Utánfutóval való tolatás stabilitásvizsgálata

Vörös Illés BSc III. évf.

e-mail: illes.voros@gmail.com

Konzulens: Várszegi Balázs, Műszaki Mechanikai Tanszék

e-mail: varszegi@mm.bme.hu

A viszonylag egyszerű kialakítás ellenére az utánfutóval felszerelt járművek mozgása sokszor korántsem egyértelmű. Legyen szó egyszerű pótkocsiról, lakókocsiról, vagy félpótkocsis kamionról, az utánfutóval való haladás sok vezetőnek kihívást jelent, különösen hátramenetben. Az elmúlt évtized folyamán — az önjáró autók fejlesztésével — felértékelődött ennek a problémának a megértése. Dolgozatomban egytengelyű utánfutóval felszerelt járművek mozgását vizsgáltam.

Első lépésként felállítottam egy egyszerűsített mechanikai modellt (úgynevezett bicikli modellt), amelyben a vontató és az utánfutó egy-egy, csuklóval összekötött merev test. A rendszer sajátossága, hogy a tengelyek mentén tartalmaz három darab kinematikai kényszert: a két darab nem kormányzott tengely mentén a sebesség iránya merőleges az adott tengelyre, míg a kormányzott tengely esetében a kormányzás szöge határozza meg a sebesség irányát. Az így kapott öt szabadságfokú anholonom rendszer mozgásegyenleteit az Appell — Gibbs - módszerrel [1] határoztam meg, majd az eredmények helyességét a Routh — Voss - egyenletekkel ellenőriztem le.

Ezután a lineáris rendszer stabilitását vizsgáltam az egyenes vonalú, egyenletes mozgás, mint egyensúlyi helyzet körül. Több különböző modellt is felállítottam a kormányzás szimulálására: a kormányzási szöget elsősorban az utánfutó szöghelyzete befolyásolja, de ezt a modellt kiegészítettem az utánfutó szögsebességétől való függéssel, illetve egy másik verzióban a vontató szöghelyzetétől való függéssel. Továbbá a geometria némi módosításával, majd a megfelelő értékek behelyettesítésével egyaránt modellezhetjük a személygépkocsi, illetve a nyerges vontató kialakítását.

Az egyenletek linearizálását követően a stabilitásvizsgálatot a Routh — Hurwitz - kritérium segítségével hajtottam végre. A vizsgálatot elvégeztem különböző kormányzási modelleket alkalmazva, emellett vizsgáltam a geometria hatását a stabilitásra, így figyelembe tudtam venni a különböző eseteket. Ezenkívül megvizsgáltam, hogyan módosul a modellek viselkedése előre-, illetve hátramenetben, majd az egyes esetekre megállapítottam a szabályozandó mennyiségek stabil kontroll paramétereit.

Az eredményeket stabilitási térképeken szemléltettem, melyeken jól láthatóak az egyes esetekre vonatkozó stabil paraméter-tartományok, illetve az utánfutós személygépkocsi és a megrakott kamion közötti viselkedés-beli különbségek.

Irodalom:

1. Gantmacher, F.: Lectures in Analytical Mechanics, MIR Publishers, Moscow (1975).

szerző

Vörös Illés
mechatronikai mérnöki
nappali alapszak

konzulens

Dr. Várszegi Balázs
Óraadó tanársegéd, Műszaki Mechanikai Tanszék

helyezés

III. helyezett