Increasing maneuverability of caterpillar tractors with differential steering mechanisms by activating stopping brakes of lagging sides with an abrupt change in the trajectory curvature
Keywords:
industrial caterpillar tractor, differential steering mechanism, planetary gear, hydrodynamic torque transformer, hydrostatic drive, trajectory, stopping brakeAbstract
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.
References
Злотник, М.И. Трансмиссии современных промышленных тракторов / М.И. Злотник, И.С. Кавьяров. – М.: Машиностроение, 1971. – 248 с.
Гинзбург Ю.В. Промышленные тракторы / Ю.В. Гинзбург, А.И. Швед, А.П. Парфенов. – М.: Машиностроение, 1986. – 293 с.
Военные гусеничные машины: учеб.: в 4 т. Т. 1: Устройство. Кн. 2. – М.: МГТУ им. Н.Э. Баумана, 1990. – 336 с.
Теория движения танков и БМП: учеб. – М.: Военное изд-во, 1984. – 263 с.
Кондаков, С.В. Повышение подвижности быстроходной гусеничной машины путём автоматизации системы управления криволинейным движением: моногр. / С.В. Кондаков. – Челябинск. Издат. центр ЮУрГУ, 2009. – 108 с.
Никитин, А.О. Теория танка / А.О. Никитин, Л.В. Сергеев. – М.: Издание Академии Бронетанковых войск, 1962. – 584 с.
Объёмные гидромеханические трансмиссии / под ред. Е.С. Кисточкина. – Л.: Машиностроение, 1987. – 256 с.
Петров, В.А. Гидрообъёмные трансмиссии транспортных машин / В.А. Петров. – М.: Машиностроение, 1988. – 248 с.
Патент № 2031808 С1 В 62 D 11/18, D60 R 17/10 Российская Федерация. Трансмиссия гусеничной машины / В.Б. Бескупский, Г.В. Мазепа, А.А. Моров, В.И. Поткин, В.М. Дудаков; заявитель и патентообладатель Конструкторское бюро транспортного машиностроения. – № 5019529/27; заявл. 29.12.1991; опубл. 27.03.1995.
А.с. 1602791 А1 кл. В 62 D 11/18 Трансмиссия гусеничной машины / В.М. Балдаев, В.В. Кудрявцев.
Патент № 2258623 С1 кл. В 62 D 11/18, 55/00. Российская Федерация. Трансмиссия гусеничной машины / С.В. Надеждин, В.Ф. Васильченков, В.С. Гоняев; заявитель и патентообладатель Рязанский автомобильный институт. – № 2003133307/11, заявл. 14.11.2003; опубл. 20.08.2005, Бюл. № 23.
Конструкция и расчет танков и БМП: учеб. – М.: Военное изд-во, 1984. – 375 с.
Kondakov, S.V. Models of the Turn Resistance for High-Speed Caterpillar Vehicles / S.V. Kondakov, D.V. Kharlapanov, E.I. Vansovich // Russian Engineering Research. – 2016. – Vol. 36, No. 1. – P. 1–5.
Kondakov, S.V. Turn Behavior of Energy-Efficient High-Speed Tracked Vehicle with a Smart Electrical Transmission / S.V. Kondakov, O.O. Pavlovskaya, N.K. Goryaev // Russian Engineering Research. – 2015. – Vol. 35, No. 2. – P. 97–101.
Кондаков, С.В. Автоматическое управление движением гусеничной машины с интеллектуальной гидростатической трансмиссией при целеуказании в координатах GPS / С.В. Кондаков, Н.В. Дубровский // Тракторы и сельхозмашины. – 2018. – № 2. – C. 34–40.
Kondakov, S.V. Mathematic Modeling of Self-Propelled Unmanned Tracked Platform with Hydrostatic Transmission / S.V. Kondakov, E.A. Gorely, A.G. Savinovsky // PROENG397584. Procide Engineering. – 2017. – Vol. 206. – P. 1546–1551.
Pavlovskaya, O.O. Modelling Human Operator Driving High-Speed Tracked Vehicle / O.O. Pavlovskaya, S.V. Kondakov, A.A. Andreeva // IEEE Xplore Digital Library, 2017. – P. 1–6. DOI: 10.1109/ICIEAM.2017.8076151
Kondakov S.V., Dyakonov A.A., Dubrovskiy N.V. Simulation modeling of the curvilinear motion of an industrial tractor with a differential rotation mechanism and tracking trajectory stabilization system. MATEC Web of Conferences. – 2018. – Vol. 224. – 02098. DOI: 10.1051/matecconf/201822402098
Филичкин, Н.В. Анализ планетарных коробок передач транспортных и тяговых машин: учеб. пособие / Н.В. Филичкин. – Челябинск: Изд-во ЮУрГУ, 2005. – 175 с.
