1.1.5. Поворот колесной машины

Рейтинг пользователей: / 1
ХудшийЛучший 
Машиностроение
Независимо от типа схемы и компоновки колесной машины ее поворот осуществляется поворотом колес, осей или звеньев машины (кинематический способ) или изменением скоростей колес (силовой способ). В некото­рых машинах для поворота используют одно­временно оба способа (комбинированный способ поворота).
Независимо от способа поворота любой колесной машины в связи с боковым уводом колес координаты мгновенного центра пово­рота зависят не только от задающего парамет­ра системы управления, но и от конструк­тивных и эксплуатационных факторов, т.е. не могут быть постоянными величинами. Это свойство колесных машин называется поворачиваемостью; она обычно ухудшает управляе­мость, устойчивость движения и маневрен­ность колесной машины, но для разных ма­шин в различной степени.
1.1.19
Увеличение ухудшает кинематические и ди­намические параметры поворота, причем по­следние ограничивают первые, поэтому оце­нивать поворотливость машины только по радиусу поворота Д полученному для условий недеформируемого грунта, неправомерно, тем более, что степень ухудшения кинематиче­ских параметров с ростом относительно невелика (8 ... 10 %). В то же время поворот машины для любых вариантов трансмиссии сопровождается ростом сопротивления дви­жению на 25 ... 30 %. Различие в приводах к колесам и внешних условий особенно сказы­вается на условиях контакта ведущих колес с дорогой, которые могут ограничивать радиус поворота. Наихудшей маневренностью облада­ет машина с блокированной связью колес, наилучшей - с дифференциальной связью.
Среди конструктивных параметров наи­большее влияние на радиус поворота оказы­вают угол 6 поворота управляемых колес и база L. Зависимости в пределах их практически возможного измене­ния имеют характер близкий к линейному, однако интенсивность изменения R от L несколько больше. С другой стороны, умень­шение Lyхотя и увеличивает силы, действую­щие в контактах колес с грунтом, но в гораздо меньшей степени, чем увеличение 0. Поэтому, если при проектировании возникает необхо­димость уменьшения минимального радиуса поворота, то целесообразнее уменьшать Lчем увеличивать 6.
Кроме того, маневренность может быть улучшена следующим образом:
- доворотом переднего забегающего колеса (переход от рулевой трапеции к параллело­грамму), что эффективно только при выклю­ченном приводе к передним колесам (R уменьшается на 8 ... 10 %);
- отключением привода к одному из пе­редних колес с дальнейшим его подтормажи­вай ием, что не приводит к существенному изменению и значительно увеличивает силы, действующие в контакте колес с грунтом при повороте;
- выполнение всех колес управляемыми. При равенстве средних углов поворота перед­них и задних колес и при Мс= 0 радиус поворота сокращается в 2 раза; это наиболее эффективный способ улучшения маневренности. Однако при использовании этого мероприятия следует учитывать, что при входе в поворот на высо­кой скорости движения нарушается устойчи­вость, что исключается отключением привода управления задних управляемых колес и бло­кированием их в положении прямолинейного движения.
1.1.20
Влияние прицепа на поворачиваемость двухосной колесной машины с передними управляемыми колесами выявляется при рас­смотрении схемы установившегося поворота автопоезда, состоящего из автомобиля-тягача и двухосного полуприцепа (рис. 1.1.20). Дей­ствие прицепа на тягач при повороте выра­жается в виде двух реакций, при­ложенных у середине второй оси тягача (возможным смещением седельно-сцепного устройства пренебрегают). 
1.1.21
Сопоставление формул показывает, что наличие прицепа уменьшает радиус поворота автопоезда по сравнению с одиночным автомобилем-тягачом, а действие его несколько увеличивает избыточную поворачиваемость автопоезда и тем самым снижает критическую скорость по курсовой устойчи­вости, т.е. оказывает неблагоприятное влияние на управляемость и устойчивость.
Показана компоновочная схема шарнирно-сочлененной машины с при­нудительным изменением направления скоро­стей двух звеньев. Машина состоит из дух тележек, соединенных с помощью шарнира, и поворачивающихся между собой в двух (трех) плоскостях. Управляемый поворот осу­ществляется в горизонтальной плоскости и вызывает криволинейное движение машины. Задающим параметром является утл 0 между продольными осями тележек. Тележки могут быть двухосными. На схеме показаны силы и моменты, действующие на машину при уста­новившемся повороте, приведенные к середи­нам осей. При принятии тех же допущений, что и при анализе схемы, формулы, определяющие положение центра поворота, с учетом того, что поскольку параметры не входят, можно утверждать, что по­ложение шарнира на продольной оси машины не влияет на ее установившийся поворот, а признаки поворачиваемости являются анало­гичными для обычной двухосной машины с управляемыми колесами, так же как и форму­ла критической скорости.
При неустановившемся повороте сочле­ненной машины (при входе в поворот) возни­кает неблагоприятное явление перемены на­правления боковой силы на колесах задней тележки (аналогично как у колесной машины с задними управляемыми колесами), что при­водит к нарушению устойчивости движения и ухудшению управляемости. Значимость этого отрицательного явления зависит от положения шарнира снижается при уменьшении, исключается при 0, т.е. при расположении шарнира в се­редине оси передней тележки.
Положение шарнира оказывает влияние на показатели маневренности. При поворотной ширине  симметричная схема наиболее целесообразна, однако на остальные показатели положение шарнира влияет незна­чительно. Столь же несущественно влияние соотношения масс тележек (в пределах реально возможного соотношения).
При складывании машины на месте (расчетный режим системы управления) мо­мент складывания каждой тележки опреде­ляется сопротивлением двух движений: пово­рота вокруг полюса поворота и подкатывания в направлении к шарниру . При неравенстве моментов расчетным является меньшее значение. При этом одна из тележек не подкатывается, а только поворачивается вокруг своего полюса поворота. При равных массах подкатывается тележка, у которой плечо меньше, а при равных - тележка с меньшей массой.
По нагрузке на двигатель при повороте сочлененные машины при прочих равных условиях равноценны обычным колесным машинам с управляемыми колесами, поэтому ограничение параметров поворота этих машин располагаемой мощностью маловероятно. При дифференциальной связи осей, обязательной по условиям складывания, силы действующие в контактах всех ведущих колес с грунтом практически одинаковы. Общими недостатка­ми способа поворота колесных машин с при­нудительным изменением направления скоро­стей движения звеньев и особенно колес яв­ляются:
- трудность обеспечения малого радиуса поворота;
- относительная сложность привода управ­ления при числе управляемых колес больше двух;
- уменьшение полезного объема машины для создания в корпусе машины ниш, необхо­димых для размещения управляемых колес при повороте.
Эти недостатки становятся особенно су­щественными для колес большого размера (для машин высокой проходимости). Поворот ма­шины с принудительным изменением скоро­стей колес позволяет практически устранить перечисленные выше недостатки.
Основным задающим параметром си­стемы управления машиной с неповортными колесами является величина передаточное число механизма поворота, равное отношению угловой скорости колес отстающего борта к угловой скорости забе­гающих). Схема двух­осной машины с неповоротными колесами (число осей может быть больше двух). В рабо­чем (наиболее используемом) диапазоне изме­нения кривизны (движение по дорогам общего назначения) колесная машина с неповортными колесами преодолевает криволинейные участки дороги за счет использования боково­го увода колес. 
1.1.22
Смещение полюса поворота не зависит от основного задающего параметра регулиро­вания, что справедливо для рассмотренных выше схем и способов поворо­та. Наличие третьего члена в числителе первой формулы свидетельствует, что машина с неповоротными колесами так же обладает свойством поворачиваемости с теми же приз­наками, что и машины предыдущих схем. Совпадение признаков поворачиваемости по­зволяет считать, что прямолинейное движение машины с неповоротными колесами устойчи­во при любых скоростях, если машина облада­ет недостаточной или нейтральной поворачи­ваемостью, а при избыточной поворачиваемос­ти - до скорости равной критической.
Критическая скорость колесной машины с неповоротными колесами всегда выше при прочих равных условиях, чем у машин с управляемыми колесами, и такая машина бо­лее устойчива и управляема. Критическая ско­рость колесной машины с неповоротными колесами примерно совпадает с критической скоростью обычной двухосной колесной ма­шиной, у которой база численно равна сумме базы и ширины колеи машины с неповорот­ными колесами.
При некотором определенном значении задающего параметра (передаточного числа механизма поворота) колеса машины перехо­дят в режим полного скольжения, причем колеса забегающего борта буксуют, а колеса отстающего борта имеют юз. Блокированная связь колес одного борта обеспечивает равен­ство их угловых скоростей, а следовательно, окружных скоростей.


 

Поиск


Сейчас 38 гостей онлайн





Забыли данные входа на сайт?