ОПТИМІЗАЦІЯ ПАРАМЕТРІВ ЧОТИРИЛАНКОВОЇ КЕРМОВОЇ ТРАПЕЦІЇ НА ОСНОВІ ПЛОСКОЇ МОДЕЛІ

  • Сергій Михайлович Черненко Кременчуцький національний університет імені Михайла Остроградського
  • Едуард Сергійович Клімов Кременчуцький національний університет імені Михайла Остроградського
  • Андрій Анатолійович Черниш Кременчуцький національний університет імені Михайла Остроградського
  • Роман Григорович Пузир Кременчуцький національний університет імені Михайла Остроградського
Ключові слова: кермова трапеція, кінематика повороту, оптимізація, кут повороту, керовані колеса

Анотація

Керованість багатовісних транспортних засобів суттєво залежить від кінематики повороту керованих коліс, яка визначається параметрами кермового приводу, однією зі складових якого є кермова трапеція. За наявності у таких транспортних засобів більше одного керованого моста параметри кермових трапецій кожного мають забезпечувати поворот керованих коліс на різні кути. За неоптимальних параметрів кермових трапецій та кермового приводу порушується керованість транспортного засобу, стабілізація керованих коліс, зменшується довговічність шин, збільшується витрата палива.

У роботі запропоновано алгоритм розрахунку кінематичних параметрів чотириланкової кермової трапеції на основі плоскої моделі. У середовищі Microsoft Excel проведено розрахунки теоретичних та реальних кутів повороту керованих коліс, проведено оптимізацію базових координат важеля кермової трапеції. Побудовано графіки залежностей різниці між теоретичними та реальними кутами повороту коліс першого та другого мостів автомобіля КрАЗ-7634 НЕ від кута повороту. Визначено межі зони оптимальних значень координат базової точки. Встановлено, що для першого керованого моста наявна конструкція кермової трапеції забезпечує задовільну кінематику повороту. Для другого керованого моста доцільно змінити розташування базової точки А0, перемістивши її в зону оптимальних значень координат. Це дозволить зменшити різницю між теоретичними та реальними кутами повороту внутрішнього та зовнішнього керованих коліс і покращити кінематику повороту.

Запропонований підхід забезпечує підвищення точності та швидкості розрахунків. Розроблений алгоритм дозволяє аналізувати вплив конструктивних параметрів будь-якого колісного транспортного засобу на його кінематику повороту та проводити оптимізацію конструктивних параметрів. Застосування модуля «Пошук розв’язання» середовища Microsoft Excel не потребує складних математичних операцій для проведення оптимізації. Кінематика реального просторового кермового приводу, від якої залежить співвідношення між кутами повороту коліс першого та другого керованих мостів, а також питання впливу нахилів шворнів на точність розрахунків потребують додаткових досліджень.

Біографії авторів

Сергій Михайлович Черненко, Кременчуцький національний університет імені Михайла Остроградського

канд. техн. наук, доцент кафедри автомобілів і тракторів

Едуард Сергійович Клімов, Кременчуцький національний університет імені Михайла Остроградського

канд. техн. наук, доцент з покладанням обов’язків завідувача кафедри автомобілів і тракторів

Андрій Анатолійович Черниш, Кременчуцький національний університет імені Михайла Остроградського

канд. техн. наук, доцент кафедри автомобілів і тракторів

Роман Григорович Пузир, Кременчуцький національний університет імені Михайла Остроградського

д-р техн. наук, доцент кафедри технології машинобудування

Посилання

[1] И. А. Мурог, «Научные методы совершенствования трансмиссии и рулевого управления при модернизации автомобилей многоцелевого назначения,» дис. доктора техн. наук, Южно-Уральский государственный университет, Челябинск, Россия, 2013.
[2] А. П. Солтус, Теорія експлуатаційних властивостей автомобіля: навчальний посібник. Київ, Україна: Арістей, 2006, 176 с.
[3] А. П. Солтус , С. М. Черненко «О функциональной взаимосвязи углов поворота цапфы и управляемого колеса автомобиля,» Вісник Кременчуцького державного політ. у–ту: Наукові праці КДПУ, Вип. 6/2002 (17), с. 63-65. 2002.
[4] E. Constans, T. R. Chandrupatla, Hong Zhang, «An efficient position solution for the fourbar linkage», Int. J. Mechanisms and Robotic Systems, vol. 2, no. ¾, pp. 365–373, January 2015. DOI: 10.1504/IJMRS.2015.074122
[5] A. P. Stoicescu, «Geometrical and operational constraints of an Ackermann steering linkage,» U.P.B. Sci. Bull., Series D, vol. 74, Iss. 2, January, 2012.
[6] О. С. Лиходій, «Визначення оптимальних параметрів кермових трапецій керованих осей напівпричепа,» Вісник НТУ «ХПІ». № 30 (1003), с. 49-54. 2013.
[7] M. M. Topaç, et al, «Design of a Multi-Axle Steering Mechanism for a Special Purpose Vehicle: Kinematic Design and Optimization», 8th International Advanced Technologies Symposium (IATS’17), Elazığ, Turke, 19-21 October 2017, pp. 1-8.
[8] M. Mohammad Ettefagh, M. Saeidi Javash, «Optimal synthesis of four-bar steering mechanism using AIS and genetic algorithms», Journal of Mechanical Science and Technology, vol. 28(6), pp. 2351 – 2362, June 2014. DOI: 10.1007/s12206-014-0526-3.
[9] P.A. Simionescu, D. Beale, «Optimum synthesis of the four-bar function generator in its symmetric embodiment: the Ackermann steering linkage», Mechanism and Machine Theory 37, pp. 1487–1504, December 2002. DOI:10.1016/S0094-114X(02)00071-X.
[10] S. Chernenko, E. Klimov, A. Chernish , O. Pavlenko, V. Kukhar, «Simulation Technique of Kinematic Processes in the Vehicle Steering Linkage», International Journal of Engineering & Technology, Vol. 7, No 4.3, Special Issue. 3, pp. 120-124, 2018. DOI:10.14419/ijet.v7i4.3.19720.
Опубліковано
2019-11-26
Як цитувати
[1]
С. Черненко, Е. Клімов, А. Черниш, і Р. Пузир, ОПТИМІЗАЦІЯ ПАРАМЕТРІВ ЧОТИРИЛАНКОВОЇ КЕРМОВОЇ ТРАПЕЦІЇ НА ОСНОВІ ПЛОСКОЇ МОДЕЛІ, ВМТ, vol 10, № 2, с. 141-147, Лис 2019.
Розділ
Articles