Зависимость маневренных свойств большегрузных автопоездов от параметров системы управления поворотом Текст научной статьи по специальности «Механика и машиностроение»

№ 3 2007

19. У о s h i m о I о У., О п о с! с г а М. Performance иГа Diesel Engine Fueled by Rapeseed Oil Blended with Oxygenated Organic Compounds // SAH Technical Paper Series. 2002. — № 2002-01 -2854 P. I -9.

20. К r a h 1 J., V с 11 g u t h G.. Munack A. et al. Exhaust Gas Emissions and Environmental Effects by Use of Rape Seed Oil Based Fuels in Agricultural Tractors H SAF. Technical Paper Series. — 1996. — № 961K47. —- P. 1-14.

21. H с m m e r 1 e i n N.. Körle V., Richte r H. et al. Performance, Exhaust Emissions and Durability of Modern Diesel Engines Running on Rapcsccd Oil //SAE Technical Paper Series. — 1991. — № 910848. — P. I 16.

22. Ф а и h л с й б Б.Н. Топливная аппаратура автотракторных дизелей: Справочник. — Л.: Машиностроение. 1990. — 352 с.

22. К и р и л л о в II. Г. Альтернативные моторные топлива XXI века /7 Автогазозаправочный комплекс -альтернативное топливо. — 2003. —№ 3. — С. 58—63.

629.115

ЗАВИСИМОСТЬ МАНЕВРЕННЫХ СВОЙСТВ БОЛЬШЕГРУЗНЫХ АВТОПОЕЗДОВ ОТ ПАРАМЕТРОВ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ

ПОВОРОТОМ

Д-р техн. наук. проф. ПИ. ГЛАДОВ, ипж. Л. А. ПРЕСНЯКОВ

Множен метод оценки влияния параметров и режимов работы системы управления поворотом с гидромеханическим приводом на маневренные свойства большегрузных автопоездов. Приведена расчетная схема автопоезда. Указаны зависимости углов поворота колес и углов складывания звеньев автопоезда для различных участков траектории его движ ения с целью получения минимальных отклонений траекторий звеньев от заданной и уменьшения габаритной полосы движения автопоезда.

Estimation method of working parameters and modes of behavior in a steering control system with a hydro mechanical drive gear on maneuverahle properties of super size articulated trucks is observed. The design model tffmticuiate.d truck is shown. Dependences of wheel turning angles and jack-knifing corners on various sites of its motion path with the purpose of obtaining minimum off-path jogging from set and overall lane reduction are specified.

Маневренные свойства большегрузных автопоездов (БАП) обеспечиваются специальными системами управления поворотом колес прицепных звеньев. Оценка и выбор способов совершенствования маневренных свойств путем анализа влияния параметров и режимов работы этих систем на характер криволинейного движения автопоездов осложняются отсутствием соответствующих расчетных методов.

Нами предлагается метод оценки влияния параметров и режимов работы систем управления поворотом с гидромеханичссим типом привода на маневренные свойства БАГТ. Расчетная схема движения автопоезда на повороте, представленная на рис. 1, составлена с принятием следующих допущений: рассматривается плоская «велосипедная» модель автопоезда; скорость движения тягача принимается постоянной; боковой увод шин не учитывается. В качестве оценочного параметра маневренности БАП выбраны величины смещений траекторий опорных точек звеньев относительно друг друга, обозначаемые в дальнейшем АС,. Для тягача опорная точка расположена в геометрическом центре задней — неуправляемой — колесной тележки, а для прицепных звеньев — в общих геометрических центрах колесных ходов.

При выводе основных зависимостей были приняты следующие обозначения: |Д( — угол поворота приведенного управляемого колеса тягача; с/— курсовой угол тягача; /.( база тягача; а — курсовой угол 1-го прицепного звена; у; —угол складывания /-го прицепного звена; а . у, — скорость изменения курсового угла и угла складывания /-го

М> 3

2007

прицепного звена соответственно: /. база /-го прицепного звена; ф, - угол поворота приведенного колеса /-го прицепного звена относительно продольной оси -этого звена; ф. —скорос ть изменения угла поворо та приведенного колеса /-го прицепного звена.

Наибольшее распространение в системах управления поворотом колес прицепных звеньев получило управление, которое може т быть выражено следующий зависимостью О при |у| < у, I

К \у при у 1 < |у | < у 2 (|)

К 2у, при у12 < |у | < у 3 К. 2у,3приу(3<|у;|

Ф/

\

X

Рис. !. Схема поворот грехчнешюго аннтосчда

где К I , К2 — коэффициенты передачи рулевого привода; у ], у ?. у.З — характерные значения углов складывания для /-го прицепного звена.

Величина у(1 характеризует зону нечувствительности рулевого привода и выбирается из условий устойчивости прямолинейного движения автопоезда. Величина у, 2 характеризует участок, необходимый для выхода привода па расчетный режим работы. При достижении углов складывания величины у;3 управляющее воздействие на поворо) колес /-го прицепного звена прекращается.

Связь между углами у и (р. может бы ть получена относительно полюса поворота Л, а также из равенства проекций скоростей точек на продольную ось л ого звена

У, = «-,

■уЦзту, + сох уДцф.),

I

(2)

где V,

;-1

скорость опорной точки ведущего по ходу движения автопоезда звена в направлении его продольной оси; а . —скорость изменения курсового угла л ого же звена. Следует отмстить, что при и - 1 = V, а,_, - а.

При значении |у(|<у;1 уравнение (2) принимает следующий вид

У, = <*,...—у^С^пу.+созу.) • (3)

11осле того как в привод начинает поступать команда на поворот колес, вид уравнения (2) зависит от одного из следующих условий

у, - • (5)

У,>^Ф,„Ш- (6)

При выполнении условий (4), (5) поворот колес происходит с фмгах , а при условии (6) — в соответствии с зависимостью

У, = Ц-Ф,, (V)

где иод Ц_ понимается передаточное отношение рулевого привода которое в зависимости

от величины у. будет равно или К I, или К 2.11од ф. ит понимается максимальная скорость поворота управляемых колес прицепных звеньев автопоезда. В случае гидромеханического привода она может быть определена по следующей зависимости

№ 3 20<>-

где ^ — производительность насосной установки /-го прицепного звена; Г—суммарная рабочая площадь силовых цилиндров привода /-го звена; /Г— передаточный коэффициещ шарпирио-рычажной цепи /'-го звена.

При повороте по закону у,. = и,ср, уравнение (2) будет иметь следующий вид

Y. = а .

L

Г

Sin У; +COSy,.tg-j

+ Q- (9,1

Ji V " <

В случае порога колес с ф;тлх уравнение (2) запишется в таком виде

У, = -у1 (^П У, + COS у, tg [ф, пш (/ - Г )] У С, . (10|

А

В уравнениях (6) и (7) под (' понимается момент времени, при котором осуществляется переход от поворота по закону y¡ = U¡<$¡ к повороту с ф/тах, а С,, и С\. являются произвольными постоянными и определяются из совместного решения уравнений (6) и (7) в момент времени /*.

Величина относительного смещения траекторий опорных точек звеньев БАГ1 может быть определена по следующей формуле

AC,=L,(у,-у,), (И)

где у„. — идеальный угол складывания, т.е. угол, при котором звенья БАП следуют друг за другом «след в след».

Условие идеального совпадения траекторий может быть представлено следующим соотношением

<*,('-*,♦.)=<*,♦■('), (12) где т.,, — время задержки, необходимое для прохождения приведенной точкой // + 1/-го звена пути, равного расстоянию вдоль траектории движения до приведенной точки впереди идущего звена.

Время этой задержки определяется следующей аналитической зависимостью

"í+i

V,-1, (13)

где /у — расстояние между приведенными точками двух соседних прицепных звеньев; г . V,.,—скорости движения приведенных точек.

Относительно угла складывания у,„ условие (12) может быть представлено в следующем виде

уД/)=а.(0-сх,(/-т„,). (14)

Таким образом, задача определения ун(.сводится к нахождению курсовых углов звеньев БАП в момент времени / и /- т1Ч1 . Для решения этой задачи необходимо задать закон поворота управляемых колес тягача. Для последующих звеньев МБТС расчет траекторий ведется исходя из того факта, что а,Ч| = а, - уш .

Выбор параметров гидромеханических систем управления поворотом колес прицепных звеньев, проводимый в соответствии с предлагаемым методом, открывает широкие возможности в повышении маневренных свойств БЛП.