Электронная библиотека Веда
Цели библиотеки
Скачать бесплатно
Доставка литературы
Доставка диссертаций
Размещение литературы
Контактные данные
Я ищу:
Библиотечный каталог российских и украинских диссертаций

Вы находитесь:
Диссертационные работы России
Технические науки
Колесные и гусеничные машины

Диссертационная работа:

Колосов Игорь Валериевич. Оценка управляемости двухосной кол#сной машины в режиме подруливаний : Дис. ... канд. техн. наук : 05.05.03 Волгоград, 2003 200 с. РГБ ОД, 61:04-5/1892

смотреть содержание
смотреть введение
Содержание к работе:

Введение 3

1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА. ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ И ЦЕЛИ

ИССЛЕДОВАНИЯ 8

1.1 .Краткий обзор выполненных исследований 8

  1. Стабилизация движения 8

  2. Статистические характеристики 15

  3. Явление "шимми" 19

  4. Управляемость колёсной машины 20

  5. Оценка управляемости движения 25

1.2.Законодательные и потребительские требования 35

1.3.Постановка задачи, цели и общая методика исследования 39

2. УПРАВЛЯЕМОСТЬ В РЕЖИМЕ ПОДРУЛИВАНИЙ 46

2.1 .Кинематические особенности движения с периодическим знакоперемен
ным отклонением управляемых колёс 46

2.2.Динамическая модель и основные параметры 55

2.3.Центробежное усилие 58

2.4.Коэффициент увода и боковая жёсткость для колеса, оси и машины,...68

3. РАСЧЁТНОЕ ОПРЕДЕЛЕНИЕ РЕЗУЛЬТИРУЮЩИХ ПАРАМЕТРОВ

УПРАВЛЯЕМОСТИ 77

3.1 .Математическое моделирование 78

  1. Поперечные колебания и параметры резонансного режима 81

  2. Граничные условия управляемости по заносу и опрокидыванию..82

  3. Боковое смещение 85

  4. Запаздывание реакции машины 89

3.1.5. Динамический коридор движения 90

3.2.Методика расчёта дестабилизирующего момента 92

3.2.1. Анализ конструкционных причин дестабилизации 97

3.3.Оценка управляемости в режиме подруливаний 99

3.4.Численный эксперимент (программа "УКМ") 100

3.5.Конструкционные мероприятия, улучшающие управляемость 108

4. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ 126

4.1.Объекты исследований 127

4.2.Определение боковой жёсткости шин 128

4.3.Статистические характеристики угловых перемещений рулевого коле
са 135

4.4.Тензометрическое определение силового нагружения рулевых тяг 144

4.5.Сопоставление результатов теоретических и экспериментальных иссле
дований 161

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ 165

Список использованной литературы 173

Приложения 185

Введение к работе:

Современное общество неразрывно связано с колёсными машинами (КМ). На них возлагается решение серьёзных задач, эффективность решения которых определяется не только совершенствованием организации применения техники, ускорением создания и внедрения новшеств, но и формированием структуры КМ, наилучшим образом отвечающей общественным потребностям. Ускорение развития КМ может быть достигнуто за счёт осознания специалистами роли теории в обеспечении перехода от малопроизводительных традиционных методов проектирования к современной, качественно новой наукоёмкой технологии их создания. Только такая технология может дать скачкообразный отрыв по качеству проектируемых изделий, в том числе за счёт применения электронно-вычислительной техники [7].

В ряду эксплуатационных свойств КМ при сохраняющейся тенденции увеличения скоростей движения важнейшими показателями качества на любых режимах являются стабилизация и управляемость. Выбор конструктивных параметров машины, обеспечивающих именно эти свойства, повышает активную безопасность эксплуатации и снижает вероятность дорожно-транспортных происшествий (ДТП) на транспортных операциях [24, 29, 79], а также позволяет соблюдать агротехнические требования при выполнении технологических операций в составе тракторного агрегата [80, 88].

По данным ОГИБДД Волгоградской области (отчёты ГИБДД по форме №5 о ДТП за 12 месяцев 1992-2002) ежегодно в среднем 14% (около 400) всех ДТП связано с потерей управляемости на прямолинейном участке, в том числе в процессе манёвра "переставка" по причинам психоэмоционального состояния водителя, метеоусловий, состояния дорожного покрытия, разъезда со встречным транспортом, а также нарушения технических и потребительских правил эксплуатации, например, значительных отклонений давления в шинах, использования различных типов шин, неэффективного распределения массы по салону и багажнику, нарушение углов уста- новки и т.д.

Стабилизация и управляемость КМ в совокупности должны обеспечить уверенность водителя в реализации задаваемого режима движения, исключить самопроизвольное возникновение опасного отклонения от него и сохранить возможность быстрой корректировки с последующей стабилизацией того же режима. Управление КМ с недостаточными указанными свойствами затруднительно, так как машина "рыскает" или уклоняется в сторону и для поддержания необходимого направления движения требует постоянной корректировки, увеличивая нервное напряжение с приложением дополнительных усилий, особенно при толчках и ударах со стороны дороги. Вредна и избыточная устойчивость, так как ограничиваются маневренные возможности, уменьшается чувствительность рулевого управления, а также притупляется так называемое "ощущение дороги", что также приводит к повышенной напряжённости внимания водителя [8, 9, 21, 22, 26, 27, 31, 33, 41, 47, 48, 50, 53, 54, 57, 58, 60, 75, 82, 99].

При движении КМ, как известно, взаимодействуют три фактора динамической системы: "водитель - автомобиль - дорога" (ВАД) [20, 48, 72, 77]. Внешняя среда обычно считается инертной и мало изменяющейся по времени, хотя это утверждение не бесспорно. Мгновенные порывы ветра, разъезд со встречным транспортом, участки скользкой дороги и попадающие под разные колёса одной оси выступы и выбоины и т.п., являясь единичными и случайными факторами, дестабилизирующими движение, практически не поддаются учёту. Таким образом, неустойчивость внешней обстановки вынуждает водителя более напряжённо отслеживать движение КМ с учётом допустимого запаздывания управляющего сигнала.

С точки зрения практических целей при разработке новых КМ, модернизации существующих, а также при выработке рациональных эксплуатационных параметров важнее становится не только причина нарушения управляемости, а реакция КМ на неё и поведение, в том числе, после управляющих воздействий водителя на рулевой механизм с последующей корректировкой заданного до дестабилизации направления движения. Существенным здесь считается влияние психомоторных свойств звена "во- дитель". Однако последние неодно-

5 неоднозначны и нестабильны. И даже состояние одного и того же водителя зависит от дорожной обстановки, усталости, эмоционального состояния, что вызывает трудности при моделировании.

Поэтому предполагается, что стабилизация и управляемость движения КМ должны обеспечиваться конструктивными параметрами самой машины, стабилизируя заданный режим или позволяя быстрый и уверенный переход к другому режиму в зависимости от действия водителя, как управляющего звена, которое при математическом анализе можно заменить упрощённой моделью.

Движение КМ сопровождается чередующимися одно за другим с разным периодом и продолжительностью корректирующими воздействиями водителя на управляемые колёса (УК) через рулевой механизм для исправления действительной траектории от действия внешних и внутренних конструктивных факторов и приближения к задаваемой траектории движения. При этом речь не идёт о каком-то конкретном эксплуатационном режиме, а подразумевается весь их возможный спектр, объединённый названием криволинейное движение со значительным поворотом рулевого колеса, включая манёвр "переставка", и прямолинейное движение.

Основной ролью КМ является перемещение людей и (или) груза, а также технологическая работа агрегатируемого оборудования. Чем быстрее будут реализованы возлагаемые на КМ цели, тем эффективнее окажется её работа. Очевидно, что речь идёт о скорости передвижения, наибольшие из которых, как известно, реализуются при движении с прямолинейным курсовым направлением. И именно по прямой КМ передвигается наибольшее время своей работы. Ряд исследований [26, 35, 49, 51, 52, 64, 71, 82, 86, 91, 97], показывают, что строго прямолинейного движения не существует. Свидетельством тому являются виляние УК, вызывающее поперечные колебания КМ и изменения направления. Даже интуитивно, мы понимаем, что движение по прямой должно сопровождаться постоянной корректировкой рулём для восстановления заданного курса, отклонение от которого может вызывать масса причин. Если рассматривать современные интенсивные потоки движения КМ по дорогам об-

ще го пользования с их постоянными вынужденными "переставками", то вопрос о возможности быстрой корректировки прямолинейного курса после переезда на соседнюю полосу движения становится особенно актуальным.

Итак, очевидно, что обычное прямолинейное движение является неустановившимся режимом и наилучшим образом характеризуется присущими ему периодическими знакопеременными отклонен ими УК около своего нейтрального положения. Обосновав, таким образом, расчётно - теоретических показатели, связанные с указанной особенностью, мы можем давать более точную оценку именно качества управляемости современной КМ, а специальным введением такого режима при больших амплитудах и меньших периодах, имитируя "переходный" режим, связанный с увеличением фактического коридора движения по сравнению с задаваемой кинематикой через рулевой механизм возможно определение граничных параметров корректирующих воздействий по условиям безопасности или Правил Дорожного Движения (ПДД). Более того, рассмотрев основные конструктивные факторы, способствующие стабилизации движения, к которым, прежде всего, следует отнести геометрические установочные параметры подвески УК и факторы дестабилизации, которые, как будет показано, являются следствием несоответствия тех же и других параметров на левой и правой сторонах, возможны рекомендации по повышению управляемости, прежде всего, прямолинейного движения, как наиболее типичного режима с характерным проявлением явления периодических отклонений УК.

Вопросам устойчивости, стабилизации и управляемости в настоящее время уделяется всё большее внимание в литературе. При этом следует неоднозначное толкование различными авторами определений указанных свойств КМ и выделение оценочных показателей для их численных характеристик. Учитывая и признавая, безусловно, научную значимость перечисленных работ, в первую очередь, следует учитывать Правила Европейской Экономической Комиссии ООН (ЕЭКООН), которые содержат единообразные предписания к конструктивным элементам КМ и перечню их свойств, предусмотренных для движения по транспортным магистралям с обеспечением безопасного использо-

7 вания. К указанным Правилам присоединились Япония, США, Канада и другие

(всего 33) страны, что в перспективе может привести к выработке единых международных требований в рамках ООН. Наша страна в 1987 году объявила о присоединении, в 1993 году утверждён ГОСТ Р "Система сертификации механических транспортных средств и прицепов" и с 1 июля 2000 года в форме ГОСТ Р серии 41 объявлен документом прямого действия на территории страны [24].

В работе не ставилась цель охватить весь комплекс вопросов, связанных с управляемостью, тем более на всех режимах движении. Основным направлением являются лишь фрагменты, способствующие более системному и глубокому пониманию рассматриваемых вопросов и на реализацию задач, стоящих перед машиностроением и автомобильным транспортом страны в части повышения качества выпускаемой продукции, сокращения сроков её разработки, повышения эффективности работы и безопасности движения.

Подобные работы
Попов Виктор Сергеевич
Исследование динамической нагруженности трансмиссии колесной машины с инерционной автоматической передачей на эксплуатационных режимах работы
Воронин Евгений Александрович
Обоснование параметров и режимов работы машины для шлифования семян мелкосемянных овощных культур
Грибов Александр Георгиевич
Разработка и исследование системы автоматического регулирования водо-воздушного режима отсадочных машин
Беляев Константин Владимирович
Разработка энергоэффективных режимов работы машин для уплотнения асфальтобетонных смесей
Глушков Андрей Леонидович
Обоснование параметров и режимов работы пневмосистемы машины предварительной очистки зерна, работающей по фракционной технологии
Оленев Игорь Борисович
Совершенствование процесса стабилизации температурного режима гидропривода строительных машин
Грачев Андрей Васильевич
Разработка методики расчета конструктивно-технологических параметров и управления оптимальным режимом импульсных формовочных машин
Соколов Валерий Николаевич
Параметры технологического оборудования и режим работы сучкорезной машины
Пейль Наталья Гаевна
Обоснование и выбор структур управления электроприводами исполнительных органов горных машин в энергосберегающих режимах
Изосимов Дмитрий Борисович
Исследование и разработка алгоритмов управления и идентификации для электрических машин на скользящих режимах

© Научная электронная библиотека «Веда», 2003-2013.
info@lib.ua-ru.net