автореферат диссертации по транспортному, горному и строительному машиностроению, 05.05.03, диссертация на тему:Методика расчета и анализ путей повышения проходимости многоосных колесных машин по снегу

МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ имена Н.Э.БАУМАНА

На правах рукопсоа

БЕЛЯКОВ Вхадимр Викторович

ПЗЮДШ РАСЧЕТА И АНАЛИЗ ПУТЕЙ ПОВЫШЕНИЯ ПРОХОДПОСТЯ ШОГООСНЫ1 ИШСНШС КАШИН ГО СКЕГУ

Специальность 05.05.03 - Лвтенобплз а ipar.roрц

дяссерзэагя на сопсшнпэ учевой степей

Авго'рафера?

кандидата гегнэтестаз наук

ШСКВА 1992/

Работа вшзолнена в отраслевой научно-исследоватедьской лаборатории вездеходных мааин (ШИЛШ) при Нижегородском, политехническое институте.

Научный руководитель - доктор технических наук,

профессор Л.В.Барахтанов (ЩЩ)

Официальные оппоненты - доктор технических наук,

профессор Ю.А.Брянский \ЩМ)

- кандидат технических наук, доцент В.Н.Наумов . • (ЦГТУ)

Ведущее предприятие . - В/ч 63539

Зеаига состоится " * ¡992 г> в /У часов

за эаседанми специализированного сойота K053.I5.I0 в ¡Московском государственном-техническом университета 1шзни Н.Э.Бауыана (МГ1У) по адресу: 107005, г. Иосква, 2-я Бауманская, д.. 5,

С диссертацией иоаш ознакомиться в библиотеке ИЛУ.

Отзыв на автореферат в 2-х эизашаярнх,'заверенных гербовой шчатьп, проаш направлять ш укязедаоиу адресу.

Автореферат разослан > ^ " С\П/П->/)Я 1992 г.

Учений секретарь специализированного совета доктор технических наук

В.С.Цибин

ОБЩАЯ ХАРШагаСША РАБОТЫ .

у. ^-.-.Актуальность темы. Во время эксплуатации автомобили но всегда передвигается ш специально шдготовленнш дорога». Во многих случаях им приходится работать на бездорожье, которое характеризуется разнообразными дорохно-грунтошш условиями. Одним из наиболее тяжелых режимов движения является передвижение автомобилей ш снегу.

Длительные наблвдения показывает, что о голо 80£ территории Советского Союза на длительный срок (6-10 месяцев) покрывается снегом. В ряде районов Севера среднекноголеишя максимальная высота снежного покрова достигает 1,2 метра. Гакая длительность, устойчивость и весьма о'ольлая глубина залегания снекного покрова является существенной особенность!} климата нашей страны и оказывает большое влияние на ее экономику, и образ еизни населения.

В этих условиях движение автоизбилей на только затрудняется, но даяе в большинстве случаев исключается совсем. Поэтому исшльзованио специализированных транспортных средств и колесных машин, оснащенных средствами швидения проходимости, является чаще всего единственной возшжностьо осуществления транспортных операций. . ^ '

Если теория колесных маши при движении по грунтам хорошо разработана отечественными я зарубежными учеными, то вопросы передвижения автомобилей по снегу освещены еще недостаточно. Специфические условия работы требувт уточнения и пересмотра целого рада положений, особенно в области взаимодействия колесного ДЕиаителя со снежным полотном пути.

Цель работы. Разработка методики расчета проходимости «кого о сны* колесных мшин по снегу и снслиз путей ез повышения на основе экспериментально-теоретических исследований.

Объекты исследований. На розных этапах исследований в качестве объектов исследований выбирались различныз модификации лолноярнводной колесной машины ГШ-3901 с бортовым его собой поворота, переменной колесной формулой и коэффициентом базы, полным весом от 7 до 9 тонн в зависимости от конструкции двкхителя.

Обдая методика исследований. При проведении теоретических исследований бшш использованы методы аналитической механики, численные методы -решения систем нелинейных уравнений и разнообразные методы математического моделирования. Экспериментальные/ исследования на модификациях, специально созданного полноразмер-

кого ходового макета и стендах с использован»ей разнообразных измерьталъныг средств.

Достоверность подученных результатов обеспечивалась: , : ; - применением при теоретических и экспериментальных исследованиях. обоснпвакшх допущений;

- проверкой результатов теоретических исследования, в по-левыхусловиях при экспериментальных исследованиях на голнораз-ыернсмходовом манате ГШ-390Г и его модификациях;

-применением средств измерений» протедша соответствувцу* метрологическую цромркуиаттестацию. ■

Наэтная новизна. Разработана математическая модель кэаямо-девствия ино^сноа ' Ходесяоа машины со снежным иэлотном дуги с /использованием уравнений взаимосвязи параметров снега и с уча»

гоа режимов работы шдесного двихителя. - л'.Рйссз£о*гренн ^ц^нуевяэагаш^^

шш перемещением снега колесами машины из зоны контакта в меа-: колесную область. ;

' , %эведея :сраш1итеаьшЯ анализ; дроходимости • аа снегу маши с различными параиотрами колесшхдвияителей и при использовании различшх'средствпошяениялроходишсти.

' . Практическая ценность работы состоит в следущеи:-

- на основеобработни экспериментальных данных, подученных в ОШШ более чем за '25-летний период исследований деформационных свойств снега, разработаны эмпирические зависимости, свя-зываадие физико-механические свойства снега и его плотности;

- получены зависимости дляучета взаимовлияния колес движителя, которое связано с разрушением снежного покрова и переноса снега из зоны контакта в межколесную область ори заданных кинематических реаимах движения (учет экскавационно-бульдозер-ных оффектов); ■

: - предложены методы расчета и оценки проходишсти шлда-лриводных многоосных колесных машин, которые позволявт при выборе конструкции движителя определить его мобильные характеристики, наметить пути их повышения, а также обосновать применение того или иного типа средств повьшения проходимости;

- разработанные стенды, измерительное оборудование и методики проведения лабораторных и полевых исследований позволяет наиболее полно и с достаточной степенью точности произвести исследования взаимодействия колеса со снехным полотном дути, а 4

rarace ускорить конструкционное адаптирование колесных движителей реальных ыашш к использовании для передвижения ш снегу и сократить затраты на разработку новых конструкций движителей.

Реализация работы. Результаты экспериментально-теоретических исследований ю теме диссертации внедрены в ц/я A-770I, использованы при проведении ШОКР в ОЕИЛВМ для объединения ГАЗ, а также внедрены в учебный процесс кафедры "Автомобили и тракторы" Нижегородского политехнического института.

Апробация работы. Отдельные результаты и основные изложения на региональных научно-технических конференциях "Повышение эффективности проектирования, испытаний и эксплуатации автомо-5илей" (Горький, 1986, 1987, i960 гг.); на седьмой научно-тех-гаческой конференции молодых ученых Волго-Вятского региона (Горький, 1987 г.); на Всесоюзной научно-гахнической конференции "Повышение надежности и экологических показателей автомобильных двигателей" (Горький, 1990 г.); на совместном заседании кафедры "Автомобили и тракторы" ГШ к НТС ОНМВМ. (Горький-Нижний Новгород, 1984 - 1991 гг.).

Публикации. По тема диссертации задегонировано 4 работы, опубликовано 6 тезисов докладов на конференциях, выпущено 4 отчета го НИР.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, общих шводов, списка литературы из III наименований и четырех приложений. Работа изложена на 130 страницах машинописного текста, содерииг 69 рисунков, 25 таблиц и 4 приложения на 59 страницах.

СОДЕРЖАНИЙ РАБОТЫ

Во введении дача характеристика актуальности темы, новизны и практической полезности работы, ее реализация, апробация и структура.

Первая глава включает обзор работ в области теории взаимодействия колесного движителя с деформируемым полотном пути и анализ этих теорий с точки, зрения применяемости к описанию процесса работы колес автомобиля на заснеженных поверхностях дви-кения.

Рассматривая общие положения теории взаимодействия колесного движителя с деформируемым полотном пути,можно ввделить пять основных разделов: физико-механические свойства материала полотна пути; механические свойства колес движителя; аппрокси-

ыация контактной поверхности колеса с полотном пути; образование колеи; формирование сопротивления движении и тягового усилия. Эти разделы применительно к грунтам достаточно хорошо разработаны как отечественными (Я.С.Агейкин, Д.А.Антошв, Б.И.Ба-лошев» А.К.Бкруля, В.И.Бойков, В.«. Бобков, Б.Л.Бухин, Ю.А.Брянский, В.Л.Бидерман, В.П.Горячкин, А.А.Хачатуров, Н.А.Лешн, А.Л.Кемурдкиан, А.Ю.Ишлинский, Н.<£.Кошарный, М.И.Летошнев, А.Л. Маршак, В.Н.Наумов, Ю. Л. Ровдест венский, В.А.Петр/шов, В.И.Кно-роз, Г.А.Сшшов, В.В.Гуськов, Н.А.Ульянов, Ф.Г.Ульянов, Е.А. Чудаков, В.В.Кацигин, М.П.Чистов и многие другие), так и зарубежными (М.Беккер, Д-к.Вонг, А.Рис и др.) авторши. Однако приме нктельно к снегу этими вопросами занимался небольшой круг иссле дователей. Среди них следует особо вццелить следующих: А.А.Крат вицкий, Н.Г.Ефишв, А.К.Донин, В.П.Кароль, Д.&Кузьшш, В.А.Малыгин, С.В.£^каюшников, Л.Г.Барахганов.В.И.Панов. В основной, указанные авторы прорабатывали вопросы взаимодействия со снегом гусеничных движителей и лыжных.

Анализом известных работ установлено: недостаточная изучен ность процесса взаимодействия колесного движителя со снехным пс дотноы дути; невозможность непосредственного использования разработанных для грунтов и оин расчетных форцуд применительно к работе колеса на снегу; отсутствие расчетных зависимостей доя полного учета влияния на сопротивление и тягу экскавационно-бульдозерных эффектов как в зоне контакта колес со снегом, так и в ыежколесной области. -

В соответствии с поставленной целью и проведенным анализ состояния вопроса бши. определены следующие основные задачи да ной работы:

- обоснование процессов, происходящих в снеге при взаимодействии с ним колесного движителя и получение расчетных зависимостей для определения физико-механических свойств снега в зоне контакта-колеса со снежным полотном пути и в мелколесных областях, а также получение расчетных зависимостей для определения сопротивления снега сжаизо и сдвигу применительно к колесному движители;

- разработка математической модели взаимодействия колесного движителя со снежным полотном пути;

- разработка алгоритмов, вычислительных программ и методи расчета силы тяги, сопротивления двияенио и проходимости колес ных машин ш снегу;

•6

- исследование влияния конструкционных параметров и обоснование путей повышения проходимости колесных машин;

- экспериментальная проверка теоретических разработок, методик расчетов, методов и средств повышения проходимости колесных машин;

- практическая реализация результатов исследований при создании новых и совершенствовании существующих конструкций колесных машин.

Во второй главе изложены теоретические предпосылки и разработана математическая модель взаимодействия колесного движителя со снегом и проходимости голшприводных автомобилей по снежной целине.

Составными элементами модели являются: схема колесного движителя и машины; квазистатические уравнения движения колесной мааикы и система уравнений связей; алгоритм решения и программная реализация математической модели на ЦЭВМ. В качестве входных параметров для модели принято три группы исходных величин: параметры машины; параметры колеса; исходные параметры состояния снега в недеформированном виде. Ввиду того, что исследования проходимости колесных машин основаны на изучении процесса взаимодействия колесного движителя со снегом, целесообразно систему уравнений движения мааины представить в виде 'системы уравнений движения колес движителя и статического-равновесия сил упругости шины реакций полотна пути:

Ок!] ~ Рм] ,

&// ~ Ту *0,

Мг.!'] ~ 77/~0,

Лвгг - аХ'О, / (6*г-(5*к) О с/Х* О,

¿лт 7

п'/ ' (Хи, , > О,

где Вкгб* г Мк - вертикальная, продсльнач силы и крутящий момент, приложенные к колес,(Ухг , - прэекции контактных напряжений на оси координат соответственно от дефор-

7

мации снега и шны; л SZ - текуциэ координаты точек контактной линии колеса со снегом; , ¿^ - динамический радиус колеса и величина сноса результирующей реакций полотна пути; / а 1,2 - число бортов иашсш-.у я 1,2,..., N - число осей машины; R , Т- вертикальная и продольная реакции полотна пути, которые рассчитывается по зависимостям: - , ¿кг

Ñ*B*f(<5nr +6r,fgcKr)ctX. T-B«J(C<cr-G*rfq<Xr)dX.

/ ¿tt/ ¿tte ^

Z/r/> ¿n~ координаты крайних точек контактной линии соответственно в зоне загрузки и разгрузки шины. Эти величины связаны уравнением ¿хг.г*Гпю~(&*1>с высотами контакта колеса с полотном цути, которые с учетом зкскавационно-Зуль-дозерных эффектов 'faxtj+e,

где /?м - радиус колеса в недефордарованном состоянии;А«/.- осадка колеса в снег ох смятия¡Дг.г осадка колеса от экскавации снега из зоны контакта; fy«r - высота дополнительного прироста контакта колеса.с полотном пути, которая зависит от кинематики предаествущего колеса и наличия взового режима у-рассматриваемого колеса и шжет быть определена шрагешизыhwrj¡ 'Ókso'í Здесь П*& - дасота бульдозерно-вытесненного снега с межколесную область; - высота вынесенного снега в межколесную область из прв-аествущего колеса. Величина Ас - определяет деформации шины в нижней точке контакта и рассчитывается по аппроксимацион-ной зависимости: л/v

/ „> А- Л- Q //.ехрС-Р**)1,

где Ккор - коэффициент коррекции; Лж - коэффициент жесткости снега; Pw - давление воздуха шины колеса; Ро - давление, создаваемое каркасом вины; /?** - радиус качения колеса, который определяет кинематический резшм движения колеса и связан с коэффициентом буксования Ó зависимостью *ltí¿ /Cúx=(fí*t>-f?i¡' ' de) ; UU --действительная поступательная скорсть колеса; (О - угловая скорость колеса.

Величина нормальных контактных напряжений (Snr рассчитывается по зависимости, которая представляет собой модифицированный, применительно к колесу, аналог формулы Малыгина (Эпг -Aclnr (3c-Uy< , где Ас , Bt - коэффициенты, расчитанные по эмпирическим формулам:

Ас - 0,735/^Д , Вт =HrCOS(<Xr)(/hB«+dy (Вк+d) ,/?у = 0,3ttp,+ 0,3), de '0.028p/f/rcos(oir)]j/2 .

¿nr - деформация снега по нормали; В к - ширина колеи; -

угод, определявший направления действия ващтешй; - рабочее значение плотности снега для его расчета,на основа экспериментальных данных получена зависимость/>Р »¿¿>;}рв%■/(/£• ;

Ь] - эмпирический коэффициент ; - вербальная деформация снега; //г - толщина снеаного покрова; - плотность снега в исходном состоянии. Для расчета тангенциальные контактных напряжений используется следующая гипотеза Оту , гдо

(Зтр - контактные напряжения от трения шетупоз грунтозацепоэ о снег; Оса - контактные напряжения от сдвига снега то упорным поверхностям грунтозацепов. Для расчета этих величин используются зависимости:

I <Опг ехр(- \Url-r, //л-1; 1 >

<3^ г ^/-/<*}[& V * <5лг7о<?01жфг;>)&<р(-

где - скорость проскальзывания произвольной точки контакта (НТК) колеса со снегом; - коэффициент трения'резиш о снег;

- коэффициент насадсншети протектора^ пзиы; - иаг грун-тозацелов; - угол наклона средней линии грунтазапела к не-рддконачьной линии шины; Уги- - тангенциальная деформация снега;

А'гр -динамический коэффициент-трения; '^ел. -динамический коэффициент сдвига; V - коэффициент учета сага грунтозацепоз. Для вычисления последних трас величин кешльзуэтея зависимости:

~0,05^рг Ог. АгД *9.СЮ5ок-- +79%1)0г. ,

где От - коэффициент буксования ЩК.

Для определения параметров состояния светлого покрова при последовательном прохождении полос и любой ШК гдоль лита: езп-жодейстЕип колеса с материалов полотна пути на основе большого экспериментального материала для снега с влажность» кеимю 12Я-температурэ округащего воздуха от -5.. .-?.5°С, разработана з:;-пнрнческие атгрокехзгацяонкке зависимости: "

и^ехрфт^), ,

где Со - связность снега; тде^- коэффициент внутреннего трения снега; , 7л- > - эмпирические коэффициенты.

Проведенные эхспериментатано-тсоратичесниа заведования показали, что оценить проходимость колесных иклш по снегу целесообразно по запасу силы тяги л , что является условием проходимости, а за показатель проходимости'прилагается максимально-

еозаолная- ш»та преодолеваемого снеяного покрова. 2олас силы тяги определяется Pf к , где /V - обобщенная си-

rf —, л'/

ла тяги; /¿л - суммарная сила сопротивления движению. Дня расчета последней используется выражение:

* Л

где //л -^сила сопротивления движению от смятия снега колесами Р/Г " ^^(RijLxrij/RxA'/) или с учетом разработок, проведенных Л. В.Варахтановым

_ j у . fifymot G*»x j (

~ сила сопротивления от экскавационно-будьдозерши эффектов

Рим- сила сслротишенда движению от поездки машшы на днидэ

Р-jv!- сила сопротивления движению от преодолеваемого подъема; Pf*?- крвковая нагрузка; /^¡4» - гистарезиснке потери при деформации шины;- .сопротивление. преодолеваемой воздушной среды. Последние взличиш легко находятся по известным формулам, испэльзуеыыа в теории автомобиля. В приведенных вше формулах величины: С"Smax - максимальное (пиковое) контактное напркаение под колесами; JZ - коэффициент начальной жесткости снега;Азд*-коэффицнент, харавгеризувдий максимальную величину деформации снега; Сзд^ - давление дкща на скег;Дг* т ширина и

площадь дн;ца; f?^- глубина осадки .днкца в снег. Тяговое усилие находится ш зависимости: г аг - ' ' 4*г

PV -I Iö«;j/(5r„j COSdT,ya0C. '*o J-p ff,

В третьей главе приведены результаты экспериментально-теоретических исследований взаимодействия колес движителя со сне-гоц.

Проведено экспериментально-теоретическое исследование процесса образования колеи эластичный колесным движителем при взаимодействии его со снежный полотком пути с учетом экснавацион-но-бульдозерньк эффектов. С ростом проскальзывания колес растут экскавационно-булвдозерные составляющие высот контакта, соответственно возрастает сопротивление движению, которое в свою оче-

редь, обуславливает рост проскальзывания. .

Определена связь между показателем кинематического режима (радиус качения или коэффициент буксования) и энергетическими затратами на движение. На рис. I приведена эта зависимость,рассчитанная для одного борта полноразмерного ходового макета ГШ-3901 (8x8, О л. - 65000 Н, иины И-112, » 0,05 МПа) и снега с параметрами » 0,375. Ю5... 0,620. Ю5 Па/м, Со = 750...15С0 Па,

= 0,25...0,38 рад, ^Оо а 0,25...0,35 г/см3,///- » 0,3...0,75 и. Точками на графике нанесены экспериментальные данные.

Установлено, что максимальную долю до 50$ затрат на сопротивление движению связывают с работой первого колеса, а эксхзва-ционно-булздозерные эффекты, в целом по дв1кителэ, увеличиваат, энергозатраты на передвижение - на 30...40$.

Раскрыто влияние кинематического разима работы движителя на формирование опорных реакций. Шказзно изменение контактных напряжений по длине зоны взаимодействия со Снегом в зависимости от скорости проскальзывания элементов поверхности акнн.

Проведена проверка достоверности экспериментальных денных и едекзатности математической шдели объекту исследовании. Установлено, что модель в среднем дает достаточно хорегзуп сходимость оценивае:«у» в 15...30^.

В четвертой главе приведены результата эдепззржэнт&ъьно-тео-рзтических исследований проходимости полнопрлгодкых колеених машин по снегу.

В результате проведенных рпсчот:-:с?- г:оротнчоск:эс и экспериментальных исследований установлено, .что з среднем сопротивление движения распределено слсдуггу:ч сЗргзсм: сопротивления от смятия - 64.. .40%•, экскавацконко-булздозерноа сопротивление -29...24£, прочно факторы - Это наглядно показано на

рис. 2.

Установлено, что при .т-боп самом рациональном сочетании конструкционных параметров колесного движителя и автомобиля з целом невозможно добиться проходимости колесных ыззин по снегу, глубина которого в среднем провшаег радиус колеса.

Сформулирована и решена задача применения технических средств погьпения проходимости. Теоретические результаты представле- . ны на рис. 3, а эксперйн^нггльиыо в тебл. I.

Наряду с вшю перечисленными в табл. I экспериментальным исследованиям подвергались: широкопрофильные пины; пт/цевые це-

/V,

л£т 40

X)

«Л

с в

ее » с • 9

'ГУ

0.1 аг дз 0.1/ 0.5

Рис, I, Завшииосзь затрат ыоцности ка передвижение от радиуса качения

Рис, 2. Сопротивление движении колесной мааины по снегу:

1-суиыарное сопротивление/^;

2-скла тяги А» ; 3-аапас силы тяги л А» ; 4-сопротивлешз от смятия снегаР+г ; 5-экска-вацись.. о-буль",озерное сопротивление ; б-сопротивление воздушной средами'; 7-запас силы тяги без учета

Ркз. 3. Запас силы гягк от глубина скестого покрова для колесного двгспителя 8x8 сснацзнного различнши средства;.:!! повышения проходимости: I- 8x8 одиночные И-112 Р»г =0,25 I'¡Па; 2- 8x8 одиночные И-П2 =0,05 ЫПа; 3- 8x8 сдвоенные 1-1-112 Р-л/ =0,15 1Ша; 4- 6x8 дисиретшв увиризеяи /14 олем./

=0,05 ЫПа; 5- 8x8 ленточкнй увирвтелк Аи =0,25 ЮТа; б- ахв гусеница Р»> =0,15 ЫПа : 10 .

Таблица I

Запас сила тяги (кН)

Бвд движителя и Глубина снежного покрова, и

давление воздуха 0,0-0,2 0,2-0,4 0,4-0,6 0,6-0,8

6x8 одиночные шины Р„ - 0,25 МЛа 8,15 5,0 1,40 п-п*

8x8 одиночные шины Я, » 0,05 МЛа 24,0 21,9 14,8 п-п

Ух8 сдвоенные шины А* -'0,05 ЫПа _ 14,8 п-п

6x8 дискретные уширители (14 эл}Ры - 0,05 !Ша 25,7 п-п

8x8 ленточные уширители Р»> = 0,25 МЛа _ 33,15

Гусеничный движитель 36,8

*Л-П - потеря проходимости.

льнометаллические звенчатыз, которые надеваатся на колеса движителя; опорные площадки циклического действия. Кратки о сведения по результатам применения средств гошпения проходимости сформулированы в седьдам пункте общих таодов.

В приложении изложено описание к '¿«хничегкая характеристика полноразыерного ходового макета П2>1-3301, описание приборов и оборудования для исследований, а также программа-методика экспериментальных исследований.

ОБЩИЕ швода

1. Разработана методика расчета проходимости многоосных колесных малин по снегу на основе экспериментально-теоретических исследований, которая позволяет оценить проходимость серийных машн, провести их сравнение и прогнозировать проходимость при проектировании новых и модернизации существующих конструкций. Проведен анализ путей пэ видения проходимости шогоосных мадин

по снежной целине.

2. Установлены закономерности формирования физико-ыехани-

ческих свойств снега в системе "колесная ыашша-снежное полотно пути". При этом получены уравнения взаимосвязи параметров снежного покрова, на- основе которых разработана методика расчета контактных напряжений с учетом изменения свойств снега как по длине зоны взаимодействия колеса, так и в результате последовательных проходов шлее движителя.

3. Разработана методика расчета высот контакта колес движителя со снегом с учетом экскавацконно-бульдозерных эффектов, обсусловленных проскальзыванием шин относительно полотна пути. Установлено, что фрикционное вытеснение снега из зоны контакта составляет 10...15$ от экскавационно-бульдозерного выноса снежного покрова в межколесную область.

4. Создана математическая модель взаимодействия колесного движителя со снегом с учетом разрушения снежного покрова и переноса снега из зоны контакта в мелколесную область в зависимости от кинематического рехиыа работы колес машины. Разработаны алгоритм, вычислительные программы и методика расчета показателей проходимости.

5. В результате расчетно-теоретичесюк и экспериментальных исследований суи-естЕсшю уточнена физическая картина и раскрыты особенности формирования силы тяги и сопротивления движению. Установлено, что при буксовании колес, соответствующем максимальному тяговому усилию, сопротивление движении на снежной целине формируется следующим образом: от смятия снега - 55.. .63,ъ, экс-кавационно-бульдозерное сопротивление - 35...45%, прочие факторы до 5/о. При этом максимальная доля до 50$ затрат на сопротивление движению связана с работой первого колеса. Показано, что разработанный комплекс математического моделирования и методик расчетов дает достаточно достоверную качественную к количественную (10...25$) оценку параметров проходимости многоосных колесных малин по снегу.

6. Теоретическими и экспериментальными исследования}.;!; доказано, что при любом самом рациональном сочетании конструкционных параметров колесного движителя и автомобиля в целом невоз-ыэкно добиться суцосгвенного повышения проходимости колесных г.'.алкн по снегной.целине, глубина которой превышает 0,85. ..1,08 радиуса колеса. При этом нижняя граница справедлива для снегов

с плотностью) 0,15 г/см3, а верхняя - 0,30 г/см3.

7. Сформулирована и решена задача применения технических .

средств повышения проходимости. Установка сдвоенных колес на машину не дала видимого повышения проходимости та сравнению с односкатным движителем. Плицевыэ цепи противоскольжения целесообразно использовать на снегах с глубиной снежного покрова 0,05... 0,35 метра. Дискретные уширители с семьи элементами на колесо не эффективны, а дискретные уширители с четырнадцати элементами дали прирост на 20...25$ по запасу силы тяги. Ленточные уширители колес обеспечили повышение проходимости на 32£ по сравнении с обычным колесным движителем. Звенчатая цельнометаллическая гусеница увеличивает показатель проходимости на 40% по сравнении с одиночным колесным движителем. Опорные площадки циклического действия позволяют кратковременно преодолевать снежный покров глубиной более одного метра.

8. Теоретические разработки, методики расчетов, результаты экспериментальных исследований, технические предложения, практические рекомендации повышения проходимости многоосных колесных машин внедрены при создании новых и совершенствовании существующих конструкций в (ШЛЕМ, ВДШРАНШШ, Горьиэвском автомобильном заводе и в учебном процессе кафедры "Автсу-обилн и тракторы" Нижегородского политехнического института.

ТЕХНИЧЕСКИЕ ПРВДШЗШ И РЕК0МЩ/ДЩ1

1. На снегах с толщиной слоя до половины диаметра колеса возможна эффективная эксплуатация колеекке «и боэ пр5п.!екския специальных средств поЕьаения проходк;,;оста. Б этом случае целесообразно снижать давление воздуха в сглах, применять для оснащения движителя сиро ко профильные и ягочшэ п:пш, а тагаэ пнев-ыокатки. Использование сдвоешнх колес на всех ссях мззкда является малоэффективным констру;а'1мэнн:.:м решением проходимости.

2. На снегах с толщиной слоя бодьзэ полз вини диаметра колеса проходимость малины созшпна при оснащении дшаителя специальными средствами повышения проходимости. По мерз эффективности средства похищения проходимости распределяются следующие образом: цельнометаллические гусеницы, надеваемые на колесный двигатель; ленточные уаирители; опорные площадки циклического действия. Малоэффективны:/.!! для колесных метки оказались дискретные уширители колеса и плицевые цепи прэтиЕОскользения.

Основные положения диссертации отражены в следующих работах:

1. Беляков B.B. Исследование процесса взаимодействия эластичного колеса с деформируемым полотном пути с учетом экскавационных эффектов /Горйюв. политехи, ин-т. - Горький, 2987.- 26 с. -Дед. в НИШавтопроые 02.06.67, » 1541-ап87.

2. Беляков В.В. Процесс образования колеи движителем машины с учетом экскавационно-бульдоэерных эффектов /Горьков. политехи. ин-т.- Горький, 19ЭЭ.- 54 е.- Деп. в ЦНШКМавтопроме

12.06.89, » 1897-апШ.

3. Беляков В.В., Козлов B.C. Экскавационно-бульдозерное взаимодействие колесного движителя с полотном пути /Горьков. политехи. ин-т.- Горький, 1989.- 41 е.- Деп. в ДШДОШстроймаше

19.03.90, № 23-сд90.

4. Беляков В.Б., Масленников В.А., Козлов B.C., Нуриев Б.И. Экспериментальные исследования проходимости и управляемости колесных машин // Повышение эффективности проектирования и испытаний автомобилей: Тез.докл. региональной научно-техн.конф.-Горымй, 1985.- С. 15.

5. Беляков В.В., Козлов B.C., Курнев В.И. Определение сопротивления движению многоосного полноприводного колесного движителя с учетом экскавационных эффектов // УП научн. конр. молодых ученых Волго-Вятского региона: Тез.докл.- Горький, 1987.- С. 68.

6. Беляков В.В. Расчет тягово-сцешьк свойств полноприводных колесных машин при движении по снежной целине // Повышение эффективности проектирования и испытаний автомобилей: Тез.докл. региональной научн.-техн. конф.- Горький, 1987.- С. 10—II.

7. Беляков В.В., Малыгин Е.А. К вопросу построения регрессионных уравнений связи параметров состояния снежного покрова // Повышение эффективности проектирования, испытаний, эксплуатации автомобилей и строительно-дорожных машин: Тез.докл. региональной научн.-техн.юнф.- Горький, 1988,- С. 26.

8. Беляков В.В. Имитационное моделирование процесса взаимодействия колесного движителя с деформируемым полотном пути с учетом зкекавадионно-бульдозерных эффектов // Повышение надежности и экологических показателей автомобильных двигателей: Тез.докл. Всесоюзн.научн.конф.- Горький, 19У0.- С. 69.'

9. Беляков В.В., Барахтанов Л.В. Етияние конструктивных параметров колесного шасси на проходимость автомобиля по снежной целине // Швышение надежности и экологических показателей ав-

томобильных двигателей: Тез.докя; Веесоозн.научн.-техн.хонф. Горький, 1990.- С. 70. 10. Беляков В.Б., Барахтанов Л.В. К вопросу выбора аппраксима-ционного уравнения для описания формы контактной линии взаимодействия колеса с полотном пути / Горьков.политехи, ин-т.-Горький, 1990.- 26 е.- Деп. в МАШР 12.12.90, » 90-сд90.