 |
 |
 |
 |
Рис4.6
Кипсматикп поворота автомобиля: V и V2 - векторы скоростей колес; Ri и R2 - радиусы; 1 и 2 - шкворни; О - центр поворота
Если векторы скоростей Vj и V2 лежат в средних плоскостях качения колес, то при повороте корпуса вокруг центра О колеса будут иметь чистое качение, т. е. будут катиться без увода в сторону (бокового увода). В этом случае оси врапдения колес в плоскости поворота автомобиля должны сходиться в центре поворота (О).
Определим условия, при которых автомобиль может поворачиваться без бокового увода.
Если автомобиль двухосный с одной парой управляемых колес, то условием чистого качения всех его колес (4.1) будет расположение центра поворота на оси неуправляемых колес, как это показано на рис. 4.7,а. Это достигается соответствующим подбором параметров рулевой трапеции автомобиля.
Если расположить центр поворота на одной из двух осей неуправляемых колес трехосного автомобиля (рис. 4.7,6), то колеса, принадлежащие другой неуправляемой оси, не могут иметь чистого качения - они будут двигаться с боковым уводом. Чтобы все колеса имели чистое качение, надо иметь по крайней мере две управляемые оси.
В общем случае, если автомобиль или автопоезд имеет п осей, при чистом качении его колес минимум п=1 ось должна быть управляемой. Так, для трехосного автомобиля должны быть две управляемые оси, для четырехосного - три и т. д. Отсюда следует, что все схемы
Рис. 4.7
Поворот двухосного (а) и трехосного (б) автомобилей
Рис. 4.8
Автоприцеп с поворотным кругом
МНОГООСНЫХ автомобилей, показанных на рис. 4.2, будут поворачиваться с боковым уводом колес.
Прицеп автопоезда может иметь рулевую (поворотную) трапецию или поворотный круг. В последнем случае при повороте прицепа (поезда) оба колеса данной оси поворачиваются на один угол (рис. 4.8).
Поворотный круг конструктивно проще трапеции. Однако при повороте он дает больший выбег колесам, при нем не обеспечивается вписываемость колес одного борта в одну колею, кроме того, он несколько увеличивает высоту платформы прицепа. Кинематически поворотный круг равноценен поворотной трапеции; как и поворотная трапеция, он обеспечивает чистое качение колес.
Определение минимального радиуса поворота и габаритного коридора. При повороте автомобиля (автопоезда) его маневренность определяется кроме скорости поворота минимальным радиусом поворота (Rjniji) и габаритным коридором (Иг).
Минимальным радиусом поворота (рис. 4.9) называется расстояние от центра поворота до средней точки опоры наиболее удаленного управляемого колеса при максимальном угле его поворота (а,„ах)-
Габаритный коридор есть ширина полосы, в которую при минимальном радиусе поворота вписывается автомобиль (автопоезд).
При этом следует различать величины R,„ii, и Иг при чистом повороте и при наличии увода.
19 Зак. 77
Рис. 4.9
Схема поворота автомобиля к определению габаритного коридора
Рассмотрим чистый поворот (влияние на Ruiin и Нг увода будет рассмотрено ниже). Из рис. 4.9 имеем
(Rinii. - b) sin (P,nax - а.мах) = Во sin Ртах .
Отсюда
- Во sin Piiiax
(4.2)
sin (Pmax - aiiiax)
Здесь Bo - расстояние между осями шкворней поворотных цапф рулевой трапеции;
Ъ - длина цапфы; этой величиной можно пренебречь.
Если углы ttmax Ртах известны, то будет известна и продольная координата центра поворота, определяемая этими углами:
L = (Rinin - Ъ) sin а,„ах . (4.3)
В частном случае L = L (L - база автомобиля); для трехосных автомобилей, скомпонованных по схеме рис. 4.2,а L, выбирают так, чтобы центр поворота находился между осями среднего и заднего мостов. В этом случае качение колес этих мостов происходит по одной колее, этим самым уменьшается вероятность появления циркуляции мощности между этими мостами при отсутствии между ними дифференциала.
Определим теперь габаритный коридор.
Из схемы рис. 4.9 после преобразований получим
f 1 1
sin а,„ах sin р„
L + 2Ь .
(4.4)
Допустим, что двухосный автомобиль имеет одну или две пары управляемых колес. Для первого случая примем L = L и для второго L = 1/2L. Тогда из формулы (4.3) получим
Rn.in ------I- b (4.5)
sin (Хггшх
2 sin amax
+ b.
(4.6)
т. е. при двух парах управляемых колес радиус поворота автомобиля будет примерно в два раза меньше, чем у такого же автомобиля, но с одной парой управляемых колес; то же относится и к габаритному коридору.
Подставляя в формулу (4.4) L = L и L = 1/2L, получим 1 1
sin a„iax
sin Pmax 1
sin amax sin Pmax
L -H 2b ,
.2b.
(4.7)
(4.8)
Рис. 4.10. Типы автопоездов: a - с полуприцепом; б - с полным прицепом; в - с прицепом-роспуском; г - с комбинированными прицепами
Из приведенных формул следует, что маневренность автомобиля зависит от длины его базы. Чем меньше база, тем поворотливее автомобиль.
Рассмотрим теперь поворот автопоезда.
Автопоездом называется транспортное средство, состоящее из нескольких звеньев, соединенных в единое целое (поезд) разъемными сцепками.
Обычно одно переднее звено поезда, задающее ему движение, называется тягачом, а остальные - прицепами.
Автопоезда по типу прицепов можно разделить на следующие четыре группы: с полуприцепом; с полным прицепом; с прицепом-роспуском; с комбинированными прицепами (рис. 4.10).
Поворот тягача с полуприцепом. Полуприцеп соединяется с тягачом с помощью опорно-сцепного устройства. Обычно поворотная ось устройства смещена несколько вперед от задней оси тягача, благодаря чему часть нагрузки полуприцепа передается на его переднюю управляемую ось (рис. 4.11). Чтобы тягач и полуприцеп
Рис. 4.11
Поворот тягача с полупригспом
имели чистый поворот, центр поворота должен находиться на пересечении осей колес тягача и прицепа (точка О).
Как видно из рисунка, это обеспечивается наличием одной поворотной оси тягача. Поворотом колес этой оси определяется положение центра поворота. Параметры рулевой трапеции должны быть подобраны так, чтобы центр поворота лежал на задней неуправляемой оси тягача. Тогда полуприцеп сам выберет такие условия движения (угол поворота y), при которых ось его колес пройдет через центр поворота тягача. Центр поворота тягача будет одновременно и центром поворота поезда.
Минимальный радиус поворота в этом случае не зависит от параметров полуприцепа и определяется по уже известной формуле (4.5).
Из рис. 4.11 можем написать следующее равенство гипотенуз треугольников кпО и kmO:
Во -
- Ь) cos (Х,„ах - "ТГ
а2 +
2 + (Riniii - Нг)
Отсюда габаритный коридор будет
Нг - Rii
(Rmin - b) cos cXinax -
(4.9)
Заметим, что формула (4.9) справедлива только для короткобазно-го полуприцепа, т. е. когда
(Rmin - Ь) cos а,„ах - . (4.10)
т 2 2
L„ < а +
Рис. 4.12 Поворот тягача с прицелом
Екзли ЭТО неравенство не соблюдается, то величина под радикалом в формуле (4.9) будет отрицательной, а следовательно, второй член будет величиной мнимой.
В этом случае поезд будет поворачиваться с радиусом R>Rmiu, т. е. радиус поворота определяется не углами а,„ах и Р,„ах, а углом поворота прицепа у. При этом углы а < а„шх и (3 < Ртах, т. е. тягач не использует всех возможностей своей поворачиваемости.
Определим радиус поворота поезда и габаритный коридор для случая,,когда подкоренное выражение в формуле (4.9) равно нулю.
Заменяя в формуле (4.10) знак неравенства на знак равенства, получим
Vl -аг + = (R - Ь) cos а .
Из формулы (4.4) будем иметь
= R-b.
sin а
Решая эти два уравнения, найдем
tg а =
(4.11)
(4.12)
tg а
Из формулы (4.9) определяем габаритный коридор
Hr = R + . (4.13)
Поворот тягача с прицепом. Как и в только что рассмотренном случае поворота тягача с полуприцепом, при повороте тягача с прицепом должно соблюдаться условие пересечения всех осей колес в одной точке - в центре поворота (рис. 4.12). В этом случае обеспечивается поворот поезда без бокового увода.
0 [ 1 ] 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11