Method for detecting the loss of stability of the movement of tractors when towing a trailer or a coupled unit

Cover Page

Cite item

Abstract

BACKGROUND: Currently, combines and tractors, being the most energy-intensive transport and technological machines for agricultural purposes, largely determine the possibility of transition to an efficient and environmentally friendly agricultural economy, and also provide the technical aspect of the transformation of the agro-industrial complex into the leading sector of the country’s industry. One of the sources of dynamic loads in the units and subsystems of tractor equipment are self-oscillating modes.

AIMS: Study of the conditions for the occurrence of self-oscillating processes in the design of wheeled tractor trains and development of methods to increase the handling and safety of their movement by means of reducing the galloping and yawing of the tractor-tractor when towing heavy loads.

METHODS: It has been established that due to the coupling of oscillations along the longitudinal displacement of a truck tractor and a trailer with oscillations along the vertical displacement of the center of mass and with pitch angle oscillations of the truck tractor, when an auto-oscillatory mode occurs in the interaction zone of an elastic wheel with a solid surface, the same mode of self-oscillation will occur along the mentioned degrees of freedom. Moreover, it is possible to specify the sequence of occurrence of self-oscillating modes in different zones of the tractor train design.

RESULTS: First, self-oscillations are excited in the contact patch of a wheel with a solid surface when a complete slip occurs, then self-oscillations along the pitch angle of a truck tractor body begin and after that self-oscillations along the vertical displacement of the center of mass of a truck tractor occur. Folding angle oscillations of a tractor train are associated with oscillations of the translational motion of wheel centers, which lead to the emergence of an self-oscillating mode, both with partial and full slip in the interaction zone of an elastic tire with a solid surface. Since the self-oscillations of each of the wheels occur at random times, the self-oscillations of a truck tractor along the folding angle will be chaotic.

CONCLUSIONS: The practical value of the study lies in the possibility of using the proposed methods to identify the danger of self-oscillating processes in the design of promising types of agricultural machinery.

About the authors

Mikhail M. Zhileykin

KAMAZ Innovation Center, Skolkovo Innovation Center

Author for correspondence.
Email: jileykin_m@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-8851-959X
SPIN-code: 6561-3300

Head of the Engineering Calculations Group

Russian Federation, Moscow

Pavel V. Sirotin

South-Russian State Polytechnic University named after M.I. Platov

Email: spv_61@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-7066-5062
SPIN-code: 2801-3166

Associate Professor, Cand. Sci. (Tech.), Head of the Automobiles and Transport and Technological Facilities Department

Russian Federation, Novocherkassk

Sergey S. Nosikov

South-Russian State Polytechnic University named after M.I. Platov

Email: nosikov1997@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-9011-5017
SPIN-code: 5155-8609

Assistant of the Automobiles and Transport and Technological Facilities Department

Russian Federation, Novocherkassk

Nikolay N. Pulyaev

Russian State Agrarian University - Moscow Timiryazev Agricultural Academy

Email: pullman-mpt@mail.ru
ORCID iD: 0000-0001-8984-4426
SPIN-code: 1436-9093

Associate Professor, Cand. Sci. (Tech.), Associate Professor at the Tractors and Automobiles Department

Russian Federation, Moscow

References

  1. Babkin KA. Reasonable industrial policy or how we can get out of the crisis. Moscow: Mann, Ivanov, Ferber; 2009. (in Russ).
  2. Subaeva AK. Agricultural machinery of Russia in the WTO. Ekonomicheskie issledovaniya. 2013;1:14–28. (in Russ).
  3. Order of the Government of the Russian Federation dated 07.07.2017 N 1455-р Ob utverzhdenii Strategii razvitiya selskokhozyaystvennogo mashinostroeniya Rossii na period do 2030 goda. (in Russ). Available from: http://government.ru/docs/28393/
  4. Burak PI, Pronin VM, Prokopenko VA, et al. Comparative tests of agricultural machinery: scientific. edition. Moscow: FGBNU Rosinformagrotekh; 2013.
  5. Bulletin of agricultural machinery testing (2018). Kinel: AIST, 2018. (in Russ). Accessed: 05.10.2022. Available from: https://rosinformagrotech.ru/data/elektronnye-kopii-izdanij/rastenievodstvo/send/5-rastenievodstvo/114-vestnik-ispytanij-selskokhozyajstvennoj-tekhniki-2018
  6. Bulletin of agricultural machinery testing (2017). Kinel: AIST; 2017. (in Russ). Accessed: 05.10.2022. Available from: https://rosinformagrotech.ru/data/send/5-rastenievodstvo/606-vestnik-ispytanij-selskokhozyajstvennoj-tekhniki-2017
  7. Kravchenko VA, Melikov IM. Evaluation of agrotechnical properties of propulsion combine harvesters with tires of various designs. Agrarnyy nauchnyy zhurnal. 2020;5:93–98. (in Russ). doi: 10.28983/asj.y2020i5pp93-98
  8. Rusanov VA. The problem of overconsolidation of soils by movers and effective ways to solve it: monograph. Moscow: VIM; 1998. (in Russ).
  9. Sirotin PV, Lebedinsky IYu, Kravchenko VV. Analysis of vibroacoustic loading of the workplace of operators of combine harvesters. Sovremennye naukoemkie tekhnologii. Regionalnoe prilozhenie. 2018. №1(53). С. 113–121. (in Russ).
  10. Kotiev GO, Padalkin BV, Kartashov AB, et al. Designs and development of Russian scientific schools in the field of cross-country ground vehicles building. ARPN Journal of Engineering and Applied Sciences. 2017;12(4):1064–1071.
  11. Ergin A.A., Kolomeitseva M.B., Kotiev G.O. Antilock brake control system of an automobile wheel. Pribory i sistemy upravleniya. 2004;9:11–13. (in Russ).
  12. Soliman AMA, Kaldas MMS. An Investigation of Anti-lock Braking System for Automobiles. In: SAE 2012 World Congress & Exhibition. SAE International by Warwick University; 2016. doi: 10.4271/2012-01-0209
  13. Sun C, Pei X. Development of ABS ECU with Hardware-in-the-Loop Simulation Based on Labcar System. SAE Int. J. Passeng. Cars – Electron. Electr. Syst. 2015;8(1):14–21. doi: 10.4271/2014-01-2524
  14. Sabbioni E, Cheli F, D’Alessandro V. Analysis of ABS/ESP Control Logics Using a HIL Test Bench. SAE 2012 World Congress & Exhibition. SAE International by Warwick University; 2011. doi: 10.4271/2011-01-0032
  15. Hart PM. Review of Heavy Vehicle Braking Systems Requirements (PBS Requirements), Draft Report. № 01599066. ARRB, 2003.
  16. Marshek KM, Guderman II JF, Jonson MJ. Performance of Anti-Lock Braking System Equipped Passenger Vehicles Part I: Braking as a Function of Brake Pedal Application Force. SAE 2002 World Congress Detroit, Michigan March 4-7, 2002. SAE International by Warwick University; 2002. doi: 10.4271/2002-01-0304
  17. Reshmin SA. Qualitative analysis of the undesirable effect of the loss of traction power of a vehicle during an intensive start. Doklady akademii nauk. 2019;484(3):289–293. (in Russ). doi: 10.31857/S0869-56524843289-293
  18. Kuznetsov AP, Kuznetsov SP, Ryskin NM. Nonlinear fluctuations. Moscow: Fizmatlit; 2002. (in Russ).
  19. Zhileikin MM. Study of self-oscillatory processes in the zone of interaction of an elastic tire with a solid support base. Izvestiya vysshikh uchebnykh zavedeniy. Mashinostroenie. 2021;10:3–15. (in Russ). doi: 10.18698/0536-1044-2021-10-3-15

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
2. Fig. 1. The design scheme of the interaction of an elastic wheel with a solid support base

Download (147KB)
3. Fig. 2. Analytical model of a truck tractor in turn relatively to the vertical axis through the S coupling point.

Download (83KB)

Copyright (c) 2023 Eco-Vector

Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International License.
 


Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».