость в сочетании с высокой технологической сложностью производства. Листы для рессор изготавливают из дорогой, высокопрочной стали, в состав которой входит и кремний, и марганец (55ГС, 55С2, 60С2), и хром, и никель (50ХГ). Предел текучести стали, идущей для изготовления листов рессоры, должен быть не менее 1150 Н/см2. Рессоры выдерживают высокие и многократно повторяющиеся напряжения прогиба, если на поверхности листов в результате термообработки не появляются обезуглероженные участки, отсутствуют трещины и другие дефекты. Все это можно обеспечить только за счет использования дорогих технологических процессов производства. Следствием этого является высокая стоимость рессоры.

Примером успешной инновационной деятельности в сфере производства подвесок может служить история компании BPW.

Компания BPW Bergische Achsen KG является одним из ведущих производителей осей и систем подвесок для прицепной техники на Европейском рынке.

История компании берет начало в 1784 году. Изначально компания называлась Bergische Patentachsenfabrik Wiehl. Тогда кузнечная мастерская занималась производством и ремонтом осей для сельскохозяйственной техники и повозок различного назначения.

1898 г. BPW основана как Bergische Patentachsenfabrik GmbH в Виле. Первой продукцией были смазываемые оси для сельскохозяйственной техники и запатентованные оси для автобусов. Запатентованная система новой оси уже имела долговременную смазку маслом, в отличие от осей, которые должны были постоянно смазываться.

1903-1909 гг. BPW разрабатывает и запатентовывает новую ось. Название этой оси - "NOKO axle" - взято из начальных двух букв фамилий партнеров компании.

1920 г. В ранние 1920-ые BPW начала производство осей подшипников скольжения для автомобильных прицепов.

1924 г. Вместе с SKF BPW разрабатывает оси, используя конические роликоподшипники. Эти оси ознаменовали собой революцию в производстве прицепов и сельскохозяйственных машин, т.к. деревянные колеса уступили место стальным дискам.

1958 г. Происходят изменения конструкции осей BPW от сплошных неразрезных осей к полым неразрезным осям.

1973 г. BPW начинает производство легких пневматических подвесок.

1985 г. BPW включается в производство тормозных накладок без использования асбеста.

2000 г. Впервые BPW представила на IAA концепцию электрически управляемого тормозного диска со стационарным суппортом - так называемый ECO-DiscTronic. Вместе с компанией SACHS BPW создала систему PDC, сочетающую в себе пневматическую подвеску и амортизаторы.

2003 г. Компания BPW начинает серийную установку тормозных механизмов с новым узлом крепления. Особенность новинки заключается в том, что болты креплений направлены по касательной к тормозному диску. Данное новшество принесло еще один положительный эффект - собственный вес конструкции уменьшился на 10 кг, и появилась возможность устанавливать более толстые (на 10%) тормозные накладки, что также повышает экономическую эффективность.

2003 г. Компания BPW начинает серийное производство осей с новой системой подвески Airlight Direct из семейства Airlight II. Здесь пневмоамортизатор расположен прямо на осевой балке и имеет уменьшенные размеры. Такая компоновка элементов подвески позволила снизить общий вес оси на 23 кг. Благодаря измененному распределению нагрузки теперь 100% колебаний гасится пневмоамортизатором. Это делает перевозки более безопасными и позволяет транспортировать очень хрупкие грузы. Тормозной узел сменил свое местоположение: теперь он стал более доступным для проведения сервисных работ и защищен самой осью. Пневмоподушка теперь также находится в более защищенном месте - между рамой прицепа и балкой самой оси.

2003 г. BPW запустила в серийное производство сразу несколько новинок: тормозные колодки и тормозные диски. Главным отличием первых стало применение нового фрикционного материала Textar T 3030. Он менее подвержен износу и имеет улучшенные температурные характеристики. Узел крепления также претерпел некоторые изменения. С его помощью установка тормозных колодок стала проще, а эффективность торможения возросла благодаря более точному контакту с диском. Сами диски также получили "обновку". Это специальные выступы на внутренней вентилируемой поверхности. С их помощью значительно увеличивается теплоотдача, а этот фактор является одним из основных составляющих надежности дисковых тормозных систем. Химический состав материала диска также оптимизирован и меньше подвержен износу.

2003 г. Для осей с дисковыми тормозами компания BPW разработала новую систему контроля износа тормозных колодок. Новое изделие, получившее название "BWI 03 Brake Monitor", обладает множеством дополнительных функций. Разработчики создали простую систему индикации состояния тормозных накладок. Тормозной монитор легко можно установить на любой тягач.

2004 г. После запуска в производство новых тормозных колодок Textar T3030, компания BPW расширила ассортимент. Теперь такие тормозные колодки выпускаются для трех типоразмеров дисковых тормозов. Одним из главных преимуществ новинки является улучшенное крепление фрикционного слоя к металлическому основанию. Это значительно повышает надежность тормозного узла. Допускается даже нагревание до 800 градусов по Цельсию. Конструктивные особенности новых колодок таковы, что не позволяют перегреваться всему фрикционному слою. Это значит, что даже при длительных торможениях эффективность тормозов останется на должном уровне. В результате обычные прицепы получили высококачественную тормозную систему, не уступающую по своим характеристикам аналогичным системам на грузовиках и тягачах.

2004 г. Компания BPW начала серийный выпуск новой подвески AirlightDirect. Новинка расширила гамму известной подвески Airlight II, которая используется на полуприцепах. Ее главной особенностью является перенос пневмоподушки непосредственно на ось. Таким образом, все воздействия от неровностей дороги воспринимаются только подушкой, тогда как в обычной подвеске доля нагрузок на подушку составляет около 60%. AirlightDirect на 28 кг легче предшествующей модели, что положительно сказывается на плавности хода и сроке службы осей. Тормозной цилиндр "переместился" за осевую балку, которая препятствует его загрязнению.


Теперь о недостатках рессор, обуславливающих недостаточную эффективность работы подвески в целом. Прежде всего, они выражаются в том, что рессоры обладают линейной характеристикой жесткости (прогиб прямо пропорционален прикладываемому усилию). Для эффективной работы подвески требуется иные показатели. Необходимо, чтобы по мере прогиба жесткость прогрессивно увеличивалась. И хотя частично изменить жесткость рессоры можно за счет установки серьги с наклоном (встречается на легких и средних грузовиках) или путем применения цилиндрической задней опоры (на тяжелых грузовиках), эти конструктивные меры способны обеспечить нелинейность жесткости от нагрузки в очень узких пределах. Кроме того, конструктивным недостатком применения рессоры в подвески является допущение продольного колебания оси, исключающего точную работу подвески в целом.

Тенденция развития грузовой техники ясно демонстрирует, что весовой коэффициент использования автомобиля, определяемый отношением полезной нагрузки к собственному весу, непрерывно возрастает. Требование минимизировать собственный вес конструкции наряду с увеличением весового коэффициента использования транспорта при обеспечении максимальной эффективности обуславливает то, что подвески со стальными рессорами уже не отвечают современному уровню требований. Современные конструкции подвески должны обеспечивать:

- максимальную плавность хода без значительных смещений подрессоренных и неподрессоренных частей автомобиля;

- минимальный просвет между рамой и осями;

- постоянство высоты уровня пола даже при изменении нагрузки.

Линейные характеристики традиционных упругих элементов не обеспечивают допустимую частоту собственных колебаний, равную 90-120 мин-1. Поэтому конструкторы в настоящее время все чаще обращаться к упругим элементам с нелинейной, прогрессивной характеристикой. Например, к пневматическим.

Без лишних колебаний

Пневматические упругие элементы, в отличие от устаревших аналогов, имеют целый ряд неоспоримых преимуществ. Прежде всего, они обладают большей энергоемкостью в основном рабочем диапазоне и при больших прогибах. Следовательно, обеспечивают снижение амплитуды колебаний, уменьшение количества энергии, поглощаемой амортизаторами, и упрощают регулировку. При этом, в отличие от подвесок со стальными упругими элементами, прогрессивная характеристика достигается без усложнения конструкции.

Пневматические упругие элементы легко обеспечивают автоматическое регулирование жесткости и динамичного хода подвески в соответствии с условиями нагружения. Благодаря этому достигается большая плавность хода, оптимизируются иные эксплуатационные качества. При неизменных размерах пневматического упругого элемента подвеска обладает высокой степенью унификации для транспортных систем разной грузоподъемности. В том числе и со значительной разницей в показателе этой величины. Пневмоэлементы также обладают высокой долговечностью, недостижимой для стальных упругих элементов.

Для улучшения устойчивости при торможении пневмоподвеска может точно регулировать тормозные усилия на колесах в зависимости от изменения нагрузок на них. Точность ее работы превышает точность механических систем регулирования тормозного давления. При этом у пневмоподвески нет недостатков электронных систем, допускающих сбои в сложных условиях работы.

Справедливости ради необходимо отметить, что современные производители грузовой техники нередко применяют комбинированную подвеску, состоящую из полурессор и пневмоэлементов. Это связано с тем, что пневмоподушки не имеют жесткой связи с рамой и, чтобы устранить нежелательные смещения, в конструкции подвески необходимы продольные и поперечные реактивные тяги. В этом варианте конструкции ось соединена с рамой посредством как пневмоэлементов, так и полурессор, выполняющих также роль продольных реактивных штанг. Благодаря применению этой конструкции удается обеспечить эффективность гашения колебаний подвеской и высокую точность ее работы.

В то же время внедрение электроники в управление работой подвески позволяет отказаться от привычных металлических конструкций стабилизаторов. Электроника четко отслеживает изменения положения и, перегоняя воздух в пневмобаллонах, выравнивает крен рамы.

Мировой рынок прицепной техники для перевозки отличается чрезвычайным разнообразием моделей. Операторы этого рынка действуют в условиях острой конкурентной борьбой, что положительно сказывается на темпах совершенствования техники.

Продукция производителей отечественных прицепных составов по важнейшим технико-эксплуатационным параметрам существенно уступает современным западным образцам. Выход отечественные предприятия видят в широком применении комплектующих (оси, сцепные шкворни, колеса и шины, тормозная аппаратура, гидростанции и т.п.) ведущих мировых производителей. Очевидно, что в дальнейшем тенденция использования импортных высокотехнологичных комплектующих будет только усиливаться. Ведь важность эффективной работы подвески на грузовом транспорте более чем очевидна. Тем более, что:

1. Правильно настроенная подвеска полуприцепа автопоезда предполагает расход примерно 30 л топлива на 100 км.

2. В случае если все оси полуприцепа смещены относительно направления движения даже на 10 мм, хоть и остаются параллельными друг другу, расход топлива автопоезда составляет уже 31,3 л на 100 км. Перерасход топлива одним автопоездом при этом в год (при годовом пробеге 150 тыс. км) составляет 1800 л. Затраты на покрышки в год увеличиваются на 700 евро.

3. Износ втулок реактивных тяг и рессор, поврежденная подвеска, когда оси полуприцепа не параллельны друг другу и разнонаправлены по отношению к направлению движения. Расход топлива автопоезда составляет уже 35,6 л на 100 км (увеличение на 19%). Перерасход топлива составляет 8500 л в год. Цена неисправности или неоптимальной работы подвески в этом случае увеличивается еще и за счет дополнительного износа двух комплектов покрышек.

Без лишних колебаний


Андрей Ильчук
Уважаемый посетитель, Вы зашли на сайт как незарегистрированный пользователь.
Мы рекомендуем Вам зарегистрироваться либо войти на сайт под своим именем.
 (голосов: 0)


Информация
Посетители, находящиеся в группе Гости, не могут оставлять комментарии в данной новости.

Архив

Август 2018 (5)
Июль 2018 (29)
Июнь 2018 (13)
Май 2018 (21)
Апрель 2018 (25)
Март 2018 (26)


Для размещения рекламы обращайтесь в рекламный
отдел по телефону:

+38 (067) 537-82-42