К ОЦЕНКЕ БЕЗОПАСНОСТИ ДВИЖЕНИЯ КОЛЕСНЫХ МАШИН НА ПОВОРОТЕ

УДК 656.13:656.052.46

К ОЦЕНКЕ БЕЗОПАСНОСТИ ДВИЖЕНИЯ КОЛЕСНЫХ МАШИН НА ПОВОРОТЕ Сабиталин Е.

Студент ЕНУ им. Л.Н.Гумилева Научный руководитель - д.т.н., профессор Бекенов Т.Н.

Безопасная эксплуатация колесных машин на поворотах обеспечивается их параметрами взаимодействия машины с дорогой.

С учетом равенства проекций абсолютных скоростей точек колесной машины с жесткой рамой на прямую, проходящую через них, получим

vC cos



 '

cos



^{ ' '}

 ;

2M



 v₂ 2 2 2

v_C cos





''

cos



^

'' ''



,

2M



 v₂ 2 2 2 (1)

v_C cos





' ' '

 ;

1M



^{ v}1 cos



^1 ₁ ₁ v_C cos





''

cos



^1

'' ''

 ,

1_M



 v₁ ₁ ₁ (2)

203

где а, ( ^' ) и  ^'' , ( ^'')

- углы поворота отстающего и забегающего колес соответственно

12 1 2

переднего (заднего) мостов; 

1

и

^{ 2} - углы, зависящие от конструкции машины; 

М -

угол, составляющий вектор скорости центра масс

v

_C

с его продольной осью;

^' , ( ^' _)и ^'' _{, (} ^'' ₎ -углы увода отстающего и забегающего колес соответственно переднего

1 2 1 2

(заднего) мостов.

Данные углы определяются по формулам



 arccos a

1

a ² 



0,5B



²

(3)

,



 arccos b

2

b²



^0,5B



²



(4)

,

  arctg btg₁  atg₂

М

L (5)

где a, b – расстояние от центра масс машины соответственно до передних и задних колес; В – колея; L – продольная база;



₁

, 

₂

- средние углы поворота переднего и заднего моста.

Из уравнений (1)и(2) найдем скорости центров масс переднего и заднего мостов и с учетом (3), (4), (5) получим

(1  ^' 1  ^{' ' '} ₂  ^'  ^'

 _в  1  ^{1 ) cos( 1  1 )  (1 2 ) cos( 2 2 ) ,} cos( _M )  cos(₁ _M )

2

(1  ^''

 ^'' '' ''

 ^'' ^''

 _н  1  ^{1 ) cos(1 1  1 ) (1 2 ) cos(2 2 2 ) ,} cos( _M )  cos(₁ _M )

2

(6)

(7)

где



_В

, 

_Н

- коэффициенты буксования по внутреннему (отстающему) и наружному (забегающему) бортам машины с жесткой рамой;

R_н – радиус поворота по наружному габариту, который является критерием поворачиваемости.

Проекции абсолютных скоростей точек колесной машины с сочлененной рамой определяются

v_C cos



₂ _M



 v₂^' cos



₂  ₂



v_C cos₁ cos



₂ _Э



 v₂^' cos₂ cos(₂ ₂ ) (8)

204

v

c cos

1

cos





1



Э



 v ^'' cos

1cos(

1

1 )

1

v

C cos

1

cos





1

Э



 v ^'cos

1cos(

1

1 )

(9)

1

где



₁

и



₂

- углы, зависящие от конструкции машины;

 Э

- угол, составляющий вектор

скорости центра масс v_C

с его продольной осью;

-углы увода колес переднего и заднего мостов.

Данные углы определяются по выражениям

  arccos a cos1

1



a cos₁



²



0,5B cos₁ ²

,

  arccos



l ₂ cos₂ 



l₁  a



cos₁



2

]² 



0,5B cos ²

[l

2cos

2  (l  a) cos

1 2

1 ,



l cos 



l  a



cos



tg cos  a cos tg cos

_Э  arctg ^{2 2 1} ₂ ¹ 2 ^{1 1 1 2 2}

l₁  l₂  2l₁l₂ cos

где

^{b '  l2 cos2 }



l1  a



cos1

; l

₁

и

l

₂

- расстояния до центра сочленения от переднего и заднего мостов;

 - угол складывания.

Углы поворота переднего (₁) и заднего (₂) мостов машины определяются  l 

 1 arcsin  ¹sin  L_n

 

(13)

 l

2 

 2 arcsin  sin 

L

 n 

(10)

(11)

(12)

гдеL

n

 l

12  l

22  2l

1

l

2

cos

- переменная база колесной машины с сочлененной рамой. Из уравнений (8) и (9) найдем скорости центров масс переднего и заднего мостов и с

учетом (10), (11), (12) и (13) получим

  1  2



^{1 }1'



^{1 } 2'



^cos2 cos(₁  ₁ ) cos(₂ ₂ )

В



1₁^'



^cos1 cos₁ cos



₂ _Э







^{1 }2

'



^cos2 cos(₂

 

2

) cos

 

1

 

Э

 ,(14)

205

₁и₂

  1  2



^{1 } 1

''



^{1 } 2

''



^cos2 cos(₁  ₁ ) cos(₂  ₂ )

H



¹₁^''



^cos1 cos₁ cos



₂ _Э







^{1 }2

''



^cos2 cos(₂

 

2

) cos

 

1

 

Э

 ,(15)

где 

1 и 

2 - углы, зависящие от конструкции колесной машины; ηэ – угол, составляющий вектор скорости центра масс колесной машины

v

_C

с его продольной осью.

Таким образом, на основе полученных уравнений создается возможность рассчитать параметры взаимодействия с дорогой самоходных колесных машин как с жесткой, так и с сочлененной рамами на повороте с учетом углов увода колес, которые дадут возможность оценить их безопасную эксплуатацию на поворотах различного радиуса при различных дорожных условиях.

Литература:

1 Гришкевич А.И. Теория автомобиля. – М.: Машиностроение, 1988. -232 с.

2 Литвинов А.С., Фаробин Я.Е. Автомобиль. Теория эксплуатационных свойств. - М.: Машиностроение, 1989. – 235 с.