Теоретические основы определения коэффициента динамичности воздействия прицепа на грузовой автомобиль автопоезда оснащенного тягово-сцепным устройством с дополнительным пружинным элементом

Размещено на http://www.allbest.ru/

Махачкалинский филиал ФГБОУ ВПО «МАДИ»

ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КОЭФФИЦИЕНТА ДИНАМИЧНОСТИ ВОЗДЕЙСТВИЯ ПРИЦЕПА НА ГРУЗОВОЙ АВТОМОБИЛЬ АВТОПОЕЗДА ОСНАЩЕННОГО ТЯГОВО-СЦЕПНЫМ УСТРОЙСТВОМ С ДОПОЛНИТЕЛЬНЫМ ПРУЖИННЫМ ЭЛЕМЕНТОМ

Ш.М. Игитов

Аннотация

В материалах статьи рассматривается методика расчета коэффициента динамичности воздействия прицепа на грузовой автомобиль оснащенного тягово-сцепным устройством имеющим дополнительный пружинный элемент.

Ключевые слова: Автопоезд, тягово-сцепное устройство, пружинный элемент.

Abstract

In the article the methodology of calculation of the coefficient of the dynamism of the impact of the trailer on a truck equipped with a trailer hitch having an additional spring element.

Keywords: The rig, trailer hitch, the spring element.

Основная часть

При возделывании сельскохозяйственных культур в Республике Дагестан требуется выполнение большого количества транспортных операций. Для этих целей применяются грузовые автомобили, однако при транспортировке, например собранного урожая на большие расстояния, целесообразнее применять автопоезда. Но из-за сложных дорожных условий с постоянно преодолеваемыми уклонами и крутыми поворотами эффективность применения автопоездов снижается. Это обусловлено тем, что в процессе движения автопоезда с равноускоренным движением прицеп оказывает сильное динамическое воздействие на грузовой автомобиль. Данный процесс происходит постоянно и приводит к снижению скорости автопоезда вследствие дискомфорта водителя и безопасности движения.

С целью снижения динамического воздействия прицепа на грузовой автомобиль нами предлагается в серийное тягово-сцепное устройство (ТСУ) установить дополнительный пружинный элемент, размещенный на прицепной серьге прицепа. Наличие дополнительного пружинного элемента позволит снизить динамическое воздействие прицепа за счет увеличения времени воздействия силы возникающей в ТСУ.

Так при трогании или торможении автопоезда прицеп в виде силовой характеристики не может действовать на ТСУ мгновенно, то его воздействие на ТСУ длится в течении некоторого периода времени, и сила возникающая в результате действия массы прицепа на ТСУ является функцией времени и изменяется по линейному закону вида

F_пр=К_рt_п, (1)

где К_р=F_пр/t_п - коэффициент роста усилия в ТСУ воздействия прицепа, Н/с;F_пр - максимальное усилие создаваемое прицепом в процессе трогания или торможения, Н;t_п - время нарастания силы F_пр от минимального значения до максимального, с.

Сопротивление, возникающее при движении прицепа можно определить по зависимости

F_пер=f_качG_пр, (2)

где f_кач - коэффициент сопротивления качению движителя прицепа;G_пр - максимальный вес прицепа, Н.

Так как в конструкции предлагаемого ТСУ установлен дополнительный пружинный элемент на тяговой петле прицепа, то время нарастания силы F_пр будет задерживаться прямо пропорционально величине деформации пружинного элемента, тогда при условии, что скорость прицепа равна скорости разгона или торможения автомобиля, получим

t_п=L_п/_р, (3)

где L_п - величина сжатия пружинного элемента установленного на прицепе, м;_р - скорость движения автопоезда, м/с.

Рассматривая зависимость (1) с учетом коэффициента роста усилия в ТСУ при воздействии прицепа было установлено, что при К_р0 время нарастания силы F_пр стремится к бесконечности t_п, тогда усилие в ТСУ приближается к статическим. По мере роста величины К_р усилия в ТСУ увеличиваются и достигают максимального значения при К_р (t_п0). Сопоставив зависимости (1) и (2) с учетом зависимости (3) величину коэффициента роста усилия в ТСУ целесообразнее заменить коэффициентом динамического воздействия прицепа, который будет определяться как

, (4)

где с_п - жесткость пружины установленного на сцепной петле прицепа, Н/м.

На величину коэффициента динамичности оказывает влияние величина жесткости пружинного элемента, установленного на тяговой петле прицепа и скорость движения автопоезда, что в свою очередь позволит определить коэффициент задержки воздействия прицепа

К_зад=1/К_дп. (5)

Графические зависимости изменения коэффициента динамического воздействия прицепа и коэффициента задержки воздействия прицепа представлены на рисунке1.

Как видно установка дополнительного пружинного элемента в ТСУ оснащенным дополнительным пружинным элементом позволяет снизить негативное воздействие прицепа на автомобиль, тем самым давая возможность увеличения скорости движения автопоезда.

А

б

Рисунок 1 Изменение коэффициента динамического воздействия прицепа К_дп и коэффициента характеризующего задержку по времени динамического воздействия прицепа К_зад в зависимости от скорости движения автопоезда (а) и жесткости пружинного элемента (б)

пружинный тяговый сцепной прицеп

Проведенный анализ графической зависимости показал, что увеличение общего веса автопоезда приводит к снижению его скорости передвижения при любых конструкциях ТСУ, однако снижение скорости автопоезда с экспериментальным ТСУ происходит менее значительно, да и сама скорость выше по сравнению с серийным ТСУ. Применение дополнительного пружинного элемента позволяет повысить скорость передвижения автопоезда, что позволяет повысить производительность автопоезда с ТСУ оснащенным дополнительным пружинным элементом.

Размещено на Allbest.ru