Научное обоснование создания и разработка ходовых систем транспортных средств на пневмоколесных движителях сверхнизкого давления

• Автор: Котляренко, Владимир Иванович
• Шифр специальности: 05.05.03
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2009
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 359 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ

УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ б

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ

1.1. Обзор основных направлений развития транспортных средств высокой проходимости

1.1.1. Гусеничные машины

1.1.2. Колесные машины

1.1.3. Шагающие машины

1 .-1.4. ТС с роторно-винтовым движителем

1.1.5. ТС с торовым движителем

1.1.6. Аппараты на воздушной подушке
1.1.7. Комбинированные ТС
1.1.8. Средства повышения проходимости колесных машин
1.2. Методы оценки проходимости ТС
1.2.1. Метод натурных испытаний
1.2.2. Метод моделирования
1.2.3. Метод оценки по отдельным параметрам
1.3. Формулировка основных проблем исследования 90 ГЛАВА 2. АНАЛИЗ УСЛОВИЙ ЭКСПЛУАТАЦИИ И РАЗРАБОТКА
МЕТОДОВ ОЦЕНКИ ПРОХОДИМОСТИ И ПОДВИЖНОСТИ ТС
2.1. Общие условия эксплуатации
2.1.1. Природно-климатические условия
2.1.2. Дорожные условия
2.1.3. Основные виды грунтовых условий
2.2. Разработка методов оценки проходимости ТС
2.2.1. Разработка метода оценки проходимости ТС с точки зрения непрерывности транспортного процесса
2.2.2. Разработка инте!рального показателя подвижности

2.2.3. Определение коэффициентов весомости для групповых и единичных оценочных параметров ТС
2.2.4. Выводы по главе 126 ГЛАВА 3. ИССЛЕДОВАНИЕ БАЗОВЫХ ХАРАКТЕРИСТИК
ПНЕВМОКОЛЕСНЫХ ДВИЖИТЕЛЕЙ СВЕРХНИЗКОГО ДАВЛЕНИЯ. НАХОЖДЕНИЕ РАСЧЕТНЫХ ЗАВИСИМОСТЕЙ ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ИХ ОСНОВНЫХ ПАРАМЕТРОВ 13 О
3.1. Исследования жесткостных характеристик шин сверхнизкого давления (ШСНД)
3.1.1. Определение радиальной жесткости ШСНД
3.1.2. Определение тангенциальной жесткости ШСНД
3.1.3. Определение боковой жесткости ШСНД
3.1.4. Определение крутильной жесткости ШСНД
3.1.5. Определение зависимости бокового уводи ШСНД
от боковой силы
3.2. Исследования тяговых параметров ШСНД на стенде
3.3. Исследования давлений ШСНД на опорную поверхность
3.4. Выводы по главе 162 ГЛАВА 4. МАТЕМАТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ ИССЛЕДОВАНИЯ
ДИНАМИКИ ТС НА 11НБВМОКОЛЕСНЫХ ДВИЖИТЕЛЯХ СВЕРХНИЗКОГО ДАВЛЕНИЯ. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПАРАМЕТРОВ МИКРОПРОФИЛЯ ХАРАКТЕРНЫХ ДОРОГ НИЦИАМТ
4.1. Математическая модель исследования динамики ТС
4.2. Моделирование микропрофиля автомобильных дорог и местности. Определения статистических характеристик микропрофиля дорог НИЦИАМТ
4.3. Выводы по главе 183 ГЛАВА 5. ОБОСНОВАНИЕ СОЗДАНИЯ ТС НА ПНЕВМОКОЛЕСНЫХ
ДВИЖИТЕЛЯХ, СВЕРХНИЗКОГО ДАВЛЕНИЯ. РАЗРАБОТКА ОСНОВНЫХ ТЕХНИЧЕСКИХ РЕШЕНИЙХОДОВЫХ СИСТЕМ ТС
5.1. Разработка концепции и обоснование выбора типа ТС для работы в
тяжелых дорожных условиях и на бездорожье 184.
5.1.1. Анализ массово-габаритных показателей ТС
5.1.2. Анализ энерговооруженности ТС
5.1.3. Анализ проходимости ТС

5.1.4. Анализ экономических показателей ТС
5.1.5. Анализ экологических показателей ТС
5.1.6. Анализ управляемости и устойчивости ТС
5.1.7. Выбор типа ТС для работы в тяжелых дорожных условиях и на бездорожье <
5.2. Разработка основных технических решений ходовых систем
ТС на пневмоколесных движителях сверхнизкого давления
5.2 1. Выбор весовых параметров
5.2.2 Выбор параметров колесного движителя
‘ 5.2.3. Выбор способа поворота
5.2.4. Обоснование основных конструктивных решений
5.3. Выводы по главе '
ГЛАВА 6. РАСЧЕТНО-ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ
ТС НА ПНЕВМОКОЛЕСНЫХ ДВИЖИТЕЛЯХ СВЕРХНИЗКОГО ДАВЛЕНИЯ
6.1. Расчетно-экспериментальные исследования плавности хода ТС при движении по неровностям
6.2. РасчеТПо-экспериментальные исследования управляемости и устой-J " чивости ТС на пневмоколесных движителях сверхнизкого давления
6.2.1. Расчетные исследования статических характеристик управляемости
6.2.2. Расчетные исследование статических характеристик устойчивости
6.2.3. Экспериментальные исследования управляемости и устойчивости

а) б)
Рис. 1.1.2.6. ТС на сверхбаллонах: амфибия Marsh Buggy типа 4x4 (а) и многозвенный автопоезд с тягачом Snow Train типа 4x4 (б)
Большинство такого рода машин не имело подвески, которая компенсировалась низким внутренним давлением воздуха в шинах и невысокими скоростями движения. Как правило, на таких машинах были применены бортовой способ поворота и электрический привод колес.
Водоизмещение колес некоторых машин было достаточно для передвижения по воде, при этом для увеличения тяги на колеса могли надеваться специальные резиновые плицы. Однако применение колес с шинами большого диаметра вызвало ряд конструктивных и эксплуатационных трудностей. Увеличение наружного диаметра колесного движителя ведет к значительному возрастанию веса и момента инерции колеса, увеличению центра тяжести транспортного средства, сложности и трудоемкости монтажа и демонтажа такого колеса. В силу изложенного, а также из-за больших габаритов, ухудшения параметров управляемости и высокой стоимости изготовления колесные машины на этих движителях в дальнейшем не нашли распространения.
В целом, исследования колесных машин на пневмоколесных движителях низкого и сверхнизкого давления, проведенные в 50-70 годы прошлого пека за рубежом и в России, выявили высокую проходимость и хорошие экологические качества транспортных средств с этим типом движителя. Имея уровень проходимости во многих случаях приближающийся к гусеничным машинам, пневмоколесный движитель имеет меньшую материалоемкость и со-