Как уже упоминалось, колесная подвеска имеет потенциал для улучшения комфорта при езде и продуктивности для строительных машин, которые в большой степени используются в транспортной индустрии. Однако, введение более усложненной подвесной системы тоже будет иметь кардинальный эффект на динамические показатели машины, в особенности на фронтальный погрузчик, который традиционно строился без колесной подвески. Эти мысли наводят на вопрос, рассматриваемый в данном тезисе: " Какие конкретно динамические показатели машины должны быть приняты на рассмотрение в проекте колесной подвески для строительных машин и как проявит себя машина с точки зрения динамических характеристик с появлением подвесного колесного моста?".
Теория динамических машин выдвигает естественную отправную точку для нахождения ответа на данный вопрос. Основы теории динамики машин были впервые заложены в ранних письменных источниках на такие темы как динамика езды (Олли, 1934) и руководство по динамике машин(Сегель, 1956). Эти источники отмечают первые применения теоретического анализа в проектировании наземных транспортных средств. Даже если методы проектирования развивались в течение долгого времени, то было обнаружено, что многие из основополагающих принципов были установлены в более ранние дни исследований динамических показателей, которых до сих пор придерживаются современные проектировщики (Барак, 1991). Однако, основное внимание опубликованного исследования было приковано к пассажирским машинам, в некоторой степени имеющих отношение к тяжелым дорожным машинам, хотя было установлено, что увеличенная сложность и вариативность тяжелой техники создает большие проблемы для применения общих, упрошенных моделей(Гиллеспи и Карамьяс,2000). Другое исследование(Блунделль и Харти,2004) трактует о том, что теоретические методы, в основном, применяются на ранних стадиях проектной работы, в то время как более поздние этапы направлены на то, чтобы перенимать больше из общей практики и предыдущего опыта. Это есть естественный прогресс, когда развитие в дорожной отрасли имеет пошаговый характер, вместе с каждым новым поколением, отличающимся не столь сильно от своих предшественников. Следовательно, можно положиться на уже установившиеся принципы, проверенные практикой и упрощенные дизайнерские критерии.
Проектирование подвески строительных машин предполагает различные случаи. Введение системы колесной подвески представляет из себя основной шаг в сторону развития для всеобщего и целого продвижения проектирования машин, нежели просто изменение самой подвески в лучшую сторону. Также необходимо пересмотреть основы теории динамики машин и применить эти комбинации с использованием различных параметров относительно строительных машин. В таком случае, основательное изучение и понимание динамики машин может быть получено применено и для дизайнерских проблем. Все это философия, оставшаяся позади данного исследования, представленного в данном тезисе. Применение теории динамики машин для строительной техники разоблачает ряд областей, которые являются переломными для динамических показателей машин, и, следовательно, освещают определенные факторы, которые влияют на проектировку подвески. Теоретический подход дополняется симуляционной моделью и эмпирическим подходом, в целях изучения более сложных динамических феноменов, которые не объясняются элементарными теоретическими моделями.
Также был введен большой ряд ограничений. С тех пор как основное внимание уделено проектированию подвески, все анализы были проделаны в целях ограничения ездового комфорта и стабильности обслуживания. Такой динамический показатель, как тяговая способность, работающий в продольном направлении, не был принят на рассмотрение, постольку, поскольку такое свойство, в основном, находится под воздействием трансмиссии и особенности шин, а не подвески. Это также означает, что было уделено меньшее внимание на конкретные особенности внедорожной местности. До тех пор пока поведение техники на деформируемой поверхности является важной областью исследования, все еще более важными критериями остаются тяговые показатели машины, нежели вибрации при езде и управление техникой. Следовательно, такой фактор, как поведение техники на различных поверхностях остается за рамками данного тезиса.
Использованные методы
Как говорилось прежде, задача данной исследовательской работы, представленной здесь, является освещение углубленного понимания относительно отдельно взятых динамических показателей строительных машин в областях, затрагивающих проектную часть разработки подвесной системы. С этой целью, было затронуто большое количество методов различной степени сложности.
В данном исследовании были использованы аналитические модели малого порядка для изучения динамических характеристик ездового характера и продольной стабильности на элементарном уровне. Это дает фундаментальное понятие для изучения динамических характеристик и, также может быть использовано как основа для более усовершенствованных аналитических методов.
Для изучения более сложных динамических характеристик были использованы многокритериальные симуляции. Это позволяет более углубленно и детально изучать динамические факторы машин, включая динамические ездовые показатели более сложного характера, продольную динамику, как например боковой уклон, и перемещение с грузом, которые типично являются не полным перечнем упрощенной аналитической модели.
Масштабное модельное тестирование, использующее машины дистанционного управления со специальным назначением, также было использовано для изучения продольной устойчивости сочлененных транспортных средств. Использование масштабного моделирования представляет собой компромисс между ценовой выгодой и точностью. Более того, над машинами без необходимости участия оператора, возможна реализация различных опасных тестов, в отличие от случая, если, например, речь идет о машинах с присутствием человека.
Опыты над машинами с присутствием человека проводились в малом количестве. Базовые тесты с экспериментальными подвесками фронтальных погрузчиков, подвергающихся односложным возбуждениям, были проведены для сбора данных и последующего сравнения с многокритериальной динамической моделью. Тестовая крутящаяся установка, представляющая собой вал, для испытания больших дорожных колес в качестве опытного образца также была оценена по достоинству. Результаты этих тестов показывают, что такая установка производит повторяющиеся и интенсивные прокручивания колес, что может служить в дальнейшем в качестве сбора информации для более сложных моделей, и таким образом являясь доброкачественной основой для будущих оценочных работ динамических показателей внедорожных колес.