До визначення маневреності шарнірно-зчленованого автобуса із самоустановлювальними колесами осі причепа

Abstract

The article investigates the features of ensuring the maneuverability of articulated buses of large and extra-large capacity with a total length of up to 22.0 m. In global practice, articulated buses are widely used; however, their operation is associated with a number of structural and operational limitations, particularly related to maneuverability and vehicle stability. In Ukraine, the Traffic Regulations permit a maximum road train length of up to 22 m, which makes it possible to increase passenger capacity. At the same time, this complicates the achievement of regulatory maneuverability parameters in accordance with the requirements of DSTU UN/ECE R 36-03:2002. In this regard, studying the motion parameters of articulated buses and searching for constructive solutions that can ensure the required maneuverability and stability of such vehicles is an important task. The paper examines the turning characteristics of an articulated bus consisting of a bus and a single-axle trailer. It is shown that when the trailer wheels are non-steered, lateral forces occur during turning, causing lateral slip angles and subsequent sliding of the wheels along the road surface. This may lead to deterioration of the road train stability; therefore, an additional criterion for estimating the maximum allowable trailer wheelbase is proposed, namely the maximum permissible slip angle of its wheels. Based on the developed mathematical model, a comparison of the minimum permissible articulation angle and the turning radius of the trailer with their actual values was performed. The results show that an articulated bus with a non-steered trailer with a wheelbase of 8 m does not satisfy the maneuverability requirements of the regulatory document DSTU UN/ECE R 36-03:2002. It is shown that when self-steering wheels of the trailer axle are used, the lateral forces acting on the trailer axle approach zero. Under such conditions, the minimum articulation angle and the minimum turning radius of the trailer exceed the permissible values, and the articulated bus satisfies the maneuverability requirements of DSTU UN/ECE R 36-03:2002. However, the issue of ensuring the stability of motion of such a bus remains open and requires further investigation.

У статті досліджено особливості забезпечення маневреності шарнірно-зчленованих автобусів (ШЗА) великої та особливо великої місткості загальною довжиною до 22,0 м. У світовій практиці широко застосовуються шарнірно-зчленовані автобуси (ШЗА), проте їх експлуатація пов’язана з низкою конструктивних та експлуатаційних обмежень, зокрема щодо маневреності та стійкості руху. В Україні Правилами дорожнього руху дозволена максимальна довжина автопоїзда до 22 м, що відкриває можливості підвищення пасажиромісткості транспортних засобів, однак водночас ускладнює забезпечення нормативних показників маневреності відповідно до вимог ДСТУ UN/ECE R 36-03:2002. У зв’язку з цим актуальним є дослідження параметрів руху шарнірно-зчленованих автобусів та пошук конструктивних рішень, які дозволяють вирішити проблеми забезпечення належної маневреності та стійкості руху подібних транспортних засобів. У роботі розглянуто особливості повороту шарнірно-зчленованого автобуса у складі автобуса та одновісного причепа. Показано, що за наявності некерованих коліс причепа під час повороту на його колесах виникають бічні сили, які спричиняють бічне відведення, а в подальшому – ковзання коліс по дорожній поверхні. Це може призвести до погіршення стійкості руху автопоїзда, тому для оцінювання максимально допустимої бази некерованого причепа запропоновано використовувати додатковий критерій – максимально допустимий кут відведення його коліс. На основі розробленої математичної моделі виконано порівняння мінімально допустимого кута складання та радіуса повороту причепа з їх реальними значеннями. Встановлено, що шарнірно-зчленований автобус з некерованим причепом базою 8 м не задовольняє вимог нормативного документа ДСТУ UN/ECE R 36-03:2002 щодо маневреності. Показано, що у разі застосування самоустановлювальних коліс причіпної бічні сили на осі причепа наближаються до нуля. За таких умов мінімальний кут складання і мінімальний радіус повороту причепа перевищують допустимі і ШЗА задовольняє вимогам ДСТУ UN/ECE R 36-03:2002 щодо маневреності, проте відкритим залишається питання щодо стійкості руху такого автобуса, що необхідно вирішувати.