Онищук Василь Петрович. Забезпечення стійкості автопоїзда для перевезення контейнерів

Краткое описание

Онищук Василь Петрович. Забезпечення стійкості автопоїзда для перевезення контейнерів.- Дисертація канд. техн. наук: 05.22.02, Нац. ун-т "Львів. політехніка". - Л., 2012.- 103 с. : рис.

Міністерство освіти і науки, молоді та спорту України
Луцький національний технічний університет
На правах рукопису
ОНИЩУК Василь Петрович
УДК 629 .J.U1 / .Z/.UJU.U / Л/ 656.136
ЗАБЕЗПЕЧЕННЯ СТІЙКОСТІ АВТОПОЇЗДА ДЛЯ ПЕРЕВЕЗЕННЯ КОНТЕЙНЕРІВ
05.22.2 — автомобілі та трактори
ДИСЕРТАЦІЯ
на здобуття наукового ступеня
кандидата технічних наук
Науковий керівник КУЗНЄЦОВ Руслан Михайлович, кандидат технічних наук, доцент

Ідентичність всіх примірників дисертації
ЗАСВІДЧУЮ:
Вчений секретар спеціалізованої
вченої ради

О.В. Дубянський
Луцьк - 2012

ЗМІСТ
ВСТУП 4
РОЗДІЛ 1 СТАН ПИТАННЯ ТА ЗАВДАННЯ ДОСЛІДЖЕННЯ 11
1.1 Керованість і стійкість руху автотранспортних засобів 11
1.2 Бічне відведення пневматичних шин 21
1.3 Математичні моделі для визначення стійкості руху автопоїздів 30
1.4 Мета і задачі дослідження 40
РОЗДІЛ 2 ДИФЕРЕНЦІАЛЬНІ РІВНЯННЯ РУХУ АВТОПОЇЗДА- КОНТЕЙНЕРОВОЗА 41
2.1 Фізичні припущення при побудові математичної моделі автопоїзда,
основні кінематичні та геометричні співвідношення 41
2.2 Диференціальні рівняння руху автопоїзда з безконтактною
середньою ланкою у плоскопаралельному русі 49
2.3Диференціальні рівняння руху автопоїзда у поперечній площині.53
2.4 Висновки до розділу 64
РОЗДІЛ 3 ІНТЕГРУВАННЯ РІВНЯНЬ РУХУ АВТОПОЇЗДА ТА ЇХ АНАЛІЗ 66
3.1 Вихідні положення до інтегрування рівнянь руху 66
3.2 Інтегрування рівнянь руху автопоїзда та їх аналіз 87
3.3 Визначення показників стійкості автопоїзда-контейнеровоза
у прямолінійному русі 97
3.4 Висновки до розділу 104
РОЗДІЛ 4 ЕКСПЕРИМЕНТАЛЬНЕ ДОСЛІДЖЕННЯ СТІЙКОСТІ АВТОПОЇЗДА-КОНТЕЙНЕРОВОЗА 108
4.1 Мета і задачі експериментальних досліджень 108
4.2 Об’єкт експериментального дослідження 108
4.3 Програма випробувань автопоїзда 114
4.4 Методика проведень випробувань 114
4.5 Результати випробувань та їх аналіз 120
4.6 Висновки до розділу 127
ВИСНОВКИ І РЕКОМЕНДАЦІЇ 129
СПИСОК ВИКОРИСТАНИХ ДЖЕРЕЛ 132
ДОДАТОК А 149
ДОДАТОК Б 150
ДОДАТОК В 151

Список литературы

висновки і рекомендації
1. У дисертаційній роботі вирішена важлива науково-практична задача пов’язана з вибором та обґрунтуванням типу та складу модулів автопоїзда-контейнеровоза, за яких забезпечуються необхідні показники стійкості руху, а саме критична швидкість прямолінійного і криволінійного руху, швидкість появи коливальної нестійкості автопоїзда.
2. Удосконалена математична модель автопоїзда-контейнеровоза з трьома кінематично незалежними елементами - тягач з передньою керованою віссю, безколісна платформа і возик напівпричепа з усіма поворотними осями. При цьому прийнято, що сили в опорно-зчіпних пристроях не впливають на перерозподіл навантажень по бортам. Це відповідає тому, що вісь крену лежить у вертикальній площині симетрії і досить складну систему - автопоїзд було розглянуто як дві незалежні системи: тягач і напівпричіп з возиком, що значно спростило вигляд і аналіз рівнянь, що описують крен.
3. Показано, що рух ланок автопоїзда у вертикальній площині за кутами галопування (тангажу, диференту) та крену впливає на боковий рух шляхом зміни вертикальних навантажень на колеса, змінюючи тим самим вертикальні реакції опорної поверхні. У відповідності до цієї концепції і було проведено розмежування руху на боковий і поперечний. При цьому крен кузова автомобіля-тягача і напівпричепа призводить до зміщення центра мас у напрямку дії бічної сили, що знижує потенційні можливості автопоїзда щодо стійкості руху.
4. Встановлено, що під час повороту керованих коліс автомобіля-тягача і керованих осей возика напівпричепа для досягнення колового руху автопоїзда критична швидкість з урахуванням крену кузова суттєво зменшується внаслідок перерозподілу реакцій опорної поверхні і зміни коефіцієнтів опору відведення коліс різних бортів автопоїзда. Наприклад, під час виконання маневру ISO уже за швидкості 5 м/с спостерігаються незначні коливання напівпричепа, які посилюються з підвищенням швидкості руху. Так, якщо за швидкості 10 м/с автопоїзд без урахування крену залишається стійким, то під час врахування крену ця швидкість зменшується до 7,5 м/с.
5. Доведено, що бічні прискорення, що діють у центрі мас автомобіля-тягача і напівпричепа під час виконання маневрів „ривок рульового колеса” і „переставка” за швидкості автопоїзда 5 м/с майже однакові, тобто про стійкість автопоїзда під час виконання цих маневрів слід судити по величині бічних прискорень, що діють у центрі мас будь-якої ланки автопоїзда. При цьому для обох маневрів залишається спільним збільшення прискорення ланок автопоїзда (на 17,6% під час виконання маневру «ривок рульового колеса і на 20,5% - під час виконання маневру «переставка») за урахування крену автомобіля-тягача і напівпричепа. За збільшення швидкості виконання маневру різниця у максимальних прискореннях, що діють на окремі ланки автопоїзда, збільшується як з урахуванням крену, так і за його відсутності.
6. Показано, що коефіцієнт посилення бічного прискорення для напівпричепа за просторової і плоскої моделі автопоїзда досягає свого максимуму за різного часу перехідного процесу. Максимальне значення цього коефіцієнта за урахування крену ланок автопоїзда майже на 18% перевищує його значення без урахування крену, тобто на криволінійних траєкторіях врахування крену призводить до зменшення швидкості виконання будь-яких маневрів автопоїзда.
7. Проведеними експериментальними дослідженнями доведена адекватність розроблених математичних моделей для дослідження стійкості руху автопоїзда-контейнеровоза. Максимальні розбіжності у визначенні критичної швидкості руху автопоїзда-контейнеровоза за плоскої розрахункової моделі не перевищували 14,5%, у той час як для просторової - 12,1%.
8. Результати дослідження прийняті до використання відділом конструкторських розробок та науково- технічних експертиз
ДП «ДержавтотрансНДІпроект” під час розробки нормативної документації та висновків науково-технічної експертизи щодо узгодження переобладнання автопоїздів (тягачів категорії N3 та напівпричепів О4), шляхом внесення конструкційних змін у зазначені транспортні засоби, а також для визначення оптимальних компонувальних параметрів автомобіля-тягача і напівпричепа за показниками керованості і стійкості руху автопоїзда.
Вибір типу автомобіля-тягача і напівпричепа, а також їх систем управління на основі розробленої математичної моделі і розрахунково-теоретичного методу оцінки стійкості руху прийняті до практичного впровадження в Територіальному управлінні Головної державної інспекції на автомобільному транспорті у Волинській області та СП ТзОВ «Алвітранс ЛТД» під час створення автопоїзда-контейнеровоза та дослідній його експлуатації.
У додатках наведені довідки про впровадження результатів досліджень.