автореферат диссертации по транспорту, 05.22.10, диссертация на тему:Оценка технического состояния тормозных систем прицепов с инерционным приводом

Глава 1. Состояние проблемы, цели и задачи исследования.

1.1. Особенности конструкции инерционных тормозных систем малотоннажных автопоездов.

1.2. Основные требования, предъявляемые к инерционным тормозным системам.

1.3. Факторы влияющие на техническое состояние инерционных тормозных систем автопоезда.

1.3.1. Выходные характеристики тормозных механизмов.

1.3.2. Определение комплексных параметров тормозных механизмов в стендовых условиях.

1.3.3. Влияние зазоров между фрикционными парами на устойчивость автомобиля при торможении.

1.3.4. Влияние износа протектора шин на тормозные свойства автомобиля.

1.3.5. Влияние коэффициента трения пары накладка - тормозной барабан на эффективность торможения автомобиля.

1.3.6. Влияние технического состояния деталей опорно - разжимного устройства.

1.3.7. Требования ГОСТ Р 51709-2001 к техническому состоянию прицепов с инерционным приводом тормозов.

1.3.8. Методы проверки по ГОСТ Р 51709-2001.

1.4. Цель и задачи исследования. 35 Выводы по 1 главе.

Глава II. Разработка математической модели для исследования тормозных свойств автопоездов категории М), находящихся в эксплуатации.

2.1. Требования к математической модели.

2.2. Описание математической модели автопоезда.

2.2.1. Описание автомобиля - тягача.

2.2.2. Описание прицепа с инерционной тормозной системой.

2.2.3. Методика расчета показателей эффективности торможения автопоезда.

2.3. Проверка математической модели на адекватность реальному процессу торможения.

2.3.1. Физическая картина процесса торможения автопоезда и оценка адекватности модели.

Выводы по II главе.

Глава III. Выбор и обоснование параметров для диагностирования инерционной тормозной системы прицепов.

3.1. Обоснование диагностических параметров для оценки технического состояния инерционного привода тормозов.

3.2. Разработка методики оценки инерционной тормозной системы в стендовых условиях.

3.3. Влияние эксплуатационных факторов на силовое передаточное число привода тормозной системы прицепа.

3.4. Разработка методики оценки эффективности инерционной тормозной системы прицепа для дорожных испытаний.

3.4.1. Методика определения тормозных сил на оси (осях) прицепа.

3.4.2. Определение усилия в сцепке.

3.5. Разработка средств для диагностирования инерционной тормозной системы в стендовых условиях. 84 Выводы по III главе.

Глава IV. Результаты теоретических и экспериментальных исследований.

4.1. Требования к проведению испытаний автопоездов (категория М]) по ГОСТ Р 51709-2001.

4.2. Определение весовых и геометрических параметров прицепа.

4.2.1. Нагрузка на заднюю ось и сцепное устройство прицепа в снаряжённом состоянии.

4.2.2. Геометрические параметры.

4.3. Определение характеристик устройства управления тормозами прицепа.

4.3.1. Параметры для измерения.

4.3.2. Определение параметров.

4.3.3. Определение коэффициента полезного действия инерционного привода и дополнительного усилия.

4.4. Определение совместимости устройства управления, тормозного привода и тормозных механизмов.

4.4.1. Исходные данные для расчёта.

4.4.2. Контроль эффективности торможения прицепа по Правилам 13 ЕЭК ООН (Приложение 12).

4.4.3. Проверка по ходам.

4.4.4. Проверка по запасу хода.

4.5. Определение эффективности торможения автопоезда.

4.5.1. Определение весовых и геометрических параметров автомобиля -тягача.

4.5.2. Определение характеристики тормозной системы автомобиля в стендовых условиях.

4.5.3. Оборудование автопоезда для проведения испытаний устройства управления и эффективности торможения.

4.5.4. Определение усилий в сцепке, тормозных сил прицепа и силового передаточного числа.

4.6. Определение эффективности тормозной системы автопоезда.

4.6.1. Испытания типа "ноль".

4.6.2 Определение времени срабатывания тормозной системы прицепа.

4.7 Анализ результатов эффективности тормозной системы автопоезда.

4.8 Определение предельно - допустимой массы прицепа из условия безопасности движения.

4.9 Методика определения силового передаточного числа привода тормозов прицепа на линии инструментального контроля. 120 Выводы по IV главе. Общие выводы 129 Список использованной литературы 131 Приложения

Обеспечение безопасности дорожного движения является одной из наиболее сложных проблем. От её успешного решения в значительной степени зависит функционирование хозяйственных структур, жизнь и здоровье населения страны. На решение данной проблемы направлен Федеральный Закон РФ " О безопасности дорожного движения", "Положение об обеспечении безопасности дорожного движения на предприятиях, учреждениях, организациях, осуществляющих перевозки пассажиров и грузов" и другие нормативные акты. В 90-х годах возникли предпосылки, ведущие к снижению уровня безопасности автотранспортных средств. Происшедшие разукрупнение предприятий автомобильного транспорта, появление большого количества мелких предприятий и частных владельцев, занимающихся перевозками пассажиров и грузов, послужило причиной резкого снижения объёмов и качества диагностирования и технического обслуживания транспортных средств. Наметился отказ от использования накопленного научно-технического и производственного потенциала. В сфере производства происходит снижение контроля качества выпускаемой в нашей стране автомобилей и комплектующих. Из-за рубежа ввозится большое количество подержанных автомобилей. По этим причинам произошло увеличение числа ДТП, количества погибших и раненых, связанных с неудовлетворительным техническим состоянием транспортных средств. По данным специальных исследований доля ДТП по причинам технической неисправности транспортных средств достигает 15%. Таким образом, обеспечение требуемого уровня надёжности узлов и систем автомобиля, влияющих на безопасность движения, можно добиться существенного снижения аварийности. Развитие рыночных отношений расширяет сферу применения автопоездов, сформированных на базе легковых автомобилей и одноосных прицепов. Вопросам совершенствования тормозных свойств автопоездов посвящено немало научных работ. Однако малотоннажные автопоезда практически выпали из поля зрения учёных, особенно в нашей стране. Работы в этой области немногочисленны и носят узко прикладной характер. За рубежом накоплен большой опыт в проектировании и диагностировании инерционных тормозных систем одноосных прицепов. В нашей стране эти работы не получили достаточного развития, что сдерживает успешное создание высокоэффективных конструкций тормозного привода и их инструментальный контроль. Решить указанную проблему призвана вводимая в России система инструментального контроля технического состояния автотранспортных средств. Опыт введения данной системы позволил выявить ряд существенных недостатков, требующих неотложного устранения: уровень конструктивной и эксплутационной надёжности отечественных автотранспортных средств не соответствует предъявляемым к ним требованиям; отставание развития системы автосервиса; при оценке технического состояния инерционных тормозных систем прицепов по ГОСТ Р51709-2001 эффективность тормозных механизмов не проверяются, что является недопустимым; проверка в дорожных условиях по показателям эффективности торможения для инерционных тормозных систем прицепов категорий О] и Ог, как это требует ГОСТ Р51709-2001, практически невозможна; инструментальный контроль не позволяет выявить ряд неисправностей тормозных систем, влияющих на безопасность движения. Для устранения выявленных недостатков необходим глубокий научный анализ и длительные исследования. Одним из направлений исследований является разработка и внедрение методов и средств оценки тормозной эффективности автопоездов, в составе которых используются прицепы с инерционными тормозными системами. Данная работа посвящена решению указанных вопросов.

Общие выводы:

1. Проведен анализ конструктивных схем инерционных тормозных систем прицепов с точки зрения их приспособленности для инструментального контроля.

2. Разработана математическая модель динамики торможения автопоезда, которая учитывает изменение технического состояния тормозной системы автомобиля-тягача и прицепа и их влияние на эффективность торможения. Проведена проверка математической модели на адекватность реальному процессу торможения автопоезда. Расхождение экспериментальных и расчетных параметров находятся в пределах (3.8)%,

3. Параметры узлов и систем автомобиля-тягача и прицепа, входящих в математическую модель, должны определяться по результатам диагностирования, что приближает результаты моделирования к реальным.

4. Выбраны и обоснованы параметры для диагностирования инерционных тормозных систем: суммарная сила сопротивления вращению колес прицепа; дополнительное усиление в сцепке; силовое передаточное число привода; суммарная тормозная сила на колесах прицепа.

5. Разработана методика оценки технического состояния инерционных тормозных систем в стендовых и дорожных условиях. Моделированием и дорожными испытаниями определены предельно-допустимые массы прицепа при снижении эффективности тормозной системы прицепа.

6. Для оценки технического состояния тормозной системы прицепа введен новый диагностический параметр-силовое передаточное число привода тормозов прицепа, который исключает влияние состояния шин и роликов тормозного стенда на результаты диагностировании.

7. Разработан и изготовлен нагружатель для определения технического состояния устройства управления и тормозных механизмов прицепа.

8. В дальнейшем необходимо исследовать: а) влияния снижения эффективности тормозной системы автомобиля-тягача на эффективность торможения автопоезда; б) эффективность торможения автопоезда при отказе одного из контуров запасной тормозной системы автомобиля-тягача; в) динамику торможения автопоезда с антиблокировочной системой, установленной на автомобиле-тягаче.

1. АнтоновД.А., Теория устойчивости движения многоосных автомобилей// М.,Машиностроение,1978 С216

2. Антонов,Д.А., Об оценке устойчивости кругового движения многоосных атомобилей// Автомобильная промышленность.1962 №З.С18-22.

3. Аринин,И.Н.,Диагностирование технического состояния автомобилей://М., Транспорт, 1978 С.176.

4. Афанасьев,Л.Л.Дьяков,А.Б.,Иларионов В.А.,Конструктивная безопасность автомобиля ://М.Машиностроение, 1983 С.212

5. Железнов,Е.И.,Тормоз наката одноосного прицепа//А.С.129987,СССР 1987

6. Бабков,В,Ф.,Дорожные условия и режимы движения втомобилей://М.Тра нспорт, 1967 С. 127.

7. Бендас,И.М.,Исследование динамики торможения прицепного автопоезда: //Дис.кан.техн.наук. Харьков, 1970.

8. О.Боровский,Б.Е., Безопасность движения автомобильного транспорта. Анализ дорожных происшествий://Л.Лениздат,1984 С.304

9. Вахменцев,С.В.,.Изменение тормозных свойств автомобиля в эксплуата ции и их нормирование по критерию безопасности://Дис.канд.техн.наук 1952 С188

10. ВлГУ.,Отчет о НИР 1895/97://Разработка рекомендаций по снижениюаварийности во Владимирской области при внедрении инструментальной диагностики тормозных систем,Владим.Гос.Ун-т-Владимир,1998 С Л 08

11. Власов,В.А.,Дайджест по монографии,Л.Эванса «Безопасность движения и водитель»://За рулем, 1996 С72

12. Вознесенский,В.А., Статистические методы планирования эксперимента в технико-экономических задачах://М.,Статистика,1974 С Л 92

13. ВООРТИ., Сборник нормативно-правовых материалов по безопасности дорожного движения://Владимир,издательство Калейдоскоп, 1998 С Л 40

14. Аринин,И.Н.,Отчет о НИР://Разработка и внедрение системы управления производством ТО иТР автомобилей КАМАЗ на ПТК ообъединения «Влади-Миравтотранс»,ВПИ Владимир, 1988

15. Гаспарянц,Г.А., Великанов,A.A., Частотные методы исследования регу ляторов тормозных сил://ЭИ конструкции автомобилей №9 М.,1980

16. Генбом,Б.Б.,Гутта,А.И., К вопросу об оценке свойств и о перспективное ти колодочных барабанных тормозных механизмов:// Автомобильная промышленность, 1972 №6 СЛ2

17. Генбом,Б.Б.Демьяник.В.А.,Осепчугов,Е.В., Методика построения и исследования тормозных характеристик автомобиля.//Автомобильная промышленность, 1972 №4 СЛ6

18. ГОСТ 20911-89.,Техническая диагномстика. Термины и определения://М., Госкомиздат 1990 СЛЗ

19. ГОСТ 22895-77., Тормозные системы и тормозные свойства автотранспо -ртных средств. Нормативы эффективности.Общие техничкские требования: //М.,издательство стандартов, 1993 С.22

20. ГОСТ Р 51709-2001., Автотранспортные средства. Требования безопасности к техническому состоянию и методы проверки ://М.,Госстандарт России, 2001 С.27

21. Единообразные предписания, касающиеся официального утверждения транспортных средств в отношении торможен^,Правила 13 ЕЭКООН,

22. E/ECE/324, E/ECE/TRANS SOS. Приложение 12. Условия контроля транспорт ных средств, оборудованных инерционными тормозами.

23. Голомидов,А.М., Губа,В.И., Эксплуатационные свойства автомобилей ЗАЗ-969 с прицепом://Автомобильная промышленность 1972,№10 С.25

24. Гредескул,А.Б., Определение параметров тормозной системы с регулято-тором тормозных сил://Автомобильная промышоенность, 1975 №: С.24

25. Григорян,В.Г.,Исследование динамики торможения трехосного грузово го автомобиля ://Дис. канд. техн. наук, М.,1978 С.208

26. Ревин,А.А., Автомобильные автоматизированные тормозные системы: техническое решение,теория ,свойства://Монография, Волгоград, издательство «Института Качества», 1995 С. 160

27. Гуревич, JI.B., Меламуд,Р.А., Пневматический тормозной привод автотр анспортных средств.Устройство и эксплуатация:// М.,Транспорт 1988 С.224

28. Гуревич,Л.В.,Меламуд,Р.А.,Тормозное управление автомобиля: //М., Транспорт, 1978 С. 152

29. Дальше-хуже://За рулем 1999, №5 С. 12

30. Талызин,С.И.,Расчет автоматической системы автоприцепа: //Автотрак-орное дело 1940,№10 С.10

31. ЗЗДьяков, А.Б., Безопасность движения автомобилей ночью://М., Трансорт, 1984 С.201

32. Иларионов,В.А.,Экспертиза дорожно-транспортных происшествий: //Учеб.Для вузов по спец. «Организация дорожного движения».М,Транспорт 1989 С.25539.3акин,Я.Х., Конструкция и расчет автомобильных поездов://Л.,Машиностроение, 1968 С.332

33. Кассандрова,О.Н.гЛебедев,В.В., Обработка результатов наблюдений: //М.,Наука, 1970 С.104

34. Клинковштейн,Г.И., Исследование тормозных качеств автомобилей в эксплуатации://М.,Автотрансиздат, 1961 С. 100

35. Косолапов,Г.М., Оптимизация тормозных качеств автомобиля://Дис. канд.техн. наук , Волгоград, 1973 С.334

36. Косолапов,Г.М.,КлимовгЛ.К., Исследование устойчивости автомобиля при торможении:// Автомобильная промышленность, 1972 С.12

37. Кошкин,Е.А.,Методика определения эффективных мероприятий по безопасности движения на автомобильном транспорте://Автореферат, М.,НИИАТ, 1994 С.12

38. Кузнецова,О.И., Некоторые вопросы поперечной устойчивости автомобиля при торможении://Автомобильный транспорт, 1969 №7,С.16

39. Лаврентьев,Н.А., Исследование методики и средств испытаний автомо билей на тормозную эффективность://Дис.канд.техн. наук, Минск, 1975 С.220

40. Литвинов,А.С., Фаробин,Я.Е., Автомобиль.Теория эксплуатационных свойств://М.,Машиностроение, 1989 С.240

41. Материалы республиканской научно-практической конференции «Основные направления в обеспечении безопасности дорожного движения на назем ном транспорте в РФ в свете реализации Федерального Закона «О безопасное ти дорожного движения».,М.,1996 С.144

42. Мельников,В.И., Сурков,А.Н.,Теория автоматического регулирования и системы автоматики://М.,Машиностроение, 1972 С.352

43. Меринов,В.В., Исследование влияния некоторых эксплуатациооных факторов на неравномерность действия тормозных механизмов://Дис. канд. техн.наук.Волгоград,1973 С.151

44. Метлюк,Н.Ф.,Автушенко,В.П., Динамика пневматических и гидравлических приводов автомобилей://М., Машиностроение, 1980 С.231

45. Железнов,Е.И., Исследование устойчивости автомобиля при торможении с использованием теории планирования эксперимента://Волгоград,рукопись деп. В НИИ автопроме 10.01.1983.,№826 ап-Д83

46. Мирошников,Л.В., Болдин,А.П., Пал, В.И., Диагностирование техническо состояния автомобилей на автотранспортных предприятиях/М.,Транспорт, 1977 С.263

47. Мюллер Бем.,Каталог автосервисного оборудования:// Мюллер Бем 1994 С. 120

48. Нуждин,Р.В., Оценка тормозных свойств автотранспортных средств при инструментальной диагностике://Дис. канд.техн.наук,Владимир, 2000

49. Налимов,В.В., Чернова,Н.А., Статистические методы планирования экспериментов://М.Наука, 1978 С.268

50. Петров, М.А.,Работа автомобильного транспорта в тормозном режиме:// Омск, Сибирский автомобильно-дорожный институт 1973 С.341

51. Положение о техническом обслуживании и ремонте подвижного состава автомобильного транспортам/Министерство автомобильного транспорта РСФСР,М., Транспорт, 1988 С.78

52. Правила допуска к движению по улицам:/ Стандарт ФРГ 81\^0-69.Пер.с Нем:// М.,Всесоюзня торговая палата, 1972 С.341

53. Правила ЕЭК ООН, Стандарты ИСО и директивы ЕЭС в области автомоби лестроения:// САТР.М.,1994 С.121

54. Правила приемки автомобилей,прицепов и полуприцепов, эксплуатируемых на дорогах общественного пользования.Стандарт США 07-1-63. пер. с англ.//М.,Всесоюзная торговая палата, 1971 С.91

55. Щукин,М.М.,Сцепные устройства автомобилей и тягачей. М., Машгиз, 1967 С.207

56. Прокофьев,М.В., Технические стандарты ЕС в области конструкции и Эксплуатации автотранспортных средств://Методическое пособие. М.,АСМАП, 1997 С.64

57. Пчелкин,И.К.,Иларионов,В.А., Оценка тормозной динамичности автомо биля с учетом случайных возмущений.//Автомобильная промышленность, 1978 С.64

58. Пчелкин,И.К.,Динамика процесса торможения автомобиля://Автореф. дис.канд.техн.наук.М.,1984 С.40

59. Ревин,A.A.,Повышение эффективности, устойчивости и управляемости при торможении:// АТС.Автореф.дис.докт.техн.наук. М.,1984 С.48

60. Ройтман, Б.А.,Суворов Ю.Б.,Суковицин,В.И., Безопасность автомобиля в эксплуатации://М., Транспорт, 1987

61. Род ионов, С.Н., Оценка устойчивости и уапавляемости автомобиля в про цессе торможения://Автореф. дис.канд. техн. наук. Волгоград, 1986 С.24

62. Ротенберг,Р.В., Основы надежности системы водитель- автомобиль- доро га-среда://М., Машиностроение, 1986 С.216

63. Ротенберг,Р.В., Чхотуа О.Н., Торможение автомобиля и безопасность Движения://Автомобильная промышленность. 1978.№9 С.21

64. Сальников,В.И., Разработка расчетно-экспериментального метода оценки тормозных свойств и направлений совершенствования тормозной динамики автомобиля://Дис. канд. техн.наук.Дмитров. 1992 С.240

65. Сергеев,А.Г., Метрологическое обеспечение эксплуатации технических систем. М.,МГОУ. 1994 С.448

66. Мороз,С.М.,Комментарий к ГОСТ Р 51709-2001. М.,2002 С.203

67. Сидоров, E.H., Исследование влияния эксплуатационных факторов на устойчивость автомобиля при торможении://дис. канд. техн. наук. Волгоград, 1972 С. 164

68. Скурихин, В.И., Шифрин,В.Б.Дубровский,В.В.,Математическое моде лирование .-//Киев. Техника, 1983 С.272

69. Соцков,Д.А.,Повышение активной безопасности автотранспорных сред ств при торможении://Дис.докт.техн.наук.М.,1989

70. Спирин,А.Р., Гуревич, JI.B., Меламуд, P.A., Исследование гистерезиса тормозных механизмов как звеньев антиблокировочных систем ¡//Автомобильная промышленность. 1980, №3 С.!9

71. Способы обнаружения и устранения неисправностей тормозной системы и электрооборудования автомобилей-автопоездов КамАЗ://М.,Транспорт, 1979С55

72. Стандарты по эксплуатации автомобильного транспорта:// ЕС Брюссель, 1993

73. Стенд для проверки пневмооборудования автомобилей К-245. Паспорт К-245.00.000ПС://М.,Внешнеторгиздат, 1984 С.64

74. Суковицын, В.И., Оценка влияния технического состояния автомобиля на безопасность дорожного движения://дис. канд. техн.наук. М., 1986 С.177

75. Техническое состояние тормозных систем автомобилей и безопасность дорожного движения ://М.,ВНИИБД МВД СССР, 1980 С Л 00

76. Тимофеева,С.И., Повышение активной безопасности автотранспортных средств в эксплуатации на основе оптимизации распределения и регулирова ния тормозных сил:/дис. канд. техн. наук, Владимир 2000

77. Требования безопасности к тормозным системам автомобилей.Стандарт США №105-75 и №121-75.пер.с англ://М.,Всесоюзная торговая палата,1984

78. Требования к тормозам. Основные и дополнительные. Стандарт Швеции F-18. Пер.с англ:М.,Всесоюзная торговая палата, 1978 С.26

79. Турсунов,A.A.,У правление надежностью тормозных систем автомобилей (на примере самосвалов КамАЗ 5511 в условиях Таджикской ССР)://дис.канд. техн.наук. Душанбе, 1990 С. 192

80. Фалькевич,Б.С., Великанов,A.A., Анализ факторов, влияющих на процесс регулирования тормозных сил грузовых автомобилей: //Сб.Безопасно -сть и надежность автомобиля. Под ред.В.В.Серебрякова, М.,1983 С. 150

81. Фаробин,Я.Е., Стабильность тормозов автомобилей://Автомобильная промышленность, 1968,№1. С. 12

82. Фаробин,Я.Е., Подольский,Н.И., О степени влияния самоповорота управляемых колес на курсовую устойчивость автомобиля при торможении://Сб. Трудов МАДИ №173,М.,1979 С.22

83. Фаробин,Я.Е., Шупляков,В.С., Оценка эксплуатационных свойств автопоездов для международных перевозок://М.,Транспорт, 1983 С.200

84. Фрумкин,А.К., Алышев,И.И., Попов А.И., Антиблокировочные и проти-вобуксовочные системы легковых автомобилей. Обзорная информация:// М., 1989 С.52

85. Харазов,А.М., Кривенко,Е.И., Диагностирование легковых автомобилей на станциях технического обслуживания: М., Высшая школа, 1987 С.272

86. Харазов,А.М., Цвид,С.Ф., Методы оптимизации в технической диагностике машин://М., Машиностроение, 1983 С. 132

87. Цимбалин,В.Б.,Успенский,И.Н., Коняшов В.В., и др. Шасси автомобиля Атлас конструкций://М.,Машиностроение,1977 С.204

88. Цифры написанные кровью://За рулем, 1998 №5. С. 150 100.Чудаков,Е.А., Боковая устойчивость автомобиля при торможении://М., Машгиз, 1952 С. 128

89. Болдин,А.П., Морозов,Н.И., Решение задач технической эксплуатации автомобилей транспорта общего пользования методами имитационного моделированиям/Международная науч.-практ.конф./Владимир,2005.С. 119

90. Gillespie,T.D.,From brake interactions with heavy vehicle and handling duri gn //) «SAS Prepr.»,S.a.,№760025,16pp.

91. Compressed-Air Brake Systems: Technical Instruction//Robert Bosch GmbH, 1985

92. Шулаев,В.Н., Оценка тормозных свойств седельных автопоездов по результатам диагностирования://дис.канд.техн.наук.Владимир,2003

93. СоцковД.А., Шулаев,В.Н., Основные направления развития между народных транспортных коридоров (МТК)Россия, г.Владимир,ВлГУ,2006

94. Weber,R., Persch,H.G., Seitenkraft fredneuzgung von Lufteifen.ATZ. 1975 №2 S.40

95. Hofer,G.G., Goebels,H., Antiblokiersistem für Nutzfahrzeuge//Bosch Techn. Berlin, 1980 № 7,S.40