Теория Движения Военных Колесных Машин. Лекция 1

Структура дисциплины

Контрольные мероприятия

Основная литература

Колесные машины (КМ) – часть безрельсовых транспортных средств (ТС), которые:
1) обеспечивают транспортировку пассажиров, грузов и оборудования – автомобили;
2) используют при строительных и дорожных работах – строительно-дорожные машины;
3) применяют в агропромышленном секторе – сельскохозяйственные машины;
4) состоят на вооружении сухопутных войск для выполнения специальных задач – боевые колесные машины (БКМ).

Любое ТС характеризуется надежностью, экономичностью, экологичностью, эксплуатационными и другими свойствами.
В курсе «Теория движения» рассматриваются только эксплуатационные свойства, определяющие степень приспособленности КМ к эксплуатации.
Главной целью изучения данного курса является установление основных принципов рациональной разработки, конструирования, оценки и выбора КМ для обеспечения их соответствия различным эксплуатационным требованиям.

Принято рассматривать следующие групповые эксплуатационные свойства КМ:
тягово-скоростные;
тормозные;
топливную экономичность;
поворотливость;
устойчивость;
управляемость;
плавность хода;
проходимость.
Задачей курса является изучение законов движения КМ в различных условиях и определение значений показателей перечисленных эксплуатационных свойств.

Прямолинейное качение колесного движителя
по твердой опорной поверхности
Одним из основных узлов КМ является колесный движитель (КД), основными функциями которого являются:
передача нагрузок от массы КМ на опорную поверхность;
сглаживание воздействия неровностей опорной поверхности на КМ;
обеспечение необходимых тяговых сил для движения и торможения;
обеспечение соответствующей управляемости и устойчивости.

В общем случае колесный движитель состоит из жесткого обода (колеса) и эластичной оболочки (шины). Число колесных движителей в КМ зависит от числа осей и ошиновки (одинарная или двойная).
Ошиновка
Одинарная
Двойная
Колесо (колесный диск)
Пневматическая шина

Геометрические параметры колеса
rcв – радиус свободный;
rоб – радиус обода;
Hш – высота профиля;
Вш – ширина профиля;
bб.д – ширина беговой дорожки (протектора);
hб.д – высота стрелы прогиба беговой дорожки;
Bоб – ширина обода.

Конструкция шин
Диагональная
шина
Радиальная
шина

Пятно контакта шины с опорной поверхностью без нагрузки и под нагрузкой
Диагональная
шина
Радиальная
шина

Шины Runflat
Непневматические шины
Различные типы шин
Арочные шины
Пневмокатки

Рассмотрим упрощенную модель качения колесного движителя (КД) при прямолинейном движении на примере поперечного сечения в плоскости его симметрии xOo z
vx = 0
ωк = 0
Mк = 0
Pz > 0

Каждая элементарная реакция dRz характеризуется двумя составляющими:
упругой dRzу
неупругой dRzну
Упругая обусловлена трением в материале и при разгрузке ее энергия возвращается в систему.
Неупругая переходит в теплоту и рассеивается, поэтому при нагружении они складываются:
а при разгрузке остается только упругая составляющая

Приложение вертикальной нагрузки к оси неподвижного колеса приводит к перемещению оси, характеризуемое вертикальной (нормальной) деформацией hz .
Площадь между кривыми нагрузки и разгрузки характеризует потерю энергии в процессе нагрузка-разгрузка.
Образуется петля упругого гистерезиса

При неподвижном колесе эпюра элементарных нормальных нагрузок dRz симметрична относительно центра пятна контакта, и нормальная реакция Rz действует в точке Oш, т.е в центре контакта.
vx = 0
ωк = 0
Mк = 0
Pz > 0

При качении колеса в передней части контакта суммарные элементарные реакции больше, чем в задней.
Vx > 0
ωк > 0
Mк > 0
Pz > 0

В результате получается нессиметричная эпюра, и нормальная реакция Rz смещается в переднюю часть контакта на некоторую величину aш – плечо сноса нормальной реакции.
vx > 0; ωк > 0;
Mк > 0; Pz > 0.

Смещение аш характеризуется двумя составляющими:
аш = аш1 + аш2.
аш1 – составляющая потерь, которая обусловлена внутренними гистерезисными потерями в шине на качение.
аш2 – составляющая потерь обусловленная проскальзыванием элементов шины относительно опорной поверхности в зоне контакта.

Реакция Rz на плече aш создает момент сопротивления качению Mf ш.
При любом качении колеса существует Mf ш.