Оценка влияния конструктивных параметров прицепных звеньев на показатели маневренности автопоездов
Дипломная работа - Транспорт, логистика
Другие дипломы по предмету Транспорт, логистика
инерции Pc1, Pc2, Pc3, силы сопротивления качению колес Pk1, Pk2, Pk3 и боковые реакции в результате увода колес R1, R2, R3, R4, R5.
Математическое описание равномерного кругового движения автопоезда, состоящего из трехосного тягового автомобиля и двухосного прицепа, включает описание прицепа и автомобиля. Вначале получим уравнения движения прицепа. Для этого запишем следующие уравнения.
Уравнение равновесия моментов сил, действующих на кузов прицепа относительно оси поворотного круга On
где R5 - боковая реакция на мост в результате увода колес кузова; Рc4 - центробежная сила инерции кузова прицепа, приложенная в центре масс оси; L5 - база прицепа; ?5 - угол увода задней оси прицепа (пятой оси автопоезда).
Боковая реакция на мост в результате увода колес кузова равна
где Ky2 - коэффициент сопротивления уводу колёс; Cn2 - смещение центра поворота относительно задней оси прицепа; Rn2 - радиус поворота кузова прицепа;
Центробежная сила инерции
где m4 - масса кузова прицепа приведённая к задней оси прицепа; Vn2 - скорость кузова прицепа.
Рис. 3. Раiетная схема прицепного автопоезда с двухосным прицепом
Подставляем в (3.11) значения входящие в него сил и уравнение равновесия примет следующий вид:
Учитывая, что для равномерного кругового движения
где Vt - скорость движения тягового автомобиля; Rt - радиус поворота тягового автомобиля.
Получим смещение центра поворота кузова Cn2 относительно задней оси прицепа:
Уравнение равновесия продольных сил, действующих на кузов прицепа, имеет вид
где Рk3 - сила сопротивления качению колес задней оси прицепа; Рx3 -
продольная сила, действующая на кузов прицепа со стороны передней оси прицепа.
Сила сопротивления качению колес задней оси прицепа
где f - коэффициент сопротивления качению колес.
Подставим выражения (3.45) и (3.50) в уравнение (3.49) и получим:
Разрешим (3.51) относительно силы в сцепном устройстве со стороны передней оси прицепа
Подставим выражения и в (3.52) и получим выражение для реакции в шарнире между кузовом о передней осью прицепа
Уравнения равновесия поперечных сил, действующих на переднюю ось прицепа, имеет вид
где R4 - боковая реакция на переднюю ось прицепа в результате увода колес; Рc3 - центробежная сила инерции передней оси прицепа; ?4 - угол увода передней оси прицепа (четвертой оси автопоезда).
Выражение для боковой реакции передней оси прицепа, обусловленной уводом колёс, имеет вид
где Cn1 - смещение центра поворота относительно передней оси прицепа;
Rn1 - радиус поворота передней оси прицепа;
Центробежная сила инерции передней оси прицепа равна
где m3 - масса передней оси прицепа; Vn1 - скорость передней оси прицепа.
Подставим (3.55) и (3.56) в уравнение равновесия (3.54)
Разрешим полученное выражение относительно Cn1 и учитывая, что для равномерного кругового движения скорость
получим
Уравнение равновесия продольных сил, действующих на переднюю ось прицепа
где Pk2 - сила сопротивления качению колес передней оси прицепа;
Рx2 - продольная сила, действующая на переднюю ось прицепа со стороны автомобиля.
Подставим выражение (3.56) в (3.58) и учитывая, что
получим
.
Разрешим, полученное выражение относительно Рx2 и учитывая, что для равномерного кругового движения , а получим
Параметры передней оси прицепа и кузова прицепа связаны следующими геометрическими уравнениями:
;
;
Отсюда
Кроме того,
Двуосный прицеп можно описать следующей системой уравнений:
;
;
;
;
;
Теперь рассмотрим уравнения равновесия тягового автомобиля по аналогии с описанием тягового автомобиля седельного автопоезда. Для этого составим уравнение равновесия поперечных сил, действующих на тяговый автомобиль, уравнение равновесия моментов сил, действующих на тяговый автомобиль относительно точки сцепки Oc, и уравнение геометрической связи тягового автомобиля и передней оси прицепа.
Уравнение равновесия поперечных сил, действующих на тяговый автомобиль, имеет вид
Здесь R1, R2 и R3 - боковые реакции соответственно на передний, второй и третий мосты автомобиля в результате увода колес; Pk1 - сопротивления качению колес; Pc1 и Рc2 - центробежные силы инерции соответственно переднего моста и задней тележки автомобиля; Px1 - продольная сила, действующая в точке сцепки со стороны прицепа.
Боковые реакции на передний, второй и третий мосты автомобиля в результате увода колес равны
где Ky1 и Ky2- коэффициенты сопротивления уводу колёс передней оси и задней тележки; ? - средний угол поворота управляемых колес; L3 - расстояние от передней до задней оси автомобиля; Lt - база задней тележки тягового автомобиля; Ct - смещение центра поворота тягового автомобиля относительно заднего моста.
Центробежные силы инерции переднего моста и задней тележки автомобиля равны
где m1, m2 - массы автомобиля приходящиеся соответственно на передний мост и заднюю тележку автомобил