Разработка научных методов создания комплексной системы подрессоривания высокоподвижных двухзвенных гусеничных машин

Проведенная оценка мощности, требующейся для складывания секций ДТ-30ПМ, показала, что максимальная мощность находится в пределах 130кВт, а средняя по времени не превышает 30кВт. То есть элементы гидросистемы вертикального складывания ДТ-30ПМ необходимо рассчитывать на кратковременную максимальную мощность порядка 130 кВт, а мощность, потребляемая данной системой в длительном режиме работы, будет не более 30 кВт.

В заключение работы отмечается следующее. Проведенные исследования показали, что перспективная боевая ГМ должна быть двухзвенной со связанной двухуровневой системой подрессоривания секций и демпфирующими элементами на всех катках. Методы выбора характеристик таких подвесок предложены в данной работе.

При этом высокие показатели плавности хода и быстроходности будут достигаться за счет управления углом складывания секций ДГМ в вертикальной плоскости. Закон управления углом складывания и методы оценки быстроходности ДГМ обоснованы в данной работе.

Оценка быстроходности и выбор характеристик систем подрессоривания ДГМ на этапе проектирования осуществляются с использованием имитационного математического моделирования. Модель прямолинейного движения ДГМ по неровностям местности в статистически заданных дорожных условиях разработана.

Таким образом, в работе решена научная проблема повышения подвижности ДГМ путем использования комплексной системы подрессоривания.

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ ПО РАБОТЕ

Получена новая аналитическая зависимость для определения средней скорости прямолинейного движения ГМ при ограничениях по системе подрессоривания, особенностью которой является учет гиперболического участка скоростной характеристики. Доказано, что использование формулы позволяет получить более достоверную оценку средней скорости ГМ (расхождение с экспериментальными данными в среднем снизилось с 23% до 9%), что особенно важно при определении нагруженности и долговечности элементов подвески. Кроме того, значения коэффициента качества системы подрессоривания, вычисленного по уточненной формуле, позволяют судить о необходимости увеличения мощности двигателя для повышения средней скорости прямолинейного движения. Если K_п < 1, то увеличивать мощность двигателя смысла не имеет, если K_п > 1 - увеличение мощности двигателя позволит повысить V_ср при той же системе подрессоривания.

Разработан метод синтеза многоуровневых неуправляемых систем подрессоривания транспортных машин, позволяющий обоснованно выбирать характеристики подвесок. Особенностью метода является выбор числа уровней подвески и соотношения жесткостей соседних уровней исходя из частотного диапазона работы подвески. Установлено, что соотношение жесткостей упругих элементов двухуровневой системы подрессоривания должно находиться в пределах от 3 до 5. При охвате частотного диапазона, характерного для быстроходных ГМ, 0-25 Гц соотношение жесткостей двухуровневой подвески должно быть 4,5. При этом требуемые показатели плавности хода обеспечиваются как в резонансном, так и в «зарезонансном» режимах. Расширение частотного диапазона более 35 Гц требует применения трехуровневой подвески.

Разработана новая математическая модель прямолинейного движения ДГМ с различными типами систем подрессоривания секций, позволяющая управлять углом складывания секций в вертикальной плоскости. В модели учитывается неудерживающий и неголономный характер связей, наложенных на машину, что дает возможность моделировать поведение объекта при наличии юза и буксования, с учетом нелинейных характеристик подвески, движителя, силовой установки и грунта. Установлено, что результаты расчетов при моделировании движения по участкам с гармоническим профилем, согласуются с экспериментальными данными во всем скоростном диапазоне исследований с точностью, приемлемой для оценки качества системы подрессоривания ДГМ. Относительное расхождение результатов на совокупности условий не превосходит: по максимальным вертикальным ускорениям - 24%, по максимальным скоростям продольно-угловых колебаний - 20%, по размахам продольно-угловых колебаний - 25%. Таким образом, модель адекватна объекту в широком диапазоне внешних возмущений и пригодна для оценки качества систем подрессоривания ДГМ.

Получен и реализован в математической модели закон управления углом складывания секций ДГМ в вертикальной плоскости при движении по неровностям местности, в основе которого используется принцип огибания неровностей. Закон определяет текущий угол складывания по средним отклонениям ходов катков двух секций ДГМ от статического положения. В ходе теоретических исследований установлено, что применение данного закона управления и связанной системы подрессоривания позволяет повысить среднюю скорость прямолинейного движения, с ограничением по плавности хода, более чем на 55% (с 28 до 44 км/ч).

Основные положения диссертации отражены в следующих работах

1. Сарач Е.Б. Определение соотношения жесткостей упругих элементов фрактальной двухуровневой системы подрессоривания быстроходной гусеничной машины // Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Машиностроение. - 2010. - № 1. - С. 102-108.

2. Сарач Е.Б. Методы преобразования статистических данных микропрофиля пути // Журнал ассоциации автомобильных инженеров. - 2010. - № 2. - С. 53-56.

3. Сарач Е.Б. Синтез многоуровневых систем подрессоривания военных гусеничных машин // Оборонная техника. - 2010. - № 1-2. - С. 55-60.

4. Сарач Е.Б., Котиев Г.О. Влияние гармонического воздействия в узле сочленения на плавность хода двухзвенной гусеничной машины // Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Машиностроение. - 2008. - Спец. выпуск. - С. 136-144.

5. Сарач Е.Б., Котиев Г.О. Метод синтеза многоуровневых систем подрессоривания быстроходных гусеничных машин // Тракторы и сельхозмашины. - 2010. - № 4. - С. 24-29.

6. Сарач Е.Б., Золотарев С.А. Повышение быстроходности сочлененных гусеничных машин в условиях антитеррористических операций // Вопросы оборонной техники. Серия 16. - 2009. - Вып. 5-6. - С. 48 - 52.

7. Сарач Е.Б., Котиев Г.О., Сухоруков А.В. Повышение плавности хода транспортных машин путем использования системы подрессоривания с «нецелым числом степеней свободы» // Известия ВУЗов. Машиностроение. - 2002. - № 7. - С. 40 - 45.

8. Сарач Е.Б., Золотарев С.А., Котиев Г.О. Экспериментальные исследования влияния угла складывания секций в вертикальной плоскости на плавность хода двухзвенной гусеничной машины при преодолении единичных препятствий // Мир транспорта. - 2009. - № 4. - С. 30-35.

9. Прогнозирование подвижности быстроходных гусеничных машин при криволинейном движении / Е.Б. Сарач [и др.] // Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Машиностроение . - 2008. - № 2. - С. 76-96.

10. Дядченко М.Г., Котиев Г.О., Сарач Е.Б. Конструкция и расчет подвесок быстроходных гусеничных машин: Учебное пособие. - М.: МГТУ им. Н.Э. Баумана. 2007. - 40с.

11. Сарач Е.Б. Повышение быстроходности транспортных машин за счет использования системы подрессоривания с «нецелым числом степеней свободы» // Сборник трудов кафедры колесных машин МГТУ им. Н.Э. Баумана. - М., 2003. - С. 53.

12. Котиев Г.О., Сарач Е.Б., Смирнов И.А. Повышение подвижности двухзвенной гусеничной машины управлением углом складывания секций в вертикальной плоскости во время движения [Электронный ресурс] // Электрон. журн. «Наука и образование: электронное научно-техническое издание», 2010 выпуск 1 №0420900025\0006 - Режим доступа: http://technomag.edu.ru/doc/113356.html, свободный.

13. Золотарёв С.А., Сарач Е.Б. Повышение плавности хода двухзвенных гусеничных машин управлением углом вертикального складывания звеньев // Научно-технический сборник / 21 НИИИ МО РФ (Бронницы) - 2010. -№ 1.- С. 29 - 33.

14. Сарач Е.Б., Котиев Г.О., Наумов В.Н. Метод выбора характеристик системы подрессоривания с нецелым числом степеней свободы для быстроходной гусеничной машины // Известия Академии инженерных наук РФ им. акад. А.М. Прохорова. Транспортно-технические машины и комплексы / Под ред. Ю.В. Гуляева. - Москва - Н. Новгород: НГТУ, 2003.- Т. 5 - С.60-67.

15. Котиев Г.О., Сарач Е.Б., Сухоруков А.В. Управление двухуровневыми амортизаторами транспортной гусеничной машины для повышения быстроходности // Известия Академии инженерных наук РФ им. акад. А.М. Прохорова. Транспортно-технические машины и комплексы / Под ред. Ю.В. Гуляева. - Москва - Н. Новгород: НГТУ, 2003. - Т. 5 - С.68-76.

16. Сарач Е.Б., Котиев Г.О., Смирнов А.А. Динамика пневмигидравлических устройств систем подрессоривания гусеничных машин // Материалы научно-технической конференции молодых специалистов, посвященной 75-летию НАТИ. - М., 2001. - С. 67, 68.

17. Сарач Е.Б., Котиев Г.О., Наумов В.Н. Определение характеристик систем подрессоривания транспортных гусеничных машин с «нецелым числом степеней свободы» // Материалы международной научно-технической конференции, посвященной 30-летию кафедры строительных и дорожных машин НГТУ. - Н.Новгород, 2002. - С. 279, 280.

18. Котиев Г.О., Сарач Е.Б., Пажин А.А. Применение фрактальной системы подрессоривания в шасси колесной машины // Броня - 2004: Материалы II межрегиональной научно-технической конференции. - Омск, 2004. - С. 72 - 77.

19. Сарач Е.Б., Котиев Г.О. Прогнозирование быстроходности многоцелевых машин методами имитационного моделирования // Образование через науку: Тезисы докладов Международной конференции. - М., 2005. - С.637.

20. Котиев Г.О., Сарач Е.Б. Пути совершенствования ходовых систем боевых двухзвенных гусеничных машин // Авто-НН-2009: Тезисы докладов Всероссийской молодежной научно-технической конференции. - Н.Новгород, 2009. - С. 75 - 77.

Размещено на Allbest.ru