ОБОСНОВАНИЕ СТРУКТУРЫ СИЛОВОЙ ПЕРЕДАЧИ ЛЕГКОГО ВЕЗДЕХОДА
Иванов Н.А., Мясников Е.А. (ТОГУ, г. Хабаровск, РФ)
The necessity of availability of back-draft in power peredache of the mild rover for want of movement on woody terrain is proved.
Силовая передача легкого вездехода на пневматиках сверхнизкого давления может быть выполнена на базе среднего или легкого мотоцикла (ММВЗ-3.112.11 “Минск”, “Восход-3М”, Иж-7.107 “Планета-5”, ТМЗ-5.952 “Тулица”, ТМЗ-5.403-02-К “Муравей”), которые не имеют передачи заднего хода. Также она может быть выполнена на базе тяжелого мотоцикла (ИМЗ-8.103.10 “Урал”, КМЗ-8.922 “Днепр-16”) или микро- или малолитражного автомобиля, которые имеют передачу заднего хода [1]. Поэтому важно определиться, насколько целесообразна установка передачи заднего хода в силовой передаче легкого вездехода.
Наличие передачи заднего хода улучшает управляемость и маневренность вездехода и должно влиять на его профильную проходимость при движении по лесистой местности.
При отсутствии в силовой передаче вездехода передачи заднего хода его движение по участку лесистой местности возможно только в том случае, если он на своем пути не встретит препятствий в виде деревьев. При первой же встрече с деревом такой вездеход вынужден прервать движение и остановиться. При этом вероятность отсутствия деревьев на площади, покрываемой вездеходом при движении, или, что то же самое, вероятность перемещения вездехода на определенное расстояние можно рассчитать по формуле [2]:
,
где 
- плотность расположения
деревьев, шт./м2 ; S –
площадь, покрываемая вездеходом при движении, м2.
Процесс движения вездехода можно представить в виде цепочки последовательных шагов, которые могут быть выполнены как прямо, так и с поворотом влево или вправо. Если шаг вездехода принять равным половине его ширины, то вероятность перемещения на один шаг составит [2]:
,
где b – ширина вездехода, b0 – ширина вездехода, увеличенная на диаметр дерева (b0=b+d).
На рис.1 представлены графики, рассчитанные по вышеприведенной формуле. Как видим, вероятность перемещения вездехода на один шаг, равный половине его ширины, при определенной плотности расположения деревьев достаточно велика.
Однако для перемещения вездехода на расстояние L
необходимо сделать n = 
= 
таких шагов.
Вероятность того, что ни на одном шаге движение не будет остановлено,
составляет: Р(ΔL = L) = 
.
Рисунок 1- Зависимость вероятности преодоления участка лесистой местности от плотности расположения деревьев при перемещении на 1м
Так как степень, в которую возводится выражение в скобках, высока, то
при перемещении даже на расстояние 50 м общая вероятность преодоления участка
лесистой местности получается незначительной (даже при плотности расположения
деревьев 
она не превышает 0,35, при
более высокой плотности имеет ничтожные значения). Поэтому такой способ
преодоления препятствия в виде участка лесистой местности трудно рекомендовать
для практической реализации.
При наличии в силовой передаче вездехода заднего хода у него появляются дополнительные возможности, выражающиеся в том, что при встрече с деревом он может сделать шаг назад и выбрать новое направление для движения, позволяющее перемещаться в выбранном направлении. Или, что с точки зрения составления математической модели то же самое, водитель в пределах обзора местности заранее производит оценку местности и выбирает возможный маршрут движения.
В этом случае вероятность перемещения вездехода на расстояние L можно рассчитать по формуле [2]:
Р(ΔL = L) = 
, (1)
где В1 – вероятность перемещения вездехода влево или вправо, В3 – вероятность перемещения вездехода прямо.
Данные вероятности вычисляются по формулам [2]:
; 
. (2)
В таблице приведены результаты расчета вероятности преодоления участка лесистой местности длиной 50 м вездеходом шириной 2 м. Как видно из расчетов, при плотности расположения деревьев до 2500 шт./га значения вероятности, как правило, превышают 0,8, что является очень высокой величиной. Это говорит о том, что при определенной плотности расположения деревьев и ширине вездехода при наличии в его трансмиссии передачи заднего хода его движение по участку лесистой местности теоретически достоверно. Данное положение подтверждается результатами производственных испытаний легких вездеходов.
Таблица – Вероятность преодоления участка лесистой местности при наличии передачи заднего хода
|
Диаметр дерева, м |
Плотность расположения деревьев, шт./м2 |
|||||||
|
0,05 |
0,1 |
0,15 |
0,2 |
0,25 |
0,3 |
0,35 |
0,4 |
|
|
0,1 |
0,998 |
0,989 |
0,965 |
0,92 |
0,846 |
0,735 |
0,574 |
0,352 |
|
0,2 |
0,998 |
0,9987 |
0,96 |
0,908 |
0,823 |
0,694 |
0,508 |
0,247 |
|
0,3 |
0,998 |
0,986 |
0,954 |
0,895 |
0,797 |
0,647 |
0,43 |
0,124 |
|
0,4 |
0,998 |
0,984 |
0,948 |
0,879 |
0,766 |
0,592 |
0,338 |
- |
|
0,5 |
0,997 |
0,981 |
0,94 |
0,862 |
0,731 |
0,529 |
0,231 |
- |
|
0,6 |
0,997 |
0,979 |
0,932 |
0,842 |
0,69 |
0,455 |
0,106 |
- |
|
0,7 |
0,997 |
0,976 |
0,922 |
0,818 |
0,643 |
0,369 |
- |
- |
Вывод: для возможности эксплуатации легких вездеходов на пневматиках сверхнизкого давления в условиях лесистой местности, например, при транспортном обслуживании лесопродукционного производства, необходимо, чтобы его трансмиссия содержала передачу заднего хода.
Литература
1. Иванов Н.А. Двигатель для легкого вездехода/Н.А.Иванов// Дальневосточный автопарк. – 2004. - №5. - С.6-8.
2. Александров А.В. Оценка проходимости вездехода по лесистой местности / А.В.Александров, Н.А.Иванов, Е.А.Мясников // Научное обеспечение технического и социального развития Дальневосточного региона: сб. науч. тр. / Хабаровский гос. техн. ун-тет.- Хабаровск, . ун-та, 2003, С. 193-199.