Расчет оптимальных параметров рулевой трапеций для семейства автомобилей с разными базами.

Лебедев Е.П., Гурвич Ю. А.

Белорусский национальный технический университет

Для ряда автомобилей «МАЗ», имеющих отличные друг от друга базы M_j (размер M_j в мм, а j – число баз машин) 3300, 3550, 3600, 3950, 4100, 4800, 4900, 5010, 5400 и т. д. используется только одна рулевая трапеция (причём параметры её не являются оптимальными, хотя бы для одной из баз M_j машины), что наверняка вызывает повышенный износ шин у некоторых машин из этого ряда. В связи с этим была поставлена задача: «Разработать новую методику многокритериальной оптимизации значений параметров такой рулевой трапеции, которая будет оптимальной для целого ряда машин, имеющих разные базы».

Рисунок 1. Главная форма программы оптимизации рулевой трапеции с переменной базой

Сразу подчеркнём, что задача определения оптимальных параметров рулевой трапеции по критерию износа шин из однокритериальной задачи нелинейного программирования (при постоянных величинах шкворневой колеи L и базы машины M) переходит в многокритериальную задачу с числом критериев на число j большим, чем у однокритериальной задачи.

Это резко усложняет решение задачи. Потребовался новый математический аппарат, в котором использовалось множество Парето и т. д.

Для реализации этой задачи выполнено следующее:

1. Разработана механико-математическая модель рулевой трапеции для машин с различными базами. Обоснован новый критерий оптимальности – норма Гильберта.

2. Разработаны методика, алгоритм и комплекс программ многокритериальной оптимизации параметров оптимальной рулевой трапеции для ряда машин с различными базами M_j (с одним или с двумя интервалами) [1].

В результате многокритериальной оптимизации параметров рулевой трапеции конструктору предлагается одна из точек Парето. Причем, каждой точке Парето соответствует своя совокупность геометрических (управляемых) параметров рулевой трапеции.

Рисунок 2. Форма результатов расчета параметров рулевой трапеции с переменной базой разбитой на 2 интервала

Выводы.

1. Впервые разработана программа многокритериальной оптимизации значений параметров такой рулевой трапеции, которая будет оптимальной для целого ряда машин, имеющих разные базы.

2. Расчеты показали, что целесообразно разбить весь диапазон баз на два диапазона. В соответствии с этим придется выполнять два вида различных рулевых трапеций.

3. Теоретически, весь диапазон баз можно разбить на 3 диапазона, но при этом полученная выгода (по критерию износа шин), не соизмерима с затратами.

4. Расчеты показали, что точки Парето чувствительны к изменению угла наклона продольного рычага рулевой трапеции к продольной оси, но слабо чувствительны к длине продольного рычага.

Литература

1. Разработать алгоритм и программу расчета рулевой трапеции автобусов в зависимости от величины колесной базы. Руководитель Ю. А. Гурвич.- № ГР 20012549,20012550/07.07.2001 Бел ICA; инв. № ГНТП Р-05808729.12-2002 ГП МАЗ.