Покращення маневреності довгобазового автопоїзда-контейнеровоза

Abstract

У дисертаційній роботі вирішена науково-практична задача покращення необхідних показників маневреності автопоїзда-контейнеровоза і можливості його експлуатації без зниження середньотехнічної швидкості усього транспортного потоку, підвищеної витрати палива, погіршення безпеки руху. Показано, що при перевезеннях усіх розглянутих контейнерів існуючими транспортними засобами не повністю використовується нормована довжина автопоїзда (22 м). Крім того, при перевезеннях легких вантажів також не повністю використовується і максимально допустима маса автопоїзда (40-42 т). Тому доцільною була розробка конструкції автопоїзда-контейнеровоза, яка могла б нівелювати ці недоліки. Розроблені математичні моделі для дослідження кінематики і динаміки повороту автопоїзда, за допомогою яких визначені габаритна смуга і критична швидкість руху для автопоїзда-контейнеровоза з керованою третьою віссю автомобіля-тягача та некерованим напівпричепом (автопоїзд №1) і некерованою третьою віссю тягача й керованою третьою віссю напівпричепа (автопоїзд №2). Показано, що за показниками маневреності перевагу слід віддати автопоїзду №2, а за показниками стійкості руху – автопоїзду №1. Проведеними експериментальними дослідженнями автопоїзда-контейнеровоза доведена адекватність розроблених математичних моделей для визначення показників маневреності і стійкості автопоїзда-контейнеровоза. Цим підтверджується можливість використання розроблених методик для визначення показників маневреності і стійкості руху автопоїзда-контейнеровоза як з керованою третьою віссю автомобіля-тягача, так і з керованим напівпричепом. В диссертационной работе решена научно-практическая задача улучшения необходимых показателей маневренности автопоезда-контейнеровоза и возможности его эксплуатации без снижения средней технической скорости всего транспортного потока, повышенного расхода топлива, ухудшения безопасности движения. Показано, что при перевозках всех рассмотренных контейнеров существующими транспортными средствами не полностью используется нормируемая длина автопоезда (22 м). Кроме того, при перевозках легких грузов также не полностью используется и максимально допустимая масса автопоезда (40-42 т). Поэтому целесообразной является разработка конструкции автопоезда-контейнеровоза, которая могла бы нивелировать эти недостатки. Разработаны математические модели для исследования кинематики и динамика поворота автопоезда, с помощью которых определены габаритная полоса и критическая скорость движения для автопоезда-контейнеровоза с управляемой третьей осью автомобиля-тягача и неуправляемым полуприцепом (автопоезд №1) и неуправляемой третьей осью тягача и управляемой третьей осью полуприцепа (автопоезд №2). Показано, что по показателям маневренности преимущество следует отдать автопоезду №2, а по показателям устойчивости движения – автопоезду №1. При этом получено, что расхождения в определении габаритной полосы движения автопоезда на жестких и эластичных в боковом направлении колесах при круговом движении составляют для автопоезда №1 11,95%, а для автопоезда №2 – 12,9%, т.е. для расчета параметров кругового движения автопоезда можно использовать модель автопоезда на жестких в боковом направлении колесах. При этомна переходных траекториях расхождения в определении габаритной полосы движения уменьшаются. Определено оптимальное передаточное отношение прямого привода управления на заднюю ось полуприцепа при установившемся круговом движении автопоезда. При этом показано, что во всех других режимах движения это передаточное отношение не является оптимальным. Для этих режимов предложен закон управления задней осью полуприцепа, который реализует „силовой” подход, который скорректирован кинематическими соотношениями, обеспечивающими отслеживание траектории тягача полуприцепом. Разработана методика определения критической скорости движения, составившая для автопоезда №1 vкр=30,88 м/с, а для автопоезда №2 - vкр=26,54 м/с, т.е. по показателям устойчивости предпочтение следует отдать автопоезду с третьей управляемой осью автомобиля-тягача (автопоезд №1). Проведенными экспериментальными исследованиями автопоезда-контейнеровоза доказана адекватность разработанных математических моделей для определения показателей маневренности и устойчивости движения. Максимальные отклонения в определении габаритной полосы движения экспериментального автопоезда при движении по кругу, повороте на 900, 1800 составили 9,18% при применении кинематической модели и 6,31% - для модели, которая учитывает боковой увод шин, а при определении критической скорости при выполнении маневра „поворот” радиусом 25 и 35 м - соответственно 8,7% и 9,9%. Этим подтверждается возможность использования разработанных методик для определения показателей маневренности и устойчивости движения автопоезда-контейнеровоза как с управляемой третьей осью автомобиля-тягача, так и с управляемым полуприцепом. In this thesis scientific and practical task of providing necessary indicators of maneuverability of Road Train for Transportation of Containers and possibility of its operation without decreasing of the middle technical speed of all road train without increasing of fuel expense and without deterioration of road safety is solved. It is showed that when vehicles transport the above considered containers they are not of normal length (22 m). Besides, when easy loud is transported the maximum possible mass of road train (40-42 t) is not used. Therefore the working out of new construction of the road train for transportation of containers is very important. It will be able to eliminate all these disadvantages. Mathematical models for research of kinematics and dynamics of road train’s turn, by means of which the clearance traffic lane and critical speed of road train for transportation of containers with the third guided axle of prime mover and the third guided axle of semitrailer (Road train №2) are developed. It is showed that due to the indications of maneuverability the road train №2 is better than other one. But due to the indicators of steady motion the road train №1 is better than the other one. Adequacy of the developed mathematical models is well-proven the conducted experimental researches of lorry convoy for determination of indexes of maneuverability and firmness of lorry convoy. Possibility of the use of the developed methods is confirmed these for determination of indexes of maneuverability and firmness of motion of lorry convoy both with the guided third ax of car-tractor and with the guided semitrailer.