Increasing Maneuverability of Caterpillar Tractors with Differential Steering Mechanisms by Activating Stopping Brakes of Lagging Sides with an Abrupt Change in the Trajectory Curvature

Autor: Kondakov, S. V., Dyakonov, A. A., Fedorov, S. V., Vansovich, E. I.
Rok vydání: 2018
Předmět:
Popis: Кондаков Сергей Владимирович, доктор технических наук, профессор кафедры «Колёсные и гусеничные машины», Южно-Уральский государственный университет, г. Челябинск, tanksv@ mail.ru. Дьяконов Александр Анатольевич, доктор технических наук, профессор кафедры «Технологии автоматизированного машиностроения», Южно-Уральский государственный университет, г. Челябинск, diakonovaa@susu.ru. Фёдоров Сергей Владимирович, инженер ООО «Челябкомтранс», г. Челябинск, fm-comtrans@mail.ru. Вансович Егор Иванович, ведущий конструктор завода «ДСТ-Урал», г. Челябинск, vansovich@tm10.ru. S.V. Kondakov1, tanksv@ mail.ru, A.A. Dyakonov1, diakonovaa@susu.ru, S.V. Fedorov2, fm-comtrans@mail.ru, E.I. Vansovich3, vansovich@tm10.ru 1South Ural State University, Chelyabinsk, Russian Federation, 2LLC “Chelyabkomtrans”, Chelyabinsk, Russian Federation, 3Plant “DST-Ural”, Chelyabinsk, Russian Federation В данной статье приведены результаты исследования параметров криволинейного движения промышленного гусеничного трактора класса тяги 10 тонн с дифференциальным механизмом поворота. В тяжелых грунтовых условиях и при резком маневрировании гидрообъёмная передача, составляющая основу дифференциального механизма поворота, перегружается по давлению. Авторами предложен и обоснован алгоритм управления поворотом совместным действием гидрообъёмной передачи и остановочного тормоза отстающего борта. При этом включение остановочного тормоза осуществляется методом широтно-импульсной модуляции при наступлении определенных условий, определенных в процессе математического имитационного моделирования. Показано, что включение остановочного тормоза в момент перегрузки гидрообъёмной передачи не является результативным, так же как и включение остановочного тормоза отстающего борта на некоторое время переходного процесса изменения траектории. Смоделировано движение трактора по установившейся криволинейной траектории при включении остановочного тормоза отстающего борта. При этом установлено, что трактор не останавливается, несмотря на противоречивые, в данных условиях, усилия остановочного тормоза и гидрообъёмной передачи. Дело в том, что ГОП не является абсолютно жёстким звеном силовой цепи и при противодействии остановочному тормозу либо сбрасывает рабочую жидкость через предохранительный клапан, либо переходит в генераторный режим. Результаты исследования получены в рамках проекта по созданию высокотехнологичного производства «Разработка бесступенчатого дифференциального механизма поворота со следящей системой управления для внедорожных и дорожно-строительных машин нового поколения» по соглашению № 074-11-2018-006 от 31.05.2018 г. между Министерством науки и высшего образования Российской Федерации и Обществом с ограниченной ответственностью Производственная компания «Ходовые системы» в кооперации с Головным исполнителем НИОКТР – Федеральным государственным автономным образовательным учреждением высшего образования «Южно-Уральский государственный университет (национальный исследовательский университет)».The paper presents a study of curvilinear motion of 10-ton industrial caterpillar tractors with differential steering mechanisms. Hard ground conditions and abrupt maneuvering lead to overpressure of hydrostatic drives, which form the basis of differential steering mechanisms. We proposed and verified an algorithm for steering control by the joint action of the hydrostatic drive and the stopping brake of the lagging side. In this case, the stopping brake is activated by the method of pulse-width modulation under certain conditions determined by mathematical simulation. It was shown that activation of the stopping brake under overloading of the hydrostatic drive is not effective. The same is characteristic of the stopping brake of the lagging side during the transition of trajectory change. We modeled tractor motion along a steady curved trajectory when the stopping brake of the lagging side activates. It was found that the tractor does not stop, despite the conflicting efforts of the stopping brake and hydrostatic drive under these conditions. The problem is that a hydrostatic drive is not an absolutely rigid link in a power circuit and, counteracting to the stopping brake, it either dumps the working fluid through a safety valve or transitions to a generating mode. Работа выполнялась при финансовой поддержке Министерства науки и высшего образования Российской Федерации в рамках комплексного проекта по созданию высокотехнологичного производства «Разработка бесступенчатого дифференциального механизма поворота со следящей системой управления для внедорожных и дорожно-строительных машин нового поколения» по соглашению №074-11-2018-006 от 31.05.2018 г. между Министерством науки и высшего образования Российской Федерации и Обществом с ограниченной ответственностью Производственная компания «Ходовые системы» в кооперации с Головным исполнителем НИОКТР – Федеральным государственным автономным образовательным учреждением высшего образования «Южно-Уральский The research was conducted in the framework of the high-tech production project “Development of a stepless differential steering mechanism with a tracking control system for off-road and road-building machines of the new generation” under agreement No. 074-11-2018-006 of 05/31/2018 between the Ministry of Science and Higher Education of the Russian Federation and the Limited Liability Production Company “Khodovye sistemy” in cooperation with the R&D Head – Federal State Autonomous Educational Institution of Higher Education “South Ural State University (National Research University)”. государственный университет (национальный исследовательский университет)».
Databáze: OpenAIRE
Externí odkaz: