CC BY
11
нлты
УКРЛИНИ
wi/ган
Науковий bIch и к НЛТУ УкраТни Scientific Bulletin of UNFU http://nv.nltu.edu.ua https://doi.org/10.15421/40270425
Article received 12.05.2017 р. Article accepted 24.05.2017 р. УДК 629.113.001.1(075)
ISSN 1994-7836 (print) ISSN 2519-2477 (online)
[^1 Correspondence author A. Y. Tymko [email protected]
В. Д. Залипка, В. Б. Рш, А. Ю. Тимко
Нацюнальна Академiя сухопутных вшськ м. гетьмана Петра Сагайдачного, м. Львiв, Украша
АНАЛ1З КОНСТРУКТИВНИХ ОСОБЛИВОСТЕЙ КЕРМОВИХ МЕХАН1ЗМ1В В1ЙСЬКОВО1
АВТОМОБ1ЛЬНО1 ТЕХН1КИ З МЕТОЮ IX УДОСКОНАЛЕННЯ
Встановлено, що шд час ведення бойових дiй вшськова автомобiльна технiка вiдiграe важливу роль у збереженш життя та здоров'я вшськовослужбовщв. Тому для якiсного виконання завдань вiдповiдно до свого призначення, а отже, i переваги над противником, вони повинш володiти шдвищеною прохiднiстю, стiйкiстю та маневренiстю. З'ясовано, що вiдомi методи керування напрямом руху не завжди здатнi забезпечити ввдповщш параметри: можливi втрата поперечно'1 стшкосп та не-достатня маневренють пiд час поворотiв. Одним iз шляхiв покращення цих експлуатацiйних властивостей е впровадження нових iдей та розробок в систему керування рухом. Дослщжено теоретичнi та практичнi аспекти, яю окреслюють можли-вiсть удосконалення кермових механiзмiв вшськовоТ автомобшьноТ техшки за допомогою сучасних технологiй, яю набува-ють широкого застосування в автомобшебудуванш провiдних краТн свiту. Адже дослщження з удосконалення кермових ме-ханiзмiв як одшеТ iз складових частин системи керування, що впливае на безпеку руху та на виконання завдань за призна-ченням, е важливими та актуальними. Проаналiзовано вiдомi методи змiни напрямку руху вшськовоТ автомобшьноТ технiки, визначено призначення та дослвджено будову кермового керування та кермового мехашзму зокрема, дослвджено застосування рiзноманiтних пiдсилювачiв i електронних систем для покращення роботи кермових механiзмiв та Тх вплив на експлу-атацiйнi властивостi зразюв технiки.
Ключовi слова: вiйськова автомобшьна технiка; кермовий механiзм; пiдсилювач; електронна система.
Вступ. Серед наявних видiв транспортних засоб1в у сухопутних вшськах ЗСУ особливе мiсце належить автомобильному, його особливiстю е те, що вш може кну-вати самостшно i рухатися як дорогами, так i бездорiж-жям, вщповвдно до свого призначення. Вiйськова автомобшьна техшка (ВАТ) - це вiйськовi автомобiлi бага-тоц1льового призначення, спещальт колiснi тягачi i спещальт колiснi шасi, гусеничнi машини, причепи i нап1впричепи, автопо!зди, створенi для вшськ за спещ-альними вимогами, якi володiють високою прохiднiстю i рухомiстю на мiсцевостi та бездорiжжi. Р1вень боездатностi вiйськ, !хня рухомкть, можливiсть вико-ристання в бою прямо залежать вiд наявностi та стану автомобшьно! технiки (Bilous, Й а1., 2007; ББТи 3649:2010; РакЪапеу, Баро7Ьпукоу & Tereshchenko, 2010). Вiйськовi частини та пiдроздiли забезпеченi великою кшьюстю автомобшьно! технiки рiзних типiв та призначення, але враховуючи сучаснi особливостi ведення бойових дай, виконують роботу щодо створення нових взiрцiв, якi вiдповiдали б вимогам сьогодення.
Науковi розробки нових моделей автомобшьно! тех-нiки та !хня експлуатацiя неможливi без знання законо-мiрностей, що описують мехашку руху автомобiля, його взаемод1ю з дорогою та повггрям, експлуатацiйних властивостей. Тшьки знання цих закономiрностей да-ють змогу проаналiзувати як впливають на автомобiль дорожньо-клiматичнi умови та особливосп його конструкций Звiдси постае потреба у проведены аналiзу конструктивних особливостей i кермових механiзмiв ВАТ як одше! iз складових системи керування, що
впливае на безпеку руху та на виконання завдань за призначенням загалом, з метою визначення можливих шляхiв 1х удосконалення.
Аналiз попереднiх дослщжень i публжацш. Знач-ний внесок у розвиток дослвджень, пов'язаних iз покра-щенням експлуатацiйних властивостей, удосконален-ням кермових мехашзмгв, зробили радянськi та вичиз-нянi дослiдники: А. С. Антонов, €. О. Чудаков, В. Ф. Бабков, А. К. Фрумкш, Г. В. Зшелев, В. М. Си-денко, М. Ф. Бочаров, Я. С. Агейкш, Г. А. Смiрнов, В. Ф. Платонов, В. I. Кнороз, В. М. Семенов, Г. Б. Без-бородова, М. Ф. Кошарний, С. Г. Вольський, В. П. Волков, Г. Б. Вшьський, М. А. Подригал та ш. (ВПош, е! а1., 2007; ББТи 3649:2010; Pakhariev, Баро7Ъпукоу & Те-reshchenko, 2010), закордоннi автори: М. Г. Беккер, А. М. Солтинський, А. Шборг, Г. Пачейка, М. Форкен-брог, К. Охара, Д. Еллк, Р. Шарп, I. Фурукава, Г. Накая (Pakhariev, Sapozhnykov & Tereshchenko, 2010; Ко-va1chuk & Sakhno, 2011; Kys1ykov & Lushchyk, 2000) та iн. Проаналiзувавши цi роботи, з'ясовано, що питання визначення оптимальних конструктивних параметр1в колкних засобiв на стади проектування потребуе по-дальшого вдосконалення, тому що не дае ктотно яюс-ного "стрибка" щодо покращення експлуатацiйних властивостей.
Мета дослвдження - проведения аналiзу конструктивних особливостей кермових механiзмiв ВАТ та визначення шляхгв з 1х удосконалення.
Основний матерiал. Одшею з основних характеристик руху автомобшя е траектор1я. Колiсним маши-
Цитування за ДСТУ: Залипка В. Д., Рш В. Б., Тимко А. Ю. Аналiз конструктивних особливостей кермових MexaHi3MiB вiйськовоí
автомобiльноí техшки з метою ix удосконалення. Науковий вюник НЛТУ Украши. 2017. Вип. 27(4). С. 113-118. Citation APA: Zalypka, V. D., Riy, V. B., & Tymko, A. Y. (2017). The Analysis of Design Features of Steering Mechanisms for Military Automotive Technology for Their Improving. Scientific Bulletin of UNFU, 27(4), 113-118. https://doi.org/10.15421/40270425
нам досить часто доводиться рухатися по криволшшнш траектори, це зумовлено тим, що машин потр1бно по-вернути з одше! дороги на шшу, об'!хати перешкоду, вона постшно ввдчувае на соб1 д1ю бокових сил, як змь нюють або намагаються змшити траекторто (ББТи 3649:2010; РакИапеу, Баро7Ьпукоу & Tereshchenko, 2010; КоуакИик & БакИпо, 2011; Kyslykov & ЬшИсИук, 2000).
П1д час повороту на машину д1ють боков1 сили 1 до-датков1 моменти, як зб1льшують повздовжн реакци, а також необхвдш для руху крутн моменти колк. Сьогодн1 ввдомими в теори автомоб1ля е тшьки три спо-соби змши траектори руху колкно! машини (Bilous, е1 а1., 2007). Для ВАТ найпоширешшим е метод керування напрямом руху шляхом змши кут1в м1ж площинами обертання колк i повздовжньою вксю за рахунок повороту керованих колк. Характерним для цього методу е те, що ос керованих колк обертаються навколо пово-ротних шворн1в (цапф) так, що у площиш повороту вони пересшаються в однш точщ - центр1 повороту, який визначае paдiyc та крутизну повороту.
Напрям руху ВКЗ
Напрям обертання колю Рис. 2. Схема виконання повороту ВАТ "по-гусеничному"
Метод повороту "по-гусеничному" може бути вико-ристано тшьки для короткобазових ВАТ, для звичайних
вш малопридатний, оск1льки тд час повороту будуть сильно зношуватися шини внаслвдок !хнього бокового ковзання по дороз1.
Останнш з ввдомих метод1в полягае у змш1 напрям-ку руху зчленованого автомобшя за рахунок повертан-ня його ланок одне! ввдносно шшо! (рис. 3). М1ж ланками встановлюють пдравл1чш силов1 цилшдри, управ-лшня якими зв'язане з кермом ВАТ. При поворот! кер-ма поршн 1 тяги перемщаються у взаемно протилежно-му напрямку, ланки складаються одна ввдносно шшо!, що приводить до повороту.
I I
X -Ж
Рис. 1. Схема виконання повороту ВАТ: а) з одшею парою керованих колю; б) iз двома парами керованих колю
ВАТ може мати одну, дв1 або деюлька пар керованих колк. На рис. 1 показано схему виконання повороту (змши напрямку руху) двовкного РВКЗ, який мае (а) одну 1 (б) дв1 пари керованих колк. На сучасному еташ розвитку ВАТ значну увагу придщяють шженерним рь шенням щодо управлшня напрямом руху, мета яких -зробити максимально зручним в управлшщ та покра-щити експлуатац1йн1 властивосп. Очевидним е те, що у план маневреносп перевагою користуються ВАТ, в уп-равлшш яких зад1ян1 не т1льки передш колеса, але 1 задш.
Наступний з ввдомих метод1в змши напрямку руху -поворот " по-гусеничному" - е практично единим для виконання поворота транспортних засоб1в на гусеничному ходу. ВАТ змшюе напрямок руху шляхом обертання колк лкого 1 правого борпв з р1зними швидкос-тями або обертанням у рппих напрямах (рис. 2).
Рис. 3. Схема виконання повороту зчленованого засобу
Зчленоваш автомобШ залежно в1д розташування центра шаршра, що з'еднуе передню ланку 1з задньою (тягач 1з причепом), бувають двох тишв: 1з шаршром, розташованим приблизно над вксю одноосьового тягача; 1з шаршром, розташованим приблизно посередин бази двохосьового тягача. До системи керування нале-жить кермове керування та гальмова система. Кермове керування призначене для змши напрямку руху зразка ВАТ. Воно складаеться 1з двох основних частин: кермо-вого мехашзму 1 кермового приводу (Pakhariev, Sapozhnykov & Tereshchenko, 2010; Kova1chuk & Sakhno, 2011).
Кермовим мехатзмом називають спов1льнювальну передачу, яка перетворюе обертання вала кермового колеса в обертання вала сошки. Вш збшьшуе прикладене до кермового колеса зусилля вод1я, полегшуючи його роботу.
Рис. 4. Схеми кермового керування при залежнш (а) i незалежнш (б) пiдвiсках: 1 - кермо; 2 - кермовий вал; 3 - кермова передача; 4 - сошка; 5 - поздовжня тяга; 6, 7 - важелi поворотно'1 цапфи i кермово'1 трапецй; 8 - поперечна тяга; 9 - балка моста; 10 - бiчна тяга; 11 - основна поперечна тяга; 12 - маятниковий важшь
Кермовим приводом називають систему тяг 1 важе-л1в, яка разом 1з кермовим мехашзмом здшснюе пово-
рот автомобшя. Кермовий приввд слугуе для повороту керованих колк автомобшя на рiзну величину купв, що необхвдно для кочення колiс без бокового проковзуван-ня (DSTU 3649:2010; Pakhariev, Sapozhnykov & Te-reshchenko, 2010). Завдяки наявносп кермового меха-шзму керованi колеса повертаються: внyтрiшнe колесо повертаеться на бiльший кут, шж зовнiшнe. Необхiдно, щоб осi всх 4-х колiс перетиналися в однш точцi. У ра-3i залежно! пiдвiски застосовують трапецiю i3 суцшь-ною поперечною тягою (рис. 4, а), яка перемщаеться з балкою моста шд час деформаци тдвкки. Кермовий механiзм встановлений на рамi чи кyзовi перед пе-редньою вiссю i рух вiд нього передаеться поз-довжньою тягою 5 на важшь поворотно! цапфи 6. За та-ко! компоновки перемщення поздовжньо! тяги i шдвк-ки узгоджеш, тож пiд час деформаци пiдвiски повороту керованих колiс не буде.
З такою ж метою в разi незалежно! пiдвiски кермова трапещя мае розд1лену поперечну тягу (див. рис. 4, б). Середня частина - основна поперечна тяга 11 зв'язана з кузовом, а !! поступальний рух забезпечуеться сошкою 4 i симетричним до не! маятниковим важелем 12. Дов-жина бiчних тяг 10 вибрана такою, щоб вони разом з напрямним пристроем пiдвiски забезпечували верти-кальний рух колк без !х повороту. Завданням кермового механiзмy е передача i перетворення обертового ру-ху вщ керма до кермового приводу, аби отримати ввд-повiдний кутовий рух важелiв кермово! трапеци. Поворот керованих колк з невеликим зусиллям на кермi до-сягаеться кермовою передачею (рис. 5) з великим пере-датним числом (16... 30).
1 71 3
Рис. 5. Схеми рейково'1 (а), черв'ячно-роликово'1 (б) i гвинто-рейково'1 (в) кермових передач: 1 - рейка; 2 - шестерня; 3 - кермовий вал; 4 - черв'як; 5 - ролик; 6 - сошка; 7 - гайка-рейка; 8 - гвинт; 9 - зубчастий сектор
Рейкова кермова передача (див. рис. 5, а) склада-еться з рейки 1, встановлено! поперечно до ос автомобшя, i шестерш, зв'язано! з кермовим валом. Передача перетворюе обертовий рух кермового вала у попереч-ний рух рейки. Вона вщзначаеться: простотою, високим коефщкнтом корисно! ди, беззазорнктю, можливiстю крiплення бiчних тяг безпосередньо до рейки.
Дiя черв'ячно-роликово! кермово! передачi (див. рис. 5, б) полягае у взаемоди глобо!дального черв'яка,
з'еднаного з кермовим валом, i двогребеневого ролика, встановленого на о« в пазу вала сошки. К перевагами е можливкть отримання великих передатних чисел, пере-дачi великих зусиль i довговiчнiсть.
У гвинто-рейковiй кермовiй передачi (див. рис. 5, в) шд час обертання кермового вала 3 гвинт 8 надае гайщ-рейщ 7 поступальний рух, який перетворюеться в обертовий рух вала сошки. Вона мае: малу масу i розмiри, високий коефiцiент корисно! ди i застосовуеться пере-важно з кермовим шдсилювачем (Bilous, et al., 2007; DSTU 3649:2010; Pakhariev, Sapozhnykov & Tereshchen-ko, 2010; Kovalchuk & Sakhno, 2011; Kyslykov & Lushchyk, 2000).
На пiдставi проведеного аналiзy можна зробити вис-новок, що для пiдвищення експлуатацшних властивос-тей ВАТ необхiдно керуватися сучасними науково-тех-нiчними пiдходами, як iстотно вiдрiзняються вiд тради-цшних рiшень, неспроможних iстотно вплинути на вдосконалення кермових механiзмiв.
Для повороту керованих колк у важких дорожшх умовах, а на великовантажних зразках ВАТ у будь-яких умовах, водiевi потрiбно прикладати до кермового колеса велике зусилля. Максимально припустиме зусилля на кермовому коле« повинне бути не бшьш 250Н. Зусилля на керiвномy коле« можна знизити, збшьшивши передатне число кермового мехашзму, але при цьому погiршиться реакцiя кермового керування на керiвний вплив водiя, попршиться керованiсть. Окр1м цього, оборотнiсть робочо! пари приводить до того, що в разi розриву колеса, ошр його коченню зростае настiльки, що здатне повернути колеса й вирвати кермове колесо з рук водiя. Для усунення цих недолтв застосовують кермовий пiдсилювач, головне призначення якого -зменшити зусилля на кермовому коле« за рахунок створення додаткового силового впливу на кероваш колеса. При цьому використовуеться не мускульна сила водiя (не механiчна енерпя), а iншi види енергi! (енер-гiя тиску рiдини, газу, електрична енергiя). Сьогоднi вi-домi таю види шдсилювачгв (Kislikov & Lushhik, 1971):
• електропiдсилювач керма;
• пдрошдсилювач керма;
• комбiнований тдсилювач.
Гiдропiдсилювач керма (рис. 6) працюе так: коли працюе двигун автомобшя, насос безперервно подае у пдрошдсилювач оливу, яка залежно вщ напряму руху автомобiля або повертаеться назад у бачок, або по-даеться в одну з робочих порожнин силового цилшдра через трубопроводи. 1нша порожнина при цьому з'една-на через зливну магiстраль з бачком. Тиск оливи через канали в золотнику завжди передаеться в реактивш ка-мери i прагне встановити золотник у нейтральне вiд-носно корпусу становище. Недолши цiе! системи:
• noTpi6Ho стежити за piBHeM оливи у бачку гiдропiдсилю-вача керма;
• ця система вщбирае потужнiсть двигуна, хоч i малу, але все ж таки потужшсть знижуеться;
• в iнстpукцií з експлуатаци бiльшостi автомобiлiв наголо-шено, що не можна утримувати колеса в крайньому по-ложeннi бшьше 5 с, оск^льки це може призвести до пе-peгpiву оливи, аж до ii закипання, що може призвести до виходу з ладу цшо!' системи.
Рис. 6. Пдротдсилювач з riдроцилiн>дром в кермовому мехашзму 1) насос; 2) корпус розподжника; 3) кермовий мехашзм; 4) кермова сошка; 5) з'еднувальш шланги; 6) бачок
Сьогоднi переважно використовують електропдрав-лiчнi чи електромехашчн системи. У першому рiзнови-д^ як i рашше, використовують спецiальне гiдравлiчне мастило. Керований електричний насос надае рух оливi та створюе необхiдний гiдравлiчний тиск. Але автомо-51льне майбутне все ж за електромехатчною системою (рис. 7). Переваги щеТ системи:
• зусилля створюеться тльки за потреби пiд час рулюван-ня, що позитивно позначаеться на витратi палива;
• мастило в цш системi не потрiбно;
• легко реатзуеться змiна зусилля тдтримки керма за-лежно вщ швидкостi руху автомобiля.
Рис. 7. Електротдсилювач: 1) торс1йний стрижень; 2) давач обертального моменту; 3) шестерня кермового мехашзму; 4) електронний блок управлшня; 5) сервомотор; 6) черв'ячний мехашзм
Зусилля, яке прикладае водш до кермового колеса, передаеться на торсшний стрижень, який скручуеться. Цей момент обертання вимiрюе сенсор i передае до електронного блоку управлшня, який, своею чергою, дае точну команду на електричний двигун, який ство-рюе додатковий момент обертання у кермовому меха-тзм! Це зусилля тдтримки передаеться на черв'ячний мехатзм чи на кермове керування з передачею гвинтом та шаровою гайкою i далi - на кермову рейку.
Шд час розрахунку зусилля електронiка електрично-го кермового керування враховуе не тшьки швидкiсть рулювання, але й швидюсть руху зразка ВАТ. На висо-кiй швидкостi зусилля тдтримки зменшуеться до нуля, але шд час пiдтримки воно е максимальним. 1снують рiзнi види електромеханiчного шдсилювача залежно вiд ваги автомобiля. У бшьшоси маленьких автомобiлiв кермовий редуктор розмщений безпосередньо на кер-мовш колонцi, у компактних автомобiлях - на шестерт кермового механiзму, а у великих автомобшях викорис-товуеться навпъ подвiйний механiзм.
Вiдомими також е комбшоват пiдсилювачi, яю поеднують в собi гiдравлiчну та електричну складовi частини (рис. 8).
Рис. 8. Комбшований пiдсилювач
Отже, використання pÍ3HOMarnTHHX пiдсилювачiв покращуе роботу кермових MexaHÍ3MÍB, що полегшуе роботу водiя та позитивно позначаеться на керованост та паливнiй економiчностi ВАТ.
Також важливу роль у розвитку конструкцш кермових меxанiзмiв вiдiгpають електронт системи. Так, на базi наукових до^джень за короткий iстоpичний тер-мiн pеалiзовано кардинальне удосконалення класичного електроустаткування, а також створено щлу низку абсолютно нетpадицiйниx для зразка ВАТ бортових систем автоматичного керування. Це стало можливим завдяки досягненням у галузi напiвпpовiдниковоi i мжроелек-тронноТ' технологи виготовлення електросхем, якi ста-новлять чималу частину автомобшьного бортового ус-таткування.
Сукупнiсть систем автомобшьноТ' бортовоТ автоматики отримала найменування "автотронне устаткування". На вiдмiну вiд електричного i електронного, автот-ронне устаткування за основним (фпичним) принципом ди не класифжують. Наприклад, не можна говорити "електричне автотронне устаткування" або "гiдpавлiчне автотронне устаткування", оскшьки теpмiн "автотронне" - це синон1м таких узагальнювальних визначень, як "комбiноване" або "комплексне" (Kotov, Orekhovska & Smitiuk, 2008).
Автотронне устаткування автомобшя складаеться з окремих автотронних систем, якi своею чергою склада-ються з окремих складових частин (компонентiв). Електронт системи автомоб1ля, якi беруть участь у керуван-нi автомобiля, можна роздшити на два пiдвиди: системи, як беруть безпосередню участь у керуванш, i допо-м1жш системи. Активнi системи кермового керування -це AS, AFS, ESAS.
Активне керування (Active Steering) дае змогу змь нювати передавальне вщношення м1ж кермом i колесами. На шляху вщ керма до кермового мехашзму з пдро-шдсилювачем вбудована планетарна передача з елек-тромотором. Вщ'Тжджаючи вiд узбiччя, передавальне вщношення мiнiмальне, а кiлькiсть повних обертв керма не бшьше двох. 1з зростанням швидкостi машини, керування стае менш чутливим, а варто ви'Тхати на за-мюьку трасу - електромотор, пiдкpучуючи водило планетарного редуктора, збшьшить передавальне вщно-шення (Bogdanovich, et al., 1991; Kotov, Orekhovska & Smitiuk, 2008; Sazhko, 2004; Sosnin & Yakovlev, 2005). Активне керування, сп1впрацюючи з шшими системами, здатне допомогти i в складних ситуащях. Наприклад, машину занесло. Комп'ютер, опитавши давачi кута повороту керма i швидкост обертання колiс, увiмкне
електpомотоp. ТоИ зменшить пеpедавальне вiдношения, щоб водго 6уло легше yтpимати автомобшь на потpiб-нiИ тpаeктоpiï. Активне кеpмо коpисне i в p^i екстpено-го гальмування з АBS: якщо зупинитися вчасно не вдаeться, водiю буде зpyчнiше уникнути зггкнення.
ЕлектpонниИ блок кеpyвания (ЕБК) - пpистpiй в ав-томобiлi, якиИ контpолюe та кеpye Иого електpичними системами та пiдсистемами. На сучаснга зpазкаx ВАТ, зазвичаИ, бiльшiсть систем, що кеpyються електpонi-кою, мають сво!', iндивiдyальнi ЕБК. Ц ЕБК, своeю чеp-гою, об'eдиyються в один сшльниИ - центpальниИ модуль кеpyвання (Sazhko, 2004). Загалом, можна видши-ти такi системи та агрегати зpазка ВАТ, що кеpyються ЕБК: двигун, коpобка пеpедач, подушки безпеки, система дiагностики, швидкiсть pyxy.
Електpонна система pегyлювання пiдсилювача EVO даe змогу с^остити маневpyвания на невеликиx швид-костяx, уникаючи кеpyвання з пеpеxоплениям py^ а та-кож змiиюe пеpедавальне вiдношения для бiльш точного i стабшьного кеpyвания на високш швидкостi (Kisli-kov & Lushhik, 1971).
Розглянемо електpоннi системи, як також вплива-ють на кеpyвання ВАТ, але не належать до кеpмового кеpyвания. Пpогpама електpонного стабШзування pyxy ESP (Electronic Stability Programm) - вона ж ATTS, ASMS (Automatisches Stabilitats Management System), DSTC, DSC (Dynamic Stability Control), FDR (Fahrdynamik-Regelung), VDC, VSC (Vehicle Stability Control), VSA (Vehicle Stability Assist) - система ^отжане^^я. НаИскладшша система iз задiюваниям можливостеИ ан-тиблокyвальноï, антибyксyвальноï з контpолем тяги i електpонноï систем кеpyвания дpосельною заслiнкою. КонтpольниИ блок отpимye iнфоpмацiю з давач1в куто-вого пpискоpення автомобiля, кута повоpотy кеpма, ш-фоpмацiю пpо швидкiсть автомоб1ля i обеpтання кожного з колк. Система аналiзye цi данi i pозpаxовye тpаeктоpiю pyxy, а y pазi, якщо в повоpотаx або манев-pаx pеальна швидкiсть не збiгаeться з pозpаxyнковою i автомобшь "виносить" назовнi або всеpедииy повоpотy, коpектye тpаeктоpiю pyxy, пpигальмовyючи колеса i знижуючи тягу двигуна. У pазi виникнення екстpемаль-ноï ситуаци вона компенсye неадекватно piзкy pеакцiю водiя i спpияe збеpежению стшкосп автомоб1ля. Ця система pеагye на ^тилт ситyацiï в тому pазi, якщо вiдомi вiдповiдi на два питання: куди маe намip ïxати водiИ? куди наспpавдi ще автомобшь? Ввдповвдь на œp-ше питання система отpимye вiд давачiв, що визнача-ють кут повоpотy кеpмового колеса i кyтовi швидкостi колк автомобшя. Вщповщь на дpyге питання можна от-pимати, змipявши кут повоpотy автомобiля навколо веpтикальноï о« i величину Иого попеpечного ^иско-pения. Якщо за iнфоpмацieю, що надxодить вiд давачiв, виxодять piзнi вiдповiдi на згаданi вище питання, то к-иye вipогiднiсть виникнення кpитичноï ситуацн, за якоï необxiдне втpyчания системи.
Наступна система - це забезпечення маневpyвания автомобiля 4WS. Ця система, що забезпечye маневpy-вання автомоб1ля, шляxом повоpотy чотиpьоx колiс, а не двоx, як на бшьшосп звичаИниx автомоб1л1в. ^и pyсi з невеликою швидкiстю ця система забезпечye од-ночасниИ повоpот пеpеднix i заднix колiс в одному нап-pямi, чим забезпечyeться полiпшения стiИкостi автомо-бiля на доpозi, пpичомy заднi колеса повеpтаються на набагато меншиИ кут, шж пеpеднi.
Антиблокувальна система гальм ABS (Antiblockier System) запобiгаe блокуванню колк шд час гальмуван-ня автомобшя, що зберкае його курсову стшккть i ке-рованiсть. Зараз застосовуеться на бiльшостi сучасних авто. Наявнкть ABS дае змогу нетренованому водiевi не допускати блокування колiс, при цьому, уникнути заносу автомобшя.
Система з шдтримки безпечно! вiдстанi до автомобь ля, що аде попереду ADR (Automatic Distance Regulation). Робота системи полягае у постшному аналiзi радаром вщсташ до автомобшя, що 1'де попереду. Як тшьки цей показник стае нижчим вiд встановленого водiем порогу, система ADR автоматично дасть команду на зни-ження швидкостi, доти поки вщстань до автомоб1ля, що 1де попереду, не досягне безпечного р1вня (Sosnin & Ya-kovlev, 2005).
Система запобкання зриву колк у ковзання ASR (в автомобшях нiмецького виробництва), а також DTS (Dynamic Traction Control), ETC, TCS (Traction Control System), STC, TRACS, ASC+T (Automatic Stability Control + Traction). Призначення системи - запобкти зриву колк у ковзання, а також зменшити силу дина-мiчних навантажень на елементи трансмкп на неодно-рщному дорожньому покриттi.
Отже, електронш системи значною мiрою вплинули на докоршну змiну сутностi керування ВАТ. Завдяки електронiцi вузли i мехашзми стали працювати надшш-ше, а сама технiка - безпечшше.
Висновки. За результатами проведеного аналiзу визначено так1 шляхи удосконалення кермових мехашз-м1в ВАТ:
• застосування сучасних гiдро-, електро- та комбшованих пiдсилювачiв, що дае змогу зменшити зусилля на кермовому колеи завдяки створенню додаткового силового впливу на кероваш колеса. При цьому використовуеться не сила водiя (не мехатчна енергiя), а iншi види енергп (енерпя тиску рiдини, газу, електрична енерпя);
• застосування рiзноманiтних електронних систем, зокре-ма i систем, що забезпечують змiну напряму руху. 1х роль у реалiзацií задано'1 функци керування головна i ви iнформацiйнi процеси в системi реалiзуються на рiвнi електронних блоюв керування та бортових мiкропроце-сорiв.
Встановлено, що вiд справностi та надшно! роботи кермових механiзмiв залежить виконання завдань за призначенням, яю покладаються на ВАТ. Удосконалення кермових мехашзмк передбачае покращення керованос-ri та пiдвищення безпеки руху, зменшення навантажень у процесi керування та збшьшення економй' палива.
Перелiк використаних джерел
Bilous, B. D. (Ed.), Tkachuk, P. P., Andrusyk, Ya. F. et al. (2007). Ar-miiski avtomobili. Osnovy rukhu, budova, kharakterystyky. Lviv: NU Lvivska politekhnika, 536 p. [in Ukrainian]. Bogdanovich, M. I., Grel, I. N., Prohorenko, V. A., & Shalimov, V. V. (1991). Tsifrovye integralnye mikroshemy: spravochnik. Minsk: Belarus, 493 p. [in Russian]. DSTU 3649:2010. (2010). Kolisni transportai zasoby. Vymohy shchodo bezpechnosti tekhnichnoho stanu ta metody kontroliuvan-nia. (BZ № 11-12-2010/436). [Chynnyi vid 2011-07-01]. Kyiv: Derzhspozhyvstandart Ukrainy, 32 p. (Natsionalnyi standart Ukra-iny). [in Ukrainian]. Kislikov, V., & Lushhik, V. (1971). Avtomaticheskoe upravlenie mashinami i mehanizmami: uchebn. posob. [pod red. E. P. Maslova]. Moscow: Nauka, 420 p. [in Russian].
Kotov, O. V., Orekhovska, N. O., & Smitiuk, O. T. (2008). Elektron- Pakhariev, S. O. (Ed.), Sapozhnykov, R. F., & Tereshchenko, O. Ya.
ne ta elektrychne obladnannia avtomobiliv: navch. posibn. [dlia (2010). Zahalna budova avtomobilia: navch. posibn. [z dysts. Avto-
stud. VNZ]. Vyd. 2-he, [pererob. ta dop.]. Odesa: Nauka i tekhnika, mobilna tekhnika]. Kyiv: VPTs Kyivskyi universytet, 236 p. [in
132 p. [in Ukrainian]. Ukrainian].
Kovalchuk, H. O., & Sakhno, V. P. (2011). Osnovy konstruktsii avto- Sazhko, V. A. (2004). Elektronne ta elektrychne obladnannia avtomo-
mobilia: navch. posibn. Kyiv: Lybid, 805 p. [in Ukrainian]. biliv: navch. posibn. Kyiv: Karavela, 248 p. [in Ukrainian].
Kyslykov, V. F., & Lushchyk, V. R. (2000). Budova y ekspluatatsiia Sosnin, D. A., & Yakovlev, V. F. (2005). Novejshie avtomobilnye je-
avtomobiliv. Kyiv: Lybid. Retriever from: https://knygy.com.ua/in- lektronnye sistemy: uchebn. posob. Moscow: SOLON-Press, 240 p.
dex.php?searchstring=Kyslykov_ Lushchyk. [in Ukrainian]. [in Russian].
В. Д. Залыпка, В. Б. Рий, А. Ю. Тымко
Национальная Академия сухопутных войск им. гетмана Петра Сагайдачного, г. Львов, Украина
АНАЛИЗ КОНСТРУКТИВНЫХ ОСОБЕННОСТЕЙ РУЛЕВЫХ МЕХАНИЗМОВ ВОЕННОЙ АВТОМОБИЛЬНОЙ ТЕХНИКИ С ЦЕЛЬЮ ИХ УСОВЕРШЕНСТВОВАНИЯ
Установлено, что при ведении боевых действий военная автомобильная техника играет важную роль по сохранению жизни и здоровья военнослужащих. Поэтому для качественного выполнения задач по своему назначению, а следовательно и превосходства над противником, они должны обладать повышенной проходимостью, устойчивостью и маневренностью. Выяснено, что известные методы управления направлением движения не всегда способны обеспечить соответствующие параметры: имеют место потеря поперечной устойчивости и недостаточная маневренность при прохождении поворотов. Одним из путей улучшения данных эксплуатационных свойств является внедрение новых идей и разработок в систему управления движением. Исследованы теоретические и практические аспекты, которые определяют возможность совершенствования рулевых механизмов военной автомобильной техники с помощью современных технологий, которые получают широкое применение в автомобилестроении ведущих стран мира. Ведь исследования по совершенствованию рулевых механизмов как одной из составляющих системы управления, которая влияет на безопасность движения и выполнение задач по назначению в целом важны и актуальны. Проведен анализ известных методов изменения направления движения военной автомобильной техники, определено назначение и исследовано строение рулевого управления и рулевого механизма в частности, исследованы применения различных усилителей и электронных систем для улучшения работы рулевых механизмов и их влияние на эксплуатационные свойства образцов техники.
Ключевые слова: военная автомобильная техника; рулевой механизм; усилитель; электронная система.
V. D. Zalypka, V. B. Riy, A. Y. Tymko
Hetman Petro Sahaidachnyi National Army Academy, Lviv, Ukraine
THE ANALYSIS OF DESIGN FEATURES OF STEERING MECHANISMS FOR MILITARY AUTOMOTIVE
TECHNOLOGY FOR THEIR IMPROVING
The study tested that during combat operations military automotive technology plays an important role in preserving the life and health of military personnel. Therefore for quality tasks according to their purpose, and consequently superior to the enemy, they must have high maneuverability, stability and maneuverability. The research has found that the known methods of traffic control direction are not always able to provide the appropriate parameters, with a loss of lateral stability and lack of agility when cornering. One possible way is to improve data performance properties of implementing new ideas and developments in traffic management. Research on design features of steering mechanisms and their impact on the performance properties of samples of military automotive technology are closely associated with the use of the main provisions of theoretical mechanics, theory driving, methods of the theory of differential equations. The theoretical and practical aspects outline the possibility of improving steering mechanisms for military automotive technology with sophisticated technologies that gain widespread use in the automotive world's leading countries. Indeed, research on improving steering mechanism as one of the components of the control system that affects the safety and the performance of assigned tasks in general is important and relevant. The analysis of known methods change the direction of movement of military automotive technology, defined purpose and investigated the structure of steering and the steering mechanism in particular, studies use various amplifiers and electronic systems to improve steering mechanisms and their impact on the performance properties of models of equipment. There is a further need to develop a basic mathematical model, taking into account modern approaches for improving steering mechanisms.
Keywords: military wheeled vehicles; steering mechanism; amplifier; electronic system.
1нформащя про aBTopiB:
Залипка Василь Даршович, канд. техн. наук, доцент, Нацюнальна акаде1^я сухопутних вшськ iM. гетьмана Петра Сагайдачного, м. Львiв, Украша. Email: [email protected]
Рш Володимир Богданович, викладач, Нацюнальна академiя сухопутних вшськ iM. гетьмана Петра Сагайдачного, м. Львiв, Украша. Email: [email protected]
Тимко Андрш Юршович, викладач, Нацюнальна академiя сухопутних вшськ iм. гетьмана Петра Сагайдачного, м. Львiв, Украша. Email: [email protected]
