CC BY
13
УДК 629.3.017.5.001.24
III К ВОПРОСУ ДИНАМИКИ ТОРМОЖЕНИЯ ¡1 ТРАКТОРА
А.Нуржауов, К.Абишев, А.Сматаев, А.Тайшубекова Павлодарский государственный университет им. С. Торайгырова
§l|§ Мшуглада жылдам тормозрежимте тракторльщ поездыц бер'шген
|||| динамикальщ крзгалысы Kc.vmpi.v.ai.
Приведены данные динамики движения колесного тракторного Щ§ поезда в режиме резного тормоза.
The data ofthe dynamics of motion of the wheeled tractor train in the llll conditions ofhard braking were given.
Рассмотрим динамику движения колесного тракторного поезда в режиме резкого торможения (рисунок 1). В общем случае на тракторный поезд действуют тормозные и внешние силы. Допустим, что скольжение колес трактора и прицепа предельно мало. Кроме того, предположим, что сцепка между трактором и прицепом абсолютно жесткая и беззазорная. Тогда система «трактор-прицеп» имеет одну степень свободы, и прицеп движется со скоростью, равной скорости движения трактора. При торможении тракторного поезда на колесах его звеньев появляются тормозные моменты, в результате чего на систему действуют тормозящие силы. Количество тормозящих сил равно количеству осей тракторного поезда, на которых установлены тормоза. Численное значение этих сил, время действия и продолжительность зависят от мастерства и индивидуальных качеств водителя, а также от типа и свойств тормозной системы.
При торможении тракторного поезда он движется с ускорением. Поэтому на элементы системы действуют следующие силы: силы инерции, и возникающие в результате действия приведенных моментов касательных сил инерции МИХ МИП, внешние силы F ИТ и ТИП.
Значение внешних сил определим по формуле:
а)
Fm.i=MlinJr;^~JKjrK-)S. (2)
№4, 2005 г.
121
где Jк - приведенный момент инерции колеса; гк --радиус колеса;
- индексы трактора и прицепа. Характер изменения сил ^и^, действующих на колеса звеньев тракторного поезда зависит от тормозных моментов, действующих на осях колес. Характер изменения тормозного момента Мт можно рассматривать так, как изображен на рисунке. Если в какой-то момент времени ( = 0 возникает необходимость торможения, то тормозной момент Мт начинает действовать на колеса по прохождении времени, равный 1р + г,. Здесь 1р - время реакции водителя, гз - время запаздывания срабатывания тормоза. Время 1р реакции водителя зависит от его индивидуальных качеств и находится в пределах от 0,2 до 1,5 секунд.
В результате действия на тракторный поезд сил сопротивлений трактора Ь'(У прицепа Рп и воздуха за время 1р + Г, его скорость движения снижается до у1 . На рисунке приведенный момент этих сил сопротивлений изображен в виде постоянной величины. Время нарастания тормозного момента Мт зависит от темпа роста к, а максимальное значение тормозного момента ограничивается сцеплением колеса с поверхностью пути. Поэтому МТ(р = <рЯ2гК, где МТ1р-тормозной момент по сцеплению, <Р - коэффициент сцепления, Я2 - горизонтальная составляющая силы реакции поверхности пути. Отсюда в любой момент времени МТтах = МТ(р. Темп роста момента к равен отношению момента Мт к времени достижения возможного наибольшего момента, т. е.
Эксперименты, проведенные гусеничными и колесными тракторами, показали, что находится в пределах от 0,15 до 0,8 секунд. Следовательно, если
известен темп роста, то в любой момент времени ОД? I ?е> тормозной момент
, „ Мл равен Мт = к!, а тормозная сила Рт =-.
В промежутке времени 1Т тракторный поезд может двигаться с определенным замедлением. Этот промежуток времени зависит от условий движения и
действий водителя. После этого водитель в течение времени г0 может отпускать педаль тормоза до полного исчезновения тормозного момента. Если после полного исчезновения тормозного момента Мт тракторный поезд не остановился, то он небольшой промежуток времени 1С может продолжать двигаться. В этот период тракторный поезд останавливается в результате действия сил сопротивления Рс + Рп+ Рв.
Временем остановки тракторного поезда называется время от начала торможения до полной остановки, а путь, пройденный за этот период времени называется остановочным путем = + 8Т. Здесь З¥3 - путь, пройденный за время, соответствующее запаздыванию реакции водителя и срабатывания тормозной системы, 5,. - тормозной путь.
Если все колеса звеньев тракторного поезда оборудованы тормозами, то тормозной момент, действующий на каждое из них, изменяется по собственному закону. Для облегчения рассматриваемого процесса предположим, что в агрегате имеется только один прицеп, а сцепка абсолютно жесткая и тормоза установлены на задних колесах трактора. Кроме того, тормозной момент Мт изменяется по закону, представленный на рисунке 1. Тогда закон изменения тормозной силы Рт запишем в виде:
О,
К^г'1 [1 - ( г - (1р ++ гн ~ гг О?
если 0 ¡р+
если + + +
если
если + V*
если (tp+t3+tн+tt+t0)*t*(tp+t3+tн+tт+t0+tт).
Допустим, что сила сопротивления воздуха мала и ею можно пренебречь. Тогда уравнение движение системы «трактор-прицеп» запишем следующем виде:
- М8-Рс -Рсп -Рт = (Ь (4)
где Ы = тт + тп + ^ Л.ЛТ? + -К./к) " приведенная масса.
Вследствие того, что закон изменения тормозной силы зависит от времени, для каждого этапа торможения будет свое уравнение движения поезда.
Выражение (4) для периода торможения запишем в виде:
№4, 2005 г.
123
=0 (5)
с
На втором этапе торможения (+13) <, % <, (1р л-13 + 1Н ) на систему начинает действовать тормозная сила Рт Уравнение движения примет вид:
-м£-Рс^пкг?(1-1р-г3) = 0 (6)
Вследствие того, что на третьем этапе + + сила
Гт постоянная, уравнение движения запишется в виде:
- М 8- Рс - Рсп - Мттахг~1 = 0 (7)
На четвертом этапе процесса торможения
(1р +г3 +1И + t £,(1р +1Т) уравнение движения примет вид:
М Г + 1, +1 -М 5 -Рс- Рсп - 11--Ье—£—2—И.
Ч
О
(8)
Время остановки тракторного поезда находится из решения уравнения ^ = (), а тормозной путь из формул (5), (6), (7) и (8),
