Повышение устойчивости трехколесных мотоциклов выбором конструктивных параметров

• Автор: Кониев, Казбек Едиславович
• Шифр специальности: 05.05.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2004
• Место защиты: Владикавказ
• Количество страниц: 130 с. : ил.

ГЛАВА 1. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О МОТОЦИКЛЕ И ЕГО УСТОЙЧИВОСТИ

1.1 Обзор работ по устойчивости движения мотоциклов

1.2 Классификация мотоциклов

1.3 Геометрические параметры мотоцикла

1.4 Силы И МОМЕНТЫ, ДЕЙСТВУЮЩИЕ на мотоцикл

ГЛАВА 2. УСТОЙЧИВОСТЬ ТРЕХКОЛЕСНОГО МОТОЦИКЛА

2.1 Занос трехколесного мотоцикла на повороте

2.2 Опрокидывание трехколесного мотоцикла па повороте

2.3. Максимально возможные моменты трения, развиваемые на колесах мотоцикла

2.4. Влияние радиусов кривых в плане автомобильных дорог на

ГЛАВА 3. УСТОЙЧИВОСТЬ МОТОЦИКЛА С КОЛЯСКОЙ

3.1. Опрокидывание мотоцикла с коляской в сторону
3.2. Опрокидывание мотоцикла с коляской в сторону последней
3.3. Занос мотоцикла с коляской на повороте вправо
3.4. Занос мотоцикла с коляской на повороте влево
3.5. Разворачивающий момент, возникающий при торможении мотоцикла с коляской
ГЛАВА 4. УСТОЙЧИВОСТЬ ТРЕХКОЛЕСНОГО МОТОЦИКЛА И МОТОЦИКЛА С КОЛЯСКОЙ НА ПОВОРОТАХ, С УЧЕТОМ БОКОВОГО УВОДА
4.1. Увод мотоциклетного колеса
4.2. Устойчивость трехколесного мотоцикла при движении на повороте
4.3. Опрокидывание мотоцикла с коляской на повороте
4.4. Занос мотоцикла с коляской на повороте
ГЛАВА 5. МОДЕЛИРОВАНИЕ ДВИЖЕНИЯ МОТОЦИКЛА
5.1. Вычислительный эксперимент
5.2. Составление уравнений движения динамической системы
5.3. Математическая модель движения мотоцикла
5.4. Результаты исследования процесса торможения
ГЛАВА 6. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ЭФФЕКТИВНОСТИ
6.1. Испытания, предусмотренные государственным стандартом
6.2. Испытания по определению тормозных качеств трехколесных мотоциклов
6.3. МЕТОД опытного определения бокового увода четырехколесного и трехколесного мотоциклов
6.4. Результаты испытаний по определению тормозных качеств, устойчивости и бокового увода трехколесных мотоциклов
ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ
ПРИЛОЖЕНИЯ
Расчёт параметров устойчивости трехколёсных мотоциклов
Графическое отображение результатов расчёта
Расчёт параметров устойчивости мотоцикла с коляской
Графическое отображение результатов расчёта
Акты внедрения: результатов НИР и конструкции барабанного тормоза
результатов НИР и конструкции дискового тормоза
результатов НИР в учебный процесс Горского ГАУ
результатов НИР в учебный процесс Могилёвского государственного технического университета

Вопросы теории и исследования конструкции мотоциклов и колесных машин с трехколесным шасси рассматривали и развивали Н.В. Арбузов, И.В. Балабин, Н.П. Баловнев, В.П. Баранчик, В.В. Бекман, JI.J1. Борисов, Р.В. Бес-частнов, Е.И. Блинов, М.А. Бодунов, А.Т. Волков, Ю.А. Врубель, А.И. Гришкевич, JI.H. Гродко, В.В. Гуськов, Н.В. Диваков, Ю.А. Ечеистов, Е.А. Жич-кин, В.И. Забавский, JI.B. Зубков, А.М. Иерусалимский, С.И. Иваницкий, Б.С. Карманов, М.В. Келдыш, В.А. Ким, Н.П. Красовский, В.Т. Кузнецов, О.В. Ковнер, О.Б. Ковалев, С.И. Корзинкин, О.М. Лебедев, Л.Г. Лобах, В.П. Ло-бах, М.С. Льянов, В.И. Макаров, Г.И. Мамити, Б.М. Мартыхин, И.Т. Маслов,
A.C. Мельников, И.И. Метелицын, В.Г. Михайлов, А.Н. Нарбут, Ю.И. Ней-марк, С.Н. Огороднов, С.Ф. Опейко, А.Д. Первой, В.А. Петров, Ю.П. Поздняков, В.К. Пойда, Н.В. Путеев, В.В. Рогожин, В.И. Рязанцев, И.С. Сазонов,
B.Ф. Святненко, А.М. Скребунов, B.C. Сологуб, А.П. Соловьев, А.Н. Стрельников, О.И. Ткаченко, В.А. Умняшкин, И.А. Успенский, Р.И. Фролов, H.A. Фуфаев, Б.М. Цаллагов, Н.К. Шакалин, A.C. Язвинский, Буз P.P., Даннер М., Дюринг E., Пачернег С., Редль К., Рох Д., Сейно Т., Спиринг П.Т., Хейл Д., Шарп P.C., Янза В. и другие.
Теория, конструкция и расчет мотоцикла впервые изложены в книге
А.М. Иерусалимского, который использовал теорию и расчет автомобиля, разработанную академиком Е.А. Чудаковым, основоположником автомобильной науки.
Дальнейший опыт конструирования и расчета мотоциклов был обобщен С.Ю. Иваницким, Б.С. Кармановым, М.С. Льяновым, Г.И. Мамити, В.В. Рогожиным, А.Т. Волковым, В.В. Игнатовым, В.В. Беккером и др.
Однако вопросы, касающиеся устойчивости мотоциклов как двухколесных, так и трехколесных недостаточно разработаны, можно сказать, только в первом приближении.
Чтобы не быть голословными, укажем, к примеру, что в последней книге, где рассматриваются вопросы теории движения мотоцикла (С.Ю. Иваницкий и др. Мотоцикл. Конструкция, теория, расчет. -М.: Машиностроение, 1971,с.49), центробежная сила инерции, действующая на двухколесный мотоцикл при повороте, приведена в самом общем виде /88
Pc=GVJ/gR, (В.1)
где G - вес мотоцикла; g-ускорение свободного падения; V-скорость движения мотоцикла; R-расстояние от центра поворота до проекции центра масс мотоцикла на горизонтальную плоскость.
Между тем, нами при исследовании движения двухколесного мотоцикла /103/, /137/, /138/ получено для той же силы инерции выражение /137
р _ му2(Д~/»sin/?)
R1 cosy

Конечно же, сила инерции (В.2) зависит от угла 0 поворота управляемого колеса, высоты h расположения центра масс, базы L мотоцикла, угла (3 наклона мотоцикла при повороте, угла у, определяемого выражением tg у=Ь / (R2-h sin Р ) , продольных координат центра масс мотоцикла, радиуса R траектории заднего колеса при повороте R=L / tg 0, массы ш и скорости V.
Очевидно, не требует доказательств тот факт, что поворот двухколесного мотоцикла без его наклона невозможен, и это не учитывается формулой (В.1), не говоря уже о других параметрах.
Аналогично, довольно упрощенно, рассматриваются и другие вопросы, связанные с вопросами устойчивости мотоциклов.
Из приведенного примера видно, что уточнение методов расчета позволяет на стадии проектирования более полно учитывать влияние конструктивных параметров мотоцикла на устойчивость его движения, тем самым, закладывая ее соответствующим их выбором, повышая потенциальную устойчивость мотоцикла.
Актуальность темы. В современном сельскохозяйственном производстве широкое применение находят трехколесные мотоциклы и мотороллеры с грузовой платформой, являющиеся наиболее дешевым моторизированным транспортом. Не меньшее применение в сельской местности имеет мотоцикл с коляской в качестве индивидуального пассажирского транспортного средства, улучшающего оперативность управления сельскохозяйственным производством.
Мототранспортные средства с трехколесным шасси для перевозки небольших грузов и пассажиров органично вошли в состав транспортных систем всех стран мира. Поэтому работы, направленные на повышение устойчивости мототранспорта посредством выбора оптимальных конструктивных параметров, закладываемых при его проектировании, имеют большое социальное и народохозяйственное значение, так как способствуют повышению безопасности движения и предотвращению материальных потерь от дорожно-транспортных происшествий.
Исследования по теме, связаны с выполнением планов НИР по темам: Проектирование, эксплуатация и ремонт мобильных машин и средств механизации сельскохозяйственного производства, № гос.рег. 01.9.90002330; Разработка, исследование и внедрение в производство дискового тормоза с механическим приводом для мотоцикла ММВЗ, № гос.рег. 01.200.207979; Разработка, исследование и внедрение в производство барабанного тормоза с воздействием одной колодки на другую, № гос.рег. 01.200.207980.
Объекты исследования -трехколесные мотоциклы с симметричным и асимметричным расположением задних колес, которые в дальнейшем будем называть трехколесный мотоцикл и мотоцикл с коляской.
Целью работы является разработка методов расчета устойчивости движения мотоциклов с симметричным и асимметричным расположением задних колес обеспечивающих повышение потенциальной устойчивости мотоциклов выбором конструктивных параметров при проектировании.

Рис. 4.5. Схема поворота трехколесного мотоцикла с учетом бокового увода.