Технические решения проблемы повышения адаптации основных пожарных автомобилей, их агрегатов и систем к низкотемпературным условиям

ВВЕДЕНИЕ 2
ГЛАВА 1. ПРОБЛЕМА КОМПЛЕКСНОГО ПОВЫШЕНИЯ АДАПТАЦИИ ПАРКА ПОЖАРНЫХ АВТОМОБИЛЕЙ К НИЗКИМ ТЕМПЕРАТУРАМ 4
1.1.Особенности климатических условий Севера и Северо-востока страны 4
1.2.Зависимость физических свойств воздуха, топлива, масел, воды и конструкционных материалов от их температуры 6
1.3.Специфика функционирования основных пожарных автомобилей 11
1.4.Использование пожарных автомобилей в течение года 13
1.5.Функции пожарного автомобиля, находящегося в расчете 14
1.6.Модель функционирования основного пожарного автомобиля 16
1.7.Приспособленность - объективное свойство пожарных автомобилей 18
1.8.Состояние приспособленности современных пожарных автомобилей к низким температурам и снежным заносам 23
ГЛАВА 2. Технические решения проблемы повышения адаптации основных пожарных автомобилей, их агрегатов и систем к низкотемпературным условиям 37
2.1.Разработка системы жидкостного охлаждения двигателя на основе радиатора с дополнительным экранированием 37
2.2.Повышение адаптации пожарного автомобиля к низким температурам дросселированием воздуха, проходящего через радиатор системы охлаждения силового агрегата 40
2.3.Разработка технического решения по сокращению времени следования пожарного автомобиля к месту вызова посредством компенсации запаздывания поступления моторного масла на детали цилиндро-поршневой группы двигателя 43
2.5.Обоснование и разработка технического решения по повышению приспособленности системы питания топливом дизеля пожарного автомобиля к низким температурам 47
2.6. Обоснование и разработка технического решения по повышению эффективности работы трансмиссии в эксплуатационных условиях 55
2.7.Улучшение адаптации емкости с водой пожарного автомобиля к низкотемпературным условиям 62
2.8.Разработка технического решения по повышению эффективности забора воды в труднодоступных местах 67

ГЛАВА 3 ИССЛЕДОВАНИЕ ЗАКОНОМЕРНОСТЕЙ ИЗМЕНЕНИЯ ВРЕМЕНИ ПРОГРЕВА И ОХЛАЖДЕНИЯ ДВИГАТЕЛЯ В УСЛОВИЯХ ЭКСПЛУАТАЦИИ 72
3.1.Тепловые процессы при прогреве силового агрегата 72
3.2.Математические модели процесса послепускового прогрева двигателя 74
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 79
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 82

Весь текст будет доступен после покупки

Активным элементом системы пожарной безопасности государства является подсистема пожарные автомобили (ПА), прежде всего пожарные автоцистерны, которые участвуют в тушении свыше 90 % пожаров.
Состоящие на вооружении оперативных пожарно-спасательных подразделений модели парка основных ПА исполнения У (для умеренного климата по ГОСТ 15150-69 и рассчитанные на эксплуатацию при температурах воздуха от + 40 до минус 40 °С) во многом устарели морально, имеют недопустимо низкий ресурс и недостаточные динамические показатели.
В осенне-зимний период года еще более снижаются тягово-скоростные качества ПА, возрастает время подачи первого ствола, ухудшаются показатели работы и надежность пожарных насосно-рукавных систем (НРС), что увеличивает продолжительность тушения пожаров и потери от них. Осенью и зимой в результате пожаров в России гибнет в 1,9 раза больше людей, чем в другие периоды года [Прил.1]. Особенности тушения пожаров в условиях сурового климата, отсутствие пожарной техники, адаптированной к условиям эксплуатации, являются причинами того, что в северных регионах страны показатели потерь от пожаров выше средних по России в 1,3.. .1,5 раза.

Весь текст будет доступен после покупки

ГЛАВА 1. ПРОБЛЕМА КОМПЛЕКСНОГО ПОВЫШЕНИЯ АДАПТАЦИИ ПАРКА ПОЖАРНЫХ АВТОМОБИЛЕЙ К НИЗКИМ ТЕМПЕРАТУРАМ
1.1.Особенности климатических условий Севера и Северо-востока страны
К холодной климатической зоне относятся 83 % территории России [7], на которой проживает 22,8 % населения и где находятся богатейшие природные ресурсы (углеводороды, древесина, алмазы, золото, полиметаллы, гидроэнергетические и пр.), составляющие экспортный потенциал государства. Здесь же находится значительная часть оборонного потенциала.
Природно-климатические условия в осенне-зимний период года, в которых приходится эксплуатировать ПА таковы.
Климат данных регионов большей частью суровый, резко континентальный. Продолжительность морозного периода составляет 240...270 суток в году, а число дней со средней многолетней температурой ниже 15 0С - 184 дня в году. Средние и абсолютные годовые минимумы температуры в этих районах равны минус 40.60 0С. Низкие температуры окружающей среды (ОС) усугубляет наличие снежного покрова.
На свойства материалов и эксплуатационных жидкостей, производительность и экономичность машин, эксплуатируемых на открытом воздухе, влияет весь комплекс климатических факторов, интенсивность воздействия которых удобно рассматривать как техническую жесткость климата и погоды. Данный показатель выражают в баллах, вычисление которых производится с помощью формулы Г. Бодмана. Более корректными являются методики определения технической жесткости климата, предложенные В.Ф. Бурхановым, П.И. Кохом, ИФТПС [60, 213, 214].
Анализ формул технической жесткости холодного климата и результаты исследований [44, 51, 52, 55, 58, 70, 130, 215.221] дают основание для следующего заключения: из всех природно-климатических факторов Северных и приравненных к ним регионов наиболее существенное значение для машиноиспользования имеют температура воздуха и скорость ветра.
Вследствие больших трудностей установления эмпирических коэффициентов формулы оказалась малопригодными в практических расчетах применительно к техническим системам.
Однако в первом приближении жесткость климата достаточно хорошо характеризует амплитуда температур ОС января и июля. Она может достигать 80.90 0С (действительно: летом температура воздуха составляет плюс 30 0С, а зимой - до минус 50.60 0С). Следовательно, ПА исполнения У и предназначенный для эксплуатации в диапазоне температур +40...-40 0 С должен исправно работать в указанном интервале. Таким образом, достаточно часто зимой задачи спасания людей, тушения пожаров, проведения аварийно-спасательных работ (АСР) личному составу оперативных расчетов на ПА приходится выполнять за счет своего здоровья.
ПА, находящийся в расчете зимой при выезде по вызову испытывает «удар холодом» сродни технологической операции «закалка», т.к. температура воздуха в депо составляет плюс 16 0С, а вне его, к примеру, минус 40 0С. В результате в деталях ПА появляются градиенты температур, что приводит к увеличению внутренних напряжений, изменению их габаритных размеров, а также зазоров и посадок в узлах. Вследствие чего интенсифицируются процессы трения и износа.
При низких температурах воздуха возрастают величины коэффициентов теплоотдачи, т.е. тепловой режим работы агрегатов ПА далек от оптимального.
Кроме продолжительности воздействия для эксплуатации автомобилей особое значение имеют повышения или понижения температуры ОС, ее переходы через 0 °С. В итоге имеет место обледенение дорожного полотна и резкое снижение коэффициента сцепления шин с дорогой. Это оказывает негативное влияние на оперативную подвижность ПА [71, 61].
Вода была, есть и будет основным огнетушащим веществом (ОТВ). В осенне-зимний период года также ухудшаются показатели работы и надежность пожарных насосно-рукавных систем (НРС), что также увеличивает продолжительность тушения пожаров и потери от них [12, 89, 93].
Кроме того, ПА испытывают воздействие пролитых огнетушащих веществ.
Таким образом, природные факторы оказывают существенное влияние на работу автомобилей, зачастую противоречивое. Вся система сложных, зависящих от многочисленных факторов явлений и процессов, определяющая качественные и эксплуатационные показатели машин в зимних условиях требует детального изучения путем теоретических и экспериментальных исследований, разнообразных по факторам и обширных по кругу охватываемых вопросов.
1.2.Зависимость физических свойств воздуха, топлива, масел, воды и конструкционных материалов от их температуры
Низкие температуры воздействуют на машины, в том числе ПА, двояко. Во-первых, они вызывают деформации деталей, изменение зазоров, посадок, изменяют (ухудшают) основные физико-механические свойства материалов, использованных в конструкции машин (стали, резины, полимерные материалы и др.) или используемых при работе (смазочные материалы, рабочие жидкости и др.) и, во-вторых, они изменяют (ухудшают) условия работы машин (обледенение и др.).
В свою очередь, ухудшение отдельных свойств материалов и условий работы агрегатов и механизмов вызывает структурные изменения и повреждения (износы и задиры на рабочих поверхностях деталей и др.), снижение несущей способности элементов, появление дополнительных нагрузок и др.
Это ведет к повышенному изнашиванию деталей и агрегатов. При температуре минус 35 0С (238 К) поломок бывает в 11.. .15 раз больше, чем при 0 0С (273 К). Поток отказов деталей и узлов АТС в зимнее время в сравнении с летом возрастает в 1,4.2,0 раза, а по сравнению с полосой умеренного климата в 4.5 раз [149].

Весь текст будет доступен после покупки

1. Федеральный закон от 19.12.2016 г. № 415-ФЗ (ред. от 01.07.2017 г.) "О федеральном бюджете на 2017 год и на плановый период 2018 и 2019 годов" Принят Государственной Думой 09.12.2016 г. Одобрен Советом Федерации 14.12.2016 г.
2. Пожары и пожарная безопасность в 2018 году. Статистический сборник. Статистика пожаров и их последствий. Под общей редакцией Д.М. Гордиенко. М.: ВНИИПО МЧС России, 2019. 124 с.
3. Теребнев В.В., Подгрушный А.В., Бондаренко М.В., Грачев В.А. Пожарная тактика в примерах. Екатеринбург: ООО «Калан-Форт», 635 с.
4. Теребнев В.В., Подгрушный А.В. Под общей редакцией М.М. Верзилина Пожарная тактика. Основы тушения пожара. Екатеринбург: Издательство «Калан», 2008. 512 с.
5. Яковенко Ю.Ф. Россия: пожарная охрана на рубеже веков. Тверь: Сивер, 2004. 208 с.

Весь текст будет доступен после покупки