Содержание к диссертации
Введение 4
Глава 1. Состояние вопроса 15
1.1. Конструктивные схемы 15
1.2. Управляемость и устойчивость колесной машины 17
1.3. Боковой уюд эластичного колеса 29
1 А, Угол развала колес и его влияние на увод 32
1.5. Поворачиваемость колесной машины
1.7. Критическая скорость автомобиля по уводу 40
1.8. Коэффициент поворачиваемости автомобиля 43
1.9. Диаграмма устойчивости движения автомобиля 44
1.10. Влияние различных факторов на поворачиваемость автомобиля 46
Выводы по 1 главе 50
Глава 2. Управляемость трицикла 52
2.1. Геометрия рулевого управления 52
2.2. Поворачиваемость трицикла 54
2.3. Шинная поворачиваемость 54
2.4. Кренованя поворачиваемость 5S
2.5. Углы бокового увода эластичного колеса 62
2.6. Определение ускорений центра масс трицикла на повороте 63
2.7. Криволинейное движение трицикла 73
2.8. Колебания управляемых колес 77
2.9. Стабилизация управляемых колес 86 Выводы по 2 главе 94
Глава 3, Устойчивость трицикла 95
3.L. Движение трицикла- на повороте 96
3.2. Устойчивость трицикла с передним управляемым колесом 98
3.3. Устойчивость трицикла с передними управляемыми колесами 105
3.4. Устойчивость трицикла с одиночным задним управляемым 106 колесом
3.5. Поворот трицикла на вираже 108
3.6. Занос передней и задней осей трицикла 112
3.7. Потеря устойчивости трицикла при торможении 115
3.8. Устойчивость трицикла с наклоняющимся кузовом 119
3.9. Формирование устойчивости трицикла на стадии проектирования
3.10. Формирование поворачиваемости трицикла на стадии проектирования
Глава 4. Экспериментальные исследования 139
4.L Объект испытаний и его техническая характеристика 139
4.2. Программа и методики испытаний 139
4.3. Методика экспериментального определения устойчивости трицикла
4.4. Методика экспериментального определения углов бокового увода трицикла
4.5. Методика определения углов бокового увода траекториям двух точек продольной оси трицикла
4.6. Методика обработки результатов дорожных испытаний по определению углов бокового увода трициклов
4.7. Методика исследования поворачиваемости трицикла 147
4.8. Результаты испытаний трицикла на устойчивость, боковой увод и поворачиваемость
4.9. Результаты исследования движения трицикла в повороте 157
4.10. Оценка адекватности аналитических решений по расчету устойчивости трицикла
Выводы по 4 главе 162
Общие выводы и рекомендации 163
Список использованных источников 165
Приложения 179
L Акт использования (внедрения) НИР 180
2. Акт использования (внедрения) НИР 181
3. Акт использования (внедрения) НИР 182
Введение к работе
В работе рассматриваются вопросы управляемости и устойчивости наземных транспортных средств на трехколесных шасси, которых будем именовать трицикл ам и.
Управляемость и устойчивость трициклов являются важнейшими эксплуатационными свойствами, тесно связанными с безопасностью движения,
При проектировании трицикла его конструкция приобретает определенные потенциальные свойства. Наиболее удачной конструкцией трицикла будет та, в которую заложены максимально возможные потенциальные свойства, которые могут быть реализованы во время эксплуатации.
Для оценки свойств, как и любой колесной машины (автомобиля, мотоцикла и др.) используют измерители и показатели. Измеритель характеризует свойство с качественной стороны, показатель — с количественной.
Б общем случае траектория движения трицикла является криволинейной, с непрерывно изменяющейся кривизной. Если кривизна траектории близка к нулю, то такое движение считается прямолинейным.
Криволинейное движение обусловлено необходимостью совершать повороты и неизбежным отклонением трицикла от заданной траектории вследствие действия внешних воздействий. Криволинейное движение три Т {X пел а характеризуется изменением во времени положения его продольной и вертикальной осей, а также наличием продольных и особенно поперечных ускорений, Способность любой колесной машины, в том числе и трицикла, совершать криволинейное движение, оценивается двумя свойствами — управляемостью и устойчивостью.
Под управляемостью будем понимать свойство трицикла изменять направление движения с изменением положения управляемых колес, а под устойчивостью — свойство трицикла, обеспечивающее сохранение направления движения и противодействие заносу и опрокидыванию. Управляемость и устойчивость трициклов тесно переплетены, так как они определяются в основном одними и теми же конструктивными параметрами, поэтому будем их рассматривать во взаимосвязи.
Принципиальное различие между понятиями управляемость и устойчивость заключается в том, что устойчивость охватывает свойства трицикла, обеспечивающие его движение по заданной траектории, а управляемость -возможность изменения этой траектории.
Управляемость и устойчивость, наряду с тормозными качествами трицикла, являются основными эксплуатационными свойствами, обеспечивающими безопасность движения трицикла.
ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ
Актуальность темы. В последнее десятилетие интерес к транспортным средствам с трехколесным шасси (далее — трицикл) заметно обострился, что вызвано, прежде всего, экономическими соображениями и большой скученностью на улицах современных городов, особенно мегаполисов.
Основным недостатком трицикла является меньшая по сравнению с четырехколесным транспортным средством (квадрациклом) боковая устойчивость, для увеличения которой появились конструкции трициклов с передним управляемым колесом и наклоняющимся в сторону поворота кузовом,
Такое усложнение указывает на то, что проблема сохранения устойчивости и поворачиваемости трицикла весьма актуальна, если приходится прибегать к таким дорогостоящим конструктивным мероприятиям.
Обеспечение устойчивости и поворачиваемо сти трицикла, особенно в наиболее тяжелом режиме движения — на повороте, позволяет не только сохранить жизнь и здоровье людей, сохранность дорожных сооружений и самой колесной машины, но и повысить среднюю скорость движения и тем самым производительность.
Трицикл с наклоняющимся вместе с управляемым колесом кузовом позволяет также обеспечить безопасность прямолинейного движения по косогорам, что особенно важно и актуально в горных условиях эксплуатации при освоении склоновых территорий.
Связь работы с научными программами, темами. Работа выполнена в соответствии с планами НИР по темам: «Проектирование эксплуатация и ремонт мобильных машин и средств механизации с/\ производства», № roc, per. 01,9,90002330; «Проектирование, эксплуатация и ремонт колесных машин для горных условий», № гос. per. 01,007.08203.
Цель исследования - формирование потенциальной устойчивости л ттоворачиваемости трицикла на стадии проектирования, обеспечивающее оптимальное сочетание этих свойств в готовом изделии.
Задачи исследования — установление взаимосвязи между основными геометрическими параметрами трициклов различных конструктивных схем с его устойчивостью и поворачиваемостью на основе:
разработки методов расчета трициклов по определению критических скоростей начала заноса и начала опрокидывания на повороте;
разработки метода учета боковой эластичности шин при расчете критических скоростей;
установления желательной, с точки обеспечения большей безопасности движения трицикла, последовательности наступления заноса и опрокидывания;
установления степени влияния параметров трициклов на соотношения критических скоростей по заносу и опрокидыванию трицикла;
разработки методов формирования потенциальной поперечной устойчивости и поворачиваемости трициклов в процессе проектирования;
разработки методов формировании потенциальной продольной устойчивости трицикла против опрокидывания в процессе проектирования.
Объекты исследования: трицикл с одним передним управляемым колесом; трицикл с двумя передними управляемыми колесами; трицикл с задним одиночным управляемым колесом; трицикл с наклоняющимся вместе передним управляемым колесом кузовом. Методы исследования. При выполнении работы использовались теоретические и экспериментальные методы исследований. Применены математические модели исследуемых объектов, методы аналитической механики, а также разработанные методы проведения экспериментальных исследований устойчивости и л оборачиваемости трицикла.
Научная новизна результатов исследования заключается в том, что впервые предложены принципы и методы формирования устойчивости и поворачиваем ости трициклов па стадии проектирования, на основе установленной взаимосвязи между основными геометрическими параметрами трицикла.
Практическая значимость результатов диссертации Разработанные методы расчета устойчивости и учета боковой эластичности шин позволяют ча стадии проектирования формировать максимально возможную потенциальную устойчивость и требуемую в наиболее тяжелых условиях эксплуатации трициклов п оборачиваемость.
Реализация результатов работы. Разработанные методы формирования устойчивости и поворачиваемости трициклов и полученные аналитические выражения внедрены в учебный процесс Горского государственного аграрного университета и Северо-Кавказского горно-металлургического института (государственного технологического университета) и позволяют при проектировании принимать компоновочные решения трициклов с максимально возможной поіенциальной устойчивостью и оптимальной поворачи-ваемостью в наиболее опасном режиме движения.
Разработанные рекомендации и другие результаты диссертационной работы могут быть использованы при проектировании трициклов различных типов. Они переданы для внедрения заводу им В.А. Дегтярева и Минскому мотовелозаводу (ОАО «МОТОВЕЛО»).
