In this paper, the steering characteristics of tracked vehicles are studied for the improvement of steering performance. The important design factor of military vehicles is high mobility. It is influenced by weight of a vehicle, engine capacity, power-train, and steering system. The military vehicle...
In this paper, the steering characteristics of tracked vehicles are studied for the improvement of steering performance. The important design factor of military vehicles is high mobility. It is influenced by weight of a vehicle, engine capacity, power-train, and steering system. The military vehicle, which is equipped with caterpillar, has unique steering characteristics and is quite different from that of a wheeled vehicle. The steering of tracked vehicles is operated in the power pack due to different speeds of both sprockets. Under cornering conditions, power split and power regeneration are happened in the power pack. In case of power regeneration, power is transferred outside track after adding engine power and power inputted inside track from the ground. However, excessive power regeneration is transferred in the power pack. It damages mechanical elements. Therefore, it is necessary to analyze the steering system and check mentioned problem above. In this study, the detailed dynamic model of steering system is presented, which includes slippage between track and roadwheel, inertia force, and inertia moment. Finally, our model is compared with the Kitano model and we verified the validity of the model.
In this paper, the steering characteristics of tracked vehicles are studied for the improvement of steering performance. The important design factor of military vehicles is high mobility. It is influenced by weight of a vehicle, engine capacity, power-train, and steering system. The military vehicle, which is equipped with caterpillar, has unique steering characteristics and is quite different from that of a wheeled vehicle. The steering of tracked vehicles is operated in the power pack due to different speeds of both sprockets. Under cornering conditions, power split and power regeneration are happened in the power pack. In case of power regeneration, power is transferred outside track after adding engine power and power inputted inside track from the ground. However, excessive power regeneration is transferred in the power pack. It damages mechanical elements. Therefore, it is necessary to analyze the steering system and check mentioned problem above. In this study, the detailed dynamic model of steering system is presented, which includes slippage between track and roadwheel, inertia force, and inertia moment. Finally, our model is compared with the Kitano model and we verified the validity of the model.
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문제 정의
본 연구에서는 파워팩 내부의 특성은 제외하고 차량 전체 의 운동과 그에 따른 조향 부하의 특성 에대해 살펴본다. 차량의 원심 력을 고려하지 않은 기본적인 조향운동 모델과 차량의 원심 력, 궤도의 슬립을 고려한 Kitano 모델°을 기초로 하여 견고한 지면(hard ground)에서 로드휠의 슬립을 고려한 궤도차량의 조향모델을 분석하였다
가설 설정
1) 동체는 평 면운동을 한다.
2) 동체는 전후좌우가 대칭 이다.
3) 궤도와 지면 사이의 하중분포는 일정하다.
4) 궤 도의 폭 영 향은 무시 한다.
차량의 좌우 두 궤도가 지면과의 접촉을 유지하며 주행하기 위해서는 작용력들이 평형을 이루어야 한다. 질량중심의 체적력이 차량 운동에 미치는 영향은 궤도의 길이 방향에 대해서는 동일한 효과를 준다고 가정 한다.
제안 방법
Implicit function 형태의 운동방정식을 이용하여 lOkm/h, 20km/h, 70km, /h, S0km/h$} 차량 속도별로 정상상태 수치해석을 수행하였다. Local minirn- um 이 많은 경우, 해 를 찾아가는 과정에서 수치 모델이 민감하기 때문에 발산하는 거동을 보이기도 한다.
이때 궤도의 수직항력 乌는 %에 따라 선형적인 분포를 가진다. 궤도의 슬립정도를 나타내기 위하여 Fig. 5와 같이 로드휠의 구동속도와 궤도의 슬립속도를 고려하여 구동상태 및 제동상태를 각각 정의한다.
본 연구에서는 로드휠의 슬립을 고려하여 차량의과도 상태 운동방정식을 유도하였다. 이상의 연구 결과를 요약하면 다음과 같다.
살펴본다. 차량의 원심 력을 고려하지 않은 기본적인 조향운동 모델과 차량의 원심 력, 궤도의 슬립을 고려한 Kitano 모델°을 기초로 하여 견고한 지면(hard ground)에서 로드휠의 슬립을 고려한 궤도차량의 조향모델을 분석하였다
양측 궤도의 회전속도는 서로 동일한 값을 갖는 상태(직진 주행 상태)에서 출발하여 점차 다른 속도로 회 전하게 되고 厶如哑가 5sec 이후에는 位가 3인 상태로 일정하게 회전하게 된다. 차량의 조향운동은 효과적으로 묘사하기 위하여 Xt 匕 평 면상의 운동궤 적 을 도시 하였다.
이론/모형
궤도차량의 과도상태 조향 운동방정식을 이용하여 수치해석을 수행하였다.
성능/효과
1) XOkm/h, 20km/h, 30km/h, 40km/如의 네 가지 주행속도에 대하여 과도상태 조향특성을 분석하였으며 차량의 속도가 증가하면서 불안정한 조향 거동이 발생하는 것을 확인하였다. 따라서 조향 기어비 /爲의 값에 따라 정상조향이 가능한 최고 속도가 정해져 있는 것을 알 수 있었다.
2) 선회 저항계수 叽를 정상상태 수치해석을 통해 확인 및 예측하였으며 기본적인 조향 모델과 비교하여 최대 2배 정도 차이를 보였다 따라서, 기본적인 조향모델에서 선회 저항계수 国의 오차만 적으면 구동력 歹], 灼를 정확히 구할 수 있는 것을 확인하였다
3) 조향 기어 비 姑;가 커지 면 궤도에 작용하는 힘은 구동력 방향으로 작용하여 차량이 직진 주행상태가 되는 것을 확인하였다.
4) 궤도차량의 스프로켓 동력선도를 통해 iSg7} 1 이하인 경우 동력분기가 발생하며 姑;가 1이상 1600 이하인 경우 동력재생이 최대 2.3배 발생하는 것을 확인하였다.
따라서 조향 기어비 /爲의 값에 따라 정상조향이 가능한 최고 속도가 정해져 있는 것을 알 수 있었다.
이들 결과를 통해 차량의 주행속도가 증가하면 정 상조향 상태 에 이 르기 까지의 시간이 많이 필요하게 된다는 것을 알 수 있었다. 또한 차량의 속도가4아沥儿일 때에는 조향 운동이 정상 상태로 수렴하지 않는 특성을 보이고 있음을 확인할 수 있었다. 전체적인 결과를 통해서 조향 기어 비 弟;의 값에 따라 정상조향이 가능한 최 고 속도가 정해져 있음을 알 수 있다.
2m 로 증가된다. 이들 결과를 통해 차량의 주행속도가 증가하면 정 상조향 상태 에 이 르기 까지의 시간이 많이 필요하게 된다는 것을 알 수 있었다. 또한 차량의 속도가4아沥儿일 때에는 조향 운동이 정상 상태로 수렴하지 않는 특성을 보이고 있음을 확인할 수 있었다.
또한 차량의 속도가4아沥儿일 때에는 조향 운동이 정상 상태로 수렴하지 않는 특성을 보이고 있음을 확인할 수 있었다. 전체적인 결과를 통해서 조향 기어 비 弟;의 값에 따라 정상조향이 가능한 최 고 속도가 정해져 있음을 알 수 있다.
참고문헌 (17)
M. Kitano and H. jyozaki, "A Theoretical Analysis of Steerability of Tracked Vehicles," 自動車技術會論文集, No.11, pp.241-258, 1976
K. Watanabe, M. Kitano, K. Kanagawa and K. Togo, "Effects of Speed Reducuction on Steering Characteristics of Tracked Vehicles," 自動車技術會論文集, No.39, pp.84-90, 1998
R. G. Reppert, Modem Transmission for Tanks, Millitary Technology, pp.4-21, 1987
W. Steeds, "Tracked Vehicles," Automobile Engineer, pp.143-148, 1950
M. K. Kar, "Prediction of Tracked Forces in Skid-steering of Military Tracked Vehicles," Journal of Terramechanics, Vol.24, No.1, pp.75-86, 1987
M. Kitano, K. Watanabe, Y. Takaba and K. Togo, "Lane-change Maneuver of High Speed Tracked Vehicles," Journal of Terramechanics, Vol.25, No.2, pp.91-102, 1988
M. Kitano, K. Watanabe and N. Nagatomo, "Study on Stability and Controllability of Highspeed Tracked Vehicles - Linear Model and Response Characteristics," 自動車技術會論文集, No.44, pp.77-82, 1990
I. Hayashi, "Practical Analysis of Tracked Vehicle Steering Depending on Longitudinal Track Slipage," Proceedings of The 5th International Society for Terrain Vehicle Systems, Vol.2, Detroit-Houghton, MI, 1975
J.Y. Wong, "An Introduction to Terramechanics," Journal of Terramechanics, Vol.1, No.1, pp.5-17, 1984
J. Y. Wong, "Some Recent Development in Terramechanics," SAE 865083,1986
J. Y. Wong, "Computer Aided Analysis of The Effects of Design Parameters on The Performance of Tracked Vehicles," Journal of Terramechanics, Vol.23, No.2, pp.95-124, 1986
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