РОЗДІЛ 2
Кінематика повороту триланкового автопоїзда
2.1 Основні спрощення, які приймаються при складанні математичної моделі.
При розробленні математичних моделей, через їх складність, доводиться вносити
певні корективи – спрощення і припущення, які б не значно впливали на кінцевий
результат (результати мали допустиму похибку), але й давали б можливість значно
скоротити час і спростити складання самої моделі. Так, враховуючи прикладний
характер методів аналізу викладених нижче для визначення маневрових
властивостей триланкових автопоїздів, і у нашій моделі приймемо ряд припущень
та обмежень, щоб максимально спростити розроблені методи і зробити їх
доступними для широкого практичного використання.
Будемо вважати, що опорна поверхня, по якій відбувається криволінійний рух
автопоїзда, строго горизонтальна і має покращене покриття, яке не створює
значного опору рухові.
Елементарні кінематичні ланки, що входять до складу триланкового автопоїзда,
розглядаються в подальшому як абсолютно жорсткі тіла, без врахування можливих
внутрішніх деформацій пружних елементів, які входять до його складу, тому
вертикальні переміщення центра мас ланок і нахил їх підресорених мас
виключається.
Рух елементарної кінематичної ланки, якщо про це не буде сказано особливо,
вважається обмеженим неголономним зв’язком, тобто напрям швидкостей всіх точок
ходової вісі ланки їй перпендикулярні [33]. Бокове відведення еластичних шин
коліс і рух ланки вздовж її ходової вісі вважається неможливим. Це важливе
припущення призводить до того, що проекції поздовжньої вісі ланки першого роду
і діаметральної площини середнього приведеного колеса ланки другого роду на
опорну поверхню завжди дотичні до траєкторії головних їх точок.
Якщо відома або задана траєкторія направляючої точки елементарної кінематичної
ланки, можна тим або іншим методом знайти траєкторію головної точки, тобто
середини ходової вісі ланки і, відповідно, положення елементарної кінематичної
ланки буде визначеним [33].
Якщо ланка першого роду має двовісний візок, то за головну точку такої ланки
приймається деяка точка, що лежить на поздовжній вісі ланки між ходовими осями
візка. Якщо в подальшому це не буде спеціально зазначено, то вважається, що
головна точка ланки лежить точно посередині між ходовими осями.
Шарнірні спряження з вертикальною віссю елементарних кінематичних ланок
автопоїздів дозволяють їм здійснювати безперешкодне переміщення в
горизонтальній площині.
2.2 Траєкторія головної точки.
Знаючи траєкторії кожної ланки, можна визначити характер руху і розташування на
дорозі автопоїзда в цілому. Однак з усіх траєкторій автопоїзда одна є основною,
що визначає характер його руху і повністю залежить від водія, який керує
автопоїздом, орієнтуючись обставинами на дорозі – головна траєкторія
автопоїзда.
Головною траєкторією будь-якого транспортного засобу є траєкторія головної
точки його ведучої ланки, тобто середини ведучого моста (одновісна ланка) або
середини центра двовісного візка (двовісна ланка). Поздовжня вісь елементарної
кінематичної ланки направлена по дотичній до головної траєкторії саме в цій
точці [33].
При переході від прямолінійного руху до кругового кут g0 повороту керованих
коліс збільшується від нуля до деякої постійної величини g0МАХ, обумовленої
конструкцією автомобіля-тягача. При переході від кругового руху до
прямолінійного цей кут, навпаки, зменшується від g0МАХ до нуля. За колового
руху автопоїзда спостерігається найбільше відхилення ланок автопоїзда від
траєкторії автомобіля-тягача. Тому в практиці експлуатації автопоїздів і у
Директиві ЄС габаритну смугу руху автопоїзда визначають за усталеного руху по
колу за умови, що усі колеса автопоїзда жорсткі у бічному напрямку.
Схеми повороту типових триланкових сідельно-причіпних автопоїздів показані на
рис. 2.1.
На рис. 2.1а зображена схема сідельно-причіпного автопоїзда з причепом з
наближеними осями. Такий автопоїзд складається із автомобіля-тягача (MAN,
Volvo, DAF, Scania тощо), напівпричепа (Shcmitz, Kogel, Krone, Fliegl) і
двохвісного причепа з наближеними осями ( Kogel ZZ-18P, Krone ZZ18 тощо).
Схема сідельно-причіпного автопоїзда, що зображена на рис. 2.1б, відрізняться
від попередньої схеми конструкцією причепа – це дво- або тривісний причеп
стандартної конструкції із поворотними колесами передньої осі.
а) б)
Рис. 2.1 Схема усталеного повороту триланкового сідельно-причіпного
автопоїзда з причепом зі зближеними осями а) і рознесеними осями б)
Загальна довжина кожного з автопоїздів складає біля 25 м. Тому розглянемо
спочатку некерований автопоїзд загальною довжиною 25,0 м.
При визначенні геометричних і компонувальних параметрів обох типів автопоїздів
приймалося, що незмінними залишаються габаритні радіуси повороту, а всі інші
параметри можуть змінюватися. Так, у автопоїзда з причепом з наближеними осями,
рис. 2.1а, змінювалася база автомобіля-тягача і відповідно відстань La в межах
La=3,5 ...4,5 м (La -відстань від зовнішньої габаритної точки тягача до
середини возика), база напівпричепа в межах L1=6,0...8,0 м, база причепа в
межах L2=4,5...7,0 м.
Для автопоїзда з причепом з рознесеними осями, рис. 2.1б, зміна усіх параметрів
відбувалася в тих же межах і крім того змінювалася довжина дишля причепа в
межах L0=1,5...3,5 м.
Розрахунки виконувалися у такій послідовності. Задавалася загальна довжина
автопоїзда. При зміні будь-якого параметра, наприклад, бази напівпричепа всі
інші параметри вибиралися так, щоб залишалася незмінною загальна довжина
автопоїзда на рівні 25 м. При фіксованих значеннях компонувальних параметрів
визначалися геоме