Электронная библиотека диссертаций и авторефератов России
dslib.net
Библиотека диссертаций
Навигация
Каталог диссертаций России
Англоязычные диссертации
Диссертации бесплатно
Предстоящие защиты
Рецензии на автореферат
Отчисления авторам
Мой кабинет
Заказы: забрать, оплатить
Мой личный счет
Мой профиль
Мой авторский профиль
Подписки на рассылки



расширенный поиск

Повышение маневренности малотоннажного автопоезда с одноосным прицепом при транспортировке невибростойких грузов в сложных дорожных условиях Михолап Леонид Александрович

Повышение маневренности малотоннажного автопоезда с одноосным прицепом при транспортировке невибростойких грузов в сложных дорожных условиях
<
Повышение маневренности малотоннажного автопоезда с одноосным прицепом при транспортировке невибростойких грузов в сложных дорожных условиях Повышение маневренности малотоннажного автопоезда с одноосным прицепом при транспортировке невибростойких грузов в сложных дорожных условиях Повышение маневренности малотоннажного автопоезда с одноосным прицепом при транспортировке невибростойких грузов в сложных дорожных условиях Повышение маневренности малотоннажного автопоезда с одноосным прицепом при транспортировке невибростойких грузов в сложных дорожных условиях Повышение маневренности малотоннажного автопоезда с одноосным прицепом при транспортировке невибростойких грузов в сложных дорожных условиях Повышение маневренности малотоннажного автопоезда с одноосным прицепом при транспортировке невибростойких грузов в сложных дорожных условиях Повышение маневренности малотоннажного автопоезда с одноосным прицепом при транспортировке невибростойких грузов в сложных дорожных условиях Повышение маневренности малотоннажного автопоезда с одноосным прицепом при транспортировке невибростойких грузов в сложных дорожных условиях Повышение маневренности малотоннажного автопоезда с одноосным прицепом при транспортировке невибростойких грузов в сложных дорожных условиях Повышение маневренности малотоннажного автопоезда с одноосным прицепом при транспортировке невибростойких грузов в сложных дорожных условиях Повышение маневренности малотоннажного автопоезда с одноосным прицепом при транспортировке невибростойких грузов в сложных дорожных условиях Повышение маневренности малотоннажного автопоезда с одноосным прицепом при транспортировке невибростойких грузов в сложных дорожных условиях Повышение маневренности малотоннажного автопоезда с одноосным прицепом при транспортировке невибростойких грузов в сложных дорожных условиях Повышение маневренности малотоннажного автопоезда с одноосным прицепом при транспортировке невибростойких грузов в сложных дорожных условиях Повышение маневренности малотоннажного автопоезда с одноосным прицепом при транспортировке невибростойких грузов в сложных дорожных условиях
>

Диссертация - 480 руб., доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Автореферат - бесплатно, доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Михолап Леонид Александрович. Повышение маневренности малотоннажного автопоезда с одноосным прицепом при транспортировке невибростойких грузов в сложных дорожных условиях: диссертация ... кандидата Технических наук: 05.05.03 / Михолап Леонид Александрович;[Место защиты: Волгоградский государственный технический университет].- Волгоград, 2016.- 128 с.

Содержание к диссертации

Введение

1. Обзор научных работ, посвященных динамике движения и маневренности малотоннажных автопоездов 8

1.1. Измерители, оценочные показатели и характеристики маневренности как совокупности эксплуатационно-технических свойств автопоездов 8

1.2. Конструктивные методы повышения активной безопасности, маневренности, траекторной устойчивости и плавности хода 31

1.3. Цели и задачи исследования 42

2. Математическая модель динамики движения малотоннажного автопоезда 44

2.1. Дифференциальные уравнения движения автопоезда 45

2.2 Законы управления автопоезда 52

2.3 Программная реализация математической модели 54

3. Совершенствование конструкции сцепного устройства мап за счет использования управляемой гибкой связи и оборудование для проведения эксперимента 60

3.1. Конструкция сцепного устройства с гибкой связью 60

3.2. Оборудование для проведения эксперимента и методика экспериментального исследования 64

4. Результаты моделирования маневрирования мап и проверка адекватности математической модели 70

4.1. Повышение маневренности МАП 73

4.1.1 Маневрирование МАП при движении задним ходом с различными радиусами поворота 80

4.1.1.1 Маневрирование МАП с порожним прицепом 82

4.1.1.2 Маневрирование МАП с груженым прицепом 85

4.2. Прямолинейное движение автопоезда задним ходом .

4.2.1 Рекомендации по маневрированию автопоезда при движении задним ходом 89

4.3. Маневрирование МАП при движении передним ходом 89

4.3.1 Маневрирование МАП с порожним прицепом 97

4.3.2 Маневрирование МАП с грузом 500 кг 101

4.3.3 Маневрирование МАП с грузом более 500 кг 103

4.4. Экстренное торможение автопоезда

4.5. Результаты экспериментальных испытаний 104

и проверка адекватности математической модели 104

4.5.1 Натурные испытания в различных дорожных условиях 107

4.5.2 Маневрирование при движении МАП передним ходом 110

4.5.3 Маневрирование при движении МАП задним ходом .

4.5.4 Усилия в тросе при маневрировании МАП передним и задним ходом

4.6 Рекомендации по эксплуатации прицепа 114

с гибкой связью в сцепном устройстве 115

4.7 Выводы по результатам моделирования 117

Выводы по работе 119

Список используемой литературы

Введение к работе

Актуальность. Автомобиль является универсальным видом транспорта. От совершенствования подвижного состава зависит качество перевозок и безопасность транспортировки различных грузов.

Одним из сравнительно новых типов подвижного состава является автопоезд. Если вопросы перевозки крупногабаритных грузов изучены достаточно хорошо, то для перевозки малотоннажных грузов, в которых используются малотоннажные автопоезда с простыми небольшими прицепами, вопросы маневренности изучены далеко не в полной мере. Это особенно актуально при перевозке грузов по пересеченной местности, при маневрировании на небольшой площади, в городских условиях, изобилующих частыми поворотами, узкими проездами, а также при движении задним ходом, особенно при перевозке невибростойких грузов. Для повышения устойчивости, управляемости и маневренности, а также повышения надежности малотоннажного автопоезда (МАП) необходимо создавать специальные устройства и дополнительное оборудование, позволяющие повысить его маневренность. При перевозке невибростойких грузов особое значение имеет простота и надежность конструкции элементов автопоезда, позволяющие осуществлять его быструю компоновку из стандартных элементов с высокой ремонтопрогод-ностью.

Цель работы: повышение маневренности малотоннажных автопоездов (МАП) в составе легкового автомобиля-тягача высокой проходимости и одноосного прицепа при перевозке невибростойких грузов в сложных дорожных и городских условиях, включая движение задним ходом.

Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:

1) Разработать математическую модель движения МАП с гибкой связью в сцепном устройстве;

  1. создать сцепное устройство для МАП с целью повышения его маневренности. Выработать требования к сцепному устройству;

  2. провести лабораторно-дорожные испытания МАП с разработанным сцепным устройством и на основе сравнения опытных и расчетных данных дать заключение об адекватности предлагаемой математической модели;

  3. с помощью разработанной математической модели оценить характеристики маневренности малотоннажного автопоезда при различных скоростях движения, различных радиусах поворота и коэффициентах сцепления колесо/дорога и сформулировать условия безопасного маневрирования МАП при движении передним и задним ходом;

  4. разработать рекомендации по проектированию и выбору параметров разработанного сцепного устройства с управляемой гибкой связью для различных весовых нагрузок и габаритных параметров перевозимого груза.

Научная новизна.

  1. обоснована возможность повышения маневренности и безопасности МАП за счет применения в сцепном устройстве гибкой управляемой связи;

  2. разработана математическая модель движения МАП со сцепным устройством с управляемой гибкой связью;

  3. исследованы характеристики маневренности МАП с управляемой гибкой связью в сцепном устройстве при транспортировке невибро-стойкого груза при различных массах груза, скоростях движения, коэффициентах сцепления; показано увеличение маневренности МАП по сравнению с существующими конструкциями прицепов, особенно при движении задним ходом;

5 4) получены зависимости скорости транспортировки невибростойких грузов различной массы при различных дорожных условиях;

Практическая значимость.

  1. Результаты, полученные в работе, могут быть использованы при определении конструктивных параметров автопоездов с управляемой гибкой связью в сцепном устройстве и выработке рекомендаций по эксплуатации МАП в реальных условиях;

  2. разработано сцепное устройство, обеспечивающее высокую маневренность и безопасность при использовании в сложных дорожных и стесненных городских условиях;

  3. сцепное устройство обладает простой конструкции, высокой надежностью и ремонтопригодностью.

Методы исследования. При проведенных теоретических и экспериментальных исследований применялись методы математического моделирования динамики систем, программирования и натурных испытаний автотранспортных средств в реальных условиях.

На защиту выносится:

  1. математическая модель движения МАП с управляемой гибкой связью в сцепном устройстве;

  2. программный комплекс, реализующий разработанную математическую модель и позволяющий осуществить имитационное моделирование движения МАП;

  3. конструкция сцепного устройства с управляемой гибкой связью;

  4. результаты оценки параметров движения при транспортировке невибростойких грузов в одноосном прицепе малотоннажного автопоезда с управляемой гибкой связью в сцепном устройстве при различных условиях движения и различном расположении груза в прицепе;

  5. рекомендации по эксплуатации автопоезда с одноосным прицепом с управляемой гибкой связью в сцепном устройстве.

Публикации

7 работ в изданиях, находящихся списке ВАК РФ.

Структура работы: Диссертация состоит из введения, 4 глав, выводов и рекомендаций, изложена на 128 листах машинописного текста. Содержит 60 иллюстраций и 2 таблицы.

Конструктивные методы повышения активной безопасности, маневренности, траекторной устойчивости и плавности хода

Основными конструктивными факторами, определяющими показатели маневренности, являются база всего транспортного средства и максимальный угол поворота управляемых колес, изменение которых существенно влияет на радиус поворота и другие показатели. Кардинальное улучшение показателей маневренности может быть получено, если сделать управляемыми передние и задние колеса.

Процесс поворота состоит из входа в поворот, движения с постоянным радиусом и выхода из поворота.

Анализ особенностей криволинейного движения автомобиля в различных условиях позволяет выделить два режима поворотов: с малыми радиусами и невысокими скоростями, и с большими радиусами, высокими скоростями, характеризующими управляемость и устойчивость.

При теоретическом изучении управляемости одиночного автомобиля в качестве направляющей точки удобно выбирать центр его масс, а для автопоезда -центры масс его звеньев. Зная ускорение центров масс, можно непосредственно определять силы инерции, действующие на систему.

В качестве прямой для автомобиля принимают его продольную ось, положение которой определяют курсовым углом у между её проекцией на плоскость дороги и неподвижной прямой, принадлежащей этой плоскости.

Силы, возникающие в результате управляющего воздействия курсовых и боковых параметров, являются кинематической реакцией автомобиля на управляющее воздействие.

Характер функциональной зависимости между управляющими воздействиями и реакциями на них может служить оценкой свойств автомобиля как управляющего объекта. С учетом изложенного для оценки управляемости можно выделить семь основных показателей устойчивости и управляемости: 1. устойчивость управления по траектории, баллы; 2. устойчивость курсового управления, баллы; 3. устойчивость управления траекторией при торможении, баллы; 4. устойчивость курсового управления при торможении, баллы; 5. предельная скорость выполнения маневра Vnp км/ч; Показатели 1...4 определяют в эксплуатационных режимах движения со скоростями Vmax на специальных дорогах. При оценке показателей 3 и 4 торможение происходит от \/0 до V = 0,5 V0. На основании протоколов испытаний определяют комплексные оценки устойчивости управления. Показатель 5 определяют при испытаниях на критических режимах движения, которые заключаются в выполнении заданных разметкой манёвров.

По субъективным оценкам контролёра и водителя выставляется комплексная оценка устойчивости управления в баллах при различных скоростях движения и строится график зависимости скорости от радиуса поворота. Кроме того, имеется целый ряд показателей и характеристик, из которых для оценки управляемости можно воспользоваться восемью показателями [125]: 1. минимальный радиус поворота; 2. минимальный габаритный радиус поворота; 3. поворотная ширина по следу колес; 4. габаритная полоса движения; 5. удельная сила тяги, потребная при повороте; 6. коэффициент сцепления колес при повороте; 7. движение задним ходом; 8. критическая скорость по управляемости. Свойство автомобиля изменять кинематические параметры поворота под действием боковых сил при фиксированной величине угла поворота колес называют поворачиваемостью [56, 57]. Для оценки влияния на поворачиваемость конструктивных особенностей автомобиля пользуются понятием статической пово 13 рачиваемости, определяемой соотношениями между углами увода при действии на автомобиль постоянной боковой силы. Степень поворачиваемости в виде показателя используется в работе А.С. Литвинова по эксплуатационным качествам транспортного средства [56]. Предельные значения скоростей изменения кривизны траектории различных точек АТС предлагаются в работе [57]. Два последних показателя применяются для оценки управляемости.

Рассмотрим содержание отдельных показателей. Характеристика статической траекторной управляемости представляет собой графическую зависимость кривизны траектории К от угла поворота руля р при определенных условиях. Экспериментально она снимается при закрепленном рулевом колесе в повернутом положении, постоянном положении педали подачи топлива и без воздействия на остальные органы управления, т.е. при постоянной скорости движения, величина которой определяется категорией АТС, и постоянном боковом ускорении

Эта зависимость не должна выходить за правую или левую границу заштрихованной области, показанной на рис.1.2. Угол наклона касательной к полученной зависимости в любой точке должен находиться в пределах, ограниченных углами наклона границ заштрихованной области, показанной на рис.1.2. При уменьшении бокового ускорения jy кривизна должна возрастать при тех же р , что соответствует АТС с недостаточной поворачиваемостью. По полученной характеристике можно оценить статическую чувствитель ность АТС к повороту руля и использовать ее величину для сравнительной dap оценки. Нижняя граница области допустимых значений на рисунке 1.2 соответствует рекомендациям эргономики по возможности быстрого поворота или объезда препятствия без перехвата рулевого колеса, начиная со скорости 65 км/ч. Верхняя граница устанавливалась, исходя из максимально допустимой чувствительности АТС к рулевому управлению. Если чувствительность АТС превысит некоторый предел, возможно появление "рыскания" АТС при прямолинейном движении. Эта граница определена, исходя из минимально допустимого угла поворота рулевого колеса в 0,35 рад (20 град.) или скорости 100 км/ч и боковом ускорении jy = 4 м/с 2 , что соответствует кривизне траектории 0,005 м"1 . Характеристика "рывок руля" определяется в виде графической зависимому сти отношения угловой скорости поворота к линейной скорости — от времени. соус

Характеристика снимается при резком повороте руля из нейтрального положения со скоростью не меньшей 7 р/с с постоянным положением педали подачи топлива и без воздействия на другие органы управления. Пределы угла поворота руля 0,2 р ртах (рад). Испытания проводятся при постоянной скорости, определяемой категорией АТС.

Оборудование для проведения эксперимента и методика экспериментального исследования

Как предполагается разработчиками СПУД, в дальнейшем последует создание системы пространственного ориентирования и объединение ее с автоматизированной системой управления двигателем, что, в конечном счете, приведет к образованию единого комплекса, позволяющего более чем наполовину снизить влияние водителя на управление транспортным средством. Практическое использование СПУД ограничивается их сложностью и требует значительных материальных затрат.

Я.Е. Фаробин [125, 126] выделил три основных фактора, способных привести к нарушению курсовой устойчивости автопоезда при торможении: накат прицепа на автомобиль-тягач вследствие несинхронности их торможения; неравномерность действия тормозных механизмов на колесах одной оси; самопроизвольный поворот управляемых колес тягача.

Анализ влияния каждого фактора показал, что угол разворота тягача ут в случае наката прицепа прямо пропорционален начальному углу уди увеличивается с ростом торможения, силы наката, плеча выноса точки соединения звеньев автопоезда и расстояния от задней оси до центра масс тягача, а с увеличением момента инерции тягача - уменьшается. Угол разворота тягача под действием поворачивающего момента Мп, возникающего в результате неравномерности тормозных сил на колесах одной оси, пропорционален величине момента Мп, квадрату времени торможения и обратно пропорционален моменту инерции тягача. Основным фактором, влияющим на разворот автомобиля-тягача, по мнению автора, является угол самоповорота управляемых колес.

Большое внимание при исследовании тормозных свойств АТС уделено изучению факторов, влияющих на активную безопасность и разработке мероприятий, направленных на ее повышение.

А.А. Ревин [105, 106, 107, 108] классифицировал факторы, разделив их на две группы: внешние и внутренние. К внешним автор относит дорожные факторы, связанные в первую очередь с изменением погодно-климатических условий, способствующих снижению сцепных свойств поверхности дороги, и созданию участков с неравномерностью коэффициента сцепления. Факторы, обусловленные техническим состоянием конструктивных элементов автомобиля, отнесены к группе внутренних факторов.

Д.А. Соцков [119] также разделил все факторы на внешние, зависящие от дорожных и погодно-климатических условий; внутренние, зависящие от технического состояния автомобиля, и дополнительно – на конструктивные, зависящие от конструкции тормозной системы автомобиля. Автор показал, что решающее влияние на активную безопасность АТС при торможении оказывает распределение тормозных сил по осям автомобилей, движущихся в едином транспортном потоке. Одним из основных резервов в повышении безопасности движения и производительности АТС по мнению автора является равная эффективность тормозных систем по длине тормозного пути, времени срабатывания тормозного привода и величины замедлений автомобилей всех категорий. Отметим это важное обстоятельство, поскольку значительная часть легковых и малотоннажных грузовых автопоездов эксплуатируется вообще без тормозов на прицепе.

Вопросы устойчивости движения автотранспортных средств с учетом неравномерности действия тормозных механизмов рассмотрены в работах И.А. Бухарина, Б.Б. Генбома, В.А. Иларионова, Г.И. Клинковштейна, Г.М. Косолапова, В.С. Колесников, А.А. Ревина, Я.Е Фаробина, Е.А. Чудакова [14, 24, 47, 51, 50, 49, 107, 109, 125, 131 ] и многих других исследователей.

А.А. Ревин [109] установил, что при выборе схемы установки антиблокировочной системы необходимо учитывать конкретные параметры автомобиля, поскольку снижение эффективности действии тормозных механизмов может существенно снизить положительный эффект, получаемый от ее применения. Антиблокировочные системы иногда используются для повышения маневренности автопоездов в прицепах, имеющих тормозные системы.

Вопросы неуправляемого движения АТС при торможении рассмотрены в работе В.С. Колесникова [34]. Автор, используя механические модели, исследовал влияние конструктивных параметров транспортных средств на курсовую устойчивость при торможении. По результатам исследований разработаны рекомендации, использование которых позволит повысить устойчивость движения АТС и расширить допустимые пределы неравномерности действия тормозных механизмов.

Вопросам разработки эффективных конструкций, теоретическому и экспериментальному исследованию закономерностей рабочего процесса, а также тормозных свойств автомобилей и автопоездов с АБС посвящены работы В.П. Ав-тушко, Ю.И. Андриевича, Л.С. Брыкова, А.Б. Гредескула, Н.Т. Катанаева, Н.Ф. Метлюка, Б.И. Морозова, В.А. Петрова, И.К. Пчелина, А.А. Ревина, Д.А. Соцкова, А.К. Фрумкина, Р.Д. Листера, М. Мичке и многих других ученых.

Фундаментальные исследования в этой области выполнены А.А. Ревиным [105, 106, 107, 108]. Автором дан анализ влияния схем установки АБС, неравномерности действия тормозных механизмов, угла самоповорота управляемых колес, поперечной неравномерности коэффициента сцепления и других конструктивных и эксплуатационных факторов на эффективность торможения, устойчивость и управляемость движения автомобилей и автопоездов при торможении.

Созданию теоретических основ изучения динамики торможения автомобиля как случайного процесса посвятили свои исследования В.А. Иларионов и И.К Пчелин [47,91]. Авторы рассмотрели статистические закономерности изменения характеристик сцепления шины с дорогой, разработали метод аналитического расчета тормозного пути на основе представления коэффициента сцепления в функции двух переменных – степени проскальзывания и начальной скорости торможения, исследовали процесс торможения автомобиля с антиблокировочным устройством. Дальнейшее развитие эти исследования получили в докторской диссертации И.К. Пчелина [90], в которой автор разработал теоретические основы статистической динамики торможения автомобиля.

Рекомендации по маневрированию автопоезда при движении задним ходом

Для этой «базовой» модели будет оценена возможность маневрирования, то есть будет определен критический радиус поворота дороги (в соответствии с только что указанными параметрами допустимого маневрирования) и затем будут указаны поправки при изменении следующих параметров:

Отметим, что допустимым маневрированием считалось такое, при котором складывание автопоезда или его отклонение от заданного радиуса поворота на величину более 2,5 м, не происходило на всем пути поворота. В то же время при некоторых режимах складывание автопоезда происходило только после определенного момента времени, за которое он успевал пройти довольно значительное расстояние. Это означает, что выбранные критерии обеспечивают допустимое манев 72 рирование с большим запасом. В реальной обстановке возможно безопасное маневрирование и при менее критичных условиях (например, меньших радиусах поворота), но поскольку с другой стороны в реальных условиях возможно также наложение случайных трудно учитываемых воздействий (типа серьезных неровностей на дороге), то мы предпочитаем здесь оставить рекомендации по безопасному маневрированию с этим большим запасом.

Движение автопоезда на поворотах представляет особый интерес, так как определяет возможности маневрирования при перевозке невибростойких грузов. Поэтому основное внимание при моделировании уделялось движению автопоезда на поворотах с различными радиусами поворота и при различных скоростях. Анализировались возможности движения и задним и передним ходом. При этом определялись критические радиусы поворотов, в которые автопоезд может вписываться при определенной скорости без выезда за пределы полосы дороги.

Прежде, чем анализировать результаты моделирования, необходимо сделать одно замечание относительно самой модели. Вход в поворот в модели сопровождается резким изменением положения руля, чего, как правило, нет в реальном движении. Поэтому в начальный момент в системе возникают некоторые колебания, которые, по всей видимости, отсутствуют в действительности. Это, однако, не влияет на окончательное поведение автопоезда при его установившемся движении по дороге с определенным радиусом кривизны. Этот начальный участок времени, как правило, незначителен (не более 0,5–1,0 с), и потому при анализе таких характеристик, как угол между осью тягача и прицепа, усилие в тросе, рассматривались величины, полученные уже на всем последующем отрезке движения.

В то же время в модели предусмотрено определенное дополнительное управление тягачом при поворотах: при возникновении бокового увода автопоезда (при отклонении его от траектории, предусмотренной заданным радиусом поворота) включается за счет обратной связи некоторый «доворот» колес тягача, который пытается вернуть автопоезд к траектории с заданным радиусом кривизны. Такая обратная связь при больших скоростях движения не может гарантировать в общем случае исключение выезда за пределы ширины дороги, но приближает результаты моделирования к реальной ситуации. В любом случае значимым является сравнение движения автопоезда в условиях с управляемым тросом и без него, поскольку моделирование всегда выполнялось при одинаковых условиях.

Наличие гибкой связи в сцепном устройстве может принудительно «дово-рачивать» прицеп в поперечном направлении, что может приводить к возникновению дополнительных усилий в тросе, а последние, создавая дополнительный момент, могут приводить к увеличению крена прицепа.

Превышение допустимой величины усилия в тросе (превышение его прочности) может приводить к его обрыву с катастрофическими последствиями. Кроме того, при малых радиусах поворота (на крутых поворотах) возможно недопустимое увеличение крена прицепа и возникновении опасности опрокидывания прицепа. Поэтому при анализе маневрирования дополнительно отслеживались такие характеристики, как угол крена прицепа, величины нормальных реакций в пятне контакта колес прицепа с дорогой (нулевая сила означала бы, что теряется контакт колеса с дорогой). Сам по себе отрыв колеса от дороги не представляет угрозы, и потому в таких случаях обязательно отслеживался угол крена прицепа. Натяжение троса в некоторых случаях может приводить к колебаниям угла дифферента.

Напомним, что сначала все оценки выполнялись для так называемой «базовой» модели (характеристики которой указаны выше в разделе). Затем добавлялся вес груза в прицепе, и анализировалось влияние на маневренность типа дороги (коэффициента сцепления).

Маневрирование при движении МАП задним ходом

При движении задним ходом эксперименты проводились только для автопоезда с управляемым тросом в сцепном устройстве, так как без троса устойчивого маневрирования при этом получить не удается (практически такое маневрирование возможно только при очень малых скоростях и высокой квалификации водителя).

В этом случае, поскольку движение автопоезда рассматривалось только при небольших скоростях (до 15 км/ч), неровности дороги фактически только уменьшают коэффициент сцепления колеса с дорогой, и не оказывают влияния на возможный выезд автопоезда за пределы полосы движения за счет сил инерции при больших скоростях, которое имеет место в случае движения передним ходом. Поэтому экспериментально замеренные значения критического радиуса маневрирования при движении задним ходом оказываются ближе к расчетным значениям, полученным при несколько меньших значениях коэффициента сцепления [65]. Это видно на рисунке 4.34.

Сопоставление расчетных и экспериментальных данных для критического радиуса поворота при движении задним ходом для порожнего прицепа (сплошные линии - расчетные значения для различных коэффициентов сцепления колеса с дорогой; экспериментальные значения).

Поскольку при отсутствии управляемого троса в сцепном устройстве маневрирование задним ходом возможно только при очень высокой квалификации водителя и только при малых скоростях, то предлагаемое устройство позволяет увеличить маневренность МАП фактически на 80–90%.

На рисунке 4.36 показано сравнение экспериментальных и расчетных данных для натяжения троса при движении автопоезда с управляемым тросом передним ходом со скоростью 40 км/ч и радиусом поворота дороги 70 м с грузом в прицепе 850 кг.

В экспериментальных данных наблюдаются незатухающие колебания в натяжении троса, что связано с реальным характером дороги, случайные неровности которой вносят постоянные возмущения в динамику движения автопоезда. Эти неровности также снижают эффективный коэффициент сцепления колеса с дорогой, и потому экспериментально измеренные усилия оказываются систематически ниже рассчитанных в модели. Кроме того, в модели не предусмотрен плавный вход в поворот, что приводило в расчетах к резким «всплескам» напряжения в тросе в начальные моменты времени (соответствующим входу в поворот). На практике всегда реализовывался плавный вход в поворот, и потому первоначальные резкие изменения в натяжении троса в экспериментах не наблюдались. Аналогичная ситуация отмечается и при других режимах движения. Однако, средние значения напряжений достаточно близки к вычисленным в модели, поэтому при составлении рекомендаций по выбору троса расчетные значения могут взяты за основу (тем более, что превышение расчетных данных над экспериментальными обеспечивает некоторый диапазон безопасного маневрирования).

Сравнение экспериментальных данных по натяжению троса в сцепном устройстве с теоретическими для движения передним ходом с грузом в прицепе 850 кг. Средние значения усилий в тросе несколько ниже, чем получено на модели. Поэтому результаты расчетов для натяжения троса в этом случае могут непосредственно использоваться для рекомендаций по выбору троса. В частности, при прямолинейном движении задним ходом со скоростью 10 км/ч максимальные измеренные усилия в тросе составили примерно 12000 Н (в модели были получены значения 14000 Н). Средние значения усилия в тросе при этих условия в эксперименте составили примерно 7000 Н по сравнению с 8000 Н, полученными в модели.

Поскольку, как отмечалось выше, неровности реальной дороги в эксперименте при малых скоростях только снижают коэффициент сцепления колеса с дорогой, то измеренные усилия в тросе также оказываются в среднем несколько ниже вычисленных в модели.

Неровности дороги в реальном эксперименте, как и в случае движения передним ходом, вносят постоянные возмущения в движении автопоезда, и потому усилие в тросе в сцепном устройстве характеризуется наличием высокочастотных колебаний, которые, как правило, отсутствуют в модели, что хорошо видно на рисунке 4.38.

Сравнение расчетных экспериментальных данных по натяжению троса в сцепном устройстве при движении автопоезда со скоростью 10 км/ч с радиусом поворота дороги 10 м и с грузом 850 кг в прицепе, смещенном на 0,2 м от продольной оси прицепа. Как видно из приведенных результатов, эксперименты достаточно хорошо (в пределах 10–15%) подтверждают расчетные данные, и потому расчеты на модели могут использоваться для составления рекомендаций при проектировании и эксплуатации данного устройства, повышающего маневренность автопоезда с одноосным прицепом.