автореферат диссертации по транспортному, горному и строительному машиностроению, 05.05.03, диссертация на тему:Разработка тормозного привода многоосного транспортного средства для использования в замкнутой системе управления скоростью

МОСКОВСКИЙ ГОСУаЛРСТПЭЕНЬП лато/»51иы^0 - ДОРОЖНЫЙ ИНСТИТУТ { ТШМЧЕСКИЯ У!№ЕРС1ГГЕТ )

-ильа? • мдДИ.

На правах рукописи

ТАРАСОВ АЛЕКСАНДР ВИКТОРОВИЧ

РАЗРАБОТКА ТОРМОЗНОГО ПРИВОДА

МНОГООСНОГО ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА ДЛЯ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ В ЗАМКНУТОЙ СИСТЕМЕ УПРАВЛЕНИЯ

СПЕЦИАЛЬНОСТЬ 05.05.03 - автомобили и

тракторы

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук ____

СКОРОСТЬЮ

Москва-1993

Работа выполнена на кафедре "Автомобили" ».оскаьского государственного автомобильно-дорокного институту /технического университета/.

Научные руководитель - доктор технических наук,

профессор [ФГУШШ А.КГ!

Официальные оппонента - доктор технических наук,

профессор.РЕВКН А. А,

- кандидат технических наук, старая!; научный сотрудник КУЗНЕЦОВ А.Л.

„ Ведущая организация в/ч й 63539

г.Бронницы. -

Защита состоится 19э'Тг. в /^часов

на заседании, специализированного совета К 053.30.09 ВАК России при Московском государственном автомобильно-дорок-ном институте /технической университете/ по адреоу: 125829, ГСП-47, Москва, А-319, Ленинградский проспект,д.64, ауд. 42.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке института.

Автореферат разослан ^ ^ 199£г.

Ваши отзывы на автореферат Ча двух экземплярах ' о подписью, заверенной печатью, просьба направлять по указанному адресу.

Телефон для справок: 165-03-28

Ученый секретарь специализированного оовета кандидат технических наук,

доцент ВЛАСОВ В.М.

Ол^Ял ^РлКТЖС'!;^ РАБОТЫ Актуальность работы..¿альнеший рост автомобильного парка страны, сопровождаемый увеличением средней скорости двиае-ния и удельной -тяговой мощности полипного состава, требует ^ардиналыщх пер по решению проблем повышения безопасности дьиаения автомобилей. ' ■ •

Появление более данаштакх автоиобцяеЯ к повьпзние плотности транспортных потоков на дорогах странк привело к росту уровня напрягекности а работе водителей при управлении АТС.

Б связи с стим всё большее значение, гриобретает создашь систем автоматического к автоматизированного управления двцке-нием, а частности, систем управления скоростью двикенья, лриз-важшх повысить воз«ссностя водителя по надежному управленн» автотранспортник средством.

3 таких технических системах' объединяются устройства по- . лучения к отоо]х1е1!гл с аьтаатпзпроьаннпл пспол-

кгтелыйхз! 1:е;:г.к::змшя1. ".ошлекс устройств, называемое единой системой автоматизированного управления скоростьо /ЕСАУС/, представляет собоС замкнутую следящую систему автоыатического управления.

Отсутствие теоретических и ¿нспершентальнкх данных о функционировании ¿лектропнввногидравличесхого торюзпого при' вода в регикэ авгс-матнчаского управления, необходимых для определение Бшсодгед характеристик пропорционального ¿лектро-пяевматичвсэсого регулятора о поворотам золотником и функциональной зависимости и&ду параметрами управлявших воздействий и показателями глектропйевдагвдравлпческого тормозного привода, определяло направленна настоящего исследования.

; Цель исслоловапая. Целы» данной работы являются: - разработка рациональной структуры замкнутой спстеьш уп-

равления скоростью для многоосных транспортньх маанн;

- разработка на её базе замкнутой едино:. системы управления скоростью /ЕСАУС/ для тяговых, к тормозных, рекшов движения АТС;

- разработка *лег.тро:;кеЕ;.:сг::др:::;л:г-:ее:::ого 'лгххзного д-иьо-да ¡люгосснсгс агто...сctí¿cns4HEa:oqero требуемое качество процесса работы ЕСАУС з тормозном рекиие;

- исследование bC3i.:oz;;ccrei; Сункииош:ровашш ЕСАУС в тсрмоз-ном ре:*ш.:е с xápzzTepiscTiccawi, улучшающими качество процесса регулирования по сравнению со штатный приводо;/.;

- выработка.рекомендаций по совершенствованию структуры ЕСАУ1 с целью .улучшения её характеристик на решше уменьшения скор* сти.

методология исследования. Для достижения указанно!: цели использованы методы: математическое описание рабочих процесс« ишитацконное .моделирование на ABI.1 и ЦК.1, дорогнке испытания ^кспериыенталыше исследования осуществлялись методшл: полно масштабного физического моделирования на стенде в условиях л Моратории.

Объект исследования. Объектом исследования является ьлек тропневмогидравлический тормозной привод многоосного транспо ртного средства грузоподъемностью до 100 тонн, функционирующий в 'составе ЕСАУС на рекиме уменьшения скорости. Научная новизна работы состоит,в следующем:

- создана принципиальная схема и разработана конструкция про цорционального-деухкаскадного регулятора'давления-/'Л1РЛ/ с поворотным золотником, алектромеганическим преобразователем на базе пропорционального■'электромагнита и механической обратной связью по давлению, пригодного к использованию в тормозном приводе автомобиля;

• разработана и реализована в виде программы на ¿311 матема-чттесхая модель работы указанного выше ЭПРЛ;

- создана принципиальная схег.са и разработана инструкция -лек- • гропнешогцдравличаского тормозного привода /ИТП/глюгоосного транспортного' стредстЕа с указанны.! ШРЛ;

- разработана и-реализована в гиде программы на чЪМ математическая модель- работы сПП;

- теоретически исследована математическая модель ЛТП его работа б составе едино!', скстеш управления скорость» при ¡¿ун-кшюнпроваЕГЯ! её е тормозном репзле,

Г^-акт-гческая ценность табеты. Результаты работы могут быть пспсльзсваны при разработке единых систем улргвлекя скоростью АТС п повышения пх у&еятквностп на стадии проектных и доводочных работ. _

Реализация работы.Разработанный глектропн евмогидравли-чески£ автоштизированны!: тсрмсзно:; привод совместно с с^сте-;.:ой управления апробирован на испытательном стенде.Результаты использованы соответстБуце;. организацией при проведении по совершенствовании многоосных транспортных средств с нетрадиционными технически^ ре: енкяш систем и приводов.

Апробация работы. Основные положения работы были дслаге-ш и обсушены на научных конференциях в СтаБропольсхоы поли-техютесксн институте в 1?£5.. Л£'22 годах. Полностью диссертационная- работа была заслушана :: одобрена на заседании кафедры "Автомобита" ¡:ЛШ 21 ланя 1993 г. • \ - -..

■Публикации. Основные положения диссертации изложены в I депонированной, Э опубликованных статьях и 2 опубликованных

тезисах допладЬв.Отдельные разделы исследования отрааены в 6 . - ^ -- - • отчетах ло вшситешшм э'-СтПИ, при участии

автора, научно-исследовательских работах.

Объем работы." диссертация состоит из введения, трех ' глав, бродов, списка литературы и приложений..Работа со-дер;.шт в целой 245 страниц, в том числе 118 страниц тайнописного текста, I таблицу и 70 рисунков.. Библиография включает 180 наименование работ. ;

UtvyijftjAlliUii РлхлЛи В первой главе дьется анализ состояния проблемы повышения торг.ознкх свойств АТС и направлешй исследований по разработке автоматических и автоматизированных систем управления движением, в toi.» числе заджнутых систем управления скоростью при ториокешш /ЗСУСТ/ и единых систёы автоматизированного управления скоростью. Рассмотрены тормозные приводы и их <.ле;.;ентк, функционирующие в составе автогдти-зпроЕанннх систем управления. Сформулированы основные задачи разработки схемы ЕСАУС многоосного транспортного средства и ^лектропневмогндравлического тормозного привода, пред-, назначенного для работы в составе ЕСАУС.

Исследованию рабочих процессов и совершенствовании конструкций тормозных приводов АТС посвящены ьеогочисленные работы советских и зарубежных учета. Особенно необходимо отмзтить труды Ь.Л. Автушко, Б.Д. Балакина, Ю.Б. Беленького, H.A. Бухарина, H.H. Вишнякова, Б.Б. Генбома, А.Б. Гредескулз, Л.В. Гуревича, Ю.А. Еченетова, Ü.A. Ллариойова, ГЛ.!. косола-пова, Г.И. Клинковштейнь, A.C. Литвинова, A.Ö. f/ященко, P.A. Ыеламуда, Б.И. Морозова, Н.Ф. Метлика, М.А. Петрова, В,Д.Пет-руаова, И.К. Пчелина, А;А. Репина, В.Г, Розанова, Б.С. Оальке-вича, Я.Е. 4>аробина, А.К. Фрумкина, A.A. Юрчевского и др.

Однако повышение эффективности тормозных систем ATO, выражающееся в совершенствовании, регулирования тормозных усилий

на колесах автомобиля, деблокирования их в процессе замедления, повышение быстродействия в процессе замедления, повыше- _ . ние быстродействия соответствующих приводов, создания более • мощных по своим показателям тормозных систем не' монет существенно снизить утомляемость водителя и упростить его функции при управлении АТС. Так же не исключается отрицательное влияние времени реакции'человека на процесс торможения.

Наиболее существенным резервом в повышении тормозных качеств автомобиля является расширение возможностей водителя путем внедрения автоматизированных и автоматических систем, таких как систёма предотвращения столкновений автомобилей /СПСА/, ЗСУСТ, ЕСАУС . Над решением этек проблем трудятся A.A. Юрчевский, В.Н. Ветлинский, В.Б. Гришкин, И.Ii. Магомедов, Б.С. Науменко, И.Г. Савватеев и др.

Для функционирования CUCA, ЗСУСТ, ЕСАУС необходим тормозной привод, "пригодный по быстродействию для автоматизации и управляемый электрическим сигналом. Поэтому в последнее врег.'л больеое внимание уделяется разработке ^лектропнев-мотических, злектрогидравлических и ¿лектропневмогидравли-ческих приводов и их элементов, чему посвящены труды В.П. Автушко, H.H. Алексы, H.H. Вишнякова, Е.В. Герц, "Л.В. I^pe-вича, Г.В. Крейнина, П.II. Кишкевича, А.Л. Кузнецова, Ф.А. ;.:елаыуда, А.Н. Попова, В.П. Пузкрева и др.

Анализ состояния проблемы показывает, что ЗСУСТ и ЕСАУС являются принципиально новыми устройствами для повышения безопасности движения ц улучшения условий труда водителя. Практическое применение ьтих технических средств внесет изменения з реким работы, характеристики и кокетрукщш традиционных тормозных приводов. .

В сиязи с чем в настоящей работе с'ормулцрованы следую-

щле задачи:

- разработать математическую модель ьлектропнемогодравличес-кого тормозного привода многоосного аБтоыобиля- большой грузоподъемности к реализовать её на цифровой вычислительной машине;

- разработать конструкцию злектропневматическогодвухкаскад-ного пропорционального регулятора давления с поворотик» золотником;

-' для проведения экспериментальных исследование создать лабораторную установку, состоящую из макета ¿лектропневмогидрав-лического тормозного привода и ьлектронно-лопяеского блока управления и комплекса измерительно-регистрирующей аппаратуры1,

- провести имитационное моделирование на НЕМ и стендовые испытания глектропневмогздравлического тормозного привода с целью ^ормпровалкя рекомендаций по оптимизации его характеристик;

- провести на 1731.1 и АК.1 совместно со стендом 'с реальными агрегатами тормозного привода и ьлектроыеханическоЯ моделью колёса имитационное моделирование функционирования ЕСАУС на ре;,си-ме уменьшения скорости с целью выработки рекомендаций по совершенствованию её структуры.

Во второй главе проведено теоретическое исследование разработанной с участием автора ЕСАУС при ."ункционироЕании её на режиме служебного тср:.:о::.ен:-;я, уточнена ее структура ирг-пени-тельно к глгсгсоснъм АТС. Гля работк а составе ЕСАУС. разработан олектропневматический тормозной привод, структурная схема одного из двух контуров которого применительно к автомобилю МАЗ—547 показана на рисунке I.

педаль

б

ЕЕ

Рис. .1 Структурная схема одного контура слектропневмо-_ гидравлического тормозного привода.

Так з.:е, как и существующий привад, предлагаемый вариант выполняется двухконтурнш, что повышает ого надежность.Цодпе-дглькый датчик I ~ *ле^г;.сшю-лсг;:чос>:з:£ блок управления 2 .общие для 06012: контуров,- Г-аздыЙ из последних включает в себя ресивер 2, ьлектропнеЕматпческого регулятора давления 4, пнеЕМогидравлический усилитель 5, колесные гидроцилиндры 6 и датчики оборотов 7, установленные 'в центральном редукторе главной передачи каждого из мостов и регистрирующие среднюю скорость колес оси..

¡1а рисунке 2 приведена структурна! схема, разработанного в диссертации двухкгскадного :П?Л, предназначенного для работы. в ;.лгл

/4

4/

■ Рпит

'Рис. 2 Структурная схема двухкаскадного ШРЛ Первый кас:;ад ылслнен на базе поворотного золотника с приводом от электромеханического преобразователя/ с ыехаилческо!: обратно:: связью по давлению. В ¿¡.¡П используется корпус I с сбмоткой и якорь 3, ход которого уменьшен вставкой 2 до 1,5...2 мы. Управление осуществляется от широтко-импульсисго модулятора /Ш.!/, применение которого позволяет уменьшить гистерезис по-усилию ¿МП до 2... 3;Усилие от якоря 3 через толкатель 4 передается рычагу 5, на который с противоположно!: стороны действует усилие от узла обратно!: связи, состоящего из корпуса 6, в котором перемещается пориень 5. Зазор между поршнем и рычагом устраняется нругашо" 10. '

Рычаг 5 размещен на оси поворотного золотника 13,установленного ь корпусе 12, образуя в:.есте с ним и соответст-

вую!Д1П.з1 ушюткекиш.:и и арматурой первый каскад управления П. Пруглна 7 необходима для установки рычага 5 и связанных с ним деталей в исходное положение, когда c-лектрическая обмотка обесточена и отсутствует давление в датчике обратной • сеязи. Б корпусе 12 выполнены атмосферные каналы А, каналы подвода давления В и выходные С. В исходном полокешш регулятора, когда стсутствует напряжение на обмотке Li.II,и,следовательно, усилие с его стороны ка рычаг 5, прукина 7 устанавливает золотник 13 в положение, когда одновремешю крог.жа$.ш_ каналов золотника перекрыты как атмосферные'каналы А, так н какаль- ходьода дазвЛйзм В. Давление ка выходе первого каскада /:-х:-::л С/ отсутстбует.. При передаче напряжения на обмотку Л.!П ус:иие со стороны якоря 3 через тол;атель 4 действует на рычаг 5, который, преодолевая усилие пружины 7, поворачивается и поворачивает при атом золотник-13. В ятом положении выходные каналы С соединены через полости внутри золотника с каналами подвода давления В. Давление на выходе первого . каскада нарастает. При соединении датчика обратной связи с магистралью С синхронно с ней'растет давление в магистрали Л, вызывая увеличение усилия со стороны поршня 9 на рычаг 5.

'.Таким образом формируется усилие, протпйдействущее усилию сШ, что вызывает обратное движение рычага 5 и связанного с шш золотника. ;.го приводит к тому, что проходное сече-кие каналов, образующихся в магистрали В системы "корпус-золотник", максимальное в.начале процесса регулирования,уменьшается по мере приближения выходного давления к заданному уровню /что соответствует равенству сил на рычаге 5/. Ввиду того, • что существует перекрытие кромок пазов зслотшпса и корпуса, проходные сечешш каналов-перекрываются с некоторым спереаеш-' г;.-.: по стпоиенпц к моменту касту плеши 'баланса сил. Если давление _на хиходе регулятора 'превышает задаваемое напря^еш.«-;.. па

. . ' . * • " ■" ;; . 7 - .■-' 21.

его электрическом Еходе, то усилие со сторон»: латч:жа обратной связи АТС/ превышает усилие со стороны ГГ.ПТ, что вызывает поворот золотника в направлении, прстлвололок-ном имеющему место в описанном выше процессе. При ьтом каналы зсдстн:п:а соединяет вводную магистраль с атмосферой через каналы А корпуса. Давление в магистрали С падает. Процесс регулирования будет продолжаться до достижения равенства сил, действующих со стороны ci.31 и Д0С_ на рычаг 5.

Таким образом устанавливается /с учетом зоны нечувствительности/ соответствие выходного давления ь магистрали С и'напряжения на обмотке 1МП.

Применение регулятора с поворотным золотником позво-

р

ляет обеспечить в первом каскаде проходное сечение 1£мм , ча;о больше, чем у большинства модуляторов и регуляторов, но меньше, уем имеет тормозной кран автомобиля Î.ÎA3-547. Вследствие отого применяется второй каскад, выполненный на базе ускорительного клапана. Полость С над следящим поршнем соединяется магистралью Е с выходом первого каскада регулятора. .

Особенностью первого каскада регулятора является выполнение пазов золотника и корпуса прямоугольными с остры* haï кромками, что позволяет улучшить линейность -характеристики. •

Дня проведения теоретического исследования была созда-

ê

на модель электропнешогидравличесйого тормозного привода позволяющая ускорить процесс выбора оптимальных параметро: привода и совершенствования алгоритма блока управления.

Привод представляется комбинацией пнев?5£т;.-:зс::пх,глд-равднчесних и механических звеньев. Послед* стъ ра

чета sK.: соответствует алгоритму ..у!кциоь~!?сьск;:я реал

кого привода. Так как автомобиль 'имеет-два. идентичных контура ЗПГШ, отличающихся лииь длиной соединительных трубопроводов, для исследования используется модель одного контура. Расчетная схема контура 'показана на рис. 3.

ЛСГпол)

Рис. 3. Расчетная схема одного контура ?лектрогшевыо-- гидравлического тормозного привода

¡/¡атеыатическая модель .?ПР£ в режиме угэлкчения давления состоит-кз-Следуэдих уравнешй: .'

ЫР1 _

са ~ ЫРг_ еИ ~

ДГСГ-кат

ул

(в* -ел}

Gi =JUfPexP/RT • \JK/k~i ■cp(d)

JU-i/JTTJ*

v -is. г_

J- **cnh/e')i/(e/K)

Vi^Vio+hw*?

Vz=\/20-h КЛ S tz^he'

Гhen max при дР^А P'

h к/t - < hen max-A P/AP' hp и A Р'<А,Р<Д* ¿0 при aP&a P"

(f>(tij= ^ё s'«- <* («*<)/,< ' при ¿>0,SZ&

<p(<!) -Ot253 hpu4s:a,£28

Процесс уменьшения давления СПРД описывается следуадит-

ьш уравнениями:

dPi _ KRT />

dPz _ KPT ,r r ,

Gi =jufi P^2/rt .]]k/k-l\<p(<!) <P(4) =|/fi? S/K- d <«+*"« при 4 > 0.S2B

g>(ijsO, ¿sa при- <* * 4S3*

JUsr * ,

Re* ¿ъго j>/tig

* - *Р'рта*

- Vdo - ^-кл

Уг = Ч20 + Ькл-^г /= Л-2)экл

'а этих уравнениях применены следующие обозначения:

?£ - давление в надпоршневой полости, Р^ - давление в подпоршневой полости, - объем надпораневой полости,^»-объем подооршнеЕо£, полости, "К - показатель политроны, Т - абсолютная температура ¡эффективная Площадь проходного сечения пневмосопротивления, В - коэффициентjS'l - массовый рас-' ход втекающего воздуха, ¿Гд - массовый расход вытекаыцего воздуха, М - коэффициент расхода,ban.- перемещение впускного пивЕыоклжта,Ьвып- перемещение выпускного пневмойлапана, £- гидравлическое сопротивление участкаУщ - начальный объем надпораневой полостиначальный объем подпоршневой полости,d - соотношение давлений,^/)- расходная функция, R'а г число Рейнольдса,£ - гидравлический радиус,CJ -средняя! скорость по сечению канала,^- плотность воздуха

fA - f-A

При Др<йР" " при А Р<А р" при А А Р

I

значение угла поворота золотника.

Особенность разработанной математической модели состоит в том,. что при расчете давления в надпоршневой полости используются переменные значения коьфгяциента расхода и проходного сеченая. Указанные величины рассчитываются в зависимости ст угла поворота золотнгха, определяемого алгоритмом работы блока управления к балансом сил Я ЛОС.

Остальные ¿лемента привода описываются следующими уравне-.' нняш: . ; ' '

при Ъ,<Рн { Ъ приЫъ- Рн Нг-А Р* -л рм V

В ьтих уравнениях исшояьзуягся следующие обозначения: Рд - давление в пнев^атлчесЕо£ полости усилителя,-5^ - перемещение пневматического порвав, Рд - давление юащости в гидродилщдре ДГУ, &з-прецгаг1ш\:ьозвратнойпру2ИШ ЛГУ,

- касса порспневогоблока.йвв-сила трепияв уплотнениях поршневого блока, Р^ - даввешвв гидкости за обратным клананом, Р„ - остаточное давление, Р^ - давление в колес- ■ ноы цилиндре, лдг- потери -давления по длине трубопровода,

В< - местные потери,^ - п.шг;а.7^:по|аш .колес;:ого ;

дра.^сл- сила полезного сифотзаленля деиеошю кслесього : цилиндра,ирнведе 'чая ;хсса Еарга-е! я хо^одо,-.

Путем математического моделирования исследовалась реакция ^лектропневматнческого регулятора на подачу на обмотку управления прямоугольного имгульса различной амплитуды, â такхе работа регулятора в следящем рекше.На данном «¿тапе работ подбиралось так::е пролодног сечение каналов первого каскада.

Гпа1:з:п пзг:енег;::я давления на ЕЫходе первого и второго

каскадов приведены на рисунках 4 и 5. ' 0,3. МПа\

lÛ'S

0,2 О

I и = таж

ъ/Л у*-

|

! А / -

10 в 7,5

U

2,S О

- OOS

0.1.

0,iS

0.2

Рис.4. Графи< нарастания давления в надпоршневой полости и на выходе регулятора при подаче на обмотку управления сигнала прямоугольной формы /переднего фронта/ ^

В

J*!

10.SÎ

Г

И

Р-

°А

о

L-^

!

В

S и=о

И

5 U 2.5

005

O.i t

OJS С 0,2.

Рис.5. График спада давления в надпоршневой полости и

. у • ка выходе регулятора при. подаче на обмотку уп-

; равления сигнала прямоугольной формы /заднего : , фронта/. ' . •

На рисунках 4 и 5 обозначены:

И напряжение на обмотке управления,

давление в надпоршнеБой полости, fy- давление на выходе регулятора

Как видно из приведенных графиков, данный регулятор обладает зоной нечувствительности по отношению к напряжению управляющего сигнала, составляющей примерно 0,3 В. ..то вызвано тем, что кромки золотника тлеют отрицательное перекрытие. £ля Еыбора .того перекрытия необходимо приложить усилие для дефор:,:ацни лруажы, устанавливающей золотник в нейтральное положение. После выбора зоны нечувствительности начинается изменение давлений в надпоршневой полости, что вызывает пе- . рамещение следящего- поршня к открытке соответствующих клапанов. сапаздывание начала изменения давления на Еыходе регулятора по отнопению к изменению управляющего напряжения при скачкообразном воздействгш составляет 0,С5 с.

При оптимальном выборе характеристик пррлшы 4 /рис. 2/ гистерезис зависимости'давления.воздуха-на выходе первого -'каскада от управляющего напряжения не превышает 2,'J. Избыточная жесткость'прукины увеличивает гистерезис, бшибку регулирования и зону нечувствительности.

В. ходе Моделирования варьировалось место подключения устройства обратной связи: либо в надпориневой полости второго каскада, либо на выходе регулятора. При соединении ДОС с давлением в надпоршневой полости перерегулирования по давлению получается меньше на 0,2...0,3 Ша, гистерезис при этом снижается примерно на 1,5% и составляет -для регулятора в целом не более'?.. .■■.■'"

Следовательно, подача на вход устройства обратной.связи . давления из надпориневой полости является более предпочти- -• телышм при, кспользоешши данного регулятора в составе привода. ' - ■ . - • - .'■' . . :■ ':" '•■ ...":

Б работе проводилось таюсе моделирование поведения одиночного -колеса в замкнуто!: системе управления скоростью с использованием ¿K.J IBM и ЕС - 1022. Для оценки качества процесса использовались следующие характеристики: относительное уменьшение проходимого в процессе регулирования тормозного пути, среднее реализуемое в процессе регулирования проскальзывание и средний реализуемый ь процессе регулирования коэффициент сцепления. Было установлено, что разрабатываться и применяться .должна система, обеспечивающая регулируемый коэффициент передачи звеньев системы в зависимости от замедления колеса и от ошибки регулируемого параметра. Подтверждено такг.е, что при рациональном выборе структуры системы управления и оптимальном значении когффи-циентов передачи ее элементов,функционирования ЕСАХ-С в тормозном ре-лме при работе совместно с ьлектропневыогидравлкческцм тормозным приводом исключает блокировку колеса при уменьшении скорости на 40...50/» при коэффициенте' сцепления 0,2 и выше, что способствует уменьшению тормозного пути и повышешаэ устойчивости АТС.' • • •

В третье!; главе приведены результаты экспериментального исследования ьлектропневмогидравлического торг.-;озного привода и его элементов, а такке функционирование ЕСАУ П совмостно с указанным приводом. Даны результаты пробегових испытаний автомобиля .'.AS-C4?, проведенных с целью- к^чскёнпя пр:л?одкости штатного тормозного привода и его элементов к функционированию в составе ЕСАУ>С,•описаны оборудование для эксперимента, а такие его метрологическое обеспечение.

Вначале проводилось снятие статических и динамических характеристик ¿ПРД.с поворотным золотником. Затем проводилось исследование работы реальных агрегатов тормозного привода' при работе совместно с указанным СПРД. После проведения перечисленных ььие -ксперпментов проводилось моделирование двоения АТС

совместно с электронным блоком управления, реализующим алгоритм работы ЕСАУ С на режиме уменьшения скорости.

Разработанный нами макет тормозной системы соответствует-одному контуру систёкк автомобиля 1.1АЗ-547 и включает, в себя ^ПРД,. инеьмогидраалический усилитель, -квивалентныЕ трубопровод, колесные цилиндр и нагруг/лтель, имитирующий жесткость тормозного механизма. Стенд иключает в себя таюке штатный тормозной кран, ¿лектрогндравлически!: усилитель, калутационкне краны у. датчики давления. Стенд тлеет, переменную структуру и позволяет реализовать три структуры системы управления торможением. £ля отработки ьлементов системы управления скоростью и исследования ее "в лаборатории условиях разработан и изготовлен стевд для полунатурных испытаний. При разработке стенда использован .метод моделирования систем управления с включением в модель реальных систем управления и агрегатов привода. Установка включает в себя АЕИ - ?.!Н - 18 м, электромеханическую модель ко-, леса, механическую модель тормозного привода, измерительную,регистрирующую и питающую части,и макетный•блок управления, £лек-тромехашгческая модель колеса, выполненная на базе электродвигателя постоянного тока, -предназначена для преобразования напряжения, поступающего от модели АТС на АВМ в угловую скорость вращения выходного вала, снабженного зубчаткой к инду^-даннии датчиком, информация с последнего поступает на вход преобдезо-вателя "частота-напряжение" электрошюго блока управления. ' Сигнал с тахогенератора, встроенного в ;.лект2Х)да]1гатель,запаздывает по отношению к управляющему.-напряжению на вел:гчпку, не более 0,02с. СиювоЕ'модуль мололи ш;;:от бить использован для . привода реальных агрегатов. •

. . ¿да ';.лксацнп «ел'.'чин измеренных даяяошГ, 'Ьвл««шк слек- ' тричоекке напряжении используется .

"Кева !.:Т", снабженный согласующим прибором "Поиск".

Е процессе стендовых испытаний были подтверждены результаты математического моделирования.Регулятор обладает зоной нечувствительности по отношению к сигналу управления,которая составляет 0,20...О,23Б.Вследствие наличия сдл трения и гистерезиса во втором каскаде,зона нечувствительности регулятора в целом составляет С,27...0,2В.Временное запаздывание начала изменения давления на выходе регулятора по отношение к изменению' управляющего напряжения при скачкообразном изменении управляющего напряжения составляет 0,'СЗ.. ,С,С7с/болыиие значешм соответствуют уменьаеШш давления, меньшие - увеличению/.

Регулятор в целом обладает гистерезисом,который обусловлен наличием сил трения в элементах,несткости прунины установки золот-шгка в нейтральное положение.Величина гистерезиса зависит от места подключения датчика обратной связи по давлению: при соединении его с выходом первого каскада гистерезис не превышает 8%,при соединении с выходом второго каскада он возрастает до 13,5...14,6$. Кроме того,для последнего случая подключения характерно появление перерегулирования по давлению /по сравнению с первым случаем/ сос-

* тавляюцне 5...7/J.B зависимости от теша регулирования.

Для сравнения регулятор Сил испытан с ди/-,.вренцналькм ьле;;-тро1.;э::ак:";сс1"1:.! пресс5разоз.с>телем от регулятсрс сс пло-заслонка и

• слектр1:ч'бск1й» датчиком- давлешш.При использовании да'вГ^еренциаль-ного электромеханического преобразователя и электрической обратной связи по давлению позволяет уменьшить начальную нечувствительности до 1,7. ..23 вслздстыш того,что отсутствует пружина установки золстн:з<а в исходное положение и силы трения в устройстве механической обратной связи.3 последней трети процесса регулирования ьыход на заданный уровень осуществляется с меньшей интенсивностью.

,тля регулятора с ¿лэктрпческой обратной связью характерно меньше значение гистерезиса,составляющее 4...5/1 по сравнению с . "... С/с свойственными- регулятору с механической обратной- связью вследствии отсутствия пру;;зш и сип трения в устройстве обратной ■ связи. в

В-иелои иогно.сделать вывод,что обе конструкции регулято-

.. в

роз обладают примерно сдпнаковк-.-дг характеристиками при олпзких

значениях потребляемого тока.

В раш<ах данной работы было проведено экспериментальное исследование автомобиля : 1АЗ-547 А и элементов его тормозного привода. При проведении ¿тих испытаний исследовалась динамика тормозного привода в целом и его элементов с целью определения 1эс пригодности для (¿ункционпровашш в составе ЕСАУС и исследовалась динамика процесса.торможения автомобиля с целью идентификации математических моделей, реализованных на ЦВМ и АВ.-.1.

^иьО^и. ¿1 МРгг,.

1. Штатный гидропневмогидравлический тормозной привод автомобиля МАЗ-547 неприменим для использования в единой, системе управления скоростью из-за большой зоны нечувствительности /до 0,3 рабочего диапазона/ и низкого быстродействия,вследствии чего рост давления от 0 до С,75 максимального значения происходит за 0,8... 0,9с.Тормозной кран 1А2-547 не обладает достаточны!.! следящим действием и быстродействием.• -

2. олектропневмсгвдрявлическкй тормозной привод,использующий пропорциональный ^.лектропневматцческий регулятор давления, с поворотным золотником обладает удовлетворительными характеристиками и мо;:сет быть ре:<с: ¡скдоган' г хя. х'свользогакг: _ сс-схаве сз.стем лштс! .атпзировангхго уатх'зденпя давлением. .

3. Глектропнеы.:огцдрчвлически£ тормозной принод с рех'улято-ром с поворотным золотником отрабатывает без нзмепешш |;ормк сигналы с частой до 10 Гц.х^рапица пропускания привода составляет •

около 16 Гц.

I ' 4. Время от момента подача максимального ?лектричвского сигнала на еход электролневмогвдравлического тормозного привода до достижения давлением в исполнительном механизме величины 0,75 максимального значения состаьляет С,ОЭс,максимального значения - 0,12 с.

5. Ддя повышения надежности в схему привода необходимо ввести &лектропневматический клапан..подокдиГ давление на вход регулятора только в процессе работы тормозной системы.

6. Введение в_ схему привода электропневматического ю.а-

паца увеличивает время от момента подачи максимального ьлект-

рического сигнала на вход привода до достижения величины 0,75

максимального, выходного давления в до 0,11 с на первом цикле

регулирования. IIa псследущих циклах регулирования харахуерис-тики привода на изменяются.■

7. ейектропневмогидравлический тормозной привод при функционировании в состава замкнутой системы управления.скоростью

при тормокении/ЗСУСТ/ и единой системы управления скоростью /ЕСАУС/ при 1ациональном выборе коэффициентов передачи элементов электронной системы управления, способен исключить блоки- ■ ровку колеса в достаточно широком диапазоне изменения начальной и конечной скоростей дакения.

8. Выбор коэффициентов передачи елементов в системе управления ЕСАУС о разработанным приводом в зависимости от уровня заданной скорости и перепада начальной и заданной скоростей при регулировании исключается блокировка при всех значениях коэффициента сцепления при уменьшении скорости до 0,5 от начального ее значеши.

S. При уменьшении скорости на 0,5...О,6 от начального значения ЕСАУС с разработанные приводом исключает блокировку колеса на скользких поверхностях. При более высота значениях

коэффициента сцепления и большое перепадах начально!: и заданной скоростей /при соответствующем выборе коэффициентов передачи элементов/ система обеспечивает уменьшение тормозного пути; блокировка колеса имеет место, но при сокращении времени нахогления колеса в заблокированном состоянии но сравнению со штатный приводом.

10. Адаптивные способности 2СУСТ и ЕСАУС, имеющих в составе разработанный привод, невелики. Однако они могут быть суще- • ственно расширены при переходе к системам управления с перемен- . ными ког&лациентаыи передачи функциональных звеньев.'

. Основные положения лиссерташж опу6лик.оер.кк в c.:s паботах

1. Вауменко Б.С..Тарасов A.B. .Анализ качества процесса торможения колеса в замкнутой системе управления скоростью I

. Повышение производительности и безопасности автомобилей:сб. науч.тр. ü.: ¡.1ЛДП, IS89. - С.43...47. -

2. Кауменко В.С.,Тарасов А.Б. .Исследование-процесса торможения колеса в замкнутой системе управления скоростью Длте-

. риалы УП конференции по итогам научно-исследовательской работы профессорско-преподавательского состава за 19С8г.: Тезисы докладов.- Ставрополь, 1969. .

. 3. Науменко Б.С..Тарасов A.B. Экспериментальное исследование динамики тормозного 'привода е процесса тормогенпя многоосного шасси МАЗ /.".лтериалы УЩ конференции.по стогам научно-исследовательской работы профессорско-преподавательского соста-• ва за 19£2г.:Тезисы докладов. - Ставрополь,1£°0. у •

4. Тарасов А.Е...Пауменко Б.С. ^зкецов Е.П. "кспержен-талыше исследования динамики тормозного привода и процесса торьюавнкя млсгооского'колесного пасси .ÜÄ3 /Ставроп.пслитехк. ззетитут.- Ставрополь,K-SO.- 28 е.- :""1стандарт^ ьтосель- •

хозмашин. 4.C9.9I.-2II8-an.9I.

'£. Науменко 'Б.С. .Тарасов A.B..Гладкий П.П. Стенд для полунатурнкх испытаний аппаратуры единой системы управления скоростью xl Сомериенствование автотранспортных средств, их эксплуатации и ремонта: сб.науч. тр. /Ставрополь,СтПК, 1993-с. IS...22.

с. гхуменко Е.С..Тарасов A.B. .Гладкий П.П. Слектропнев-мстическпй пропорциональный' регулятор давления, с широтно-им-пульсным управлением II Совершенствование автотранспортных средств, а: ¿ксплуатащш и ремонта: сб.науч.тр. /Ставрополь, СтШ:, Л 93- с.' 23...27.

I

_____________________________2aKS3j;__

' Отдел оперативной полиграфии Ставропольского ЦКТИ, 355034, г. Ставрополь, уЛ. Ленина, 384