автореферат диссертации по транспорту, 05.22.10, диссертация на тему:Разработка диагностических признаков тормозной системы легкового автомобиля с АБС

Взедение.

1. Осютояшю вопроса и задвтаиосждованил:.

1.1. Нэрмашвы на тормознью свойства автомобижй.

1.2 Конструкция и рабочий процесс современных АБС легковых автомобилей.

1.3. Требования международных и российских стццмртов к АБС.

1.4. Ц^ и задвни исследования.

2 Величина и уровень воздействия эксплуатационных факторов на параметры тормозной системы автомобиля.

21. Основные неисправности гадравлических тх^мозных систем.

2.2. Изменение степени влияния неисправностей тормозной системы ш рабочий гфоце^заторлшживаниякол^

3. Разработка математической модели процесса торможения колеса легкового автомобиля с АБС, учитывающей основные неиспржнос-ш тормозной системы.

3.1. Разработка математической модели колеса жтомобиля с АБС, пригод ной для определения диагасклическихлриз^^.

3.1.1. Математическая модель взаимодействия колеса с опорной говфхносшо.

3.1.2. Учет податливости подвеоси и крепления статора датчика АБС в ллосносш вращения колеса.

3.1.3. Моделирование величины тормозного момента.

3.1.4. Критерии оценки влияния неисправностей на качество процесса затормаживания колеса с АБС.

3.2. Методика представления неисправностей тормозной системы в математической модели.

3.21. Моделирование неисправностей тормозного механизма ш модели гистерезиса.

3.22 Моделирование явления замасливания тормозных наювдок.

3.23. Моделирование наличия воздуха в тормозном приводе.

3.24. Моделирование изменения вязкости тормозной жидкости и засорения квнашв модулятора.

3.25. Моделирование изменения запаздьюания срабатывания кгапанов модуляторе АБС.

3.26. Моделирование изменения порогов чувствительности блжаупревления.

3.27. Моделирование нарушения крепления элементов датчика АБС.

3.3. Оценка адекватности разработанной математической модели.

4. Наследование влияния неисправностей на выходные параметры затормаживаемого колеса автомобиля с АБС и разработка диэносшчеадах признаков.

4.1. Ейияние на процесс торможения колеса неисправностей тормозного механизма.

4.2 Вшяние на процесс торможения колзса основных неисправностей тормозного привода.

4.3. Вшяние неисправностей элементов АБС на процесс торможения кшюса.

4.4. Разработка диагностических признаков тормозной системы * автомобиля с АЮнаоаговеїюсіроения структурно - следственной схемы.

Оснавнью результаты и выводы.

Описок использованной литервяуры.

Основные результаты ■ выводы

1. Практика эксплуатации автомобилей с АБС свидетельствует, что технические неисправности элементов тормозного привода и самой АБС могут оказать существенное влияние на рабочий процесс затормаживания колес. Проведенные в ВолгГТУ исследования показали, что эти нарушения способны сделать автомобили с АБС даже более опасными, чем с обычной тормозной системой ввиду наличия психологического фактора (водитель не готов к возможному нарушению устойчивости или снижению тормозной динамичности).

2. Анализ современных конструкций АБС легковых автомобилей показывает, что встроенные системы самодиагностики и существующие приборы контроля нацелены на определение отказов в основном в электрических цепях системы. При этом возможные неисправности элементов привода и АБС выпадают из под контроля, что создает опасную ситуацию, в частности, при отказах постепенных по развитию и внезапных по проявлению.

3. Проведенный анализ возможных неисправностей тормозной системы легкового автомобиля с АБС позволил выявить основные эксплуатационные факторы, способные оказать существенное влияние на рабочий процесс затормаживания колеса: снижение коэффициента трения пары "тормозная колодка - барабан (диск)", гистерезис тормозного механизма, изменение вязкости тормозной жидкости, снижение темпов изменения давления в модуляторе АБС (засорение каналов), угловая податливость статора датчика АБС, изменение порогов настройки блока управления и заедание срабатывания клапанов модулятора.

4. Проведенные исследования влияния различных неисправностей на рабочий процесс затормаживания колеса автомобиля с АБС и построенная структурно - следственная схема тормозного привода автомобиля с АБС позволила выявить наиболее существенные диагностические признаки для следующих неисправностей.

4.1. Исследование влияния «жжения коэффициента трения пары "тормозная накладка - барабан" на рабочий процесс колеса автомобиля с АБС показал, что для диагностических признаков первого уровня характерно снижение эффективности торможения колеса и нарушение соотношения "усилие на педали - тормозной момент"; для второго уровня -снижение частоты функционирования АБС вплоть до полного прекращения работы на поверхности с высоким коэффициентом сцепления (<р) ("завал" частоты), при сохранении функционирования АБС на средних и низких ф; снижение максимальных отрицательных величин угловых ускорений колеса при сохранении неизменными положительных.

4.2. Исследование влияния увеличения гистерезиса тормозного механизма на рабочий процесс колеса автомобиля с АБС показал» что для первого уровня диагностических признаков характерно общее ухудшение устойчивости и управляемости автомобиля в режиме торможения при увеличении периодического явления частичного юза колес. Для второго уровня - снижение общей частоты функционирования АБС; снижение максимальных положительных величин угловых ускорений колеса (в сравнении с исправным состоянием), при сохранении неизменными максимальных отрицательных.

4.3. Исследование влияния изменения вязкости тормозной жидкости на рабочий процесс колеса автомобиля с АБС показали, что для первого уровня диагностических признаков характерно незначительное (3-5 %) общее снижение эффективности торможения. Для второго уровня - снижение частоты функционирования АБС и снижение максимальных положительных угловых ускорений колеса, при сохранении неизменными отрицательных.

4.4. Исследование влияния снижения темпов изменения давления вследствие засорения каналов модулятора на рабочий процесс колеса автомобиля с АБС показал, что для первого уровня диагностических признаков характерно появление неравномерности торможения колес; возникновение частичного юза отдельных колес и общее снижение эффективности. Для второго уровня - снижение частоты функционирования АБС как на высоких, так и не низких линейных скоростях; некоторое снижение максимальных положительных угловых ускорений колеса при неизменном значении отрицательных угловых ускорений (в случае смещения процесса в докритическую зону проскальзывания) и наоборот - снижение максимальных положительных угловых ускорений колеса при росте максимальных отрицательных ускорений (при смещении процесса в закритическую по проскальзыванию зону).

4.5. Исследования влияния угловой податливости статора датчика на рабочий процесс колеса автомобиля с АБС показали, что для первого уровня диагностических признаков характерно значительное снижение эффективности. Для второго уровня - существенная нестабильность величин максимальных угловых замедлений колеса (как положительных так и отрицательных) в течение одного процесса торможения; явление преждевременного срабатывания АБС на начальной стадии роста давления в приводе при торможении на поверхности с высокими значениями коэффициента сцепления; рост общей частоты функционирования АБС; неоднозначность изменения частоты при торможении на низких скоростях.

4.6. Исследования влияния изменения порогов настройки блока управления на рабочий процесс колеса автомобиля с АБС показали, что для первого уровня диагностических признаков характерно снижение эффективности (при смещении процесса в закритическую область ф(8) -диаграммы). Для второго уровня - (при смещении в докритическую областъ) это рост частоты функционирования АБС; одновременное снижение отрицательных и положительных максимальных величин угловых ускорений колеса, а при смещении в закритическую область, наоборот -падение частоты; рост максимальных отрицательных величин угловых ускорений при неизменности положительных; нестабильность максимальных значений угловых ускорений колеса в процессе торможения.

4.7. Исследование влияния заедания срабатывания клапанов на рабочий процесс колеса автомобиля с АБС показали, что для первого уровня диагностических признаков характерно общее снижение эффективности торможения. Для второго уровня - снижение частоты как на высоких, так и на низких значениях линейной скорости; рост максимальных отрицательных величин угловых ускорений при неизменных положительных.

5. Анализ разработанной структурно - следственной схемы показал, что вопросы диагностирования тормозной системы легкового автомобиля с АБС целесообразно решать комплексно как средствами бортового контроля с использованием автомобильного компьютера, так и на стационарном диагностическом оборудовании (при условии соответствующей доработки последнего).--—

6. Дальнейшее продолжение исследований по данному направлению целесообразно вести в плане разработки методики диагностирования тормозной системы с АБС средствами бортового контроля на основе использования автомобильного компьютера, а также по пути модернизации существующего стендового оборудования.

1. Антонов Д. А. Расчет устойчивости движения многоосных автомобилей. М: Машиностроение, 1984. 168с.

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

3. Арикин И.Н. Диагностирование технического состояния автомобиля. -М.: Транспорт, 1978. -220с.

4. Артамонов М.Д., Иларионов В.А., Морин М.М. Основы теории и конструкции автомобиля: учебник для техникумов. 2-е изд., перераб. и доп. -М.: Машиностроение, 1974. -288с.

5. Балабин П.В., Сальников В.П., Никульников Э.Н. Полигонные испытания автомобилей по определению эффективности действия тормозных систем. М., НИИНАвтопром, 1972. - 46с.

6. Бронштейн П.М., Семендяев К. А. Справочник по математике для инженеров и учащихся ВТУЗов М.: Наука, 1986. - 544с.

7. Брылев В.Б. Математическая модель автомобиля для исследования управляемости: науч. тр./моек, автомеханич. ин-т. М., 1975. - Вып.З. - с.1-16.

8. Бухин В.Л. Введение в механику пневматических шин. М.: Химия, 1988. - 222с.

9. Васильев А.П. Состояние дорог и безопасность движения автомобилей. М.: Транспорт, 1976. -224с.

10. Ю.Веденянин В.Г. Общая методика экспериментальных исследований и обработки опытных данных. 3-е изд., доп. и пререраб. М.: Колос, 1973. - 199с.

11. П.Гапоян Д.Т., Илиев П. Автомобильные электродинамические тормоза замедлители. - М.: НИИНАвтопром, 1972. - 95с.

12. Гержодов В.П. Техническое состояние автомобилей и безопасность движения. Киев: Техника, 1978. - 149с.

13. Гецович ЕМ Исследование предельных возможностей проти-воблокировочных систем по обеспечению устойчивости автомобиля: Дисс. канд. техн. наук. Харьков, 1980. - 111с.

14. ГОСТ 22895 77. Тормозные системы автотранспортных средств. Технические требования. - М.: Изд - во стандартов, 1978.-15с.

15. ГОСТ 23181 78. Приводы тормозные гидравлические автотранспортных средств. Общие технические требования. - М.: Изд - во стандартов, 1978. - Зс.

16. ГОСТ 25478 91. Автомобили грузовые и легковые, автобусы и автопоезда. Требования безопасности к техническому состоянию. Методы проверки. - М.: Изд - во стандартов, 1992. - 32с.

17. ГОСТ 26048 83. Техническая диагностика. Системы тормозные автомобилей, тракторов и монтируемых на их базе строительных и дорожных машин. Номенклатура диагностических параметров. - М.: Изд - во стандартов, 1974. - 5с.

18. Гуревич Л.В. Разработка и внедрение антиблокировочных тормозных систем автомобилей // Автомоб. пром-тъ. 1982. №7. - с. 37.

19. Гуревич Л.В. Современные методы дорожных испытаний автомобильных антиблокировочных систем, М.: НИИНАвтопром, 1978. - 98с.

20. Джейраношвили Т.Е., Робакидзе АГ., Садрадзе Г.В. Восстановление эффективности тормозов колес после смачивания поверхностей трения водой // Труды грузинского политех, ин-та. Тбилиси, 1980 - Вып. 3. - с.65-68.

21. Джонс ПС. Влияние параметров автомобиля на дорожно-транспортные происшествия. М.: Машиностроение, 1979. -207с.

22. Дунаев АП. Организация диагностирования при обслуживании автомобилей. М.: Транспорт, 1987. - 207с.

23. Иларионов В. А. Эксплуатационные свойства автомобиля. М.: Машиностроение, 1966. - 280с.

24. Иларионов В.А. Пчепин П.К., Калинин Е.И. Коэффициент сцепления шин с дорогой и безопасность движения: Учебное пособие / МАДИ М., 1989. - 77с.

25. Йонес С., Газовский М. Тормозим АБСолютно уверенно // За рулем. 1998. - №3. - с.46-48.

26. Колесников B.C. Неуправляемое движение автотранспортных средств при экстренном торможении. Волгоград, Комитет по печати, 1996. - 208с.

27. Колпаков А.П. и др. Универсальные модели для исследования кинематики и устойчивости движения автопоездов. Машиностроение, Автомобильная промышленность №2, 1969с. -с. 12-14.

28. Комаров Ю.Я. Исследование рабочих процессов противобло-кировочных тормозных систем на комплексной моделирующей установке. Дисс.канд. техн. наук, Волгоград, 1981. 128с.

29. Косолапов Г.М. Оптимизация тормозных качеств автомобиля: Дисс. докг. техн. наук. Волгоград, 1973. - 334с.

30. Котов B.C. Совершенствование автоматизированных тормозных систем трехосных автомобилей. Дисс.канд. техн. наук, Волгоград, 1989. 182с.

31. Кранцов Г.П. Оценка тормозных свойств автомобиля с автоматизированным приводом модельным методом: Автореф. дисс.канд. техн. наук / ВолгГТУ. Волгоград, 1994. - 16с.

32. Краткий автомобильный справочник / НИИАТ. М.: Транспорт, 1986. - 464с.

33. Кузнецов Б. С. Техническая эксплуатация автомобилей: учебник для ВУЗов. М.: Транспорт, 1991. - 413с.

34. Левинсон Б.В., Гернер B.C. Пособие по диагностированию технического состояния автомобилей. Киев: Техника, 1974. -84с.

35. Лилай В.В. Исследование устойчивости и эффективности автомобиля с антибпокировочной системой: Дисс. канд. техн. наук. М.:, 1979. - 230с.

36. Литвинов A.C. Управляемость и устойчивость автомобиля. -М.: Машиностроение, 1971. 451с.

37. Ломако О.И. Исследование влияние против ©блокировочных устройств на процесс торможения автомобиля: Дисс. канд. техн. наук Харьков, 1965. - 287с.

38. Мальцев Н.Г. Организационные проблемы АБС // Автомоб. пром-ть. 1997. - №5. - с.15.

39. Мартинсон П.И. Исследование динамики торможения трехосного автомобиля с антиблокировочной системой: дисс.канд. техн. наук. Волгоград, 1982. -220с.

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

41. Метлюк Н.Ф. Математическая модель исследования процесса торможения автомобиля, оснащенного устройством для регулирования тормозных сил I Белорусск. политехнический институт. Минск, 1982. - 36с. Деп. БелНИИНТИ, №468 - 82.

42. Механическая антиблокировочная система тормозов автомобилей FORD Fiesta Я Автомоб. пром-ть США. 1996. - №4-5. -с.25-29.

43. Мирошников П.В. Диагностирование технического состояния автомобилей на автотранспортных предприятиях. М.: Транспорт, 1977. -263с.

44. Немчиков М.В. Шероховатость дорожных покрытий И Труды МАДИ. М., 1975. - Вып.81. - с.62-71.

45. Непорада A.B. Разработка технического решения и исследование рабочих процессов рекуперативной АБС: Дисс. канд. техн. наук. Волгоград, 1990. - 150с.

46. Нефедьев Я.Н., Гуревич A.B. Обзор существующих методик дорожных испытаний автомобильных антиблокировочных систем. М: НИИавтоприборов, 1976. - 132с.

47. Никульников Э.Н., Давыдов АД., Барашков А.А. Принципы и практика отечественной стандартизации // Автомоб. пром-ть. -1996. №11. -с.2.5Э.Осепчугов В.В., Фрумкин АК. Автомобиль: Анализ конструкции, элементы расчета М.: Машиностроение, 1989. - 304с.

48. ОСТ 27.001.016-70. Тормозные свойства автомобильного подвижного состава Методы испытаний по определению эффективности тормозных систем / НАМИ. М., 1976. - 31с.

49. ОСТ 37.001.051 73. Автомобили. Управляемость и устойчивость. Термины и определения. М., Минавтопром, 1975. 11с.

50. ОСТ 37.001.067 86. Тормозные свойства автотранспортных средств. Методы испытаний. - М.1988. - 61с.

51. Отечественные АБС / А.М.Галактионов, В.М.Топорков, В.АКрупчанский, О.С.Федорин // Автомоб. пром-ть. 1993. -№6.-с. 17-18.

52. Патент 48 20352 (Япония) Противоблокировочная система

53. Петров ВА. Антиблокировочные системы и алгоритмы их функционирования // Автомобильная промышленность. 1979. - №7. с.20-24.

54. Петров М. А. Работа автомобильного колеса в тормозном режиме. Омск: зап. - сиб. кн. изд., 1973. - 224с.