автореферат диссертации по транспортному, горному и строительному машиностроению, 05.05.03, диссертация на тему:Электропневматический тормозной привод, управляемый электронной системой с регулированием тормозных сил на осях многозвенного тракторного поезда

ВВЕДЕНИЕ.

1.0. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ.

1.1. Обоснование необходимости регулирования тормозных сил на мостах автотракторных поездов.

1.2. Способы регулирования тормозных сил и классификация их регуляторов.

1.3. Электронные системы регулирования тормозных сил.

2.0. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ РЕГУЛИРОВАНИЯ ТОРМОЗНЫХ СИЛ С ВЫСОКИМ БЫСТРОДЕЙСТВИЕМ ТОРМОЗНОГО ПРИВОДА ДВУХЗВЕННОГО ТРАКТОРНОГО ПОЕЗДА.

2.1. Состояние разработки вопросов динамики торможения тракторного поезда.

2.2. Математическая модель процесса торможения двухзвен-ного тракторного поезда с электропневматическим тормозным приводом и регулированием тормозных сил на осях прицепа.

2.3. Результаты теоретических исследований влияния электропневматического тормозного привода с регулированием тормозных сил на динамику торможения двухзвенного тракторного поезда (МТЗ-80+2ПТС-6).

3.0. МЕТОДИКА ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ.

3.1. Цель и общая программа исследования.

3.2. Выбор рациональной схемы электопневматического при -вода с регулированием тормозных сил.

3.3. Программа,методика и объект лабораторных испытаний.

3.4. Программа,методика и объект дорожных испытаний.

4.0. РЕЗУЛЬТАТЫ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ.

4.1. Результаты лабораторных испытаний.

4.2. Результаты дорожных исследований.

В настоящее врегля во всех развитых странах выпускаются энергонасыщенные тракторы, которые позволяют значительно повысить эффективность использования тракторных поездов для перевозки грузов.Высокие транспортные скорости делают пртюнение тракторного транспорта эффективным не только на внутрихозяйственных, но и на дальних перевозках. С повышением транспортных скорости! и грузоподъемности тракторных поездов, а также с выходом их на дороги с интенсивным двилсением, особое значение приобретает безопасность движе-. ния и, в частности, эффективность тормозной системы. От тормозных свойств зависит не только безопасность движения, но и степень реализатш скоростных возможностей. В связи с этим задача дальнейшего улучшения тормозных свойств тракторных поездов является одной из наиболее актуальных. Для решения этой задачи необходимо обеспечить высокое быстродействие и синхронность торкюжения звеньев поезда при одновременном рациональном распределении тормозных сил между их мостами и следящим действием тормозного привода.Выполнение такой комплексной задачи связано с большшж трудноетя1ЛИ, так как известныг^м способатди достичь такого торг«южения невозможно.Одним из наиболее перспективных направлений совершенствовашш тормозных систем гшогозвенных тракторных поездов является применение электронных автоматических систем управления тормозным приводом, с помощью которых мо}шо получить близкий к оптимальному процесс торможения, ьшогозвенного тракторного поезда.Целью диссертации является и на защиту выносится разработка и исследование на основе использования средств электронной автоматики следящего электропневматического тормозного привода ишогозвенного тракторного поезда, обеспечивающего регулирование тормозных сил на осях прицепов и с1шхронное торможение его звеньев с высокшл быстродействием тормозного привода.Для достижения поставленной цели в диссертации обоснованы и предложены принципиально новые конструкции электропневг*1атического тормозного привода тракторного поезда, которые с помощью электронного блока управления обеспечивают указанные требования.Кафедрой "Тракторы" Белорусского политехнического института проводится кoIvIПлeкc работ по улучшению диналшки торгяожения тракторных поездов, и данная работа является составной частью проводимых исследований.В первой главе обоснована необходимость регулирования тормозных сил на осях прицепного состава, проанализирован ряд работ по исследованию эффективности и устойчивости движения при торможении, проведен обзор типов регуляторов и методов регулирования тормозных сил, предложена классификащш регуляторов тормозных сил и определены задачи исследования.Во второй главе проведены теоретичес1ше исследования электропневматического однопроводного и двухпроводного тормозного привода двухзвенного тракторного поезда, оборудованного регуляторами тормозных сил на осях прицепа.В третьей главе изложены програмгла и методика лабораторных и доролсных испытаний, описание разработанных конструкций электропневматического тормозного пр1Шода с регулированием тормозных сил на мостах тракторного поезда, а также комплекса измерительнорегистрирующей аппаратуры.В четвертой главе представлены результаты лабораторных и дорожных испытанш!, приведена сравнительная оценка различных вариантов однопроводного и двршроводного электропневматического торб мозного привода траюторного поезда.Лабораторные исследования проводились на стендовом оборудовании кафедры "Тракторы", имитирующем тормозной привод трехзвенного траюторного поезда в составе трактора класса 14 кН и двух прицепов 2-ПТС-4, а дорогшые исследования тракторного поезда ЖЗ-80 + 2IITC-6 - на эксперхшентальной базе цеха испытаний Афинского тракторного завода.Глубокую благодарность автор выражает сотрудникам кафедры "Тракторы" Белорусского политехнического института, руководителю к.т.н., доценту Богдану Н.В., заслулсенному деятелю науки и техники БССР, доктору технических наук, профессору Гуськову В.В. Специальную благодарность автор приносит старшему научному сотруднику, к.т.н. Саркисян Э.В. за оказанную помощь в проведении настоящих исследований. I. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА И ЗАДАЧИ ИССДЩОВАНИЯ

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

На основании теоретических и экспериментальных исследований сформулированы следующие выводы и рекомендации:

1. Разработанная математическая модель, позволяющая сравнить динамику распределения удельных тормозных сил между осями трактора и прицепа, усилия в тягово-сцепном устройстве, замедление и тормозной путь поезда, оборудованного пневматическим и электропневматическим тормозным приводом с регулированием тормозных сил, адекватно отражает реальную картину динамики торможения тракторного поезда. Расхождения между теоретическими и экспериментальными исследованиями не превышали 11% в установившейся и 15$ в неустановившейся фазах торможения.

2. Быстродействующий электропневматический тормозной привод, управляемый как ШИМой, так и схемой сравнения, сохраняет следящее действие во всех режимах торможения. Применение схем сравнений для обеспечения синхронного торможения трактора и прицепа по отношению к управлению ШИМой позволяет сократить количество переключений электромагнитного клапана в 5.15 раз в секунду за период служебного торможения и полностью исключить их в установившемся режиме.

3. Наиболее рациональными и обеспечивающими высокое быстродействие являются схемы однопроводного и двухпроводного электропневматических тормозных приводов, применяемых схемами сравнения, расход воздуха у которых при торможении не превышает расхода из пневмосистемы серийного тормозного привода.

4. Проведенные исследования показали, что наиболее целесообразно использовать второй вариант ЭРТС, поскольку он расширяет по сравнению с первым вариантом диапазон регулирования давления в тормозных камерах прицепа и уменьшает расход сжатого воздуха из пневмосистемы.

5. Исследованиями установлено, что применение электропневматического тормозного привода двухзвенного тракторного поезда (МГЗ-80 + 2ПТС-6) с РТС и без РТС позволило сократить время срабатывания на 20$ и 24$ соответственно при однопроводной схеме соединения привода и на 19$ и 24$ при двухпроводной по сравнению с серийной пневматической тормозной системой.

6. Использование датчика давления, установленного после соединительной головки в управляющей магистрали привода прицепа в качестве чувствительного элемента, связанного со схемой сравнения, позволяет получить автономный электропневматический привод прицепа, что дает возможность агрегатировать прицепной состав с любым тягачом, повышая при этом быстродействие срабатывания тормозной системы.

7. Время срабатывания электропневматического тормозного привода трехзвенного тракторного поезда (МТЗ-80 + 2ПТС-4 + 2ПТС-6) не превышает 0,4 с для однопроводного и 0,35 с - для двухпроводного привода, что примерно в 2.2,5 раза меньше, чем время срабатывания серийного пневматического тормозного привода.

8. Экспериментальным и расчетным путем установлено, что применение электропневматического тормозного привода с РТС практически исключает усилия сжатия в неустановившейся фазе торможения трактора МТЗ-80 в агрегате с прицепом 2ПТС-6 и сокращает тормозной путь при 8,5 м/с до 7. 12$, что свидетельствует об улучшении качества и повышении эффективности торможения тракторного поезда.

1. Антиблокировочная тормозная система фирмы Вовсм для легковых автомобилей / Волкус С.С., Автотракторное электрооборудование, 1983, № 2, с. 27-30.

2. Антонов Д.А. Теория устойчивости движения многоосных автомобилей. М.: Машиностроение, 1978 , 215 с.

3. Бартош П.Р. Исследование динамики и повышение быстродействия пневматического тормозного привода большегрузных прицепов. Дисс.канд.техн.наук, М., 1977. 229 с.

4. Беленький Ю.Б., Дрон М.И., Метлюк Н.Ф. Новое в расчете и конструкции тормозов автомобилей. М., Машиностроение, 1965. -120 с.

5. Богдан Н.В. Разработка теоретических основ и создание систем регулирования тормозных сил на осях тракторного поезда. Дисс.доктор.техн.наук.Мн., 1983. 357 с.

6. Богдан Н.В. Исследование регулирования тормозных сил на осях тракторного поезда. Дисс.канд.техн.наук. Мн., 1976. -202 с.

7. Богдан Н.В., Грибко Г.П. и др. Экспериментальные исследования тракторных поездов с различным приводом тормозов прицепа. Мн., в кн.: Машины и технология торфяного производства, вып. 8, 1978, с. 18-22.

8. Богдан Н.В., Грибко Г.П., Рассолько A.M., Романчик Е.А. Экспресс-информация БелНИИНТИ, 1978, 16 с.

9. Богдан Н.В., Саркисян Э.В., Совуль Г. К обоснованию применения электронных систем для регулирования тормозных сил на мостах транспортного средства. В сб. ЦНИИМЭСХ. Мн., 1980, вып. 23, с. 58-65.

10. Богдан Н.В., Грибко Г.П., Рахлей И.С. Оценка эффективности динамического регулирования тормозных сил на осях тракторного поезда. В кн.: Автотракторостроение, Мн., 1978, вып. 10, с. 50-54.

11. Бухорин Н.А. Тормозные системы автомобилей. Теория, конструирование, расчет и испытания. М.: Машгиз, 1950. - 292 с.

12. Веденякин Г.В. Общая методика экспериментального исследования и обработки опытных данных. М.: Колос, 1973. - 199 с.

13. Вела Еуна. Электроника на автомобилях (пер. с венг.), М.: Транспорт, 1979. 192 с.

14. Генбом Б.Б., Демьянюк В.А. Влияние распределения суммар-юй тормозной силы и его регулирования на параметры движения автомобиля при торможении. В сб.: Труды ГСКБ по автобусам. Львов, 970.

15. Генбом Б.Б., Демьянюк В.А. Законы регулирования тормозных зил и условия возможности их реализации. Львов, 1972, с. 3-23.

16. Генбом Б.Б., Клуман A.M., Разумов А.Б. и др. К методике эценки выходных показателей и режимов работы тормозных систем 1рицепных автопоездов. Автомобильная промышленность, 1973, № I.

17. Грибко Г.П. Исследование динамики торможения тракторного юезда. Дисс.канд.техн.наук. Мн., 1977. 187 с.

18. ГОСТ 122019-76. Тракторы и машины самоходные сельскохозяй-зтвенные. Общие требования безопасности. М., 1976, изд-во стандартов.

19. ГОСТ 10000-75. Прицепы-полуприцепы тракторные. Общие тех-шческие требования. М., 1978. Изд-во стандартов.

20. ГОСТ 4364-81. Приводы пневматические тормозных систем автотранспортных средств. М., 1982. Изд-во стандартов.

21. Гуревич Л.В., Меламуд Р.А. Тормозное управление автомобиля. М., Транспорт, 1978. 151 с.22. 1усев В.В., Конел К.В. и др. Основы импульсной и цифровой техники. М., Советское радио, 1975. 440 с.

22. Гуськов В.В. Тракторы. Часть П. Теория. Мн.: Вышэйшая школа, 1977. 383 с.

23. I^cbKOB В.В., Богдан Н.В., Грибко Г.П. и др. Взаимодействие звеньев тракторного поезда при торможении. Мн.: Механизация и электрификация социалистического сельского хозяйства, 1979, № 10, с. 33-35.

24. Демьянюк В.А. Регулирование тормозных сил автомобилей. Львов, 1978.

25. Дронин М.И., Дальберг В.И. Эффективность регулирования тормозных сил на грузовых автомобилях. Автомобильная промышленность, 1971, & 6.

26. Дронин М.И., Ковальский В.И. К вопросу быстродействия пневматического тормозного привода длиннобазных автопоездов. -Автомобильная промышленность, 1974, № 4, с. 35.

27. Жестков В.А., Литке П.А., Жестков В.В. Экспериментальное исследование тормозного привода тракторного поезда. Тракторы и сельхозмашины, 1979, № 8, с. 3-4.

28. Жиков А.Б. Исследование колебаний автомобиля при переезде неровностей на режимах торможения или разгона. Автомобильная промышленность, 1973, $ 2.

29. Жуковский Ю.М. Исследование характеристик тормозной системы тракторного поезда на базе колесного трактора класса 14 кН. -Дисс.канд.техн.наук. Мн., 1976. - 234 с.

30. Иларионов В.А. Эксплуатационные качества автомобилей. М.: Машиностроение, 1966.

31. Костяев В.А., Шуркин Г.Я. Усовершенствование пневматического привода тормозов тракторных прицепов большой грузоподъемзости. Тракторы и сельхозмашины, 1970, № 3, с. 37-39.

32. Кацыгин В.В., Саркисян Э.В., Богдан Н.В. Построение функцп-энальной схемы электронного блока управления тормозным приводом тракторного поезда. В кн.: Механизация земледелия и животноводства. Мн.: 1982, с. I36-I4I.

33. Литвинов А.С. Управляемость и устойчивость автомобиля. -И.: Машиностроение, 1971. 416 с.

34. Мак-Кракен Д и Дорн. Численные методы и программирование на Фортране (пер. с англ.). М.: Мир, 1977. - 584 с.

35. Машенко А.Ф. Расчет установочных параметров регулятора тормозных сил лучевого типа. Автомобильная промышленность, 1978, № 9, с. 15-18.

36. Машенко А.Ф., Розанов В.Г. Тормозные системы автотранспортных средств. М.: Транспорт, 1972.

37. Машенко А.Ф. Тормозная система автомобиля. М.: Высшая школа, 1972. 135 с.

38. Машенко А.Ф. Статические и статистические характеристики тормозов. Автомобильная промышленность, 1970, № 7.

39. Метлюк Н.Ф. Распределение: и регулирование тормозных сил автомобилей и автопоездов. Автореферат . канд.техн.наук, 1964. -22 с.

40. Метлюк Н.Ф. Автоматическое регулирование тормозных сил автомобиля. Автомобильная промышленность, 1970, № 7, с. 7-9.

41. Метлюк Н.Ф., Автушко В.П. Динамика пневматических и гидравлических приводов автомобилей. М.: Машиностроение, 1980. -231 с.

42. Миркитанов В.И. Исследование рабочих процессов и обоснование параметров тормозной системы большегрузных тракторных прицепов. Дисс.канд.техн.наук. Мн., 1979. - 157 с.

43. Нефедьев Я.Н. Конструкции и характеристики электронных и антиблокировочных систем зарубежных фирм. М.: НИИНавтопром, 1979, 60 с.

44. Особенности работы модулятора противоблокировочной системы автомобиля особо большой грузоподъемности в трехфазовом режиме. / Капустин В.В., Перыпшн Н.Н. Мн., Автотракторостроение, 1981, J& 17, с. 30-34.

45. Осепчугов К.В. Исследование влияния регулирования тормозных сил на динамику торможения грузового автомобиля. М. Дисс. канд.техн.наук, 1976. 143 с.

46. ПАТЕНТ 3955084 С США). Тошеэ ICJLG , glectZIC,

47. JZA£S COlUTJZOt ЬУЬТБЦЬ / 2€Л/£ €. PjTTCT, J &

48. АгЛ/D PUlJUUP J. e>ZAAJT, tiojuez e>OTt-} or u/stf. f 1976 .

49. ПАТ6ИТ 31A1V9Z (&U/A). НеАЛАЧ IJBJLVE pod EJUEC-TZOpA)6UUATJC C.OVTJZOL. bysTEUb / £, >1. ЕАУША , outo, 197Ъ .

50. Патент 539s32 (Фрлнция). J ajsta l/LAt/oajs d€ COMA^OG F2£/A)b GLBC-TJUQUZb POUd \J€H!CUL€S JZ£UOJLOU€b j W350. патвмт 2z8b8oz (ш&€йцарцл). 4vua&efz&es /jsstz.

51. TBUB2.BJ AJZHLUTUAse* PAAJS TSCU AAJAJ&/U . (boT2V}ez, aoe.X)t£5L , J97S .51. /7atsa/t э8в0472 (сща). муо&аумс. &ba*r//u6f ЪЧЪГ^МЪ POZ A t2.A(jL€iz / &ICHA8.D Z. J-GlA/LS £o&€/ZT К WJLtbOiU, bG0Z6>£ BM tCKfiJZZ, of SOcJTU B€AJZ> y //UV, i97S.

52. ПАТБМТ 461834. (Австралия) . pze^u&e

53. OPe&A7-£D BZAC//U& AP&ATUb PoO. TZACTOfL T~QJl/jL<SJZ. (JGMf^yLCb/ C2JA££€S FZ€££Q.IIC В A yjLSV ЬЦДТТОХ , Q6 0UAS-D 6?Е£&ОЕУ bUA/OXb; «S AZTUfZ. ЬГ€(/£МЬ AMD вО£>У$Л.АШuUoyo/esAj uJoy. , 1972 .

54. Парфянов А.П., Ясеневич B.E. Исследование динамики торможения тракторного поезда. М.: НАТИ, 1964, № 175.

55. Рашидов Н.Р. Торможение многозвенных тракторных поездов. Ташкент: "ФАН", 1978. 88 с.

56. Рашидов Н.Р., Якубов И., Исмаилов А. и др. Условия синхронного торможения многозвенного тракторного поезда. Механизация и электрификация социалистического сельского хозяйства, 1977, & 7. - с. 26-29.

57. Рассолько A.M. Исследование и улучшение рабочих процессов пневматической тормозной системы колесного трактора класса 14-20 кН. Дисс.канд.техн.наук. Мн., 1977. - 195 с.

58. Розанов В.Г. Торможение автомобиля и автопоезда. М.: Машиностроение, 1964. 243 с.

59. Романчик Е.А. Исследование динамики торможения тракторного поезда на базе шарнирно-сочлененного трактора. Дисс.канд. техн.наук. Мн., 1980. - 202 с.

60. Саркисян Э.В. Исследование и обоснование тормозного привода тракторного поезда. Дисс.канд.техн.наук. Мн., 1982. -196 с.

61. Саркисян Э.В., Богдан Н.В. Новые направления совершенствования тормозных систем сочлененных транспортных средств. Экспресс-информация. Мн.БелНИИНТИ, 1980. - II с.

62. Саркисян Э.В., Богдан Н.В., Хайро Хиральдо Л. Экспериментальные исследования по выбору параметров электропневматической тормозной системы тракторного поезда. В кн.: Механизация и электрификация сельского хозяйства. Мн., 1981, с. 168-174.

63. Саркисян Э.В., Богдан Н.В., Хайро Хиральдо Л. Электропневматический тормозной привод многозвенного прицепного состава. В кн.: Механизация и электрификация сельского хозяйства. Мн.: 1983, с. II9-I2I.

64. Скуртул А.И. Исследование устойчивости движения тракторного поезда на базе трактора класса 14 кН при торможении. Дисс. канд.техн.наук. Мн., 1980. 167 с.

65. Совуль Г. Исследование тормозных качеств тракторного поезда в составе трактора класса 14 кН и прицепа в зависимости от схемы тормозного привода прицепа. Дисс.канд.техн.наук. Мн.: 1980. - 172 с.

66. Стендовое оборудование для испытания тормозных систем транспортных средств. Экспресс-информация / Н.В.Богдан и др. Мн.: БелШШНТИ, 1978. 24 о.

67. Теория автоматического управления. Под ред. А.В.Нетушила. М.: Высшая школа, 1976. 400 с.

68. Тракторные поезда. Под ред. В.В.Гуськова, М.: Машиностроение, 1982. 182 с.

69. Труды семинара по повышению тормозных свойств автомобилей и автопоездов. М., НАМИ, 1964, с. 12-18.

70. Устройство и техническое обслуживание автомобилей КамАЗ. М.: Транспорт, 1976. 191 с.

71. Хиральдо Л. Хайро. Электропневматическая тормозная система транспортного средства. Положительное решение ВНИИГПЭ по заявке & 3498527/27 от 26.07.83 г.

72. Шушкевич В.А. Основы электротензометрии. Мн.: Высшая школа. 1975. - 352 с.

73. Экспресс-информация. Автомобилестроение, 1965, № 44.-28с.

74. Экспресс-информация. Автомобилестроение, 1968, $ 9.-52с.

75. Экспресс-информация. Автомобилестроение, 1968, № 23-31с.

76. Экспресс-иЁформация. Автомобилестроение, 1971, № 48. -46 с.

77. Экспериментальные исследования тракторных поездов с различным приводом тормозов прицепа. Н.В.Богдан, Г.П.Грибко и др. В кн.: Машины и технология торфяного производства. Мн., 1978, вып. 8, с. 18-22.

78. Электроннопневматическая тормозная система транспортного средства / Саркисян Э.В. и др. А.с. СССР $ 925715. Опубл. в Б.И., 1982, № 17.

79. Ясеневич В.Е., Гумилевский Ю.Н., Куркин В.В. Исследование тормозной динамики тракторного поезда. В кн.: Труды НАТИ, М., 1967, вып. 188, с. 68-99.

80. A*jt/ёю2А^еаи ст coz-zz^Tecttz, ъе f&.e//ua&€

81. Л'ию ?, lAUT&C ? / Z.ES D£UK u6g>UfP. UBC.AAJ/C. СДzv-ieZEb € метел " 7 М7Л, л/- U6 , р Ы- ?о .

82. Аш(Ы.оскцБЯ зузтемг» (ABS) Ран РЕЯ^О^ЕА/

83. РдьсиА^Б 4. ZA coq.z-£c,tioaj VE F2.€?/JA&>€ Vti/2. LB VGMlCUbEb /WUbJRlE^S . "

84. Л! AUTOUOVILG" t 197Ъ , МД7, p S7S- S&E

85. PULSO в?. X T>!SpO&/T/{J l Vi }Z£<Es>OjLA^.IOAJB AUTOMATIC a РБ/-2-А F2.EAJATA . U AJ <>OSTA/OX/OL£ <^OfJT£.l&UTO A LLA SICUEEZ-A ve/ЛАЛГГО UB44!C(PJLo • ATA ., №70,22, /J& p419-437.

86. Ko5M/u/z( UADAUOJH . A/VTI- JACKK/U/F//V& AMZ>bKiDi/ue* соитг.0^ . " to^ICO R-GI/j I97gf2Ъ , 2 , p 3S-4 0 .89. & UCX.I v 6U4 м f^ZAAJK. ЮA R.J2 / AJ & OAJ FIZjOM ?U€AJT ВВА/Сё P€e.FOAS4ASC,G tiTAAJVA . "Т/УР. A AJP

87. TZ/fcT." , 1916 , 91 , AJ 16 , p Д4- 27 .90. z. т>а!мле& bevz / юаъсо . "/.a<ltau-TO ОЫЫЪиь". 1381 , £8 , МЗ, p 2.9 .

88. J,1STEZ. kL , 2.ETG.AJ>cjoAj OF D <ZO AJ-tzoJ. WUGEAJ BzAK(M<b -ряер. <>A., M Gsoogzp. 4Ъ2- 440 .