Определение характеристик трансмиссий колёсных и гусеничных машин с индивидуальным электроприводом ведущих колёс

Введение. В настоящее время интенсивно ведутся работы по созданию наземного вездеходного электротранспорта, в частности колёсных и гусеничных машин с индивидуальным приводом ведущих колёс. При этом научные методы обеспечения подвижности таких машин на этапе проектирования отсутствуют.

Цель исследования – разработать комплекс натурно-математического моделирования, позволяющий проводить имитацию движения колёсной, гусеничной и двухзвенной гусеничной машин в режиме «реального времени» на ЭВМ под управлением человека.

Методология и методы. В работе рассматривается метод выбора потребной механической характеристики индивидуального привода ведущих колёс колёсной, гусеничной, а также двухзвенной гусеничной машины, обеспечивающей требуемый уровень средней скорости в статистически заданных условиях движения.

Результаты и научная новизна. В статье представлены математические модели колёсной, гусеничной и двухзвенной гусеничной машин, на основе которых построен комплекс натурно-математического моделирования. Приведены зависимости, характеризующие взаимодействие движителя с опорным основанием. Описаны основные возможности комплекса натурно-математического моделирования и его состав. Для проведения численных экспериментов был разработан метод синтеза трасс, заключающийся в вычислении дорожной кривизны и коэффициентов взаимодействия с опорным основанием на основе известных статистических данных (корреляционных функций). При выполнении виртуальных заездов группой водителей-операторов производился сбор данных о режимах работы трансмиссии и средней скорости для различной максимальной мощности транспортных машин.

Практическая значимость. Обработка полученной информации позволяет сформировать требования к длительным и кратковременным режимам работы тяговых электродвигателей, а также к необходимой зоне высокого КПД. Предлагаемый метод даёт возможность выбрать характеристики электромеханической трансмиссии с учётом особенностей способа поворота колёсной, гусеничной и двухзвенной машины.

1. Котиев Г.О., Чернышев Н.В., Горелов В.А. Математическая модель криволинейного движения автомобиля с колёсной формулой 8х8 при различных способах управления поворотом // Журнал автомобильных инженеров. – 2009. – № 2. – С. 34–39.

2. Котиев Г.О., Горелов В.А., Мирошниченко А.В. Математическое моделирование рабочих процессов колёсных и гусеничных машин с электромеханическими трансмиссиями / Сборник статей научно-практической конференции. – 2016. – С. 76–86.

3. Шмаков А.Ю. Прогнозирование характеристик криволинейного движения сочленённых гусеничных машин: дисс. … канд. техн. наук: 05.05.03. – М.: МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2000. – 121 с.

4. Красненьков В.И., Харитонов С.А. Динамика криволинейного движения транспортной гусеничной машины // Труды МВТУ. – 1980. – № 339. – С. 3–67.

5. Эллис Д.Р. Управляемость автомобиля. Пер. с англ. – М.: Машиностроение, 1975. – 216 с.

6. Рождественский Ю.Л., Машков К.Ю. О формировании реакций при качении упругого колеса по недеформируемому основанию // Труды МВТУ. – 1982. № 390. – С. 56–64.

7. Дик А.Б. Расчёт стационарных и нестационарных характеристик тормозящего колеса при движении с уводом: дис. … канд. техн. наук. – Омск: САДИ, 1988. – 224 с.

8. Раймпель Й. Шасси автомобиля. Рулевое управление. – М.: Машиностроение, 1987. – 232 с.

9. Котиев Г.О., Сарач Е.Б. Комплексное подрессоривание высокоподвижных двухзвенных гусеничных машин. – М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2010. 184 с.

10. Чернецкий В.И. Анализ точности нелинейных систем управления. – М.: Машиностроение, 1968. 246 с.

11. Расшепляев Ю.С., Фандиенко В.Н. Синтез моделей случайных процессов для исследования автоматических систем управления. – М.: Энергия, 1981. – 144 с.

12. Шалыгин А.С., Палагин Ю.И. Прикладные методы статистического моделирования. – Л.: Машиностроение, Ленингр. отд-ние, 1986. – 320 с.

13. Котиев Г.О., Мирошниченко А.В., Стадухин А.А. Определение скоростных диапазонов многоцелевых колёсных и гусеничных машин с электромеханической трансмиссией // Труды НАМИ. – 2017. – № 3 (270). С. 51–55.

14. Платонов В.Ф., Леиашвили Г.Р. Гусеничные и колёсные транспортно-тяговые машины. – М.: Машиностроение, 1986. – 296 с.