Статьи

На большинстве современных транспортных средств для управления применяется кинематический способ поворота, который реализуется, как правило, поворотом управляемых колес относительно остова. Для обеспечения правильной кинематики поворота, безопасности движения при маневрировании машина оснащается рулевым приводом, при этом определенным геометрическим параметрам деталей рулевого привода соответствуют вполне конкретные кинематические характеристики поворота. Представлены результаты исследования, проведенного с целью согласования геометрических и кинематических характеристик криволинейного движения колесного транспортного средства. Получены и подтверждены сравнением с результатами ранее проведенных исследований основные аналитические выражения, определяющие геометрию и кинематику «чистого» качения колес транспортного средства при криволинейном движении. Расчеты, выполненные на примере трактора Беларус-80.1, показали, что изменение шкворневой колеи колесной машины приводит к искажению заложенного конструктивно соотношения между углами поворота внутреннего и наружного управляемых колес и, следовательно, к нарушению геометрических и кинематических характеристик криволинейного движения. Выявлены взаимосвязи и закономерности изменения геометрических и кинематических характеристик, определяющих криволинейное движение транспортного средства. Для того чтобы все колеса транспортного средства свободно вращались на криволинейной траектории, нормальные линии к центру каждой плоскости шины должны пересекаться в общей точке. Устройством, посредством которого можно обеспечить работу рулевого управления транспортного средства близко к соблюдению условия свободного качения колес, является четырехзвенный рычажный механизм рулевой трапеции. Для обеспечения необходимых условий свободного вращения колес при повороте транспортного средства во всем диапазоне изменения его колеи конструкция рычажного механизма рулевой трапеции должна быть спроектирована в виде многопозиционного соединения ее деталей.

Представлены результаты теоретической оценки влияния поступательной скорости движения двухосной колесной машины со всеми управляемыми колесами и угловой скорости поворота ее колес на основные характеристики кривой траектории входа в поворот. Расчеты проводились при следующих исходно-начальных параметрах, характеризующих конструктивно-геометрические и эксплуатационные особенности колесной машины: продольная база машины - 2,6 м; расстояние между осями шкворней рулевых трапеций передних и задних колес - 1,8 м; максимальные углы поворота управляемых колес - 33,5°. Установлено, что поворот двухосной колесной машины со всеми управляемыми колесами в сравнении с колесной машиной с передними управляемыми колесами при постоянных угловых скоростях поворота управляемых колес 0,195 с-1 и изменении поступательной скорости движения машины от 0,57 м/с (2,05 км/ч) до 1,78 м/с (6,41 км/ч) характеризуется увеличением максимальной абсциссы участка входа в поворот в 1,71-1,81 раза и сокращением максимальной ординаты участка входа в поворот на 1-8%; при постоянной поступательной скорости движения 1,41 м/с (5,08 км/ч) и изменении угловых скоростей поворота управляемых колес от 0,0974 до 0,292 с-1 - увеличением максимальной абсциссы участка входа в поворот в 1,57-1,77 раза и сокращением максимальной ординаты участка входа в поворот на 24,3-2,4%. Двухосная колесная машина со всеми управляемыми колесами в сравнении с колесной машиной с передними управляемыми колесами отличается значительно меньшим минимальным теоретическим радиусом поворота (в 1,68 раза), а также более коротким участком круговой кривой (в 2,54-8,81 раза короче) и, следовательно, более короткой траекторией поворота. Результаты проведенных исследований дают возможность провести выбор рациональных эксплуатационных и конструктивных параметров двухосной колесной машины со всеми управляемыми колесами исходя из оценки параметров кривой траектории переменного радиуса входа в поворот.