Введение к работе
Актуальность проблемы. В многообразии факторов, оказыЕаюп: влияние на показатели технико-эксплуатационных свойств автопоезд важное место занимают система управления прицепными звеньям! расположение их центров масс.
Б наиболее общем случае изменение направления движения авт поезда осуществляется поворотом передних колес тягача на угол а задних - нз угол 8 и колес полуприцепа - нз угол ї . Поворачив. рулевое колесо на некоторый угол в соответствии с визуальной и формацией о текущей дорожно-транспортной ситуации, водитель ті самым регулирует угол «..определяющий в каждый момент времени ут. складывания авгопоевда через углы поворота задних колес тягача полуприцепа 0 и т. Управление поворотом колес полуприцепа уменьшг ет угол складывания автопоезда, практически не влияя на радиус еі поворота. Вместе с тем угол складывания автопоезда более чувств! телен к эксцентриситетам центров масс звеньев, чем радиус ловороз автопоезда. Наиболее значительные отличия (не только количествен ные, но и качественные) наблюдаются при повороте передних коле тягача в сторону, противоположную направлению смещений центре масс звеньев. В этом случае область реализуемости круговых движє ний резко сужается, что необходимо учитывать при разработке всекс лесного управления для автопоездов.
Иногда закон управления, пригодный с точки зрения одного ка чества управления, становится малопригодным или вообще неприемле мым с точки зрения другого качества управления. Тем более эт справедливо для сочлененных колесных машин. Поэтому при практической реализации автомобилей и автопоездов со Есеколесным управлением должен быть выбран компромиссный закон на осноеє всєстороннегі анализа различных критериев управления и их влияния на динзмичес-
- 4 -кое поведение автотранспортных средств как в стационарных, так и в неустановившихся режимах движения.
Цель исследован а я: повышение показателей устойчивости движения автомобилей и автопоездов со всеколесным управлением и эксцентриситетом центров масс ггеньев.
Методика исследования предусматривала математическое моделирование прямолинейного и кругового движений, автомобилей и автопоездов со всеколесным управлением и эксцентриситетом центров масс звеньев, многовариантный анализ на ЭВМ исследуемых объектов, лабораторные испытания тележки полуприцепа и экспериментальные исследования макета автопоезда с управляемым полуприцепом.
Научную новизну результатов исследования составляют:
математическая модель пдоскшзрахдельного движения двухэвен-нсго автопоезда со всеми управляемыми колесами и с эксцентриситетами центров масс звеньев и закономерности управления поворотом всех его колес:
алгоритм решения задачи о круговых движениях двухзвенного автопоезда в нелинейной постановке, позволяющий установить область реализуемости этих движений без отрывз и без полного бокового скольжения колес, а также количество стационарных движений автопоезда и характер их устойчивости;
механизм потери устойчивости круговых движений автопоезда, основанный на существовании таких значений угла поворота передних колес тягача, при котором возможны бифуркации слияния и бифуркации рождения его стационарных состояний; в случае автопоезда с избыточной поворачиваемостью в многообразии стационарных состояний возможны катастрофы складки, приводящие к tow, что при плавном
изменении угла поворота передних колес тягача происходят скачкообразные переходы от одного устойчивого стационарного состояния к другому;
- закон управления поворотом колес полуприцепа, обеспечивающий отслеживание тележкой траектории автомобиля-тягача.
Практическую ценность результатов исследования составляют разработанные математические модели автопоезда со всеколесным управлением и эксцентриситетами центров масс звеньев, позволяющие по заданным конструктивным параметрам прогнозировать маневренность и устойчивость автопоезда на стадии проектирования, сокращая при этом Бремя и затраты на создание новых и модернизацию существующих автопоездов; закон управления поворотом колес автомобиля и автопоезда, в котором углы поворота колес тягача и полуприцепа определяются в виде некоторых функций приведенного угла поворота управляемых колес тягача, скорости движения автопоезда, его геометрических, компоновочных, инерционных и эксплуатационных параметров. Эти функции определены из условия совпадения радиуса поворота характерной точки полуприцепа с радиусом кривизны траектории точки сцепки и отсутствия боковой составляющей вектора скорости точки сцепки в круговом движении автопоезда.
Предложенные законы управления поворотам задних колес тягача и колес полуприцела позволяют уменьшить радиус поворота автопоезда в среднем нз 25 . (относительная разность в значениях радиусов поворота управляемого и неуправляемого автопоездов при различных значениях угла поворота передних колес тягача колеблется от 20 до 30 Ш.
Реализация результатов работы. Материалы диссертации приняты к. использованию на Запорожском автомобильном заводе в работах по созданию всеколесного управления перс-'
- б -пективной модели автомобиля малаго класса и Проектно-изыскатель-ским и конструкторско-технологическш институтом "Киевский строй-проект"- в разработках тележек полуприцепов со всеми управляемыми колесами.
Основные научные положения и рекомендации исследования используются в учебном процессе кафедры "Автомобили" Украинского транспортного университета.
Апробацияработы. Основные положения работы докладывались и обсуждались на научных конференциях молодых ученых Института механики АН Украины (Киев 1991,1992гг.), научных конференциях Киевского автомобильно-дорожного института (1989,1992). Украинского транспортного университета (1995, 1995 гг.), на Республиканской научно-технической конференции "Совершенствование существующих и создание новых ресурсосберегающих технологий и оборудования в .машиностроении, сварочном производстве и строительстве" (Могилев 1991г.); на Всесоюзной научно-технической конференции "Проблемы применения микропроцессорных контроллеров в системах управления автотракторной техникой" (Шнек 1991г.); на Республиканской научно-технической конференции "Социально-экономические аспекты и ресурсосбережение на автомобильном транспорте" (Винница, 1992г.), на Второй Международной научно-технической конференции "Актуальные проблемы фундаментальных наук" (Москва,1993г.); нз международной конференции "METQDY QBL1CZENI0WE I BADAWCZE W ROZWOJU SYSTBCW POJAZDOW SAM0CHOD0WYCH 1 MASZYN RQEOCZYCH SAMOJEZBNYCH" ( RZESZDW 1993,1994,1995,1996гг); на Международной научно-технической конференция "Проблемы транспорта и пути их решения" (Киев 1994г.); на Украинской конференции "Моделирование и исследование устойчивости систем" (Киев 1994,1995гг.); нз Международной научно-технической конференции "Проблеми автошбільного
транспорту на сучасному егапі'ЧКиев 1996 г.), на 3 Українській конференції з автоматичного керування "АВТОМАТИКА 96" ( Севастополь, 1996 г.).
Публикации. Основные положения диссертационной работы и результаты исследований отражены в 15 печатных работах.Результаты исследований защищены 3 авторскими свидетельствами СССР.
Структура и объем работы .Диссертация состоит из введения, четырех глав, выводов, списка литературы, включающего 198 наименований, и содержит 145 страниц машинописного текста, 94 рисунка, 3 таблицы.
