风机叶片山地运输车辆转弯半径与道路占用分析_郭迎福

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1、公路与汽运总第１５７期Ｈｉｇｈｗａｙｓ＆ＡｕｔｏｍｏｔｉｖｅＡｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ１１风机叶片山地运输车辆转弯半径与道路占用分析郭迎福１，刘亦１，刘厚才１，许华２，唐伟２（１．湖南科技大学机械设备健康维护湖南省重点实验室，湖南湘潭４１１２０１；２．湘潭电机股份有限公司海上风力发电技术与检测国家重点实验室，湖南湘潭４１１１０２）摘要：现在很多风场均分布在山区，山区风场风机叶片均较长，若按照传统的运输方式，车辆转弯中遇到障碍物时必须采取道路改造措施。风机叶片专用运输装置可将风机叶片举升并水平旋转一定角度，从而避让障碍，减小对道路宽度的

2、要求，极大地节省道路改造费用。文中对这种运输方式的运输车最小转弯半径与道路占用情况进行了理论计算，并与普通半挂车进行对比分析，通过实例分析论证了这种车辆相对普通车辆对道路条件更高的适应性。关键词：专用汽车；风机叶片运输车；转弯半径；道路占用中图分类号：Ｕ４６９．６文献标志码：Ａ文章编号：１６７１－２６６８（２０１３）０４－００１１－０３风力发电是一种清洁的绿色能源，现在各地都心，Ａ点为牵引车前轴中点，Ｂ点为牵引车和半挂在兴建风力发电场。鉴于中国的地形与地貌，有一车的铰接点，Ｃ点为牵引车后轴中点，Ｌ１为牵引车些风电场建设在山区。由于风

3、机叶片较长，部分型轴距，Ｌ２为半挂车车轴至牵引销的距离。号甚至超过５０ｍ，对于山区道路，超长叶片造成车辆转向时叶片与道路两边的山体、建筑物、电杆及树CβBD木等发生碰撞，这就对进场道路条件提出了较高的EαL2R要求。L1′ARF风机叶片运输车装有一套可举升和旋转的装置，整个运输车系统由牵引车、半挂车、举升和旋转O装置及需运输的风机叶片组成（如图１所示）。叶片图２半挂车空载转弯半径安装在装置上，装置底部通过转盘轴承与半挂车连牵引车单车前外轮最小转弯半径Ｒ的大小取接，通过液压驱动装置使叶片举升和水平旋转，从而决于轴距Ｌ１和前外轮最大偏转

4、角α，计算公式为：避让障碍，减少道路占用宽度，提高车辆通过性。Ｌ１Ｒ＝ｓｉｎα对于牵引车－半挂车组成的系统，牵引车与半挂车中轴线的夹角β进弯道时的变化规律为：ＬＡ＋Ｂ（Ａ－２／Ｌ）＋２／Ｌ］Ｒ′［ｅ２２＋Ａβｉ＝２ａｒｃｔａｎＬＡ＋Ｂ１－ｅ式中：Ｒ′为半挂车的转弯半径，Ｒ′＝ＯＢ＝Ｌ１／ｔａｎα；２Ｌ为半挂车行驶过的圆弧轨迹长度；Ａ＝［（２／Ｌ２）牵引车托架风机叶片半挂车２］１／２；Ｂ＝ｌｎ［（ｔａｎα／２）／Ｒ′－２／Ｌ］／－（１／Ｒ′）２－Ａ［ｔａｎ（α／２）／Ｒ′－２／Ｌ］。图１举升及旋转式风机叶片运输车结构示意图２＋Ａ当转向

5、的半挂车完成由瞬态到稳态的过渡后，半挂车与牵引车中轴线的夹角达到最大值，即βｍａｘ１半挂车空载最小转弯半径及路面占用＝２ａｒｃｔａｎＲ′（２／Ｌ２－Ａ）。分析出弯道时，夹角ｌｎｔａｎ（β／２）－２Ｌ／Ｌ假设运输车逆时针方向行驶，如图２所示，α为ｍａｘ２βｏ＝２ａｒｃｔａｎｅ牵引车前外轮最大偏转角，Ｏ点为牵引车的转动瞬完全出弯道后β＝０。公路与汽运第４期１２Ｈｉｇｈｗａｙｓ＆ＡｕｔｏｍｏｔｉｖｅＡｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ２０１３年７月从Ｏ点到牵引车的前右侧顶点Ｅ的距离ＯＥ３举升与旋转装置运输风机叶片路面占用可看作Ｏ点到半挂车的最远距离，

6、Ｗ为牵引车宽分析度，则：ＷＬ１Ｗ当将风机叶片举升一定角度γ时，叶片在水平ＯＥ≈Ｒ＋＝＋２ｓｉｎα２面上的投影长度减小，即Ｌ３将减小，减小量为ΔＬ３从Ｏ作ＢＣ的垂线，垂足为Ｄ，则：＝Ｌｂ（１－ｃｏｓγ），其中Ｌｂ为风机叶片长度（如图４Ｌ１ｃｏｓβ所示）。ＯＤ＝Ｒ′ｃｏｓβ－ＢＣｓｉｎβ＝－ＢＣｓｉｎβｔａｎαＯＤ与车身的交点为Ｆ，Ｗ′为半挂车宽度，则：CβBDG′GEαL2L3Ｗ′Ｌ１ｃｏｓβＷ′RＯＦ＝ＯＤ－＝－ＢＣｓｉｎβ－L1′２ｔａｎα２ARFＯＦ可以看作半挂车到Ｏ点的最短距离，则半O挂车占用的整个车道宽度图４举升风机叶片时道

7、路占用情况分析Ｌ１（１－ｃｏｓβｃｏｓα）Ｗ２１＝ＯＥ－ＯＦ＝＋ＢＣｓｉｎβ＋ＯＧ′＝｛ＯＤ＋［Ｌ２＋Ｌ３－ＢＤ－Ｌｂ（１－ｓｉｎα２｝１／２ｃｏｓγ）］Ｗ＋Ｗ′２此时占用的车道宽度Ｌ１ｃｏｓβ（２２普通半挂车运输风机叶片路面占用分析Ｗ３＝ＯＧ′－ＯＦ＝｛ｔａｎα－ＢＣｓｉｎβ）＋Ｌ１ｓｉｎβ运输风机叶片时，由于风机叶片较长，安装后将［Ｌ２＋Ｌ３－－ＢＣｃｏｓβ－Ｌｂ（１－ｔａｎα有一部分伸出运输车。设风机叶片安装后尾部位置１／２Ｌ１ｃｏｓβＷ′为Ｇ，从转动瞬心Ｏ到半挂车的最远距离可能由２ｃｏｓγ）］｝－＋ＢＣｓｉｎβ＋ｔａｎα２Ｏ

8、Ｅ变为ＯＧ，Ｌ３为装载叶片后叶片尾部伸出的长将风机叶片以距离安装端部长度为Ｓ的点为度（如图３所示）。中心，顺时针旋转角度δ时，Ｈ为旋转后托架距离Cβ转动瞬心Ｏ点的最远位置，Ｉ为旋转后叶片尾部位BDGαL2L3ER置（如图５所示）。L1