автореферат диссертации по процессам и машинам агроинженерных систем, 05.20.03, диссертация на тему:Диагностика пневматического тормозного привода автомобилей на основе компьютерных технологий

На правах рукописи

ФЕДОТОВ АЛЕКСАНДР ИВАНОВИЧ

ДИАГНОСТИКА ПНЕВМАТИЧЕСКОГО ТОРМОЗНОГО ПРИВОДА АВТОМОБИЛЕЙ НА ОСНОВЕ КОМПЬЮТЕРНЫХ ТЕХНОЛОГИЙ

Специальность 05.20.03. - эксплуатация, восстановление и ремонт сельскохозяйственной техники

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук

Новосибирск - 1999

Работа выполнена в Иркутской государственной сельскохозяйственной академии и Восточно-Сибирском государственном технологическом университете в период с 1986 по 1998 гг.

Научный консультант: доктор технических наук, профессор

заслуженный деятель науки и техники РФ, И.П. Терских

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор

заслуженный деятель науки и техники РФ, В.М. Лившиц

доктор технических наук, профессор И.М. Головных

доктор технических наук, профессор В.В. Альт

Ведущее предприятие: Новосибирский государственный аграрный

университет

Защита диссертации состоится « 17 » марта 1999 г. В 14 часов на заседании диссертационного совета Д 020.03.01 в Сибирском научно-исследовательском институте механизации и электрификации сельского хозяйства СО РАСХН по адресу: 633128, Новосибирская область, п. Краснообск, СибИМЭ.

Отзывы на автореферат в двух экземплярах, заверенные гербовой печатью, просим направлять в адрес специализированного совета.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке института.

Автореферат разослан «_»_1999 г.

Ученый секретарь диссертационного

совета д.т.н. Немцев А.Е.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы. Наиболее крупным подкомплексом АПК является транспортный. Численность грузового автомобильного парка АПК значительно превосходит численность грузового автомобильного парка общего пользования. Им перевозится около 80% сельскохозяйственных грузов. Большую часть грузового автомобильного парка АПК составляют автомобили, оснащенные пневматическим тормозным приводом (ПТП). Высокая эффективность современных многоконтурных ПТП, продиктованная требованиями Правила №13 ЕЭК ООН и стандартами РФ, обеспечивается их конструктивной сложностью. В состав многоконтурного ПТП современного грузового автомобиля входит свыше нескольких десятков пневмоаппаратов, различного функционального назначения и конструктивного исполнения. При этом большая часть подвижного состава исчерпавшая свой ресурс распределена по многочисленным мелким хозяйствам, имеющим слабую производственную базу и испытывающим острый недостаток в техническом обслуживании, ремонте ПТП и пневмоаппара-тов. Отсутствие высокоэффективного диагностического оборудования усугубляется высокой стоимостью пневмоаппаратов, составляющей 200 ^ 1200 тыс. рублей, в ценах 1 квартала 1997 года.

Существующие методы и средства диагностирования ПТП и его элементов основанные на статических методах измерения давления рабочего тела в установившихся режимах, малоинформативны. Процесс диагностирования сопровождается частичными или полными разборками ПТП и пневмоаппаратов (разрушающим контролем), большой трудоемкостью операций и длительными простоями автомобилей.

При этом, автомобиль остается самым опасным видом транспорта. Суммарный ущерб причиненный Российской Федерации дорожно-транспортными происшествиями (ДТП) в 1996 году составил около 16 триллионов рублей в ценах 1 квартала 1997 года. Только за три дня на автодорогах нашей страны гибнет людей больше, чем в течение года на всех других видах транспорта. Из-за ненадежности тормозов, грузовые автомобили в 2,7 раза чаще попадают в дорожно-транспортные происшествия чем легковые. Из общего числа ДТП, 37% возникает по причине неудовлетворительного технического состояния грузовых автомобилей, из которых 49% приходится на неисправности тормозных систем, в том числе ПТП и его элементов.

В связи с вышеизложенным, проблема повышения эффективности использования и активной безопасности автомобилей за счет обоснования, разработки и внедрения высокоинформативных, оперативных динамических методов и средств технического диагностирования пневматического тормозного привода и пневмоаппаратов имеет важное народнохозяйственное значение.

Стремление решить эту проблему вступает в противоречие с недостатком знаний о закономерностях процессов формирования диагностических признаков, характеризующих изменения технического состояния ПТП и пневмоаппа-

ратов и их связей с основными показателями эффективности тормозной системы автомобиля.

Работа выполнена в соответствии с научно-технической программой на тему «Разработка комплекса мероприятий, направленных на повышение производительности сельскохозяйственной техники путем рациональной организации использования, технического обслуживания, внедрения технической диагностики и применения комбинированных агрегатов» (№ гос. регистрации 01816007814), а также в соответствии с федеральной целевой программой «Повышение безопасности дорожного движения в России» на 1996-1998 годы, утвержденной постановлением Правительства РФ от 07.06.1996 г. № 653.

Рабочей гипотезой, исходной при решении сформулированной проблемы, являлось предположение о том, что разработка высокоэффективных методов диагностирования ПТП и его аппаратов возможна на основе анализа непрерывных функций зависимостей давления рабочего тела на выходах ПТП и его аппаратов от управляющего входного сигнала, которые при варьировании параметров технического состояния объектов диагностирования, работающих в динамическом режиме, образуют области работоспособных и неработоспособных состояний.

Цель исследований - повышение эффективности использования и активной безопасности автомобилей за счет реализации высокоинформативных, оперативных динамических методов и средств технического диагностирования пневматического тормозного привода и пневмоаппаратов, на основе современных компьютерных технологий и системной последовательности.

Объект исследований. Процесс формирования диагностических признаков, характеризующих изменения технического состояния ПТП и пневмоаппа-ратов и их связей с основными показателями эффективности тормозной системы автомобиля.

Методы исследований. Общей методологической основой исследований являлось использование системного подхода, обеспечивающего рассмотрение процесса формирования диагностических признаков, характеризующих изменения технического состояния ПТП и пневмоаппаратов с учетом взаимосвязей системных параметров. В аналитических исследованиях использованы методы теории распознавания образов, теории вероятностей, численные методы математического анализа, методы математического моделирования процессов торможения автомобиля и качения колеса с эластичной шиной. Экспериментальные исследования аппаратов ПТП проводились стендовыми методами, автомобилей с ПТП - стендовыми и дорожными испытаниями. Проводились длительные ресурсные испытания ПТП и его элементов в условиях эксплуатации, а также стендовые испытания шин. Анализ полученного экспериментального материала осуществлялся при помощи методов математической статистики.

Научную новизну представляют:

1. Теоретические основы технического диагностирования пневматиче-

ских тормозных приводов и их элементов динамическими методами, с использованием компьютерных технологий;

2. Комплекс математических моделей контуров ПТП и его основных пневмоаппаратов как объектов диагностирования;

3. Выявленные закономерности изменения и связи диагностических признаков с параметрами технического состояния, влияющими на работоспособность контуров ПТП;

4. Выявленные закономерности изменения и связи диагностических признаков с параметрами технического состояния, влияющими на работоспособность основных аппаратов ПТП;

5. Комплекс математических моделей системы «ПТКПД», позволяющий определять допустимые и предельные значения основных параметров пневматического тормозного привода в условиях эксплуатации;

6. Уравнения регрессии, описывающие динамику изменения диагностических признаков второго контура ПТП в функции наработки и позволяющие определять его остаточный ресурс;

7. Разработанные и изготовленные с использованием компьютеров РБК-ТШМ-133 и аналого-цифровых преобразователей типа Ь-154 автоматизированные компьютерные диагностические комплексы, реализующие динамические методы диагностирования ПТП и пневмоаппаратов.

Практическая значимость работы. Результаты исследований могут быть использованы:

на постах и станциях диагностики районных ремонтно-транспортных предприятий, специализированных АТП региональных управлений сельского хозяйства, АТП общего пользования, авторемонтных заводов, а также специализированных сервисных центров, при проведении диагностирования автомобилей с ПТП и пневмоаппаратов;

на постах инструментального контроля ГИБДД, при проведении инструментального контроля технического состояния автомобилей с ПТП в процессе государственного технического осмотра;

при разработке бортовых средств диагностики ПТП;

в учебном процессе, при подготовке инженеров-механиков сельскохозяйственного производства и инженеров механиков по специальности «Автомобили и автомобильное хозяйство».

Реализация результатов работы. Результаты исследований рекомендованы к внедрению Министерством сельского хозяйства и продовольствия Республики Бурятия. Внедрены в ряде автотранспортных предприятий Республики Бурятия, выполняющих централизованные перевозки для предприятий АПК. Внедрены в Бурятском автоцентре КамАЗ, выполняющем гарантийное и сервисное обслуживание автомобилей с многоконтурным ПТП. Внедрены в учебном процессе на факультете механизации сельского хозяйства Бурятской ГСХА, на физико-техническом факультете Бурятского государственного уни-

верситета, а также на машиностроительном факультете Восточно-Сибирского ГТУ.

Апробация работы. В период с 1986 по 1998 гг. результаты исследований рассмотрены и одобрены на международных научных конференциях: «Город и транспорт» СибАДИ (г. Омск); ДВГТУ (г. Владивосток), на конференциях государственного и регионального уровня: Четвертой Всероссийской конференции ПИР-98 (г. Красноярск); III Всесоюзной научно-технической конференции «Диагностика автомобилей» ВСГТУ (г. Улан-Удэ), на заседаниях научно-технических советов: Министерства сельского хозяйства и продовольствия Республики Бурятия; Бурятского автоцентра КамАЗ, на научных конференциях: СибАДИ (г. Омск); Владимирского ГТУ; ВСГТУ (г. Улан-Удэ); Иркутской ГСХА; Иркутского ГТУ, на заседаниях кафедр: ЭМТП Иркутской ГСХА; «Автомобили» ВСГТУ (г. Улан-Удэ); АД Красноярского ГТУ; ЭМТП Бурятской ГСХА; на научных семинарах СибИМЭ; Иркутской ГСХА; Бурятского ГУ.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, 5 глав, общих выводов, списка литературы из 372 наименований, в том числе 28 на иностранном языке и приложений. Работа изложена на 304 страницах машинописного текста и включает 52 таблицы, 123 рисунка и 4 приложения с материалами результатов исследований.

В разработке программного обеспечения и экспериментальной проверке отдельных математических моделей принимали участие сотрудники ВСГТУ С.М. Гергенов, Н.И. Мошкин и Д.А. Тихов-Тинников, которым автор выражает искреннюю благодарность.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Первая глава посвящена анализу результатов исследований в области технической диагностики пневматического тормозного привода и его элементов. Выполнен анализ ее эффективности и связи с показателями тормозных свойств автомобилей в эксплуатации, регламентируемых требованиями стандартов РФ.

Большой вклад в развитие теоретических основ технической диагностики внесли В.В. Альт, В.А. Аллилуев, И.Н. Аринин, В.И. Бельских, И.А. Биргер, А.П. Болдин, А.Д. Борц, Э.И. Бреккер, Г.В. Веденяпин, Г.Ф. Верзаков, П.П. Герасимов, Н.Я. Говорущенко, А.Л. Горелик, Н.С. Ждановский, Я.Х. Закин, С.А. Иофинов, В.И. Кирса, В.В. Клюев, А.В. Колчин, Г.В. Крамаренко, Е.С. Кузнецов, В.М. Лившиц, А.Б. Лурье, В.М. Михлин, Л.В. Мирошников, А.В. Мозга-левский, А.Х. Морозов, А.В. Николаенко, Б.В. Павлов, П.П. Пархоменко, И.П. Полканов, Г.С. Себестиан, А.И. Селиванов, К.Ю. Скибневский, И.П. Терских, Б.А.Улитовский, В.И. Черноиванов, А.М. Харазов, С.В. Шумик, G.W. Hogg, M. Loos, E.A. Patrick, K. Fukunaga и др.

Приоритетным направлением в повышении эффективности использования и активной безопасности современной сельскохозяйственной техники явля-

ется повышение качества ее ремонта, технического обслуживания, на основе разработки и внедрения в производство безразборных, высокоинформативных, динамических методов диагностики. Практическая реализация динамических методов диагностирования сложных объектов до недавнего времени существенно сдерживалась ограниченными возможностями получения и анализа больших объемов диагностической информации в короткие промежутки времени. Интенсивное развитие современной компьютерной техники, повышение ее эксплуатационной надежности, технологических возможностей и быстродействия, при одновременном уменьшении габаритных размеров и стоимости, создали благоприятные предпосылки для эффективной реализации динамических методов диагностирования сложных объектов.

Изучению процессов функционирования ПТП посвятили свои труды В.П. Автушко, И.И. Артоболевский, В.Д. Балакин, В.Ф. Бугаенко, Н.А. Бухарин, Н.Н. Вишняков, Е.В. Герц, Б.Ф. Гликман, Г.В. Гогричиани, Л.В. Гуревич, В.Н. Дмитриев, В.Г. Градецкий, В.В. Жестков, Л.А. Залманзон, П.Н. Кишкевич, Г.В. Крейнин, Р.А. Меламуд, Н.Ф. Метлюк, В.И. Погорелов, Б.М. Подчуфаров, Д.Н. Попов, Б.В. Савельев, А.Г. Холзунов, В.И. Чернов, G. Riske и др.

Большое внимание в научных работах уделяется совершенствованию методов расчетов конструкций ПТП и его элементов. Моделированию газодинамических процессов в ПТП. Прогнозированию уже на стадии конструкторской разработки ПТП его функциональных характеристик и свойств. Большинством исследователей отмечается высокая сложность формализации газодинамических процессов.

Меньше внимания до настоящего времени уделялось вопросам эксплуатации ПТП и пневмоаппаратов, в том числе вопросам их диагностирования. Исследованиям в этом направлении посвящены работы В.Н. Алексеенко, В.Г. Анопченко, А.С. Гринюка, Л.В. Гуревича, С.И. Гурьянова, А.И. Гришкевича, О.Г. Деменчонка, С.П. Жука, Д.Н. Ильина, В.И. Клименко, В.П. Копрова, Ю.Д. Карниевича, Р.А. Меламуда, М.Д. Мельника, А.А. Отставнова, А.И. Попова, В.А. Топалиди, С.В. Филиппова, П.С. Яресько, U. Lehman, D. Lenk, P. Richard, H. Rath и др.

В результате этих исследований накоплен большой объем научной информации о закономерностях изменения отдельных параметров, характеризующих эксплуатационные свойства ПТП и его элементов в процессе эксплуатации. Разработаны способы и устройства, на основе стационарных стендов и электронных приборов, позволяющие контролировать отдельные параметры тормозных систем автомобилей, ПТП и пневмоаппаратов. Вместе с тем исследований проблемы повышения эффективности использования и активной безопасности автомобилей за счет обоснования, разработки и внедрения высокоинформативных, оперативных методов и средств технического диагностирования пневматического тормозного привода и пневмоаппаратов на системном уровне, отражающем взаимосвязи параметров подсистем «Пневматический

тормозной привод», «Тормозные механизмы», «Колеса», «Подвеска, подрессоренные и неподрессоренные массы автомобиля», «Дорога», выполнено недостаточно. Недостаточно изучены динамические методы, позволяющие автоматизировать процессы диагностирования ПТП и его элементов, на основе использования компьютерных технологий. Недостаточно исследованы процессы изменения и связей диагностических признаков с параметрами технического состояния ПТП и его аппаратов, а также показателями эффективности процесса торможения автомобиля в процессе эксплуатации.

Задачи исследования:

1.Разработать теоретические основы технического диагностирования пневматического тормозного привода и его элементов динамическими методами, с использованием компьютерных технологий;

2.Разработать математические модели и программное обеспечение, позволяющие определять классификационные области нахождения диагностических признаков разделенных уставками, устанавливать связи диагностических признаков с параметрами технического состояния ПТП и его аппаратов, оптимизировать их режимы диагностирования, а также рассчитывать показатели эффективности процесса торможения автомобиля оснащенного ПТП при эксплуатации;

3. Разработать, изготовить и апробировать в производственных условиях оборудование, позволяющее реализовывать динамические методы диагностирования ПТП и пневмоаппаратов, с использованием современной компьютерной техники;

4.Разработать и обосновать технологии, реализующие динамические методы дифференциального диагностирования пневматических тормозных приводов и функционального диагностирования пневмоаппаратов автомобилей автоматизированными компьютерными диагностическими комплексами;

5. Проверить в производственных условиях, разработанные теоретические основы технического диагностирования пневматических тормозных приводов и пневмоаппаратов, оценить их эффективность и разработать рекомендации по их использованию.

Во второй главе описаны теоретические основы технического диагностирования пневматического тормозного привода автомобиля и его элементов динамическими методами, с учетом показателей эффективности системы «Пневматический тормозной привод - тормозные механизмы - колеса - подвеска, подрессоренные и неподрессоренные массы - дорога» (ПТКПД).

Система ПТКПД состоит из составляющих ее название пяти подсистем (рис.1): «Пневматический тормозной привод», «Тормозные механизмы», «Колеса», «Подвеска, подрессоренные и неподрессоренные массы», «Дорога». Каждая из подсистем, в свою очередь, представляет совокупность составляющих ее элементов. Данная система наиболее полно отражает взаимосвязи элементов конструкции, влияющих на процессы торможения автомобиля с ПТП,

Рис. 1. Структурная схема системы ПТКПД

изменение их параметров технического состояния под воздействием эксплуатационных факторов, и позволяет наиболее обоснованно выполнять исследования процесса формирования диагностических признаков, характеризующих изменения технического состояния ПТП и пневмоаппаратов и их связей с основными показателями эффективности тормозной системы автомобиля.

Подсистема «Пневматический тормозной привод», состоит из пневматических аппаратов и коммутирующих элементов. Аппараты многоконтурного ПТП объединены по функциональным и конструктивным признакам в контуры.

Входными управляющими воздействиями для контуров ПТП, являются функции аналогового иупр= ф и дискретного иупр= sgn(L) изменения положений их органов управления. Выходными функциями подсистемы, являются: изменения давления Ру сжатого воздуха в исполнительных аппаратах; темпы его изменения Ру ; время срабатывания контура рабочие ходы Lш штоков исполнительных аппаратов; управляющие функции Жт отключающие подачу топлива в двигатель и Же создающие искусственное сопротивление движению автомобиля в режимах частичного торможения.

Анализ подсистемы на уровне пневмоаппаратов позволил выделить в качестве входных параметров: входное давление Рвх; управляющее воздействие иупр, в виде функции изменения угла ф поворота управляющего органа или управляющего давления Рупр. Выходными параметрами пневмоаппаратов являются: время 1н и 1о их наполнения и опорожнения, а также функции изменения давления Рвых сжатого воздуха на их выходах.

Подсистема «Тормозные механизмы», состоит из совокупности диссипа-тивных тормозных механизмов. Входными параметрами подсистемы являются: функции изменения давления Ру сжатого воздуха в тормозных камерах; темпы его изменения Ру ; время срабатывания контура ?тщ; угловые частоты щ вращения колес автомобиля; и моменты Ы^ сцепления колес с дорогой. Выходными функциями: значения тормозных моментов МТу, развиваемых тормозными ме-

ханизмами; темпы нарастания тормозного момента Мп; время tcij срабатывания каждого тормозного механизма.

Подсистема «Колеса», является одним из наиболее ответственных элементов системы. Входными функциями подсистемы «Колеса» являются: тормозные моменты МТу, развиваемые тормозными механизмами или тормозом -замедлителем, и их первые производные Мту; время срабатывания тормозных механизмов tc ; углы поворота управляемых колес 01 и 02 ; углы увода эластичных шин 8у ; продольная Ух и боковая Уу составляющие вектора скорости автомобиля; нормальные реакции Я2ц опорной поверхности в пятне контакта шины с дорогой; коэффициенты продольного фх и бокового фу сцепления колеса с опорной поверхностью; высоты микронеровностей дороги д(1). Выходными функциями подсистемы являются: продольные Яху и боковые Яуу реакции; угловые частоты щ вращения колес автомобиля; моменты Мф сцепления колес с опорной поверхностью; разность тормозных сил АЕТ колес левого и правого бортов; силы упругой деформации шин, при движении по дорожным микронеровностям.

Подсистема «Подвеска, подрессоренные и неподрессоренные массы» включает в себя упругие элементы, амортизаторы и направляющие устройства подвесок автомобиля, его подрессоренную и неподрессоренные массы.

Входными функциями подсистемы являются: продольные Ях^ и боковые Яуу реакции в пятнах контакта колес с опорной поверхностью; силы деформации шин, при их движении по дорожным микронеровностям. Выходными функциями являются: текущее значение замедления jа автомобиля при его торможении; текущие значения координат положения центра масс автомобиля X и У; угол поворота у подрессоренной массы автомобиля относительно оси Выходными параметрами подсистемы являются: тормозной путь Sт; время срабатывания тормозной системы тс; время установившегося торможения туст; удельная тормозная сила уТ.

Подсистема «Дорога» представляет собой совокупность эксплуатационных факторов, определяющих воздействие микронеровностей дороги на колеса автомобиля, а также условия сцепления шин с опорной поверхностью в продольном и боковом направлениях. Входными функциями подсистемы являются: скорость автомобиля Ух; текущие значения продольных координат перемещения колес автомобиля Хк. Выходными параметрами подсистемы являются: коэффициенты продольного фх и бокового фу сцепления колес с опорной поверхностью. Выходными функциями - высоты микронеровностей дороги д(1).

В рассматриваемой системе ПТКПД присутствуют элементы «ДВС» -двигатель внутреннего сгорания и «Трансмиссия», образующие тормоз - замедлитель.

Комплексная оценка эффективности функционирования системы ПТКПД для находящихся в эксплуатации автомобилей, определяется дорожными и стендовыми испытаниями, на основании действующих ГОСТ 25478 и ОСТ 37.001.067. Показателями тормозной эффективности при проведении стендовых испытаний являются значения времени срабатывания тормозной системы тс и общей удельной тормозной силы ут. Показателями устойчивости при проведении стендовых тормозных испытаний является коэффициент неравномерности тормозных сил колес оси Кн.

Показателями эффективности рабочей тормозной системы при проведении дорожных испытаний являются значения тормозного пути 8Т и установившегося замедления _/а. Показателем устойчивости автомобиля при торможении в процессе дорожных испытаний, является значение линейного отклонения В. Показателем эффективности стояночной тормозной системы при проведении дорожных испытаний, является значение удельной тормозной силы ут. Показателем эффективности вспомогательной тормозной системы при проведении дорожных испытаний является, значение установившегося замедления _/а. Все эти параметры являются системными, то есть на их величину оказывают влияние от трех до пяти подсистем системы ПТКПД.

В соответствии с рабочей гипотезой, разработка высокоэффективных методов диагностирования ПТП и его аппаратов выполнялась на основе анализа непрерывных функций зависимостей давления рабочего тела на выходах ПТП и его аппаратов от управляющего входного сигнала. Для ее реализации был разработан метод определения классификационных областей нахождения диагностических признаков, образуемых фазовыми динамическими характеристиками (ФДХ) представляющими собой зависимости давления рабочего тела Рвых на выходах объектов диагностирования (ОД), от входного управляющего сигнала ивх (перемещения органа управления или управляющего входного давления).

Фазовые динамические характеристики ПТП и его элементов качественно изменяются при варьировании параметров их технического состояния, образуя в процессе наполнения ОД рабочим телом область общих диагнозов П1, а в процессе опорожнения - область общих диагнозов П2 .

Границами области П1 являются функции наполнения / ( ивх) и /2 ( ивх) ФДХ, которые при варьировании параметров технического состояния ПТП и пневмоаппаратов от начальных до предельных значений для любой ФДХ наполнения удовлетворяют условию:

/1 ( Пвх1) < /г ( ивх1) < /2 ( ивх1 ) (1)

Границами области П2 являются функции опорожнения /3 ( ивх) и /4 ( ивх) ФДХ, которые при варьировании параметров технического состояния ПТП и пневмоаппаратов от начальных до предельных значений для любой ФДХ опорожнения удовлетворяют условию:

/ 3 ( ивх2) < /, ( ивх2) < / 4 ( ивх2) (2)

Для ПТП и пневмоаппаратов, работающих в заданном тестовом режиме, области общих диагнозов 01 и 02 образуются из областей работоспособных состояний О1 и неработоспособных состояний 02:

иОх а иО = и Вх А иВ2 (3)

Область работоспособных состояний 01, представляет собой совокупность областей локальных диагнозов (01}1. Область неработоспособных состояний 02, представляет собой совокупность областей локальных диагнозов (02}{.

и В = У{Вх},- ; и В2 = У{В2}, (4)

Области локальных диагнозов {01}, (норма) и (02}}- (нет нормы), образуются участками ФДХ и обладают диагностическими признаками, чувствительными к изменениям параметров технического состояния ОД. Они отделены друг от друга границами допустимых значений, которыми являются участки ФДХ работоспособных ОД с допустимыми значениями параметров технического состояния. Для выявления в областях локальных диагнозов (01}1 и {02} диагностических участков, обладающих наибольшей чувствительностью к изменениям параметров технического состояния ОД разработан метод наибольших сечений.

Для определения максимального значения приращения Литах, весь участок ФДХ |АВ| делится п секущими Пп на п - 1 частей так, что секущие проходят параллельно одной из осей координат. Задача метода наибольших сечений заключается в определении такой секущей Пк (рис.2) которая проходит по наибольшему сечению области локального диагноза Оц и 02и через диагностическую точку кП , принадлежащую функции / , (ивх) I QП ОД с предельным значением параметра технического состояния QП , , и координатами

(рвых(кц), ивх(кп))'.

I {Ш Оп} — {Цех! Он} = АЦ тах ^ Мах (РеЬ1Х(кп), Цех(кп)) = 1 1 ^ ' 1 ^ ' (5)

I {Ре^гх| Оп} = Он}

Аимах —Мах при п — х. (6)

При этом абсцисса ивх(к) точки пересечения функции /1 (ивх) ФДХ предъявленного ОД с секущей Пк, является диагностическим признаком в соответствии с которым ОД может быть отнесен к одному из двух возможных состояний в области локального диагноза. Нормативные значения диагностического признака ивх(к) определяются величинами управляющего входного сигнала при номинальном, допустимом и предельном значениях параметра технического состояния Q :

Цех(кн) = (Цех! Он}; Цех(кд) = (Цех! О д}; Цех(кп) = (Цех! О п} (7)

Аналогично решается задача в случае, когда секущие проходят параллельно оси ординат.

Рис. 2. Выявление диагностических участков, методом наибольших сечений

С целью реализации процесса дифференциального диагностирования ПТП и пневмоаппаратов, для любого участка |АВ|| предъявленной ФДХ ОД, определено решающее правило для каждой области локального диагноза:

Ивх (к')

если

если

Ив Ив

(кд) (к')

< 1,

> 1,

|АВЬ е Вц

| АВ| ] е Бз

(8)

Ивх (кд)

где: ивх (кд) - значения допустимого норматива диагностического признака на участке |АВ| локального диагноза; ивх(к') - значение диагностического признака на участке |АВ| предъявленной ФДХ ОД.

Разработанные методы предусматривают возможность снижения ошибок первого и второго рода, возникающих в процессе диагностирования, за счет увеличения количества диагностических признаков в областях локальных диагнозов. При такой постановке задачи, распознавание предъявленной ФДХ на участке локального диагноза |АВ| , может быть реализовано посредством разработанного метода анализа средних значений функций. Суть метода иллюстрирует рис. 3.

Области локальных диагнозов Вц - (норма) и - (нет нормы) ограничены функциями ДиН) и Дид) ФДХ ОД. Средние значения этих функций на участке |АВ| локального диагноза, находящегося в диапазоне изменения входного управляющего сигнала от иц до и2 определяются по выражениям:

<

[ Рн]

1

и 2 - и 1

и 2

I / (ин) dU;

[ Рд]

1

и 1

и 2 - и 1

и 2

I / (ид) dи

(9)

и 1

Полученные средние значения [ Рн] и [ Рд ] функций /(ПН) и /(Пд), являются нормативными величинами для распознавания предъявленных ФДХ на участке локального диагноза |АВ|: [Рн] - начальный норматив; [Рд] - допустимый норматив. Для проведения распознавания, необходимо определить значение диагностического признака Рх предъявленной ФДХ ДиХ) на участке |АВ|, лежащем в диапазоне управляющего сигнала от П до П2:

Рис. 3. Метод анализа средних значений функций.

1

Рх

и 2 - и 1

и 2

I/(их) dU .

(10)

и 1

В данном случае, для распознавания предъявленной ФДХ ОД на участке |АВ|||, определено решающее правило для каждой области локального диагноза:

если

если

[Рд ]

< 1,

[Рд ]

| АВ^е Эг

| АВ| ] е Э

(11)

Функциональное диагностирование предъявленного ПТП или пневмоап-парата заключается в последовательной проверке у-го числа участков |АВ|| его ФДХ на принадлежность множеству областей локальных диагнозов, в соответствии с решающим правилом:

У|АВЬ е и Р»1а|АВЬ € и £>2 ^[Т] = [Ц, ОД работоспособен | АВ|] еи£2 ^ [Т]*[Т„], ОД не работоспособен

где: и О] - объединенная область локальных диагнозов «ОД - работоспособен»;

У)о2 - объединенная область локальных диагнозов «ОД - не работоспособен».

Для повышения надежности диагноза, при большом количестве признаков составляется диагностическая матрица (рис. 4), представляющая собой совокупность возможных детерминированных связей между неисправностями ОД и диагностическими признаками ФДХ в области Оу (нет нормы) локальных диагнозов. Численно, эти связи могут быть представлены в виде «0» - в случаях, когда предъявленная ФДХ не принадлежит области локального диагноза Оу , «-1» и «1» - когда ФДХ принадлежит области локального диагноза Эу .

Фазовые динамические характеристики

Пп

'J./ D„

У /.Da

ОД

Тестовое воздействие

Компьютер 1111111

Алгоритм анализа ФДХ в областях локальных диагнозов Dj¡

1 1 1 1

Области локальных диагнозов Состояния и неисправности ОД

Si s2 s3 s4 S5 Sn-1 s„

Он 0 1 1 0 0 0 1

о22 0 0 1 0 1 0 1

о23 0 1 1 0 0 1 1

Ри 0 1 0 0 1 0 1

0 0 1 1 0 1 1

0 1 0 1 0 1 1

0 0 1 0 0 0 1

Рис. 4. Структурная схема постановки диагноза на основе диагностической матрицы

Для реализации разработанных динамических методов диагностирования были разработаны детерминированные математические модели, позволяющие моделировать процессы функционирования ПТП и пневмоаппаратов при следующих допущениях:

1. Температура рабочего тела (сжатого воздуха) на входе, выходе и внутри пневмоаппарата одинакова и постоянна в течение всего процесса его наполнения и опорожнения. Теплообмен между сжатым воздухом и окружающей средой, через стенки трубопроводов и корпусы пневмоаппаратов, не учитывается;

2. Силы трения не изменяют своих значений при перемещении трущихся элементов пневмоаппаратов вдоль оси, определяемой степенью их свободы;

Разработка математических моделей пневмоаппаратов включала два этапа. На первом этапе разрабатывались дифференциальные уравнения второго порядка, описывающие динамику перемещения элементов пневмоаппарата, с учетом изменения его параметров технического состояния и позволяющие

определять текущие значения координат перемещения клапанов пневмоаппара-тов Х и тем самым, рассчитывать площади их поперечного сечения 8 в каждый момент времени. В качестве примера, приведена разработанная математическая модель двухсекционного тормозного крана (ДСТК) автомобиля КамАЗ, расчетная схема которого представлена на рис. 5.

Рис.5. Расчетная схема ДСТК / 1 .Корпус ДСТК; 2.Рычаг;

° З.Толкатель; 4.Верхний

поршень; 5.Упругий резиновый элемент; 6. Клапан верхней секции; 7. Большой поршень; 8. Малый поршень; 9. Клапан нижней секции; 10. Толкатель.

Х2 Используя принцип Даламбера, составлена хз система дифференциальных уравнений динамики перемещений подвижных элементов, для каждой из пяти степеней свободы представленных на рис. 5 координатами Х1 + Х5 :

С2 X1

т\

ж

Л2

= ¥уп р - Р2\~ (В\н - В\к\ ) + т\ • g - Гтр\ • 8§й( X1) - Сп р1 • (Зп р1 + X1) - Г 4 - Г 3

Ш2 С—Х— = Р21 Ж (В2н 2 - В2вн\2') - Р22 Ж (В2н 2 - Взн 2) + т2 • £ + Гтр 2 • X 2) -

Л 4 4

- Гтр3 • Б§П(X2 - Xз) - Гтр4 • Б§п(X2 - X4) - Г4

с2 Xз .

тз—— = Р21 (В\к2 - В\к\ ) - Р\\ — (В\к2 - В2ен ) + тз • g - Гтрз • б§п(Xз) -Л 4 4

(13)

- Гтр2 • Б§п(Х2 - Хз) - Гпр2/(5пр2 + Xз) - Г4

т4

с2 X4 „ ж

-— = -Р22 — (Взн - В2к\ ) + т4 • £ - Гтр4 • Б§п(Х4 - X2) - Спрз • (5прз + X4) + Гз

Л 4

С 2 X 5 „ жж

т5-— = Р22 (В2к2 - В2к\ ) - Р\2 — (В2к2 - В2кн ) + т5 • £ - Гтр5 • Б§п(XX5) -

Л 4 4

- Гпр4У (Зпр4 + X5) + Г 4

где: Х1 - координаты перемещений поршней и клапанов; т1 - массы подвижных элементов ДСТК; Спрг - жесткости пружин; 8пр1 - величины упругой деформации преднатяга пружин; ¥ - усилие, действующее от элемента ДСТК с I - ой ко-

<

ординатой перемещения (правые части дифференциальных уравнений для элемента пневмоаппарата с / - ой координатой перемещения); Гпр2 и Гпр4 - функции расчета усилий, создаваемых коническими пружинами 2 и 4; Етр1 - силы трения элемента пневмоаппарата с I - ой координатой перемещения; В - диаметры элементов ДСТК, согласно расчетной схеме.

Моделирование характеристики упругого резинового элемента 5 (рис.5) выполнялось с учетом гистерезисных потерь, имеющих место при деформации полимеров. Для этого разработано математическое описание полученной экспериментальной зависимости усилия упругого элемента от его деформации Рупр=/(дру), с использованием метода кусочно-линейной аппроксимации (рис. 6).

а) экспериментальная

б) расчетная

Рис. 6. Характеристики резинового упругого элемента ДСТК

Уравнения аппроксимации (14) описывают линейными функциями характеристику с учетом площади гистерезисных потерь ODABCO (ELABE) и предварительного сжатия упругого элемента на величину Ai.

F01 = Кн • Spy , при X0 > 0 , F01 < F02 и F01 > F max F11 = Кс • (Spy -A 2) , при X 0 < 0 , F12 < F11 и F11 > F max F02 = Кп • Spy - F(S = 0), при X0 > 0 и F01 > F02 Fyn p F12 = Кп •Spy - F (S = 0), при X 0 < 0 и F12 > F11 (14)

F max = Кп • Spу -F0 max , при X0 > 0 и F01 < F max F max = Кп • Spy -F0 max , при X0 < 0 и F11 < F max 0 , при X0 < 0 и Spy < A2 и Fyn p< 0

При разработке математического описания (14) использованы следующие обозначения: A 2 - зона начальной нечувствительности; F0i - функция нараста-

ния усилия Еупр; ¥ц - функция снижения усилия Еупр; Е($=о) - расчетные значения усилия Гупр, при 5ру = 0, значение Г(з=0) рассчитывается каждый раз, в момент изменения знака первой производной Хо; Етах - функция максимального нарастания усилия упругого элемента (отрезок АК); F0max - расчетное значение функции Fmax, при 5ру = 0; Кн, Кп и Кс - коэффициенты нарастания и снижения деформации упругого элемента.

Входным управляющим сигналом ДСТК является угол поворота ф рычага 2. С целью моделирования преобразования угла поворота ф в координату перемещения толкателя 3, составлено уравнение:

X о = 2 ВС ■ Бт[ф(?)] • соБф)] (15)

Предложены нелинейные функции расчета усилий, создаваемых коническими пружинами 2 и 4.

На втором этапе разработаны расчетные схемы и составлены математические описания газодинамических процессов аппаратов ПТП, которые базируются на дифференциальных уравнениях первого порядка, описывающих гиперболические функции наполнения и опорожнения ОД рабочим телом (рис.7).

Рис.7. Эквивалентная пневматическая схема испытаний ДСТК где: 1 и 2 входы для подачи давления Ри и Р12 в верхнюю и нижнюю секции; 3 и 4 приемные ресиверы, используемые при испытании ДСТК 5.

Клапаны подачи рабочего тела на выходы каждой секции ДСТК представлены в виде дросселей, имеющих переменные площади поперечного сечения и ^, а

также коэффициенты расхода /п и / Клапаны сброса рабочего тела в атмосферу, также представлены в виде дросселей, имеющих переменные площади поперечного сечения Б21 и Б22, а также коэффициенты расхода /21 и /22.

dP 21 dt

dP 22 dt

Составлены дифференциальные уравнения: наполнения опорожнения

• А •

kjnS 11 Vk р Р11 л Р11 - А-- ВР11 - Р21 dP 21 kjwS 21Vk р Ро

(Уп1 + У1) -Р21 dt (Уп1 + У1)

kj12 S 12Vk р Р12 , Р12 - • А-- ВР12 -Р22 dP 22 kj12 S 22 Vk р Ро

(Уп2 + У 2) - Р22 dt (Уп 2 + У 2)

• А •

Р11 - Р 0 ВР11 - Р 0 Р12 - Ро ВР12 - Ро

где Р0 - атмосферное давление; vкр = VkRT - критическая скорость, м/с; k = 1,4

- показатель адиабаты; Т - абсолютная температура воздуха перед дросселем, К;

2 2

R = 287,14 м /(c •К) - универсальная газовая постоянная.

Мгновенные значения коэффициентов расхода предложено рассчитывать в зависимости от пропускного сечения клапана, с использованием выражений:

Кц1 ■ (Рвх - Ру) • S, Кц2 ■ ( Ру - Рвх) • Si ,лпл Ц 1 — Ц 0i • -1-—--- и Ц 2i — JUoj • -1——--- , (17)

где Рвх и PV - соответственно значения давлений рабочего тела на входе в дросселируемый клапан пневмоаппарата и за ним; Кц1 и Кц2 - эмпирические коэффициенты, характеризующие изменение коэффициентов расхода в режиме наполнения и опорожнения; V - объем наполняемой (опорожняемой) емкости; ju0i и ju0j - значения коэффициентов расхода, определяемые для каждого клапана по величине времени наполнения и опорожнения.

Мгновенные значения пропускного сечения i -го клапана при известных значениях его диаметра Dki и координаты Xki(t) находятся из выражения:

Ski = TtDkl •Xkjt) , (18)

Аналогичный подход использован при разработке математических моделей регулятора тормозных сил (РТС), клапана ограничения давления (КОД), ускорительного клапана (УК), крана управления стояночной тормозной системой (КУС) и др.

Математическая модель диафрагменной тормозной камеры, позволяет рассчитывать рабочие объемы ее внутренних полостей, заполняемых рабочим телом. При перемещении штока тормозной камеры на расстояние Хшт, ее рабочий объем VK определяется, как разность объемов, образуемых двумя усеченными конусами (крышкой камеры и диафрагмой). Объем наддиафрагменной полости можно представить как:

Vk = Vo + V(Xuim) (19)

где: V0 - начальный объем камеры; V(Xuim) - объем наддиафрагменной полости, освобождающийся при перемещении диафрагмы:

У ( Хшт) —

Ж • Хш

3

DD (Хшт)

4

D1 м

D( Хшт) • Dm

4

Текущее значение нижнего основания конуса находится как:

В( Хшт) = Вм + — (Вб - Вм) ,

(20)

(21)

<

где: Вм и Вб диаметры основания конуса образуемого крышкой камеры. Динамика перемещения элементов камеры описывается уравнением:

Ши

d Хшт

Р ■ Бь - Я

где: тшт - масса штока и связанных с ним перемещающихся деталей; Р- давление в диафрагменной полости; Я - реактивные силы, связанные с перемещением элементов камеры и тормозного механизма.

Активная площадь диафрагмы Бд находится по выражению:

я

Бь = — ■ 12

Хшт( ^В б — ВбВм)

Вб2 + ВбВм + Вм2 -

Вб ( Вб > 2

4 + 7 — + 4

Вм V Вм

тах 5 ■ X шт

, (23)

где Хмах - максимальное значение хода штока.

Реактивные силы Я определяются из уравнения :

Я = Г Г = Мт ■ К + ¥% , (24)

где : ¥х - силы сухого трения в приводе тормозного механизма и пред-натяга пружин колодок; Мт- величина тормозного момента (уравнения 61).

Математическая модель ПТП, представляет совокупность отдельных моделей его контуров.

Рис. 8 Расчетная схема газодинамических процессов в контурах рабочей тормозной системы автомобиля:

1.Схема ДСТК;

2.Схема КОД;

3. Схема РТС.

В соответствии с методикой, предложенной Н.Ф. Метлюком, для форми-

<

>

рования математической модели контура ПТП, к уравнениям математических моделей входящих в его состав пневмоаппаратов, добавлены дифференциальные уравнения газовой динамики, описывающие процесс прохождения сжатого воздуха через соединительные магистрали контуров (рис. 8) ПТП автомобиля, с учетом закона сохранения массы рабочего тела.

Уравнения наполнения и опорожнения емкости V на участке ДСТК-КОД:

йР 05 к^тБ 01Укр Р01

йг

V1

£

Ро5

V PоlJ

йР 05 к^тБ 01Укр Р 05

йг VI

£

Г 1) \

Р01

V Р05)

(25)

Уравнения наполнения тормозных камер первого контура:

йР 02 к^02 Б 02Укр Ркод

Ж

V 0

£

Г /) \

Р02

к^иБиУкр Р02 / Р1Л

V Ркод

V 0

£

к^12^12Укр Р02 Р^

V Р02)

йРи к^иБиУкрР02 / Р1Л

йг

V1

£

йРп к^12Б 12Укр Р02 / Р Л

V Р 02)

йг

V

V 02 £

£

V Р02)

(26)

12

12

V Р02)

Уравнения опорожнения тормозных камер первого контура:

йР 02 йг

йРп

йг

к^02 Б 02Укр Р 02

V 02

к^пБ нУкр Р11

£

Рк

к^пБ нУкр Р11

V

£

V Р 02 )

Г р \

Р02

V 0

£

Ро

V Р11)

к^12 Б 12Укр Р12

V 0

£

Р0

V Р12)

йР

12

к^12 Б 12Укр Р12

11

V Р11)

йг

V

£

/ 1) \

Р02

(27)

12

V Р12)

Уравнения наполнения и опорожнения емкости V на участке ДСТК-РТС:

йР06 кЦ0ъБ03Укр Р03 ^ Г Р06Л

йг

V1

йР06 к^0зБ0зУкр Р06 / Р Л

V Р03)

йг

V1

£

03

V Р06)

(28)

Уравнения наполнения тормозных камер второго контура:

йР 04

йг

к^04Б 04Укр Р ртс

/ Р

V 0

Р р

к^21Б21Укр Р04 I Р21 ^ к^22Б22Укр Р

V 2

Р0

V 2

Р

Рс

к^31Б31Укр Р04 ,/ Рз1 ^ к^.32Б32Укр Р04 / Р

V 3

Р0

V 3

Р0

(29)

йР 21 _ кЦ21Б21Укр Р 04 У Р

_ ГЙ £ Р04.

йР31 _ к^31Б31УкрР04 Р31

йР22 _ к^22Б22Укр Р04 У Р

йг " V22 £ Р04.

йР32 к^32Б32Укр Р04 Р32

йг V 31 V Р 04) йг V 32 "V Р04.

Уравнения опорожнения тормозных камер второго контура:

йР 0

к^04 Б 04Укр Р0

йг V 04

к^31Б 31Укр Р 31

Р р

V 3

Р04 Р04

кЦ21Б 21Укр Р 21 1 Р

Р3

V 21

к^.32 Б 32Укр Р 32

V 3

Р21

Р04

к^22 Б 22Укр Р22 1 Р

Р3

йР2 йг

кц21Б 21Укр Р21 IР

V 2

йР 31 _ к^31Б31Укр Р31 йг V 31

Р21

Ро4

Р3

йР 22 йг

V 2

к^22 Б22Укр Р22 / Р

Р2

+

(30)

V 2

йР32 _ к^32Б32Укр Р32

йг V 32

Р22

Р04

Р3

04

04

32

04

04

+

04

04

где У02 и У04 - приведенные емкости трубопроводов; У. - текущие значения объемов наддиафрагменных полостей тормозных камер (I - индекс оси автомобиля, ] - индекс стороны). Мгновенные значение пропускных сечений $ клапанов пневмоаппаратов определяются на основании дифференциальных уравнений динамики перемещения их подвижных элементов.

Процедура расчета ФДХ аппаратов и контуров ПТП в виде функций Рвых=/(иупр) осуществляется на основе разработанных алгоритмов решения дифференциальных уравнений моделей численным методом Эйлера.

Математическая модель подсистемы «Подвеска, подрессоренные и не-подрессоренные массы» позволяет решать задачу аналитической оценки влияния технического состояния элементов многоконтурного ПТП большегрузных автомобилей на показатели эффективности и управляемости при торможении. Позволяет моделировать процесс торможения автомобиля на горизонтальном участке дороги, с учетом динамики перераспределения нагрузок на колеса, вследствие колебаний подрессоренных и неподрессоренных масс.

В модели приняты следующие допущения: 1) подрессоренная масса автомобиля представляет абсолютно твердое тело, симметричное в продольной плоскости; 2) центр масс и вектор продольной скорости движения подрессоренной массы автомобиля находятся все время в продольной плоскости её симметрии; 3) подрессоренная масса автомобиля совершает колебания относительно точки К, находящейся на линии, перпендикулярной к опорной поверхности и проходящей через центр подрессоренной массы; 4) при повороте подрессоренной массы относительно продольной и поперечной осей, расстояния от центра масс до передней и задних осей автомобиля остаются неизменными; 5) оси мостов движутся в плоскостях, перпендикулярных к плоскости рамы; 6) моменты инерции мостов и углы их поворота относительно осей вращения колес равны нулю; 7) неуравновешенность и гироскопические моменты вращающихся масс трансмиссии и двигателя автомобиля не учитываются; 8) при торможении не учитываются продольный и поперечный уклон дороги.

Расчетная схема подсистемы представлена на рис.8. Положение подрессоренной массы автомобиля в пространстве определяется с помощью двух систем координат. Абсолютная система координат жестко связана с опорной поверхностью дороги. Подвижная система координат X; У; 2 жестко связана с подрессоренной массой автомобиля, причем так, что ее начало совпадает с центром подрессоренной массы. Подвеска автомобиля представлена в виде параллельно работающих упругих элементов и амортизаторов К.. Жесткости подвески передней оси С11 и С12 отличны от жесткостей подвески задних осей С21; С22; С31 и С32. Положение подрессоренной массы автомобиля в пространстве определяется координатами X1 и У1 его центра масс, а также углом поворота у всей массы автомобиля относительно оси 2. Подрессоренная масса автомобиля имеет возможность совершать продольные колебательные движения

Рис. 9. Расчетная схема подсистемы «Подвеска, подрессоренные и не подрессоренные массы» трехосного большегрузного автомобиля с балансирной задней подвеской

вдоль оси Z, а также угловые, относительно оси X (угол крена а) и оси Y (угол деферента Р).

Динамика перемещения подрессоренной массы описывается дифференциальными уравнениями второго порядка, составленными с учетом возникновения кинетического момента:

dX = (Vky) - (Rx11 • cos 01 + Rx12 • cos 02 + Ry11 • sin 01 + Ry12 • sin 02 +

+ Rx21 + Rx22 + Rx31 + Rx32)/ Ma ; (31)

= -(Vkx) + (Ry 11' cos 01 + Ry 12 • cos 02 - Rx11 • sin 01 - Rx12 • sin 02 +

+ Ry21 + Ry22 + Ry31 + Ry32) / Ma

^ = -g + (R11 + R12 + R21 + R22)/ Ma ; (33)

d2a = [(Ry11 • cos01 + Ry12 • cos02 - Rx11 • sin01 - Rx12 • sin 02 + Ry21 +

dt2

Ry22 + Ry31 + Ry32) • Л + (R12 - R11) -у + (R22 - R21) — - (m 1 + m 2 + m 3) • ; (34) dVKY dy Л dy dy dp

• Vkx

• h + Jxz— + (Jy - J) • —---— ] / Jx

V dt dt У dt dt dt

d p

dt2

= [(Rencos 01 + Rx12cos 02 + Ry11sin 01 + Ry12sin 02 + Rx 21 + Rx 22 + Rx 31 +

Rx32) • h - (R12 + Rn)a + (R22 + R2\)b + (m 1 + m 2 + m 3) •[ dVKx - — • Vky ) • h + ; (35)

V dt dt )

+ JxZfdy\ 2 - (Jx - J,) У da]/ Jy V dt J dt dt

d 2y

j/r = {Jx[( Ryucos 01 - Rxusin 01 + Ry12cos 02 - Rx12sin 02)a + (Rxncos 02 -

Si S2

Rx11 cos01 + Ry12 sin 02 - Ry11 sin 01) — + (Rx22 - Rx21 + Rx32 - Rx31) - (Ry21 +

+ Ry22)(b - -) - (Ry31 + Ry32)(b + -) - Jxz— • —] + Jxz[(Ry11cos01 +

2 2 dt dt ; (36)

+ Ry12 cos02 - Rx11 sin 01 - Rx21 sin 02 + Ry21 + Ry22 + Ry31 + Ry32) • h + (R12 -- R11) — + (R22 - R21) — - (m 1 + m 2 + m 3)! ^^ + — Vkx ) h + ( Jy - Jz) •

; 2 V ; 2 V ; V dt dt \ V ;

f-f) ]}/(** * - Jxz =)

где: Rxij и Ryij - соответственно продольные и боковые реакции дороги, действующие на колеса автомобиля (i - индекс номера моста, j - индекс стороны автомобиля); VKX и VKY - составляющие вектора скорости точки К плоскости Хк; К; Yh: на соответствующие оси координат; R12 и Rn - реакции от действия элементов передней оси; R21 и R22 - реакции в точках крепления балансира задней подвески к раме; Ma - масса автомобиля; 0 и 02 - углы поворота колес управ-

ляемой оси; 3*- осевой момент инерции автомобиля относительно вертикальной силы, проходящей через центр масс; Jx; 3 ; 3г; 3хг - осевые и центробежный моменты инерции массы автомобиля; а и Ь - осредненные расстояния от центра масс автомобиля до переднего и заднего мостов; Б и Б2 - передняя и задняя колеи ; Ба и БЬ - расстояния между передними и задними рессорами; к и 2 - высота центра масс и текущая координата ее изменения; I - расстояние между осями колес задней тележки. Уравнения сил и моментов, действующих в передней подвеске учитывают продольные и угловые колебания моста:

^ = &11 + &12 - Гп11 - ГП 12) - g (37)

^ = [(Гп 11 - ГП 12) • § + (&12 - Яп) • § + {&У 11008(01) -

- Лс118т(01)}гкоп + {Яу12ООБ(02) - Ях12Бт(02)} / Гко12] / Лх 1

Уравнения перемещений центров среднего и заднего мостов в направлении оси О2 представлены в виде:

^ = Ж^ + - ГП 21 - ГП22) - g ; ^ = ^^ 31 + &32 - ГП 31 - ГП32) - g . (39)

Уравнения динамики поворота среднего и заднего мостов относительно продольной оси автомобиля ОХ.:

= [(Гп21 - ГП22) • § + (Я21 + Я22) • ^ + Яу21 • Гко21 + Яу22 • Гко22] / Л2 ; (40) 2 2

= [( Гп 31 - Гп 32) • § + ( Я 31 + Я 32) • + Яу 31 • Г ко 31 + Яу 32 • Гко32] / У,3 . (41)

Уравнения динамики поворота балансиров задней тележки:

^ = ( Гп211 - ГП311)/ Л ; ^ = ( Гп22 ^ - Г32 1-)/ У*. (42)

Уравнения сил, действующих от задней тележки на подрессоренную массу:

Г 21 = Гп21 + Гп31 ; Г22 = ГП22 + ГП32 , (43)

где: - усилия, действующие от элементов передней подвески на подрессоренную массу и от элементов задней подвески на балансиры; ¥21 и ¥22 - усилия, в точках крепления балансиров; /3Ь1 и рЬ2 - углы поворота балансиров задней подвески; а - углы поворота мостов относительно оси ОХ; Я2у - нормальные реакции шин; гкЫ]- - радиусы качения колес в свободном режиме; шМ1 -массы мостов; 3Х1 - моменты инерции мостов относительно оси ОХ; 3Ь - момент инерции балансиров задней подвески относительно оси ОУ.

Усилия, создаваемые в подвеске работой амортизаторов моделируется линейными функциями скорости перемещения подрессоренной массы автомобиля относительно осей мостов. Они различны для ходов сжатия и отбоя, и определяются величинами коэффициентов демпфирования Кс сжатия и Ко отбоя:

¥а] = -, (44)

где: ^^ - скорость деформации упругих элементов подвески. Действие в подвеске сил сухого трения Рту определяется функцией:

Fтij = Fтo ■ бвп( ^),

где: FTO - сила сухого трения покоя.

*

Усилия упругих элементов подвески F щ являются линейными функциями их деформаций. Для передней подвески усилия определялись из выражений:

F* nil = Сп • [Z-а• tgP + S(tga - tgai) - ZJ;

F* П12 = C12 • [Z а tgP - S (tga - tgai) - Zi].

(46)

(47)

Уравнения для расчета усилий в упругих элементах задней подвески имеют вид:

F П21 = - C21 • [Z+b• tgP- S(tga - - tga2) - -1 tgPi - -Z 2]; (48)

F П22 = = C22 • [ZtgP + S (tga - tga2) -\tgP 2 - Z 2]; (49)

F П31 = C31 • [ZtgP- S(tga - tga3) + \tgPi - Z 3]; (50)

F П32 = C32 • [ZtgP + S (tga - tga3) + ItgP 2 - Z 3], (51)

где: Су - жесткости упругих элементов подвески; 21 - текущие значения координат центров осей мостов автомобиля.

Суммарные усилия в подвесках автомобиля находятся из выражения:

Рш] = Рау + Рт] + Р П]. (52)

Нормальные реакции Я2у от возмущений микропрофиля дороги, а также радиальных деформаций шин и угловых колебаний мостов, представлены в виде:

(53)

о О

Rz11 = Cmu[Z1 + S • tga1 - qv(l)]; Rm = Cmn[Z1 - ^ • tga1 - q,j(l)];

2 S2

2

S2

Rz2i = Сш21 [Z2 + S2 • tga2 - q,j(l)]; R222 = Сш22[Z2 —— • tga2 - qij(l)];

Rz3

S?

Сш11[Z3 + s2 • tga3 - q,j(l)];

Rz3

S?

Сш32[Z3 - • tga3 - q,j(l)],

(54)

(55)

где: Сш] - радиальная жесткость шин.

Для расчета углов увода шин 81] составлены уравнения:

Sii = -arctg

Vy+dfa dt

V - df- Si,

v dt 2

+ 0i; 812 = -arctg

Vy+df-a dt

V+df- stJ v dt 2

+ ®2

821 = -arctg

Vy - dJ <b - 2) V- f St J

Л f

; 822 = -arctg

Vy - % <b-2)

v V+iS j

(56)

(57)

¿31 = -аг

К,

V

Ж 2 .

¿32 = -arctg

V,

£2)

(58)

Математическая модель подсистемы «Колеса», разработана на основе методики определения степени реализации потенциальных сцепных свойств колеса с использованием нормированной функции общего проскальзывания /(8) предложенной А.Б. Диком, которая аналитически, описывается выражением, вида:

/ (= вЦа! • аг^фЩ (59)

Динамика вращательного движения колеса описывается дифференциальным уравнением второго порядка, которое учитывает действие тормозного момента МТ, момента сопротивления качению М/, реализованной касательной реакции Ях, а также инерционного момента. Для расчета радиуса качения в ведомом режиме, при стационарном давлении в шине и меняющейся нормальной нагрузке, предложено выражение :

Гко = Г 0 -у! ЯгСг1 - Сг 2 Яг , (60)

где: го - радиус свободного, ненагруженного колеса; Сг1 и Сг2 - коэффициенты аппроксимации зависимости гко = /(Я), Яг - нормальная нагрузка.

Модель, позволяет рассчитывать стационарные функции изменения продольных Яху и боковых Яуу реакций на колесах тормозящего автомобиля, при учете условий сцепления колес с опорной поверхностью дороги, а также действующих силовых и кинематических параметров: углы увода, скорость движения, нормальная нагрузка, внутреннее давление в шине.

При разработке математической модели подсистемы «Тормозные механизмы» использован метод кусочно-линейной аппроксимации зависимости МТ = /(Ртм) (рис. 10). Разработанное математическое описание характеристики тормозного механизма (ТМ) учитывает зону нечувствительности Ао и снижение тормозного момента до величины момента по сцеплению при блокировании колеса:

К1 • (Ртм - Ао), если АРтм >0 и К1. (Ртм - Ао) - Мтр > 0

М

К2 • Ртм , если АРтм <0 и К2 • Ртм - Мтз < 0

Мтр , если АРтм > 0 и К1 • (Ртм - Ао) - Мтр < 0

Мтз , если АРтм < 0 и К 2 • Ртм - Мтз > 0

0 , если АРтм > 0 и Ртм < Ао или Ртм < 0

(61)

& • (рмлх • /б • Гко , если (Ок <0

где: Ао - зона нечувствительности ТМ при нарастании давления в исполнительном механизме; МТЗ и МТР - значения тормозного момента в момент изменения знака первой производной давления в исполнительном механизме; К1 и К2 - коэффициенты темпа нарастания и снижения тормозного момента; АРТМ - первая производная давления в исполнительном механизме.

<

Мт ,кНм

Мт ,кНм

ю

сок=1,67с"1 ^ок=8.34с1

10

0,25

0,5

д А' | д* у / /

\arctgKi

0,75

Р .МПа

Т1Г

0,25

0,5

0,75

Р .МПа

а) - б)

Рис. 10. Характеристики ТМ: а) - экспериментальная; б) - расчетная Снижение тормозного момента, связанное с изменением скорости относительного перемещения пар трения учитывается посредством корректировки коэффициентов К1 и К2, от величины угловой частоты вращения колес:

К1 — Кю - К,

^о1

О,

К 5

К2 — К20 - К,

,2

Ок

(62)

где : К10 и К20 соответственно коэффициенты нарастания и снижения темпа при юк = 0; Ко1 и Ко2 соответственно коэффициенты коррекции темпов изменения тормозного момента по угловой частоте ок.

Инерционность ТМ учитывается уравнением динамического звена первого порядка: Тш • Л Ртм — Рт - Ртм , (63) где: РТ - давление воздуха на входе в исполнительный механизм; РТМ- давление воздуха в исполнительном механизме; ТТМ - постоянная времени ТМ.

Математическая модель подсистемы «Дорога» описывает совокупность эксплуатационных факторов, определяющих воздействие микропрофиля дороги на колеса автомобиля, а также условия сцепления шин с опорной поверхностью в продольном и боковом направлениях. Моделирование воздействий микропрофиля дороги на колеса сводится к генерации с заданным шагом ординат ее микронеровностей по каждой колее, на основе корреляционной функции вида:

Я(М) = од2 А01 • е

-а 01 •Л!

+ а А 02 • е

-ао2 •Л!

со8(^о • Л!);

(64)

где: а ч - среднеквадратическое значение ординат микропрофиля дороги; А01 и А02 - аппроксимирующие коэффициенты при функциях экспонент; а01, а02 и р0 - коэффициенты корреляционной связи; Л1 - шаг моделирования высоты микропрофиля дороги.

Рассчитанные с заданным шагом значения ординат микропрофиля дороги, хранятся в массивах. Массивы создаются и хранятся попарно, для каждого борта автомобиля и используются как функции скорости движения автомобиля.

Условия сцепления колес с дорогой считаются стационарными и задаются в виде постоянных коэффициентов продольного фх и бокового фу сцепления.

Математическая модель элементов «ДВС» и «Трансмиссия» позволяет рассчитывать величину искусственного сопротивления движению и установившееся замедление автомобиля в режиме его служебного торможения с использованием тормоза - замедлителя. Движение центра масс автомобиля описывается дифференциальным уравнением первой степени, учитывающим влияние инерции вращающихся масс двигателя, трансмиссии и колес, отклонения в протекании рабочих процессов в двигателе, КПД трансмиссии, силы сопротивления качению колес, аэродинамическое сопротивление, силу трения в режиме холостого хода, уклон дороги, а также тормозной момент, развиваемый двигателем в режиме принудительного холостого хода и рабочий объем двигателя.

На основе разработанных математических моделей контуров ПТП и пневмоаппаратов предложен алгоритм построения областей локальных диагнозов и оптимизации режимов диагностирования. Оптимизация режимов диагностирования ПТП и пневмоаппаратов выполняется на основе целевой функции:

Ли = Ф( 1упр, д{) ^ тах , (65)

в которой предусматривается вычисление такого темпа изменения управляющего сигнала 2упр на входе ОД, значение которого, обеспечивает наибольшую чувствительность диагностического участка Ли к изменению параметра технического состояния при его вариации от начального до предельного значения.

Разработка динамических методов диагностики ПТП связана с решением задачи обоснованного назначения допустимых значений параметров технического состояния и диагностических признаков. При этом, показатели процесса торможения автомобиля с допустимыми значениями параметров технического состояния ПТП, не должны вступать в противоречие с требованиями ГОСТ 25478. В общем виде задача может быть сформулирована следующим образом:

^ = (#1,#2,......,; и = (м,и2,......,и} ; Я = (г1,г2,........,а}, (66)

где: ^ - вектор параметров технического состояния {#1, # 2,......, #п} объекта диагностирования; и - вектор управляющих воздействий (иь и2,......, и}; Я - вектор

возмущающих воздействий (г 1, г2,........, Гк}. Значения вектора ^ параметров

технического состояния определены на множестве :

Ф = (Пх 1, Пх2,......, Пхп} , (67)

где Пх 1, Пх2,......, Пхп - ограничения на параметры технического состояния

ПТП, накладываемые показателями процесса торможения автомобиля.

Таким образом, задача назначения допустимых значений параметров технического состояния рассматривалась следующим образом: для заданных векторов управляющих и и возмущающих воздействий Я, найти вектор параметров технического состояния ^, отвечающий наперед заданным ограничениям Ф , накладываемым на показатели процесса торможения автомобиля тре-

бованиями действующего ГОСТ 25478. Для решения этой задачи предложен алгоритм использующий комплекс разработанных моделей подсистем ПТКПД.

Приспособленность ПТП и пневмоаппаратов к определению их технического состояния при известной технологии диагностирования, оценивались параметрами технологичности.

В третьей главе представлено описание разработанного исследовательского и диагностического оборудования, а также методик экспериментальных исследований по проверке адекватности математических моделей на уровне отдельных подсистем, а также системы «ПТКПД». Приведено описание комплекса методик экспериментальных исследований: процесса изменения и связи диагностических признаков с параметрами технического состояния пневмоаппара-тов и контуров ПТП; показателей эффективности тормозной системы автомобиля на стенде; выходных характеристик подсистемы «колеса»; показателей процесса торможения автомобиля в условиях эксплуатации; определения диагностических нормативов и остаточного ресурса ПТП.

Основу экспериментального оборудования составляют два комплекса на базе современных компьютеров типа Pentium - 133, позволяющих в короткие промежутки времени измерять, регистрировать, обрабатывать и анализировать большой объем экспериментального материала.

Первый из них - стационарный компьютерный диагностический комплекс, позволяет осуществлять экспериментальную проверку теоретических основ технического диагностирования ПТП и его элементов. В его состав входят три основных блока: пневматический, электронный и компьютерный. Пневматический блок обеспечивает функционирование исследуемого пнев-моаппарата или контура ПТП в заданных тестовых режимах. Электронный блок комплекса обеспечивает: преобразование текущих значений контролируемого давления сжатого воздуха в электрический сигнал; измерение времени перемещения и угла поворота рабочего органа управляющего пневмоаппарата ПТП из одного крайнего положения в другое; управляет работой пневматического блока; осуществляет управление запуском 16 канального АЦП; осуществляет ввод контролируемых параметров в ЭВМ в виде цифровых кодов. Компьютерный блок выполняет функции управления работой комплекса, регистрации контролируемых параметров (давление рабочего тела на входах и выходах ОД, сигналы тестовых управляющих воздействий на ОД, время продолжительности исследуемых процессов), их обработку и анализ, постановку диагноза и хранение полученной информации.

Вторым, является портативный компьютерный измерительный комплекс. Он позволяет проводить исследование влияния выходных параметров ПТП на показатели процесса торможения автомобилей в процессе ходовых испытаний, выполнять оценку влияния неисправностей, возникающих в пневматическом тормозном приводе, на показатели эффективности и управляемости автомобиля при торможении, на уровне системы ПТКПД. Комплекс включает: систему из-

мерения пройденного автомобилем пути и скорости; систему измерения замедления автомобиля; систему гироскопических приборов для измерения углов поворота, крена и деферента автомобиля; систему измерения давления сжатого воздуха в ПТП; отметчик момента начала торможения автомобиля.

Адекватность разработанных математических моделей проверялась по результатам проведенных экспериментальных исследований на уровне подсистем «Пневматический тормозной привод» и «Колеса» (стендовые испытания), системы ПТКПД (дорожные и стендовые испытания), а также на уровне отдельных пневмоаппаратов (стендовые испытания).

Исследования процесса изменения и связи диагностических признаков с параметрами технического состояния пневмоаппаратов и контуров ПТП выполнялись с использованием численных методов математического анализа на основе разработанных математических моделей. В качестве объекта моделирования был принят автомобиль КамАЗ-5320, контуры его ПТП и отдельные пневмоаппараты.

ФДХ контуров ПТП, а также аппаратов регулирующих давление, ускорительных, коммутирующих и исполнительных аппаратов, рассчитывались в виде Рвых = ЯРвх). ФДХ управляющих пневмоаппаратов - в виде Рвых = f(Uex). Тестовое воздействие на контуры ПТП и управляющие пневмоаппараты моделировалось в виде изменения угла поворота управляющего органа в диапазоне от 0 < ф < фп. Предельное значение угла поворота ф п ограничивалось для контуров ПТП и управляющих пневмоаппаратов, величиной нормативного усилия на органе управления. Тестовое воздействие на аппараты регулирующие давление, ускорительные, коммутирующие и исполнительные аппараты ПТП, моделировалось в виде изменения управляющего давления на их входах. Темп изменения управляющего тестового воздействия определялся в соответствие с целевой функцией (64). В процессе исследований выполнялось варьирование параметров, влияющих на техническое состояние аппаратов и контуров ПТП в диапазонах, характерных для условий их эксплуатации. Исследуемые параметры процесса были получены в виде графиков зависимостей Рвых = f(t), Рвх = f(t) и ф = f(t). Затем полученные в результате исследования файлы данных обрабатывались в среде Microsoft Exсel-7 в виде графиков ФДХ.

Уравнения связи диагностических признаков с параметрами технического состояния пневмоаппаратов и контуров ПТП были получены в процессе аппроксимации графиков ФДХ полиномиальными уравнениями по методу наименьших квадратов. Достоверность аппроксимации определялась методом корреляционного анализа.

Методика определения допустимых нормативов основных параметров ПТП (время срабатывания контуров, допустимые значения давления в контурах) разработана с учетом требований действующего ГОСТ 25478, регламентирующего показатели процесса торможения автомобилей в эксплуатации.

Методика определения допустимых значений диагностических признаков

предусматривает два этапа. На первом, определялись допустимые значения параметров технического состояния по методу толерантных границ, а на втором, определялись допустимые значения диагностических признаков, с использованием уравнений связи.

Учитывая высокие требования к надежности тормозных систем автомобилей, предложена методика определения периодичности диагностирования ПТП по заданной вероятности безотказной работы.

Разработанная методика определения остаточного ресурса ПТП основана на исследованиях динамики изменения диагностических признаков состояний привода и его элементов в функции наработки.

В четвертой главе приведены результаты экспериментальных исследований в реальных дорожных и стендовых условиях, исследований на моделях, а также результаты проверки в производственных условиях разработанных теоретических основ технического диагностирования пневматических тормозных приводов и их элементов динамическими методами, с использованием компьютерных технологий.

Анализ полученных на предприятиях статистических данных показывает, что основными параметрами технического состояния пневмоаппаратов, определяющими их работоспособность являются: силы терния между подвижными элементами, герметичность уплотнений клапанов поршней и корпусных деталей, жесткости и преднатяги (поломки) упругих элементов, геометрические параметры деталей, количество регулировочных шайб, регулировочные зазоры, рабочие и свободные ходы подвижных элементов. Установлены статистические параметры, характеризующие диапазоны их изменения в эксплуатации.

Из рассматриваемых параметров технического состояния пневмоаппара-тов в процессе эксплуатации ПТП, наибольшие изменения имеют силы трения подвижных элементов (поршней, штоков, толкателей). Так, например, сила трения большого поршня КОД в среднем, увеличивается более чем в 8 раз, малого поршня - в 7 раз, а сила трения в сопряжении между поршнями - в 6,6 раза. Для неработоспособных аппаратов ПТП КамАЗ силы трения между их подвижными элементами в среднем увеличиваются от 5 до 14,5 раз, по сравнению со средними номинальными значениями. При этом имеет место значительный разброс значений сил трения. Коэффициенты вариации достигают значений 0,26 - 0,33. В то время как у работоспособных пневмоаппаратов коэффициенты вариации сил трения находятся в пределах 0,12 - 0,18.

Преобладающими причинами отказов пневмоаппаратов являются неисправности, связанные с повышенным трением их подвижных элементов. Повышение сил трения происходит в основном по трем причинам. Во-первых, за счет выработки консистентной смазки, закладываемой в подвижные элементы каждого пневмоаппарата на заводе - изготовителе. Во-вторых, за счет попадания внутрь пневмоаппаратов грязи. В-третьих, за счет попадания внутрь пнев-моаппаратов воды (конденсат) и химически активных реагентов, образующих

коррозию поверхностей внутренних элементов. Следует особо отметить тот факт, что наибольшую коррозию имеют пневмоаппараты, поступающие из предприятий «Сельхозхимии» и строительных организаций.

На основе экспериментальных исследований определены параметры моделей аппаратов ПТП. Проверки моделей с использованием линейного и среднеквадратичного критерия показали их адекватность экспериментальным данным.

Проведенными экспериментальными исследованиями и расчетом на моделях доказано, что ФДХ аппаратов при изменении параметров технического состояния образуют области локальных диагнозов. В качестве примера на (рис.10) показаны области локальных диагнозов, образованные ФДХ ДСТК, при типичных его неисправностях.

а) б)

Рис. 11. Области локальных диагнозов, образованные ФДХ ДСТК :

а) при повышении трения верхнего клапана от 20 от 200 Н;

б) при повышении трения в элементах нижней секции от 20 до 1290 Н;

С использованием метода наибольшего сечения в областях локальных диагнозов установлены диагностические признаки (на участках секущих П рис.10), обладающие наибольшей чувствительностью к изменениям параметров технического состояния аппаратов ПТП. Так, например, для эффективного функционального диагностирования клапана ограничения давления достаточно 7 диагностических признаков, для ускорительного клапана - 4, для регулятора тормозных сил (РТС) -5, для крана управления стояночным тормозом (КУС) -5, и т.д. Выполненный корреляционный анализ позволил установить тесноту связи между диагностическими признаками и параметрами технического состояния аппаратов ПТП.

С использованием разработанных методик получены уравнения функциональных связей между диагностическими признаками и параметрами технического состояния аппаратов ПТП. В качестве примера, в табл.1 приведены уравнения связей, их вид и коэффициенты достоверности аппроксимации, диагностических признаков КУС, полученных методом средних значений функции.

Полученные уравнения связей решены относительно диагностических признаков, с целью обеспечения возможности определения их нормативных значений, при известных нормативных значениях параметров технического состояния аппаратов.

На основе экспериментальных исследований определены параметры моделей контуров ПТП. Проверки моделей с использованием линейного и среднеквадратичного критерия показали их адекватность экспериментальным данным.

Проведенными экспериментальными исследованиями и расчетом на моделях доказано, что ФДХ контуров ПТП при изменении параметров технического состояния также образуют области локальных диагнозов.

С использованием метода наибольшего сечения в областях локальных диагнозов установлено восемь диагностических признаков, обладающих наибольшей чувствительностью к изменениям параметров технического состояния второго контура ПТП. Выполненный корреляционный анализ позволил установить тесноту связи между диагностическими признаками и параметрами технического состояния второго контура ПТП. С использованием разработанных методик получены уравнения функциональных связей между диагностическими признаками и параметрами технического состояния второго контура ПТП, в виде полиномиальных зависимостей, аналогичных представленным в табл. 1.

Экспериментальными и расчетными методами исследований установлено, что площади, образованные ФДХ пневмоаппаратов в процессе их наполнения и опорожнения увеличиваются, с повышением темпов 2утр изменения управляющих воздействий иупр. При этом, чувствительность АЩ диагностических признаков на участках локальных диагнозов аппаратов и контуров ПТП к изменению параметров технического состояния Qi, с повышением темпов 2утр изменения управляющих воздействий сначала растет, а затем снижается (рис.12). Таким образом, решена задача оптимизации темпов изменения входных управляющих воздействий, реализующей целевую функцию (64), для аппаратов ПТП. Для второго контура ПТП КамАЗ, установлен оптимальный режим тестового воздействия, задаваемого посредством углового перемещения органа управления ДСТК с темпом 98 град/с.

Установлено, что чувствительность диагностических признаков к изменению параметров технического состояния аппаратов и контуров ПТП, при динамических режимах диагностирования, в среднем, в 2-3 раза выше, чем при статических.

На основе экспериментальных исследований определены параметры модели подсистемы «Колеса». Проверка модели с использованием линейного и среднеквадратичного критериев показала ее адекватность экспериментальным

данным, полученным в ходе стендовых испытаний.

На основе экспериментальных исследований определены параметры модели системы ПТКПД. Проверка модели с использованием ? - критерия и Б - критерия показала ее адекватность экспериментальным данным, полученным в ходе дорожных испытаний.

Определение основных параметров пневматического тормозного привода в условиях эксплуатации выполнялось посредством расчета на модели системы «ПТКПД». Результаты расчетов показателей процесса торможения автомобиля КамАЗ-5320, имеющего снаряженную массу 7150 кГ и полную массу 15137 кГ, при варьировании основных параметров пневматического тормозного привода, представлены в виде таблиц и трехмерных графиков (пример на рис. 13).

Рис. 13. Зависимость тормозного пути и времени срабатывания тормозной системы автомобиля КамАЗ от величины максимального давления во втором контуре тормозного привода и времени его срабатывания

На основании полученных результатов расчетов, были определены допустимые нормативы основных параметров пневматического тормозного привода, с учетом требований к показателям процесса торможения автомобиля Ка-мАЗ-5320 находящегося в эксплуатации, регламентируемых ГОСТ 25478.

Д11, МПа 0,28

0,24 0,20 0,16 0,12 0,08 0,04

0

Аиу

/Г ^—

//у

X 1

МПа/с

Рис. 12. Пример зависимостей чувствительности диагностических признаков КОД от темпа изменения входного управляющего воздействия иупр = Рвх

Таблица 1.

Пример связей диагностических признаков с параметрами технического состояния КУС

№ п/п

Сред нее

Параметр технического состояния

Вид связей

Уравнения связей

R2

Р2^тр2

Сила трения

поршня (режим опорожнения)

Р2^тр2 =4-Ш-11-(ЕТр2)3-Ы0-7-(ЕТр2)2 -8-10-6- Бтр2+0, 4391

1о =-2- 10-11-(Бтр2)4+2- 10-8-(Бтр2)3-7-10-6 -(Ртр2)2+8-10-4- Бтр2+0,9787

0,9998

0,9859

2

Р2|спр3

Жесткость Спр3 пружины поршня (режим опорожнения)

Р2|спр3 = -1 -10-6- Спрз+0,6496

1о = -2-10-11-( Спрз)2-4-10-7- Спрз+1,195

0,9998

0,9998

3

Р2^тр1

Сила Бтр1трения клапана

(режим опорожнения)

Р2|Fтрl =-4- 10-8-(Бтр1)3+4-10-6- (БтрО2 -1-10-4- Бтр1+0,4384

1о =-3-10-7-(Етр1)3+3-10-5-(Бтр1)2 -8-10-4- Бтр1+0,9914

0,9984

0,9961

1

Анализ результатов расчета показывает, что при понижении давления на входе обоих контуров ПТП рабочей тормозной системы до величины 0,45 МПа, требования ГОСТ 25478 по обеспечению тормозного пути и времени срабатывания тормозной системы автомобиля выполняются при времени срабатывания привода не более 0,6 с. При этом, значение установившегося замедления резко снижается до величины 5,52 м/с2. В случае, если давление на входах обоих контуров ПТП рабочей тормозной системы находится на уровне 0,6 МПа, требования ГОСТ 25478 по обеспечению тормозного пути и времени срабатывания тормозной системы автомобиля выполняются при времени срабатывания привода не более 0,8 с.

В процессе варьирования основных параметров первого контура ПТП установлено, что в результате снижения давления в нем от 0,75 МПа до 0,6 МПа,

требования ГОСТ 25478 к величине тормозного пути и времени срабатывания тормозной системы выполняются при времени срабатывания первого контура не более 0,8 с. Дальнейшее снижение давления в первом контуре приводит к опережающему блокированию колес средней и задней осей автомобиля, а также к нарушению требований ГОСТ 25478 к величине тормозного пути и времени срабатывания тормозной системы. При этом, величина установившегося замедления автомобиля остается в допустимых пределах.

В процессе варьирования основных параметров второго контура ПТП установлено, что в результате снижения давления в нем от 0,75 МПа до 0,35 МПа, требования ГОСТ 25478 к величине тормозного пути и времени срабатывания тормозной системы выполняются при времени срабатывания второго контура не более 0,8 с. При этом, в диапазоне снижения давления от 0,75МПа до 0,4 МПа, наблюдается опережающее блокирование колес задней и средней осей. Снижение давления во втором контуре менее 0,4МПа, приводит к опережающему блокированию колес передней оси автомобиля, а при его снижении до 0,3МПа происходит нарушение требований ГОСТ 25478 к величине тормозного пути и времени срабатывания тормозной системы. В диапазоне варьирования давления во втором контуре от 0,75МПа до 0,3МПа, величина установившегося замедления автомобиля остается в допустимых пределах, а при дав-

Л

лении 0,25МПа резко снижается до значения 5,35 м/с .

Таким образом, для ПТП автомобиля КамАЗ-5320, имеющего снаряженную массу 7125 кГ, требованиям ГОСТ 25478 удовлетворяет значение минимально допустимой величины давления на выходе первого контура [Р11] > 0,6 МПа, значение минимально допустимой величины давления на выходе второго контура [Р31] = 0,3 МПа, значение максимально допустимой величины давления на выходе второго контура [Р31] = 0,35 МПа. Допустимая величина времени срабатывания первого контура, составляет [1:ш1] < 0,8 с. Допустимая величина времени срабатывания второго контура, составляет [1тп2] < 0,8 с.

Полученные в результате расчетов допустимые значения основных пара-

метров пневматического тормозного привода, обеспечивают выполнение требований ГОСТ 25478 регламентирующих тормозные свойства автомобилей КамАЗ 5320 в процессе их эксплуатации.

В соответствии с разработанной методикой определены номинальные и допустимые значения диагностических признаков, позволяющие осуществлять функциональное диагностирование пневмоаппаратов, а также дифференциальное диагностирование контуров ПТП (табл. 2) автомобиля КамАЗ-5320, на основе динамических методов и с использованием компьютерных технологий.

Таблица 2.

Номинальные и допустимые значения диагностических признаков

состояний второго контура ПТП автомобиля КамАЗ-5320

№ п/п Диагностические признаки Номинальные значения диагностических признаков Допустимые значения диагностических признаков

1 к1, МПа 0,313 0,29 - 0,33

2 к2, МПа 0,215 0,18

3 к3, МПа 0,0025 0,018

4 к4, МПа 0,71 0,448

5 к5, МПа 0,75 0,60

6 кб, МПа 0,325 0,30 - 0,35

7 к7, с 0,4 0,8

8 к8, с 0,8 1,2

С целью определения остаточного ресурса контура ПТП получены результаты длительных эксплуатационных исследований динамики изменения диагностических признаков состояний второго контура ПТП автомобиля КамАЗ и его элементов в функции наработки. Зависимости изменения диагностических признаков к + к6 от наработки имеют явно выраженный нелинейный характер и описываются полиномами второй и третьей степени, а диагностических признаков к7 и к8 - имеют вид линейных функций (табл. 3).

Длительными эксплуатационными исследованиями группы, состоящей из 128 автомобилей предприятий АПК, в условиях эксплуатации, установлены статистические показатели наработки на отказ аппаратов ПТП КамАЗ. Для ДСТК средняя наработка на отказ составляет 386,4 тыс. км, при стандартном отклонении 79,5 тыс. км; для КУС, соответственно 357,2 и 54,8 тыс. км; для КОД - 462,4 и 63,7 тыс. км; для РТС - 407,8 и 83,0 тыс. км; для УК - 489,7 и 83,7 тыс. км; для тормозных камер №20 - 289,4 и 42,4 тыс. км.

Разработаны и обоснованы обобщенные алгоритмы и технологии, реализующие динамические методы функциональной диагностики пневмоаппаратов и дифференциальной диагностики контуров ПТП на основе предложенных компьютерных диагностических комплексов. Они включают в себя: тестовое воздействие, обеспечивающее динамические режимы функционирования ОД;

Таблица 3

Уравнения регрессии, и коэффициенты достоверности аппроксимации для

оп еделения остаточного ресурса второго контура ПТП КамАЗ

Диагностический признак Уравнение регрессии Коэффициент достоверности Я2

кг Ь1=-34802к13+11223 к12+1932,2к1+ 0,2 , тыс. км 0,9887

к2 Ь2=-1200,3к22+1902,3 к2-325,68, тыс. км 0,9972

кз Ь3=210бк33-233148 к32+14802 к3 -14,78, тыс. км 1

к4 Ь4=-3137,2к/+4339,2 к42-1179,3 к4+509, тыс. км 0,9745

кз Ь3=-4822,9к33+4410, б к32-1238,7 к3+486, тыс. км 0,989

кб Ьб=-7бб70кб3+2983кб2-2833,4кб+498, тыс. км 0,921

ку Ь7=1002,9к7 -332,94 , тыс. км 1

кв Ь8=1002,9к8 -332,94 , тыс. км 0,9993

измерение и обработку входных управляющих сигналов и выходного давления в контрольных точках контуров ПТП или на выходах пневмоаппаратов; построение динамических характеристик ОД; определение и анализ значений диагностических признаков в областях локальных диагнозов; постановку диагноза с указанием, в зависимости от вида диагностирования, неисправного элемента ПТП; прогнозирование остаточного ресурса сложных ПТП и пневмоаппаратов, обеспечивая вероятность их безотказной работы в условиях эксплуатации на уровне 0,97.

Технология дифференциального диагностирования контуров ПТП, входящих в состав рабочей и стояночной тормозных систем предусматривает обязательную оценку показателей тормозной эффективности автомобиля на стендах с беговыми барабанами (или в дорожных условиях).

В пятой главе приведена оценка эффективности использования и активной безопасности автомобилей за счет реализации динамических методов дифференциального диагностирования контуров ПТП и функционального диагностирования пневмоаппаратов, на основе результатов эксплуатационной производственной проверки разработанных компьютерных диагностических комплексов КДК-1, КДК-2 и КДК-3, на крупных автотранспортных и автообслуживающих предприятиях Республики Бурятия, в частности, на ТОО «Бурятский автоцентр КамАЗ», в АООТ «Грузовое автотранспортное предприятие № 2» и автобазе ТОО «Бурятводмелиорация» г. Улан-Удэ.

Расчет экономической эффективности осуществлялся по разности приведенных затрат и величине дополнительного экономического эффекта от повышения качества, повышения производительности диагностирования, снижения расхода материальных ресурсов.

В результате сравнительной оценки эффективности и технологичности известных и разработанных методов и средств диагностирования ПТП и его пневмоаппаратов в производственных условиях установлено: приведенные затраты на одно диагностирование, отнесенные к числу параметров технического состояния снижены в 3,0 ^ 3,4 раза и составляют 6,2 ^ 7,86 руб./параметр; оперативная продолжительность диагностирования снижена в 2,1 ^ 3,9 раза, и составляет по пневмоаппаратам - в среднем 6,3 мин, по контурам - в среднем 45 мин; относительная среднеквадратическая погрешность измерения диагностических признаков снижена в среднем на 76 % и составляет для: давления, не более 1,5 %; угловых перемещений, не более 2 %; времени, не более 0,01 %; чувствительность диагностических признаков к изменению параметров технического состояния увеличена в среднем на 156 %; коэффициент балластных работ по пневмоаппаратам возрос в среднем на 39 ^ 52 %, и составил 0,69^0,86. Последнее объясняется высоким быстродействием компьютера, в процессе измерения, обработки и анализа диагностических признаков.

В ходе производственной проверки разработанных методов и средств диагностирования ПТП и пневмоаппаратов установлено, что количество рекламаций на качество ремонта ПТП грузовых автомобилей сократились в среднем на 22%, пневмоаппаратов - на 14 ^ 17%, удалось сократить долю утилизированных пневмоаппаратов на 29 ^ 32%. Годовой экономический эффект от внедрения разработанных диагностических методов и средств составил 159132 руб. При этом количество дорожно-транспортных происшествий по причине неисправности тормозных систем грузовых автомобилей с ПТП автотранспортных предприятий АПК Республики Бурятия сократилось в 1996 году на 12,6%, а в 1997 году, на 27,5% по сравнению с показателем 1995 года.

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ

Проведенные теоретические и экспериментальные исследования позволяют сделать следующие выводы и заключения:

1. Техническое диагностирование современных пневматических тормозных приводов автомобилей должно осуществляться на основе высокопроизводительных автоматизированных компьютерных диагностических комплексов, с применением универсальных динамических методов, позволяющих контролировать основные свойства ПТП и пневмоаппаратов: следящее действие; быстродействие; герметичность. Применительно к сложным ПТП, наиболее рациональными, являются динамические методы дифференциального диагностирования, позволяющие определять их неисправные элементы и остаточный ресурс. Применительно к отдельным аппаратам ПТП, наиболее рациональными, являются динамические методы функционального диагностирования по принципу «годен» или «не годен».

2. Разработанные теоретические основы технического диагностирования пневматических тормозных приводов и их элементов динамическими метода-

ми, с использованием компьютерных технологий включают:

метод определения классификационных областей нахождения диагностических признаков, позволяющий выявлять области работоспособных и неработоспособных состояний, образуемых фазовыми динамическими характеристиками ПТП и их элементов;

метод наибольших сечений и метод анализа средних значений функций, позволяющие выявлять в областях локальных диагнозов участки динамических характеристик, обладающие наибольшей чувствительностью к изменению параметров технического состояния ПТП и их элементов, а также определять значения диагностических признаков;

решающие правила, позволяющие отнести предъявленный диагностический признак динамической характеристики ПТП или пневмоаппарата к одной из областей локальных диагнозов;

диагностическую матрицу, позволяющую выполнять распознавание состояний и неисправных элементов сложных ПТП на основании кодов диагностических признаков;

комплекс математических моделей системы «ПТКПД». 3. Разработаны математические модели контуров ПТП и его основных пневмоаппаратов как объектов диагностирования, с учетом физических процессов, конструктивных и технологических особенностей. Для описания динамики перемещения подвижных элементов и изменения пропускных сечений клапанов пневмоаппаратов предложены дифференциальные уравнения второго порядка, а также алгебраические уравнения, учитывающие изменения параметров технического состояния ОД. Описание газодинамических процессов осуществляется при помощи известных дифференциальных уравнений наполнения и опорожнения ОД и предложенных функций, корректирующих значения коэффициентов расхода при изменении пропускных сечений клапанов и заполняемых объемов.

Разработанное программное обеспечение позволяет: получать ФДХ контуров ПТП, в виде зависимостей давления на входе исполнительных пневмоаппаратов от величины давления на выходе управляющих пневмоаппаратов; ФДХ управляющих аппаратов ПТП, в виде зависимостей давления на их выходе от координаты перемещения органа управления; ФДХ аппаратов регулирования давления и ускорительных аппаратов ПТП, в виде зависимостей давления на их выходе от величины давления на входе, а также всех вышеперечисленных параметров от времени;

определять области локальных диагнозов, образуемых ФДХ контуров ПТП и пневмоаппаратов в результате изменения их параметров технического состояния;

выявлять закономерности изменения и связи диагностических признаков с параметрами технического состояния, влияющими на работоспособность аппаратов и контуров ПТП, в виде полиномиальных зависимостей первой - ше-

стой степени (с коэффициентами достоверности аппроксимации 0,953 ^ 1,0), на основании которых определены номинальные и допустимые значения диагностических признаков, разделяющих области локальных диагнозов уставками.

Предложенная и реализованная в программном обеспечении целевая функция, вида AUi = Ф( Zynp, Qi) ^ max, позволила решить задачу оптимизации темпов изменения тестовых воздействий в процессе диагностирования ПТП и пневмоаппаратов. В качестве критерия оптимизации режимов диагностирования пневмоаппаратов и контуров ПТП установлена чувствительность AUi диагностических признаков к изменению параметров технического состояния Qi от своего начального до предельного значения, а варьируемыми параметрами - темпы изменения управляющих тестовых воздействий Zynp.

Так например, для второго контура ПТП установлен оптимальный режим тестового воздействия, задаваемого посредством углового перемещения органа управления ДСТК с темпом 98 град/с. Для управляющих аппаратов ПТП установлены следующие режимы тестовых воздействий, задаваемых угловым перемещением их органов управления: ДСТК - 96 град/с; КУС - 90 град/с. Для аппаратов регулирования давления и ускорительных аппаратов, оптимальными являются следующие режимы тестовых воздействий, задаваемых посредством изменения давления на их управляющем входе: РТС - 2,8 МПа/с; КОД - 3,2 МПа/с; УК - 3,7 МПа/с.

Разработанный комплекс математических моделей системы «ПТКПД» и программное обеспечение позволяют рассчитывать допустимые и предельные значения основных параметров пневматического тормозного привода в условиях эксплуатации, с учетом ограничений, накладываемых ГОСТ 25478-91 на показатели эффективности процесса торможения автомобилей, оснащенных ПТП.

Так например установлено, что для находящихся в эксплуатации автомобилей КамАЗ-5320, имеющих снаряженную массу, допустимыми являются следующие значения основных параметров первого контура ПТП рабочей тормозной системы: время срабатывания контура tm1 < 0,8 с; минимально допустимое давление в первом контуре Рц > 0,6 МПа; для второго контура ПТП рабочей тормозной системы: время срабатывания контура tXn2 < 0,8 с; диапазон изменения давления во втором контуре 0,35 МПа > Рц > 0,3 МПа.

4. Разработанные и изготовленные с использованием компьютеров PEN-TIUM-133 и аналого-цифровых преобразователей типа L-154 автоматизированные компьютерные диагностические комплексы КДК-1, КДК-2 и КДК-3 позволяют выполнять экспериментальную проверку теоретических основ технического диагностирования пневматического тормозного привода и его элементов.

5. Разработанные и обоснованные обобщенные алгоритмы и технологии, реализующие динамические методы функциональной диагностики пневмоап-паратов и дифференциальной диагностики контуров ПТП на основе предложенных компьютерных диагностических комплексов включают в себя: тестовое воздействие, обеспечивающее динамические режимы функционирования

ОД; измерение и обработку входных управляющих сигналов и выходного давления в контрольных точках контуров ПТП или на выходах пневмоаппаратов; построение динамических характеристик ОД; определение и анализ значений диагностических признаков в областях локальных диагнозов; постановку диагноза с указанием, в зависимости от вида диагностирования, неисправного элемента ПТП; прогнозирование остаточного ресурса сложных ПТП и пневмоап-паратов, обеспечивая вероятность их безотказной работы в условиях эксплуатации на уровне 0,97.

Технология дифференциального диагностирования контуров ПТП, входящих в состав рабочей и стояночной тормозных систем предусматривает обязательную оценку показателей тормозной эффективности автомобиля на стендах с беговыми барабанами (или в дорожных условиях).

6. С использованием методов наибольшего сечения и средних значений функций, в областях локальных диагнозов установлены диагностические признаки ФДХ, обладающие наибольшей чувствительностью к изменениям параметров технического состояния аппаратов и контуров ПТП. Количество диагностических признаков определяется конструктивной сложностью ОД. Так, например, в процессе функционального диагностирования, для оценки следящего действия и герметичности клапана ограничения давления достаточно 7 диагностических признаков, ускорительного клапана - 4, регулятора тормозных сил - 5, крана управления стояночным тормозом - 5. В процессе дифференциального диагностирования второго контура ПТП КамАЗ, для оценки его следящего действия и герметичности, достаточно 8 диагностических признаков, при использовании диагностической матрицы. Оценка быстродействия пневмоап-паратов и контуров ПТП производится по двум диагностическим признакам -времени их наполнения и времени опорожнения рабочим телом.

7. Экспериментальными исследованиями установлено, что основными факторами, снижающими быстродействие и следящее действие аппаратов и контуров ПТП являются силы трения в подвижных элементах пневмоаппара-тов, изменение упругости резинового элемента ДСТК, нарушения герметичности элементов ПТП, изменение ходов штоков тормозных камер, нарушение регулировок элементов привода. В процессе эксплуатации, силы трения возрастают в среднем от 5 до 14,5 раз по сравнению с их первоначальными значениями и оказывают сопротивление перемещению подвижных элементов пнев-моаппаратов, нарушая нормальное протекание газодинамических процессов. При этом, искажаются фазовые динамические характеристики пневмоаппаратов и ПТП, увеличивается время их наполнения рабочим телом: РТС - на 146 %; ДСТК - на 85 %; КОД - на 13,2 %, увеличивается также и время опорожнения: РТС - в 2,5 раза; ДСТК - в 4,6 раза; КОД - в 2 раза.

8. Экспериментально установлено, что фазовые динамические характеристики аппаратов и контуров ПТП обладают высокой стабильностью. Средне-квадратическое значение отклонений ФДХ аппаратов и контуров ПТП в каждой

точке пространства выходного сигнала не превышает 3,8 % , при прочих равных условиях. При этом чувствительность диагностических признаков ФДХ к изменению параметров технического состояния аппаратов и контуров ПТП, в 23 раза превышает чувствительность диагностических параметров существующих статических методов их диагностирования.

9. Длительными эксплуатационными исследованиями группы, состоящей из 128 автомобилей предприятий АПК, в условиях эксплуатации, установлены статистические показатели наработки на отказ аппаратов ПТП КамАЗ. Для ДСТК средняя наработка на отказ составляет 386,4 тыс. км, при стандартном отклонении 79,5 тыс. км; для КУС, соответственно 357,2 и 54,8 тыс. км; для КОД - 462,4 и 63,7 тыс. км; для РТС - 407,8 и 83,0 тыс. км; для УК - 489,7 и 83,7 тыс. км; для тормозных камер №20 - 289,4 и 42,4 тыс. км. Таким образом, худшими показателями, ограничивающими наработку на отказ второго контура ПТП КамАЗ, обладают исполнительные и управляющие аппараты.

Получены уравнения регрессии, описывающие динамику изменения диагностических признаков второго контура ПТП в функции наработки и позволяющие определять его остаточный ресурс. Зависимости изменения диагностических признаков к1 + к6 от наработки имеют явно выраженный нелинейный характер и описываются полиномами второй и третьей степени, а диагностических признаков к7 и к8 - имеют вид линейных функций. Коэффициенты достоверности аппроксимации экспериментальных зависимостей составляют 0.921 ^ 1.0, причем большие их значения получены для линейных функций.

10. В результате сравнительной оценки эффективности и технологичности известных и разработанных методов и средств диагностирования пневматического тормозного привода и его пневмоаппаратов в производственных условиях установлено: приведенные затраты на одно диагностирование, отнесенные к числу параметров технического состояния снижены в 3,0 ^ 3,4 раза и составляют 6,2 ^ 7,86 руб./параметр; оперативная продолжительность диагностирования снижена в 2,1 ^ 3,9 раза, и составляет по пневмоаппаратам - в среднем 6,3 мин, по контурам - в среднем 45 мин; относительная среднеквадратическая погрешность измерения диагностических признаков снижена в среднем на 76 % и составляет для: давления, не более 1,5 %; угловых перемещений, не более 2 %; времени, не более 0,01 %; чувствительность диагностических признаков к изменению параметров технического состояния увеличена в среднем на 156 %; коэффициент балластных работ по пневмоаппаратам возрос в среднем на 39 ^ 52 %, и составил 0,69 ^ 0,86. Последнее объясняется высоким быстродействием компьютера, в процессе измерения, обработки и анализа диагностических признаков.

В ходе производственной проверки разработанных методов и средств диагностирования ПТП и пневмоаппаратов установлено, что количество рекламаций на качество ремонта ПТП грузовых автомобилей сократились в среднем на 22%, пневмоаппаратов - на 14 ^ 17%, удалось сократить долю утилизирован-

ных пневмоаппаратов на 29 ^ 32%.

Годовой экономический эффект от внедрения разработанных диагностических методов и средств составляет 159132 руб. При этом количество дорожно-транспортных происшествий по причине неисправности тормозных систем грузовых автомобилей с ПТП автотранспортных предприятий АПК Республики Бурятия сократилось в 1996 году на 12,6%, а в 1997 году, на 27,5% по сравнению с показателем 1995 года.

Основное содержание диссертации опубликовано в следующих работах:

1. Федотов А.И , Зарщиков А.М. Стенд для исследования динамических характеристик эластичного колеса в тормозном режиме. // В сборн. научн. трудов МАМИ «Безопасность и надежность автомобиля» -М.: 1983. С. 192-195.

2. Федотов А.И., Дик А.Б. Качение тормозящего колеса, нагруженного переменной нормальной нагрузкой. // Сборник научных трудов «Активная и пассивная безопасность и надежность автомобиля» / МАМИ.-1984.-С. 94-110.

3. Федотов А.И Динамические методы диагностирования пневматических тормозных приводов автомобилей // Тез. докл. научно-технической конференции СибАДИ, Омск, 1987.16 с.

4. Федотов А.И., Карузин О.И., Зарщиков А.М. Влияние неровности дороги на процесс торможения автомобильного колеса. // Деп. в НИИНавтопроме - 1997.- №1056ап-87Деп. 8 с.

5. Федотов А.И., Цыденов Б.В. Результаты динамических испытаний контуров ПТП автомобиля КамАЗ // Тезисы доклада на научно-технической конференции ВСТИ. Улан-Удэ, 1987. С. 27.

6. Федотов А.И., Цыденов Б.В. Устройство для измерения времени срабатывания пневматического тормозного привода автомобилей // Информационный листок № 96-88. Улан-Удэ: Бурятский межотраслевой ЦНТИ, 1988, - 4 с.

7. Федотов А.И. Русин П.И. Устройство для оценки эффективности тормозов грузовых автомобилей марки ЗИЛ // Информационный листок № 51-88. Улан-Удэ: Бурятский ЦНТИ, 1988, - 4 с.

8. Федотов А.И, Корытов С.Н, Ерженин Е.В. Влияние вариации давления воздуха в шинах на некоторые эксплутационные показатели автомобиля // Депонирована 23.12.88 г. ВИНИТЭИавтопромом № 1810 -ап88, - 12 с.

9. Федотов А.И, Корытов С.Н, Ерженин Е.В. Вопросы диагностики пневматического тормозного привода в эксплуатации // Тезисы доклада на XXVII научно-технической конференции ВСТИ. Улан-Удэ. 1988. С.15.

10. Федотов А.И Диагностирование тормозных аппаратов автомобилей динамическими методами // Тез. докл. научно-технической конференции ИПИ, Иркутск, 1989.- С.14.

11. Федотов А.И Диагностирование пневматических тормозных приводов автомобилей на основе теории распознавания образов // Тез. докл. научно-технической конференции Си-бАДИ, Омск, 1990.- С.31.

12.Федотов А.И. Использование компьютера Искра-1256 для контроля технического состояния тормозных систем автомобиля // Тезисы доклада на научно-технической конференции ВСТИ. Улан-Удэ, 1991. С.12.

13.Федотов А.И., Тумуров Ю.А. Прибор для диагностики пневмотормозного привода автомобиля КамАЗ 5320 // В информационном листке № 5-93, Бурятского ЦНТИ. Улан-Удэ,

1992. 3 c.

14.Федотов А.И., Сиденов И.И. Исследование тормозных свойств автомобилей // Тез. докл. научно-технической конференции ВСТИ, Улан-Удэ, 1992. С.5.

15.Федотов А.И. Разработка комплекса для диагностики и регулировки аппаратов тормозного привода автомобилей КамАЗ // В сборнике тезисов научно-технической конференции ВСТИ. Улан-Удэ, 1992. С. 21.

16.Федотов А.И., Зубакин В.В. Стенд для диагностики пневмотормозного привода автомобиля КамАЗ 5320 // Информационный листок № 6-93. Улан-Удэ: ЦНТИ, 1993, - 4 с.

17.Федотов А.И. Исследование тормозных свойств автомобиля // Тезисы доклада на научно-технической конференции ВСТИ. Улан-Удэ, 1993. С.19.

18.Федотов А.И, Балакин В.Д, Гергенов С.М. Экспериментальное оборудование для исследования выходных характеристик многоконтурного пневматического тормозного привода автомобиля. // Сб. научн. трудов ВСГТУ, серия: Технические науки., Выпуск 1. Улан-Удэ, 1994. С. 3-5.

19.Балакин В.Д, Федотов А.И, Сиденов И.И. Стенд для экспериментальных исследований тормозных систем автомобиля. // Сб. научн. трудов ВСГТУ, серия: Технические науки., Выпуск 1. Улан-Удэ, 1994. С. 14-18.

20.Федотов А.И., Гергенов С.М., Крушинский А.М., Мошкин Н.И., Выборочная статистика неисправностей аппаратов пневматического тормозного привода. // Сб. научн. трудов ВСГТУ, серия: Технические науки., Выпуск 2. Улан-Удэ, 1995. С. 146-149.

21. Федотов А.И., Гергенов С.М., Крушинский А.М., Мошкин Н.И., Диагностика аппаратов пневматического тормозного привода на основе теории распознавания образов // Сб. научн. трудов ВСГТУ, серия: Технические науки., Выпуск 2, 1995. С.153-158.

22. Федотов А.И., Гергенов С.М., Крушинский А.М., Мошкин Н.И., Экспериментальный компьютерный комплекс для диагностики аппаратов пневматического тормозного привода. // Сб. научн. трудов ВСГТУ, серия: Технические науки., Выпуск 2, Улан-Удэ, 1995. С. 120-123.

23.Балакин В.Д, Федотов А.И и др. Исследование рабочих процессов в пневмоаппара-тах многоконтурного тормозного привода с целью их функциональной диагностики // В материалах международной научно-практической конференции «Город и транспорт», СибАДИ, Омск, 1996. С. 105-107.

24.Roussakov A.S., Karghin A.V., under supervision Fedotov A.I. Diagnostics of automotive compressed-air brake drive apparatuses based on the pattern recognition theory. // Abstracts. Second International Students Congress of the Asia-Pacific Region Countries. Session !7, Mechanical Engineering, Transportation and Vehicles, Far-Eastern State Technical University Vladivostok, Russia. April 22-26, 1997. P. 166.

25. Диагностика работоспособности автомобилей с учетом зональности их использования: Отчет о НИР (промежуточ.) / ВСГТУ. №01840064621; Руковод. А.И. Федотов. - Улан-Удэ, 1997.- 31 с.

26. Федотов А.И., Мошкин Н.И. Измерительный комплекс для исследования тормозных качеств автомобиля // В сборн. научн. трудов ВСГТУ. Серия «Технические науки» , Выпуск 5, Улан-Удэ, 1998. С. 63-69.

27.Федотов А.И. Математическое описание выходных характеристик тормозного механизма. // В сборн. научн. трудов ВСГТУ, Серия «Технические науки» , Выпуск 5 / Улан-Удэ, 1998. С. 115-120.

28. Федотов А.И. Моделирование работы клапана ограничения давления автомобиля с учетом его технического состояния // В сб. научн. тр. ВСГТУ, серия: Технич. науки, Выпуск 5 / Улан-Удэ, 1998. С. 96-114.

29.Федотов А.И, Алхунсаев Г.Г, Крушинский А.М. Математическая модель большегрузного автомобиля для исследования эффективности и управляемости при торможении // В сб. научн. тр., серия: Технич. науки, Выпуск 5 / ВСГТУ, Улан-Удэ, 1998. С. 70-95.

30.Федотов А.И. Установление связей диагностических признаков со структурными параметрами пневмоаппарата автомобиля // В сб. научн. тр., серия: Технич. науки, Выпуск 5 / ВСГТУ, Улан-Удэ, 1998. С. 40-53.

31.Федотов А.И. Алгоритм метода функционального диагностирования аппаратов пневматического тормозного привода автомобилей // В сб. научн. тр., серия: Технич. науки, Выпуск 5 / ВСГТУ, Улан-Удэ, 1998. С. 54-62.

32.Федотов А.И., Тихов-Тинников Д.А. Моделирование работы управляющего аппарата ПТП с обратной логикой с целью его диагностирования // Сборник научн. трудов ИрГ-СХА «Эксплуатация, восстановление и ремонт сельскохозяйственной техники в условиях Восточной Сибири»: Иркутск. 1998. С. 222-232.

33.Федотов А.И., Мошкин Н.И., Тихов-Тинников Д.А. Моделирование работы ускорительного клапана пневматического тормозного привода автомобиля с целью его диагностирования // Сборник научн. трудов ИрГСХА «Эксплуатация, восстановление и ремонт сельскохозяйственной техники в условиях Восточной Сибири»: Иркутск. 1998. С. 232-244.

34.Федотов А.И. Моделирование работы двухсекционного тормозного крана автомобиля с целью его диагностирования // Сборник научн. трудов ИрГСХА «Эксплуатация, восстановление и ремонт сельскохозяйственной техники в условиях Восточной Сибири»: Иркутск. 1998. С. 209-222.

35. Федотов А.И. Математическая модель пневматического привода рабочей тормозной системы автомобиля // В сборнике «Технические науки», Выпуск-6, том 1, ВСГТУ, Улан-Удэ, 1998. С. 16-20.

36.Федотов А.И. Математическая модель тормозной камеры ПТП автомобиля // В сборнике «Технические науки», Выпуск-6, том 1, ВСГТУ, Улан-Удэ, 1998. С.10-16.

37.Федотов А.И. Компьютерное распознавание состояний пневматического тормозного привода автомобиля // В сборнике «Технические науки», Выпуск-6, том 1, ВСГТУ. Улан-Удэ, 1998. С. 3-9.

38. Федотов А.И, Мошкин Н.И, Тихов-Тинников Д.А. Экспериментальные исследования исполнительных аппаратов пневматического тормозного привода автомобиля // Проблемы информатизации региона. ПИР-98. / Труды четвертой Всероссийской конференции (Красноярск, 24-26 ноября 1998 г.) Отв. ред. В.И. Быков. Красноярск: ЗАО «Диалог Сибирь -НТ», 1998. С. 534-536.

39.Федотов А.И, Мошкин Н.И. Экспериментальное исследование динамических характеристик первого и второго контуров МПТП, с целью диагностирования // Проблемы информатизации региона. ПИР-98. / Труды четвертой Всероссийской конференции (Красноярск, 24-26 ноября 1998 г.) Отв. ред. В.И. Быков. Красноярск: ЗАО «Диалог Сибирь -НТ», 1998. С. 515-521.

40.Федотов А.И. Моделирование работы регулятора тормозных сил автомобиля, с целью его диагностирования // Проблемы информатизации региона. ПИР-98. / Труды четвертой Всероссийской конференции (Красноярск, 24-26 ноября 1998 г.) Отв. ред. В.И. Быков. Красноярск: ЗАО «Диалог Сибирь -НТ», 1998. С. 522-527.

41. Заявка на патент РФ. Способ диагностики аппаратов пневматического тормозного привода и устройство для его осуществления (Федотов А.И., Власов А.А., Гергенов С.М.) МПК6 G 01 L 5/28. Приоритетная справка от 31.07.1997, заявка № 97113326/28.

Восточно-Сибирский государственный технологический университет Иркутская государственная сельскохозяйственная академия

На правах рукописи

Федотов Александр Иванович

ДИАГНОСТИКА ПНЕВМАТИЧЕСКОГО ТОРМОЗНОГО ПРИВОДА АВТОМОБИЛЕЙ НА ОСНОВЕ КОМПЬЮТЕРНЫХ ТЕХНОЛОГИЙ

Специальность 05.20.03. - эксплуатация, восстановление и ремонт сельскохозяйственной техники

Диссертация на соискание ученой степени доктора технических наук

Научный консультант доктор технических наук, профессор заслуженный деятель науки и техники РФ, И.П. Терских

Иркутск, 1999

С О Д Е Р Ж А Н И Е

с

В В Е Д Е Н И Е....................................................7

ГЛАВА 1. СОСТОЯНИЕ ПРОБЛЕМЫ И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ . . . . 13

1.1. Состояние и основные положения технического диагностирования машин...................................................13

1.2. Пневматический тормозной привод и его элементы, как объекты диагностирования...........................................24

1.3. Анализ исследований в области эксплуатации ПТП, пневмоаппара-тов и тормозных систем......................................36

1.4. Анализ исследований в области теории динамических процессов ПТП и его элементов........................................53

1.5. Техническая диагностика сложных объектов на основе компьютерных технологий....................................63

1.6. Выводы и задачи исследования............................80

ГЛАВА 2. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ТЕХНИЧЕСКОГО ДИАГНОСТИРОВАНИЯ ПНЕВМАТИЧЕСКОГО ТОРМОЗНОГО ПРИВОДА АВТОМОБИЛЯ И ЕГО ЭЛЕМЕНТОВ....................84

2.1. Анализ системы «Пневматический тормозной привод - тормозные механизмы - колеса - подвеска, подрессоренные и неподрессоренные массы - дорога»..............................................84

2.2. Методы определения классификационных областей нахождения диагностических признаков разделенных уставками для диагностирования пневматических тормозных приводов и пневмоаппаратов . . . . 94

2.2.1. Выявление диагностических участков состояний ПТП

и пневмоаппаратов.....................................100

2.2.2. Распознавание состояний ПТП и пневмоаппаратов..........103

2.3. Математические модели аппаратов пневматического тормозного привода..................................................112

2.3.1. Теоретические предпосылки разработки математических моделей аппаратов пневматического тормозного привода.....112

2.3.2. Математическая модель двухсекционного тормозного крана . .119

2.3.3. Математическая модель крана управления стояночной тормозной системой....................................128

2.3.4. Математическая модель регулятора тормозных сил.........134

2.3.5. Математическая модель клапана ограничения давления.....140

2.3.6. Математическая модель ускорительного клапана............145

2.3.7. Математическая модель тормозной камеры................150

2.3.8. Алгоритм расчета фазовых динамических характеристик аппаратов ПТП............................................154

2.4. Математическая модель пневматического тормозного привода автомобиля................................................157

2.4.1. Математическая модель пневматического тормозного привода рабочей тормозной системы автомобиля.......................157

2.4.2. Алгоритм расчета фазовых динамических характеристик пневматического тормозного привода.........................162

2.5. Математическая модель подсистемы «Подвеска, подрессоренные и неподрессоренные массы»...................................164

2.6. Математическая модель подсистемы «Колеса»..............174

2.7. Математическая модель подсистемы «Тормозные механизмы» .179

2.8. Математическая модель подсистемы «Дорога»..............183

2.9. Математическая модель элементов «ДВС» и «Трансмиссия» . . 187

2.10. Алгоритм построения областей локальных диагнозов и оптимизации режимов диагностирования.......................190

2.11. Алгоритм расчета показателей процесса торможения автомобиля, оснащенного пневматическим тормозным приводом . . 194 Выводы ...................................................198

ГЛАВА 3. МЕТОДИКА ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ . . . 201

3.1. Оборудование для проведения экспериментальных исследований .201

3.1.1. Компьютерный диагностический комплекс..................203

3.1.2. Компьютерный измерительный комплекс для проведения ходовых испытаний автомобилей...............................221

3.2. Методика проверки адекватности математических моделей системы ПТКПД в условиях эксплуатации.......................228

3.2.1. Методика экспериментальных исследований статических

и динамических характеристик пневмоаппаратов..................231

3.2.2. Методика экспериментальных исследований динамических характеристик контуров пневматического тормозного привода......237

3.2.3. Методика экспериментальных исследований показателей эффективности тормозной системы автомобиля на стенде..........241

3.2.4. Методика экспериментальных исследований выходных характеристик подсистемы «колеса».............................244

3.2.5. Методика экспериментальных исследований показателей процесса торможения автомобиля в условиях эксплуатации........247

3.2.6. Оценка адекватности разработанных математических моделей . 251

3.3. Методика экспериментальных исследований процесса изменения и связи диагностических признаков с параметрами технического состояния аппаратов и контуров ПТП...........................255

3.4. Методики определения диагностических нормативов...........257

3.4.1. Методика определения номинальных нормативов Пн.........258

3.4.2. Методика определения допустимых нормативов основных параметров ПТП............................................. 258

3.4.3. Методика определения допустимых значений диагностических признаков технического состояния аппаратов и контуров ПТП.......264

3.4.4. Методика определения периодичности диагностирования ПТП по заданной вероятности безотказной работы ....................... 268

3.4.5. Методика прогнозирования остаточного ресурса ПТП........269

3.4.6. Методика определения технологичности методов

диагностирования ПТП и пневмоаппаратов.......................273

Выводы ...............................................275

ГЛАВА 4. РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ И ИХ РЕАЛИЗАЦИЯ . . 279 4.1. Анализ изменения параметров технического состояния влияющих на работоспособность пневмоаппаратов и контуров ПТП в процессе эксплуатации.................................................279

4.2. Результаты экспериментальных исследований фазовых статических характеристик пневмоаппаратов.....................289

4.3. Результаты проверки адекватности математических

моделей аппаратов ПТП.......................................291

4.4. Результаты исследований изменения и связей диагностических признаков с параметрами технического состояния аппаратов ПТП. . . . 311

4.5. Результаты оптимизации режимов диагностирования

аппаратов ПТП..............................................345

4.6. Результаты проверки адекватности математических моделей контуров ПТП...............................................348

4.7. Результаты исследований изменения и связей диагностических признаков с параметрами технического состояния контуров ПТП. . . . 352

4.8. Результаты проверки адекватности математической модели подсистемы «Колеса»........................................368

4.9. Результаты проверки адекватности математической модели системы «ПТКПД» для расчета основных показателей процесса торможения автомобиля в условиях эксплуатации.................373

4.10. Результаты определения допустимых значений основных параметров ПТП в условиях эксплуатации.......................376

4.11. Результаты нормирования значений диагностических признаков динамических характеристик аппаратов и контуров ПТП..........390

4.12. Результаты ресурсных испытаний аппаратов и контуров ПТП . . 396

4.13. Технологии и алгоритмы технического диагностирования ПТП

и его элементов на основе компьютерных комплексов.............398

Выводы ..............................................409

ГЛАВА 5. ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ ТЕХНИЧЕСКОЙ ДИАГНОСТИКИ ПТП И ЕГО ЭЛЕМЕНТОВ НА ОСНОВЕ

КОМПЬЮТЕРНЫХ ТЕХНОЛОГИЙ............................419

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ............................................438

ЛИТЕРАТУРА................................................445

ПРИЛОЖЕНИЯ...............................................477

ВВЕДЕНИЕ

Наиболее крупным подкомплексом АПК является транспортный. Численность грузового автомобильного парка АПК значительно превосходит численность грузового автомобильного парка общего пользования [68]. Им перевозится около 80% сельскохозяйственных грузов. Доля накладных расходов, связанных с работой транспортного подкомплекса в себестоимости сельскохозяйственной продукции составляет 12 ^ 40% и более [68]. Большую часть грузового автомобильного парка транспортного подкомплекса составляют автомобили, оснащенные пневматическим тормозным приводом (ПТП) [97, 98, 99].

Высокая эффективность современных многоконтурных ПТП, продиктованная требованиями Правила №13 ЕЭК ООН и стандартами РФ [72, 79, 86, 267], обеспечивается их конструктивной сложностью. В состав многоконтурного ПТП современного грузового автомобиля входят свыше нескольких десятков пневмоаппаратов, различного функционального назначения и конструктивного исполнения [93, 343]. При этом большая часть подвижного состава, исчерпавшая свой ресурс, распределена по многочисленным мелким хозяйствам, имеющим слабую производственную базу и испытывающим острый недостаток в техническом обслуживании, ремонте ПТП и пневмоаппаратов [25]. Отсутствие высокоэффективного диагностического оборудования усугубляется высокой стоимостью пневмоаппаратов, составляющей 200 ^ 1200 тыс. рублей, в ценах 1 квартала 1997 года [55].

Существующие методы и средства диагностирования ПТП и его элементов основанные на статических методах измерения давления рабочего тела в установившихся режимах, малоинформативны. Процесс диагностирования сопровождается частичными или полными разборками ПТП и пневмоаппаратов (разрушающим контролем), большой трудоемкостью операций и длительными простоями автомобилей [25].

При этом автомобиль остается самым опасным видом транспорта. Суммарный ущерб, причиненный Российской Федерации дорожно-транспортными

происшествиями (ДТП) в 1996 году составил около 16 триллионов рублей в ценах 1 квартала 1997 года [98]. Только за три дня на автодорогах нашей страны гибнет людей больше, чем в течение года на всех других видах транспорта [98]. Из-за ненадежности тормозов, грузовые автомобили в 2,7 раза чаще попадают в дорожно-транспортные происшествия чем легковые [25]. Из общего числа ДТП, 37% возникает по причине неудовлетворительного технического состояния грузовых автомобилей, из которых 49% приходится на неисправности тормозных систем, в том числе ПТП и их элементов [25].

В связи с вышеизложенным, проблема повышения эффективности использования и активной безопасности автомобилей за счет обоснования, разработки и внедрения высокоинформативных, оперативных динамических методов и средств технического диагностирования пневматического тормозного привода и пневмоаппаратов имеет важное народнохозяйственное значение.

Стремление решить эту проблему вступает в противоречие с недостатком знаний о закономерностях процессов формирования диагностических признаков, характеризующих изменения технического состояния ПТП и пневмоаппаратов и их связей с основными показателями эффективности тормозной системы автомобиля.

Представленная работа выполнена в соответствии с научно-технической программой на тему «Разработка комплекса мероприятий, направленных на повышение производительности сельскохозяйственной техники путем рациональной организации использования, технического обслуживания, внедрения технической диагностики и применения комбинированных агрегатов» (№ гос. регистрации 01816007814), а также в соответствии с федеральной целевой программой «Повышение безопасности дорожного движения в России» на 1996 -1998 годы, утвержденной постановлением Правительства РФ от 07.06.1996 г. № 653.

Рабочей гипотезой, исходной при решении сформулированной проблемы, являлось предположение о том, что разработка высокоэффективных методов

диагностирования ПТП и его аппаратов возможна на основе анализа непрерывных функций зависимостей давления рабочего тела на выходах ПТП и его аппаратов от управляющего входного сигнала, которые при варьировании параметров технического состояния объектов диагностирования, работающих в динамическом режиме, образуют области работоспособных и неработоспособных состояний.

Целью исследований является изыскание, научное обоснование и разработка новых методов и средств технического диагностирования аппаратов и контуров пневматического тормозного привода, позволяющих значительно повысить эффективность использования и активную безопасность автомобилей.

Объект исследований. Процессы диагностирования пневматического тормозного привода автомобилей, основанные на анализе динамических характеристик рабочего давления и их взаимосвязях с техническим состоянием аппаратов и контуров ПТП в условиях эксплуатации.

Методы исследований. Общей методологической основой исследований являлось использование системного подхода, обеспечивающего рассмотрение процесса формирования диагностических признаков, характеризующих изменения технического состояния ПТП и пневмоаппаратов с учетом взаимосвязей системных параметров. В аналитических исследованиях использованы методы теории распознавания образов, теории вероятностей, численные методы математического анализа, методы математического моделирования процессов торможения автомобиля и качения эластичного колеса. Экспериментальные исследования аппаратов ПТП проводились стендовыми методами, автомобилей с ПТП - стендовыми и дорожными испытаниями. Проводились длительные ресурсные испытания ПТП и его элементов в условиях эксплуатации, а также стендовые испытания шин. Обработка полученного экспериментального материала осуществлялась при помощи методов математической статистики.

Научную новизну представляют:

- теоретические основы технического диагностирования пневматических тормозных приводов и их элементов динамическими методами, с использованием компьютерных технологий;

- комплекс математических моделей контуров ПТП и его основных пневмоаппаратов как объектов диагностирования;

- выявленные закономерности изменения и связи диагностических признаков с параметрами технического состояния, влияющими на работоспособность контуров ПТП;

- выявленные закономерности изменения и связи диагностических признаков с параметрами технического состояния, влияющими на работоспособность основных аппаратов ПТП;

- комплекс математических моделей системы «ПТКПД», позволяющий определять допустимые и предельные значения основных параметров пневматического тормозного привода в условиях эксплуатации;

- уравнения регрессии, описывающие динамику изменения диагностических признаков второго контура ПТП в функции наработки и позволяющие определять его остаточный ресурс;

- разработанные и изготовленные с использованием компьютеров РЕ№ ТШМ-133 и аналого-цифровых преобразователей типа L-154 автоматизированные компьютерные диагностические комплексы, реализующие динамические методы диагностирования ПТП и пневмоаппаратов.

Практическая значимость работы. Результаты исследований могут быть использованы:

на постах и станциях диагностики районных ремонтно-транспортных предприятий, специализированных АТП региональных управлений сельского хозяйства, АТП общего пользования, авторемонтных заводов, а также специализированных сервисных центров, при проведении диагностирования автомобилей с ПТП и пневмоаппаратов;

на постах инструментального контроля ГИБДД, при проведении инструментального контроля технического состояния автомобилей с ПТП в процессе государственного технического осмотра;

при разработке бортовых средств диагностики ПТП; в учебном процессе, при подготовке инженеров-механиков сельскохозяйственного производства и инженеров механиков по специальности «Автомобили и автомобильное хозяйство».

Реализация результатов работы. Результаты исследований рекомендованы к внедрению Министерством сельского хозяйства и продовольствия Республики Бурятия. Внедрены в ряде автотранспортных предприятий Республики Бурятия, выполняющих централизованные перевозки для предприятий АПК. Внедрены в Бурятском автоцентре КамАЗ, выполняющем гарантийное и сервисное обслуживание автомобилей с многоконтурным ПТП. Материалы диссертационной работы используются в учебном процессе на факультете механизации сельского хозяйства Бурятской ГСХА, на физико-техническом факультете Бурятского государственного университета, а также на машиностроительном факультете Восточно-Сибирского ГТУ.

Апробация работы. В период с 1986 по 1998 гг. результаты исследований рассмотрены и одобрены на международных научных конференциях: «Город и транспорт» СибАДИ (г. Омск); ДВГТУ (г. Владивосток), на конференциях государственного и регионального уровня: Четвертой Всероссийской конференции ПИР-98 (г. Красноярск); III Всесоюзной научно-технической конференции «Диагностика автомобилей» ВСГТУ (г. Улан-Удэ), на заседаниях научно-технических советов: Министерства сельского хозяйства и продовольствия Республики Бурятия; Бурятского автоцентра КамАЗ, на научных конференциях: СибАДИ (г