CC BY
52
УДК 629.113-014.5
СТРУКТУРНИЙ СИНТЕЗ ТА К1НЕМАТИКА СУМ1ЩЕННЯ КЕРМОВОГО ПРИВОДУ I НЕЗАЛЕЖНО1 П1ДВ1СКИ
АВТОМОБ1ЛЯ
Т.Л. Крайник, головний конструктор проекту, ВАТ «Укравтобуспром», Г.С. Гудз, професор, д.т.н., Нацюнальний университет «Льв^вська политехника»
Анотаця. Сформовано структуру I ктематику оригтальног схеми кермового приводу з передшм розмщенням розр1зног кермовог трапецй I незалежног тдвгски безкапотног малотонажног вантажгвки повною масою 2,9 т для ТагАЗ (РФ). Проведено мшмгзацгю вгдхилень статичних кутгв повороту вгд теоретичних значень та формування вгдповгдних геометричних параметргв приводу.
Ключовi слова: кермовий привгд з розмщеною спереду розргзною трапецгею, ктематика незалежног тдвгски I кермового приводу.
Вступ
Зростаюче розповсюдження легких вантажiвок, що домшують в мюьких перевезеннях роздрiбно! торпвл^ зумовлюе в умовах конкурентно!' боротьби i дедалi жорсткМ вимоги щодо рiвня та експлуатацшних характеристик нових моделей. Це спричиняе розробки нових конструктивних ршень, в тому чи^ виграшного за габаритними показниками безкапотного компонування з вщповщною докоршною змiною його кшематики кермового приводу у порiвняннi з ушфжованими по агрегатнiй базi твкапотними автомобiлями категорп М1.
Мета ^ постановка задача
Метою ще! роботи е структурний синтез та оптимiзацiя кшематики кермового приводу та сумщення з передньою незалежною пiдвiскою безкапотно! перспективно!' моделi легко! вантажiвки категорп N1 для Таган-розького автозаводу, де з умов компонування силового агрегату опрацьована нестандартна схема розмщення поперечно! розрiзно! трапецп перед геометричною вюсю переднiх колiс.
У вiдомих публжащях [1 - 4] така схема кермового приводу не застосовувалась i не
дослщжувались вiдповiдно зазначенi проблеми кшематичного синтезу та аналiзу.
Формування кшематичноУ схеми та узгодження сумщення
На рис. 1 для порiвняльного анаизу представлено загальнi габаритнi показники варiантiв пiвкапотного (на прикладi ГАЗ «Соболь») та безкапотного (на прикладi ТагАЗ) компонування легких розвiзних вантажiвок повною масою до 2,9 т (вантажнютю 1 т).
Рис. 1. Порiвняльний аналiз габаритних характеристик вантажiвок пiвкапотноi та безкапотного компонування Очевидний виграш безкапотного компону-вання по масогабаритних показниках зумовлюе однак у зв'язку зi змiщенням до задньоi осi силового агрегату ТагАЗ (в тому чи^ i з умов збiльшення зчiпноi ваги незавантаженого автомобiля та розмщення радiатора промохолодження повiтря дизельного двигуна бiльшоi маси у порiвняннi з бензиновою ГАЗ), необхiднiсть нестандартноi схеми кермового приводу (рис. 2).
Рис. 2. Схема кермового приводу безкапотно! ванта:швки з передшм розмщенням роз-р1зно1 кермово! трапецп
Формування кшематично'! просторово! схеми кермового приводу (рис. 3) пов'язане з одного боку вимогами забезпечення конкурентно! маневреност1 автомобшя максимально реал1зовними кутами повороту керованих колю 0тах та мш1м1защею рад1уса повороту К), з шшого, - умовами мш1м1заци вщхилень фактичних значень кут1 в повороту зовшшнього 03 { внутршнього 0В керованих колю вщ щеального сшввщношення, стабшзацп необхвдного передатного числа кермового приводу, умовами максимально! в1дпов1дност1 юнематики кермового приводу { тдвюки [5]. В свою чергу на значения реальних кут1 в повороту 0 накладаються компонувальш обмеження юнематики поперечно! та поздовжньо! тяг { тлн.
У табл. 1 представлено значення показника маневреност Пм [1] для проектованоi ванташвки ТагАЗ та ряду близьких за класом автомобшв. Звiдси випливае, що проектована конструкцiя забезпечуе достатньо високий конкурентний рiвень.
Розроблена просторова юнематична схема (рис. 3) приводу складаеться з 13 рухомих ланок, з'еднаних сiмома цилшдричними i дванадцятьма сферичними шаршрами, що формують сiм ступешв свободи механiзму, чотири з яких не впливають безпосередньо (без врахування податливосл шарнiрiв) на перемiщення i характеристики кермового приводу та тдвюки. Це вщноситься до обертання ланок 3, 8, 10 i 5 (рис. 3) ввдносно своiх осей. Три залишкових степенi вiльностi - кутове положення ланки 6 i вертикальне положення ланок 2 i 11 (або вщповщне кутове положення важелiв пiдвiски 1 i 13) повнютю визначають просторове положення приводу. Для розрахунку i оптимiзацii кiнематики приводу i сумiщення з пiдвiскою, включно залежностi змiни передатного числа приводу, сшввщношення кутiв повороту керованих колю, змши просторового положення колiс при змт кута повороту ланки 6 i максимальних ходах пiдвiски розроблено математичну модель з 23 р1внянь взаемозв'язюв, чисельний
комп'ютеризований розв'язок яких дозволяе повнютю визначити { оптики зувати юнематичш характеристики приводу у взаемозв'язку з необхщною корекщею геометричних параметр! в ланок.
Рис. 3. Кшематика кермового приводу i напрямного апарата тдвюки без врахування податливостi шарнiрiв
Як приклад на рис. 4 представлено отриману в результат параметричноi оптимiзацii приводу кiнцеву графiчну залежнiсть теоретично необхiдноi (з умов [6]) рiзницi кутiв повороту внутрiшнього та зовшшнього колiс та фактичноi з умови юнематики сформованого приводу в залежност кута повороту 0з зовнiшнього колеса. Отримаш
ввдхилення 1° - 2° ввд теоретично!
(оптимально!) залежностi 0в - 0з практично до гранично допустимого кута повороту 0з max дозволяють констатувати успiшнiсть методики об'емного кшематичного синтезу кермового приводу. Ще меншi коливання змiн кутiв повороту колiс в залежност вiд ходу пiдвiски.
Таблиця 1 Ошночш параметри маневреност1 малотоннажних автомобшв
трапещею спiввiдношення куив повороту керованих колш вантажiвки-прототипу ТагАЗ
Висновки
Розробка i реалiзацiя методики просторового кшематичного синтезу кермового приводу дозволила оптимiзувати конструктивнi параметри i характеристики приводу нетрадицiйноï схеми з иередтм розмiщенням розрiзноï траиеци, забезпечити необхiдну стiйкiсть та кероватсть безкапотноï вантажiвки з передньою незалежною пiдвiскою.
Л1тература
1. Чайковский И.П., Саломатин П.А. Рулевое
управление автомобилей. - М.: Машиностроение, 1987. - 176 с.
2. Раймпель И. Шасси автомобиля. - М.: Машино-
строение, 1983. - 356 с.
3. Лысов М.И. Рулевое управление автомобилей.
- М.: Машиностроение, 1972. - 344 с.
4. Гурфинкель Е.А. Некоторый опыт применения
различных компоновочных схем рулевого управления на автобусах // Труды ВКЭИ Ав-тобуспрома. - Львов, 1978. - С. 128 - 138.
5. Гурфинкель Е.А. О несоответствии кинематики
рулевого привода и подвески автобуса // Труды ВКЭИ Автобуспрома. - Львов, 1983.
- С. 55 - 63 с.
6. Фаробин Я.Е. Теория поворота транспортных
машин. - М.: Машиностроение, 1970. -176 с.
Рецензент: В.1. Клименко, професор, к.т.н., ХНАДУ.
Автомобшь Min рад1ус повороту Rmin, M Колюна база L, м Показник маневрен осп Пм, рад -1
РАФ 2203 5,9 2,63 3,21
УАЗ 469 6,0 2,38 5,15
ГАЗ 2410 5,6 2,8 2,86
ГАЗ 3302 Газель 5,5 2,9 2,7
ГАЗ 2310 Соболь 5,5 2,76 2,85
ГАЗ 66 4,5 3,3 5,49
ТагАЗ (прототип) 5,2 2,5 2,97
Рис. 4. 1деальт (а) та теоретично (б) i фактично (в) реалiзовнi кермовою
Стаття надшшла до редакци 10 кытня 2008 р.
