正文 第七章 地麵驅動(三)(3 / 3)

製動力主要由製動油(或氣)缸麵積和油(氣)壓以及製動半徑和輪胎實效半徑確定。當前後輪的最大製動力能在同一時刻發生,這時前後輪製動力矩的分配比例是最合理的。如果分配比例不合理,前輪或後輪之一將首先發生鎖定。後輪先鎖定,車輛將失去方向控製,因為這時後輪發生滑移,側向附著係數劇減,承受側向力的能力消失;任何由於離心力、側向風力或路麵不平等所引起的側向力,都將使車輛搖頭打轉,直至倒轉方向。若前輪先於後輪鎖定,就不能進行有效的操縱方向,但車向不變,因為慣性力將自動校正前輪的任何側滑。前輪先於後輪鎖定所引起的操向失效,可通過鬆開製動而立即得到恢複,但後輪先於前輪鎖定所引起的車輛擺頭打轉,如已達到一定程度,則使鬆開製動也不能恢複控製。

當左右兩側車輪的製動力有差別或鎖定時刻不一致時,兩邊驅動輪淨驅動力不相等,車輛發生自動轉向的趨勢,在附著性能低的結冰路麵上,將發生自動轉向。又這樣,即使一個車輛的前後製動力分配比例過製動油缸直徑與壓力匹配對某一特定路麵是合適的,當路麵條件改變或前後輪載荷分配改變時,也還可能發生,即前輪(或後輪)將首先鎖定。因此高速車輛一般設有防止製動鎖定裝置。

同雙軸車輛類似,前輪最先鎖定導致操向失控;後輪先於掛車鎖定時發生牽引車與掛車之間的折疊,造成失控和機器損壞。掛車先鎖定則掛車搖擺;這時雖對牽引車的操向穩定影響不大,但對從旁通過的車輛非常危險。當各軸的製動鎖定在同一時刻發生,這時製動情況是最理想的;由於牽引車與掛車之間的折疊是最危險的情況,因此掛車機組的刹車順序宜以牽引車前輪最先鎖定,然後是掛車,最後是牽引車後輪。設計中確定製動力分配比例時應考慮到路麵的變化和載荷的變化;有時隻好犧牲製動效率。同樣也往往需要利用防止鎖定的製動係統。

四、履帶車輛的操向

履帶車輛有三種轉向方法:①一邊履帶的推力大於另一邊(轉向離合器離開或同時加上製動),產生力矩,以克服車輛轉彎時履帶在地麵上的擺頭刮土阻力矩和車輛轉動慣性力矩;這時轉向比直走往往需要更多的動力。②兩履帶車輛之間用轉向聯接器聯結時,可用折腰轉向的方法。③可彎曲履帶。

履帶車輛的轉向可用轉向離合器及製動係統、控製式差速器係統或行星齒輪係統來實現。前者的缺點是須經常切斷一側履帶動力或甚至製動。對於大型或平台式車輛,折節式轉向係統則具有許多優點。有兩種折節式轉向,一為大板車的操向係統,在大板車車廂下麵有兩個分開的底盤,轉彎是通過繞鉛垂軸轉動兩底盤中之一或同時轉動兩者;底盤常能自由俯頭仰頭,以便符合不平的地麵。另一為將兩車聯結成列車的操向係統,兩列車的聯結又可通過兩列車之間的聯結或通過兩車底架之間的聯結。

7.5.3乘坐舒適性及貨物安全性

拖拉機、農機及各種越野車輛的駕駛操作者在各種野外惡劣條件下長年工作所引起的腰肌關節勞損等問題,已引起科學工作者的密切重視。隨著越野行駛速度的不斷提高,減少對易損物衝擊和振動的要求也日益增長。改善車輛的乘坐舒適性和貨物安全性已成為車輛動態研究的重要組成部分,並涉及生理、心理和車輛與地麵、土壤的相互作用。

一、乘坐舒適性

由於經濟上的原因,車輛的比重量日趨減小,但與此同時,功率和工作速度卻都相應有所增加。如目前拖拉機的最佳田間工作速度在比重量為42.9kg·kW1時,應為10km·h1設牽引著係數?=0.5,牽引效率δ=0.6),這已為人體健康所不許。如再繼續降低比重量到33.5kg·kW1,則它所要求的最佳田間工作速度為13km·h1,這時必須采用可調節的氣壓液壓懸架等新技術來改善高速工作時拖拉機的平順性和駕駛員的乘坐舒適性。英國國家農業技術顧問委員會對75kW大型傳統拖拉機使用情況的調查表明:它在田間實際所作的工作量並不多於45kW的中型傳統拖拉機,而它的價格都是中型拖拉機的2倍。其原因就是駕駛員不能以全功率來工作,他們為了不使自己的身體健康受到過大的損害,經常是在降低功率的情況下使用。

車輛的乘坐舒適性與車輛的懸架方式(如剛性、半剛性懸架、全懸架和可調式氣壓或液壓懸架等),機組鉛垂和水平方向的角線振動頻率、振幅和振動加速度,以及軸距、輪距、輪胎尺寸和氣壓,前後軸上的重量分配,車輛速度和地麵不平度及其分布等因素有關。此外,各人對振動的響應在心理上也不一致,所以對乘坐舒適性的評價極為困難,多年來沒有較為統一的評價標準。

無論是鉛垂的或水平方向的振動對人體都有影響,現已得知-人對加速度的感受性當頻率高於5Hz時比低於5Hz時敏感。另外,車輛振動是由幾個方向、多種頻率、不同振幅、相互之間有相移的運動合成的,因此,有人建議須將一連續的振幅頻率譜分解成其組成成分的離散頻譜。然後,取N個不同分振動的乘坐舒適性指標K1,K,平方和的平方根作為單值指標K。

國際標準組織(ISO)推薦以三維隨機振動修正的均方根加速度值為舒適性評議指標。這一建議提出了三個不同的振動強度界限,即降低舒適性界限,疲勞降低效率界限和健康允許極限。當修正的均方根加速度大於降低舒適性界限時駕駛員將感到疲勞不舒適;大於疲勞降低效率界限時駕駛員感到疲勞,而且工作效率降低;大於健康允許極限將影響駕駛員健康,因而是不允許的。

近年來,國際標準組織在綜合大量資料的基礎上,提出了《人體承受全身振動的評價指南》(IS02631—1978),它已被許多國家采用。該標準的鉛垂和水平方向振動對人體影響的疲勞降低效率界限。

應用功率密度譜和傳遞函數來評價乘坐舒適性與應用指標的概念有所不同,但仍可采用某些變量值為判定標準。例如Goldman等用感覺度指數:

二、貨物的安全性

安全地運送貨物比舒適地運送人要容易得多。貨物和人對振動反應的主要差別在於:貨物對低頻的敏感性較低;而對碰撞和高頻的敏感性較高。在研究乘坐舒適性時,對貨物運輸所涉及到的那些振動輸人,其重要性處於次要地位。車輛結構貨物的安全特別重要,輪胎在有載荷時的動態變化的影響也不容忽視。