Компьютерное моделирование рекуперативного тягово-сцепного устройства лесовозного автомобиля с прицепом=Computer Simulation of the Recuperative Towing Coupler of a Forest Truck with a Trailer

Одним из перспективных и реализуемых способов снижения расхода топлива лесовозного автомобиля с прицепом является разработка и обеспечение функционирования в его конструкции рекуперативного тягово-сцепного устройства. На основании ранее проведенных исследований предложена принципиально новая схема подобного устройства. Для оценки возможности его применения в лесовозном автомобиле с прицепом, нахождения диапазона рекуперируемой мощности, определения оптимальных конструктивных параметров гидроцилиндра рекуперативного тягово-сцепного устройства разработана основанная на методах классической механики трехмерная математическая модель движения лесовозного автомобиля с прицепом по неровной опорной поверхности. На основе этой модели создана компьютерная программа, с помощью которой получены зависимости влияния скорости лесовозного автомобиля с прицепом, высоты неровностей опорной поверхности, диаметра гидроцилиндра рекуперативного тягово-сцепного устройства на средние значения рекуперативной мощности и продольного ускорения. Выявлено, что эксплуатация лесовозного автомобиля с прицепом, оснащенным подобным устройством, по лесным дорогам с грунтовым покрытием позволяет рекуперировать мощность 4,0 кВт. Установлено, что рекуперируемая мощность с увеличением скорости движения лесовозного автомобиля с прицепом по лесной дороге с грунтовым покрытием изменяется по квадратичному закону. Обнаружено, что при увеличении средней высоты неровностей опорной поверхности до 0,4 м возрастание средних значений рекуперируемой мощности и продольного ускорения прицепа происходит по закону, близкому к квадратичному, однако дальнейшее увеличение высоты неровностей опорной поверхности не приводит к значительному росту этих показателей. Определен оптимальный диаметр гидроцилиндра для устройства, позволяющего рекуперировать наибольшую мощность при высокой эффективности демпфирующих свойств гидросистемы. Результаты работы могут быть использованы научно-исследовательскими и проектно-конструкторскими организациями при разработке и совершенствовании рекуперативных тягово-сцепных устройств лесовозных автомобилей с прицепом. Для цитирования: Посметьев В.И., Никонов В.О., Посметьев В.В. Компьютерное моделирование рекуперативного тягово-сцепного устройства лесовозного автомобиля с прицепом // Лесн. журн. 2019. № 4. С. 108–123. (Изв. высш. учеб. заведений). DOI: 10.17238/issn0536-1036.2019.4.108
One of the most promising and feasible ways to reduce the fuel consumption of a forest truck with a trailer is the development and support of the operation of its recuperative towing coupler. A fundamentally new scheme of the device was proposed based on the previous studies. In order to assess the possibility of its usage in a forest truck with a trailer, find the range of recoverable power, determine the optimal design parameters of the hydraulic cylinder of the coupler a three-dimensional mathematical model of a forest truck with a trailer movement along uneven support surface has been created based on the classical mechanics methods. A computer program was created based on this model. The program allowed to obtain the dependences of speed of a forest truck with a trailer, height of the supporting surface irregularities and hydraulic cylinder diameter of the recuperative towing coupler on the mean values of the average recoverable power and longitudinal acceleration. It is found that the operation of a forest truck with a trailer, equipped with a recuperative towing coupler, on forest roads with ground coating allows recuperating the power of 4 kW. The recoverable power changes with the increase of the movement speed of a forest truck with a trailer along the forest road with ground coating according to a quadratic law. It has been found that with the increase of the average height of the supporting surface irregularities to 0.4 m, the increase of the mean values of the recoverable power and longitudinal acceleration of the trailer occurs according to a law close to quadratic, however, a further increase of the height of the supporting surface irregularities does not lead to the significant growth of the parameters. The optimal diameter of the hydraulic cylinder for the recuperative towing coupler, which allows recuperating the highest power value at a high efficiency of the damping properties of the hy draulic system, is determined. The research results can be used by research and development organizations in the development and improvement of recuperative towing couplers of forest trucks with a trailer. For citation: Posmetyev V.I., Nikonov V.O., Posmetyev V.V. Computer Simulation of the Recuperative Towing Coupler of a Forest Truck with a Trailer. Lesnoy Zhurnal [Forestry Journal], 2019, no. 4, pp. 108–123. DOI: 10.17238/issn0536-1036.2019.4.108

Электронное издание «Компьютерное моделирование рекуперативного тягово-сцепного устройства лесовозного автомобиля с прицепом=Computer Simulation of the Recuperative Towing Coupler of a Forest Truck with a Trailer» (бесплатно). Скачать номера в формате PDF.