Запорожец Издания
Теория передающих систем Торможение автомобиля тормозом-замедлителем более эффективно по сравнению с торможением работающим двигателем. В настоящее время наиболее распространенными схемами тормозов-замедлителей являются: - выпускной тормоз-замедлитель с заслонкой в выпускном коллекторе двигателя, применяемый на автомобилях КамАЗ; - гидродинамический тормоз-замедлитель - обычная гидромуфта с заторможенной турбиной; - электродинамический тормоз-замедлитель, работающий по принципу вихревых токов. Привод к тормозам-замедлителям чаще делают независимым (от рычага или от кнопки). Иногда он помещается на педали основного тормоза. КУРСОВАЯ ДИНАМИКА УПРАВЛЯЕМЫХ АВТОТРАНСПОРТНЫХ СРЕДСТВ 4.1. СПОСОБЫ ПОВОРОТА АВТОТРАНСПОРТНЫХ СРЕДСТВ В общем случае траектория движения АТС является криволинейной с непрерывно изменяющейся кривизной. Криволинейность движения обусловлена необходимостью совершать повороты в соответствии с задаваемой водителем траекторией, а также неизбежным отклонением АТС от заданной траектории вследствие действия внешних возмущений. Способность управляемого водителем АТС совершать криволинейное движение называется поворотливостью и оценивается двумя свойствами: управляемостью и устойчивостью. Управляемость - свойство АТС сохранять в определенной дорожно-климатической обстановке заданное направление движения или изменять его в соответствии с воздействием на рулевое управление. Устойчивость - свойство АТС, характеризующее его способность сохранять заданное направление движения при воздействии внешних сил, стремящихся отклонить его от этого направления. В экстремальных условиях недостаточная устойчивость АТС может привести к его заносу и опрокидыванию. Понятия управляемость и устойчивость АТС взаимосвязаны, так как они определяются в основном одними и теми же конструктивными параметрами: компоновкой, особенностями рулевого управления, характеристиками шин, параметрами подвески. В то же время влияние параметров АТС на его управляемость и устойчивость может быть различным. Так, с увеличением момента инерции АТС относительно вертикальной оси, проходящей через центр масс, улучшается устойчивость АТС при прямолинейном движении и в то же время ухудшает управляемость: для изменения траектории движения к рулевому управлению необходимо приложить большие усилия. На режиме неуправляемого движения экстренно заторможенного АТС (с блокировкой всех колес) криволинейное движение оценивается Рис. 4.1 Поворот автомобиля управляемыми колесами ЛИШЬ ОДНИМ СВОЙСТВОМ - устойчивостью, которая также определяется упомянутыми выше конструктивными параметрами. Поэтому окончательный выбор базовых конструктивных параметров АТС должен производиться с учетом всех свойств и режимов движения. Выбор способа поворота и параметров АТС, обеспечивающих наилучшие характеристики устойчивости и управляемости, является одной из важных задач при их проектировании. Колесные машины могут поворачиваться тремя способами: поворотом управляемых колес; притормаживанием неуправляемых колес одного борта (поворот «по-гусеничному»); поворотом звеньев машины относительно друг друга (одноосные тягачи, двухзвенные, или с о -члененные машины). Для автомобилей наиболее распространенным является первый способ поворота - поворот управляемыми колесами. При этом способе оси управляемых колес поворачиваются вокруг некото-, рых вертикальных цапф (поворотных шкворней) так, чтобы в плоскости поворота они пересекались в одной точке О, называемой центром поворота. Центр поворота определяет радиус поворота автомобиля, а следовательно, и крутизну поворота. На рис. 4.1 показан поворот двухосного автомобиля, имеющего одну (a)vi две (б) пары управляемых колес. В последнем случае при одном и том же угле поворота колес радиус будет меньше, т. е. автомобиль будет более поворотливым (маневренным). Для наиболее часто применяемой схемы поворота автомобиля рис. 4.1,а условием качения шин без скольжения является ctg а„ - ctg ав = Bo/L, (4.1) Рис. 4.2 Способы поворота многоосных автомобилей: о - трехосного и б - четырехосного где ал И ав - углы поворота соответственно наружного и внутреннего колеса; Во - расстояние между осями поворотных цапф; L - база автомобиля. На рис. 4.2 показаны способы поворота многоосных автомобилей. Здесь: а - типовая схема трехосного автомобиля с одной парой передних управляемых колес; б - типовая схема четырехосных автомобилей. Как и в двухосном автомобиле, применение передних и задних управляемых колес на многоосных автомобилях позволяет повысить их маневренность. При этом сокращается число колей при движении на мягких грунтах, а следовательно, уменьшается сопротивление качению колес при повороте, так как задние колеса катятся по грунту, уплотненному передними колесами. Однако увеличение числа управляемых колес усложняет привод управления автомобилем, особенно когда кроме передних колес управляемыми являются и задние колеса. Как указывалось выше, многоосный автомобиль обычно имеет очень сложную силовую передачу с большим количеством межколесных и межосевых дифференциалов. Последние делают движение автомобиля на местности малоустойчивым и тем самым снижают его проходимость. Кроме того, усложняется привод к управляемым колесам, особенно если их несколько пар. Управляемые колеса требуют места для своего поворота, что сокращает полезно используемый объем корпуса. При рамной конструкции шасси также необходимо предусмотреть место для свободного разворота управляемых колес. Все это заставляет конструкторов искать новые способы поворота автомобиля. Одним из таких способов является поворот «по-гусеничному». Силовая передача автомобиля, поворачивающегося «по-гусеничному» , устроена следующим образом (рис. 4.3). Имеются два продольных вала, каждый из которых проходит через бортовые конические редукторы, связанные с колесами автомобиля. Валы имеют на концах выключаемые фрикционные муфты, соединяющиеся между собой
Рис. 4.3 При11иими.1ЛЫ1ая схема ивтомобил}!, 1оиорачиваю1Цсгося «по-гусепичиому» цилиндрическим редуктором, к которому подводится мощность от двигателя. Ведомые барабаны фрикционных муфт имеют тормоза. При прямолинейном движении автомобиля муфты Фл и Фп включены, а тормоза Тл и Тп выключены. При повороте одна из муфт выключена и тормоз этой муфты затормаживается. На колесах возникают противоположно направленные реакции дороги, которые создают поворачивающий момент автомобилю. Этот способ поворота может найти применение на короткобазовых автомобилях; для длиннобазовых он непригоден, так как при повороте шины сильно изнашиваются вследствие значительного бокового скольжения колес по дороге. Кроме того, при глубокой колеи поворот «по-гусеничному» становится невозможным. За последние годы появился новый тип колесных и гусеничных машин - сочлененные машины. Сочлененная машина состоит из двух звеньев. В качестве одного звена может быть использована, например, одноосная тележка, на которой установлены двигатель и кабина водителя. Вторым звеном является полуприцеп. Между звеньями располагаются гидравлические силовые цилиндры (рис. 4.4). Управление цилиндрами связано с рулем машины. При повороте руля поршни и тяги перемещаются во взаимно противоположном направлении. Звенья складываются отно- Рис. 4.4 Поворот сочлененных колесных MauiUH- сительно друг друга, а машина в целом поворачивается. Поворот происходит с меньшим радиусом, чем поворот однозвенной машины той же базы. Складывание звеньев может происходить как в горизонтальной (при повороте), так и в вертикальной (при преодолении вертикальных препятствий) плоскости. Следовательно, сочлененная машина обладает повышенной маневренностью и повышенной проходимостью (на некоторых препятствиях). При этом оба звена должны быть активные. Если активное звено одно, как у одноосного автомобиля, то проходимость автомобиля сильно снижается из-за уменьшения его сцепного веса. Ниже рассматривается только теория поворота автомобиля с управляемыми колесами. 4.2. КИНЕМАТИКА ПОВОРОТА АВТОМОБИЛЯ И АВТОПОЕЗДА Поворот управляемого колеса относительно рамы (корпуса) автомобиля совершается с помощью рулевой трапехщи Т (рис. 4.5, слева). Поворот происходит относительно шкворня А (рис. 4.5, справа). Вначале автомобиль входит в поворот, двигаясь по некоторой кривой. После того как колеса перестанут поворачиваться вокруг цапфы, наступает равномерный поворот автомобиля по дуге окружности с некоторым постоянным радиусом R и постоянной угловой скоростью, Q. При повороте колес в обратную сторону автомобиль выходит из поворота. Рассмотрим кинематику равномерного поворота (R = const, Q = const автомобиля (рис. 6). Рис. 4.6 Управляемые колоса автомобиля: Т - рулован трапеция; А - шкворень [ 0 ] 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11
|