До визначення стійкості руху автопоїзда з частково заповненою цистерною

Анотація

При проектуванні та виготовленні цистерн для перевезень рідких вантажів необхідно враховувати форму цистерни, рівень заповнення рідиною та природну частоту розбризкування рідини в цистерні, оскільки ці фактори є важливими та впливають на стійкість руху. За невизначеності бічних сил, що діють у частково заповненій цистерні, за основний показник поперечної стійкості автопоїзда-цистерни можна брати максимальну швидкість початку гальмування, за якої ще забезпечується стійкість руху. При дослідженні стійкості руху автопоїзда розглядається зазвичай плоскопаралельний рух його ланок. Приймають, що нормальні реакції опорної поверхні на колеса лівого і правого бортів однакові. За таких умов стійкість руху розглядається для плоскої моделі автопоїзда. Проте при русі автопоїзда з частково заповненою цистерною можуть суттєво змінитися реакції опорної поверхні на колеса ланок автопоїзда. Для визначення цього явища були складені рівняння автопоїзда як у плоскопаралельному русі, так і в поздовжній вертикальній і поперечній площинах.

Інтегрування рівнянь руху виконано для автопоїзда у складі автомобіля-тягача DAF XF95 і напівпричепа-цистерни, заповненої на 50 % (8000 л) і цього ж автопоїзда з таким же жорстким вантажем. У результаті інтегрування отриманої системи рівнянь було встановлено, що при гальмуванні автопоїзда з частково заповненою цистерною внаслідок руху рідини в самій цистерні виникає бічна сила, що залежить від великої кількості факторів, які аналітично визначити не можливо. Ця сила призводить до зміни нормальних реакцій опорної поверхні на колеса осей і бортів автопоїзда. Водночас реакція на колесах обох бортів автомобіля-тягача збільшується, а на колесах возика напівпричепа – зменшується. Пояснюється це дією рідкого вантажу на стінки цистерни. При цьому показано, що узагальнюючим параметром, який характеризує стійкість прямолінійного руху автопоїзда з частково заповненою цистерною (50 % від повного об’єму) в режимі гальмування, слід приймати початкову швидкість руху, за якої автомобіль-тягач і напівпричіп не виходять за межі ширини смуги руху. За обраного критерію отримані початкові швидкості гальмування, за яких забезпечується стійкість автопоїзда. Ці швидкості при коефіцієнті зчеплення коліс з опорною поверхнею у межах j = 0,6 становили для автопоїзда з жорстким і рідким вантажем відповідно 16,1 і 26,9 м/с. Тому в конструкціях цистерн необхідно передбачити спеціальні пристрої, зокрема внутрішні перегородки, що підвищували  б стійкість автопоїзда в процесі гальмування.