Большое значение должно придаваться разработке способов повышения эргономических и экологических свойств машин, которые призваны: обеспечивать удобства оператора путем установки регулируемого сидения, адаптирующихся рычагов управления и т.п.; снизить колебания и вибрацию путем устройства специальной подвески кабины, сидения с активной системой гашения низкочастотных колебаний и т.п.; уменьшить загазованность и пыльность воздуха в кабине; улучшить ее звукоизоляцию; обеспечить комфортные условия (температурно-влажностный режим) с помощью кондиционеров; повысить степень очистки выхлопных газов; снизить шум двигателя; обеспечить безопасность водителя-оператора, в частности, оборудовать кабины устройствами, защищающими водителей, при опрокидывании или падении тяжелых грузов.

Совершенствование эксплуатации привода и систем управления рабочими органами машин связано с решением ряда проблем в области эксплуатации двигателей и гидроприводов машин. Двигатели с самовоспламенением должны стать в ближайшей перспективе основным источником энергии мобильной техники. Конструкция перспективных дизельных двигателей обеспечит относительно чистый выхлоп отработавших газов и снизит шум с 85 до 80 дБ. Прослеживается тенденция использования газобаллонных двигателей на специальных автомобилях. Ожидается, что в перспективе для них основным источником энергии станут электроаккумуляторные и топливные элементы. Внедрение гидропривода позволит увеличить производительность машин, снизить их металлоемкость, упростить компоновку и использовать простые и эффективные средства, позволяющие автоматизировать рабочие процессы. Широкие перспективы открывает применение гидрообъемного привода при давлениях жидкости в системе до 50 МПа. Высокую эффективность имеют гидромеханические трансмиссии с переключением передач под нагрузкой, обеспечивающие возможность частого реверсирования.

Проблема, касающаяся автоматизации машин, подразделяется на два направления. Первое из них касается создания автоматизированных устройств, облегчающих труд оператора по управлению агрегатами, особенно при уборке территорий; обеспечение адаптирующихся режимов работы применительно к многообразным видам операций по содержанию и ремонту улиц и дорог; разработка систем адаптации рабочих органов и ходового оборудования, методов и средств дистанционного управления машинами. Второе направление связано с созданием манипуляторов и роботов, способных осуществлять все рабочие операции, предусмотренные технологией работ, автоматически (т.е. без участия человека). Это приобретает особое значение при создании машин, работающих в экстремальных условиях эксплуатации, а также для машин, выполняющих трудоемкие и непрестижные работы, связанные, например, с удалением отходов и т.п. Совершенствование рабочих процессов специальных машин основано на использовании традиционных методов взаимодействия со средой, и на базе реализации новых физических эффектов. Важным моментом станет создание крупных машин большой единичной мощности и производительности. Перспективно также создание машин увеличенной энергонасыщенности и малогабаритных машин для работы в стесненных условиях.

Создание машин повышенной единичной мощности обеспечит увеличение производительности, выработки на одного рабочего и выполнение работ, которые не могут быть эффективно обеспечены эквивалентным комплексом машин малого размера.

Для реализации этого направления созданы автомобили различной энергонасыщенности и грузоподъемности с дизельным двигателем.

Осуществляется поставка для нужд службы содержания и ремонта городских дорог дизельных грузовых автомобилей классов МАЗ и КамАЗ.

Ускорение темпов создания техники для содержания и ремонта автомооильных дорог и улиц на новой базе — одна из важнейших задач развития отрасли.

Совершенствование рабочих органов на базе традиционных методов воздействия на среду проявляется в создании адаптирующегося оборудования с широким спектром выполнения работ. Например, появились комплексные агрегаты для различных операций по ремонту асфальтобетонных покрытий, удалению свежевыпавшего снега с покрытий, созданы спецмашины с подводом энергии к рабочему органу, минуя движитель (фрезы, скребковые конвейеры, шнеки и т.п.), обеспечивающие отбрасывание снега посредством метателей различного конструктивного исполнения.

Важное значение приобретает разработка методов повышения эксплуатационных свойств машин и рабочего оборудования на базе использования достижений фундаментальных наук, например, путем снижения сил трения среды об инструмент при резании, перемешивании, транспортировании и выгрузке различных сред за счет применения современных антифрикционных материалов, гидравлической смазки, термомеханических эффектов, электрофизических методов, методов газовой динамики при давлениях газа в системе до 0,8 МПа и колебаниях высокой и сверхвысокой частоты. Получены положительные результаты при использовании методов газодинамической интенсификации разрушения и перемещения грунтов уплотненного снега и льда (и другой разрушаемой среды) при давлениях более 8— 10 МПа, а также методов гидродинамической интенсификации при давлениях жидкости в системе 70 МПа. Многообещающими могут оказаться индустриальные комплексные системы автоматизированного сбора, удаления и утилизация отбросов.

Используемые при создании машин для содержания и ремонта улиц и дорог базовые шасси специальных автомобилей должны отвечать требованиям универсальности, мобильности, эргономичности, надежности и т. д.

Обеспечивая универсальность шасси, т.е. возможность использования его в качестве базы для различных типов спецмашин, необходимо обеспечить возможность быстрой смены рабочего оборудования и замены его другим при минимальных затратах технических и трудовых ресурсов. Мобильность базовых шасси — это достаточная транспортная скорость (до 40 км/ч) в сочетании с малой (менее 0,5 км/ч) скоростью рабочего движения. Маневренность машин обусловливается спецификацией работы — необходимостью эффективной уборки улиц различной ширины, дорог, проездов, тротуаров, дворов; она может быть обеспечена только при условии высокой маневренности применяемых машин. Важный показатель, характеризующий специальные требования — это эргономичность. Базовое шасси должно обеспечить максимальный комфорт и благоприятные условия работы оператора за счет: легкого (без значительных физических усилий) управления; достаточной обзорности, освещенности (в ночное время) рабочих органов и объекта работы; удобного сидения, снижающего утомляемость оператора; удобной кабины, защищающей оператора от шума и вибрации, дополнительно создаваемых при работе оборудования специальных машин (кабина должна быть оснащена вентиляцией с очисткой воздуха от пыли, нагревательной установкой для холодного времени года и кондиционером для создания благоприятного микроклимата в жаркое время года, а также должна обеспечивать максимальную безопасность оператора при возможных авариях); базовое шасси должно быть простым в эксплуатации, иметь минимальное число точек для обслуживания и легкий доступ к ним. Шасси должно также удовлетворять требованиям технической эстетики; внешний вид должен быть привлекательным, иметь художественную выразительность.

Автоматизация призвана обеспечить автоматическое управление рабочими органами и их регулирование, автоматическую их защиту (ограничительные устройства, блокировка и др.) и контроль (сигнализация, учет работы машины и др.).

Используемое базовое шасси не должно приносить вреда природной окружающей среде — загрязнять и отравлять атмосферу, отрицательно воздействовать на природу и человека, быть источником повышенного шума.

Конструктивные требования должны обеспечить надежность, безотказность и долговечность базового шасси. Эти требования закладываются при проектировании и реализуются в процессе эксплуатации специальных машин.

Рабочий процесс большинства машин для содержания и ремонта городских дорог включает режимы: тяговый, работу при неподвижном базовом шасси и транспортный. В тяговом режиме машины работают при выполнении технологических операций, связанных с передвижением базового шасси. Особенность этого режима заключается в наличии дополнительных сопротивлений, вызываемых взаимодействием рабочих органов с обрабатываемой средой (подметально-уборочные машины, снегоочистители, снегопогрузчики), или в необходимости привода специального оборудования, не вызывающего противодействия со стороны окружающей среды (пескоразбрасыватели, поливочно-моечные машины). Силовая установка базового шасси должна обеспечивать возможность привода рабочего оборудования спецмашин, стоящих неподвижно у объектов обслуживания (вакуум-машины, поливочно-моечные машины, используемые при тушении пожаров; машины для очистки колодцев ливневой канализации). В транспортном режиме в ряде случаев приходится затрачивать дополнительную мощность на привод специального оборудования (мешалок и т. д.). При работе в тяговом режиме с повышенным сопротивлением со стороны обрабатываемой среды базовое шасси должно обеспечить эффективное сцепление колес спецмашин с дорожным покрытием.

Рис. 1.7. Шасси автомобилей общего назначения

Рис. 1.8. Шасси КамАЗ-53201

Рис. 1.9. Шасси автомобилей повышенной проходимости с одной ведущей задней осью

В качестве базы машин для содержания и ремонта городских улиц и дорог используют автомобили, шасси автомобилей (рис. 1.7), шасси автомобилей-самосвалов, шасси автомобилей повышенной проходимости (рис. 1.9) со всеми ведущими колесами и увеличенным количеством осей (рис. 1.8), седельные тягачи, а также колесные тракторы и социальные шасси.

Для привода рабочих органов и обеспечения выполнения задан-

Для привода рабочих органов и обеспечения выполнения заданной технологической операции на базовое шасси специального автомобиля устанавливают (при необходимости) дополнительный двигатель.

При создании различных типов специальных автомобилей приходится дорабатывать применяемое автомобильное шасси в соответствии с требованиями, предъявляемыми к данному типу машины: устанавливать двигатель взамен или дополнительно к имеющемуся; устанавливать дополнительно правый руль с системой управления (подметально-уборочные машины, машины для мойки стен транспортных тоннелей); устанавливать ходоуменьшитель или демультипликатор (снегоочистители, снегопогрузчики); усиливать рессоры (снегопогрузчики,, поливочно-моечные машины); устанавливать стабилизаторы рессор (мусоровозы); устанавливать дополнительные средства для предохранения трансмиссии от перегрузок на малых скоростях движения (снегоочистители); предусматривать в кабине управление всеми дополнительными узлами и агрегатами.