Что относится к личному транспорту. Двигатель автомобиля: назначение и виды силовых агрегатов современных транспортных средств

Просмотров: 5454

Электрический транспорт – вид транспорта в котором для движения используется один или несколько тяговых электрических двигателей.
Существует три основных типа электрических транспортных средств: 1) питаемые непосредственно от внешнего источника электроэнергии, 2) потребляемые электрическую энергию аккумуляторных батарей или иных источников энергии, размещенных на борту транспортного средства, 3) использующие в своей работе совместно электрический двигатель и двигатель внутреннего сгорания (гибридные транспортные средства), 4) использующие для движения энергию альтернативных источников.

К электрическим транспортным средствам относятся: электрические легковые и грузовые автомобили, электрические поезда, электрические троллейбусы, электроавтобусы, электрофицированные вездеходы и тракторы,электрические самолеты, электрические лодки, электрические мотоциклы и скутеры, электровелосипеды, электрические космические аппараты.

Электрические транспортные средства впервые появился в середине XIX века, когда электроэнергия была в числе предпочтительных источников энергопитания. В то время электрические двигатели обеспечивали высокий уровень комфорта управления, чего не возможно было достигнуть при использовании двигателя внутреннего сгорания. Но исторически ситуация сложилась так, что двигатели внутреннего сгорания стали более распространены в транспортных средствах, нежели электрические. Однако, в течении последних нескольких десятилетий в мире вновь наблюдается тенденция возобновления интереса к формированию электрической транспортной инфраструктуры, что в первую очередь вызвано обеспокоенностью мировой общественности негативным воздействием бензинового транспорта на окружающую среду. Уже сегодня, электрические транспортные средства становятся все более популярны.

Электрический транспорте может использовать для своей работы электроэнергию, полученную из разных источников, в том числе и из возобновляемых.

Транспортные средства с двигателями внутреннего сгорания, как правило, только черпают энергию из одного или нескольких невозобновляемых видов топлива. Одним же из главных преимущества электрического и гибридного транспорта является способность их двигателей к генерированию энергии при торможении – рекуперативному торможению.

Электрический транспорт является экологически безопасным, поскольку совершенно не является источником загрязнения окружающей среды выхлопными газами или иными выбросами. Ученые подсчитали, что внедрение электротранспортных технологий в США может сократить уровень выбросов углекислого газа в атмосферу на 30%, в Великобритании - на 40%, и на 19% в Китае.

Хотя электрические транспортные средства хорошо ускоряются и обеспечивают довольно большой диапазон пробега между зарядами, их минусом является продолжительное время подзарядки батарей. Однако, электрический транспорт все же является наиболее финансово выгодным видом транспорта и очень практичен в повседневном использовании. Электрические автомобили, в ситуации роста цен на бензин и высокого уровня загрязнения городской среды, способны вызвать революцию в автомобильной промышленности.

Электрические автомобили - это автомобили с электрическим приводом. Электромобили, двигатели которых потребляют энергию альтернативных источников, часто могут получить иные названия: солнечные автомобили, ветромобили и др.

Электричество используется в электротранспорте в качестве топлива. Электрическая энергия подается на транспортное средство путем использования воздушных линий электропередачи, применения индуктивной зарядки или подсоединения к электросети с помощью зарядного устройства или же зарядного кабеля. Некоторые электрические транспортные средства имеют зарядных устройства прямо на борту, в иных же зарядные устройства представляют собой отдельный внешний блок. Как правило, резервуарами электрической энергии на борту электротранспорта являются аккумуляторные батареи.

К группе наиболее популярного в мире электротранспорта относятся электрические автомобили, электрические скутеры и велосипеды.

Сегодня, одной из главный задач производителей является преодоление несоответствия между затратами на разработку и производство электрических транспортных средств, в сравнению с аналогичными затратами при выпуске транспорта с двигателями внутреннего сгорания.

Комплектация электротранспорта

Тип используемого тягового электродвигателя, аккумуляторных батарей и контролера зависят от размеров и мощности транспортного средства.

Текущие расходы

Легко подсчитать, что в ситуации роста цен на бензин, эксплуатация электротранспорта очень выгодна, поскольку заправка электричеством будет обходится пользователям намного дешевле, нежели заправка горючим. Экономнее электрический транспорт бензинового и в обслуживании.

Диапазон пробега, ускорение

Электрические автомобили не могут совершать довольно продолжительных поездок на одном заряде аккумуляторных батарей, поскольку требуют периодической подзарядки от электросети. Однако, данную проблему можно довольно просто решить путем создания сети электрических станций быстрой подзарядки, воспользовавшись которыми можно возобновить заряд батарей до 80% всего за 30 минут.

Электродвигатели способны обеспечивать высокую мощность на единицу веса. При этом батареи обеспечивают подачу больших токов для поддержки этих двигателей.

Электрические транспортные средства могут иметь маленький двигатель (15 кВт и меньше) и, следовательно, иметь небольшое ускорения, или же могут быть оснащены мощными двигателями с высокими показателями ускорения. Кроме того, относительно постоянный крутящий момент электродвигателя приводит к увеличению скоростных характеристик электрического транспорта.

Электрические транспортные средства имеют высокий показатель крутящего момента в более широком диапазоне скоростей при разгоне, по сравнению с двигателями внутреннего сгорания.

Экологическая безопасность

Электрический транспорт практически не является источником загрязнения окружающей среды выхлопными газами. Электрические транспортные средства не выделяют углекислого газа (CO 2), или иных загрязняющих веществ, которые свойственны для бензинового транспорта. Большим плюсом электрических моторов является то, что они совершенно не нуждаются в кислороде, в отличии от двигателей внутреннего сгорания.

Еще одним плюсом электротранспорта является то, что он производит значительно меньше шума, чем транспорт с двигателями внутреннего сгорания.

Безопасность при движении

С целью увеличения диапазона пробега и выносливости электрических транспортных средств, производители стараются уменьшить их вес. Использование тяжелых аккумуляторных батарей в электротранспорте значительно утяжеляет их конструкцию, при этом ухудшается и их управляемость. Однако, в случаи столкновения двух автомобилей, водитель и пассажиры более тяжелого из них получают намного реже серьезные травмы, чем пассажиры более легкого транспортного средства, поскольку дополнительный вес способствует повышению уровня безопасности электромобиля, несмотря на негативное влияние на его производительность. Например, вероятность получения серьезных травм пассажирами при аварии 900 кг электрического автомобиля на 50% выше, чем 1400 кг.

Энергоэффективность

Сравнивать эффективность работы транспортных средств оснащенных электрическими двигателями или двигателями внутреннего сгорания довольно трудно, поскольку они работают совершенно на разных принципах. Бензиновые транспортные средства преобразовывают энергию топлива в механическую за счет использования теплового двигателя. Двигатели внутреннего сгорания имеют довольно низкий уровень энергоэффективности, поскольку тепло не может быть трансформировано непосредственно в механическую энергию.

Электрические двигатели работают эффективнее двигателей внутреннего сгорания.
Эффективность преобразования тепловой энергии в механическую с помощью электрического двигателя составляет 100%, в то время, когда энергоэффективность двигателей внутреннего сгорания не превышает показателя 20%.

В бензиновых автомобилях значительное количество энергии топлива превращается в тепловую энергию, которая может быть использована, к примеру, для обогрева автомобильного салона. Электрические же транспортные средства наоборот практически не производят тепла, к тому же в холодную погоду в электротранспорте наблюдается повышение уровня потребления энергии аккумуляторных батарей и снижения диапазона пробега между подзарядками.

Подзарядка

Электротранспорт, как правило, можно подзаряжать как от обычной бытовой розетки, так и с помощью специальных электрических станций подзарядки. Многие пользователи делают выбор в пользу бензинового транспорта, поскольку заправка бака горючим занимает значительно меньше времени, нежели подзарядка электричеством электромобилей. Однако, данный недостаток электротранспорта легко ликвидируется созданием в стране сети заправочных пунктов быстрой подзарядки. В то время, когда для восполнения заряда батарей от бытовой розетки бывает необходимо несколько часов, станции быстрой подзарядки позволяют значительно сократить время этого процесса, впредь до 30 минут.

Опасность для пешеходов

С одной стороны, электрические транспортные средства способствуют снижению уровня шумового фона на проезжей части, поскольку практически не производят никаких звуков при движении, но с другой стороны, бесшумный электротранспорт может являться источником потенциальной опасности для пешеходов, особенно для людей с плохим зрением.

Приближение электрических транспортных средств со скоростью движения меньше чем 30 км/ч практически неуловимо на слух, но при более высоких скоростях дополнительный звук создается трением шин и ударами воздуха. С целью повышения уровня безопасности электрического транспорта, правительство ряда стран работает над созданием правовых норм, которые бы урегулировали минимально допустимый уровень звука, производимого при движении электрических и гибридных транспортных средств, при работе их в электрическом режиме.

Типы электрических транспортных средств

Практически любое из существующих транспортных средств можно оборудовать электроприводом.

Гибридные транспортные средства

В гибридных электрических транспортных средствах для привода ведущих колес использовано более одного источника энергии. Как правило, конструкция гибридного транспорта предполагает сочетание как двигателя внутреннего сгорания, так и электрического двигателя.

Сегодня в мире используются полные и умеренные гибридные силовые установки, работающие по параллельной или последовательной схеме. Электромотор и двигатель внутреннего сгорания при параллельной схеме срабатывают практически одновременно, а при последовательной схеме – двигатель внутреннего сгорания обеспечивает дополнительное питание электромотора энергией, вырабатываемой при помощи генератора.

Большинство гибридных автомобилей являются полными гибридами, поскольку электромотор и двигатель внутреннего сгорания могут работать вполне автономно. К тому же, оба мотора могут работать также и вместе. В отличии от полных гибридов, в умеренных гибридах электрический двигатель выполняет только вспомогательную роль, он может использоваться в качестве дополнительной движущей силы при старте или же способствовать накапливанию дополнительного заряда в батареях при торможении.

Одним из наиболее популярных сегодня гибридный электрических автомобилей в мире является Toyota Prius.

Дорожные и внедорожные электрические транспортные средства

К дорожным электрическим транспортным средства относятся: электрические легковые и грузовые автомобили, электрические троллейбусы, электрические автобусы, электрические мотоциклы и скутеры, электровелосипеды, гольфкары, электропогрузчики.
Внедорожные электрические транспортные средства включают электрофицированные вездеходы и тракторы.

Железнодорожные электрические транспортные средства

Фиксированный характер железнодорожных линий позволяет питать поезда электроэнергией через воздушные или наземные линий электропередачи, устраняя необходимость комплектования электротранспорта тяжелыми бортовыми аккумуляторными батареями. В наше время электрические поезда и трамваи являются наиболее популярными видами общественного транспорта в странах Европы и Азии.
Отсутствие на борту электрических поездов аккумуляторных батарей позволяет им быстро разгоняться и развивать большую скорость.

Воздушные электрические транспортные средства

С самого начала эры авиации велись работы над созданием воздушных электрических транспортных средств. В настоящее время существование такого транспорта стало реальным. К группе данным транспортных средств сегодня можно отнести пилотируемые и беспилотные летательные аппараты.

Водные электрические транспортные средства

Электрические лодки обрели популярность на рубеже XX века. Интерес к водному транспорту, работающему на энергии возобновляемых источников, постоянно растет с конца XX века. В последние годы возможным стало даже использование электромоторов для работы подводным лодок. Огромной популярностью в мире сегодня пользуются солнечные лодки.

Космические аппараты

Электроэнергия имеет довольно долгую историю использования даже в космических аппаратах. В качестве источников питания в них могут использоваться аккумуляторные батареи или же солнечные панели.

© Сергей Вольтер 2013
Любое копирование, перепечатка и распространение материалов статей без разрешения правообладателя запрещены и преследуются по закону. Нарушение авторских прав будет рассматриваться согласно статьи 52 Закона Украины «О авторском праве и смежных правах», статьи 176 Криминального Кодекса Украины, статьи 432 Гражданского кодекса Украины, статьи 51-2 Кодекса Украины об административных правонарушениях.

Как вы господа думаете, а сколько еще лет в развитых странах мира и европы будут продаваться автотранспортные средства? Считаете, что в ближайшие 100 лет это странам не грозит и впринципе невозможно и, в следующие 30 - 50 лет нефть по-прежнему будет главным топливом на планете? Вы друзья ошибаетесь. На самом деле мы почти-что уже стоим на пороге того невероятного будущего, которое нас вскоре ожидает. В действительности эпоха автомобилей работающих на бензине и дизельном топливе завершается и подходит к концу. А дело все в том, что сегодня мир объединился, он борется за улучшение экологии нашей планеты и поэтому нас вскоре ждет неизбежное исчезновение того автотранспорта, который работает на традиционных и привычных нам источниках энергии.

Так ожидается, что в ближайшие 10 - 15 лет многие страны Европы введут полный запрет на продажу транспорта, который будет оснащен бензиновыми и дизельными двигателями. Даже США планирует через 20 - 30 лет полностью и по факту перейти на автомобили, которые будут работать на альтернативных источниках энергии.

Так что уважаемые граждане есть большая вероятность того, что привычные нам автотранспортные средства с двигателями внутреннего сгорания начали постепенный путь к своему исчезновению. Думаете или считаете, что нашу страну это как всегда коснется в самую последнюю очередь? Вы не правы и ошибаетесь господа.

Уже сегодня на данном этапе наше Правительство готовит почву для развития в стране автомобилей, которые будут и должны работать не .

На счастье поклонников традиционных автомобилей эпоха бензиновых и дизельных моторов еще не прошла. Так что уважаемые автомобилисты давайте вместе с нами проанализируем на каких автомобилях мы будет ездить, скажем так лет через 20 - 30.

На самом деле прогнозировать будущее не совсем благодарное дело. Особенно это касается высоких технологий. Но тем не менее, сделать свой прогноз по развитию автопромышленности думаем можно. Ведь для того, чтобы узнать какие транспортные средства станут основными источниками передвижения в ближайшие 20 лет, необходимо вспомнить историю всей автопромышленности в целом, а далее уже оценить шансы всех технологий, которые были изобретены человечеством за последние сто лет.

Ведь согласитесь с нами, если в мире начнут запрещать использование двигателей внутреннего сгорания, то все автопроизводители будут просто вынуждены в срочном порядке использовать у себя в промышленности новые а возможно и вспомнить забытые старые.

Что движет автомобилем?

Мы еще со школьной скамьи знаем, что для движения любого объекта необходима энергия и сила. Таким образом и согласно законам физики получается, что для движения транспортного средства необходима механическая энергия. Для ее получения более ста лет назад был впервые изобретен двигатель внутреннего сгорания, который от сгорания топлива преобразует получаемую энергию в механическую. В конечном итоге она и движет автомобилем.

Благодаря топливной системе двигатель внутреннего сгорания сжигает бензин или дизельное топливо, получая в последствии после его воспламенения окончательную энергию, которая и передается далее на колеса.

Так же более 100 лет назад в автомобильной промышленности изобрели и электромотор, который работает от чистой энергии - от электричества. В отличие от того же бензина само электричество не нужно каким-то образом получать. Оно накапливается как правило, в аккумуляторных батареях, которые установлены на автомобилях. Таким образом и в конечном итоге электродвигатель получает постоянную электрическую энергию, которая и преобразуется в механическую и движет автомобилем.

Паровые транспортные средства и паровой двигатель

Первый в мире паровой двигатель был изобретен Дени Папеном в далеком 1690 году (17 век). Этот силовой агрегат в то время оснащался всего одним цилиндром с поршнем. Этот поршень поднимал пар. Опускался он под действием атмосферного давления после сгущения отработанного пара.

В итоге сама энергия пара преобразовывалась в механическую энергию.

Но основную революцию в паровых двигателях совершил Джеймс Уатт, который создал усовершенствованный паровой двигатель с изолированной камерой. К сожалению, тогда создать полноценную машину Уатту не удалось, связано это было с нехваткой денежных средств.

Затем и в последующем изобретатель Николя-Жозеф Конью создал первый в мире движущийся транспорт на механической энергии, которая получалась от образования пара. Его изобретение представляло собой армейскую повозку («fardier à vapeur» - паровую телегу), которая была создана для перевозки артиллерийской армейской техники. В ее конструкции использовался усовершенствованный паровой и котел, который установливался в носовой части повозки.

К сожалению вес повозки был очень огромен, что делало ее практически не управляемой. Во время испытаний повозки конструкторы поняли следующее, что данная повозка очень опасна и частенько приводит к авариям. В конечном итоге данный проект прекратил свое существование.

В России первая паровая машина была создана в 1763 году, изобрел ее И. И. Ползунов. Машина использовалась для воздуходувных мехов на Барнаульских заводах. Далее разработки паровых машин продолжил всем известный и знаменитый изобретатель Иван Кулибин, который в свое время построил немало паровых машин.

Использование паровых двигателей продолжалось до начала 20 века.

Главный минус паровых двигателей- это их коэффициент полезного действия и, чтобы его увеличить требовалось усложнения самой конструкции парового двигателя, что непременно приводило к увеличению его веса. В конечном итоге такое транспортное средство становилось на много тяжелее, что напрямую влияло на мощность двигателя и динамичность данного транспорта.

В итоге инженеры были вынуждены усложнить саму конструкцию для прибавки паровым двигателям недостающего КПД, что в свою очередь тоже приводило к увеличению массы самой конструкции. В общем, как говорили инженеры, это был замкнутый круг который подтверждал, что паровой двигатель был не совершенен и в будущем это был просто тупик.

Таким образом, в начале 20 века паровые машины стали постепенно исчезать и на их смену пришли транспортное средства с двигателями внутреннего сгорания, которые работали уже на бензине.

Автомобили с двигателями внутреннего сгорания

В 1863 году Николаус Аугуст Отто создал двухтактный атмосферный двигатель внутреннего сгорания. Этот двигатель имел КПД в районе 15 процентов. Зажигание осуществлялось открытым пламенем.

А уже в 1886 году Карл Бенц создал первый в мире автомобиль с двигателем внутреннего сгорания, который в своей конструкции основывался на моторе созданном Аугуста Отто. Это был первый в мире автомобиль работающий на бензине.

В 1899 году Людвиг Нобель на заводе носящем его имя построил в России первый в мире дизельный автомобиль, который работал на дизельном топливе.

Именно с тех самых пор двигатель внутреннего сгорания работающий на жидком топливе стал основным мотором для всей мировой автопромышленности, и таковым он остается по сей день.

Электроавтомобили

Самое удивительное друзья здесь то, что сами электрические автомобили пришли в наш мир почти на 50 лет раньше появления того же автотранспорта, который оснащался двигателями внутреннего сгорания.

Примечательно здесь и другое, что в начале того же 20 века эти электрические транспортные средства пользовались невероятной популярностью и заметно выигрывали у автомобилей с бензиновыми или дизельными силовыми агрегатами.

Ведь в отличие от тех же бензиновых или дизельных машин электрические автомобили были фактически бесшумными, а это позволяло водителю и его пассажирам получать во время поездки.

К большому сожалению все эти плюсы первых электрических машин перечеркивались одним главным минусом, у них был очень маленький запас хода.

Напомним нашим уважаемым читателям, что самый первый электроавтомобиль появился на планете в 1841 году, который имел совсем маленький запас хода на одном заряженном аккумуляторе (примерно 20 км).

К нашему сожалению, более чем за 50 лет после изобретения злектродвигателя инженеры так и не придумали, как можно увеличить запас хода электроавтомобилей. Например, к 1920 году такой запас хода электромобилей составлял в среднем всего 50 километров.

Кроме того существовали еще и сложности с подзарядкой самих батарей в обычных условиях. В конечном итоге к 1930 году и постепенно автомобили с двигателями внутреннего сгорания фактически и практически уничтожили все электрические автотранспортные средства. Этому безусловно способствовало само развитие бензиновых и дизельных двигателей, а также дешевая стоимость топлива и развитие инфраструктуры сетей АЗС по всему миру.

Но недавно автопромышленность снова вспомнила об этой технологии (об электричестве) и начала бурное развитие электротранспорта, который возможно в скоре или в ближайшем будущем спустя более чем 100 лет, претендует опять на роль стать основным видом транспорта на нашей планете.

Правда как и более 100 лет назад вся автопромышленность опять сталкивается с теми же самыми проблемами при создании современных электроавтомобилей. Главная проблема осталась той-же, это запас хода. В настоящий момент большинство электроавтомобилей используют в своей конструкции литий-ионный-аккумулятор. Главный минус этого вида батареи - это ее вес и небольшая продолжительность зарядки при достаточно небольшом запасе электроэнергии для питания электромотора.

Но настоящий прорыв в этом сегодня осуществила компания "Тесла", которая создала первый в мире серийный легковой автомобиль (Tesla Model S) у которого большой запас хода. Правда для этого был создан достаточно большой и тяжелый аккумулятор, который к тому-же очень долго заряжается. Но благодаря этому инженерам компании удалось увеличить запас хода автомобиля до 400 километров.

В настоящий момент во многих странах мира (преимущественно в США) компания "Тесла" продолжает развивать свою собственную сеть электрических заправочных станций, на которых установлено оборудование позволяющее заряжать электроавтомобили в среднем примерно за 20 - 30 минут (зарядка до половины емкости батареи). Так что возможно скоро, благодаря распространению таких электрических заправок по всему миру, спрос на электрические автомобили будет только увеличиваться.

К большому сожалению, быстрее зарядить такую огромную аккумуляторную батарею электроавтомобиля в настоящий момент не представляется возможным (еще невозможно). Ведь для этого необходимо очень мощное зарядное устройство, которого в мире пока не существует. Но сами технологии продолжают по-прежнему развиваться достаточно быстрыми темпами и возможно совсем скоро нас ожидает прорыв в данной области сохранения электрической энергии. В этом случае можно заранее спрогнозировать, что рост популярности электрокаров будет ошеломляющим.

Атомный автомобиль Ford Nucleon

Да, да друзья, не удивляйтесь, в истории человечества был и такой амбициозный проект.

В 1958 году Американская компания "Форд" разработала концепт-кар с реальным ядерным реактором. Ожидалось, что на одном заряде с радиоактивными веществами данная машина могла бы проехать (должна была проехать) до 8000 километров.

По своей сути этот ядерный реактор, который планировалось устанавливать на автомобиль Nucleon, представлял собой уменьшенную копию атомного реактора, который используется на военных подводных лодках.

В качестве топлива для нагрева парогенератора планировалось использовать деление урана, который бы преобразовывал нагретую воду в пар. Затем этот пар под давлением поступал бы в турбины, которые бы и вращали сам привод автомобиля.

К сожалению этот амбициозный проект так и остался футуристической концепцией и вряд ли когда-либо вернется в наш автомир.

После аварии на Чернобыле и на Фукусиме ядерная энергетика считается самой опасной в мире. Так что уважаемые друзья в ближайшие 100 - 150 лет этот вид энергии на вряд ли придет в автопромышленность.

Самобеглое транспортное средство передвижения

В 1752 году в Санкт-Петербурге Леонтий Шамшуренков представил собравшейся публике самоходную коляску, которая двигалась за счет вращения педалей. Его транспортное средство оснащалось ножными педалями, которые по цепному приводу и вращали колеса самобеглого транспортного средства.

Благодаря простой конструкции сила, затрачиваемая на вращение педалей, увеличивается и колеса техники получают достаточную энергию для развития не так уж и маленькой скорости.

Удивительно, но подобные транспортные средства до сегодняшних дней выпускаются автопромышленностью. В мире даже существуют различные соревнования, которые проводятся как-раз на подобных самобеглых автомобилях. Пример тому, недавний мировой рекорд скорости на самобеглом транспортном средстве (чуть более 130 км/час).

Водородные автомобили

Что такое водородные автомобили? Отвечаем. Это транспортные средства, в которых в качестве топлива используется водород.

Первый двигатель внутреннего сгорания работающий на водородном топливе был создан Франсуа Исаак де Риваз в 1806 году.

К сожалению использование водородного топлива в качестве альтернативы тому-же бензину не очень-то эффективно. Дело вот в чем. Водород достаточно быстро выводит внутренние части двигателя из строя, он вступает с компонентами двигателя во взаимодействие и повреждает детали силового агрегата за короткий срок. И второе, из-за летучести водорода данное топливо может проникнуть и в выпускную систему двигателя, что неминуемо приведет к его возгоранию.

Так что от использования водорода в качестве альтернативы бензину и дизельному топливу мировой автопромышленности пришлось отказаться. Но совсем недавно все изменилось…

Таким образом друзья готовьтесь, нас ждет удивительное будущее, которое не могли себе представить даже самые смелые футурологи в мире и фантасты.

Транспортное средство является техническим устройством, цель которого - перевозка людей или груза на дальние расстояния. Сегодня в мире насчитывается более десятка тысяч таких устройств. Поэтому, чтобы различать один транспорт от другого, людьми была придумана стандартная классификация, благодаря которой все виды транспортных средств можно условно разделить по их назначению, используемой энергии и среде перемещения.

Основные виды транспортных средств

Как и было сказано выше, в зависимости от определенных признаков все виды транспортных средств можно поделить на три основные группы:

• по назначению;
• по используемой энергии;
• по среде перемещения.

Так как вышеупомянутые виды транспортных средств имеют свою классификацию, особенности и различаются друг от друга по определенным признакам, то их можно рассмотреть более подробно.

Виды транспорта по назначению

Под назначением подразумевается та сфера, в которой конкретный вид транспорта используется чаще всего. То есть это могут быть транспортные средства:

• Специального пользования. К таковым относится военный (бронеавтомобили, танки) и технологический транспорт (путевые машины).
• Общего пользования. К этой категории относятся все виды водного, воздушного и наземного транспорта, используемые в сфере торговли и предоставления услуг. Например, грузовик, который перевозит товары, уже является транспортом, подходящим к категории общего пользования.
• Индивидуального пользования, т. е. те транспортные средства, которыми человек пользуется лично. Самый распространенный индивидуальный транспорт - это личный автомобиль или мотоцикл.

Кроме того, существует еще отдельная подкатегория транспорта общего пользования. К таковой относится городской (общественный) транспорт, т. е. тот который перевозит пассажиров по определенным маршрутам, согласно расписанию и за определенную плату. Это могут быть автобусы, трамваи, троллейбусы и т. д.

Виды транспорта по используемой энергии

В зависимости от используемой энергии, бывают транспортные средства:

• Приводимые в движение ветряной силой, например, парусные судна (парусники).
• Приводимые в движение мускульной силой (движимые человеком или животным). Самый распространенный транспорт, движимый человеком, - это велосипед, который приводится в движение ножными педалями. Кроме того, существуют менее используемые в повседневной жизни небольшие гребные суда и веломобили, которые движутся также при помощи силы человека. О транспортных средствах, движимых животными, более подробно написано ниже под соответствующим заголовком.
• С личным двигателем. Этот вид, в свою очередь, делится на транспорт с тепловым и электронным двигателем.

Транспорт с тепловым двигателем - механическое транспортное средство, которое работает за счет превращения тепла в энергию, необходимую для передвижения. Источником тепла в таких двигателях может быть, например, органическое топливо. Один из самых известных представителей транспорта с тепловым двигателем - паровоз, который приводится в движение за счет обработки (растопки) угля.

Электронным считается тот транспорт, двигатель которого приводится в работу за счет энергии электричества. Основными транспортными средствами подобного типа являются трамваи, фуникулеры, монорельсы, электромобили и электроходы.

Виды транспорта по среде перемещения

В зависимости от среды перемещения транспорт может быть:

• наземным (автомобильный, железнодорожный, велосипедный, трубопроводный, а также транспорт, движимый животными);
• воздушным (авиационные и аппараты воздухоплавания);
• водным (надводные и подводные суда);
• космическим (аппараты и машины, движущиеся по безвоздушным путям);
• иного вида.

К прочим видам транспорта относятся стационарные подъемники (лифты), элеваторы, канатные дороги и т. д.

Наземный транспорт

Существуют различные наземные транспортные средства, которые подразделяются по ряду признаков:

• По виду движителя есть гусеничный (некоторые виды танков, тракторов и кранов), колесный (автомобили, велосипеды, мопеды, мотоциклы), а также наземный транспорт, который приводят в движение животные.
• По количеству колес бывают: моноциклы (одноколесные транспортные средства), бициклы (двухколесные), трициклы (трехколесные) и квадроциклы (четырехколесный транспорт).
• По типу видов дорог бывают железнодорожные и безрельсовые транспортные средства. К железнодорожному транспорту относится любое транспортное средство, которое перевозит груз и пассажиров по рельсовым путям. То есть, это могут быть локомотивы, вагоны, трамваи, монорельсы и эстакадный транспорт. К безрельсовому относится любой наземный транспорт, в том числе и автотранспорт, который передвигается по суше.

Автомобильные транспортные средства

Самым популярным и распространенным видом наземных транспортных средств считается автомобильный транспорт. К автомобильному относятся все виды средств, при помощи которых выполняется перевозка груза и пассажиров по безрельсовым путям. Многие автомобили предназначаются не только для перевозки на короткие, но и на дальние расстояния, особенно, в тех случаях, когда невозможно доставить пассажиров, продукты или материалы другим способом.

Весь автомобильный транспорт делится:

• На гоночные машины, которые, чаще всего, используют в автомобильных и спринтерских заездах (дрэг-рейсинг, авто-слалом и др.). К таковым относятся, например, монопосты - одноместные автомобили с открытыми колесами, использующиеся в гонках «Формулы-1».
• На транспортные автомобили, которые служат лишь для перевозки груза и пассажиров. В зависимости от цели назначения, они бывают легковыми (автомобили личного пользования), грузовыми (автомобили-фургоны, тягачи, др.) и перевозными (автобусы, маршрутные такси и т. д.).
• На специальные машины, которые, помимо всего прочего, оснащены дополнительным оборудованием, предназначенным для тех или иных целей. К таковым относятся, например, машины скорой помощи или пожарные автомобили.

Транспортные средства, движимые животными

Использовать животных в качестве средств передвижения люди научились тогда, когда других видов наземного транспорта еще не существовало. Хоть уже прошли года, появились современные транспортные средства, многие все равно предпочитают прокатиться верхом на коне или запрячь животное в повозку, чтобы транспортировать какой-либо груз.

К транспорту, движимому животными, относится:

• Гужевой транспорт. В качестве транспортных средств для перемещения груза и пассажиров на повозках, телегах, людьми в основном используются лошади, собаки, верблюды, буйволы, слоны и другие млекопитающие, которых можно приручить и обучить транспортировке.
• Вьючный транспорт. Само название вьючного транспорта походит от упаковочной поклажи (вьюка), которую крепят на спину животного. Подобное транспортное средство используется в тех случаях, когда гужевой транспорт является нецелесообразным, например, в горных районах, где слишком крутые склоны и узкие дороги, что значительно затрудняет передвижение повозок и телег. Помимо горных районов, вьючных животных используют в сельской и болотистой местности, а также в пустынях или в северных регионах, где присутствуют плохие дороги или их практически нет.
• Верховой транспорт, который предназначен как для перевозки пассажиров, так и для участия в специальных спортивных соревнованиях и состязаниях. В основном к верховому транспорту относятся лошади, верблюды и слоны.

Трубопроводные транспортные средства

Основной целью трубопроводных транспортных средств является только транспортировка грузов (химических веществ, жидких и газообразных продуктов) по специальным каналам (трубам). Этот вид наземного транспорта является самым дешевым и популярным, аналогов которому в мире не существует. Например, на территории РФ, трубопроводы используются для транспортировки более 95% добываемой нефти.

Помимо дешевизны, трубопроводный транспорт имеет и другие достоинства:

• быстрая перевозка груза;
• низкая себестоимость транспортировки;
• отсутствие потерь груза во время доставки;
• трубопроводы можно прокладывать где и как угодно (не считая воздушных путей).

Основные виды трубопроводных транспортных средств: канализация, водопровод, мусоропровод и пневматический транспорт (пневмопочта).

Воздушный транспорт

Самолеты появились в начале XX века и быстро завоевали популярность во всем мире. К этому виду транспорта относятся также вертолеты, дирижабли, аэробусы, аэропланы. Это один из самых быстрых, но дорогих видов транспортных средств, который предназначается для пассажирских и грузовых перевозок на дальние расстояния (более 1 тыс. км) по воздуху. Кроме того, есть самолеты и вертолеты, которые выполняют служебные функции (например, тушат пожары, распыляют над полями инсектициды, санитарная авиация и пр.). Обычно воздушным транспортом пользуются туристы и бизнесмены, желающие быстрее попасть в другую страну или даже на другой континент. Этими транспортными средствами перевозят габаритные и тяжелые вещи, продукты с малым сроком годности, а также ценные предметы.

Хоть этот вид транспорта и является шумным, дорогостоящим удовольствием, но он незаменим для научных экспедиций, которые отправляются на дальние континенты или в другие труднодоступные места, куда сложно или невозможно добраться иным способом.

Водный транспорт

Это один из классических видов транспортных средств. Такой транспорт предназначается для перевозок по искусственным (водохранилища, каналы) и природным (озера, реки, моря и др.) водным путям.

В отличие от воздушного, водный транспорт является одним из самых дешевых после трубопроводного. Именно поэтому подобными транспортными средствами перевозиться практически все: начиная от стройматериалов и заканчивая полезными ископаемыми. А такие плавсредства, как, например, паромы, способны даже перевозить другой транспорт.

Но вот пассажирских перевозок в последнее время стало значительно меньше. Это обосновано довольно низкой скоростью, с которой суда движутся от одного морского порта к другому.

Основные виды транспортных средств, движущиеся по водным путям: надводные (лодки, катера, лайнеры, корабли) и подводные суда.

Космический транспорт (космический аппарат)

Космический транспорт (космический аппарат) - механическое транспортное средство, предназначенное для перевозки грузов и пассажиров по безвоздушному пространству (в космосе). Разумеется, говоря о перевозке людей, подразумевается то, что они являются одновременно и пассажирами, и экипажем, управляющим космическим аппаратом. В основном же такой транспорт предназначен для более специфических целей. Например, космические станции предназначены для различных исследований рельефа, океанов и атмосферы, которые нельзя провести на Земле, а спутники позволяют людям смотреть международные телевизионные программы и делать прогнозы погоды метеорологам. Кроме того, некоторые космические аппараты используются в военных целях (слежка за зонами боевых действий, разведка деятельности других стран, обнаружение приближающихся космических объектов и т. д.).

Из основного космического транспорта можно выделить: спутники, космические корабли, орбитальные и межпланетные станции, планетоходы.

Двигатель, пожалуй, можно назвать самой важной частью автомобиля. Ведь без двигателя автомобиль не сдвинется с места, но и без колес тоже далеко не уедешь, поэтому не будем делить автомобильные системы по важности, а просто попробуем узнать чуточку больше, об автомобильном двигателе.

Двигатель - это силовая установка, источник энергии автомобиля. Он используется для того чтобы машина могла выполнять свою основную функцию - перевозку грузов и пассажиров, но кроме этого, энергия, вырабатываемая двигателем, используется для обеспечения функционирования всех вспомогательных систем, например для работы кондиционера.

Впрочем, все вспомогательные системы, как правило, работают от электричества, вырабатываемого генератором или забираемой от аккумуляторов. А вот генератор как раз приводится в действие с помощью двигателя, передавая ему механическую энергию вращения вала.

Для обеспечения движения автомобиля так же используется механическая энергия вала двигателя, которая передается от двигателя на колеса через трансмиссию.

То есть, по сути, двигатель нужен для того, чтобы преобразовать какой-либо вид энергии в механическую энергию вращения вала, которая через систему механических связей передается на колеса, заставляя автомобиль двигаться.

Двигатель внутреннего сгорания

Когда мы говорим о двигателе автомобиля, то чаще всего представляем себе двигатель внутреннего сгорания , в качестве топлива для которого используется бензин, дизельное топливо, газ, а в последнее время пробуют и водород.

В двигателе внутреннего сгорания, как несложно догадаться, происходит преобразование энергии, выделяемой при сгорании легковоспламеняющихся веществ в механическую энергию. Конструкции двигателей внутреннего сгорания могут отличаться, бывают поршневые двигатели, роторные и газотурбинные.

Но принцип их работы остается неизменным. Энергия, выделяемая при сгорании топлива, в конечном итоге преобразуется в механическую энергию вращения вала двигателя и через систему механических связей передается на колеса, заставляя их вращаться.

Основной недостаток двигателей внутреннего сгорания их неэкологичность. При сжигании топлива выделяется много вредных веществ. Исключение в этом составляет водород, продуктом горения которого является обыкновенная вода, но проблема с его использованием на сегодняшний день заключается в дороговизне, хотя вероятно, что в будущем это будет основной вид топлива.

Но двигатели внутреннего сгорания - не единственные автомобильные двигатели.

Электро-двигатель

Существуют машины, которые используют в качестве исходной энергии - электричество. Наиболее популярный и близкий к автомобилю вид транспорта, работающий на электричестве - это всем известный троллейбус.

Но полноценным автомобилем его не назовешь, поскольку двигаться троллейбус может только лишь вдоль натянутых проводов, от которых он запитывается электричеством.

Но вы наверняка слышали о машинах, которые называются электромобилями. Электромобили - это автомобили, в которых в качестве силового агрегата используется электродвигатель.

Электродвигатель, как вы понимаете, работает от электрической энергии, которую он получает, как правило, от аккумуляторных батарей.

Электромобили, по сравнению с автомобилями, использующими двигатели внутреннего сгорания, имеют массу преимуществ.

Они экологичны, практически бесшумны (что не всегда плюс), быстро набирают скорость, им не нужна коробка скоростей можно даже обойтись без трансмиссии, если поставить двигатели на каждое из колес. То есть такие автомобили могли бы быть намного дешевле, чем автомобили с ДВС, если бы стали массовыми.

Но есть два существенных момента, которые очень сильно ограничивают применение электродвигателей на современных автомобилях. До сих пор не придумали аккумуляторов, которые бы могли запасти в себе достаточное количество электрической энергии.

То есть запас хода электромобиля сегодня ограничен несколькими десятками километров. Если не включать фары, магнитолу, кондиционер, то можно и до сотни километров проехать, но все равно это очень мало. Примерно в 5-6 раз меньше, чем на одной заправке бензином. Впрочем, над этим разработчики постоянно работают и возможно, что когда вы читаете эти строки, уже существует электромобиль с запасом хода более 500 км.

Но даже малый запас хода был бы не так страшен, если бы не время, требуемое на перезарядку аккумуляторов. Если заправка бензином, дизтопливом или газом занимает 5-10 минут, то аккумуляторы придется заряжать часов 12, а то и сутки.

Поэтому, пока электромобили могут использоваться лишь для непродолжительных поездок по городу, после чего всю ночь на зарядке.

Гибридные силовые агрегаты

Но преимущество электродвигателей над ДВС настолько велико, что желание их использовать хотя бы частично привело к появлению гибридных силовых установок, которые сегодня достаточно активно используются на автомобилях.

Гибридные силовые установки - это объединенные на одном автомобиле двигатель внутреннего сгорания и электродвигатель (как правило, их 4, по одному на каждое колесо). Такие автомобили называют гибридными .

Существуют три схемы гибридных установок.

В первой энергия ДВС используется исключительно для выработки электрической энергии при помощи генератора. А уже от генератора энергия передается на зарядку аккумуляторов и на электродвигатели, обеспечивающие вращение колес.

Но более популярна другая схема. Во второй схеме привод на колеса осуществляется как от ДВС, так и от электродвигателей. ДВС и электродвигатели могут использоваться как самостоятельно, так и вместе.

Третий вариант - это сочетание первого и второго.

Вот такие они двигатели автомобиля, разнообразные и неоднозначные. Более подробно свойства, принцип работы, детали мы разберем в будущих публикациях.

Для перемещения грузов в строительстве используют наземный, водный и воздушный виды транспорта, из которых наиболее массовым (более 90% всех перевозок) является наземный (автомобильный, тракторный, железнодорожный и трубопроводный).

На долю автомобильного транспорта приходится более 80% перевозок строительных материалов, машин и оборудования. Расходы только на автомобильный транспорт составляют 12…15% стоимости строительно-монтажных работ. Грузовыми автомобилями, тракторами, пневмоколесными тягачами и созданными на их базе прицепными и полуприцепными транспортными средствами общего и специального назначения осуществляются основные перевозки грузов в строительстве.

Тракторный транспорт применяют реже, чем автомобильный, в тех случаях, когда экономически нецелесообразно устраивать автомобильные дороги или когда по техническим причинам применение автомобилей затруднено или невозможно.

Прицепы и полуприцепы являются несамоходными транспортными средствами. Их перемещают за тягачом.

По трубам в строительстве перемещают насыпные грузы непосредственно в потоке воздуха (пневмотранспортные установки) и в контейнерах – емкостях обычно цилиндрической формы, перемещаемых на колесах по рельсам внутри трубы воздушным напором. Так же в контейнерах перемещают штучные грузы. Из-за высоких капитальных вложений и жесткой привязки к месту станций погрузки и разгрузки контейнеров этот вид транспорта еще не нашел широкого применения в строительстве.

Все другие виды транспорта не являются сугубо строительными, но также используются для перевозки строительных грузов. Так, железнодорожным транспортом перевозят грузы в условиях сосредоточенного строительства крупных объектов при расстояниях перевозок свыше 200 км. Этот вид транспорта используют также для внутрикарьерных и технологических перевозок.

Водный транспорт, которым строительные грузы перевозят на речных и морских судах используют для тех же целей.

Воздушный транспорт является наиболее дорогим видом транспорта, из-за чего его используют лишь при строительстве в труднодоступных районах при отсутствии наземного и водного транспорта, в том числе при невозможности их использования по климатическим условиям.

5.2 Грузовые автомобили

Грузовые автомобили обладают сравнительно большой скоростью передвижения, маневренностью, малым радиусом поворота могут преодолевать довольно крутые подъемы и спуски, приспособлены для работы с прицепами, полуприцепами общего и специального назначения, а также могут быть оснащены погрузочно-разгрузочными механизмами.

Различают грузовые автомобили общего назначения, специализированные и специальные.

К автомобилям общего назначения (рисунок 5.1) относятся автомобили с открытой платформой и откидными бортами для перевозки любых видов грузов (см. рисунок 5.1,а ) в том числе автомобили повышенной проходимости (см. рисунок 5.1,б ) со всеми ведущими колесами, а также оборудованные сцепным седельным устройством 1 (см. рисунок 5.1,в ) для буксировки прицепов и полуприцепов. Вместе с прицепом или полуприцепом автомобиль образует автопоезд.

Специализированные автомобили (автопоезда) предназначены для перевозки одного или нескольких однородных видов грузов (сыпучих материалов, труб, ферм, железобетонных изделий и т.п.). Отдельные виды специализированных транспортных средств оборудуют грузоподъемными устройствами для автономной погрузки и разгрузки грузов.

К специальным автотранспор­тным средствам относятся машины, предназначенные для транспортирования определенных видов грузов и оборудованные специальными устройствами для выполнения дополнительных нетранспортных операций (смешивание, подогрев и т.п.) для обеспечения сохранности перевозимых грузов.

Грузовые автомобили массового производства имеют единую конструктивную схему и состоят из трех основных частей: двигателя, шасси и кузова для груза. Кузова бортовых автомобилей представляют собой деревянную или металлическую платформу с откидными бортами и предназначаются для перевозки преимущественно штучных грузов. Вместе с одноосными прицепами бортовые автомобили применяют для перевозки длинномерных грузов – труб, свай, бревен, проката металлов и т.д.

На базе стандартных шасси с укороченной базой и укороченным задним свесом рамы промышленностью выпускаются автомобильные тягачи седельного типа, работающие в сцепе с одно- и двухосными полуприцепами. На раме шасси такого тягача крепится опорная плита и седельно-сцепное устройство, воспринимающее силу тяжести груженого полуприцепа и служащее для передачи ему тягового усилия, развиваемого автомобилем. Применение автомобильных тягачей седельного типа с полуприцепами позволяет лучше использовать мощность двигателя и значительно увеличить грузоподъемность автомобиля.

На грузовых автомобилях применяются двигатели внутреннего сгорания – карбюраторные и дизели. Шасси состоит из гидромеханической или механической трансмиссии, ходовой части и механизмов управления машиной.

Трансмиссия передает крутящий момент от вала двигателя к ведущим колесам, а также приводит в действие различное оборудование, установленное на автомобиле.

Грузовые автомобили обозначаются колесной формулой А´Б, где А – общее число колес, Б – число ведущих колес, причем сдвоенные скаты задних мостов считаются за одно колесо. Отечественная промышленность выпускает бортовые автомобили и седельные тягачи: двухосные с колесной формулой 4´2 и 4´4, трехосные с колесной формулой 6´4 и 6´6. Автомобили с колесной формулой 4´2 и 6´4 относятся к машинам ограниченной проходимости и предназначены для эксплуатации по усовершенствованным и грунтовым дорогам. Автомобили с колесной формулой 4´4 и 6´6 относятся к машинам повышенной и высокой проходимости и могут эксплуатироваться в условиях пересеченной местности и бездорожья.

В трансмиссии автомобилей, работающих с автономным погрузочно-разгрузочным оборудованием, самосвальными прицепами и полуприцепами, а также используемых в качестве базы строительных машин, дополнительно включена коробка отбора мощности для привода насосов гидросистемы подъемных механизмов и навесного рабочего оборудования. Ходовая часть автомобиля состоит из несущей рамы, на которой монтируются все агрегаты, кузов и кабина водителя, переднего и заднего мостов с пневмоколесами и упругой подвески, соединяющей несущую раму с мостами. Колеса автомобилей нормальной проходимости имеют пневматические шины высокого давления, а автомобилей повышенной проходимости – шины низкого давления с увеличенной опорной поверхностью. Механизмы управления объединены в две независимые системы: рулевую – для изменения направления движения автомобиля посредством поворота передних управляемых колес и тормозную – для снижения скорости и быстрой остановки машины.

К специализированным транспортным средствам относятся автомобили-самосвалы и керамзитовозы – для перевозки грунта и сыпучих грузов; панелевозы, фермовозы, плитовозы, сантехка-биновозы и т.п. – для перевозки строительных конструкций; трубовозы, плетевозы, металловозы – для перевозки длинномерных грузов; контейнеровозы – для перевозки строительных грузов в контейнерах; тяжеловозы – для перевозки технологического оборудования и строительных машин.

Автомобили-самосвалы (рисунок 5.2) перевозят строительные грузы в металлических кузовах с корытообразной, трапециевидной и прямоугольной формой поперечного сечения, принудительно наклоняемых при разгрузке с помощью подъемного (опрокидного) механизма назад, на боковые (одну или обе) стороны, на стороны и назад. По назначению различают специальные, карьерные и универсальные общестроительные самосвалы. В условиях строительства применяются универсальные самосвалы, предназначенные для перевозки грунта, гравия, щебня, песка, асфальта, бетонной смеси, строительного раствора и т.п. Современные универсальные самосвалы выпускаются на шасси грузовых бортовых автомобилей общего назначения и оборудуются однотипными гидравлическими подъемными механизмами, обеспечивающими быстрый подъем и опускание кузова, высокую надежность и безопасность работы.

Для перевозки керамзита и других сыпучих материалов с небольшой плотностью применяют специализированные прицепы и полуприцепы – керамзитовозы , представляющие собой самосвалы с увеличенной вместимостью кузова.

При перевозках на строительные объекты мелкоштучных и тарных грузов (санитарно-технической и вентиляционной аппаратуры, отделочных, изоляционных и кровельных материалов, кир­пича, оконных и дверных блоков, небольших по массе и размерам сборных железобетонных конструкций и т.п.) все шире используется контейнеризация и пакетирование. Для доставки контейнеров и пакетов используются бортовые автомобили, прицепы и полуприцепы общего назначения и специализированные транспортные средства – автомобили-самопогрузчики и контейнеровозы (рисунок 5.3).

Полуприцепы-контейнеровозы

а – с шарнирно-сочлененной телескопической стрелой; б – с грузоподъемным устройством в виде качающегося портала

Рисунок 5.3.

Трубо- и плетевозы (рисунок 5.4) предназначены для перевозки труб длиной до 12 м и плетей (секций, сваренных из труб) длиной до 36 м по дорогам с твердым покрытием, грунтовым дорогам, а также вне дорог вдоль трассы строительства трубопроводов. Трубо- или плетевоз состоит из тягача 1 (см. рисунок 5.4,а ) и прицепа-роспуска 2. Тягач и прицеп оборудуют кониками 4 для укладки труб (плетей), на которых имеются переставные стойки-упоры 5 с устройствами для увязки труб. Трубы (плети) при транспортировании выполняют функцию жесткой связи между тягачом и прицепом-роспуском. Последний оснащен сцепным устройством 6 для соединения его с тягачом при движении без груза, а также страховочным канатом 3. Грузоподъемность автопоезда составляет 9…36 т.

Трубоплетевоз

а – общий вид; б – прицеп-роспуск

Рисунок 5.4.

Полуприцепы-панелевозы, фермовозы, сантехкабиновозы и тяжеловозы имеют сходные конструктивные схемы. Передней частью они опираются на седельный тягач, для чего их чаще оборудуют автоматической сцепкой, задняя часть опирается на одно- или двухосную, реже на трех- и четырехосную (например, у тяжеловозов большой грузоподъемности) тележку, которую иногда выполняют поворотной для повышения маневренности автопоезда. Полуприцепы агрегатируются с тягачом только для их транспортирования, а при погрузочно-разгрузочных операциях они опираются на установленные в передней части гидравлические опоры. Полуприцепы имеют малую погрузочную высоту, удобны для погрузочно-разгрузочных работ. Для погрузки машин на тяжеловозы собственным ходом полуприцепы оборудуют откидными трапами, устанавливаемыми в их задней части. У некоторых тяжеловозов грузовая платформа может подниматься и опускаться в пределах погрузочной высоты 0,5…0,9 м с помощью объемного гидропривода. Все полуприцепы оборудуют тормозными устройствами и средствами для надежного крепления перевозимых грузов.

Полуприцепы различают по конструкции несущего каркаса, соответствующего форме и размерам перевозимых грузов. Так, полуприцепы-панелевозы (рисунок 5.5) имеют каркасы хребтового и рамного кассетного типов. У хребтовых панелевозов каркас имеет вид фермы трапецеидального поперечного сечения (см. рисунок 5.5,б ). Панели устанавливают наклонно по обеим сторонам под углом 8…10°. Рамные полуприцепы имеют каркас в виде кассеты из двух продольных вертикальных плоских ферм и поперечных связей (см. рисунок 5.5,в ) или в виде несущей рамы (см. рисунок 5.5,д ). Перевозимые грузы устанавливают вертикально и удерживают разделителями и боковыми держателями. Иногда их дооборудуют дополнительными боковыми кассетами (см. рисунок 5.5,г ). Однако они требуют симметричной загрузки, что трудно выполнимо при перевозке нечетного числа панелей или панелей различной массы. У панелевозов хребтового типа, кроме того, при наклонном положении панелей не исключены их повреждения в виде трещин, сколов и т.п.

Полуприцеп-панелевоз (а) и расположение панелей на

полуприцепах различных типов (б – д)

Рисунок 5.5.

Из специальных транспортных средств наиболее широкое применение в строительстве нашли специальные автомобили для перевозки жидкотекучих (растворов и бетонов, расплавленного битума, жидкого топлива) и псевдожидких грузов (цемента, извести-пушенки, алебастра, гипса, молотого известняка, сухой золы, минеральных порошков, сухих смесей растворов, мелкозернистых бетонов, их компонентов и других вяжущих веществ). Эти грузы характеризуются повышенной подвижностью при перевозках, вследствие чего снижается безопасность движения в отношении управляемости, устойчивости и тормозных свойств транспортного средства при движении, особенно при частичном заполнении емкости.

Специальные автомобили для перевозки жидкотекучих и псевдожидких грузов оборудуют емкостями ковшового или бункерного типов (рисунок 5.6, б и в ) или цистернами (рисунок 5.6, а, г, д ), а также устройствами для выполнения операций, непосредственно не связанных с транспортированием (дозированной или непрерывной загрузки и разгрузки материалов, их подогрева и охлаждения, побуждения, поддержания температуры, смешивания и т.п.). Емкости располагают в задней части автомобиля.

5.3 Тракторы

Тракторы (рисунок 5.7) применяют для транспортирования на прицепах строительных грузов и оборудования по грунтовым и временным дорогам, вне дорог, в стесненных условиях, а также передвижения и работы навесных и прицепных строительных машин. Они разделяются на сельскохозяйственные, промышленные и специальные. По конструкции ходового оборудования различают гусеничные и колесные тракторы. Главным параметром тракторов является максимальное тяговое усилие на крюке, по величине которого их относят к различным классам тяги. В строительстве используют тракторы сельскохозяйственного типа классов тяги и промышленного типа классов тяги. Трактора промышленного типа по своим конструктивно-эксплуатационным параметрам наиболее полно соответствуют требованиям, предъявляемым к тяговым средствам и базовым машинам в строительстве. Класс тяги по промышленной классификации означает максимальную силу тяги без догрузки навесным оборудованием, обеспечивающей эффективную работу с землеройным оборудованием.

Пневмоколесные тракторы обладают сравнительно большими скоростями передвижения, высокой мобильностью и маневренностью; их используют как транспортные машины и как базу для установки различного навесного оборудования (погрузочного, кранового, бульдозерного и землеройного), применяемого при
Транспортные средства для перевозки жидкотекучих и псевдожидких грузов

а – цементовоз; б – бетоновоз; в – автобетоносмеситель; г – авторастворовоз; д - автотопливозаправщик

Рисунок 5.6.

производстве землеройных и строительно-монтажных работ небольших объемов на рассредоточенных объектах. Наиболее эффективно пневмоколесные тракторы используются на дорогах с твердым покрытием. Сравнительно высокое удельное давление на грунт снижает проходимость машин. Гусеничные тракторы характеризуются значительным тяговым усилием на крюке, надежным сцеплением гусеничного хода с грунтом, малым удельным давлением на грунт и высокой проходимостью.

Тракторы

гусеничные с передним (а) и задним (б) расположением двигателя; пневмоколесные с передними управляемыми колесами (в) и шарнирно-сочлененной рамой (г)

Рисунок 5.7.

Основные узлы пневмоколесных и гусеничных тракторов – двигатель, силовая передача, остов, ходовое устройство, система управления, вспомогательное и рабочее оборудование. Рабочее оборудование предназначено для использования полезной мощности двигателя при работе трактора с навесными и прицепными машинами. К рабочему оборудованию относятся прицепное устройство, валы отбора мощности, приводные шкивы и гидравлическая навесная система.

Гусеничные тракторы оснащаются дизелями, механическими, гидромеханическими и электромеханическими трансмиссиями. Расположение двигателя может быть передним, средним и задним. Наибольшее распространение получили гусеничные тракторы с передним расположением двигателя и механическими трансмиссиями. Трансмиссия служит для передачи крутящего момента от вала двигателя к ведущим звездочкам гусеничных лент, плавного трогания и остановки машины, изменения тягового усилия трактора в соответствии с условиями движения, изменения скорости и направления его движения, а также привода рабочего оборудования.

Пневмоколесные тракторы оснащаются дизелями и карбюраторными двигателями, механическими и гидромеханическими трансмиссиями. По типу системы поворота различают тракторы с передними управляемыми колесами, со всеми управляемыми колесами и с шарнирно сочлененной рамой. Наиболее распространены пневмоколесные тракторы с дизелями, механической, трансмиссией и передними управляемыми колесами.

5.4 Пневмоколесные тягачи

Пневмоколесные тягачи предназначены для работы с различными видами сменного навесного и прицепного строительного оборудования. По сравнению с гусеничными тракторами они более просты по конструкции, имеют меньшую массу, большую долговечность, дешевле в изготовлении и эксплуатации Большие скорости тягачей, хорошая маневренность в значительной ме­ре способствуют повышению производительности агрегатированных с ними строительных машин.

Различают одно- и двухосные тягачи, на которых применяют дизели, и два вида трансмиссий – механическую и гидромеханическую. Наиболее распространены тягачи с гидромеханической трансмиссией.

Одноосный тягач состоит из шасси, на котором установлен двигатель 6 (рисунок 5.8.), силовая передача, два ведущих колеса, кабина и опорно-сцепное устройство, состоящее из стойки 2 , которая может качаться относительно продольной горизонтальной оси, закрепленной на раме тягача, что позволяет полуприцепу перекашиваться относительно тягача в вертикальной плоскости, и вертикального шкворня 3 для соединения тягача с полуприцепом. Поворот тягача относительно полуприцепа на 90° в каждую сторону обеспечивается двумя гидроцилиндрами 4. Гидромеханическая силовая передача состоит из раздаточной коробки 7 , гидротрансформатора 8 , коробки перемены передач 9 , карданных валов 10 и 12 , моста с главной передачей и дифференциалом 11 , полуосей 13 и планетарных редукторов 14 , встроенных в ступицы колес. От раздаточной коробки через вал 12 приводятся один или несколько насосов 5 для обеспечения работы исполнительных органов прицепного орудия. Управляют тягачом и рабочим оборудованием с помощью блока 1.

Двухосный пневмоколесный тягач конструктивно сходен с пневмоколесным трактором с шарнирно сочлененной рамой. В трансмиссию тягача обычно включена трехступенчатая коробка передач, обеспечивающая одинаковые скорости движения передним и задним ходом.

На базе колесных тягачей, используя различное сменное рабочее оборудование, возможно создание многих строительных и дорожных машин (рисунок 5.9).

5.5 Основы тягово-динамических расчетов строительных машин

Для выявления возможностей самоходных машин развивать скорость и преодолевать подъемы, а также определения свободной силы тяги, используемой при работе с прицепным и навесным оборудованием, проводятся тяговые расчеты.

Прицепное и навесное рабочее оборудование пневмоколесных тягачей

а – скрепер; б – землевоз; в – кран; г – цистерна для цемента и жидкостей; д – тяжеловоз; е – кран-трубоукладчик; ж – траншейный экскаватор; з – корчеватель; и – бульдозер; к – рыхлитель; л – погрузчик

Рисунок 5.9.

Основа тягового расчета автомобиля заключается в решении двух задач: выявлении максимального преодолеваемого подъема и определении скорости движения в зависимости от характера опорной поверхности.

Схема для проведения тягового расчета приведена на рисунке 5.10.

j – коэффициент сцепления движителя с опорной поверхностью.

Из этой формулы следует, что максимальный уклон, по кото­рому может двигаться автомобиль:

.

Исходя из условия равномерного движения, имеем:

Это отношение называют динамическим фактором автомобиля и обозначают D , т.е. .

Необходимое условие движения автопоезда:

где п – число прицепов;

G " – вес груженого прицепа, Н.

Тогда динамический фактор:

.

Сила тяги, развиваемая гусеничными тракторами, расходуется на преодоление сопротивлений передвижению трактора и преодоле­ние суммы сопротивлений, возникающих при работе с прицепным и навесным оборудованием.

Необходимым условием движения является:

Наибольшее тяговое усилие трактора, реализуемое по сцеплению:

где G – вес трактора, Н;

j – коэффициент сцепления.

Сила тяги, развиваемая трактором в зависимости от мощности двигателя:

,

где N дв – номинальная мощность двигателя, кВт;

J д – скорость движения, м/с;

h мех – КПД трансмиссии.

Суммарное сопротивление W S состоит из сопротивлений, преодолеваемых самим трактором, а также навесным или прицепным оборудованием как в рабочем, так и в транспортном режимах.

Во время работы машины могут возникнуть два характерных на­рушения условия обеспечения движения.