автореферат диссертации по транспортному, горному и строительному машиностроению, 05.05.03, диссертация на тему:Обоснование конструкции и параметров укороченных тягово-сцепных устройств магистральных автопоездов

ПГО л п

МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ЛВТОМОБИЛЬНО- ДОРОЖНЫЙ ИНСТИТУТ (ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ)

На правах рукописи

СОКОЛОВ Сергей Александрович

ОБОСНОВАНИЕ КОНСТРУКЦИИ И ПАРАМЕТРОВ УКОРОЧЕННЫХ ТЯГОВО-СЦЕПНЬК УСТРОЙСТВ МАГИСТРАЛЬНЫХ АВТОПОЕЗДОВ

Специальность 05.05.03 - Автомобшп и тракторы

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание учёной степени кандидата технических наук

МОСКВА 1994

Работа выполнена на кафедре "Автомобили" Московского государственного автомобиль но-дорожного института (технический университет).

Научный руководитель - доктор технических наук.

профессор Фарсбин Я.Е.

< '

Официал.ные оппоненты: доктор технических наук, профессор Бршев О.Н.

кандидат технических наук, старший научный сотрудник Грай М.И.

Ведущая организация: иинскии автомобидьный завод ) (производственное объединение

-БеяавтоШЗ")

Защита состоится "УО" ¿Ш^пЮ 1994 г. в 10 часов на заседании специализированного совета К 053.o0.09 ВАК России при Московском государственном автомобильно-дорсянсы институте (технический университет) по адресу: 125829, ГШ-47, Москва, А-319. Ленинградский проспект, 64, ауд. 42.

С диссертацией шхно сянакшитьпя в библиотеке института. Автореферат разослан г.

Отзывы просим представлять в двух экземплярах с подписью, заверенной печатью.

Телефон для справок 155-03-28—

Учёный секретарь специализированного совета кандидат технических наук,

доцент ВЛАСОВ В.Ы.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность оабош. Одной из основных задач, стоящих перед автомобильной отраслью при переходе к рыночным отношениям, является дальнейшее повышение эффективности автотранспортных средств (АТС).

Наиболее перспективным путем решения указанной задачи в настоящее время является повышение производительности АТС за счет увеличения их грузоподъемности и грузовместимости.

При перевозке грузов, имеющих малую плотность, коэффициент использования грузоподъемности универсальных автопоездов становится значительно меньше единицы и доходит в среднем по России до 0.6.

Развитие производства, методы распределения и потребительские традиции предъявляют в последнее годы ноЕЫвенные требования к погрузочным объемам транспортных средств, участвующих в грузовом движении. Однако габаритные размеры автомобилей и автопоездов имеют государственные нормы и ограничения. Одним из направлений увеличения грузовой платформы, а, следовательно, ,¡1 объема автопоезда, не нарушая допустимую длину, является уменьшение расстояния между задней стенкой кузова тягача и передней стенкой кузова прицепа. Это становится возможным в результате применения специальных конструкций тягово-сцепных устройств (ТСУ).

Эффективность использования таких автопоездов во многом определяется достижимым уровнем их эксплуатационных свойств; тягово-скоростных, управляемости; устойчивости и маневренности.

Влияние применения различных конструкций специальных ТСУ, с целью уменьшения расстояния мелду кузовами звеньев автопоезда, 'на эксплуатационные свойства автопоездов практически в нашей стране не исследовалось, а также работы по определению оптимальных параметров специальных ТСУ не проводились.

Эти обстоятельства определяют необходимость дальнейшего развития методов теоретического и экспериментального исследования особенностей движения магистральных азтопоевдов повышенной грузовместимости и определения оптимальных парачетров ТСУ с наиболее выгодными в эксплуатации характеристиками.

Цель диссертации - определение степени влияния ТСУ с изменяющимися параметрами на управляемость, устойчивость, манев-

1

ренность вдтокоеэдоЕ и установление пв зюй основ- наиболее предпочтительных компоновочных схем автопоездов с повышенной грузовместимостью. •

Метди исследования. Использованы основные положения с огребенной теории движения автомобилей, теоретической механики, методы математического моделирования и вычислительной математики.

Научная новизна состоит в разработке:

- математических методов исследования влияния параметров ТСУ на показатели управляемости и устойчивости;

• - методов оценки уровня маневренности АТС с ГСУ, изменяющими свои параметры;

- методов оценки уровня маневренности АТС в типичны;', условиях эксплуатации;

Практическая ценность заключается в возможности использования предлагаемых методов оценки влияния параметров ТСУ на ¡эксплуатационные свойства АТС большой грузовместимости на стадии их проектирования к в разработке требований и мероприятий, реализация которых обеспечивает необходимый урозе::ь эксплуатационных свойств АТС.

Реализация работы. Материалы диссертационной работы приняты к использованию ка Минском автомобильном заводе .

Апробация работ. Основные положения исследования докладывались на 45-й (1991 г.). 50-Й (1992 г.), 51-й (1993 г.) научно-методических и науч;ю-исследовательских конференциях ¡ЛАДЯ.

Публикации. По материалам диссертации опубликовано 2 статьи, тезисы к конференции и 2 научно-технических отчета.

Объем диссертации. Диссертация состоит из введения, четырех глав, общих выводов, списка литературы и приложений. Работа содержит 137 страниц машинописного текста, 10 таблиц, 54 рис.

На защипу выносяпся:

1. Математическая модель управляемого движения автопоезда;

2. Математическая, модель установившегося кругового движения многоосных автопоездов с учетом действующих сил;

4. Математическая модель и методика оценки уровня маневренности АТС в реальных условиях эксплуатации;

5. Результаты расчетно-теоретических исследований управ-

ляемости, поперечной устойчивости и маневренности автопоездов похищенной грузовместимости.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

8 первой главе проведены классификация и аначиа конструкций укороченных ТСУ, позволяющих повысить грузовместимость автопоездов, габаритные размеры стандартных автопоездов, предлагаемых для использования в странах ЕЭС, сбзор. анализ и обобщение результатов предшествующ« исследовании по управляемости, устойчивости и манёвренности АТС.

Официально принято ¿читать, что применение специальных ТСУ, позволяющих повысить грузовместимость автопоездов, началось с 1979 года. За эти годы было разработано большое их количество. Разработка укороченных ТСУ пла в направлении обеспечения большей грузовместимости и одновременно улучае'ния эксплуатационных свойств автопоездов. На дальнейшее развитие конструкций ТСУ наложили отпечаток, принятые в 1990 году, новые ограничения на Еесовые и габаритные размеры автопоездов. Предлагается использовать стандартные автопоезда различных конструктивных схем (рис.1) для перевозки 38 европоддонов , а также автопоезда с различной комбинацией длин кузовов тягача и прицепа, соответствующих количеству европоддонов, которые возможно разместить в кузове тягача, и прицепа.

В развитие теории управляемости и устойчивости движения АТС большой вклад внесли Е.А.Чудаков, Я.М.Певзнер. А.С.Литвинов, Я.Е.Фаробин, А.А.Хачатуров, Д.А.Антонов, Я.Х.Закин, В.А.Еларионов, Ю.А.Брянский, Л.Л.Гинцбург, Б.И.Морозоз, Д.Р. Эллис, Ф.Джиндра и др.

Однако большинство приведенных исследований относятся к одиночному автомобилю. Значительно меньше работ по управляемости большегрузных автопоездов.

Вопросами управляемости и устойчивости движения автопоездов занимались А.И.Аксенов, А.А.Асриянц, А.С.Будагян, М.М.Бах-мутский, Ю.М.Власко, М.Л.Ровинзон, Н.А.Взяткшев, А.В.Жуков, Л.И.Кадолко, Ю.А.Самойленко, М.В.Прокофьев, Р.Д.Эрвин и др.

Анализ проведенных работ по устойчивости и управляемости большегрузных автопоездов показал, что подавляющее большинство из них посвящены управляемости и устойчивости движения автопо-

3

( 2350 350 № 5 7П5

(

11 П

----ОУг ¡8350

1140 350 Ш5 7525

/

1 I

г^г 15350

2250 V 7¿¿5 350 7815

/

1 1

18 35С -^г

2Ъ50 550 7825 7 г 25

/

1 М,, 1 1

•иг ««а- -ф—в*£=! С /«35

Рис. 1. Стандартные автопоезда с максимальным объемом грузового пространства для 38 европейских поддоиоо

ездов общетранспортного назначения и недостаточно уделено внимания исследованию движения автопоездов повышенной грузовместимости, в особенности, автопоездов, имеющих прицеп с центрально расположенными сдвоенными осями.

Наиболее полным и обоснованным документом по совместной оценк? управляемости и курсовой устойчивости АТС следует считать ОСТ 37.001.471-88, разработанным в НАМИ.

Исследованию криволинейного движения АТС, в частности манёвренности, посвящено большое число работ русских и зарубежных ученых. Большой вклад в изучение отдельных вопросов криволинейного движения АТС внесли Я.С.Агейкин , А.Б.Азбгль , В.В. Актов, Ю. А.Брянский, М.И.Грифф", Я.Х.Закин. З.Н. Ибрагимов. A.M. Иванов, А.П.Колпаков. Н.И.Крышень, A.jj.Литвинов, В.Ф.Платонов, Г.А.Смирнов, Я.Е.Фзробин, В.А.Хслмер, И.П.Чайковский, Е.А.Чудаков, Д.Р.Эллис, Ф. Джиндра, Д.Р.Ерлих и др.

Увеличение длины грузовой платформы автопоезда, за счет применения специальных ТСУ, позволяющих сократить расстояние ме.тду кузовом тягача и прицепа, требует изменения параметров этих ТСУ в процессе движение автопоезда по траекториям большой кривизны. Общая длина автопоезда при движении по окружностям малого радиуса в результате этого увеличивается, а показатели маневренности ухудшаются.

Дальнейшая разработка, автопоездов повышенной грузовместимости требует решения проблемы достижения достаточного уровня манёвренности для них и определения параметров ТСУ, обеспечивающих этот уровень.

С целью конкретизации задачи в качестве объектов исследования в данной работе приняты перспективные автопоезда различных конструктивных схем, рекомендованные для применения в странах ЕЭС.

Обзор исследований по манёвренности, проведенных различными авторами, показал, что существующие методики определения показателей манёвренности не позволяют полностью оценить уровень манёвренности автопоездов повышенной грузовместимости на стадии проектирования. v

В соответствии с поставленной целью работы и результатами анализа состояния вопроса определились следующие задачи исследования :

- разработать математические методы ркзчета показателей

5

управляемости, устойчивости и маневренности автопоездов, повышенной грузовместимости;

- разработать методы оценки уровня маневренности многоосных АТС в типичных условиях эксплуатации;

- провести экспериментальные исследования и проверить достоверность разработанных моделей;

- подготовить соответствующее программное обеспечение для расчетно-теоретических исследований;

- провести расчетно-теоретические исследование управляемости, устойчивости и маневренности АТС, повышенной грузовместимости;

- определить влияние конструктивных параметров ТСУ на показатели управляемости, устойчивости и маневренности;

- определить влияние конструктивной схемы автопоезда С сочетание габаритных размеров отдельных звеньев автопоезда ) на эксплуатационные показатели при применении ТСУ, повышающих грузовместимость автопоездов;

- обосновать мероприятия и рекомендации, реализация которых обеспечивает заданный уровень управляемости, устойчивости и маневренности АТС при проектировании.

Вторая глава посвящена разработке математической модели управляемого движения автопоезда, проверке точности и адекватности модели по результатам экспериментальных исследований, определению оценочных показателей и характеристик управляемости и устойчивости автопоездов, выбранных в качестве объектов исследования.

При моделировании управляемого движения большегрузного автопоезда в теории движения достаточно обоснованными считают-, ся следующие основные допущения:

- движение происходит по абсолютно ровной горизонтальной поверхности, и .следовательно, не учитываются вертикальные перемещения масс и поворот их вокруг поперечных осей;

- неподрессоренные массы считаются не кренящимися;

- из-за малых значений углов в системе применяется обычный метод аппроксимации их ( sin a » a и cos a * 1 );

- управляющее воздействие принимается приложенным к управляемым колесам автомсбиля-тягача, поэтому влиянием рулевого управления на процесс прикебрегается;

- не учитывается наличие зазоров в седельно-сцепном и тя-

гово-сцениом устройств«;

- сгабклизируюдае моменты шин не учитываются ка-за относительной малости;

- продольная скорость движения автопоезда постоянна;

- расстояние между звеньями гзтопоезда не изменяется иэ-эа малости углов складывания.

Общая динамическая расчетная схема криволинейного движения двухзвенного автопоезда представлена на рис.2.

При моделировании управляемого движения автопоезда учтены следующие основные особенности:

- нелинейный характер изменения коэффициента сопротивления боковому уводу шин от угла увода, вертикальной нагрузки, тяговой силы и от давления воздуха в шипах;

- углспая жесткость рессор и стабилизаторов поперечной устойчивости;

- между звеньями автопоезда в точках сцепления предусмотрена возможность установки гидравлических и фрикционных демпферов, а также упругого элемента в горизонтальной и поперечно-вертикальных плоскостях;

- конструкция, тягово-сцепного устройства.

Рассматривая силы и моменты, действующие на каждое звено

автопоезда относительно выбрайной системы координат, получим уравнения равновесия инерционных, упруго-демпфирующих и внешних сил и моментов каждого кинематического звена :

МГ(УХ1- Ууг^-О^ ;

Мг(Уу)+ УХ1-ь>21) + МпкЬш-ьы-ГРу, ;

-<^1 + МП1-ЬП1-а1-ь)х1-а121 ;

1хпг«х«+ Мп1-Ьп5-(Уу1+Ух1-ы21+а1-ь)21)"а1х1 . где М] - полная масса 1-го звена автопоезда; Мп! - подрессоренная масса 1-го звена автопоезда; 121 - момент инерции 1-го звена относительно вертикальной оси, проходящей через ЦМ; 1хш - момент инерции подрессоренных масс 1-го звена относительно оси крена; Ух1 - продольная скорость 1-го звена автопоезда; УУ1 - поперечная скорость Ьго звена автопоезда; «г! - угловая скорость 1-го звена относительно вертикальной оси, проходящей через ЦМ ; ыХ1 - угловая скорость подрессоренных масс 1-го звена относительно оси крена; - высота центра подрессорен-

7.

I Ryu 1 -.1

Я "jj!

Рис.g. Обидя динамическая схема криволинейного движения двухсменного аитопоеэда

ных масс 1-го звена от оси крена; aj- расстояние по продольной оси от ЦМ i-ro звена до центра подрессоренных масс зтсго эвена; EF};¡ - сумма проекций сил, действующих на i-oe звено, на продольную ось этого звена; EFyi - сумма проекций сил, действующих на 1-ое аьено, на поперечную ось звена; EFzi ~ сумма проекций сил, действующих на i-oe звено, на вертикальную ось звена; ВИ21 - суша моментов сил, действующих на i-ce ЗЕено, относительно вертикальной оси проходящей через ЦМ; D/xí - сумма моментсз сил, действующих па подрессоренную массу i-ro звена, относительно оси крена.

Выражения для моментов инерционных сил непсдрессоренных масс относительно оси крена имеют следующий вид:

Мн1-Ьнг (bi'Wzt- Vyi- Yxrwzi)-2X'xi •

где MHi - неподрессоренная масса 1-го звена автопоезда; hHi" расстояние по вертикали мезду осью крена и центром неподрессо-ренных масс i-ro звена; bi~ расстояние по продольной оси от ИМ i-ro звена до центра неподрессоренных масс этого звена; Qí'xi - сумма моментов сил, действующих на неподрессоренную массу i-ro звена, относительно оси крена.

Дифференциальные уравнения движения автопоезда получаются из равенства инерционных сил и моментов, соответствующих внешним силам и моментам, действующим на подрессоренные и непод-рессоренные части звеньев автопоезда. Эти уравнения описывают движение звеньев автопоезда в горизонтальной плоскости и отдельно подрессоренных и неподрессоренных масс этих звеньев -в поперечно-вертикальных плоскостях.

После проведения преобразований Лапласа относительно независимых переменных получено математическое описание системы, состоящей из 12 дифференциальных'неоднородных уравнений второго порядка с переменными коэффициентами.

Входным параметром для системы служит заданный закон поворота рулевого колеса автомобиля-тягача - ap-f(t).

Для численного решения системы нелинейных дифференциальных уравнений на ЭЗМ применен метод Рунге-Кутта-Фельдберга с автоматическим изменением шага интегрирования.

Экспериментальные исследования проводились с двухзвенпыми автопоездами MA3-53352+MA3-8926 и MA3-53352+MA3-8378.

При лабораторно-дорожных испытаниях регистрировались па-

9

раметри движения звеньев автопоезда, необходимые для сбора исходной инфориации об этих параметрах для учета их при моделировании, определения точности и области адекватности математической модели. При полигонных испытаниях были получёны значения предельных скоростей выполнения маневров и определены причины их ограничения. .

0.3

0.2 0.1

О

Рис.3. Реакции звеньев автопоезда на скачкообразное воздействие рулевого управления тягача 1 - тягач; 2 - прицеп.

_ - Ы-4.33

___- Ы-5.33

___- Ы-б.ЗЗ

(

Ма основании сравнения экспериментальных данных с расчетными, полученными в результате математического моделирования криволинейного движения автопоездов в аналогичных режимах, была проведена коррекция модели, доказана ее адекватность реальному объекту (относительная погрешность математической модели. ке превышала 9 7.) и сделано заключение о правильности теоретических предпосылок и допущений.

-Q.fi------—-

0 1 I 3 4 5 б 7

t -г-

Рис.4. Реакции звеньев автопоезда на скачкообразное воздействие рулевого управления тягача 1 - тягач; 2 - прицеп ис! - 1.55;

3 - прицеп - 2.35;

4 - прицеп Ш - 3.35.

Анализ результатов расчетно-теоретических исследовании позволил установить, что применение укороченных ТСУ для различных конструктивных схем автопоездов оказывает влияние на показатели управляемости по разному.

, Автопоезд, состоящий из трехосного автомобиля-тягача и

О.Н

-4

3

пр:;цепа с центральными сдвоенными осями, обладает более высокими показателями управляемости по сравнению с другими схемами, при условии расположения точки сцепки в непосредственной близости к середине задней оси тягача (рис.3).

Переходные реакции неустановившегося движения автопоезда, состоящего из двухосного автомобиля-тягача и трехосного прицепа, носят сильно выраженный колебательный характер (рис.4), устранить которые при помощи демпфирующих устройств, установленных в поворотном круге, не удается. Применение управляющей связи с коэффициентом передачи меньше единицы приводит уменьшению времени колебаний, но при этом наблюдается увеличение обратного заброса угловой скорости прицепа.

Увеличение длины дышла для автопоездов с разнесенными осями сказывается незначительно на прямой ¡заброс угловой скорости прицепа, а одновременное уменьшение длины свеса точки сцепки приводит к устранению обратного заброса угловой скорости прицепа.

Автопоезд, имеющий прицеп с сдвоенными центральными осями, имеет на 6-8 км/ч выше предельные скорости выполнения маневров "поворот" и "переставка", и поэтому предпочтителен, перед полным прицепом. 10

Третья глава посвящена разработке математических моделей установившегося кругового движения автопоездов для определения оценочных показателей манёвренности с учётом действующих сил.

При моделировании установившегося кругового движения были проведены предварительные исследования, которые позволили' обосновать принятые допущения. В математических моделях не учитываются: моменты сопротивления повороту колес (в отпечатках) из-за малости величин по сравнению со значениями других моментов, действующих в системе; влияние крена подрессоренных масс относительно неподрсссоренных ьа показатели криволинейного движения. Считается, что АТС движется по ровной и недсформируемой горизонтальной поверхности.

Расчётная схема установившегося поворота автопоезда, имеющего прицеп с сдвоенными осями, представлена на рис.5. На основании основных положений теории движения автопоездов, рассматривая уравнения равновесия действующих сил и моментов на каждое кинематическое звено в отдельности, получены математи-12

Ркс.5. Расчетная схема установившегося поворота

ческие выражения для определения координат центра поворота каждого звена. Кинематические показатели манёвренности определялись методом последовательного приближения. Но мере увеличения угла складывания между звеньями автопоезда отслеживалось расстояние между кузовом тягача и прицепа. Если это расстояние сокращалось до величины меньшей необходимого расстанк:;н безопасности, то изменялись параметры ТСУ (длина дышла, положение точки сцепки, коэффициент передачи управляющей связи) с целью обеспечения расстояния безопасности между звеньями автопоезда.

Подобным образом определялись параметры маневренности и для других конструктивных схем.

Разработанный алгоритм расчета показателей манёвренности реализован программами, составленными в системе программирования Turbo-Basic для персональных ЭВМ, совместимых с IBM PC.

■ Результаты исследования маневренности автопоездов равных конструктивных схем позволили установить, что наилучшим по маневренности является автопоезд, состоящий из двухосного тягача и трехосного прицепа, особенно если коэффициент передачи управляющей связи меньше единицы.

Автопоезда, име*дие двухосный прицеп с сдвоенными центральными осями, предпочтительнее автопоезда с обычным двухосным прицепом, и при определенном приближении точки сцепки к задней оси тягача удовлетворяет европейским нормам маневренности.

Изменение параметров ТСУ описывается линейными зависимостями от угла складывания.

Увеличение длины дышла требует меньшего изменения параметров ТСУ при складывании, но ухудшает показатели маневренности.

Изменение комбинации кузовов в рассматриваемом диапазоне существенного влияния на показатели маневренности не оказывает.

В четвертой главе приведен метод определения траекторий движения характерных точек АТС с учетом бокового увода колес, и результаты расчета параметров маневренности при повороте рассматриваемых автопоездов на 90°.

Полный цикл поворота на любой угол состоит из последовательных этапов, основными из которых являются:

1. Вход в поворот. (Считается, что скорость угла поворота управляемых колес в постоянна;

2. Движение по круговой траекторий с постоянным углом по-

/

ьорота управляемых колос;

3. Выход из поворота, угол поворота колес уменьшается ло О, причем скорость поворота управляемых колес также постоянна.

Скорость поворота колес соответствует режимному коэффициенту для данной скорости движения автопоезда. Залакньвм считаются: закон изменения среднего угла поворота управляемых колес; скорость движения середины ведущего моста Ур-сопбЬ; закон изменения параметров ГСУ .

Под изменяемыми параметрами подразумеваются: длина дышла, положение точки сцепки тягача с прицепом и передаточное число управляющей связи. Законы изменения параметров ТСУ получены при рассмотрении устямовивсегося кругового движения, путем аппроксимации полученных зависимостей параметров от углов складывания автопоездов.

Курсовсй угол автомобиля-тягача определяется интегрированием выражения

где Ьпр-Ц-С! - приведенная база автомобиля тягача.

Проекции скорости середины переднего моста VI на сси координат имеют вид

Vly~Yi~V2■Ctgöi•cosri+ sinn)

Интегрированием этих выражений определяются координаты середины переднего моста

t л

х

Vix-Xi-V2-(cosri- tgÖi-sinri);]

X-V2-J(cosri - tg8i-sinri)-dt ;

0 X

Y-V2-|(tgei-cosri + Sinn)-dt 0

Координаты точки сцепки автомобиля-тягача и прицепа

Xc-Xi-(Li+l3c)cosri;

Yc-Yi-(Li+l3c)sinri.

где 1зс - длина свеса точки сцепки тягача с дышлом.

Угловая скорость поворота второго кинематического звена УС-Б1П(¥2 - VI - Й )

12"

Ь2

С1+13с

где а -агс1Б(-); !?1 - мгновенный кинематический радиус

1?1 У1-соз8 поворота азтоыобиля-тягача; \'с---ДЬи/Н скорость точ-

С050С

ки сцепки тягача и прицепа (ЛЬз - приращение длины свеса точки сцепки).

Интегрированием уравнения определяется курсовой угол второго кинематического звена. ,

Координаты точки сцепки второго и третьего кинематического звена выражаются уравнениями:

Х4-Хс+ Ьг-соэгг ;

^ Ьг-этгг

Угловая скорост^прворота третьего кинематического звена

У4-Б1П(ГЗ -Тг) ыз-Гз--;- .

где Ул-Ус-соэСгг- - а.) - ДЬ2/Н (й1Л - приращение длины дышла) .

Интегрированием последнее выражения можно определить курсовой угол последнего кинематического эвена.

Таким образом, зная курсовые углы всех кинематических ввеньев и координаты середины переднего моста тягача, можно определить координаты любых характерных точек АТС.

В качестве оценочных показателей маневренности принимались: максимальная габаритная и аппроксимированная полосы движения.

Типичные эксплуатационные ситуации при маневрировании АТС в реальных условиях позволяют проводить сравнительную оценку автопоездов различного состава, выбирать рациональный маршрут движения, исследовать влияние различных факторов на показатели маневренности.

Автопоезд, состояний из двухосного тягеча и трехосного прицепа, обладает наилучшей маневренностью.но сравнению с дру-16

¡•ими рассматриваемыми схемами.

Автопоезда с двухосными прицепами разных конструктивных схем имею? приблизительно равные значения аппроксимированной полосы движения, но с центрально расположенными осями - максимальную габаритную полосу движения почти на метр меньше. Это объясняется большим задним свесом прицепа с центрально расположенными осями.

Параметры ).:аневреш!ости автопоездов с ТСУ, меняющим свои параметры, при неустаиовивсемся повороте зависят от изменяемого параметра не значительно.

-у ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ

1. Одним из перспективных^путей повышения грузовместимости автопоездов, признанных официально в ЕЭС, является сокращение расстояния между звеньями автопоезда ?а счет применения укеро-чеяных тягово-сцепных устройств.'

2. Сокращение расстояния между звеньями автопоезда до 0.7 м позволяет увеличить грузовой объем кузова на 6.25 а до 0.35 м - на 8.63 %, что повышает коэффициент использования грузоподъемности и . эффективность автопоезда. Однако эти конструктивные решения для возможных компоновочных схем автопоездов сказывается не одинаково на их управляемость и маневренность.

3. Использование укороченных тягово-сцепных устройств позволяет сократить расстояние между кузовами звеньев автопоезда, а подбор параметров укороченных тягово-сцепных устройств - добиться требуемого уровня управляемости и маневренности.

4. В совокупности свойств управляемости и маневренности автопоезд с прицепом, имещий центрально расположенные сдвоенные оси имеет предпочтение перед другими конструктивными схемами при эксплуатации з местах, где не предъявляются слишком высокие требования гю маневренности. Так, где эти требования повышены предпочтение имеет автопоезд с трехосным прицепом.

5. Среди рассмотренных конструктивных схем наилучшими значениями показателей управляемости обладает автопоезд, состоящий из трехосного тягача и двухосного прицепа с центрально расположенными осями, а худшими - автопоезд с трехосным прицепом.

6. Наилучшими показателями маневренности (аа исключением удельной тяговой силы необходимой при повороте) обладает авто-

17

поезд, состоянии из двухосного тягача и трехосного прицепа, особенно, когда передняя ось прицепа-имеет управляющую связь с коэффициентом передачи меньше единицу, а худшими из рассматриваемых схем - автопоезд с обычным двухосным прицепом.

7. Разработанная многомассозая пространственная математическая модель управляемого движения автопоезда любой компоновочной схемы позволяет рассчитывать оценочные показатели и характеристики управляемости и поперечной устойчивости автопоездов перспективных схем как на стадии проектирования, так и при оценке существующих образцов.

8. Параметры тягово-сцепного устройства по разному в зависимости от конструктивной схемы влияют на показатели управляемости. Для автопоезда, состоящего из трехосного тягача и прицепа, имеющего центрально расположенные сдвоенные оси, увеличение длины дышла и размещение точки сцепки вблизи у задней оси тягача приводит к ликвидации прямого и обратного заброса угловой скорости прицепа и прямого заброса угловой скорости тягача. Для других рассматриваемых конструктивных схем увеличение длины дыша приводи г к уменьшению обратного заброса угловой скорости. Величина прямого заброса угловой скорости меняется не значительно, и зависит от базы прицепа. Применение укороченных тягово-сцепных устройств позволяет увеличить базу прицепа за счет сокращения расстояния между звеньями автопоезда и уменьшить величину прямого ваброса угловой скорости прицепа в среднем с 28 до 20 7. для обычных двухосных прицепов и с 32 до 25 % для трехосных прицепов.

9. Характеристики управляемости трехосного прицепа носят более ярко выраженный колебательный характер по сравнению с другими конструктивными схемами. Применение демпфирующих устройств в области поворотного круга прицепа приводит к сокращению продолжительности колебаний, но при этом увеличивается величина первого прямого заброса угловой скорости прицепа. Продолжительность колебаний и величина прямого заброса угловой скорости прицепа существенно сокращаются при использовании управляющей связи передней оси прицепа с коэффициентом передачи меньше единицы, однако это вызывает увеличение обратного ваброса угловой скорости прицепа.

10. Предельные скорости выполнения маневров "поворот" и "переставка" у автопоезда, состоящего из трехосного тягача и прицепа 18

с центрально расположенными осями на 6 - 8 км/ч сыше, чем у других ¡инструктивных схем.

11. Разработанные модели установившегося и неустановившегося поворота позволяют определить законы изменения параметров укороченных тягово-сцзпных устройств в сасисимости от угЛОЬ Складывания автопоезда и конструкции укороченных тягозо-сцепных устройств, а также оценить уровень маневренности автопоездов повышенной грузовместимости.

12. Использование укороченных тягово-сцепных устройств с изменяющимися параметрами пртюдкт к ухудшению показателей маневренности за счет изменения расстояния между звеньями автопоезда, но при определенных значениях параметров укороченных тя-гозо-сцепных устройств все конструктивные схемы независимо от . изменяемы;: параметров, что определяется конструкцией тягово-сцепных устройств, удовлетворяют европейским нормам маневренности. Так для азтопоезда с прицепом, имеющим центрально расположенные оси, увеличении длины дышла в выпрямленном поло-женк:: автопоезда приводит ¡с уменьшению минимального габаритного радиуса. При значениях длины дыола, когда прямой и обратный заброс угловой скорости предела становятся ¡фактически равными ну .ED, автопоезд удовлетворяет еЕрспейскр-г'кормам маневренности.

13. Изменение положения точки сцепки предпочтительнее с целью достижения требуемого уровня маневренности, чем изменение длины дышла.

Основные положения диссертации опубликованы в следующих работах:

1. Соколов С. А. Современные сцепные устройства магистральных автопоездов // Повышение производительности и безопасности автомобилей: Сб. науч. тр./ МАДИ. - М., 1991.

2. Фаробин Я. Е., Иванов A.M., Кузнецов Ю.В., Соколов С.А. Укороченное тягово-сцепное устройство для магистратаных автопоездов // Автомобильная промышленность. 1993. N:12.

3. Расчетная оценка управляемости, устойчивости, манев--^ ренности многозвенных автопоездов и разработка рекомендаций по выбору кинематических параметров сцепного устройства. Отчет НИР. Per. &N02900051471. - М.: МАДИ, 1990. - 82 С.

4. Оценка н выбор оптимальных кинематических, силовых,

19

гидравлических схем укороченных сцепных устройств автопоездов МАЗ большой вместимости с целью обеспечения европейских стандартов по управлйамостп, устойчивости и маневренности. Разработка конструкции укороченной сцепки. Отчет НИР. Per. '£N02920005505. - М.: МАЛИ. 1991. - 62 с.