Сопротивление грунта качению пневматического колеса в ведомом режиме Текст научной статьи по специальности «Механика и машиностроение»

СОПРОТИВЛЕНИЕ ГРУНТА КАЧЕНИЮ ПНЕВМАТИЧЕСКОГО КОЛЕСА В ВЕДОМОМ РЕЖИМЕ

Синицын С.С., Синицына Т.С., Поздняков Д.В.

(БГИТА, г. Брянск, РФ)

They Are Received accounting dependencies, allowing conduct the energy estimation of the interaction of the wheel machines with soil.

Значительное влияние на эксплуатационные показатели колесных машин оказывают параметры взаимодействия движителя с опорной поверхностью. Комплексной оценкой экологичности колесного движителя являются потери энергии в контакте пневматических колес с опорной поверхностью.

С учетом только основных составляющих сопротивление качению пневматического колеса в ведомом режиме по грунту может быть представлено следующим образом

Pf = Pfr + Р/ш . (1)

где Рг и Pful - составляющие сопротивления качению, отражающие потери энергии на колееобразование и деформацию шины.

Известно, что на сопротивление качению пневматического колеса существенное влияние оказывает давление воздуха в шине. А поскольку этот параметр является единственным в системе «движитель - опорная поверхность», который можно оперативно изменять в процессе эксплуатации, то представляется перспективной задача определения величин давления воздуха, обеспечивающих минимальные потери энергии при работе машин в различных эксплуатационных условиях.

Для решения поставленной задачи необходимо установить явные функциональные зависимости составляющих сопротивление качению от давления Р W воздуха в шине.

Применяя расчетную схему (рисунок 1), в которой колесо отождествлено с эллипсоидом [1], определим составляющую сопротивления качению из-за колее-образования как сумму горизонтальных реакций грунта на криволинейную поверхность контакта шины с опорной поверхностью, а именно

Р/Г (2)

ф

где о - сопротивление грунта смятию элементарной площадкой поверхности шины; а - угол между вектором о и осью Z.

Рисунок 1 - Расчетная схема

Так как аю = —-, а <? = с

^ - Ал М

V к о у

то

Рг=л

с

Б

г2 — Ал V к о У

о

(3)

где с,м - параметры грунта; к 0 - базовая деформация грунта; 2 - текущая ордината точек поверхности контакта; А- расстояние от оси колеса до поверхности грунта; Б - горизонтальная проекция поверхности контакта.

Разложив (2 — А)0 в степенной ряд и определив пределы интегрирования

(Я — к Г — к Ш < 2 < Я — к Ш ) вого члена ряда:

/

и

0 ^ у < в

V

в 2 2Я '

2 Л

получим для пер-

в 2

в —

2М с К — А 2К

Ис—а2ау = | 2иа,2 |ау .

Б к о к 0 Я — к —А 0

После интегрирования и преобразований имеем:

ее 2 О 1

^ с-й2йу = — Я О к Гвс.

Б к 0 2

С учетом оставшихся членов ряда окончательно получим

РГ =

се к Г Я О

г

к О (М+1)

\

1 — А

V Яу

О

(4)

(5)

(6)

Допуская, что при малых деформациях шины А« Я — к, имеем

А

Я

V Я у

О

тогда

1

св h 0 +1

РГ =-Г-

7 h 0 (м+1)

где в - полуось условного эллипсоида.

Таким образом, полученная расчетная зависимость содержит общепринятые константы грунта и шины, что упрощает её использование для практических целей.

Литература

1. Синицын С.С. Оптимизация тягово-сцепных свойств вне дорожных колесных транспортно-технологических машин.// Проблемы адаптации техники к суровым условиям: Доклады международ. науч.-практ. конференции. - Тюмень: ТюмГНГУ, 1999.- С.65-70.