РОЗДІЛ 2. МАНЕВРЕНІСТЬ ШАРНІРНО-ЗЧЛЕНОВАНИХ АВТОБУСІВ
2.1. Маневреність ШЗА з некерованими колесами причепа
У більшості країн світу габаритна довжина одиночних автобусів обмежується на
рівні 12м, хоч і зустрічаються конструкції довжиною до 15м, а зчленованих –
18м. Пояснюється це необхідністю виконання вимог Приписів ЄЕК ООН №36 та ГОСТ
27815 – 88, зокрема п.п.5.9.1. "...при движении на повороте как вправо, так и
влево, автобус должен полностью вмещаться по наиболее выступающей точке кузова
или бампера в окружность радиусом 12,5 м" та 5.9.2. "...при движении на
повороте как вправо, так и влево, когда наиболее выступающие точки кузова или
бампера описывают окружность радиусом 12,5 м, автобус должен вмещаться в
коридор 7,2 м" [122].
Розглянемо за яких компонувальних параметрів можливо виконання цих умов. Будемо
вважати, що колеса автобуса жорсткі у бічному напрямку. Тоді, згідно рис.2.1 а,
для одиночного автобуса отримаємо:
АВ=м,
де АВ - відстань від найбільш виступаючої точки автобуса до задньої осі.
При цьому задній звис автобуса lЗА складе:
LЗА=Lг–АВ=12,5–9,77=2,73 м,
де Lг – габаритна довжина автобуса.
Для зчленованого автобуса, рис.2.1 б, габаритна смуга руху (ГСР) визначається в
залежності від двох параметрів – розташування задньої осі автобуса та точки
зчіпки тягача з причепом.
Позначимо через LА відстань від площини, в якій знаходиться зовнішня габаритна
точка, до задньої осі автобуса. Приймемо, що LА змінюється в межах від 4 до 9
м, а задній звис автобуса lЗА– в межах від 2,0 до 3,0м.
Тоді, радіус точки зчіпки визначиться із DD ОВС як
,
Рис. 2.1 До визначення габаритної смуги руху:
а) автобуса, б) зчленованого автобуса
а база напівпричепа із DD ОСК
У таблиці 2.1 наведені результати розрахунку бази та заднього звису
напівпричепа в залежності від габаритних параметрів автобуса LA і lза при
зовнішньому габаритному радіусу автобуса Rзг=12,5 м.
Аналіз даних таблиці показує, що існує безліч параметрів автобуса та причепа,
за яких габаритна смуга руху (ГСР) зчленованого автобуса виходить за рамки
допустимої. Тому для вибору оптимальних параметрів ШЗА розглянемо його рух на
неусталеному повороті.
У роботі [22] наведена методика розрахунку ГСР автопоїзда з некерованим
напівпричепом для випадку, коли база напівпричепа не перевищує базу тягача.
Однак, дана методика не може бути розповсюджена на автопоїзди других
компонувальних схем. Тому, базуючись на положеннях цієї роботи, розглянемо
загальний випадок руху ШЗА.
Таблиця 2.1
Параметри причепа при зовнішньому габаритному радіусі повороту автобуса
Rзг=12,5 м
L, м
OF, м
OB, м
OC, м
Lnn, м
lзп, м
Lза=
=2,0
Lза=
=2,5
lза=
=3,0
lза=
=2,0
lза=
=2,5
lза=
=3,0
lза=
=2,0
lза=
=2,5
lза=
=3,0
11,31
10,06
10,26
10,37
10,50
7,90
8,04
8,21
4,10
3,46
2,79
10,91
9,66
9,86
9,98
10,12
7,37
7,53
7,71
3,63
2,97
2,29
10,39
9,14
9,36
9,48
9,62
6,69
6,85
7,05
3,31
2,65
1,95
9,75
8,50
8,73
8,86
9,01
5,77
5,97
6,19
3,23
2,53
1,81
8,94
7,69
7,95
8,09
8,25
4,51
4,75
5,02
3,49
2,75
1,98
7,94
6,69
6,98
7,14
7,33
2,41
2,84
3,29
4,59
3,66
2,71
Будемо вважати [122], що траєкторія характерної точки тягача задана у вигляді:
, (2.1)
а траєкторію характерної точки причепа необхідно визначити, тобто
. (2.2)
Визначимо швидкості характерних точок тягача і причепа. Отримаємо
, (2.3)
, (2.4)
або
. (2.5)
З використанням координат характерних точок база причепа визначиться як
, (2.6)
де (2.7)
Знайдемо проекцію вектора на вісь, що проходить через характерні точки тягача і
причепа, тобто на вісь АВ. Отримаємо:
(2.8)
Помітимо, що в силу "нерозтягнення" причепа
. (2.9)
Зважаючи на те, що , то
, (2.10)
де k - деякий сталий коефіцієнт пропорційності, що підлягає визначенню.
Після піднесення рівнянь (2.10) до квадрату та їх складання, а потім добування
кореню квадратного, з урахуванням (2.5) і (2.7) отримаємо:
або (2.11)
З урахуванням виразів (2.8) та (2.9) коефіцієнт пропорційності k визначиться як
(2.12)
Після підстановки рівняння (2.12) в рівняння (2.10) отримаємо систему двох
диференціальних рівнянь для визначення координат характерної точки причепа
X2(t), Y2(t):
(2.13)
Для спрощення системи (2.13) проведемо заміни:
(2.14)
Звідки
(2.15)
Візьмемо похідну від змінних системи рівнянь (2.15). При цьому позначимо
u(t)=u, v(t)=v. Отримаємо
(2.16)
Після підстановки рівнянь (2.14) і (2.16) в рівняння (2.13) отримаємо:
або
. (2.17)
Після знаходження будь-яким методом допоміжних функцій u і v із системи рівнянь
(2.17) і підстановки отриманих значень в систему рівнянь (2.17) отримаємо
рівняння для визначення траєкторії характерної точки причепа.
Оскільки найбільша смуга руху, як показали проведені раніше дослідження [22],
досягається на кругових траєкторіях при режимному коефіцієнті повороту, що
наближається до нескінченості, розглянемо саме цей випадок, тобто рух тягача по
круговій траєкторії, а причепа – по перехідній траєкторії.
Рівняння руху характерної точки тягача при його русі по криволінійній
траєкторії запишемо у вигляді:
, (2.18)
а при русі по прямолінійному відрізку дільниці – у вигляді:
.
- Київ+380960830922