Министерство образования и науки РФ Федеральное государственное бюджетное образовательное
учреждение высшего профессионального образования «Сибирская государственная автомобильно-дорожная академия (СибАДИ)»
В.С. Щербаков, Ш.К. Мукушев, А.В. Жданов
СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ОБЪЕМНЫХ ГИДРОПРИВОДОВ РУЛЕВОГО УПРАВЛЕНИЯ ДОРОЖНО-СТРОИТЕЛЬНЫХ МАШИН
Монография
Омск
СибАДИ
2011
1
УДК 625.76.08(021) ББК 39.311-06-05
Щ 61
Рецензенты:
д-р техн. наук, проф. А.С. Ненишев (ОмГТУ); д-р техн. наук, доц. Д.И. Чернявский (ОмГТУ)
Монография одобрена редакционно-издательским советом СибАДИ.
Щербаков В.С., Мукушев Ш.К., Жданов А.В.
Щ 61 Совершенствование объемных гидроприводов рулевого управления дорожно-строительных машин: монография / В.С. Щербаков, Ш.К. Мукушев, А.В. Жданов. – Омск: СибАДИ, 2011. – 162 с.
ISBN 978-5-93204-613-5
В монографии представлен обзор существующих конструкций объемных гидроприводов рулевого управления и требований к ним. Разработана конструкция усилителя потока, математическая модель объемного гидропривода рулевого управления с усилителем потока, решена задача анализа, что позволило дать рекомендации по выбору основных конструктивных параметров объемных гидроприводов рулевого управления с разработанным усилителем потока. Представлены экспериментальные исследования и инженерные разработки в области объемных гидроприводов рулевого управления. Работа может быть использована студентами специальностей 190205 «Подъемно-транспортные, строительные, дорожные машины и оборудование» и 190109 «Наземные транспортно-технологические средства» при выполнении дипломных проектов и аспирантами в научно-исследовательской деятельности.
Табл. 7. Ил. 117. Библиогр.: 107 назв.
ISBN 978-5-93204-613-5 |
© ФГБОУ ВПО «СибАДИ», 2011 |
2
ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ……………………………………………………...……….5
1. ОБЪЕМНЫЙ ГИДРОПРИВОД РУЛЕВОГО УПРАВЛЕНИЯ: КОНСТРУКТИВНЫЕ ПАРАМЕТРЫ И ОСНОВНЫЕ ТРЕБОВАНИЯ…………………………………………………………..7
1.1.Основные понятия, устройство и принцип действия объемного гидропривода рулевого управления…………………………………. 7
1.2.Обзор существующих конструкций объемных гидроприводов рулевого управления и тенденции их развития……………………. 13
1.3.Обзор предшествующих исследований в области объемных гидроприводов рулевого управления………………………………..30
1.4.Основные параметры и требования к объемным гидроприводам рулевого управления………………………………………………….32
1.5.Критерии эффективности объемных гидроприводов
рулевого управления и пути повышения качества их основных параметров…………………………………………….. 36
2. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ОБЪЕМНОГО ГИДРОПРИВОДА РУЛЕВОГО УПРАВЛЕНИЯ…………………. 42
2.1.Математическая модель системы рулевого управления…..…. 42
2.1.1.Алгоритм формирования математической модели……..... 42
2.1.2.Расчетная схема объемного гидропривода рулевого управления…………………………………………………………. 43
2.1.3.Блок-схема объемного гидропривода рулевого
управления и декомпозиция системы……………………………. 47
2.1.4.Определение параметров элементов объемного гидропривода рулевого управления……………………………… 52
2.1.5.Математическое описание элементов объемного гидропривода рулевого управления……………………………… 52
2.1.6.Композиция математической модели объемного гидропривода рулевого управления……………………………… 67
2.2.Математическая модель возмущающих воздействий, действующих на систему рулевого управления…………………… 67
2.2.1.Анализ стохастических математических моделей рельефа..... 69
2.2.2.Анализ взаимодействия системы рулевого управления с неровностями микрорельефа………………………………………73
3
2.3. Решение задачи анализа объемного гидропривода рулевого управления……………………………………………………………. 78
2.3.1.Алгоритм решения задачи анализа………..………………. 78
2.3.2.Определение варьируемых параметров
элементов системы…………………………………………………79 2.3.3. Анализ объемного гидропривода рулевого управления…………………………………………………………. 81
2.4.Методика синтеза и инженерная методика выбора конструктивных параметров объемного гидропривода рулевого управления…………………………………………………………... 108
2.4.1.Методика синтеза объемного гидропривода рулевого управления………………………………………………………... 108
2.4.2.Инженерная методика выбора конструктивных параметров объемного гидропривода рулевого управления………………...111
3.ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ОБЪЕМНОГО ГИДРОПРИВОДА РУЛЕВОГО УПРАВЛЕНИЯ………………... 116
3.1.Стендовые испытания объемного гидропривода
рулевого управления………………………………………………...116
3.1.1.Задачи экспериментальных исследований………...…….. 116
3.1.2.Объект и аппаратура экспериментальных
исследований……………………………………………………... 117 3.1.3. Методика определения параметров при стендовых исследованиях……………………………………….. 127
3.1.4.Результаты экспериментальных исследований…………..129
3.2.Подтверждение адекватности математической модели объемного гидропривода рулевого управления…………………...136
4.ИНЖЕНЕРНЫЕ РАЗРАБОТКИ В ОБЛАСТИ ГИДРОПРИВОДОВ РУЛЕВОГО УПРАВЛЕНИЯ……………… 139
4.1. Гидрообъемное рулевое управление……………………….. 139 4.2. Гидрообъемное рулевое управление тяжелого транспортного средства………………………………………….. 146
4.3. Делитель-сумматор потока………...………………………...148 4.4. Гидрообъемное рулевое управление колесного транспортного средства………………………………………….. 150
Библиографический список…………………………………………155
4
ВВЕДЕНИЕ
Современное развитие машиностроения все большее внимание уделяет производству базовых машин на пневмоколесном ходу.
Причина этого явления связана с тем, что применение на самоходных машинах в качестве движителя пневматических шин позволяет получить удачное сочетание качеств автономного быстроходного транспортного средства и высоких тяговодинамических возможностей, необходимых для выполнения технологических операций. За последние годы появились и получили широкое распространение новые типы машин, признание которых во многом определяется этими положительными особенностями. К таким машинам, прежде всего, следует отнести самоходные колесные дорожно-строительные машины (ДСМ), представляющие широкий класс устройств: экскаваторы, скреперы, погрузчики, автогрейдеры, бульдозеры, катки и множество других машин различного технологического назначения, использующих самоходное пневмоколесное шасси как базовую машину.
Возможность получения высокой транспортной скорости, маневренности и, как следствие, высокой производительности делает такие машины особенно предпочтительными в карьерах и на строительных объектах.
Несмотря на то, что ДСМ предназначены, прежде всего, для работы во внедорожных условиях, напряженность движения в условиях строительства, повышенные скорости, необходимость быстрой переброски с объекта на объект требуют от этих машин обеспечения возможности свободного передвижения в общем транспортном потоке на дорогах. При условии непрерывного повышения транспортных скоростей это требование выдвигает перед конструкторами машин определенный круг задач, связанных с обеспечением удовлетворительной управляемости и устойчивости движения ДСМ. Эти задачи также привлекают все большее внимание исследователей в связи с тем, что вождение представляет собой наиболее тяжелый процесс управления машиной, обуславливающей основную часть психофизической нагрузки оператора. Качество вождения влияет на производительность и экономичность ДСМ в процессе эксплуатации.
Повышению качества управления способствует применение объемного гидропривода рулевого управления (ОГРУ) как наиболее
5