автореферат диссертации по транспортному, горному и строительному машиностроению, 05.05.03, диссертация на тему:Повышение эффективности активных гидравлических тормозных систем автомобилей

од

БЕЛОРУССКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ ПОЛИТЕХНИЧЕСКАЯ

АКАДЕМИЯ .

УДК 629.113-598

ХАСАН Абдулкадир Баба

ПОВЫШЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ АКТИВНЫХ ГИДРАВЛИЧЕСКИХ ТОРМОЗНЫХ СИСТЕМ АВТОМОБИЛЕЙ

05.05.03-Колесные и гусеничные машины

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Минск 1996

Работа выполнена на кафедре "Автомобили" государственной политехнической' академии

Белорусской

Научный руководитель кандидат технических наук, доцент Лепешко И. И.

Официальные оппоненты: доктор технических наук, • профессор Еогдав Н.В.,

кандидат технических наук, доцент Артамонов С.Ю.

Оппонирующая организация: Минский автомобильный еавод.

Защита диссертации состоится "3 "¿--/«71998г. в ^асов (ауд. 2СЯ, корп.1) яа эаседании Совета по защите диссертаций ка соискание ученой степени доктора технических наук Д.02.05.04 в Бэлорусоксй государственной политехнической академии по адресу: 220027, г. Минск, пр-1 Ф.Скоривы, 66, корп. 1.

Отзыв по данной работе, в вверенный печатью, просим направлять по вышеуказанному адресу.

С диссертацей можно ознакомиться в библиотеке ЕГ11А.

Автореферат разослан ЖЖюввгрда.

Ученый секретарь бовета по защите диссертаций Д.02.05.04, канд. техн. наук, старшш научив сотрудник Бармин Р.А

(Е)Хаосан Абдулкадир Баба, 1996

Общая характеристика работы

Актуальность работы.

Рост производительности при перевозках грузов и пассажиров автомобильным транспортом в настоящее время обеспечивается преимущественно увеличением полной массы транспортной единицы с одновременным повышением скорости движения в транспортном потоке. Увеличение интенсивности и скорости движения предъявляет все более жесткие требования к обеспечению активной и пассивной безопасности, а также к более четкой организации управления транспортным потоком.

Повышение активной безопасности сопровождается интенсивным усложнением конструкции тормозных систем, что влечет за собой существенное увеличение затрат на их производство, эксплуатацию и ремонт.

В связи с ростом сложности и стоимости тормозных систем становится весьма актуальным вопрос рационального выбора типа тормозного привода,его конструкции и параметров, обеспечивающих соответствие современным требованиям активной безопаоности при минимальных издержках на производство, эксплуатацию и ремонт.

В последнее время все большее внимание уделяется активным гидравлическим тормозным приводам, обеспечивающим значительно большее быстродействие и меньший гистерезис, что способствует более эффективной работе антиблокировочных систем управления.

Одним из перспективных направлений развития активных гидравлических тормозных приводов является привод с отбором мощности от колес автомобиля. Такие приводы нашли достаточно широкое освещение в виде схемных решений в патентной литературе и отдельных научных публикациях. Имеющиеся публикации посвящены классическому построению привода по схеме "насосная станция-накопители энергии -система управления". Указанная схема -при ее реализации приводит к достаточно сложной конструкции тормозного привода.

Следует считать перспективным гидравлический тормозной привод с приводом насосной станции от колес автомобиля без применения накопителей энергии, а необходимые эффективность и быстродействие обеспечить выбором соответствующих параметров насосной станции и ее привода.

Указанное направление принято для проведения исследований как обеспечивающее упрощение тормозного привода и снижение затрат на производство, эксплуатацию и ремонт.

Целью работы является разработка методики расчета и выбора параметров активного гидравлического тормозного привода с приводом насосной станции от колес автомобиля без использования накопителей энергии.

Положения, защищаемые в работе, и их научная новизна заключаются 6 следующем:

- обоснована возможность, применения активного гидравлическоп тормозного привода с приводом насосной станции от колес автомобиля без накопителей энергии и систем управления ими;

- разработана методика расчета и выбора параметров активног< гидравлического тормозного привода с приводом насосной станции о' колес автомобиля;

- получены зависимости, устанавливающие связь между параметрами привода, усилием управления и давлением в гидроприводе дл; насосной станции, работающей на регулируемый дросселей насосно] станции регулируемой производительности, работающей на дроссел] постоянного сечения;

- получены зависимости, устанавливающие закономерности перемещения педали управления тормозным приводом,для случаев регули рования давления изменением проходного сечения дросселя и измене нием производительности насосной станции;

- установлено, что независимо от способа регулирования давле ния в системе гидропривода тормозов должен быть установлен авто ыатический клапан блокировки, переводящий активный гидравлически: тормозной привод в привод прямого действия в случаях малых ско ростей движения, при которых производительность насосной станци недостаточна для создания необходимого давления;

Практическая ценность работы. Предложена схема активного гидравлического тормозного привода с приводом насосной станции о ведущих колес автомобиля,исключающая применение гидроаккумулято ров и автоматических' систем, управления их зарядкой.

Предложенная Методика расчета и выбора параметров гидравли ческого тормозного привода.содержит расчетные зависимости для оп ределения параметров насоса, согласующего редуктора, регулятор давления, клапана блокировка и привода управления с учетом быст родействия привода, которые обеспечивают выбор указанных парамет

dob на стадии проектирования. Даны' конкретные рекомендации по вы-Зору ограничений на конструктивные размеры' элементов системы.

Разработан и изготовлен макетный образец активного гидравлического тормозного привода и модернизирован стенд для проведения доследований, которые позволяют существенно расширить диапазон исследований режимов работы привода.

Газработан критерий оценки быстродействия активного гидравлического тормозного привода с приводом насосной станции от колес автомобиля и дана методика его экспериментального определения.

На примере макетного образца доказана целесообразность использования активного гидравлического тормозного привода с приводом насосной станций от колес автомобиля.

Апробация работы. Диссертационная работа одобрена на заседании кафедры "Автомобили" Белорусской государственной политехнической академии.

Основные результаты и выводы диссертации докладывались на 49 -^й и 50-й научно-технических конференциях Белорусской государственной политехнической академии, а такие на Республиканской научно-практической конференции.посвященной 50-летию со дня образования Минского автозавода, 21-22 апреля 1994г.

Публикации. Основные положения диссертации опубликованы в пяти печатных работах.

Объем диссертации. Диссертация состоит из введения, общей характеристики работы, трех глав, содержит 141 страницу s~b_ тем числе 105 страниц машинописного текста, 5 таблиц,33 рисунка, список литературы из 87 наименований.

На защиту выносятся:

- обоснование применения активного гидравлического тормозного привода с приводом насосной станции от колес автомобиля без применения гидроаккумуляторов и ' автоматических систем поддержания давления в них;

- методика расчета и выбора параметров активного гидравлического тормозного привода с приводом насосной станции от колес автомобиля;

- уравнения, устанавливающие связь между параметрами приседа, усилием управления и давлением в гидроприводе тормозов ;ш in-

сосной сганции. работающей на регулируем™ дроссель и насосной станции с регулируемой производительностью,работающей на дроссель постоянного сечения:

- уравнения, устанавливающие закономерности перемещения педали управления для случаев регулирования давления изменением сопротивления дросселя и. изменением производительности насосной станции;

- расчетные формулы для определения параметров станции, согласующего редуктора, регулятора давления, клапана блокировки и привода управления с учетом ограничений и начальных условий; -

- закономерности работы, активного гидравлического тормозного привода в случае, когда водитель создает тормозной момент.неадекватный условиям сцепления колес автомобиля с опорной поверхностью;

- макетный образец активного гидравлического тормозного привода с приводом насосной станции от колес автомобиля и модернизированный стенд для проведения исследований таких приводов;

- результаты экспериментальных исследований, макетного образца и их сопоставление с расчетными значениями.

Содержание работы

В первой'- главе приводится аналитический обзор применяемых и потенциально возможных тормозных приводов автомобилей и автопоездов. Аналитический анализ проведен, применительно к классификации тормозных приводов, которая разработана на основе принятого в работе критерия - функциональная связь между усилием на педали управления тормозной системой и потенциальными тормозными моментами механизмов тормоза.

Всю совокупность тормозных приводов, включая потенциально возможные решения, по принятому критерию можно разделить на три группы: тормозные приводы прямого действия, тормозные привода с параллельным выключением усилителя и тормозные привода непрямогс действия.

.Анализ тормозных приводов прямого действия показал, что ряд преимуществ обуславливает их широкое применение, однако внедрение антиблокировочных систем, требующих внешнего источника энергии, сужает границы их применения.

Проведенный аналитический обзор тормозных приводов параллельного действия позволил выделить перспективы их развития:

- тормозные приводы с вакуумным усилителем для легковых автомобилей с установкой вакуумного насоса;

- тормозные гидроприводы с гидравлическим усилителем с насосной станцией, работающей от■колеса (колес) автомобиля.

Использование энергии движущегося автомобиля требует разработки систем без накопителей энергии (гидроаккумуляторов).а необходимые параметры быстродействия и эффективности обеспечивать выбором параметров привода;

- гидравлические приводы с механическим усилителем.' В настоящее время имеют очень малое освещение' в• научной литературе, за исключением отдельных решений в патентной литературе.

Тормозные приводы непрямого действия получили наибольшее применение в практике автомобилестроения, особенно на автомобилях средней и большей массы, автобусах и автопоездах. Указанные тормозные приводы, в зависимости' от используемого рабочего тела,раз~ деляются на три основные группы:

- пневматические тормозные приводы; - комбинированные тормозные приводы; •

- насосно-аккумуляторнне .(активные) гидравлические тормозные приводы. Для первых двух типов приводов, вследствие их широкого применения в отечественной и зарубежной, литературе, широко отражены особенности их работы, а также методики расчета и выбора параметров систем в целом и их отдельных агрегатов. Перспектива развития таких приводов сводится к повышению давления рабочего тела и интегральное исполнение узлов. Отмечается достаточно низкая приспособленность к применению антиблокировочных и противобукео-вочных систем управления.

Насосно-гидравлические тормозные приводы применяются значительно реже и. соответственно, для таких приводов имеется меньше исследований и разработок методик расчета и выбора параметров. Следует отметить, что активные гидравлические приводы, независима от способа отбора мощности, выполняются в настоящее время по классической схеме - насосная станция - гидроаккумуляторн с системой управления давлением - система управления торможением.

Указанная схема обуславливает достаточно сложные конструктив-

ные решения, которые приводят к удорожанию системы как в условиях производства, так и при эксплуатации и ремонте.

Из приведенных активных приводов наибольший практический интерес представляют системы с отбором мощности от колеса автомобиля, при этом источникам энергии • является ■ кинетическая энергия массы движущегося автомобиля. Последнее обстоятельство позволяет исключить из системы накопители энергии и управление ими.

Анализ информации по имеющимся патентным решениям и научным публикациям показывает, что для тормозных приводов с отбором мощности от колес автомобиля и без использования гидроаккумуляторов и систем управления ими практически отсутствуют методики расчета и выбора параметров, а также научные публикации, посвященные исследованиям особенностей работы таких приводов.

Исходя из проведенного анализа современного состояния вопроса и цели работы, были. определены следующие задачи исследования:

- обосновать возможность применения активного гидравлического тормозного привода с приводом насосной станции от, колес автомобиля без накопителей энергии и систем управления рми;

- установить закономерности регулирования давления при использовании насосной станции постоянного объема, работающей на регулируемый дроссель, и насосной станции регулируемого объема, работающей на дроссель постоянного сечения;

- установить . закономерности перемещения педали управления тормозным приводом в зависимости от способа регулирования давления в гидроприводе;

- установить особенности работы гидропривода при малых скоростях движения и на режимах "стоп" и разработать метод обеспечения этих режимов;

- разработать, изготовить и проьести стендовые испытания макетного образца актйвного гидравлического тормозного привода с приводом насосной станции от колес автомобиля;

- провести модернизацию стенда с беговыми барабанами с целью проведения испытаний макетного образца тормозного привода;

'' - разработать методику расчета и выбора параметров активного гидравлического тормозного привода с приводом насосной станции от колес автомобиля и без накопителей энергии.

Во второй главе изложена динамика торможения автомобиля с на-

зсно-гидравлическим приводом и отбором мощности от колес автомо-1ля, а также методика расчета и выбора параметров тормозного эивода.

Широкий диапазон изменения скорости движения автомобиля, а зкже отсутствие гидроаккумуляторов предъявляют ряд требований к эрмозному приводу,основными из которых являются:

- обеспечить удержание автомобиля в неподвижном состоянии;

- обеспечить пропорциональность усилия на педали управления эрмозным моментом на колесах автомобиля;

- обеспечить необходимое быстродействие;

- исключить блокировку ко;;ес при торможении на дороге с раз-1чным коэффициентом сцепления.

Удержание автомобиля в неподвижном состоянии осуществляется в зух режимах - растормаживание неподвижного автомобиля и торможе-ле автомобиля с режима движения до полной остановки и последую-эго его удержания в неподвижном состоянии.

При отсутствии гидроаккумуляторов в тормозном приводе обеспе-' ять вышеприведенные режимы возможно переводом активного тормоз-эго привода в привод прямого действия или подключением привода гояночного тормоза.

Для этих целей в тормозном приводе должен быть установлен ав-эматический клапан блокировки, осуществляющий непрерывное срав-зние давления в подпедальном цилиндре с давлением в магистрали эрмозного привода и при появлении разности в сторону уменьшения авления в тормозном приводе автоматически переводить тормозной ривод в привод прямого действия. Даются рекомендации по выбору араметров клапана блокировки, приведена его схема и методика асчета.

Пропорциональность усилия на педали и тормозными моментами существляется регулированием давления в гидроприводе от усилия а педали управления.

Регулирование давления в гидроприводе с насосной станцией, аботающей от колес автомобиля, может быть выполнено по одной из вух схем:

- регулирование изменением сопротивления' дросселя при постойном объеме насоса;

- регулирование изменением объема насосной станции при посто-

а

янном сопротивпении дросселя.

Независимо от принятой схемы насосной станции ири нажатии I педаль тормоза в процессе торможения имеАт место три фаза рабо^ гидропривода, а именно:

- наполнение колесных тормозных цилиндров, обусловленное в£ бором зазоров между тор1 эзными колодками и тормозным барабане или диском, в зависимости от конструкции тормозных механизмов;

- создание и регулирование необходимого управляющего усил5 на тормозных колодках;

- неуправляемое торможение, при котором усилие на педали у! равления и-, соответственно . затрачиваемые, тормозные моменты I колесах автомобиля неадекватны условиям сцепления колес автомоб! ля с опорной поверхностью.

Исходным,' для расчета является время наполнения (быстродействие)

п

(1:

1-» £

где ь - время заполнения цилиндров

р

I <Дщ'-- суммарный объем заполняемых цилиндров с учетом, в! борки зазоров;

й - расход дакости при заполнении цилиндров (производител] ' ность).

Поскольку насосная станция имеет механический привод от ко-ш " са автомобиля, то расход мощности определяется производител; ностыо насоса

а = ^(ир/йСГкт. . (2

где q - размерность насоса;

иР - передаточное число от колеса до насоса с учетом перед; точно го числа согласующего' редуктора;

гк - радиус качения колеса;

V, - скорость автомобиля. ■' Передаточное число привода насоса определяется исходя из ма! симальной скорости движения автомобиля и максимально'допустим! скорости вращения вала насоса, обусловленной конструктивными осл бенностями;

ир - (а)нгаах/Уагеах)гк .

13)

где м„та* - максимально.допустимая скорость вращения вала насоса;

уапах - максимальная скорость движения автомобиля.

Для определения требуемой размерности насоса необходимо задавать быстродействие привода при минимальной заданной скорости движения автомобиля. Такая предпосылка обусловлена изменением быстродействия привода от скорости движения. Требуемая размерность насоса определяется по формуле

п

ч ' I Оц1 /. 2ИрЛгкУат1п> (4)

1 = 1

Для насосной станции с регулируемой размерностью полученное значение относится к максимальной размерности.

Способ регулирования и. соответственно, закономерности зависят от типа насосной станции.

Для насосной станции с постоянным объемом регулирование дав-ленга осуществляется изменением проходного сечения дросселя-регулятора давления, например, золотникового типа.

. Для этого на задающую пружину регулятора посредством гидравлического привода прямого действия передается усилие от педали управления, а*'.это усилие, посредством обратной связи через золотник, уравновешивается давлением в гидроприводе При этом обеспечивается пропорциональность между давлением в магистрали управления и давлением в гидроприводе колесных тормозных цилиндров. Необходимый коэффициент пропорциональности обеспечивается геометрическими размерами разгрузочного поршня регулятот.

Вследствие изменения производительности насосной станции от скорости автомобиля имеет место перемещение педали управления, обусловленное перемещением золотника, регулирующего величину проходного сечения. Для уменьшения перемещения педали на указанном режиме рекомендуется выполнять золотник регулятора короткоходо-вым, а необходимое проходное сечение дросселя компенсировать увеличением диаметра золотника. Одновременно компенсацию увеличения при этом усилия осуществлять коррекцией диаметра разгрузочного поршня золотника.

Перемещение педали с учетом интенсивности торможения и ско-

рости автомобиля определяется формулой

Ь = Д!+ В[Ср + (Х3гаах - А /р7р~* Уа)] . (5)

где Д4 - зазор между толкателем и поршнем подпедального цилиндра; А. В. С - константы тормозного привода и привода управления; р - давление в тормозном приводе, р - плотность жидкости; й - ход педали управления; Х3тах - максимальный ход золотника. .

Для расчета полного хода педали в качестве расчетного режима используется затормаживание- неподвижного автомобиля, при этом привод рассматривается как привод прямого действия, а дополнительное перемещение педали при это>1 определяется расходом жидкости на перемещение золотника регулятора с учетом их параметров.

При установке насосной станции регулируемого объема, работающей на дроссель постоянного сечения, ' определяется величина проходного сечения дросселя, при этом параметры насосной станции и согласующего редуктора определяются аналогично станции с насосом постоянного объема.

Проходное, сечение дросселя определяется при максимальной ско-рости движения автомобиля, и при минимальном объеме насоса, при

этом величина давления в магистрали должна составлять не более остаточного давления, исключающего попадание воздуха в тупиковые магистрали привода колесных гидроцилйндров по формуле

а ат1п ирУашах / о

мГ _ --- . (6)

2ягк / 2 р0

где ¡1 - коэффициент сопротивления дросселя; Т - проходное сечение дросселя; а - положение органа управления размерностью насоса; р0 - остаточное давление в гидроприводе.

Регулирование давления изменением объема насосной станции принципиально мало отличается от регулирования давления изменением проходного сечения дросселя. В общих случаях производится сравнение усилия, задаваемого водителем и усилия, развиваемого

давлением на органе сравнения. Результат сравнения реализуется, в перемещении исполнительного устройства. В первом случае-перемещение золотника, во втором - перемещение устройства, изменяющего обьем насоса. Если в первом случае перемещение золотника составляет незначительные величины (1...1.5мм), то во втором случае эти перемещения значительны, как правило,на один порядок н выше. Последнее обстоятельство влечет за собой значительные перемощения педали управления, вплоть до превышения санитарных норм.

Составление перемещений педали управления, обусловленное из • менением скорости движения автомобиля, для приводов с постоянным и переменным объемами насоса привело к заключению о предноч'. дельности привода с постоянным объемом насоса и регулированием давления изменением сопротивления дросселя.

Для оценки влияния отбора мощности на процесс торможения составлено и проанализировано дифференциальное уравнение движения с учетом отбора мощности на привод насосной станции. При отсутствии проскальзывания колес относительно опорной поверхности и приведения системы к вращающимся маховикам, движение описывается уравнением

п йык „ ц1)р

(шгл2 + I I,,) -- твГГд + (I К( + -)р < т£Гд9 . (?)

(П 2*Пп

где т - масса автомобиля;

гд - динамический радиус колеса; 1К - момент инерции; сйц - угловая скорость колеса; { - коэффициент сопротивления качению; К - коэффициент преобразования тормозного механизма; ц„ - коэффициент полезного действия привода насосной станции; <р - коэффициент сцепления колеса с опорной поверхностью. Согласно уравнению (7), введение отбора мощности на привод насосной станции приводит к условному увеличению коэффициента преобразования тормозных механизмов, устанавливающему связь между давлением в приводе и тормозным моментом. Решение уравнения при

постоянном значения давления в тормозном приводе приводит к линейной зависимости изменения скорости во времени.

На основании уравнения (7) проведен анализ движения автомобиля при отключенном клагино блокировки и положении золотника регулятора, отключающего слив жидкости в Рак. При зтом возможны два режима увеличения: до ограничения тормозных сил условиями сцепления колес с опорной поверхностью и при наступлении ограничения по сцеплению.

В первом случае уравнение движения автомобиля в общем виде сводится к виду

1?(1>Е/сП - А, * BiiDj2 . (8)

где Ai, Bi - коэффициенты, учитывающее параметры системы, включая сопротивление условного дросселя, эквивалентного объемному КПД на-еоснсй станции.

Решение указанного уравнения приводит я нелинейному закону изменения скорости движения и свидетельствует в пользу установки клапана блокировки к его настройки на включение при малых скоростях движения.

Во втором случае имеет место работа тормозного привода в циклическом режиме торможения-оттормвживания. Предполагается, что первгя Фаза цикла начинается при достижении блокировки кслес. при этом происходит прекращение расхода жидкости от насосной, станции, а оттормагизание осуществляется по закономерностям эвакуации жидкости из системы, накопленной в виде упругих деформаций привода в целом. Падение давления в приводе при обратном потоке жидкости приводит к включению насосной станции в работу, обеспечивающей встречный, рост давления. При достинении равенства давлений и последующего превышения давления от насосной станции возобновляется процесс торможзния. При этом частота циклов торможенип-оттормажи-ванкя зависит в первую очередь от объемной жесткости тормозного привода, объема насосной станции, объемного коэффициента полезного действия насоса и золотниковых регуляторов, а также от величины коэффициента сцепления.

Проведенный предварительный анадиЗ цикличности работы привода указывает нз принципиальную возможность обеспечить активным тор-

мозным приводом о насосной станцией, работящей от колес аатока-биля. автоматическое торможэнме и отгорм&кивакие автомобиля кч решшах предельных значений тормозных сил. При зтпм указанный привод выполняет функции антиблокировочной системы управления.

В третьей главе изложены цели и задачи экспериментального исследования активного гидравлического привода с привода« насосной станции от колес автомобиля.

Целью исследования является экспериментальная проверка основных теоретических положений о возможности создания активного тормозного привЬда с приводом насосной станции от ко пес автомобиля. а также определение характеристик такого привода, методики расчета и выбора параметров привода и системы управления.

В соответствии с поставленной целью экспериментальных исследований были решены следующие основные задачи:

- разработать схему, конструкции я изготовить махзтный образец активного гидравлического тормозного привода, вклэчая систему управления;

- разработать схему, конструкцию и изготовить стенд для проведения испытаний макетного образца тормозного привода;

- обосновать методики проведения испытаний и выбрать тедай -ческие средства измерений, а также провести инструментальные измерения параметров, определяющих характеристики тормозного привода; прсвести сравнительную качественную и количественную оценку полученных результатов.

В соответствии с поставленными задачами был разработан тормозной привод и кедершшрезан стенд кафедры "Автомобили" БГПА, схемы которых приведены на рис.1. В качестве объекта исследований использован ведущий мост автомобиля УАЗ-469, ' который посредством карданной передачи соединен с раздаточной коробкой автомобиля ГАЗ-66. на которой через согласующий редуктор был смонтирован плунжерный насос 2ТН.

При проведении исследований по определению характеристик тормозного привода принят путь измерения давлений в полостях привода управления регулятором и колесных тормозных цилиндров. При установившихся режимах движения эти давления однозначно определяют

усилия на педали управления и тормозной момент на колесах.

Результаты расчетного и инструментального определения характеристик тормозного привода приведены на рис.2. Расхождение расчетных и экспериментальных значений характеристик тормозного привода составляет 8.5% при максимальной погрешности 6.4%.

При определении характеристик клапана блокировки исследования проводились на двух режимах.

Псрьый режим-торможение при неподвижных беговых барабанах, при этом измерялись давления на входе в клапан блокировки и на его выходе.

Отношение давлений в полости привода управления и колесных цилиндрах при различных усилиях на педали управления было равным 1 при погрешности измерений, определяемой классом точности манометров 1.5.3.

Второй режим-тормонение при выбеге беговых барабанов стенда до их полной остановки через тормозные механизмы испытуемого моста н тормозного привода.

При проведении торможений с различных начальных скоростей вращения беговых барабанов и при различных интенсивностях торможений установлено, что давления в полости привода управления и полости колесных цилиндров остаются постоянными, что свидетельствует о нормальном функционировании клапана блокировки.

Для определения быстродействия тормозного привода принят критерий оценки-угол-поворота колеса до момента появления давления в колесных цилиндрах при нажатой педали управления приводом и отключенном клапане блокировки. Расхождение расчетного значения угла поворота колеса и измеренного экспериментальным путем составило 14 градусов или 41%.

При проведении экспериментальных исследований проводилась качественная оценка режима торможения до блокировки колес (ограничение тормозного момента по сцеплению шин с беговыми барабанами), тормозной привод переходит в режим циклического торможения-оттор-маживания с частотой один цикл "в секунду. -

Экспериментальные исследования Подтвердили адекватность положений методики расчета и выбора параметров активного гидравлического тормозного привода с приводом насосной станции от колес автомобиля.

1 . 15

1-стенд УЛС-1 Б1ПА; 4-регулчтор давления;

2-разлаточная коробка; 5-клапан блокировки;

3-радуктср отбора мощности; 6-назоснал сгадция

— у / / А----

/

/

/ /

О "Г 2 "з I.

Р, - —

Рис. 2. Характеристика тормозного привода;

_ расчетные значения;

..... экспериментальные значения

16

Общие выводы

1. Аналитический анализ активных насосно-аккумуляторных приводов показал, что эффективность тормозных приводов при существенном упрощении конструкции, снижении затрат на изготовление, эксплуатацию и ремонт может быть повышена при использовании привода насосной станции от колес автомобиля.

2. Теоретически обоснована и экспериментально подтверждена возможность создания активного гидравлического тормозного привода с насосной станцией, работающей от колес автомобиля, с одновременным отказом от использования в тормозном приводе гидроаккумуляторов .и автоматических систем поддержания давления в них в заданных пределах. •

•3. Разработана методика расчета и выбора параметров активного гидравлического тормозного привода с насосной станцией, работающей от колес автомобиля, обеспечивающих требуемую эффективность и быстродействие тормозного привода.

4. Разработана методика расчета характеристик регулирования давления в тормозном приводе с насосной станцией, работающей на регулируемый дроссель, и насосной станцией регулируемой производительности, работающей на дроссель постоянного сечения.

5ч Остановлено, что регулирование давления путем изменения Проходного сечения дросселя и насосной станции посто.янного объема предпочтительнее.' вследствие меньшего влияния изменения скорости автомобиля на положение педали управления тормозным приводом.'

6. Установлено, что независимо от способа регулирования давления в системе гидропривода тормозов должен быть установлен автоматический клапан блокировки, переводящий активный гидравлический тормозной привод б режим прямого действия в случаях малых скоростей движения, при которых . производительность насосной станции недостаточна для создания необходимого тормозного момента. При этом клапан блокировки должен работать на непрерывном сравнении давления, развиваемого насосной станцией, и давления, создаваемого водителем в магистрали управления регулятором, л, 7. Проведены экспериментальные исследования, подтверждающие адекватность основных положений теоретических предпосылок и методики расчета активного гидравлического привода с насосной станцией, работающей от колес автомобиля.

Основные материалы диссертации достаточно полно отражена в опубликованных работах;

1. Лепешко И.И.. Иванов В.Г., Матар Сухейл, Хассан Абдулкадир Баба: Анализ тормозных приводов автомобилей, - Минск, 19ЭЗ. -17 т,. -:2 ил. -б{{блиогр. 4 назв.. -Рус. Деп. в КелНИИНТй 17.09.93. N1056-693.

2. Лепешко И.К.. Хассан Абдулкадир Баба. К расчету активного гидравлического тормозного привода. -Минск, 1993. -12 с. 3 ил. -библиогр. 5 назв. -Рус.

3. Лепешко И.И., Иванов В.Г., Матар Сухсйл. Хассан Абдулкадир

Баба: Анализ тормозных приводов автомобилей. Тезисы докладов

50-ой научно-технической конференции профэссоров, преподавателей, научных работников, аспирантов и студентов Белорусской государственной политехнической академии . Часть I,- Минск, 1934.

•1. Лепешко И. И., Хассан Абдулкадир Баба. К расчету активно гт гидравлического тормозно.о привода. Тезисы докладов ЬО-ой науч но-технической конференции профессоров, преподавателей, научных работников, аспирантов и студентов Белорусской государственной политехнической академии . Часть I.- Минск. 1994.

5. Лепешко И.И.. Хассан Абдулкадир Баба, гидравлический тормозной привод. Тезисы докладов республиканской научно-практической конференции, посвященной 50-летию со дня образования Миненаго автозавода 21-22 апреля 191)4 годз.-Ын.: Изд-во Ш1 "Сермяга", 1994.

РЭЗЮМЕ

" Хассан Абдулкадз1р Баба. Павншэнне эФФектыунасц! актыуных

г1драул!чны/. тармазных с1ст.эм аутвмаб1ллу ■

Юиочасыя еловн:кЛ5с1ф1кацыя.анал1э.разл!к,формула,методика., хуткас-насць,дросель.Щек,рэгулятар, клапан, помпа, привод, ко.па.

Прыведзены анал1з 1 распрацавана клас1ф1кацыя тармазнах пры-юдау,на выонове як1х абаонавана неабходнасць выконвання даследа-вашшу 1 распрацоук1 методик! разл1ка 1 вызначення параметрау ак-ть'У"нага г1драул1чиага тармазнога приводу з приводам помпавай сланцы! ад колау а5'тэмаб 1 ляЛрадугледжваецца пры гэтым адмов!цца ад выка-ркотання г1др аакумулятарау 1 сЮтэм кЛравання 1м1. Неабходныя &|ектыуцасць 1 хуткаонасць забяспечваюцца адмысловым выбарам параметрау помпавай станцы! 1 ¡/згадняючага рэдуктара.а варунк1 малых хуткасцэй 1 " стоп " - клапанэм Слак1рсук1.

Распрацаваны разл!ковыя формулы , узгадняючш сувязь канс-трукцыйных параметрау з характарыстыкам! тармазнога прыводу.На рыснове разл1коЕых формул распрацавана методыка разл1кау 1 вызна-чэмня параметрау тармазнога прыгода з ул1кам абмежаванняу 1асаб-л1васцэй руху аутамаб1ля.

Разгледжаны еарунк! рэгулявання ц1ску 1 руху педал! тсрмаза у аднсс1нах да рэгулявання Щеку пераменай супраЩулення дроселя 1 помпы паотаяннзй падачы аб-ема 1 пераменай прадукцыйнасЩ помпы, працувчай на дросель пастаяннага супрац1улення.Вын1к1 параунаняя варункау сведчаць на карысць першага.

На макетным узоры актыунага г1драул1чнага тармазнога прыводу з прыводам помпавай станцы! пастаяннага аб•ему ад колау аутамаб!ля, экспериментальна пашерджана адэкватнасць методык! разл1ку . 1 вызначэння параметрау тармазнога прыводу.

Методика оазл1ку актыунага Пдраул1чнага тармазнога прыс-оу з приводам пемпавай станцы! ад колау'аутамабШ без нарыхтоук! екергП распрацавана упепшыню. Методика дазваляе пры праектаванн! тармазных .с1стзм аутамаб1ля вызначыць неабходные канструктыуные параметры чзстак тармазнога прыводу.

19 РЕЗЮМЕ

Хассан Абдулкадир Баба. Повышение эффоктивнорти активных

гидравлических тормозных систем автомобилей

Ключевые слова:классификация.анализ, расчет,формула.методика, быстродействие, дроссель, давление,регулятор,клапан.насос.привод, колесо.

Приведен анализ и разработка классификации тормозных приводов. на' основе которых установлена актуальность проведения исследования и разработки методики расчета и выбора параметров активного гидравлического тормозного привода с приводом насосной станции от колес автомобиля. Предусматривается исключение из привода гидроаккумуляторов и системы управления ими.Необходимые эффективность и быстродействие обеспечиваются соответствующим выбором параметров насосной станции.и согласующего редуктора,а режимы малых скоростей и " стоп " - клапаном блокировки.

Разработаны расчетные формулы,устанавливающие связь конструк- ' тивных параметров тормазного привода по его характеристикам. На основании расчетных Формул разработана методика'расчета и выбора параметров тормозного привода с учетом ограничений и режимов движения автомобиля.

Рассмотрены варианты регулирования давления и хода педали • тормоза применительно к регулированию давления как изменением сопротивления дросселя и насоса побтоянной подачи объема .так и изменением производительности насоса, работающего на дроссель постоянного сопротивления. По результатам сравнения обоих вариантов свидетельствуют в пользу первого.Установлено .что привод с насосной станцией постоянного объема предпочтителен.

На макетном образце активного гидравлического тормозного привода с приводом насосной станции постоянного объема от колес автомобиля экспериментально подтверждена адекватность методики расчета и выбора параметров тормозного' привода.

Методика расчета активного гидравлического тормозного привода с приводом насосной станции от колес автомобиля без накопителей энергии разработана впервые. Методика позволяет на стадии проектирования тормозных систем автомобилей определить необходимые конструктивные параметры элементов тормозного привода.

SUMMARY

Hassan Abdulkadlr Baba. To Improve the effectiveness or active hydraulic brake system of automobiles

Key-words: classification, analysis, calculation, pump, method,

fast-action,throttle valve,pressure,regulator,valve, formula, drive, wheel.

Implementation of analysis and working out the classification of brake drives.enables us to establish the need of carrying out the research and also working out methods of calculating and choosing parameters of the active hydraulic brake drive , having pump drive from wheels of automobile. The system is constructed without the use of hydraulic accumulators as well as their control systems. The necessary effectiveness and fast action Is given by the corresponding choosen parameters of the pump station and the pressure regulator,at low speed and"stop"-block-up valve.

The formulated calculation formulas, established a relation between constructional parameters and the characteristics of the brake drive.On the basis of the calculation formulas we worked out method of calculating and choosing parameters of the brake drive in consideration of the limits and movement modes of the automobile.

We examined different ways of pressure regulating by the brake pedal movement,appllcably to regulate pressure by changing the resistance of the throttle valve and constant - volume pump by changing the productivity of the pump.Results on comparison were in favour of the first.

Experimentally proved adequate methods of calculating and choosing parameters for the constructed market sample of the active hydraulic brake drive,with the drive of pump station constant volume from the wheels of automobile.

The method of calculating an active hydraulic brake drive, with the drive of pump station from the wheels of automobile with cut energy storage device was worked out for the first time.