Динамическая устойчивость трехколесного трактора

Статическая устойчивость трехколесного трактора

(критические углы сползания и опрокидывания)

Движение или пребывание трицикла на косогоре (дороге с поперечным уклоном) без сползания возможно до тех пор, пока составляющая силы тяжести, параллельная опорной поверхности, не превысит поперечные реакции дороги. Для предотвращения сползания трактора необходимо, чтобы выполнялось условие, которое одинаково для всех колесных машин.

где G^п и G^н – веса подрессоренных и неподрессоренных масс трицикла, G^п + G^н = G; G = mg – вес трицикла; m – масса трицикла; g – ускорение свободного падения; h^п, h^н = r – высоты расположения центров подрессоренных и неподрессоренных масс трицикла; r – радиус качения колеса; h_l – плечо крена; п^п, п^н – плечи приложения сил тяжести подрессоренных и неподрессоренных масс трицикла; Cⁿ, C^н – центры подрессоренных и неподрессоренных масс трицикла при прямолинейном движении; l – угол крена кузова (подрессоренных масс); a – угол между осью симметрии и осью опрокидывания трицикла.

Принципиальное отличие трицикла от квадрацикла заключается в том, что если у второго ось опрокидывания проходит через центры пятен контакта одного из бортов, то у трицикла ось опрокидывания проходит через центры пятен контакта одиночного колеса и одного из колес моста.

Составив расчетные схемы для случаев пребывания или движения трицикла по косогору, и выполнив соответствующие аналитические исследования, найдем плечи п^п и п^н при горизонтальном расположении:

где: a – расстояния центра масс от передней оси трицикла; Δ – боковое смещение равнодействующей нормальных реакций опорной поверхности, вызванное поперечной деформацией шин; λ и h_λ – угол и плечо крена, возникающие под силой тяжести подрессоренной массы трицикла.

Оказалось, что более опасно движение вниз, с косогора, из-за возможности опрокидывания, так как при этом плечо приложения силы тяжести минимально.

Динамическая устойчивость трехколесного трактора

(критическаяскорость начала опрокидывания)

На рисунке 2 приведена схема поворота трицикла, где обозначено: О, О' – центры поворота трицикла с жесткими и эластичными колесами; R – расстояние от центра поворота до продольной оси симметрии трицикла; B, L – колея и база трицикла, L = a + b; a, b – расстояния от центра масс до передней и задней осей трицикла; F, F_x, F_y – центробежная сила и ее продольная и поперечная составляющие; Y₁, Y₂ – боковые (поперечные) реакции опорной поверхности; θ – угол поворота управляемого колеса; δ₁, δ₂ – углы бокового увода осей трицикла; ρ – радиус вращения (поворота) центра С масс трицикла; γ – угол отклонения ρ от нормали к продольной оси трицикла; F_yо – поперечная составляющая центробежной силы инерции относительно оси опрокидывания трицикла (рисунок 2, б).

Рассмотрим движение трицикла по горизонтальной опорной поверхности в повороте (см. рисунок 3). Здесь показаны нормальные Z₁, Z_н, Z_в и поперечные Y₁, Y_н, Y_в реакции дороги, действующие на одиночное, наружное и внутреннее, по отношению к центру поворота, колеса трицикла.

Силы ,  – поперечные относительно оси опрокидывания составляющие центробежных сил инерции, действующие на подрессоренные mⁿ и неподрессоренные m^н массы трицикла в повороте.

Поперечная составляющая центробежной силы инерции трицикла относительно оси опрокидывания (рисунок 2, б)

В связи с тем, что в начале опрокидывания внутреннее колесо трицикла отрывается от полотна дороги, угол бокового увода d₂трицикла увеличивается за счет того, что вся поперечная нагрузка, приходившаяся на два задних колеса, в этом случае действует на наружное колесо. Поэтому при расчетах по формуле (11) следует это учитывать.

В общем случае движения трицикла в повороте на косогоре (см. рисунок 4) условие недопущения опрокидывания запишется, если управляемое колесо не наклоняется вместе с кузовом, как

В третьей главе рассмотрены статическая и динамическая устойчивости четырехколесных тракторов различных конструкций, которые в отличие от двухосных автомобилей могут принципиально отличаться друг от друга.