WWW.DISS.SELUK.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА
(Авторефераты, диссертации, методички, учебные программы, монографии)

 

На правах рукописи

УДК 629.33

Тропин Сергей Львович

ПОВЫШЕНИЕ БЕЗОПАСНОСТИ ДВИЖЕНИЯ

БОЛЬШЕГРУЗНЫХ КОЛЕСНЫХ ТРАНСПОРТНЫХ

СИСТЕМ ПРИ ПЕРЕВОЗКЕ КРУПНОГАБАРИТНЫХ

НЕДЕЛИМЫХ ГРУЗОВ

Специальность 05.05.03 - Колесные и гусеничные машины

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Нижний Новгород 2014

Работа выполнена в ЗАО «Предприятие по перевозке крупногабаритных тяжеловесных грузов «Спецтяжавтотранс» (г. Нижний Новгород).

Научный руководитель: доктор технических наук, профессор кафедры «Колесные машины» МГТУ им.

Н.Э. Баумана (г. Москва) Горелов Василий Александрович.

Официальные оппоненты: доктор технических наук, заведующий кафедрой «Автомобилестроение» УГЛТУ (г. Екатеринбург) Баженов Евгений Евгеньевич;

кандидат технических наук, доцент, доцент кафедры «Автомобили и тракторы»

НГТУ им. Р.Е. Алексеева, заместитель директора ИТС НГТУ им. Р.Е. Алексеева (г. Нижний Новгород) Тумасов Антон Владимирович.

Ведущая организация: ФГБОУ ВПО «ЮУрГУ» (НИУ) (г. Челябинск).

Защита диссертации состоится «24» апреля 2014 г. в …… на заседании диссертационного совета Д 212.165.04 в Нижегородском государственном техническом университете им. Р.Е. Алексеева по адресу:

603950, г. Нижний Новгород, ГСП-41, ул. К. Минина, д. 24, ауд. 1258.

Отзывы на автореферат в двух экземплярах с подписью, заверенной печатью, просим направлять в адрес ученого секретаря диссертационного совета по указанному адресу.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Нижегородского государственного технического университета им. Р.Е. Алексеева.

Автореферат разослан « » марта 2014 г.

Ученый секретарь диссертационного совета доктор технических наук, профессор Л.Н. Орлов

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Большинство грузов в различных отраслях экономики может перевозиться как одиночными автомобилями, так и автопоездами, в то время, как транспортировка крупногабаритных тяжеловесных грузов (КТГ) осуществляется исключительно специализированными автопоездами-тяжеловозами с седельными или балластными внедорожными автомобилями-тягачами. Область применения таких транспортных средств весьма широка: перевозка неделимых агрегатов, машин и оборудования к месту монтажа на промышленных объектах;

готовых неделимых строительных блоков и конструкций к месту строительства; различных строительных, дорожных, землеройных и других подобных машин и оборудования к месту эксплуатации. В зависимости от характера перевозимого груза и дорожных условий буксировка прицепов или полуприцепов с грузом может производиться одним или несколькими автомобилями-тягачами.

Особенности автопоездов-тяжеловозов определяют их принципиальное отличие от транспортных средств общего назначения. В автопоездетяжеловозе доминирующее значение имеет прицепное звено, параметры которого: грузоподъемность, осевая нагрузка, габаритные размеры, маневренные качества – являются основными, определяющими эксплуатационные свойства автопоезда в целом. Применяемые в составе прицепного автопоезда-тяжеловоза тяговые автомобили чаще всего являются балластными и в отличие от автомобилей общего назначения в качестве одиночных редко используются для перевозки грузов.

Комплектование автопоезда предусматривает подбор к данному конкретному прицепу-тяжеловозу одного или нескольких тягачей, обеспечивающих возможность его буксирования в заданных эксплуатационных условиях. При этом существенные для автопоездов общего назначения скоростные и динамические качества для большинства автопоездов-тяжеловозов имеют второстепенное значение. На первый план выходят показатели, определяющие безопасность движения.

Использование многоосных транспортных средств большой и особо большой грузоподъемности, отличающихся габаритными размерами и осевыми нагрузками, остро ставит проблему вписываемости этих машин в закругления и повороты существующей дорожной сети и обеспечения маневра при движении на местности, на строительных площадках и в других условиях.

Опыт эксплуатации автопоездов-тяжеловозов предприятием «Спецтяжавтотранс», работающим с 1978 года в сфере доставки неделимых крупногабаритных грузов, как на территории России, так и за рубежом, подтверждает то, что проблема обеспечения движения транспортной системы в заданном коридоре, зачастую ограниченном спецификой дорожной сети, является одной из основных в аспекте безопасности движения, а также реализации максимальной средней скорости движения на заданном маршруте.

Для минимизации коридора движения, и, тем самым, сокращения потребной ширины дорожного полотна, необходимой для поворота, колеса прицепных звеньев выполняют управляемыми. Наибольшее распространение в качестве систем управления поворотом колес прицепных звеньев, входящих в состав многозвенных колесных транспортных комплексов, получили системы с гидравлическим силовым следящим приводом, работающим в функции угла складывания звеньев автопоезда. Известно большое количество конструктивных вариантов организации систем управления звеньями автопоезда, а также алгоритмов и законов для их функционирования.

Важность задачи улучшения маневренности подтверждается также тем обстоятельством, что зачастую к местам назначения грузы необходимо доставлять без дополнительных капитальных вложений на совершенствование дорог.

Очевидно, что развитие конструкции автопоездов должно идти, в том числе, по пути усовершенствования поворотных устройств, внедрения автоматизированных систем управления, разработки новых законов и алгоритмов для работы системы рулевого управления, с целью обеспечения вписываемости всех звеньев в габаритную полосу. В то же время, для синтеза рациональных конструкций систем рулевого управления автопоездовтяжеловозов, проверки работоспособности и эффективности предлагаемых законов и алгоритмов, а также для повышения безопасности движения при перевозке КТГ необходимо располагать инструментарием для решения таких задач на стадии проектирования техники и на этапах подготовки перевозки.

Конструктивные особенности автопоездов с одной стороны позволяют реализовывать многообразие схем и законов работы для систем рулевого управления, с другой стороны – затрудняют прогнозирование показателей маневренности, даже если ограничиваться небольшими скоростями движения.

В этой связи, задача разработки математической модели движения многозвенного автопоезда с учетом возможности реализации различных законов управления автомобилем-тягачом и прицепными звеньями, которая позволит прогнозировать характеристики криволинейного движения на стадии проектирования техники и подготовки перевозки КТГ, представляется очень актуальной научной и практической задачей.

Цели и задачи. Целью работы является повышение безопасности движения большегрузных многозвенных колесных транспортных систем при перевозке крупногабаритных неделимых грузов.

Для достижения цели в работе решены следующие основные задачи:

- разработан новый метод повышения безопасности движения автопоездов на стадии проектирования техники и подготовки перевозок крупногабаритных тяжеловесных грузов;

- создана новая математическая модель движения двухзвенного автопоезда с поворотным дышлом по недеформируемым опорным основаниям для оценки безопасности и тягово-динамических свойств при транспортировке крупногабаритных тяжеловесных грузов, в которой учитывается возможность реализации различных законов и алгоритмов рулевого управления автомобиля-тягача и прицепных звеньев;

- проведены экспериментальные исследования маневренности автопоезда при движении по недеформируемому опорному основанию для оценки адекватности разработанной математической модели движения;

- проведены теоретические исследования криволинейного движения автопоезда при перевозке КТГ в случае различных законов функционирования систем рулевого управления, в том числе и всеколесного для автомобиля-тягача;

- обоснован выбор рациональных схем рулевого управления автопоездов-тяжеловозов, предназначенных для перевозки КТГ.

Методы исследований. Исследования проводились с использованием численных методов моделирования движения двухзвенного автопоезда с поворотным дышлом при различных законах управления поворотом колес тягача и прицепного звена. Экспериментальные исследования основывались на испытаниях автопоезда в составе автомобиля-тягача с колесной формулой 88 и шестиосного прицепного звена.

Научная новизна заключается:

в разработке нового метода повышения безопасности движения многозвенных автопоездов по недеформируемым опорным основаниям при перевозке КТГ за счет выбора рациональных управляющих воздействий водителя (оператора) на стадии подготовки перевозки при использовании аппарата имитационного математического моделирования;

в создании математической модели движения автопоезда в составе автомобиля-тягача и прицепного звена по недеформируемому опорному основанию, в которой поворотное дышло представляется в виде отдельного звена с массовыми и габаритными, имеющего степень свободы в горизонтальной плоскости как относительно автомобиля-тягача, так и относительно прицепного звена. В модели учитывается возможность реализации различных законов и алгоритмов для систем рулевого управления автомобиля-тягача и прицепного звена. Модель позволяет имитировать движение автопоезда в заданных условиях эксплуатации, и, тем самым, значительно сократить сроки проектирования, доводочных испытаний, а также сроки подготовки перевозки КТГ и повысить безопасность и движения;

в результатах теоретических исследований криволинейного движения многозвенного автопоезда при использовании различных законах управления поворотом колес автомобиля-тягача и прицепного звена, в том числе, при всеколесном рулевом управлении.

Обоснованность и достоверность научных положений, выводов и результатов базируются на теоретических и экспериментальных исследованиях динамики автопоезда, а также на использовании апробированных методов имитационного математического моделирования.

Практическая ценность работы. На основе результатов выполненных исследований для практического использования при подготовке перевозки КТГ создан комплекс программ для ЭВМ. Использование комплекса позволяет имитировать динамику автопоезда при различных законах управления поворотом колес автомобиля-тягача и прицепного звена на стадии подготовки перевозки и, тем самым, повысить безопасность движения при перевозке КТГ.

Реализация результатов работы. Результаты работы внедрены в ЗАО ПКТГ «Спецтяжавтотранс», в ГНЦ РФ ФГУП «НАМИ», в НИИ СМ МГТУ им. Н.Э. Баумана, а также используются в учебном процессе при подготовке инженеров на кафедре СМ-10 «Колесные машины» МГТУ им. Н.Э. Баумана.

Апробация работы. Основные положения и результаты диссертационной работы заслушивались и обсуждались:

- на научно-технических семинарах кафедры СМ-10 – «Колесные машины» МГТУ им. Н.Э. Баумана в 2009 – 2013 гг. (г. Москва);

- на Международной научно-практической конференции «Прогресс транспортных средств и систем» (г. Волгоград, 2009 г.);

- на Международной конференции «Проблемы развития механики»

(Монголия, г. Улан-Батор, 2009 г.);

- на Международной научно-технической конференции Ассоциации автомобильных инженеров (ААИ) «Какой автомобиль нужен России?»

(г. Омск, 2010 г.);

«Проектирование колёсных машин», посвящённой 75-летию кафедры «Колёсные машины» МГТУ им. Н.Э. Баумана (г. Москва, 2012 г.).

Публикации. По материалам диссертации опубликовано 3 научные работы в журналах, рекомендованных ВАК РФ.

Структура работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, общих результатов и выводов, списка литературы. Работа изложена на листах машинописного текста, содержит 137 рисунков, 3 таблицы.

Библиография работы содержит 156 наименований.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность темы диссертации, приведено краткое содержание выполненных исследований, сформулирована цель работы и отражены основные положения научной новизны, выносимые на защиту.

В первой главе диссертации приведен анализ расчетных и экспериментальных методов определения параметров криволинейного движения транспортных средств. Представлены исследования отечественных и зарубежных ученых, посвященные оценке маневренности, управляемости и устойчивости автопоездов различного назначения (рис. 1), а также возможности повышения данных эксплуатационных свойств за счет совершенствования систем управления прицепными звеньями. Дана оценка методам расчета систем рулевого управления, а также особенностям математического моделирования движения колесных транспортных средств.

Особенно отмечены работы П.В. Аксенова, Д.А. Антонова, Л.В. Барахтанова, Б.Н. Белоусова, Ю.А. Брянского, Дж. Вонга, М.С. Высоцкого, Г.И. Гладова, А.Б. Дика, Я.Х. Закина, Г.О. Котиева, А.С. Литвинова, Л.Н. Орлова, В.Ф. Платонова, С.Д. Попова, А. Риса, Ю.Л. Рождественского, Г.А. Смирнова, Я.Е. Фаробина, А.А. Хачатурова, Г.Д. Цейтлина, Д.Р. Эллиса и труды научных школ МГТУ им. Н.Э. Баумана, БНТУ (г. Минск), Академии БТВ, НИЦИАМТ.

Рис. 1. Автопоезда-тяжеловозы при перевозке КТГ В итоги первой главы были вынесены основные задачи, решение которых необходимо для достижения цели работы, чему и посвящены остальные главы диссертации.

Во второй главе представлена математическая модель движения автопоезда в составе автомобиля-тягача и прицепного звена по недеформируемым опорным основаниям.

Продольно-угловые и поперечно-вертикальные углы взаимного перемещения звеньев при движении автопоезда по горизонтальному основанию не велики. В этой связи движение каждого звена, как твердого тела, рассматривается в горизонтальной плоскости, с учетом угла подъема в направлении движения, на ровной недеформируемой опорной поверхности и складывается из поступательного движения центра масс и вращательного движения вокруг центра масс (рис. 2).

Система уравнений (1), описывающая данное движение, позволяет рассчитать текущие ускорения по значениям сил и моментов, действующим на звено автопоезда.

Рис. 2. Расчетная схема движения автопоезда с поворотным дышлом где m – масса автомобиля-тягача; Jz – момент инерции автомобиля-тягача относительно оси z; V – вектор скорости центра масс автомобиля-тягача; a – вектор ускорения центра масс автомобиля-тягача (абсолютная производная от вектора скорости центра масс);

вектора скорости центра масс автомобиля-тягача; z – вектор угловой скорости поворота автомобиля-тягача; – угол поворота автомобиля-тягача относительно оси X ; X,Y – координаты центра масс автомобиля-тягача в неподвижной системе координат; x - y – подвижная система координат, связанная с автомобилем-тягачом; Ri – вектор силы взаимодействия с грунтом, действующей на i-ое колесо; Pw – вектор силы сопротивления воздуха; Mпкi – момент сопротивления повороту i-го колеса; Fx1 – сила, действующая со стороны сцепного устройства по оси x ; Fy1 – сила, действующая со стороны сцепного устройства по оси y ; M 1 – момент, передаваемый на корпус со стороны сил, действующих в сцепном устройстве.

Система уравнений, описывающая динамику второго звена системы (поворотного дышла), может быть представлена в виде где Fx 21, Fx 22 – силы, действующие на центральное звено автопоезда со стороны переднего и заднего сцепных устройств, соответственно, по оси x pr 1 ; Fy 21, Fy 22, – силы, действующие на центральное звено автопоезда со стороны переднего и заднего сцепных устройств, соответственно, по оси y pr 1 ; M 21, M 22 – моменты, передаваемые на корпус центрального звена автопоезда, со стороны сил, действующих в переднем и заднем сцепных устройствах, соответственно.

Выбранное описание силы взаимодействия движителя с опорным основанием опирается на подход, предложенный в работах Ю.Л. Рождественского и А.Б. Дика: пятно контакта колеса с дорогой представляется в виде эллипса, результирующая реакция направлена противоположно скорости скольжения, которая определяется как векторная сумма переносной и относительной скорости. Такое представление наиболее точно характеризует движение транспортных средств с большими углами увода, что характерно для автопоездов.

Нормальные реакции колёс R zi перераспределяются вследствие действия силы сопротивления воздуха, моментов сопротивления качению колёс, ускорения центра масс, а также сил, действующих в сцепном устройстве. Учитывается, что концы их векторов лежат в одной плоскости:

где xi, yi – координаты i-го колеса в подвижной системе координат x-y, Hz – высота центра масс автомобиля, H wx, H wy – высоты точки приложения сил воздушного сопротивления в лобовой и боковой проекциях автомобиля, соответственно, H кр – высота точки приложения сил в сцепном устройстве, Fz – вертикальная нагрузка на сцепное устройство.

Значения нормальных реакций Rzi должны быть 0. Если одна (или несколько) из нормальных реакций получается отрицательной, то эта реакция (реакции) принимается равной нулю и система решается заново (соответственно число уравнений уменьшается). Если при решении системы уравнений получаем четыре и более отрицательных значения Rzi, тогда останавливаем процесс численного моделирования, так как этот режим соответствует опрокидыванию.

Величина силы взаимодействия с грунтом составит:

где s - коэффициент трения частичного скольжения, являющийся функцией направления скольжения, величины скольжения S и максимального Коэффициент буксования:

где rko - радиус колеса в свободном режиме качения.

Вектор силы взаимодействия с грунтом Ri направлен противоположно вектору скорости скольжения Vск.

Величина момента сопротивления качению колеса M fi, действующего в плоскости его вращения, рассчитывается по формуле:

где f - коэффициент сопротивления прямолинейному движению колеса.

В качестве примеров численное моделирование движения автопоезда проводилось на типах опорного основания с низкими и высокими сцепными свойствами: «лед со снегом» ( s max = 0,3; f = 0,05), «грунтовое основание»

( s max = 0,6; f = 0,05) и «микст».

Математические модели трансмиссии реализованы для следующих случаев: с раздачей мощности по бортам и межбортовым дифференциалом, для полностью дифференциальной трансмиссии, для случая блокированной связи между всеми колесами, а также для индивидуального привода каждого движителя. Связь между уравнениями динамики автомобиля-тягача и трансмиссии осуществляется как через поступающие из решения уравнения динамики трансмиссии угловые скорости колес, так и через уравнения для моментов, при этом значения сил взаимодействия поступают из уравнений динамики автопоезда:

где rд - расстояние от оси колеса до дорожной поверхности.

Силы и моменты в узле сочленения определяются в соответствии со схемами, представленными на рис. 3 и 4.

Для теоретического исследования криволинейного движения автопоездов на горизонтальном опорном основании предложено связь в узле сочленения (УС) считать упруго-демпфирующей. Абсолютно жесткий или кинематический характер связи накладывают на модель ряд ограничений, наиболее важным из которых является необходимость полного изменения математической модели в случае добавления одного или нескольких звеньев.

Реализация упруго-демпфирующей связи достигается следующим образом: автопоезд условно разрывается в узле сочленения, на каждом звене отброшенная секция заменяется соответствующими силами и моментами, динамика тягача и прицепа рассматривается по отдельности.

Рис. 3. Схема к определению координат точек узлов сочленения автопоезда с Рис. 4. Схема сил в сцепном устройстве между вторым и третьим звеном На i-ом шаге моделирования расстояние между шарнирами секций автопоезда в неподвижной системе координат равно, а степень его изменения по времени, тогда сила в узле сочленения определяется по следующему выражению:

где C F - коэффициент жесткости сцепного устройства в продольном направлении; F - коэффициент сопротивления демпфера сцепного устройства в продольном направлении; X 1, X 2, Y1, Y2 - проекции точек шарниров сцепных устройств звеньев на оси неподвижной системы координат.

Проекции силы, действующей в узле сочленения, на оси неподвижной системы координат:

где - угол, характеризующий направление действия силы в узле сочленения относительно неподвижной системы координат.

Проекции сил, действующей в узле сочленения, на оси систем координат, связанных с корпусами звеньев, а также моменты от этих сил, определяются по зависимостям:

где C 1 и C 2 – угол поворота корпуса первого и второго звена, соответственно, в неподвижной системе координат; d1 и d 2 – расстояние от центра масс до шарнира сцепного устройства для первого и второго звена, соответственно.

На основе разработанной модели движения автопоезда предложен метод повышения безопасности движения автопоездов при перевозке КТГ.

Численное моделирование движения автопоезда при различных вариантах конструкции сцепного устройства проводилось в приложении Simulink программного комплекса Matlab.

В третьей главе приводятся результаты экспериментальных исследований. Представлено подробное описание объектов исследований, аппаратурно-измерительных средств, условий и методик проведения экспериментов. На основании сравнения полученных результатов с расчётными данными произведена оценка адекватности разработанной математической модели движения автопоезда с поворотным дышлом.

В качестве объекта исследований выбрано двухзвенное транспортное средство, состоящее из автомобиля-тягача марки МАЗ-7310 и прицепного модуля ЧМЗАП-83881. Исследуемый автопоезд является действующим, и эксплуатируется предприятием ООО «ОКБ «Спецтяжпроект», входящим в группу компаний «Спецтяжавтотранс», при перевозке специальных грузов различного назначения. Общий вид объекта представлен на рис. 5.

Характеристики движения определялись для двух выполняемых маневров: «Переставка» и «Поворот». Испытания проводились при минимальной скорости движения и максимальных углах поворота управляемых колес.

Регистрация траектории производилась по базовым точкам, в качестве которых были выбраны: последнее колесо внутреннего борта прицепа ( T1 ), первое колесо внешнего борта прицепа ( T2 ), последнее колесо внутреннего борта автомобиля-тягача ( T3 ), крайняя передняя точка автомобиля-тягача по внешнему борту (по бамперу) ( T4 ). Траектория передвижения фиксировалась путем расстановки отметчиков траекторий в определенных точках ( T ji ).

Расчетная схема проведения эксперимента «Поворот» представлена на рис. 6.

Рис. 6. Расчетная схема проведения эксперимента «Поворот»

C0 и между точками, м По данным, представленным в таблице 1, были построены траектории базовых точек автомобиля-тягача и прицепного звена. Рис. 7 иллюстрирует совмещение полученных траекторий.

Рис. 7. Траектории базовых точек тягача и прицепа Полученные в ходе моделирования криволинейного движения исследуемого автопоезда на ровном недеформируемом опорном основании результаты имеют приемлемую сходимость с данными экспериментов для двух исследуемых видов маневров: «Поворот» и «Переставка». Расхождение по основным показателям криволинейного движения не превышает 12%.

Сходимость результатов теоретических и экспериментальных исследований позволила сделать вывод об адекватности разработанной математической модели движения автопоезда и пригодности ее для оценки безопасности при перевозке тяжелых неделимых крупногабаритных грузов.

В четвертой главе представлен метод повышения безопасности движения большегрузных колесных транспортных систем при перевозке крупногабаритных неделимых грузов, основанный на разработанной математической модели движения многозвенного автопоезда и заключающийся в выборе рациональных управляющих воздействий с помощью имитационного математического моделирования на этапе подготовки перевозки. Приведены также результаты теоретических исследований криволинейного движения автопоезда на различных типах опорного основания при следующих сочетаниях схем рулевого управления автомобиля-тягача и прицепного звена:

1.Схема рулевого управления автомобиля тягача традиционная (12-00, полюс находится между 3-ей и 4-ой осями); полюс рулевого управления прицепного звена находится в центре базы, поворот колес прицепа определяется углом поворота дышла относительно прицепа.

2. Схема рулевого управления автомобиля тягача традиционная (12-00, полюс находится между 3-ей и 4-ой осями); полюс рулевого управления прицепного звена находится на задней оси, поворот колес прицепа определяется углом поворота дышла относительно прицепа.

3.Схема рулевого управления автомобиля тягача традиционная (12-00, полюс находится между 3-ей и 4-ой осями); полюс рулевого управления прицепного звена смещен за заднюю ось на 1 м, поворот колес прицепа определяется углом поворота дышла относительно прицепа.

4.Схема рулевого управления автомобиля тягача традиционная (12-00, полюс находится между 3-ей и 4-ой осями); полюс рулевого управления прицепного звена находится на передней оси, поворот колес прицепа определяется углом поворота дышла относительно прицепа.

Результатами имитационного моделирования доказано, что по критерию обеспечения минимальной ширины коридора движения при максимальном угле поворота управляемых колес наиболее благоприятным является вариант №3. Уменьшение ширины коридора движения в сравнении с двумя другими вариантами составило от 10 до 28%. При этом наблюдалось также уменьшение сил, действующих в узле сочленения на 18-20%.

На следующем этапе теоретических исследований анализировался вариант с всеколесным рулевым управлением для автомобиля-тягача, функционирующим в соответствии с законом:

где X р – положение полюса рулевого управления; L – база автомобилятягача; max – максимальный угол поворота задающего колеса, обусловленный конструктивными ограничениями; р – угол задающего колеса (средний угол на передней оси); зап – угол запаздывания; n – показатель, определяющий вид кривой изменения положения полюса рулевого управления.

Результаты исследования показали, что применение всеколесного рулевого управления для автомобиля-тягача не позволяет достичь преимуществ в сравнении с традиционными схемами рулевого управления по обеспечению минимальной ширины коридора движения при маневрировании, а также по критерию снижения нагрузок в сцепном устройстве.

Рис. 8. Траектория движения автопоезда при выполнении маневра «Поворот»

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ ПО РАБОТЕ

1. Разработан новый метод повышения безопасности движения автопоездов на стадии проектирования техники и подготовки перевозок крупногабаритных тяжеловесных грузов. Особенность метода заключается в возможности имитации воздействий водителя (оператора) на органы управления автопоездом на стадии подготовки перевозки, а также в возможности исследования эффективности различных схем рулевого управления автомобиля-тягача и прицепного звена на показатели маневренности.

2. Разработана математическая модель движения автопоезда, позволяющая прогнозировать характеристики маневренности при перевозке КТГ по ровному горизонтальному недеформируемому опорному основанию на этапе подготовки перевозки. Особенностью модели является представление поворотного дышла, соединяющего автомобиль-тягач с прицепом, в виде отдельного звена, имеющего степень свободы в плоскости движения относительно двух звеньев автопоезда. В математической модели учтена возможность реализации различных законов и алгоритмов функционирования систем рулевого управления, различных тяговых сочетаний звеньев автопоезда, а также конструктивных особенностей сцепных устройств. Действие среднего звена учитывается при определении нормальных реакций автомобиля-тягача и прицепного звена.

3. Сравнением результатов имитационного моделирования и натурных экспериментов доказана адекватность разработанной математической модели движения автопоезда по ровному горизонтальному недеформируемому основанию с точностью, приемлемой для прогнозирования характеристик криволинейного движения, и её пригодность для практического использования при исследовании эффективности функционирования различных законов управления поворотом колёс на совокупности дорожных условий. Относительная погрешность по основным показателям криволинейного движения не превышает выполнении маневра «Поворот» не превышает 8%, при выполнении маневра «Переставка» – 12%.

4. Доказано с помощью имитационного моделирования, что новый метод повышения безопасности движения автопоездов на стадии проектирования техники и подготовки перевозок крупногабаритных тяжеловесных грузов позволяет выработать управляющие воздействия автопоездом, позволяющие предотвратить выход любого из звеньев за пределы заданного коридора движения и повысить среднюю скорость движения на маршруте на 7-9%.

5. Результатами имитационного моделирования доказано, что по критерию обеспечения минимальной ширины коридора движения при максимальном угле поворота управляемых колес наиболее благоприятным является вариант №1 (схема рулевого управления автомобиля тягача традиционная (12-00, полюс находится между 3-ей и 4-ой осями); полюс рулевого управления прицепного звена находится в центре базы, поворот колес прицепа определяется углом поворота дышла относительно прицепа).

Уменьшение ширины коридора движения в сравнении с тремя другими вариантами при выполнении поворота с минимальным радиусом составило от 10-28%. При этом наблюдалось также уменьшение сил, действующих в узле сочленения на 18-20%.

ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ ДИССЕРТАЦИИ ОТРАЖЕНЫ В

СЛЕДУЮЩИХ РАБОТАХ:

1. Тропин С.Л., Горелов В.А. Математическая модель криволинейного движения автопоезда по недеформируемому опорному основанию // Журнал ассоциации автомобильных инженеров. – 2011. – №.5 – С. 18–22.

2. Горелов В.А., Котиев Г.О., Тропин С.Л. «Веерный» закон для всеколесного рулевого управления многоосных колесных транспортных средств // Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Машиностроение. – 2012. – №2.

– С. 102–116.

3. Тропин С.Л., Горелов В.А., Масленников Л.А. Прогнозирование характеристик криволинейного движения многоосной колесной машины при различных законах всеколесного рулевого управления [Электронный ресурс] // Электрон. журн. «Наука и образование: электронное научно-техническое издание». 2012. Выпуск 5, №77-30569/403845 – Режим доступа:

http://technomag.edu.ru/doc/403845.html, свободный.



 


Похожие работы:

«Хромов Александр Викторович Разработка методического аппарата повышения эффективности использования электроракетных двигательных установок в системах коррекции орбиты малых низкоорбитальных космических аппаратов Специальности: 05.09.03 – Электротехнические комплексы и системы; 05.07.05 - Тепловые, электроракетные двигатели и энергетические установки летательных аппаратов Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук Москва - 2013 Работа...»

«КУРОЧКИН АНТОН ВАЛЕРЬЕВИЧ ПОВЫШЕНИЕ РАБОТОСПОСОБНОСТИ МОНОЛИТНЫХ ТВЕРДОСПЛАВНЫХ КОНЦЕВЫХ ФРЕЗ ПУТЕМ ОПТИМИЗАЦИИ АРХИТЕКТУРЫ МНОГОСЛОЙНЫХ НАНОСТРУКТУРИРОВАННЫХ ИЗНОСОСТОЙКИХ ПОКРЫТИЙ Специальность 05.02.07 - Технология и оборудование механической и физико-технической обработки АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук Рыбинск – 2012 Работа выполнена в федеральном государственном бюджетном образовательном учреждении высшего профессионального...»

«САГИРОВ Сергей Николаевич МЕХАТРОННЫЙ КОМПЛЕКС ЭКСТРУЗИОННОЙ ОБРАБОТКИ ПОЛИМЕРОВ Специальность 05.02.05 – роботы, мехатроника и робототехнические системы Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук Владимир - 2012 Работа выполнена в ФГБОУ ВПО Владимирский государственный университет имени Александра Григорьевича и Николая Григорьевича Столетовых доктор технических наук, Научный руководитель : профессор Малафеев С.И., ВлГУ; доктор технических...»

«РОМАНОВ СЕРГЕЙ АЛЕКСАНДРОВИЧ ИССЛЕДОВАНИЕ РАБОЧЕГО ПРОЦЕССА ДИЗЕЛЯ 4Ч 11,0/12,5 ПРИ РАБОТЕ НА МЕТАНОЛО-ТОПЛИВНОЙ ЭМУЛЬСИИ Специальность 05.04.02 - тепловые двигатели Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук Санкт-Петербург - 2010 2 Работа выполнена в ФГОУ ВПО Вятская государственная сельскохозяйственная академия Научный руководитель : доктор технических наук, профессор Лиханов Виталий Анатольевич Официальные оппоненты : доктор технических...»

«УДК 629.783 Старков Александр Владимирович СИНТЕЗ АЛГОРИТМОВ УПРАВЛЕНИЯ КОСМИЧЕСКИМИ АППАРАТАМИ С УЧЕТОМ ТРЕБОВАНИЙ БЕЗОПАСНОСТИ ПРОВЕДЕНИЯ ДИНАМИЧЕСКИХ ОПЕРАЦИЙ Специальность 05.07.09 Динамика, баллистика, управление движением летательных аппаратов АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание учной степени кандидата технических наук МОСКВА 2012 Работа выполнена на кафедре Системный анализ и управление Федерального государственного бюджетного образовательного учреждения высшего...»

«ХИСАЕВА ЗЕМФИРА ФАНИЛОВНА ПОВЫШЕНИЕ СТОЙКОСТИ МЕТАЛЛА ПЕЧНЫХ ТРУБ К КОКСООТЛОЖЕНИЮ СИЛИЦИРОВАНИЕМ ПОВЕРХНОСТИ Специальность 05.02.01 – Материаловедение (Машиностроение в нефтегазовой отрасли) АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук Уфа - 2003 Работа выполнена на кафедре Машины и аппараты химических производств Уфимского государственного нефтяного технического университета. Научный руководитель доктор технических наук, профессор Кузеев...»

«ИСАНБЕРДИН Анур Наилевич ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ДОЛГОВЕЧНОСТИ ЛОПАТОК ПАРОВЫХ ТУРБИН ИЗ СПЛАВА ВТ6 С УЧЁТОМ НАСЛЕДСТВЕННОСТИ ПРИ ИХ РЕМОНТЕ С УПРОЧНЕНИЕМ ПОВЕРХНОСТНОГО СЛОЯ Специальность 05.02.08 – Технология машиностроения АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание учёной степени кандидата технических наук Уфа – 2011 Работа выполнена в ГОУ ВПО Уфимский государственный авиационный технический университет (УГАТУ) на кафедре технологии машиностроения Научный руководитель :...»

«ШИШКОВ ВЛАДИМИР АЛЕКСАНДРОВИЧ МЕТОДЫ УПРАВЛЕНИЯ РАБОЧИМ ЦИКЛОМ ДВУХТОПЛИВНЫХ И ОДНОТОПЛИВНЫХ ПОРШНЕВЫХ ГАЗОВЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ С ИСКРОВЫМ ЗАЖИГАНИЕМ Специальность: 05. 04. 02 Тепловые двигатели АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук Самара – 2013 Работа выполнена в Самарском государственном аэрокосмическом университете им. академика С.П. Королёва (Национальный исследовательский университет) на кафедре Теплотехника и...»

«ИСАКОВ АЛЕКСАНДР ИГОРЕВИЧ ПОВЫШЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ ОБРАБОТКИ МЕРНЫХ ПАЗОВ ТОРЦЕВЫМИ ФРЕЗАМИ СО СВЕРХТВЕРДЫМИ МАТЕРИАЛАМИ С РЕГУЛИРОВКОЙ ПО ДИАМЕТРУ Специальность 05.02.07 Технология и оборудование механической и физико-технической обработки Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук Москва 2013 1 Работа выполнена в ФБГОУ ВПО Московский государственный технологический университет СТАНКИН Научный руководитель Доктор технических наук, профессор...»

«ОВЧИННИКОВ СЕРГЕЙ АНДРЕЕВИЧ РАЗРАБОТКА СИСТЕМЫ МЕНЕДЖМЕНТА КАЧЕСТВА НА ОСНОВЕ АВТОМАТИЗИРОВАННЫХ СИСТЕМ УПРАВЛЕНИЯ И CALS-ТЕХНОЛОГИЙ Специальность 05.02.23 – Стандартизация и управление качеством продукции Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук Москва - 2012 4 Работа выполнена на кафедре Технологические основы радиоэлектроники Федерального государственного бюджетного образовательного учреждения высшего профессионального образования...»

«Стрельцов Сергей Владимирович Обоснование структуры и силовых параметров дифференциальной системы торможения крана пролетного типа на рельсовом ходу 05.05.04 – Дорожные, строительные и подъемно-транспортные машины Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук Новочеркасск – 2014 2 Работа выполнена в федеральном государственном бюджетном образовательном учреждении высшего профессионального образования Южно-Российский государственный...»

«МАЦКО Ольга Николаевна МЕХАТРОННЫЕ РЕКУПЕРАТИВНЫЕ ПРИВОДЫ ДЛЯ ВОЗВРАТНО-ПОСТУПАТЕЛЬНОГО ДВИЖЕНИЯ Специальность: 05.02.05 – Роботы, мехатроника и робототехнические системы Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук Санкт-Петербург – 2011 Работа выполнена в федеральном государственном бюджетном образовательном учреждении высшего профессионального образования СанктПетербургский государственный политехнический университет Научный руководитель :...»

«Обозов Александр Алексеевич РАЗРАБОТКА ТЕОРЕТИЧЕСКИХ ОСНОВ И СРЕДСТВ ПОВЫШЕНИЯ ЭФФЕКТИВНОСТИ СИСТЕМ ТЕХНИЧЕСКОГО ДИАГНОСТИРОВАНИЯ МАЛООБОРОТНЫХ ДИЗЕЛЕЙ Специальность 05.04.02 – Тепловые двигатели Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук Брянск – 2010 Работа выполнена в закрытом акционерном обществе Управляющая компания Брянский машиностроительный завод Официальные оппоненты : доктор технических наук, профессор Марков В.А. доктор технических...»

«СТЕНИН Дмитрий Владимирович ОБОСНОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ РЕСУРСА НЕСУЩИХ СИСТЕМ И СТЕПЕНИ ЗАГРУЗКИ НА ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТЬ КАРЬЕРНЫХ АВТОСАМОСВАЛОВ 05.05.06 – Горные машины АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук Кемерово – 2008 2 Работа выполнена в Государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования Кузбасский государственный технический университет Научный руководитель – доктор технических наук, профессор Хорешок...»

«Филатов Павел Николаевич ПОВЫШЕНИЕ СТОЙКОСТИ И ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТИ ПРОТЯЖЕК ИЗ ПОРОШКОВОЙ БЫСТРОРЕЖУЩЕЙ СТАЛИ ПРИ ОБРАБОТКЕ ЖАРОПРОЧНЫХ МАТЕРИАЛОВ ЗА СЧЕТ ПРИМЕНЕНИЯ КОМПЛЕКСНОГО ИОННО-ПЛАЗМЕННОГО УПРОЧНЕНИЯ Специальность: 05.03.01 Технологии и оборудование механической и физико-технической обработки АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук Москва, 2009 Работа выполнена на кафедре Высокоэффективные технологии обработки (ВТО)...»

«Маслов Николай Александрович СОЗДАНИЕ СТЕНДА ДЛЯ ПОСЛЕРЕМОНТНЫХ ИСПЫТАНИЙ ГИДРОМОТОРОВ ДОРОЖНЫХ, СТРОИТЕЛЬНЫХ И ПОДЪЕМНО-ТРАНСПОРТНЫХ МАШИН Специальность: 05.05.04 – Дорожные, строительные и подъемно-транспортные машины Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук Новосибирск – 2006 2 Работа выполнена в Сибирском государственном университете путей сообщения Научный руководитель - кандидат технических наук, профессор Мокин Николай Васильевич...»

«Иванайский Виктор Васильевич ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ И ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ УПРАВЛЕНИЯ СТРУКТУРОЙ И СВОЙСТВАМИ ИЗНОСОСТОЙКИХ ПОКРЫТИЙ ИЗ БЕЛЫХ ВЫСОКОЛЕГИРОВАННЫХ ХРОМИСТЫХ ЧУГУНОВ И ПСЕВДОСПЛАВОВ, СФОРМИРОВАННЫХ ИНДУКЦИОННОЙ НАПЛАВКОЙ НА УГЛЕРОДИСТЫЕ И НИЗКОЛЕГИРОВАННЫЕ СТАЛИ Специальность 05.02.10 – Сварка, родственные процессы и технологии Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук Барнаул – Работа выполнена ФГБОУ ВПО Алтайский государственный...»

«Столяров Владимир Владимирович РАЗРАБОТКА АДАПТИВНОЙ СИСТЕМЫ ВИБРОЗАЩИТЫ ЧЕЛОВЕКА-ОПЕРАТОРА ОДНОКОВШОВОГО ЭКСКАВАТОРА ВТОРОЙ РАЗМЕРНОЙ ГРУППЫ 05.05.04 – Дорожные, строительные и подъемно-транспортные машины Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук Омск - 2009 Работа выполнена в Сибирской государственной автомобильно-дорожной академии (СибАДИ) Научный руководитель : кандидат технических наук, доцент Корчагин Павел Александрович Официальные...»

«ГОЦЕЛЮК ТАТЬЯНА БОРИСОВНА ИССЛЕДОВАНИЕ РОСТА НЕСКВОЗНЫХ ТРЕЩИН В ЭЛЕМЕНТАХ АВИАЦИОННЫХ КОНСТРУКЦИЙ 05.07.03 – прочность и тепловые режимы летательных аппаратов Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук Новосибирск – 2010 Работа выполнена в Государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования Новосибирский государственный технический университет и в Федеральном государственном унитарном предприятии Сибирский...»

«САМОЙЛЕНКО ВАЛЕНТИНА ЮРЬЕВНА ОПТИМИЗАЦИЯ СИСТЕМ УТИЛИЗАЦИИ ТЕПЛОТЫ ВОЗДУХА, УДАЛЯЕМОГО ИЗ ПОМЕЩЕНИЙ С ПОВЫШЕННЫМ ВЛАГОВЫДЕЛЕНИЕМ 05.04.03 – Машины и аппараты, процессы холодильной и криогенной техники, систем кондиционирования и жизнеобеспечения АВТОРЕФЕРАТ на соискание ученой степени кандидата технических наук Москва, 2013 Работа выполнена в Федеральном государственном бюджетном образовательном учреждении высшего профессионального образования Национальный исследовательский...»








 
© 2013 www.diss.seluk.ru - «Бесплатная электронная библиотека - Авторефераты, Диссертации, Монографии, Методички, учебные программы»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.