автореферат диссертации по транспортному, горному и строительному машиностроению, 05.05.03, диссертация на тему:Критерии оценки автотранспортных средств, оснащенных противобуксовочными системами

□ОЗОББ811

~ • ■ ■ > I <Ь. V

На правах рукописи

Кристальный Сергей Робертович

КРИТЕРИИ ОЦЕНКИ АВТОТРАНСПОРТНЫХ СРЕДСТВ, ОСНАЩЁННЫХ ПРОТИВОБУКСОВОЧНЫМИ СИСТЕМАМИ

(05.05,03 - Колёсные и гусеничные машины)

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание учёной степени кандидата технических наук

МОСКВА 2007

003056811

Работа выполнена в Московском автомобильно-дорожном институте (государственном техническом университете) на кафедре автомобили

Научный руководитель:

кандидат технических наук, доцент Порватов Игорь Николаевич

Официальные оппоненты:

Доктор технических наук, профессор Нефедьев Яков Николаевич

Кандидат технических наук, профессор Селифонов Валерий Викторович

Ведущая организация:

ЗАО «Автомобили и моторы Урала»

(ЗАО «АМУР»)

Защита состоитсяЙ>£!^=^2007 года в 10 часов на заседании диссертационного совета Д212.126.04 ВАК РФ при МАДИ (ГТУ) по адресу: 125319, Москва, Ленинградский проспект, 64, ауд. 42.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке МАДИ (ГТУ)

Автореферат разослан »Алд^ллйч 2007 г.

Отзывы на автореферат просим представлять в двух экземплярах с подписью, заверенной печатью, в адрес диссертационного совета. Телефон для справок: 155-93-24.

Ученый секретарь совета

д.т.н., профессор В. А. Максимов

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы

Характерной тенденцией развития современного мирового автомобилестроения является увеличение удельной мощности двигателей. Это приводит к склонности автомобилей, особенно с недостаточной сцепной массой, к буксованию ведущих колёс, особенно на скользких покрытиях.

Отрицательными последствиями буксования ведущих колес являются ухудшение динамики разгона автотранспортного средства (АТС), повышение вероятности потери курсовой и траекторной устойчивости движения при разгоне, интенсивный износ шин, ухудшение проходимости, увеличение расхода топлива и, как следствие, увеличение выбросов вредных веществ в атмосферу с отработавшими газами.

На современных автомобилях для предотвращения пробуксовки колёс применяют противобуксовочные системы (ПБС) различных типов.

Несмотря на то, что противобуксовочные системы появились уже достаточно давно, до настоящего времени не выработаны общепринятые критерии оценки эффективности их действия, в отличие, например, от антиблокировочных тормозных систем. Не существует также общепринятых методов и методик испытаний автотранспортных средств, оснащённых противобуксовочны-ми системами, что затрудняет сравнение и оценку ПБС различных типов и разных фирм-изготовителей.

В связи с вышеизложенным актуальным является исследование по разработке критериев оценки эффективности действия противобуксовочных систем в составе авутотранспортного средства, условий и методов их определения.

Цель исследования

Целью данного исследования является формирование объективных критериев оценки автотранспортных средств, оснащённых противобуксовочными системами, создание методики их определения.

Объект исследования

Объектом исследования является автомобиль (любого класса), оснащённый противобуксовочной системой.

Методы исследования

В диссертационной работе использованы экспериментальные методы, методы математического анализа, в том числе численные методы, методы программирования.

Научная новизна результатов проведённого исследования

Научная новизна диссертационной работы заключается:

- в формировании критериев оценки автотранспортных средств, оснащённых противобуксовочными системами;

- в определении условий и создании методики определения критериев оценки автотранспортных средств, оснащённых противобуксовочными системами;

- в получении уникальных экспериментальных данных, позволяющих рассчитать предлагаемые критерии оценки автотранспортных средств, оснащённых противобуксовочными системами, а также подтвердить правильность отражения отдельными критериями соответствующих свойств АТС.

Практическая значимость результатов работы

Результаты данной диссертационной работы представляют интерес для конструкторских служб автозаводов, позволяя им на этапе создания новых моделей автомобилей оценивать влияние различных ПБС на эксплуатационные свойства АТС. Разработанные критерии оценки автотранспортных средств, оснащённых противобуксовочными системами, и методика их определения позволяют объективно, оценивать преимущества автомобиля, оснащённого противобуксовочной системой.

Также результаты диссертационной работы представляют интерес для фирм-разработчиков противобуксовочных систем и их компонентов. Применение изготовителями ПБС единообразных критериев оценки эффективности действия противобуксовочных систем и однотипных методов их определения позволяют объективно сравнивать эффективность систем с различными схемами построения, алгоритмами управления и конструктивными особенностями элементов, ускоряя и упрощая этап доводочных работ.

Автотранспортные предприятия могут воспользоваться результатами данной диссертационной работы для определения эффективности применения противобуксовочных систем на своих автомобилях в конкретных условиях эксплуатации. Это дает возможность, с одной стороны, осознанно выбирать автомобили с противобуксовочной системой определённого, наиболее подхо-

дящего для данных условий типа, а с другой стороны, экономить средства, избегая избыточности и переусложнённости систем.

Реализация результатов работы

Предложенные в диссертации критерии оценки эффективности действия ПБС в составе АТС, методика расчета этих критериев, условия и методы дорожных испытаний автотранспортных средств отражены в руководящем нормативном документе ФГУП НИЦИАМТ РД 37.052.344-2006 «Автотранспортные средства. Методы определения эффективности действия противобук-совочных систем». С использованием РД 37.052.344-2006 на ФГУП НИЦИАМТ проводятся сравнительные и доводочные испытания автомобилей, оснащённых противобуксовочными системами и другими средствами повышения интенсивности разгона и опорной проходимости.

Результаты диссертационной работы используются в практической работе отдела главного конструктора ЗАО «Автомобили и моторы Урала» (г. Новоуральск, Свердловской области) при создании новых моделей автомобилей марки АМУР, оснащении их противобуксовочными системами и оценке эффективности их действия.

Разработанные в диссертации критерии оценки эффективности пртиво-буксовочных систем внедрены на кафедре «Автомобили» МАДИ (ГТУ) и используются при проведении учебных занятий со студентами специальности 150200 «Автомобили и автомобильное хозяйство».

Апробация работы

Основные результаты исследований были доложены, обсуждены и одобрены на 60, 61, 62, 63, 64 и 65-й научно-методических и научно исследовательских конференциях МАДИ (ГТУ), на 39 Международной научно-технической конференции ААИ «Приоритеты развития отечественного автотракторостроения и подготовки инженерных кадров» (МАМИ, 2002), на международной научно-технической конференции ААИ (НИЦИАМТ, 2004).

Публикации

По теме диссертации опубликовано шесть печатных работ.

На защиту выносятся:

1. Система критериев оценки эффективности автотранспортных средств, оснащённых противобуксовочными системами;

-62. методика проведения сравнительных испытаний автотранспортных средств, оснащённых противобуксовочными системами, и методы расчета предложенных критериев оценки эффективности автотранспортных средств, оснащённых противобуксовочными системами.

3. Результаты экспериментальных и аналитических исследований.

Структура и объём работы

Диссертация состоит из введения, четырёх глав, выводов, списка литературы (122 наименования) и шести приложений.

Диссертация изложена на 269 страницах машинописного текста, содержит 2 таблицы и 78 рисунков.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении показывается актуальность работы, формулируется цель исследования, раскрывается научная новизна и практическая значимость работы, даётся общая характеристика работы, приводятся сведения о её апробации и реализации результатов, представляются положения, выносимые на защиту.

В первой главе освещаются основные тенденции развития современного автомобилестроения, раскрывается актуальность проблемы, обозначаются пути её решения. Проведен анализ способов и устройств предотвращения (ограничения) буксования ведущих колес автотранспортных средств. Одним из таких устройств является противобуксовочная система. Проводится анализ конструкций и рабочих процессов современных ПБС, подробно рассматриваются принципиальные схемы их построения. По результатам анализа определяются преимущества и недостатки ПБС различных схем построения. Рассматриваются конструкция и рабочие процессы датчиков и исполнительных механизмов ПБС, применяемых на автомобилях с пневматическим приводом тормозной системы.

Вопросами тормозной и разгонной динамики автомобиля, исследованиями рабочих процессов тормозных и противобуксовочных систем успешно занимались многие российские и зарубежные учёные, однако актуальность этой темы до сих пор велика. Известны работы в этой области Ахметши-наА.М., Барашкова A.A., Высоцкого М.С.. Клименко В.И., Мальцева Н.Г.,

Меламуда P.A., Нефедьева Я.Н., Никульникова Э.Н., Попова А.И., Селифоно-ва В.В., Сорокина В.Г., Ревина А.А, Фрумкина А.К. Алгоритмами управления трансмиссией АТС с целью оптимального распределения мощности между ведущими колёсами, а также распределением крутящего момента при работе противобуксовочной системы занимались Келлер A.B., Драгунов Т.Д., Гладов Г.И.

По результатам проведённого обзора сформулированы цель и задачи исследования.

Буксование колес крайне отрицательно сказывается не только на динамике разгона, но и на устойчивости автомобиля. Автомобиль может терять не только курсовую и, возможно, траекторную устойчивость, но, частично, и управляемость, лишая водителя возможности контроля над ситуацией.

Определение начала буксования колёс полноприводного автомобиля является сложной в научном плане задачей. Ни в одной из известных работ принципы организации противобуксовочной системы полноприводного автомобиля не рассматриваются.

В настоящее время не существует разработанной и обоснованной методики сравнения различных противобуксовочных систем. Имеющиеся попытки создания подобных методик ни в коей мере не могут претендовать на исчерпывающую полноту. Более того, отсутствует даже приблизительный перечень критериев, по которым можно было бы провести сравнительную оценку автотранспортных средств, оснащённых ПБС с различными схемами построения и алгоритмами функционирования. Исключением является лишь интенсивность разгона автотранспортного средства, однако, общепринятые методы её определения мало применимы для исследования автомобилей, оснащённых ПБС.

В связи с широким внедрением противобуксовочных систем назрела острая необходимость формирования перечня критериев оценки автотранспортных средств, оснащённых ПБС (и, возможно, другими средствами улучшения проходимости и разгонной динамики, например, самоблокирующимися дифференциалами), разработки методов определения этих критериев, а также методики испытаний АТС и условий их проведения.

Во второй главе сформулированы и рассмотрены предлагаемые критерии оценки эффективности противобуксовочной системы в составе автотранспортного средства. Приведены общие подходы к формированию критериев, основные формулы, описывающие критерии оценки эффективности

противобуксовочной системы, описаны методы расчёта критериев.

ОСНОВНЫЕ КРИТЕРИИ

Критерий А — интенсивность разгона

Одним из основных критериев, характеризующих эффективность противобуксовочной системы, является интенсивность разгона транспортного средства. Предлагается оценивать интенсивность разгона не временем разгона до определенной скорости, а комплексным критерием А, который задаётся формулой:

V — текущая скорость транспортного средства [м/с];

Л^тах — максимальная скорость (расчётная), достигнутая транспортным средством в конце разгона (определяется в соответствии с п. 9.1.2.2 РД 37.052.344-2006) [м/с];

Уга)п — начальная скорость разгона (определяется в соответствии с п. 9.1.2.1,9.1.2.3 РД 37.052.344-2006) [м/с];

г — текущее время [с] (момент времени 1=0 соответствует началу нажатия на педаль управления подачей топлива);

*тах — момент времени [с], при котором достигается скорость Ушах.

Данный критерий определяется для каждой передачи отдельно, а для транспортных средств с автоматической трансмиссией — для транспортного средства в целом. Подробно методы и условия определения критерия А описаны в руководящем документе РД 37.05.344-2006 «Автотранспортные средства. Методы определения эффективности действия противобуксовочных систем».

Физический смысл критерия А — приведенное время задержки разгона. Критерий А имеет размерность времени.

Чем критерий А меньше, тем интенсивность разгона выше и, следовательно, тем совершеннее ПБС, при условии сравнения одинаковых автотранспортных средств при прочих равных условиях.

Критерий А определяется при разгоне на твёрдой ровной поверхности и на деформируемом грунте. При разгоне на твёрдой поверхности критерий А следует определять на прямой горизонтальной скользкой дороге и на миксте, на скользкой дороге и миксте на подъеме ( уклон (8+1)%) , на повороте

А =

о

(1)

шах гр ¡п

где:

(скользкое покрытие).

Для полноприводных АТС необходимо определять и сравнивать критерии интенсивности разгона А также на деформируемом грунте , кроме испытания «микст».

Критерий В — оптимальность буксования ведущих колёс

Большинство противобуксовочных систем, в современном их понимании, являются системами автоматического регулирования. ПБС автомобиля может быть представлена как система автоматического регулирования с обратной связью.

Для численной оценки оптимальности буксования ведущих колёс вводится критерий В. Критерий оптимальности буксования ведущих колёс В задаётся формулой:

0 ,- (2)

к вед ' У. tm*\ I 1=1

где:

i — номер текущей передачи;

п — количество передач транспортного средства;

к — текущий номер ведущего колеса;

квел — количество ведущих колёс;

S — относительное буксование колеса (безразмерная величина): _ a-r-V

= —йГг— ГДе" И " У™ СК0Р0СТЬ ведущего колеса [рад/с]; г - радиус качения колеса в свободном режиме [м];

6k 0pt — оптимальное относительное буксование k-того колеса (зависит от покрытия, по которому это колесо движется).

Физический смысл безразмерного критерия В — среднее (для всех ведущих колёс, на всех передачах) отклонение относительного буксования ведущих колёс от оптимального.

Чем критерий В меньше, тем степень оптимальности буксования ведущих колёс на данном автотранспортном средстве выше, т.е. ПБС работает лучше. В идеальном случае, когда все ведущие колёса имеют оптимальное значение коэффициента буксования, критерий В равен нулю.

Критерии В, определённые по формуле (2) справедливо сравнивать только для одного и того же АТС с различными ПБС, так как он характеризует в совокупности качество процесса регулирования относительного буксования и динамические возможности автомобиля.

При разгоне автотранспортного средства с ПБС на миксте важным может оказаться не столько интенсивность разгона, сколько курсовая и траек-торная устойчивость транспортного средства, а также минимизация необходимости коррекции траектории движения с помощью рулевого управления (минимальное подруливание).

Степень курсовой устойчивости АТС при разгоне по прямой на миксте предлагается характеризовать тремя критериями: С, | О | шах и D.

Критерий С — курсовая устойчивость на прямой

Критерий С задаётся формулой

c=s---(3)

max

где 0 — угол отклонения продольной оси транспортного средства от заданной траектории [градусы] или [радианы].

Физический смысл критерия С — средний угол отклонения продольной оси транспортного средства от прямолинейной траектории.

Чем значение критерия С меньше, тем более устойчиво движение автомобиля. В идеальном случае критерий С равен нулю.

Критерий D — максимальная угловая скорость поворота

Критерий D задаётся формулой

d&(t)

D =

(4)

Л

Критерий Б характеризует максимальную угловую скорость поворота автомобиля относительно вертикальной оси при разгоне по прямой на покрытии типа «микст».

Как и в случае с критерием С, чем меньше значение критерия О, тем более устойчиво движение автомобиля, меньше вероятность его разворота на проезжей части и, следовательно, выше эффективность действия ПБС. В идеальном случае критерий Э равен нулю.

Критерий 101 шах — максимальный угол курсового отклонения

При разгоне на миксте дополнительно следует определять значение критерия 101 щах, который представляет собой максимальный угол курсового отклонения транспортного средства от прямолинейной траектории движения. Чем ! 01 щах меньше, тем лучше для устойчивости автомобиля. В идеале значение критерия | © | гаах равно нулю.

При разгоне на миксте автомобиль, как правило, отклоняется от направления прямолинейного движения в сторону покрытия с низким коэффициентом сцепления. Это вызвано попыткой реализовать разные тяговые силы на ведущих колёсах правого и левого борта. Противобуксовочная система или блокирование межколёсного дифференциала усиливают это явление в большей или меньшей степени. Водитель стремится компенсировать разворот поворотом рулевого колеса. Поэтому необходимо оценивать «комфортность» управления автомобилем при разгоне по прямой на миксте. Для этого предлагается использовать два критерия: Е и |а|тах.

Критерий Е — комфортность управления при разгоне по прямой

Критерий Е задаётся формулой

']\оф

Е = --(5)

тах

где а — угол поворота рулевого колеса от положения, соответствующего прямолинейному движению [градусы] или [радианы].

Критерием Е определяется средний угол поворота рулевого колеса.

Чем меньше значение критерия Е, тем более комфортным признается управление автомобилем. В идеале значение критерия Е равно нулю.

Критерий |а|тю — максимальный угол поворота рулевого колеса

Второй критерий, характеризующий «комфортность» управления транспортным средством — это максимальный угол поворота рулевого колеса Мта\> необходимый для удержания транспортного средства в пределах заданного коридора (см. РД 37.05.344-2006 п. 9.2.2.2).

За рамками этих критериев осталась оценка силовой реакции на рулевом колесе. Резкая силовая реакция и самопроизвольный поворот рулевого колеса при интенсивном разгоне на миксте характерны для многих средств повышения проходимости и разгонной динамики (в том числе и для противобуксо-вочных систем). Оценить силовую реакцию на рулевом колесе в процессе экс-

перимента достаточно сложно. Поэтому мы считаем возможным, не назначать объективированный критерий силовой реакции рулевого управления, ограничившись методом органолептических оценок. Данное положение справедливо и вполне обоснованно для большинства грузовых автомобилей и автобусов, которые имеют задний привод и снабжены усилителями рулевого привода.

Степень траекторией устойчивости транспортного средства при разгоне по прямой на миксте предлагается оценивать двумя нижеописанными критериями: Б и |1|к (или /ь).

Критерий Е — траекторная устойчивость на прямой

Критерий Б задаётся формулой

где 1 — линейное отклонение центра масс автомобиля от его положения, соответствующего прямолинейному движению.

Критерий Р характеризует среднее отклонение от прямолинейной траектории движения. Критерий Б имеет линейную размерность (метры).

Чем значение критерия Б меньше, тем больше траекторная устойчивость при разгоне автомобиля по прямой на миксте. В идеальном случае критерий Р равен нулю.

Критерий |1|та,.(нли /(;).

Второй показатель, характеризующий степень траекторной устойчивости транспортного средства при разгоне по прямой на миксте — это максимальное отклонение от прямолинейной траектории движения |1|шах (или степень опасности этого отклонения /а).

Представляется целесообразным определить предельное значение величины |1|тах, при котором отклонение транспортного средства от прямолинейного (заданного) движения из проблемы комфорта перерастает в непосредственную угрозу безопасности движения. В частности, предлагается считать, что отклонение становится опасным, когда автомобиль достигнет края полосы движения. Таким образом, предельное отклонение транспортного средства может быть выражено соотношением:

(6)

'тах

пред

(7)

где:

1П0Я — ширина полосы

В?вт — ширина транспортного средства;

1зап — расстояние запаса.

Предлагается, принять 13ап=0,1 м-

Принимаем, что первоначально автомобиль движется посередине полосы движения. Степень опасности для дорожного движения по мере приближения АТС к краю полосы сначала мала, а затем, вблизи края, сильно увеличивается. Такой процесс можно описать соотношением:

/.=¿5-1,где: (8)

\'\

у _ LHX2X. _ относительное отклонение (9)

пред

от прямолинейного (заданного) направления движения;

1пРед - определяется по формуле (7);

/0 - степень опасности отклонения от прямолинейного (заданного) направления движения.

Таким образом, при нулевом отклонении от прямолинейного движения (|1|тах=0) степень опасности /с = 0. При приближении к краю полосы движения (Y = 0,9) степень опасности резко возрастает (/с & 2,162).

Из формул (7), (9) видно, что одни и те же отклонения от прямолинейного движения будут трактоваться по-разному для автомобилей различной ширины. Для более широких автомобилей меньшее максимальное отклонение от прямолинейного движения |1|тах приводит к возникновению большей степени опасности /с. Таким образом, требования к величине |1|гаах для более широких автомобилей (грузовых) более жёсткие, чем для относительно более узких (легковых).

Для транспортных средств, близких по своей габаритной ширине допустимо использовать непосредственно значение |l|miK, однако, более универсальным критерием является критерий степени опасности этого отклонения /п.

Критерий G — курсовая устойчивость в повороте

Степень курсовой устойчивости транспортного средства при разгоне в повороте предлагается оценивать критерием G. Критерий G задаётся формулой:

I,

гаах

где:

к>2 — угловая скорость автомобиля относительно вертикальной оси

(со. = [радианы/с];

т

II — текущее расстояние от центра масс транспортного средства до центра заданной круговой траектории [м];

^ах — момент времени, при котором достигается скорость Утач Физический смысл критерия в — среднее отклонение угловой скорости транспортного средства от установившегося значения, соответствующего набранной мгновенной скорости и фактическому радиусу поворота.

Чем значение критерия О меньше, тем более устойчиво движение автомобиля при разгоне в повороте. В идеальном случае критерий в равен нулю. Критерий Н — комфортность управления при разгоне в повороте Степень «комфортности» управления транспортным средством при разгоне в повороте предлагается оценивать критерием Н. Критерий Н задаётся формулой:

где: а>ст —установившийся угол поворота рулевого колеса при движении АТС по круговой траектории [градусы] или [радианы].

Физический смысл критерия Н- средний угол доворота рулевого колеса. Чем меньше значение критерия Н, тем более комфортным признается управление автомобилем при разгоне в повороте. В идеале значение критерия Н равно нулю.

Критерий I — траекторная устойчивость в повороте Степень траекторией устойчивости транспортного средства при разгоне в повороте предлагается оценивать критерием I. Критерий I задаётся формулой:

(П)

1 =

(12)

тах

где:

Я — текущее расстояние от центра масс транспортного средства до центра заданной круговой траектории [м];

К-зад — заданное расстояние от центра масс транспортного средства до центра круговой траектории [м].

Физический смысл критерия I — среднее отклонение радиуса поворота от заданного (например, 26 м для грузового автомобиля).

Чем значение критерия I меньше, тем больше траекторная устойчивость при разгоне автомобиля в повороте на однородном покрытии. В идеальном случае критерий I равен нулю.

Автотранспортные средства, движение которых возможно по деформируемому грунту, подвергают испытанию «Разгон в повороте» не только на твёрдом покрытии, но и на деформируемом грунте.

ДОПОЛНИТЕЛЬНЫЕ КРИТЕРИИ

К дополнительным предлагаемым критериям относятся:

1) средний расход топлива при разгоне.

2) общее количество вредных веществ, выделяемых в атмосферу с выхлопными газами при разгоне.

3) степень износа шин при разгоне.

4) расход воздуха при работе противобуксовочной системы.

Для транспортных средств с пневматическим приводом рабочей тормозной системы важно, чтобы при работе ПБС не происходило опорожнение ресиверов, способное ухудшить эффективность рабочей тормозной системы. Используя определённую аналогию с антиблокировочной системой предлагается испытание, смысл которого состоит в выполнении трех последовательных циклов «разгона -торможения» на скользкой дороге без пополнения ресиверов. При третьем торможении эффективность тормозной системы должна соответствовать предписанной Правилами №13 ЕЭК ООН для рабочей тормозной системы (холодные тормоза).

5) нагрев тормозных механизмов при работе ПБС.

6) износ тормозных механизмов , вызванный работой ПБС.

В третьей главе описывается экспериментальное исследование эффективности действия противобуксовочных систем и особенности их рабочих процессов.

Цели экспериментального исследования:

-16- получение экспериментальных данных, позволяющих подтвердить обоснованность выбора критериев оценки эффективности противобуксовоч-ных систем и других средств улучшения разгонной динамики и опорной проходимости в составе автотранспортного средства;

- отработка методов определения необходимых параметров и методики расчёта критериев оценки автотранспортных средств, оснащённых противо-буксовочными системами, а также другими средствами улучшения разгонной динамики и опорной проходимости.

Для экспериментального определения описанных ранее в главе 2 критериев оценки эффективности применения противобуксовочной системы в составе автотранспортного средства, разработана методика испытаний, в которой предлагаются методы испытаний и условия их проведения. Текст разработанной методики испытаний послужил основой руководящего документа РД 37.05.344-2006 «Автотранспортные средства. Методы определения эффективности действия противобуксовочных систем».

Объектом испытаний в данной работе стал трёхосный седельный тягач МАЗ-64229, оборудованный для проведения эксперимента антиблокировочной и противобуксовочной системами. Автомобиль имеет один межосевой блокируемый дифференциал и два межколесных блокируемых дифференциала, что позволило провести расширенное испытание автомобиля с ПБС при различных сочетаниях блокировок.

В качестве блоков управления противобуксовочной системой использовались:

1) электронный блок управления фирмы \VABCO модель №446 004 416.0;

2) экспериментальный блок управления «В», разработанный Академией наук Республики Беларусь.

Для измерения и регистрации определяемых параметров использовалось оборудование и программное обеспечение, входящее в комплекс БАПЮМ, предназначенный для измерения и регистрации различных данных на автомобильной технике.

Схема размещения измерительной и регистрирующей аппаратуры на автомобиле приведена на рис. 1.

Изменение регистрируемых данных во времени фиксировалось системой регистрации на базе мобильной персональной ЭВМ.

- выноской датчик угловой скорости колеса;

- оптический датчик скорости автомобиля;

- датчик скорости автомобиля типа "пятое колесо";

- датчик давления в тормозной камере заднего правого колеса;

- датчик давления в тормозной камере заднего левого колеса;

- датчик давления в приводе после дифференциального клапана;

- датчик давления в приводе после пропорционального клапана;

- датчик угла поворота рулевого колеса;

- система анализа и регистрации данных;

- персональный компьютер - ноутбук;

- датчик положения рычага управления регулятором ТНВД.

Рис. 1. Схема размещения измерительной и регистрирующей аппаратуры

Экспериментальному исследованию подвергался снаряжённый автомобиль МАЗ-64229 без полуприцепа, оснащённый противобуксовочной системой. Дополнительно проводились исследования рабочего процесса противобуксовочной системы при её вмешательстве в управление системой питания двигателя и управление тормозными механизмами.

В ходе экспериментального исследования было проведено более 200 контрольных заездов.

Проведённые испытания (заезды) были разбиты на пять групп (сравнительных серий):

три группы заездов (I, II, III) для исследования поведения автомобиля при разгоне на различных видах дорожного покрытия (с низким коэффициентом сцепления, с высоким коэффициентом сцепления, микст);

две группы (IV, V) - для исследования рабочих процессов ПБС с блоками управления (алгоритмами) WABCO и «В».

В четвёртой главе представлены результаты экспериментального исследования противобуксовочных систем.

По результатам испытаний, проведённых в соответствии с программой испытаний, построены графики разгона автомобиля МАЗ-64229 на горизонтальной прямой при максимальном воздействии водителя на орган управления подачей топлива.

В частности, на основании графиков, представленных на рис. 2., можно констатировать, что разгон на покрытии типа «микст» позволяет наилучшим образом иллюстрировать преимущества автомобиля с ПБС по отношению к автомобилю без неё в плане интенсивности разгона. Так, при разгоне на первой передаче, критерий интенсивности разгона А без ПБС составляет А=0,905 с, с ПБС под управлением блока \\^АВСО — А=0,600 с, с ПБС, оснащённой блоком управления "В" — А=0,635 с.

Межосевой и межнолесные дифференциалы не заблокированы

1, с I, с

1 - с ПБС \УАВСО (обычный режим)

2-е ПБС (блок управления "В", республика Беларусь)

3 - без ПБС г

КрютмышП Г Р

Рис. 2. Разгон с различными блоками управления ПБС и без ПБС на покрытии типа «микст» (мокрые базальт / бетон)

Значения критерия интенсивности разгона А, рассчитанные на основании данных, отображённых на графиках рис. 2., представлены в таблице 1.

Таблица 1

ЗНАЧЕНИЯ КРИТЕРИЯ «А»

передача: первая вторая третья четвёртая

А(1),с 0,600 1,357 — 3,490

А (3), с 0,905 1,426 2,273 3,271

А(3)-А(1),с 0,305 0,069 — -0,219

Л(3) 33,7 04,8 — -06,7

А (2), с 0,635 2,488 2,428 14,633

примечание: А(2)-А(1) = 0,035 с (05,8 %) (2) — некорректная работа ПБС А(2)-А(3) = 0,155 (06,8 %) (2) — некорректная работа ПБС

(1) - с ПБС (блок управления \VABCO, обычный режим);

(2) - с ПБС (блок управления "В" АН РБ);

(3) - без ПБС.

Индексы в скобках совпадают с обозначениями на рис. 2.

Если сравнивать значения критериев А при разгоне на первой передаче с ПБС (блок управления WABCO) и без ПБС, то видно, что разность между ними составляет 0,305 с или 33,7 % (0,305/0,905»0,337). Такой большой эффект от использования ПБС объясняется тем, что, как и ожидалось, система даёт возможность реализовать большую силу тяги на колесах, находящихся на покрытии с высоким коэффициентом сцепления, подтормаживая «забегающие» колёса.

Различие интенсивности разгона на второй, третьей и четвёртой передачах с ПБС (блок управления \УАВСО) и без ПБС не такое сильное (см. табл. 1). Это объясняется менее интенсивным буксованием колёс, находящихся на покрытии с низким коэффициентом сцепления при разгоне на высших передачах.

Разгон с ПБС (блок управления "В" АН РБ) на мокром базальте

Первая передача, межосевой и межколбсные дифференциалы не заблокированы

левое переднее колесо _ _ ..задание пропорциональному кл«имну , правое переднее колесо _ левое заднее колесо правое заднее колесо

скорость по пятому колесу контрольный график

ш о.

5 го

Ш Ю

8|

х 2

а та

с; *

О) т §

г

- I / к 1 1 1

г ,1 1

Рис. 3. Разгон с ПБС (блок управления «В» АН РБ) на мокром базальте

На рис. 4 представлены графики относительного буксования задних колёс автомобиля при разгоне (см. рис. 3) и приведены значения критерия «В» для отдельных колёс и для задней оси в целом.

'•О О) 5 X

га ш

ю о о

о

X

ь

о

1.00 —

Первая передача Межосевой и межколёсные дифференциалы не заблокированы

Относительное буксование левого заднего колеса

Критерий "В" - В1лев=0,122518

Относительное буксование правого заднего колеса

Критерий "В" - 81прав=0,144857

16

Критерий "В" для задней оси - В1=0,133688

Рис. 4. Относительное буксование задних колёс при разгоне с ПБС (блок управления «В» АН РБ) на мокром базальте (см. рис. 3.)

На графиках (см. рис. 2.) видно, что при разгоне автомобиля с ПБС, оснащённой блоком управления WABCO, интенсивность разгона несколько выше, чем при разгоне с ПБС, оснащённой блоком управления «В». Этот факт отражается меньшим значением критерия интенсивности разгона А определённого для автомобиля с ПБС, оснащённой блоком управления \VABCO, по сравнению с ПБС, оснащённой блоком управления «В».

На графиках, представленных на рис. 3., приведён разгон на мокром базальте с ПБС, оснащённой блоком управления «В» АН РБ

Эти графики позволяют проиллюстрировать критерий оптимальности буксования В. На графиках рис. 4 видно, что имеются участки, где относительное буксование выше и ниже оптимального (60ПТ). Также хорошо видно, что на этом и на многих других графиках имеются участки с отрицательным буксованием. Фактически при этом происходит торможение ведущими колёсами, которые катятся со скольжением. Наличие таких участков свидетельствует о неоптимальной работе системы.

На основании анализа графиков, иллюстрирующих протекание рабочих процессов ПБС при разгоне по горизонтальной прямой с использованием блока управления \VABCO, установлено, что блок управления № 446 004 416.0 в большинстве случаев работает корректно, обеспечивая в целом приемлемый характер протекания рабочих процессов. Один из таких графиков представлен на рис. 5.

В процессе проведения экспериментальных работ не наблюдалось потери курсовой и траекторной устойчивости автомобиля МАЗ-64229, как при разгоне на прямой, так и в повороте различного радиуса, а также необходимости коррекции траектории движения рулевым колесом.

Межосевой дифференциал заблокирован межколёсные дифференциалы не заблокированы

Третья передача

Четвёртая передача

4.0

2.0

0.0

7 6

5 -1 4 3 2 1 О -1

Ч '

¡I

I

I

I I I'

2 4 6 8 1012 141818 202224

1, С

1фШ|Ч1|!111||)1!|!|1Г|Т

2 4

]||||||;и|||тг|

8 10 12 14 18 18 20

1, С

левое переднее колесо _ _ _ _ давление после дифференциального клапана

правое переднее колеи)__дашение iic.ic.jie пропорциональною клш:<ш!1

левое заднее колесо правое заднее колесо

«*!Л Ы5-Л СИГ 2« 0Й М I К^ИСЖШ.) С

Рис. 5. Разгон по горизонтальной прямой с ПБС (блок управления \VABCO) на мокром базальте

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ

1. Проведенный анализ показал, что в настоящее время отсутствует общепринятая система критериев оценки эффективности действия противобук-совочных систем на автотранспортных средствах, не отработаны методы определения критериев, отсутствует опробированная методика испытаний, не определены условия их проведения. Предложенные ранее отдельные критерии оценки эффективности действия ПБС не позволяют проводить всестороннюю оценку влияния системы на различные свойства АТС.

2. Разработана комплексная система критериев оценки автотранспортных средств, оснащённых противобуксовочными системами. Предложены девять основных и шесть дополнительных критериев оценки эффективности действия ПБС. Они позволяют количественно оценить степень влияния системы на свойства автомобиля, на которые ПБС оказывает прямое или косвенное воздействие.

3. Правильность выбора критериев оценки эффективности автотранспортных средств, оснащённых противобуксовочными системами, и их работоспособность подтверждена достаточным объёмом экспериментальных исследований.

4. Создана, опробована и внедрена методика проведения сравнительных испытаний автотранспортных средств, оснащённых противобуксовочными системами. Разработаны методы проведения испытаний, перечень определяемых параметров, методика расчета критериев эффективности автотранспортных средств, оснащённых ПБС. Определены границы области применения методики.

5. Предложенные критерии оценки эффективности автотранспортных средств, оснащённых противобуксовочными системами, и методика проведения их испытаний могут быть использованы для сравнительной оценки эффективности автотранспортных средств оснащённых другими устройствами для улучшения динамики разгона и опорной проходимости (самоблокирующиеся дифференциалы, системы перераспределения крутящего момента между ведущими осями и т.д.).

6. С целью подтверждения безопасности автомобилей, оборудованных противобуксовочными системами, предложен новый вид испытаний тормозной системы автотранспортных средств.

ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ ДИССЕРТАЦИИ ОПУБЛИКОВАНЫ В СЛЕДУЮЩИХ РАБОТАХ:

1. Кристальный С.Р. Перспективы развития противобуксовочных систем. Московский автомобильно-дорожный институт (Государственный технический университет). -М.: 2003 г. -6 е., -Библ., Рус., -Деп. в ВИНИТИ 10.02.2003 г. №257-В2003;

2. Кристальный С.Р., Попов А.И. Критерии оценки эффективности противобуксовочных систем. Московский автомобильно-дорожный институт (Государственный технический университет). -М.: 2003 г. -10 е., -Библ., 3 назв., Рус., -Деп. в ВИНИТИ 10.02.2003 г. №256-В2003;

3. Кристальный С.Р. Противобуксовочные системы. Критерии оценки эффективности и вопросы безопасности дорожного движения// Автотранспортное предприятие. - 2006. - Xsl 1, с. 44 - 47;

4. Кристальный С.Р. Оценка противобуксовочных систем// Грузовое и пассажирское автохозяйство. - 2007. - №1, с. 46 - 50;

5. Кристальный С.Р. Противобуксовочные системы на коммерческих автотранспортных средствах. Техникоэкономическое обоснование применения// Автотранспортное предприятие. - 2007. - №2, с. 42 - 46;

6. Кристальный С.Р., Попов А.И., Барашков A.A., Никульников Э.Н., Прокофьев A.A. Автотранспортные средства. Методы определения эффективности действия противобуксовочных систем// РД 37.052.344-2006, Федеральное государственное унитарное предприятие «Научно-исследовательский центр по испытаниям и доводке автомототехники» (ФГУП НИЦИАМТ).

- 2006. -28 с.

Подписано в печать 2.5,03.2007• г. Тираж 100 экз Заказ № -36

ООО «Техполиграфцентр» ПЛД № 53-477

Формат 60x84/16. Усл. печ. л. 1,0 Тел./факс: (095) 151-26-70

ВВЕДЕНИЕ.

1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА. ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ.

1.1. Тенденции современного автомобилестроения. Обзор.

1.2. Анализ способов и устройств предотвращения (ограничения) буксования ведущих колес АТС.

1.3. Анализ конструкций и рабочих процессов противобуксовочных систем.

1.4. Выводы по результатам обзора, цель и задачи исследования.

2. КРИТЕРИИ ОЦЕНКИ ЭФФЕКТИВНОСТИ ПРОТИВОБУКСОВОЧНОЙ СИСТЕМЫ В СОСТАВЕ АВТОТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА. МЕТОДЫ РАСЧЁТА.

2.1. Общие подходы к формированию критериев.

2.2. Критерии оценки эффективности действия противобуксовочной системы.

2.3. Дополнительные критерии оценки эффективности действия противобуксовочной системы.

3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОТИВОБУКСОВОЧНЫХ СИСТЕМ.

3.1. Цели и задачи экспериментального исследования.

3.2. Описание эксперимента.

3.3. Программа экспериментального исследования действия противобуксовочных систем.

4. РЕЗУЛЬТАТЫ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОГО ИССЛЕДОВАНИЯ ПРОТИВОБУКСОВОЧНЫХ СИСТЕМ.

4.1. Анализ результатов экспериментального исследования интенсивности разгона.

4.2. Анализ результатов экспериментального исследования рабочего процесса ПБС.

-34.3. Анализ результатов экспериментального исследования оптимальности буксования ведущих колёс.

4.4. Выводы по результатам эксперимента.

5. ВЫВОДЫ.

Характерной тенденцией развития современного мирового автомобилестроения является увеличение удельной мощности двигателей (имеется в виду мощность, приходящаяся на единицу массы транспортного средства).

Это приводит к склонности многих автомобилей, особенно с недостаточным сцепным весом, к значительному буксованию ведущих колёс, наиболее ярко проявляющемуся на скользких покрытиях.

Известными отрицательными последствиями длительного буксования являются ухудшение динамики разгона транспортного средства, повышение вероятности потери курсовой и траекторной устойчивости движения при разгоне, интенсивный износ шин, ухудшение проходимости, увеличение расхода топлива и, как следствие, выбросов вредных веществ в атмосферу с отработавшими газами.

На современных автомобилях для предотвращения пробуксовки колёс применяют противобуксовочные системы (ПБС) различных типов.

Несмотря на то, что противобуксовочные системы появились уже достаточно давно, до настоящего времени не выработаны общепринятые критерии оценки эффективности их действия, в отличие, например, от антиблокировочных тормозных систем. Не существует также общепринятых методов и методик испытаний автотранспортных средств, оснащённых противобуксовочны-ми системами, что затрудняет сравнение и оценку ПБС различных типов и фирм-изготовителей.

В связи с вышеизложенным актуальным является исследование по разработке критериев оценки эффективности действия противобуксовочных систем в составе транспортного средства, условий и методов их определения.

Целью диссертации является формирование объективных критериев оценки автотранспортных средств, оснащённых противобуксовочными системами, создание методики их определения.

Научная новизна диссертационной работы заключается:

- в формировании критериев оценки автотранспортных средств, оснащённых противобуксовочными системами;

- в определении условий и создании методики определения критериев оценки автотранспортных средств, оснащённых противобуксовочными системами;

- в получении уникальных экспериментальных данных, позволяющих рассчитать предлагаемые критерии оценки автотранспортных средств, оснащённых противобуксовочными системами, а также подтвердить правильность отражения отдельными критериями соответствующих свойств автотранспортного средства.

Практическая значимость диссертационной работы состоит в том, что её результаты представляют интерес в первую очередь для производителей автомобилей, позволяя им осознанно выбирать поставщиков противобуксовоч-ных систем и их компонентов для выпускаемых и вновь проектируемых автомобилей. Разработанные критерии оценки автотранспортных средств, оснащённых противобуксовочными системами, и методика их определения позволяют объективно, оценивать преимущества автомобиля, оснащённого проти-вобуксовочной системой. Также результаты диссертационной работы представляют несомненный интерес для фирм-разработчиков противобуксовоч-ных систем и их компонентов. Применение разработчиками противобуксо-вочных систем единообразных, объективных критериев оценки эффективности действия противобуксовочных систем и однотипных методов их определения позволят более объективно сравнивать предположительный результат применения противобуксовочной системы той или иной схемы построения, того или иного производителя. Автотранспортные предприятия и другие организации, эксплуатирующие коммерческие автомобили, также могут воспользоваться результатами данной диссертационной работы для определения эффективности применения противобуксовочных систем в конкретных уеловиях эксплуатации. Это даст им возможность с одной стороны осознанно выбирать и заказывать автомобили с противобуксовочной системой определённого, наиболее подходящего для данных условий типа, с другой стороны экономить средства, избегая избыточности и переусложнённости систем.

Реализация результатов работы. Предложенные в диссертации критерии оценки эффективности действия противобуксовочной системы в составе автотранспортного средства, методика расчета этих критериев, условия и методы дорожных испытаний автотранспортных средств отражены в руководящем нормативном документе ФГУП НИЦИАМТ РД 37.052.344-2006 «Автотранспортные средства. Методы определения эффективности действия противобук-совочных систем». В соответствии с РД 37.052.344-2006 на ФГУП НИЦИАМТ проводятся сравнительные и доводочные испытания автомобилей, оснащённых противобуксовочными системами и другими средствами повышения интенсивности разгона и опорной проходимости. Результаты диссертационной работы также использованы в деятельности отдела главного конструктора ЗАО «Автомобили и моторы Урала» (г. Новоуральск Свердловской области) по созданию новых моделей автомобилей марки АМУР, оснащению их противобуксовочными системами и оценке эффективности их действия. Разработанные в диссертации критерии оценки эффективности пртивобуксовочных систем внедрены на кафедре «Автомобили» МАДИ (ГТУ) и используются при проведении учебных занятий по курсу «Автомобили», со студентами специальности 150200 «Автомобили и автомобильное хозяйство», а также при подготовке дипломных проектов.

Апробация работы. Основные результаты исследований были доложены, обсуждены и одобрены на 60, 61, 62, 63, 64 и 65-й научно-методических и научно исследовательских конференциях Московского автомобильно-дорожного института (ГТУ), на 39 Международной научно-технической конференции ААИ «Приоритеты развития отечественного автотракторостроения и подготовки инженерных кадров» (МАМИ, 2002), на традиционной международной научно-технической конференции ААИ (НИЦИАМТ, 2004).

Публикации. По материалам диссертации опубликовано шесть печатных работ.

Структура и объём диссертации. Диссертация состоит из введения, четырёх глав, выводов, списка литературы (122 наименования) и приложений. Работа содержит 269 страниц машинописного текста, 2 таблицы, 78 рисунков и 6 приложений.

1Б.1ЕМ, ВЫВОДЫ ДАТЧИКА ЕУ| КЛАПАН ОТСЕЧКИ АУ| КЛАПАН ВЫПУСКА □ВЙ1 РЕЛЕ ОТКЛЮЧЕНИЯ

ВСПОМОГАТЕЛЬНОГО ТОРМОЗА

-94В качестве блоков управления противобуксовочной системой использовались:

1) электронный блок управления фирмы \VABCO модель №446 004 416.0;

2) экспериментальный блок управления "В", разработанный Академией наук Республики Беларусь.

Присоединительные размеры и штекерные соединения обоих блоков управления унифицированы. Это позволяет заменять один блок другим, подключая их к одним и тем же кабельным разъёмам.

Дополнительно к аппаратам традиционного пневмопривода в схему введены (см. рис. 3.2.) модуляторы 12 давления АБС/ПБС, пропорциональный клапан 22 ПБС, цилиндр 19 управления подачей топлива двигателя, дифференциальный клапан 14 ПБС, два двухмагистральных клапана 25 в приводе тормозных механизмов колёс задней тележки, дополнительные клапаны 28 контрольного вывода для установки датчиков давления (у тормозной камеры правого переднего колеса (для перспективного исследования АБС), у тормозных камер левого и правого задних колёс, после дифференциального и пропорционального клапанов).

Штатный привод тормозных механизмов колёс задней тележки модифицирован таким образом, что после ускорительного клапана 11 отдельными трубопроводами воздух подводится к тормозным камерам колёс левого и правого борта задней тележки. Это необходимо для организации работы противобуксовочной системы.

Для обеспечения ограничения подачи топлива в кинематическую цепь управления регулятором топливного насоса высокого давления (ТНВД) был установлен на специальном кронштейне исполнительный цилиндр ЦП 01.00.00 (см. рис. 3.4.) производства ООО «Объединение Родина» (г. Йошкар-Ола). Ход штока цилиндра 67 мм, диаметр поршня 38 мм, начальное усилие поджатая пружины 18 кгс, жёсткость возвратной пружины ~5,6 кгс/см.

Необходимое давление воздуха в исполнительном цилиндре обеспечивает пропорциональный клапан. Нами применён пропорциональный клапан модели 472 250 ООО 0 производства фирмы «WABCO», который установлен на специальном кронштейне в передней части рамы автомобиля, за кабиной (см. рис. 3.5.).

Датчики частоты вращения колёс WABCO установлены только на колёсах передней и задней оси (средняя ось не имеет датчиков). Зубчатые колёса датчиков (роторы) производства МАЗ.

Дифференциальный клапан производства фирмы «Bosch». Остальные дополнительно введённые аппараты — серийные, производства РААЗ.

Краткая техническая характеристика объекта испытаний — автомобиля МАЗ-64229 — приведена в [19]. Автомобиль имеет один межосевой блокируемый дифференциал и два межколесных блокируемых дифференциала, что позволяет провести расширенное испытание автомобиля с ПБС при различных состояниях блокировок.

Рис. 3.4. Исполнительный цилиндр ограничения подачи топлива и его установка

Рис. 3.5. Пропорциональный клапан и его установка. На выходе пропорционального клапана установлен датчик давления

-973.2.2. Измерительные приборы и испытательное оборудование

3.2.2.1. Измерительные приборы

Для измерения и регистрации определяемых параметров, согласно разработанному руководящему РД 37.05.344-2006 «Автотранспортные средства. Методы определения эффективности действия противобуксовочных систем» (Приложение 1), использовалось оборудование и программное обеспечение, входящее в комплекс БАТ1ЮМ, предназначенный для измерения и регистрации различных данных на автомобильной технике.

Схема размещения измерительной и регистрирующей аппаратуры на автомобиле приведена на рис. 3.6.

Скорость движения транспортного средства измерялась бесконтактным оптическим датчиком (см. рис. З.7.), установленным на бампере автомобиля. Оптический датчик скорости, в соответствии с его техническим описанием, имеет следующие характеристики: напряжение питания 12 В; потребляемая мощность 50 Вт (лампа) + 7 Вт электроника); внутреннее сопротивление 200 Ом; диапазон измерения скорости от 0,5 до 400 км/ч; относительная погрешность ±0,2 %; габаритные размеры 485х 164x78 мм; монтажное расстояние от поверхности дороги (380+10) мм; рабочее расстояние при движении автомобиля от 300 до 460 мм; диаметр луча 40 мм; масса 2,6 кг.

Принцип работы оптического датчика скорости поясняет рис. 3.8. Он заключается в следующем:

Поверхность дороги 1 освещается галогеновой лампой 2. Ход лучей 3 оптической системы передаёт изображение дороги на координатную призматическую решётку 4. Контрастные точки поверхности дороги моделируются на призматической решётке 4, и при движении датчика вдоль поверхности дороги на выходе дифференциального усилителя сигналов с фотоэлектрических элементов 5 получается пропорциональная скорости частота. Генерируемые таким образом сигналы формируются с помощью специального фильтра в виде импульсов ТТЬ (транзисторно транзисторная логика) и используются для определения скорости и пути. Брызговик 6 предназначен для предотвращения загрязнение оптической системы. Оптическая система способна воспринимать контрастные точки изображения дороги размером не мельче 0,5 мм.

Подробнее устройство и принцип работы оптического датчика скорости описано в [16], [17].

Так как испытательные заезды должны проводиться не только на сухом, но и на увлажнённом покрытии, одновременно с оптическим датчиком скорости, для повышения надёжности измерительной системы был применён датчик скорости типа «пятое колесо» производства фирмы «Пайслер». Несмотря на то, что он уступает оптическому датчику скорости по таким параметрам, как точность и пределы измерения, «пятое колесо» не подвержено сбоям в результате солнечных бликов на влажном покрытии, а также при проезде над лужей. При возникновении кратковременных сбоев в работе оптического датчика скорости по вышеуказанным причинам возможна коррекция данных о скорости движения автомобиля на основании показаний датчика типа "пятое колесо". При этом данные о скорости в процессе заезда не будут полностью потеряны. Это даёт возможность сократить число повторных заездов вызванных сбоями в измерительной и регистрирующей аппаратуре, что, в свою очередь, позволяет сократить сроки испытаний и затраты на их проведение. V а! 1 4 Г

-=—гТ -Й ч : >—>1

О] | - выносной датчик угловой скорости колеса; VI - оптический датчик скорости автомобиля;

- датчик скорости автомобиля типа "пятое колесо"; р ^ - датчик давления в тормозной камере заднего правого колеса; Рд - датчик давления в тормозной камере заднего левого колеса; Р3 - датчик давления в приводе после дифференциального клапана; Р4 - датчик давления в приводе после пропорционального клапана; (X - датчик угла поворота рулевого колеса; БАИЗСМ - система анализа и регистрации данных; РС - персональный компьютер - ноутбук; (X - датчик положения рычага управления регулятором ТНВД.

Рис. 3.6. Схема размещения измерительной и регистрирующей аппаратуры

Рис. 3.7. Оптический датчик скорости и его установка

Рис. 3.8. Оптический датчик скорости. Общее устройство

- поверхность дороги;

- галогеновая лампа;

- направление лучей света;

- призматическая решётка;

- фотоэлектрические элементы (2 шт.);

- брызговик.

Частота вращения колёс измерялась внешними выносными датчиками, подвижная часть которых соединена со ступицей колёса с помощью специальных кронштейнов, а неподвижная крепится к кузову автомобиля струбцинами через телескопические штанги (см. рис. 3.9.). Телескопические штанги позволяют компенсировать вертикальные перемещения колёс относительно кузова в пределах хода подвески, а также поворот передних управляемых колёс при маневрировании автомобиля. Всего было установлено четыре датчика частоты вращения колеса: на колёсах переднего и заднего мостов. Колёса среднего моста не имеют датчиков, так как на них отсутствуют датчики системы АБС/ПБС, и, соответственно, система не в состоянии напрямую регулировать их буксование.

Выносной датчик частоты вращения колеса имеет следующие технические характеристики:

Не электрические характеристики: максимальная допустимая частота вращения 12000 об/мин; момент инерции ротора 14 г-см2; момент страгивания ротора при 20 °С < 1Н-см; максимальная осевая нагрузка вала 10 Н; максимальная радиальная нагрузка вала 20 Н (на конце вала); температурный диапазон от минус 20 до 110 °С; допустимая вибрация до 100 м/с от 10 до 2000 Гц) максимальное допустимое линейное ускорение 1000 м/с2; масса 0,4 кг;

Пыле- водонепроницаемость IP65

DIN 40050, IEC 529).

Электрические характеристики: напряжение питания потребляемая мощность число импульсов на оборот частота выборки

5 В (постоянный ток); 0,6 Вт (лампа); 1000 шт.; от 0 до 160 кГц.

Принцип действия датчика частоты вращения колеса:

Датчик частоты вращения колеса представляет собой установленную внутри непрозрачного металлического корпуса оптическую систему, состоящую из источника света (миниатюрная лампа накаливания 5 В/0,6 Вт) и двух смещённых в тангенциальном направлении фотоэлементов. Источник света и фотоэлементы разделены непрозрачным экраном, вращающимся на вале датчика. Экран имеет одну тысячу радиальных прозрачных прорезей, равномерно расположенных по окружности. При вращении вала датчика фотоэлементы генерируют импульсы (тысяча импульсов на оборот). Сигнал одного фотоэлемента запаздывает по отношению к другому на четверть периода. Сигналы с фотоэлементов усиливаются электронным усилителем - формирователем выходного сигнала, установленным внутри корпуса датчика.

Выходные сигналы датчика частоты вращения колеса представляют собой импульсы напряжения прямоугольной формы иаь и& (иа2 запаздывает по отношению к иа1 при вращении вала датчика по часовой стрелке глядя с конца вала. Это позволяет определить направление вращения вала датчика). Также выдаются инвертированные сигналы 0а1, 0О2. Кроме того, один раз за один оборот вала датчика частоты вращения колеса усилитель - формирователь выходного сигнала формирует контрольный прямоугольный импульс иао, ширина которого соответствует 90 0 угла поворота вала датчика, и его инвертированный импульс Оао.

Рис. 3.9. Внешние выносные датчики частоты вращения колёс и их установка

Сигналу высокого уровня соответствует напряжение более 2,4 В (Uhigh > 2,40 В) при токе нагрузки менее 10 мА (1цюн < Ю мА). Сигналу низкого уровня соответствует напряжение менее 0,45 В (Ulow < 0,45 В) при токе нагрузки менее 40 мА (Ilow < 40 мА).

В обычном режиме работы (применяется по умолчанию, если не проводились дополнительные настройки) регистрирующая аппаратура DATRON фиксирует только прямоугольный сигнал Uai

Угловое перемещение рычага управления подачей топлива (рычага управления регулятором) контролировалось с помощью поворотного потенциометра, установленного соосно с рычагом на специальном кронштейне и соединенного с ним поводком (см. рис. ЗЛО.). Потенциометр типа МУ-615А. Напряжение питания потенциометра не более 6 В. Измеряемый диапазон углов — 60° (±30°). Предельная температура, при которой гарантируется сохранение работоспособности потенциометра — 150° С.

В отличие от других измерительных приборов заводского изготовления, являющихся «стандартными», точность которых заранее известна, а максимально возможные погрешности гарантированы заводом изготовителем, погрешность измерения углового перемещения рычага управления подачей топлива (рычага управления регулятором) требует дополнительной оценки.

Для расчёта разрешающей способности потенциометров следует пользоваться следующим выражением, выводимым из геометрических параметров датчика [12]. min *7?-[p«i] = — • т№рад.] * 57,3 Мг?ад.)

DK Я A DK

Где: dm — диаметр провода с изоляцией;

DK — диаметр каркаса потенциометра; ctmim — разрешающая способность потенциометра.

-106В соответствии с техническими условиями разрешающая способность потенциометра МУ-615А составляет 18 угловых минут. тт^О0^;

Точность отработки угла потенциометром будет определяться в основном двумя параметрами: зазором в соединении поводка привода потенциометра и пальца рычага привода, несовпадением оси потенциометра с осью вращения рычага управления подачей топлива (управления регулятором). Зазор в сочленении палец - поводок не превышает 0,1 мм. С учётом длины рычага, которая составляет 100 мм, угловое перемещение поводка потенциометра в пределах зазора составит: а= — рад = 0,001 рад * 0,057295779° * 0°3'26,26";

5 100 '

Таким образом, можно считать, что угловое перемещение поводка потенциометра в пределах зазора не превышает четырёх угловых минут, т.е. а, <0°4';

Несовпадение оси потенциометра с осью вращения рычага управления подачей топлива (управления регулятором) вызвано неточностями изготовления кронштейна потенциометра и изменением положения оси потенциометра в зависимости от температуры. Можно считать, что расстояние между осью потенциометра и осью вращения рычага управления подачей топлива (управления регулятором) во всех режимах эксплуатации не превысит 2 мм. Кинематические связи рычага управления подачей топлива и поводка потенциометра иллюстрирует рис. 3.11.

Рис. 3.10. Поворотный потенциометр и его установка топлива и поводка потенциометра

-108В самом наихудшем случае, различие между углами поворота рычага управления подачей топлива (управления регулятором) и гибкого поводка потенциометра не превысит величины ан, определяемой в соответствии с рис. 3.8. следующим образом: а„ = агсвт— »1°8'45,57" « Г9';

100

Общая погрешность отработки угла потенциометра составит: ао=а3+а„=0о4/+1 °9-101 Ъ'\

С учётом зоны нечувствительности максимально возможная абсолютная погрешность потенциометра составит:

Латах = ат1т+а0 = 0° 187+1 ° 13 -1 °317« 1,52°;

В соответствии с конструкторской документацией завода-изготовителя общий угол поворота рычага управления подачей топлива (управления регулятором) составляет 40°. Тогда относительная погрешность датчика угла поворота рычага управления подачей топлива (управления регулятором) составит:

Да=1,52/40=0,038=3,8 %;

С учётом других неучтённых факторов можно считать, что относительная погрешность датчика угла поворота рычага управления подачей топлива (управления регулятором) не превысит 5 %. Да < 5 %.

При проведении эксперимента явления разрыва цепи из-за совпадения частоты вынужденных колебаний потенциометра с собственной резонансной частотой не было зафиксировано во всем диапазоне частот вращения коленчатого вала, при любых нагрузочных режимах работы двигателя и скоростях движения автомобиля.

Давление воздуха в тормозном приводе контролировалось с помощью четырёхканального электронного манометра типа МЭП-4. Давление измерялось в цилиндре управления подачей топлива (см. рис. 3.5), на выходе дифференциального клапана, в левой и правой тормозных камерах задней оси (см. рис. 3.12).

Диапазон избыточных давлений, измеряемых электронным манометром МЭП-4, составляет от 0,0 до 1,0 МПа. Относительная погрешность измерения

Основные технические характеристики и условия эксплуатации манометра электронного четырёхканального МЭП-4: число каналов измерения давления 4 допустимая вибрационная нагрузка до 0,5 % в диапазоне от 0 до 80 Гц; сопротивление нагрузки по выходам

В составе электронного четырёхканального манометра МЭП-4 применялись датчики давления системы «Сапфир» производства Орловского завода «Теплоприбор». На кремниевой полупроводниковой пластине выполнен тен-зомост. Четыре тензорезистора соединённые в мостовую схему необходимы для компенсации изменения сопротивления тензорезисторов в зависимости от температуры. Чувствительный элемент датчика представляет собой классическую мостовую схему, которая запитывается постоянным током величиной 2 -г 3 мА. Сигнал с измерительного моста усиливается усилителем постоянного тока, выполненным на операционных усилителях. 2% [14]. напряжение питания потребляемая мощность диапазон рабочей температуры от 10 до 15 В (постоянный ток); б Вт, не более; от минус 20 до +80 °С; каналов 2 кОм, не менее.

Рис. 3.12. Датчики давления и их установка

Изменение регистрируемых данных во времени фиксировалось системой регистрации на базе мобильной персональной ЭВМ (рис. 3.13.). Период опроса датчиков составлял 0,1 с. Как показала практика, этого вполне достаточно. Уменьшение периода опроса датчиков не приведёт к повышению точности результатов эксперимента, а только увеличит массивы регистрируемой информации.

Рис. 3.13. Система регистрации данных на базе мобильной персональной ЭВМ

-1123.2.2.2. Испытательное оборудование

Для испытаний использовались специальные дороги Дмитровского автополигона. Для искусственного создания покрытия с низким коэффициентом сцепления использовались дороги, покрытые базальтовой плиткой, увлажняемой водой (рис. 3.14.). Базальтовая плитка прямоугольной формы отлита из магматической породы — базальта, расплавленного при 1400 °С. Плитки размером 200x200 мм толщиной 40 мм (производство — Чехия) имеют две дренажные канавки, расположенные крестообразно, которые служат для отвода избытка влаги с целью предотвращения эффекта аквапланирования. Ориентировочный коэффициент сцепления, достигаемый на таком покрытии 0,23+0,30. Прямолинейный горизонтальный участок, покрытый базальтовой плиткой, имеет длину 250 м, ширину 5 м. Параллельно участку, покрытому базальтовой плиткой, имеется такой же ширины участок с покрытием «заглаженный бетон». Коэффициент сцепления, развиваемый на увлажнённом «заглаженном бетоне» составляет 0,50+0,60. Устанавливая объект испытаний одним бортом на участок, покрытый базальтовой плиткой, другим — на «заглаженный бетон», имитируется покрытие типа «микст». Покрытие дорог с различным коэффициентом сцепления нужно поддерживать во влажном состоянии. При любых условиях, толщина водяной пленки должна оставаться постоянной, при этом не допускается образование сухих «островков» при высокой температуре окружающего воздуха или слоя воды на поверхности дороги при выпадении осадков или от чрезмерной интенсивности полива.

Система водополива (см. рис. 3.15.) должна обеспечивать равномерное распыление воды над поверхностью дороги в количестве, необходимом для создания водяной пленки. Форсунки для распыления воды [15] должны удовлетворять следующим требованиям:

- распыление воды должно обеспечиваться по радиусу не менее 9 м, что соответствует ширине двух полос движения;

- 113- расход воды не должен превышать дренажных возможностей дорожного полотна;

- форсунки не должны выступать выше поверхности дороги (в случае установки на одном уровне с проезжей частью или в непосредственной близости от проезжей части).

На Дмитровском автополигоне (научно-исследовательский центр по испытаниям и доводке автомототехники) установлена система водополива, имеющая следующие параметры [15]:

Вода из артезианской скважины подается в глубоководную ванну рабочим объемом 190 м3 и закачивается двумя последовательно включенными насосами в магистральный трубопровод диаметром 150 мм под избыточным давлением 0,6 МПа. Насосы модели ЦНСА 60-132, производительность одного насоса 63 м /час. Из магистрального трубопровода протяженностью 1330 м вода распределяется через задвижки по четырем секциям с помощью отводных рукавов, диаметром 80 мм. Четыре секции с трубами диаметром 70 мм, оснащены стаканами с внутренней резьбой 11/4,1 под установку форсунок, шесть на секцию с шагом 10,4 м. Каждая секция может включаться раздельно. Площадь орошаемого дорожного покрытия с различными коэффициентами сцепления составляет 2250 м2. Протяженность увлажняемой дороги — 250 м.

Для распыления воды применены форсунки американской фирмы T-BIRD моделей Т-30 или Т-40. Форсунки T-BIRD (см. рис. 3.16.) создают од-ноструйное распыление воды с помощью сопла, перемещающегося по сектору на угол 180°, при этом обеспечивается равномерное осаждение воды на единицу поверхности дороги. Количество выпавшей воды на поверхность дороги равняется объему стока, при этом покрытие остается мокрым при расходе воды через одну форсунку 1,8ч-1,9 м3/ч и давлении 0,4 МПа. Обеспечивается полив дороги по всей ширине проезжей части. При использовании 24 форсунок T-BIRD, ванны объемом 190 м хватит на 4 часа непрерывной работы.

Рис. 3.14. Искусственное покрытие с низким коэффициентом сцепления — увлажнённая базальтовая плитка

Рис. 3.15. Система водополива Дмитровского автополигона

Рис. 3.16. Форсунка для распыления воды

-1163.2.3. Особенности проведения эксперимента

Экспериментальное исследование снаряжённого автомобиля МАЗ-64229 без полуприцепа (прицепа), оснащённого противобуксовочной системой, проводилось по разработанной программе и методике испытаний автотранспортного средства с ПБС, вошедшей в состав руководящего документа РД 37.05.344-2006 «Автотранспортные средства. Методы определения эффективности действия противобуксовочных систем», представленного в приложении 1.

Дополнительно проводились исследования рабочего процесса противобуксовочной системы при её вмешательстве в управление системой подачи топлива двигателя и управление тормозными механизмами.

3.3. Программа экспериментального исследования действия противобуксовочных систем

В ходе экспериментального исследования был проведён большой объем контрольных заездов (более 200), программа которых отражёна в таблице 3.1. На каждой из указанных в таблице 3.1. передач проводилось два или более разгона с места (испытательных заезда). В качестве результатов эксперимента в работе представлены осреднённые (по двум или трём заездам) данные.

При проведении испытаний было поставлено условие, что значения скорости автомобиля и значения угловой скорости колёс, измеренные при разгоне в однотипных условиях в каждый момент времени не должны отличаться друг от друга более чем на 4 %. Поэтому, если в результате проведения дорожных испытаний обнаруживались большие расхождения, то проводился ещё один или, если необходимо, несколько дополнительных заездов в тех же условиях. Этим добивались, чтобы было выполнено указанное выше условие как минимум для двух заездов. Такие заезды признавались зачетными. Результаты заездов, имеющих отличие по скоростям, более 4 %, не учитывались.

1. Сорокин В.Г., "Электронная система регулирования скольжения колёс транспортного средства", (диссертация на соискание учёной степени кандидата наук), 1986 г;

2. Высоцкий М.С., Бутылин В.Г., Юнхов A.A., Иванов В.Г., Лещинский А.И., Электропневматический модулятор для современной АБС, Грузовик &, №2, 2000;

3. Фрумкин А.К., Алышев И.И., Попов А.И., Современные антиблокировочные и противобуксовочные системы грузовых автомобилей, автобусов и прицепов; -М.: ЦНИИТ ЭИАВТОПРОМ, 1990. 57 с;

4. Системы и компоненты транспортных средств WABCO. Фирма WABCO, 2000;

5. Фрумкин А.К., Алышев И.И., Попов А.И., Антиблокировочные и противобуксовочные системы легковых автомобилей; -М.: ЦНИИТ ЭИАВТОПРОМ, 1989. 52 с;

6. Antilock-Braking System (ABS) with integrated Drive Slip Cintrol (ASR) for Commercial Vehicles; WABCO Westinghouse Automotive Products Group, Hannover, W.-Germany, 1987;

7. Александров Е.Б., Трикоз A.A., Шеметов C.B., Современные механизмы распределения мощности в трансмиссиях легковых автомобилей, -М.: ЦНИИТЭИАВТОПРОМ, 1989, 52 с;

8. Литвинов A.C., Фаробин Я.Е., Автомобиль. Теория эксплуатационных свойств; -М.: Машиостроение, 1989. 240 с;

9. Фирма WABCO, ABS/ASR "D" — Антиблокировочная система для грузовых автомобилей и автобусов; 1999 ;

10. Пирковский Ю.В., Шухман С.Б., Теория движения полноприводного автомобиля (прикладные вопросы оптимизации конструкции шасси); -М.: ЮНИТИ-ДАНА, 2001; Элит-2000, 230 с;

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

12. Юрчевский A.A., Исследование автомобиля, как объекта программного управления (диссертация на соискание учёной степени кандидата технических наук); -М., 1968. -211 с, ил;

13. ЧеботаревА.А. и др., Надёжность потенциометрических датчиков; -М.: Машиностроение, 1966. 112 е.;

14. АО "АВДИ-Сервис", Манометр электронный четырёхканальный МЭП-4. Техническое описание и инструкция по эксплуатации; -Дмитров-7 Московской области, 1992. -12 с;

15. Научно-исследоваельский центр по испытаниям и доводке автомо-тотехники, Техническая система водополива. Технический отчёт; -Дмитров, 1998. -29 е., ил;

16. Научно-исследоваельский центр по испытаниям и доводке автомо-тотехники, Система для измерения и регистрации данных DATRON. Техническое описание и инструкция по эксплуатации; -Дмитров, 1997. -40 е., ил;

17. DATRON-MESSTECHNIK GmbH, DATRON ЕЕР-2,1997. 40 е.;

18. Автомобиль Анализ конструкций и элементы расчёта. Учебник для вузов / Осепчугов В.В., Фрумкин A.K. -М.: Машиностроение, 1989, 304 с;

19. Краткий автомобильный справочник / Понизовкин А.Н., Власко Ю.М., Ляликов А.Б. и др. -М.: АО "ТРАНСКОНСАЛТИНГ", НИИАТ, 1994. 779 с;

20. Аэродинамика автомобиля / под редакцией В.-Г. Гухо, Перевод с немецкого, -М.: Машиностроение, 1987. 422 с;

21. Устройство автомобиля. Учебник для техникумов / Тур Е.Я., Серебряков К.Б., Жолобов Л.А. -М.: Машиностроение, 1990, 352 е.;

22. Иванов A.M., Солнцев А.Н., Гаевский В.В., Осипов В.И, Попов А.И. Основы конструкции автомобиля. -М.: ООО «Книжное издательство «За рулём», 2005. 336с.: ил.;

23. Косарев С.Н., Козлов П.Л., Волгин С.Н., Яметов В.А., Автомобили

24. ВАЗ-2110, ВАЗ-21102, BA3-21103, ВАЗ-2111, ВАЗ-2112. Руководство по ремонту, эксплуатации и техническому обслуживанию -СПб, ПетерГранд. 2002. 240 е.;

25. ГОСТ Р 41.13-99 (Правила ЕЭК ООН №13) Единообразные предписания, касающиеся официального утверждения механических транспортных средств категорий М, N и О в отношении торможения — Москва, Госстандарт России;

26. Автомобиль. Основы конструкции: Учебник для вузов / Вишняков H.H., Вахламов В.К., Нарбут А.Н. и др. -М.: Машиностроение, 1986. 304 е.;

27. Боровских Ю.И., Кленников М.В. Сабинин A.A. Устройство автомобиля. -М. Высшая школа. 1983. 110 с.;

28. Зубарев A.A. Плеханов И.П. Газобаллонные автомобили. -М. ДОСААФ СССР. 1984. 86 е.;

29. Лукин П.П., Гаспарянц Г.А., Родионов В.Ф. Конструирование и расчёт автомобиля. -М. Машиностроение, 1984. 374 е.;

30. Работа автомобильной шины/ Кнороз В.И., Кленников Е.В., Петров И.П. и др., -М. Транспорт. 1976. 238 с.

31. Раймпель И. Шасси автомобиля. -М.: Машиностроение. 1983. 354 е.;

32. Раймпель И. Шасси автомобиля. Рулевое управление. -М.: Машиностроение. 1987.228 е.;

33. Раймпель И. Шасси автомобиля. Элементы подвески. М.: Машиностроение. 1987. 284 е.;

34. Теория и конструкция автомобиля/ Илларионов В.А., Морин М.М., Сергеев Н.М. и др., -М. Машиностроение. 1985. 368 е.;

35. Справочник мотоциклиста / Демченко Б.Ф. -М.: ООО «Издательство ACT», 2002. 286 е.;

36. Автомобили. Конструкции, конструирование и расчёт / Под ред. Гришкевича А.И. -Минск, Вышейшая школа, 1987. 200 е.;

37. Автотракторные колёса. Справочник / Балабин И.В., Вазингер В.Г.,-193

38. Петровский Н.С. -M.: Машиностроение, 1985. 272 е.;

39. Конструирование и расчет колёсных машин высокой проходимости / Под ред. Бочарова Н.Ф., Цитовича И.С. -М.: Машиностроение, 1983. 302 е.;

40. Марголис С.Я. Мосты автомобилей и автопоездов. -М.: Машиностроение, 1984. 376 е.;

41. Проектирование трансмиссий автомобилей. Справочник / Под ред. Гришкевича А.И. -М.: Машиностроение, 1984. 264 е.;

42. Яскевич 3. Ведущие мосты. -М.: Машиностроение, 1985. 600 е.;

43. Родионов В.Ф., Фиттерман Б.М. Проектирование легковых автомобилей. -М.: Машиностроение, 1980. 479 е.;

44. Фрумкин А.К. Регуляторы тормозных сил и антиблокировочные системы. -М.: МАДИ. 1981.58 с.;

45. Евграфов А.Н., Высоцкий М.С. Аэродинамика колёсного транспорта. НИРУП «Белавтотракторостроение», 2001 ;

46. Fahrsicherheitssysteme / Bosch. Vieweg, 1998.;

47. Braess H H., Seiffert V/Vieweg Handbuch Kraftfahrzeugtechnik. Vieweg, 2001.;

48. Jeff Daniels. Modem car technology. Haynes London, 2001.;

49. Automotive engineering international, 2002.;

50. Roger Bell. Modem sport Cars. Haynes London, 2002.;

51. Агейкин Я.С. Проходимость автомобиля. -M.: Машиностроение, 1981.232 е.;

52. Антонов Д.А. Теория устойчивости движения многоосных автомобилей. -М.: Машиностроение, 1978. 216 с.;

53. Высоцкий М.С., Беленький Ю.Ю., Московкин В.В. Топливная экономичность автомобилей и автопоездов. Минск: Наука и техника, 1984. 208 е.;

54. Гришкевич А.И. Автомобили. Теория. Минск: Вышейшая школа, 1986. 207 е.;

55. Литвинов A.C. Управляемость и устойчивость автомобиля. -M.: Maшиностроение, 1971.416 е.;

56. Платонов В.Ф. Полноприводные автомобили. -М.: Машиностроение, 1981.279 е.;

57. Смирнов Г.А. Теория движения колёсных машин. -М.: Машиностроение, 1981. 271 е.;

58. Токарев A.A. Топливная экономичность и тягово-скоростные качества автомобиля. -М.: Машиностроение, 1982. 222 е.;

59. Фаробин Я.Е., Щупляков B.C. Оценка эксплуатационных свойств автопоездов для международных перевозок. -М.: Транспорт, 1983. 200 с.

60. Чудаков Е.А. Теория автомобиля. -М.: Машгиз, 1950. 343 е.;

61. Совершенствование способов регулирования выходных параметров тормозной системы автотранспортных средств / Туренко А.Н., Богомолов В.А., Клименко В.И., Кирчатый В.И., Ходырев С .Я. Харьков: Издательство ХНАДУ (ХАДИ), 2002. 400 е.;

62. Повышение эффективности торможения автотранспортных средств с пневматическим тормозным приводом / Туренко А.Н., Богомолов В.А., Клименко В.И., Кирчатый В.И. Харьков: Издательство ХГАДТУ, 2000. - 472 е.;

63. Вахламов В.К., Порватов И.Н. Техника транспорта. Эксплуатационные свойства подвижного состава. Ч.1.: Конспект лекций / МАДИ (ГТУ). -М., 2002. 70 е.;

64. Гидропривод и гидроавтоматика / Башта Т.М. -М.: Машиностроение, 1972. 320 е.;

65. Пневматический тормозной привод автотранспортных средств: Устройство и эксплуатация / Гуревич JI.B., Меламуд P.A. -М.: Машиностроение, 1988. 224 е.;

66. Автомобильные двигатели: под ред. М.С. Ховаха, -М.: Машиностроение, 1977. 591 е.;

67. Нефедьев Я.Н., Никульников Э.Н., Сальников В.И. Российская АБС: качество и проблемы, Автомобильная промышленность, 2001. №5, с. 32-35.;

68. Автоматика и автоматизация производственных процессов / Автуш-ко В.П., Бренч М.П., Будько В.В., Метлюк Н.Ф., Молибошко J1.A.; под ред. Метлюка Н.Ф. -Мн.: Выш. шк., 1985. 302 е., ил.;

69. Теория автоматического управления / Анхимюк B.JI. -Мн.: Вышей-шая школа, 1979. 286 е.;

70. Гидравлический привод систем управления / Гамынин Н.С. -М.: Машиностроение, 1972. 376 е.;

71. Теория систем автоматического регулирования / Бесекерский В.А., Попов Е.П. -М.: Наука, 1975. 768 е.;

72. Автоматизация управления трансмиссией автомобиля / Гришкевич А.И., Руктешель О.С. -Мн.: БПИ, 1981. 36 е.;

73. Электромеханические и магнитные устройства автоматики. -М.: Высшая школа, 1979. 352 е.;

74. Автоматическое регулирование двигателей внутреннего сгорания / Крутов В.И. -М.: Машиностроение, 1978, 472 е.;

75. Планетарные и гидравлические передачи / Аксенко В.Д., Петров A.B. -М.: Военное издательство министерства обороны СССР, 1961. 247 е.;

76. Автобусы: особенности устройства и эксплуатации: Учеб. пособие для ПТУ / Чередников A.A., Рудников Ю.М. -М.: Машиностроение, 1991.— 191 е.: ил.;

77. Автоматизация процесса торможения автомобиля: Учебное пособие/-196

78. Ломака С.И., Алекса H.H., Гецович Е.М. К.: УМК ВО, 1988;

79. Нефедьев Я.Н. Конструктивная безопасность и ее оценка, Автомобильная промышленность, 2003. №11, с. 24-27.;

80. Рабочие процессы и расчет пневматических тормозных приводов транспортных средств: Учебное пособие / Вишняков H.H. -М.: изд-во МАДИ, 1984.-90 е.;

81. Переходные процессы в пневматических системах / Гогричиани Г.В., Шипилин A.B. -М.: Машиностроение, 1986. 160 е.;

82. Динамика пневматических систем машин / Герц E.B. -М.: Машиностроение, 1985. 256 е.;

83. Кишкевич П.Н. Основные нелинейности пневматического тормозного привода. В сб.: Автотракторостроение. Вып. 19 - Минск: Вышейшая школа, 1984, с. 15-21.;

84. Спирин А.П., Гуревич Л.В., Меламуд P.A. Исследование гистерезиса тормозных механизмов как звеньев антиблокировочных систем. Автомобильная промышленность, 1980. №3;

85. Тормозные устройства. Справочник под общей редакцией Александрова М.П. -М.: Машиностроение, 1985. 310 е.;

86. Немчинов М.В. Сцепные качества дорожных покрытий и безопасность движения автомобилей. -М.: Транспорт, 1985. 231 е.;

87. Астров В.А. Коэффициент сцепления и степень шероховатости дорожного покрытия. Автомобильные дороги, 1970. №10, с. 22-24;

88. Вишняков H.H. Как работают следящие приводы автомобилей. -М.: Транспорт, 1971. 104 с.;

89. Попов Е.П. Автоматическое регулирование и управление. -М.: Физ-матгиз, 1962.388 е.;

90. Решетов Д.Н. Детали машин. Учебник для вузов. -М.: Машиностроение, 1975. 656 е.;

91. Безверхий С.Ф., Яценко H.H. Основы технологии полигонных испытаний и сертификация автомобилей. -М.: ИПК Издательство стандартов, 1996. 600 е.;

92. Гришин В.Ф., Рубцов C.B. О системе сертификации механических транспортных средств и прицепов // Стандарты и качество. 1992. №8. с. 14-16;

93. Лаптев С.А. Комплексная система испытаний автомобилей. -М.: Издательство стандартов, 1991. 172 е.;

94. Ротенберг Р.В. Основы надёжности системы Водитель автомобиль - дорога - среда. -М.: Машиностроение, 1986. 216 с.;

95. Шалдыкин В.П. Разработка теоретических основ и практических методов полигонных испытаний автомобильной техники серийного производства // Автореферат д-р техн. наук. -М.: МГТУ им. Н.Э. Баумана, 1991. 82 е.;

96. Яценко H.H., Шалдыкин В.П. Теоретические основы и практические методы оценки достоверности результатов полигонных испытаний автомобилей с использованием банка данных // труды НАМИ. -М.: Машиностроение, 1991. с. 81-103;

97. Яценко H.H., Антипцев В.П., Енаев A.A., Шалдыкин В.П. Колебания и перегрузки шасси автомобиля при торможении на неровной дороге. Полигонные испытания, исследования и совершенствование автомобилей // Сб. науч. тр. НАМИ. -М.: 1984. с. 70-93;

98. Сига X., Мидзутани С. Введение в автомобильную электронику: Пер. с японск. -М.: Мир, 1989. 232 е.;

99. Автомобильные датчики. Сб. статей. -М.: Машиностроение, 1982. 102 е.;

100. Брюханов А.Б. Электронные устройства автомобиля. -М.: Транспорт, 1988. 109 е.;

101. Мороз С.Э. Электроника в управлении автомобилем. -М.: Знание, 1985.64 с.;

102. Синельников А.Х. Электронные приборы для автомобилей. -М.: Энергопромиздат, 1986. 240 е.;-198102. Нефедьев Я.Н. Комплексная система активной безопасности АТС,

103. Автомобильная промышленность, 2004. №02. с. 12-14;

104. Ютт В.Е., Резник A.M., Морозов В.В., Попов А.И. Эксплуатация антиблокировочных систем легкового автомобиля : Учебное пособие/ МАДИ (ГТУ). -М.: 2003. 225 е.;

105. Франштих Клаус, Хаселир Райнер. Текстовый процессор Word 6.0 для Windows. Изд. 2-е; испр. и доп.: Практ. пособ./Пер. с нем. -М.: ЭКОМ., 1995.-352 е.: ил.;

106. Мэтью Кумбс, Мотоциклы. Устройство и принцип действия. Перевод из Haynes and со. Ltd., серия Haynes Techbook, 2002;

107. Ванцевич В.В., Высоцкий М.С., Дубовик Д.А. Регулирование мощности в движителе как средство управления динамикой колёсных машин, Автомобильная промышленность, 2004. №1, с. 13-16.;

108. Селифонов В.В., Гируцкий О.И. Устойчивость автомобиля против заноса и опрокидывания: Учеб. пособие / МАМИ. -М., 2001. 48 е.: ил.;

109. Селифонов В.В., Кусаинов А.К., Ломакин В.В. Теория автомобиля: Учебное пособие / МАМИ. -М., 2007. 115 е.: ил.;

110. Селифонов В.В., Титков А.И. Статические характеристики управляемости автомобиля: Учебное пособие / МАМИ. -М., 1990. 34 е.: ил.;

111. Келлер A.B., Драгунов Г.Д. Распределение крутящего момента при работе противобуксовочной системы, Автомобильная промышленность, 2003. №1, с. 11-13.;

112. Гладов Г.И., Лобанов С.А. Системы регулирования крутящих моментов на колёсах автомобиля, Автомобильная промышленность, 2003. №1, с. 35-38.;

113. Келлер A.B., Драгунов Г.Д. Алгоритмы управления распределением мощности между ведущими колесами АТС, Автомобильная промышленность, 2004, №1, с. 10-12.;

114. Келлер A.B., Кунаккильдин Р.Ф., Кычев В.Н. О рациональных режимах использования активных автопоездов, Автомобильная промышленность, 2005, №Ю, с. 15-17.;

115. Быков Р.В., Драгунов Г.Д., Келлер A.B. Полноприводные АТС: нужны ли им отключаемые мосты, Автомобильная промышленность, 2003, №8, с. 14-16.;

116. Абель П. Язык ассемблера для IBM PC и программирования: Пер. с англ. Сальникова Ю.В. -М.: Высш. шк., 1992. 447 е.: ил.;

117. Гринчишин Я.Т., Ефимов В.И., Ломакович А.Н. Алгоритмы и программы на Бейсике: Учеб. пособие для студентов пед. ин-тов по физ. мат. спец. -М.: Просвещение, 1988. 160 е.: ил.;

118. Семашко Г.Л., Салтыков А.И. Программирование на языке паскаль. -М.: Наука. Гл. ред. физ.-мат. лит., 1988. 128 с. - (Библиотечка программиста.);

119. Фаронов В.В. Программирование на персональных ЭВМ в среде Турбо-Паскаль. 2-е изд. -М.: Изд-во МГТУ, 1992. - 448 е.;

120. Фаронов В.В. Турбо-Паскаль (в 3-х книгах). Книга 1. Основы Турбо-Паскаля. -М.: Учебно-инженерный центр «МВТУ-ФЕСТО ДИДАКТИК», 1992.-304 е.: ил.;

121. Фаронов В.В. Турбо-Паскаль (в 3-х книгах). Книга 2. Библиотека Turbo Vision. 2-е изд. -M.: Учебно-инженерный центр «МВТУ-ФЕСТО ДИДАКТИК», 1994. - 429 е.: ил.;

122. Бобровский С. Delphi 5: Учебный курс -СПб: Издательство «Питер», 2000. 640 е.: ил.;

123. Кренкель Т.Э., Коган А.Г. Тараторин A.M. Персональные ЭВМ в инженерной практике: Справочник -М.: Радио и связь, 1989. 336 е.: ил.

124. Федеральное Государственное унитарное предприятие

125. НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ЦЕНТР ПО ИСПЫТАНИЯМ И ДОВОДКЕ АВТОМОТОТЕХНИКИ1. ФГУП НИЦИАМТ)

126. Техническая служба по сертификационным испытаниям1. РУКОВОДЯЩИЙ ДОКУМЕНТ

127. АВТОТРАНСПОРТНЫЕ СРЕДСТВА. МЕТОДЫ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ЭФЕКТИВНОСТИ ДЕЙСТВИЯ ПРОТИВОБУКСОВОЧНЫХ СИСТЕМ1. РД 37.052.344-20061. Дмитров-20061. Предисловие

128. РАЗРАБОТАН Федеральным Государственным унитарным предприятием "Научно-исследовательский центр по испытаниям и доводке автомототехники" (ФГУП НИЦИАМТ);

129. Московским Государственнымавтомобильно-дорожным институтом (Технический университет)

130. ВНЕСЕН Отделением безопасности автомобиля (ОБА)

131. ИСПОЛНИТЕЛИ : С.Р. Кристальный; А.И. Попов, канд. техн. наук; A.A. Барашков; Э.Н. Никульников, канд. техн. наук; A.A. Прокофьев; Г.М. Дзюбина

132. ПРИНЯТ И ВВЕДЕН в действие Приказом по ФГУП НИЦИАМТ от 19. декабря. 2006 г. № 4244. ВВЕДЕН впервые

133. Настоящий стандарт не может быть полностью или частично воспроизведен, тиражирован и распространен без разрешения ФГУП НИЦИАМТ.1. Содержание1. Область применения.12. Нормативные ссылки.13. Определения.24. Цель испытаний.2

134. Метрологическое обеспечение ипогрешности измерений.3

135. Общие условия проведения испытаний.4

136. Безопасность при проведении испытаний.5

137. Подготовка к проведению испытаний.69. Методы испытаний.6

138. Испытание №1. Определение эффективности.7действия противобуксовочной системы при разгоне на прямолинейном участке с низким коэффициентом сцепления

139. Испытание №2. Определение эффективности.11действия противобуксовочной системы при разгоне на прямолинейном участке с однородным с однородным покрытием типа «микс»

140. Испытание №3. Определение эффективности.17действия противобуксовочной системы при разгоне на однородном покрытии в повороте

141. Испытание №4. Определение эффективности.22действия противобуксовочной системы приразгоне на деформируемым грунте

142. Испытание №5. Подтверждение безопасности.26противобуксовочной системы10. Отчетность.28

143. РД 37.052.344-2006 РУКОВОДЯЩИЙ ДОКУМЕНТ

144. АВТОТРАНСПОРТНЫЕ СРЕДСТВА. МЕТОДЫ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ЭФФЕКТИВНОСТИ ДЕЙСТВИЯ ПРОТИВОБУКСОВОЧНЫХ СИСТЕМ1. Дата введения 2007-01 -011. ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ

145. Настоящий РД распространяется на автотранспортные средства (АТС) категорий М, N и устанавливает методы определения эффективности действия противобуксовочных систем.2. НОРМАТИВНЫЕ ССЫЛКИ

146. В настоящем РД использованы ссылки на следующие документы:

147. ГОСТ Р 52051-2003 Механические транспортные средства и прицепы. Классификация и определения;

148. ГОСТ Р 41.13-99 (Правила ЕЭК ООН №13) Единообразные предписания, касающиеся официального утверждения механических транспортных средств категорий М, N и О в отношении торможения;

149. И 37.052.014-2005 Инструкция по охране труда и безопасности дорожного движения при проведении испытаний на ФГУП НИЦИАМТ;

150. Основные положения по допуску транспортных средств к эксплуатации и обязанности лиц по обеспечению безопасности1дорожного движения.3. ОПРЕДЕЛЕНИЯ

151. В настоящем РД применены следующие термины и определения:

152. Противобуксовочная система (ПБС) система, которая автоматически регулирует степень буксования одного или нескольких ведущих колес в тяговом режиме.

153. Автотранспортное средство наземное транспортное средство с колесным движетелем, приводимое в движение двигателем и имеющее не менее 4-х колес, центры которых не лежат на одной прямой.4.ЦЕЛБ ИСПЫТАНИЙ

154. Определение значений критериев оценки эффективности действия противобуксовочных систем по твердому покрытию и по деформируемому грунту.

155. МЕТРОЛОГИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ И ПОГРЕШНОСТИ ИЗМЕРЕНИЙ

156. Измерительные приборы, используемые при проведении испытаний, должны быть аттестованы и поверены.

157. Измерительные приборы должны выбираться таким образом, чтобы исключить возможность выхода измеряемых величин за пределы измерений. Пределы измерений приборовдолжны соответствовать типу АТС и его характеристикам.

158. Измерительные приборы должна обеспечивать возможность регистрации показаний приборов с интервалом времени не более 1с. При этом, должна быть обеспечена возможность регистрации показаний в течение всего времени испытательного заезда.

159. ОБЩИЕ УСЛОВИЯ ПРОВЕДЕНИЯ ИСПЫТАНИЙ

160. Условия проведения сравнительных испытаний должны быть идентичными (состояние дорожного покрытия, наличие осадков, температура, давление и т.п.) для всех вариантов объектов испытаний.

161. Испытания проводятся не более четырех часов для всех вариантов объектов испытаний.

162. Скорость ветра при проведении испытаний не должна превышать 5м/с. Скорость и направление ветра должны быть отражены в протоколе испытаний.

163. БЕЗОПАСНОСТЬ ПРИ ПРОВЕДЕНИИ ИСПЫТАНИЙ

164. При проведении испытаний необходимо руководствоваться инструкцией И 37.052.014, а также:

165. Для проведения испытаний должен быть официально назначен ответственный за проведение испытаний (руководитель испытаний), который несет ответственность за безопасность людей, сохранность и правильность использования оборудования.

166. Руководитель испытаний должен присутствовать при подготовке и проведении испытаний, обеспечивать соблюдение мер безопасности и выполнение программы испытаний.

167. Руководитель должен разъяснять каждому участнику испытаний его задание и обязанности, указать рабочее место, которое необходимо занимать во время испытаний.

168. При проведении испытаний не допускается нахождение в зоне проведения испытаний посторонних лиц и АТС. не принимающих участие в испытаниях.

169. Испытания проводятся на дорогах ФГУП НИЦИАМТ на специально отведенном участке.

170. Любые испытания на дорогах общего пользования недопускается.

171. Во время проведения испытаний в кабине АТС должны находиться два человека водитель и испытатель.

172. Применяемые при проведении испытаний измерительные и регистрирующие приборы должны быть надежно закреплены и не мешать управлению АТС.

173. При обнаружении, во время испытаний, неисправностей испытания должны быть приостановлены до их устранения.

174. Испытания должны быть прекращены при угрозе опрокидывания АТС.

175. ПОДГОТОВКА К ПРОВЕДЕНИЮ ИСПЫТАНИЙ

176. Проверить исправность и комплектность АТС, особенно систем пассивной безопасности. АТС, эксплуатация которых запрещена «Основными положениями по допуску транспортных средств к эксплуатации.», к данным испытаниям не допускаются.

177. Установить на АТС контрольно-измерительные и регистрирующие приборы.

178. Проверить/отрегулировать давление воздуха в шинах.

179. Перед началом контрольных заездов двигатель и агрегаты трансмиссии должны быть прогреты до рабочих температур кратковременным пробегом.

180. Новые шины перед началом испытаний должны быть обкатаны в объеме не менее 1000 км, остаточная высота рисунка протектора шины должна соответствовать «Правилам эксплуатации шин».

181. Подготовить специальный участок для проведения испытаний. Провести пробные заезды для определения реальных коэффициентов сцепления.9 МЕТОДЫ ИСПЫТАНИЙ

182. Испытания №1 проводятся двумя вариантами (варианты1 и вариант2) следующим образом:

183. Вариант 1. Испытания проводятся на горизонтальном участке. Допустимый продольный уклон не более ± 1,0%, поперечный уклон не более ± 0,3%.

184. Vmax максимальная скорость (расчетная), достигнутая

185. АТС в конце разгона (определяется в соответствии с п.9.1.2.2) м/с.;

186. Ькор1- оптимальное относительное буксование k-того колесазависит от покрытия, по которому это колесо движется).

187. Вариант 1.Испытание проводится на горизонтальном участке. Допустимый продольной уклон не более ±1,0%, поперечный уклон не более ±0.3%.

188. Средним углом продольной оси АТС от прямолинейной траектории определяемым по формуле:та*1. О-Ь--, (3)шахгде: 0- угол отклонения продольной оси АТС от защитной траектории, радиан.

189. Чем параметр С меньше, тем лучше. В идеале параметр С равен нулю.

190. Максимальной угловой скоростью отклонения продольной оси АТС от прямолинейной траектории (Д рад/с) определяемой по формуле:0(0Лшах

191. Чем параметр И меньше, тем лучше.

192. Данный критерий определяется для каждой передачи отдельно, а для АТС с автоматической трансмиссией для АТС в целом.

193. Дополнительно рекомендуемым максимальным углом курсового отклонения АТС -1©| , рад.

194. Данный критерий определяется для каждой передачи отдельно, а для АТС с автоматической трансмиссией в целом.92.4.4 Комфортность управления при разгоне по прямой на миксте оценивается двумя критериями:

195. Средним углом поворота колеса (Е, рад) определяемым по формуле:шах-. (5)тахгде: а угол поворота рулевого колеса от положения, соответствующего прямолинейному движению, рад.

196. Чем параметр Е меньше, тем лучше. В идеале параметр Е равен нулю.

197. Данный критерий определяется для каждой передачи отдельно, а для АТС с автоматической трансмиссией в целом.

198. Максимальным углом поворота рулевого колесакшх|>рад

199. Чем угол поворота рулевого колеса меньше, тем лучше.

200. Данный критерий определяется для каждой передачи отдельно, а для АТС с автоматической трансмиссией -в целом.92.4.5 Степень траекторной устойчивости АТС оценивается двумя критериями:

201. Средним отклонением от прямолинейного движения (Р,м) определяемым по формуле:(б)шахгде: 1 линейное отклонение центра масс АТС от его положения, соответствующего прямолинейному движению, м.

202. Чем параметр Б меньше, тем лучше. В идеале параметр Б равен нулю.

203. Данный критерий определяется для каждой передачи отдельно, а для АТС с автоматической трансмиссией в целом.

204. Максимальным отклонением от прямолинейной траектории -1/| ,м.

205. Чем параметр |/| меньше, тем лучше. В идеале параметр |/| равен нулю.

206. К текущее расстояние от центра масс АТС до центра заданной круговой траектории, м;тах " момент времени, при котором достигается скорость

207. У^ (кроме того, при разгоне в повороте ^ ограничиваетсямоментом выхода любой части АТС за пределы заданного коридора согласно п. 9.3.2.2), с.

208. Чем параметр О меньше, тем лучше. В идеале параметр О равен нулю.

209. Чем параметр Н меньше, тем лучше. В идеале Н равеннулю.

210. Я заданное расстояние от центра масс АТС21до центра заданной круговой траектории, м.

211. Чем параметр I меньше, тем лучше. В идеале I равеннулю.

212. Чем средний расход топлива за цикл разгона меньше, темлучше.93.4.8 Степень и характер износа шин определяются степенью их износа. Чем степень износа шин меньше, тем лучше. Наилучшим является случай, когда износ разных шин равномерный.

213. Вариант 1. Испытаниям подвергается АТС в снаряженном состоянии.22

214. Перед проведением испытаний необходимо сделать не менее двух пробных проездов, после чего выравнить грунт.

215. НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ЦЕНТР ПО ИСПЫТАНИЯМ И ДОВОДКЕ АВТОМОТОТЕХНИКИ

216. Федеральное государственное унитарное предприятие1. ПРИКАЗ1 9.1 2.2006 №1. Об утверждении и вводе вдействие РД 37.052.344-2006, РД 37.052.345-20061. ПРИКАЗЫВАЮ:

217. Утвердить разработанные отделением безопасности автомобилей следующие руководящие документы:

218. РД 37.052.344 2006 «Автотранспортные средства. Методы определения эффективности действия противобуксовочных систем»;

219. РД 37.052.345-2006 «Автотранспортные средства. Методы исследования влияния наклона управляемых колес на устойчивость автомобиля против бокового скольжения и напряженно-деформированное состояние его передней оси».

220. Ввести указанные РД в действие с 1 января 2007 г.

221. Рабочие процессы ПБС при разгоне по горизонтальной прямой с использованием блока управления \VABCO № 446 004 416.0 (обычный режим)

222. Разгон с ПБС (блок управления УУАВСО)на мокром базальтемежосевой и межколёсные дифференциалы не заблокированы211. Первая передача1. Вторая передачаг 51. ГО Ч ч , со ИЗ 11 т X Ъ \1. О) ^ х X I О)1а