7. 2. Керованість безрейковими транспортними засобами

Керованість безрейковим транспортним засобом забезпечує спеціальна

установка керованих коліс і рульове керування.

Хороша керованість полегшує фізичне навантаження водія; підвищує безпеку руху; підвищує швидкість сполучення, тому що, чим краще керованість, тим з більш високою швидкістю водій може вести машину.

Порушення керованості при русі безрейкового транспортного засобу - це результат впливу на нього ряду збуджуючих сил:

нерівностей і поперечного ухилу дороги;

динамічних коливань;

бокового вітру;

неправильної кінематики рульового керування й підвіски;

зниженого тиску й різниці тиску повітря в шинах;

неправильної установки керованих коліс;

-           надмірного зношування рульового керування (великих зазорів у шарнірних зв'язках тяг і важелів рульового керування й приводу керованих коліс);

динамічної неврівноваженості коліс;

перекосом осей керованих і відомих мостів. Для забезпечення керованості використовують:

сили тертя в кермовому механізмі;

вагову стабілізацію керованих коліс;

бічні реакції опорної поверхні дороги та дії бокових сил;

спеціальну установку керованих коліс при русі машини на повороті.

Сили тертя в кермовому механізмі

Для виключення впливу керованих коліс під дією сил з боку дорожнього полотна на нерівностях шляху в якості основного стабілізуючого фактора використовують сили тертя в кермовому механізмі.

Сили тертя в кермовому механізмі виконують «на межі оборотності», тобто здатним легко передавати зусилля керування та перетворювати переміщення від кермового колеса до керованих коліс, але не передавати зворотних зусиль від керованих коліс до кермового колеса й перешкоджати повороту коліс під дією на них випадкових сил з боку нерівності шляху.

Вагова стабілізація керованих коліс

Для стійкого збереження прямолінійного руху машин використовують «ваговий стабілізуючий ефект» - це стабілізуючої дії ваги машини, що припадає на керований міст.

Для цього шворінь 1 поворотної цапфи 2 керованого колеса (рис. 7.4) має нахил у поперечній площині на кут b (кут поперечного нахилу шворня). Колесо при виводі з положення прямолінійного руху повертається навколо шворня 1 поворотної цапфи 2 у кулаку 3 балки 4 керованого мосту і повинне було б

опускатися в площині m-m, перпендикулярній осі шворня, під рівень дорожнього покриття. Цьому перешкоджає опорна площина дороги. Тому поворот колеса супроводжується не опусканням колеса, а підйомом керованого мосту. При цьому з'являється стабілізуючий момент МстЬ, що прагне повернути колеса в нейтральне положення, при якому центр ваги машини займає найнижче (стійке) положення. Момент МстЬ росте зі збільшенням кутів а ,а повороту керованих коліс.

7.2.3. Бокові реакції опорної поверхні дороги і дій бокових сил.

Для використання в якості стабілізуючого фактору бічних реакцій керованих коліс створюють кут g нахилу шворня до вертикалі в поздовжній площині машини, який називають кутом поздовжнього нахилу шворня.

При відхиленні керованого колеса в напрямку стрілки V з'являється відцентрова сила Рс, що діє на машину, і бічні опорні реакції коліс R. При наявності кута g бічна реакція R створює щодо осі шворня на плечі b стабілізуючий момент Мстб& = Rb, що прагне повернути колеса в нейтральне положення. Цей момент пропорційний відцентровій силі Рс (рис. 7.5).


Рис. 7.5 - Бічні реакції опорної поверхні дороги і дій бічних сил 7.2.4. Установка керованих коліс

Стабілізація і легкість повороту керованих коліс залежать від кутів установки - розвалу а (рис. 7.6) і сходження d. Кут розвалу керованих коліс підвищує легкість керування машиною і зменшує навантаження деталей кермового приводу, тому що завдяки йому скорочується за до а - плече приложення сили Ркер і, відповідно, - момент Мкер на керованому колесі дорівнює:

М = Р d

1у1кер  1 кер а

Крім того, за рахунок цього кута з'являється горизонтальна складова g вертикальної реакції Z дорожнього покриття, яка постійно піджимає ступиці керованих коліс до внутрішніх підшипників. Однак, завдяки розвалу коліс, виникає деяка нерівномірність у розподілі питомих тисків у зоні контакту коліс із дорогою та з'являється циркуляція паразитної потужності між його перетинами, що мають різні радіуси (rj, r2 і т.д.). Дійсно, якщо прийняти, що в середньому перетині плями контакту, якому відповідає радіус r, кочення колеса відбувається без ковзання по дорозі, то перетину з меншим радіусом rj повинні просковзувати в напрямку руху („юзувати"), а перетину з більшим радіусом r2 -у протилежну сторону („буксувати").

У результаті в контакті колеса з дорожнім покриттям з'являються сили тертя F на плечі С момент яких Mf=FC прагне повернути колесо навколо шворня. Завдяки наявності люфтів у з'єднаннях тяг і важелів кермової трапеції моментMf розводить колеса та створює кут розбіжності j (рис. 7.6).


1

Рис. 7.6 - Кути поперечного наклону шворня та розвалу керованого колеса, кути розходження та сходження керованих коліс

До такого ж ефекту призводять сили опору коченню Pf , що створюють на колесах щодо осей шворнів моменти Mf= Pfa ' . Керовані колеса, що працюють із кутом розбіжності j, мають підвищене проковзування та зношування, створюють додатковий опір руху. Для ліквідації цих явищ керованим колесам задають певний кут сходження d.

Напружений стан у контакті та опір коченню керованих коліс залежать від співвідношення кутів a і d . Оптимальний кут сходження d становить у середньому 15-20 % кута розвалу а залежно від типу шин і інших конструкційних факторів. Практично кут сходження трохи збільшують, з огляду на зазори й пружність елементів кермового приводу.

Контрольні запитання:

1.         Дати визначення керованості транспортного засобу.

Обґрунтувати причини порушення керованості ("схід трамвая") транспортних засобів, які працюють на рейковому шляху.

Обґрунтувати відсутність "гри у колії" при експлуатації нових бандажів коліс рейкових транспортних засобів та головок рейок.

Дати характеристику варіантам проходження кривих дільниць у трасі маршруту рейковими транспортними засобами при спрацьованості бандажів колісних пар та рейок.

Як повинні співвідношуватися колії на прямих та кривих дільницях рейкового шляху? За якою схемою досягається повне використання зношення в горизонтальній та вертикальній площинах рейкового шляху.

Чим забезпечена керованість безрейкових транспортних засобів?

За допомогою яких зовнішніх сил порушується керованість безрейковим транспортним засобом?

Яким чином сили "тертя" у кермовому механізмі забезпечують керованість транспортного засобу?

Обґрунтувати використання "вагового стабілізуючого ефекту" транспортного засобу щодо забезпечення його керованості?

Яким чином забезпечують керованість транспортним засобом із застосуванням бокових реакцій опірної поверхні шляху та дій бокових сил?

Перелічити фактори, що забезпечують керованість безрейковим транспортним засобом.

Завдяки яким силам кути установки розвалу і сходження забезпечують стабілізацію і легкість повороту керованих коліс?

Як повинні співвідношуватися кути розвалу та сходження керованих

коліс?


Авторы: 239 А Б В Г Д Е З И Й К Л М Н О П Р С Т У Ф Х Ц Ч Ш Щ Э Ю Я

Книги: 268 А Б В Г Д Е З И Й К Л М Н О П Р С Т У Ф Х Ц Ч Ш Щ Э Ю Я