автореферат диссертации по транспортному, горному и строительному машиностроению, 05.05.03, диссертация на тему:Теоретическое обоснование и разработка тормозного управления колесных тракторов и трансформируемых энерготехнологических агрегатов

Р Г Б ОД

■КИЕВСКИЙ АВТОМОБИЛЬНО-ДОРОЖНЫЙ ИНСТИТУТ

На правах рукописи

Подригало Михаил Абович

ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ И РАЗРАБОТКА ТОРМОЗНОГО УПРАВЛЕНИЯ КОЛЕСНЫХ ТРАКТОРОВ К ТРАНСФОРМИРУЕМА ЭНЕРГОТЕХНОЛОГКЧЕСККГ АГРЕГАТОВ

05.05.03 - Автомобили и тракторы

Авгорефера! диссертации ва соисгание учелоЯ степени доктора технических пзук

Харьков 199^

Диссертация является рукописью

Габота выполнена в Харьковском Государственном автоиобильио-дорохном техническом университете

Ошикал ьнзе оппонента: доктор технических наук,члеи-коррес-пондонт ИЛ Укракш: КЛЛЬЧЯНКО Борис Иванович

Зсду:..чя организация:ДпспропскроьскиЯ тршпсрвыЯ завод

.Ти":'.! спсшшлхэировоккого ученого совета Д.068.09.02 при '.С:чгс"см автомсо':1лыю-доро:шоа ипохктухо по адрееу;252010 Х::сг 10,ул.Суворова,!. -

доктор технических наук,академик НА .Украины СЕРЕБРЯКОВ Игорь Николаевич

доктор технических паук,профессор СДХНО Владимир Прохорович

:ха состоится "

(по сиз ) 2$п НойЬ^Я

ОО

199'ь г. в /Р

ч на эасе-

иссгртаг.кеЯ :.!о::го ознакомиться в <5:л:,т.'.о~еке Киевского и'оС::лъно-доро-кого "института.

Л'.г,;гг;!.чв н.н.

ОЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы. Увеличение мощности двигателей и максимальной скорости движения, обусловленные появлением колесных тракторов и тракторных поездов на дорогах общего пользования > должно, сопровождаться совершенствованием тормозного управления.

Появление энерготехнологических агрегатов блочно-мсдульной структуры /ЭТА БШ/, представляющих собой более широкий класс мобильных машин, требует пересмотра основной концепции проектирования тормозных систа.1.

В связи с отсутствием системного подхода возникла необходимость создания теоретических основ проектирования тормозного управления колесных тракторов и ЭТА В.',С, и на примере машин тяговых классов 0,6...1,4 ~ реализации унифицированного тормозного управления,отвечающего современным требованиям.

Цель работу - создание теоретической базы проектирования, поиск направлений совершенствования тормозных систем и реализация ■ рационального тормозного управления колесных тракторов и ЭТА ВМС.

Научная новизна состоит в обосновании требований к тормозным системам и их элементам с /четом современного уросьл развития и условий.эксплуатации колесных тракторов и ЭТА БЫС, -выявлении новых направ:;е1пй совершенствования конструкций и создание новых методик расчета.

Новые положения, подлежащие защите:

- подход к сценке тормозных свойств колесных тракторов и ЭТА

■ БМС с учетом их мног-оцелегого использования, перспектив развития конструкций и условий эксплуатации; критериальные зависимости для оценки тормозного пути 'и замедления колесных машин в различных условиях движения /на уклоне, на попорото, при действии боковой силы/; I - оценка влияния боковой силы на требуемое распределение тормозных сил между колесами машины, а также - на траекторию движения заблокированного колесе; , - расчетные модели для сцеигл продольной динамической устойчивости колесных, иашич экстремальней коипеновки при тормоко-нии;

— теоретическое обоснование нового класса способов.регулирования тормозных сил, обеспечивающих продольную устойчивость, классификация известных способов регулирования с учетом сг"э-

цифики колесных тракторов и ЭТА БШ{

- математическая модель динамики поворота колесных тракторов и ЭТА ВМС с затормаживанием кслес внутреннего борта, а также - закон согласования углов поворота управляемых колес я тормозного момента на колесах внутреннего борта;

- критерии оффекгивности тормозных механизмов /приведенный коэффициент трения, работа включения/ и расчетные зависимости для оценки эффективности различных типов тормозньк механизмов;

- обобщенное уравнение тормозного момента;

- расчетные модели для оценки динамики геометрической приработки плоских пар трения, распределения контактных давлений вдоль радиуса трения и тормозного момента с учетом износных характеристик фрикционных материалов и фактической площади контакта; рекомендации по выбору рационального соотношения радиусов трения дисковых тормозов;

- методика прогнозирования долговечности фрикционных пар тормозов на стадии проектирования;

- методика оценки энергозатрат на включение тормозной системы;

- обобщение и классификация схем разделения контуров тормозного привода, а также.определение зон их рациональной применимости.

Практическая ценность состоит в разработке предложений . по нормативам эффективности термойения колесных тракторов и ЭТА ВМС с учетом специфики их работы увеличения максимальной скорости ¿.зиаония до'40 ку/ч; выборе и обосновании ¡ .-.ционгль--них конструкций.элементов торке?ных систем, а также - в реализации новых технических решений в конструкции унифицированного тормозного управления колесных тракторов и ЭТА Е1<£ тяговых классов 0,б... 1,4. . . '

Реализация работы осуществлена' на ХЗТСШ, ПО ВТЗ, ПО ЛТЗ, ПО ХТЗ, НПО "Сильва" /г. .Рига/, ПО АгтоЗАЗ и в инженерном центре Российской сельхозакадемии при проектировании торг..:зного управления колесных тракторов, ЭТА БЖ и автомобилей. По задания научно-технического отдела Минавтоеельхогшаш СССР была выполнена разработка унифицированного тормозного управления для тракторов тяговых классов 0,б..Л,4, рабочие чертежи которого переданы на Курский завод тракторных запасных частей для подготовки производства.

Классификация и анализ известных и предложенных способов регулирования тормозных сил были использованы при написании учебного пособия "Автоматизация процесса торможения автомобиля авторами С.И.Ломакой, Н.Н.Алексс . и Е.М.Геповичем .

Апробация оснспн1.,х положений проводилась на международном симпозиуме по триботехнике "Ярофри-91" /Ярославль, Е1ИИАТИ--1У91 г./, на Всесоюзных конференциях и семинарах /},!осква, НПО НАТИ - 1977, 1979, 1985 г., ВИМ - 1979 г., МВТУ - 1986 г., Харьков, ХАДИ - 1980 г., Челябинск, НАТИ - 1984 г., Тбилиси - 1985, 1987 гг./, областных конференциях и семинарах /Челябинск, 4J НАТИ - 1986 г., Горький, НТО Маяшром - 1987 г., Харьков, ХАДИ - 1990 г., Харьков,НТО Машпром - 1978, I960... 1984 гг./, а также на научно-технических конференциях ХАДИ в 1977, I98I...I992 гг. и в СибАДИ, Омск - 1987 г. Узлы и аппараты тормозных систем, созданные под руководством и с участием автора экспонировались на Международных выставках в Москве, Познани /Польша/ и Пловдиве /Болгария/, а также на ВДОХ СССР и УССР. Дисковый тормоз•открытого типа был награжден серебряной медалью ВДК СССР /1987 г./, а регулятор тормозных сил -дипломом III степени ВДНХ УССР /1984 г./

Публикация основных результатов осуществлен:, в 73 печатной работе, в том числе: 20 статьях, 4 депонированных рукописях статей, 12 опубликованных тезисах докладов и 37 авторских свидетельствах на изобретение и патентах.

Структура и обьем габоты. Диссертация состоит из введения, семи разделов, выводов, списка использованной литературы и приложений. Объем работы 6CÖ страницы,в том числе 271 страниц основного гашинописного текста, 133 рисунка и 31 таблица. Список литературы включает 230 наименований.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

•I. Анализ динамики торможения и направлений развития тормозных систем колесных машин. • "" Исследовании динамики торможения колесных маяин посвященн работы Артамонова И.О., Антонова Д.А., Беленького У.В., Век-даса И.М., Боде 0., Брыкова A.C., Бухарина H.A., Великаноьа Д.П., Генбома Б.В., Гецовича Е.М., Гредескула А.Б., ГУреги-ча A.B., Демъянюка В.А., Келезнова Е.М., Илариснова Б.А., Кссолапова Г.М., Лиходея A.M., Домаки С.И., Ыелэмуда P.A., Метлика К.<5., Накано К., Никульпикора З.Н., Осепчугова Е. В., _ Парфенова А.П., Певзнрра Я.М., Пеккера Ф.Л., Пчелииа J!.K., I EHiiR A.A., Розанова В.Р., Рсманчика Е.А., Fyca-fojcitcro A.f..,

Совуля Х.В., Скутнева В.M., Таборика _Я., Топалиди Г,."., Федосова A.C., Рудакова Е.А., Янте A-^itîike M.t Rom ре ^ ¿[rein И- и др.

Требования к тормозному управлению и его элементам должны формироваться на базе критериев оценки эффективности тор« моженяя колесных машин. В качертве этих критериев используется тормозной путь и среднее установившееся замедление.

для обеспечения высокого технического уровня й Конкурентноспособности выпускаемых машин необходимо на стадии проектирования ориентироваться на выполнение наиболее жестких требований к тормозному управлению колесных тракторов.

Реализация этих требований, связана с использованием в тормознем управлении прогрессивных технических решений, выполненных на основе рациональных методик проектирования, учитывающих специфику конструкций и условия работы тракторных агрегатов. Одним из таких рссений является затормаживание всех колес, обеспечивающее максимальное использование сцепного веса трактора при торможении. •

Тормозной механизм рассеивает выделяемое при торможении

тепло, поэтому выбор его конструкции определяет эффективность торможения колесных машин и надежность тормозного управления. Наибольшее распространение в мировом тракторостроении получили

дисковые тормоза /открытого типа и закрытые - "сухие" и работающие в масляной ванне/. Они•применяются примерно на 82% моделях тракторов мирового производства. В связи с этим, важное значение приобретает исследование фрикционного контакта плоских поверхностей, позволяющее, оптимизировать параметры этих тормозов. Исследовании плоских фрикционных поверхностей тормозов и муфт сцепления посвящены работы Александрова М.П., Борисова С.М., Брош Я.Н., Ерыкова A.C.', Гапояна Д.Т., Городе^ кого С.Н., Доли В.К., Китницкого С.П., Капелина О.Б., Крагель-ского И.В., Кушова В.Я., Лаибаряна H.A., Лыс.якова А.Г.,. Мет^-люка Н.Ф., Новожилова М.В., Сржевского.И,С., Петрова А.Д., Ро-машко A.M., Свичинского H.A., СтребличенкоГ.И., Счешка С.Ф., Турбина И.Д., Федосеева В.Н., Федосова A.C., Чиналиева O.K., %чинадзе A.B., ^пилко Г.Е., Шарипова В.М., Шевчука В.П., Дценко Б.А.в др.

Наиболее перспективным является применение гидросилового тормозного привода, позволяющего включить тормозное управление . в обьединенную гидросистему и автоматизировать процесс торможения отдельных бортов тракторов и ЭТА БЮ при повороте.

Тормозное управление ЭТА ВМС строится на основе блочно-модульного принципа. Оно должно включать автономное тормозное управление энергетического модуля, к которому в случае необходимости могут подключаться тормозные управления различных технологических модулей. Регуляторы тормозных сил /РТС/ в этих конструкциях должны выполнять согласующую функцию,, обеспечивая устойчивость агрегата при торможении.

Анализ литературных чсточииков показал, чтс действующее

на сегодняшний день законодательство в отношент тормозного

управления не учитывает тенденций роста моирюсп двигателей

и скорости движения колесных тракторов и гракто]них поездов,

а также - возможности их использования в особо -.яжелых горных

условиях. Существующая практика прямого перенос; методик рас-

тоомозов г * *

чета^автотранспортных средств на тормоза тракторов, а также

использования, в некотоиыхслучаях, автомсбильгаг научно-технических решений не позволяет получить эффективную конструкцию тормозного управления. Поэтому необходимо разработать основные требования к тормосному управлению колесных тракторов, " усовершенствовать методики проектирования, обобщив их на более широкий класс машин - трансформируемые энерготеХ'ШЛогические'.агре-гаты блочно-модульной стсуктусы.

Для создания общей теории проектирования тормозных систем Колесных тракторЪв и ЭТА БМС необходимо решить следующие основные задачи:

-'разработать общий подход к оценке тсриозчых свойств,эффективности тормозных систем к их элементов на базе анализа условий эксплуатации я специфики конструкции колесных тракторов и ЭТА БМС;

- исследоват.. динамику колесных тракторов и ЭТА КС при. 'ториохении,оценить эксплуатационные свойства и иакчтить пути совершенствования тормозных систем и их элементов;

- исследовать рабочие процессы в.тормозных системах,усовершенствовать известные и разработает новые методики проектирования;

- рассмотреть примеры реализации прогрессивных технических реаений на базе проведенных исследований,разработать унифицированные элементы торчозгах систеи и создать унифицированную тормозную систему колесных тракторов и ЭТА Е\!С классов

О,б...1,4. _

Комплексное выполнение поставлешгах задач позволит создать теорию проектирования тормозного управления колесных трсктороя

■ ЭТА БКС и решить важную народнохозяйственную проблему ссс-' дания унифицированного тормозного управления близких по кон-

структивному исполнении колесных тракторов тяговых классов 0,6 ...1,4.Это дает возможность в перспективе организовать специализированные производства узлов и аппаратов тракторных тормозных систем.

2.эффективность торможения колесных тракторов и энерготехнологических агрегатов Способность колесной малины к обеспечению максимальной эффективности тормоиения при сохранении устойчивости и управляемости в различных условиях эксплуатации характеризует адаптивные свойства тормозной системы.Зти показатели особенно ваяны для горных колесных тракторов»предназначенных для работы на уклонах, достигающих величины 30°.Тормозная система ЭТА ВМС должна облазать высокими адаптивными свойствами,поскольку на ее выходные характеристики помимо изменяющихся внешних условий,будут оказывать влияние внутренние возмущения,обусловленные переменной структурой таких машин.

Учитывая ыногофакторный характер воздействия внешних возмущений на машину и ее тормозное управление целесообразно рассмотреть адаптивные модели тормоиения в различных эксплуатационных условиях / таблица I /.

В качестве критерия оценки полноты реализации сцепного веса принят коэффициент использования сцепного веса (71 .представляющий собой отношение суммарной реакции,действующей в плоскости дороги к ее максимальной величине по условиям сцепления.В качестве количественной характеристики адаптивных свойств тормозной системы был прийят средний коэффициент использования снепного веса ГП^, .представлягций собой математическое ожидание коэффициента использования сцепного веса ГП в'возможном диапазоне действующих возмущений,-

Очеука тормозных свойств и выбор тормозимых колес тракторов энерготехнологических- агсегьтов При установке тормозов на идну ось машины долкно выполняться условие г . „

; - ,г/

где Л. -регламентируемое среднее установившееся замедление; • «Г -максимальный коэффициент сцепления колес с дорогой,

Г =0,8;

н7х -тангенциальный коэффициент использования сцепного веса рг

О. -общая тормозная сила,приложенная к колесам /1 -обиий вес машины;

ьий

^ -ускорение свободного падения,§ =9,81 ц/с2. С учетом /2/ выражение /Г/ примет вид после преобразова-

f hjLJ> /3/ —условие установки тормозов , . fj с 1/ и, г | только на переднее колеса;

ujL-r цЩг п t ^ п Q, —условие установки тормозов

Q только на задние колеса,

где - расстояние от задней оси машины до проекции центра масс на горизонтальную плоскость; h,L - высота центра масс и продольная колесная база машины. В выражениях /3/и /^/верхние знаки относятся к случаю движения на прямом ходу,а нижние-на заднем.

В таблице 2 приведены значения минимально допустимого среднего установившегося замедления и расчетные формулы максимально допустимого тормозного пути в соответствии с дейстБуюдпми у нас в стране стандартами.Угатывая тенденцию роста максимальных скоростей движения тракторов до АО кц/ч.намк лредлснены норматива эффективности торможения из условия равенства тормозных путей 3pfvm3i£=30 км/ч и vmqx =^0км/ч.Для горных колесных тракторов эквивалентные параметрырэссчитпваются для торможения на горизонтальном пути из условия равенства установившегося замедления и тормозного пути на уклоне соответственно величинам [jt'mj и [£у] •

У тракторного поезда,имеющего в своем составе полуприцеп! возможно недоиспользование сцепного веса при торможении только одной оси трактора,вызванное динамическим перераспределением Вертикальных нагрузок на колеса/рис,I/.

Лля проверки выполнения условий /3/иАДв этом случае,нами предложено использовать условные координаты центра масс/условного двухосного трактора/

1'U, ABJfiUlitlurU трчлгиио/ , , I

¿> л с \6niuA L ,Т7 уГ ГЙ/}' к\ MA.Mf&J^-heYJtl'J?^ Г

(¿/У" (rn I* &nlL \Lnp Lnp)'

/5/

Ьр ¿пр) 1+ ] ; . / 6 /

где I —•гозффицаеЕТ, Я=1-при торможении х&гько передних колес и 1=0 - при торможения только задних колес трактора.

На рис.2 представлены зоны полокенкй центров масс колес-аых тракторов и ЭТА ВМС,яЕлягииеся графической интерпретацией условий /З/и/А/,удобные для использования при проект гровапиг как ?рактора(знергетичгсксго модуля),так и- геологически* модулей.

ЭКСШУАТАЦ'ЛОННЫЕ УСХОВИЯ ПРИ ТСРМОШШ

Таблица I

j Характеристика условий | Контролируемые п/п|_торможения параметр;

| Тормозной путь при максимальном ■ использовании сцепного веса

1. .Прямолинейный горизонта^-льный участок дороги • .

2. Ка уклоне:

- продольном

- поперечном

3. Ка повороте •

4. Движение по спиралевидной траектории

Эффективность торможения и устойчивость машины

л

2, V?

.Эффективность торможения, устойчивость и управляемость машины

Н ' 2Ьрд ьвчб [ч +Щ1[щш г Щ

Чо

V_4г.

Ъ\

/3

. йЖаьЦ?

¿>ф- коэффициент учета

врал1ающихся масс;

С - коэффициент сопротивления воздуха; % - начальная скорость торможения; 2е ^И - время запаздывания и нарастания тормозного усилия /замедления/»- ^ - ускорение свободного падения; - углы продольного и

поперечного уклонов пути; Д - радиус поворота; Ь;Б - высота центра масс и колея

/поперечная база/ машины) V7 ~ гекУ«ее значение коэффициента сцепления колес с нооогой-

II

Таблица 2

Нормативы оАфэктивности торможения

Условия тормотенил

Минимально допустимая величина сродного установившегося замедления,

м/с2_

одиночный : тракторный трактор : поезд

Максимально допустимый тормозной путь, М

одиночный трактор

тракторный поезд

На горизонтальном угасксэ пути (¿.=0):

У(паУг 30 км/ч

| Мп5х=40 км/ч ¡На уклоне

, [¡г]-и

тгОЛ+'Е

Н

[фл

4й

Л

125

ж.

ив

ЧоШ'к.

Схема сил, действующих на трактор и полуприцёп • при ториотении

«с

Рис Л.: Ст ] О]? - центры масс трактора и полуприцепа, "-кснерсмснтальная оп?.'. -'з топмозннх сзоЗств колесных тракторов и тракгоа-а'х поездов Я- таблице 3 приведены результаты экспериментальных исслс-. дЬ; : ;/$ектквности торможения серийно выпускаемых и ¡галготав-лг - ■:•.••< ¡с вип'Слу колесшг:: трак-гороч .подтверждающие теоретичес-г о да /рис.2/. !Ьпр:~ трактор Т КОК должен иметь торио-' .авсех колесах.е.- '...,но при работе с полуприцепом.

Таблица 3

Оценка тормозного пути колесных тракторов и самоходных шасси

\п!и у Рг.+Рг? дам м /■^Дм №

Т 16М 0,6 С кабиной и • плотформой без . груза 0,230 0,382 0 23,4 4,18 8,424 6,720 5,249

СШ 28 0,6 С кабиной и • платформой с грузом 10 кН • 0,384 0,377 0 27,7 6,7 11,29 8,908 6,846

СШ 28 Г /ТГ 28/ 0,6 Без навеоных машин 0,346 0,278 • 0 0,192 19,65 4.42" ь> 3.4^ а.Ь'г '* 6,255 » 5,054 4,016

ТЛ 28 0,6 Без трелевочного оборудования с ---7—/— С платформой и грузом 15 кН 0,745 0,684 0,452 0,263 0,367 0,459 ООО слисписл»-« 27,7 6,8 5 8 8 25 7,40 Г0,7 6,6 11,29 8,908 6,846 1

ЯГЗ 55А 0,9 Одиночный трактор 0,415 0,392 0 30 7,56 к?Эо 10,2 7,78

Т 150К 3,0 Одиночный твак- ОдЖ очный трак-тор+ШТСЭ о грузом 90кН 0,636 0,337 I 0^5 0,5 32 11,89 10,26 15 17 13,81 14,58 13,70 11,39 11,72 8,640

Ю на пряной ходу ;

*#) на обратной ходу.

№ 0,8

0,6

¥ 0,2

' Зоны возможной установки оси или целесообразности. • тракторов и ЭТА БМС

Ч,л,г30кч/ч

£ Г/

/745 ОК.' Г У УШ >>

5м]л У

Ч.Х Яс* V

ж т М

тормозов на колеса одной заторцанивания всех колес

ЧОки/ч

0} 2 0,4 0,6 0~&

горные тракторы

% ш т

\Гу

£ 1ТЗ ? ян

°>2 № -о 0,2 0^0,60,^11.

Рис.2:

И

-зона возмокного- ториояения только передними колесами;

-зона возможного тормокения только задними кояесаци.

. 3.Устойчивость колесных тракторов и ЭТА БМС при торнояевии я оценка возможности ее повышения путш регулирогания тормозных сил

Условия обеспечении курсовой устойчивости при торможении . Курсовая устойчивость колесной машины при торискепии определяется как харагтером сцепнта свойств колес о опорной поверхность!!, так и возможное-тн тормозной системы для предотвращения блокировки колес или оперегачшего блокирования задних колес по отношению к передним.

В связи с ген,чю блокировку колеса не всегда moiího предо?-править ' зсгавляет интерес траектория движения заблокированного колеси при двйсгвии в процессе ториокенкя боковой силы.Нами получена -гегагическая модель процесса к рассчитана траектория движения колеса в указанном случае «подтвердившая ыхперкиентель-вые данные других исследователей'.

Распр--"сление тормозных сил тг.лч ^сями.обеслечивегтас нут-совую ус?г'-. -р.ость машины. Идеальный закот. распределения гср^ог-ных сил осями

ßuö=0/L+hJL /7/

обеспечи;:'.: одновременное блокирование колес при отсутствии Со -ковой силы ;.,по-мнению Чудакова Е.А.,справедлив к для случая "действия боковой силы .приложенной в центре масс кыпшщ.Однако в вксперимес^альных работах Генбоиа Б.Б. показало,что появление боковой силы в процессе торможения приводит к расширению зоны оперекаюцего блокирования задних колес и ухудшению устойчивости машины.Проведенные нами исследования позволили уточнить зависимость /7/для случая действия центральной боковой силы

puJ^rS/L+ßiVb/L, /в/

где jvj- -поправочные коэффициенты,зависящие от величины боковой силы.

Для повышения устойчивости колесной папины при действии боковой силы в процессе тормокения предложено регулировать распределение тормозных сил между бортами по закону

f KL,7 =Р|/Рт-0,5-/9/ где Kuj - коэффициент распределения общей тормозной силы на ко, ' леса менее нагружеьного/внутреннего/борта машины;

•Рт - тормозная сила на колесах внутреннего борта;

fti.j - боковой коэффициент использования сцепного веса,

Щ-Ря/Ш} /И/

- боковая сила.приложенная в центре масс машины.

Разработка рационшьнчх способов регулирования рослрсделс-"■• ния тормозных сил меи:;г осяии. В работа Меламуда P.A..ГурсвичаЛ.В. приведена классификаш i известных способов регулирования распределения тормозных сил между осями.обеспечлмювях приближение с той или иной степенью точности действительных характеристик к чдеальвым по условиям сиепления.Учитывая,что вре ш срабатывания гидравлического тормозного привода относительно невелико,а так' же, то,что регуляюр тормозных сил/РТС/ долмч л!* ь предотвращать олерехавцзе блокирование згдяггх колес нами предл.кена rauua но-

•15 : ;

Предлагаеиые способы регулирования распределения торпозпых сил иежду осшш

■T2U&

Jr,a< ft,

t "H**-

,_ ¿I*- • J™

4

Я

■4

Я

4

4

о

■ tz

' i

вых способов регулирования распределения тормозных сил между осями/см."рис.3/.Эти способы позволяют-исключить связь РТС как с подвеской,так и с датчиком замедления машины,что особенно важно для колесных тракторов/на имеющих подвески/ к ЭТА БМС,изменяющих свою структуру в процессе эксплуатации.

Опенка продольной динамической устойчивости.

Существованиэ колесных тракторов и самоходных шасси с экстремальной компоновкой /имеющих смещенный к передней или задней осям центр масс/ вызывает необходимость оценки их продольной динамической устойчивости при торможении. Условиями отр^а колес при торыо-жении являются й/Ь - 43 - на прямом ходу ; /П./

§/¡1 к У - на заднем ходу __ ___Л 2/

Одаако отрыв колес не всегда приводит к опрокидыванию машины. Условиями продольной динамической устойчивости являются

/сы.отс.4./»__ __. ------ - -

Г^ ХгЛаТ " ПРИ °да°!'!ассовой расчетной модели; /13/

^ , / - при двухмассовой расчетной модели, / И /

* <*~° учитывающей степень свободы остова

трактора относительно тормозимых 1 колес, - /

где А,сТот - угол продольной статической устойчивости

/ <Лс7ат = 35°. . ,40° - для универсальных колес____._ ных тракторов и /¿ст<гг~ ^0°. ..25°- для самоходных шасси общего назначения без навесных машин и орудий/; . .

^ - угрл поворота остова трактора в продольной плоскости;

- критический угол поворота остова трактора относительно оси передних колес.

Уравнения дВидения при одаомассовой модели

гш

- г-г), ^у

где С^с - момент инерции остова трактора относительно по____перечной оси, проходящей через г,''-пр мл?с. ____

Угод имеет положительное значение для случая л*и*ен«» иг. подъеме и отрицательное-на спуске.

где

При двухмассовой модели

уЪегЯы-Всои-, ГГо/

к.у —Гс- ] р /19/ о Ь-ссГ (П>1ПА~-ст/ > _1 41

■ п I л + 5Мт-{»

(?о}п0 ~ координаты центра масс остова трактора

без учета масс заторма-тизаемьпс колес,

- момент инерции остова трактора /"без учета масс

тормозимых колес/ относительно поперечной оси,

____дроходащей через Се ' ,

¿-огс^ - , а„-.

Ы - Л*

<Г И - Ле,

Торможение трактора на спуске ■

X

Рис.* __

- масса, момент кнэрции н радиус каления тормозимого колеса ;

Ип - тормозной номант на колесе. ____

Одномассовая модель позволила получить приближенную формулу для расчета углов поворота остова- трак.ора

—..........«г

+

где

еург \1уГ77Г {Т. ^у Л гро}> » /

• г--

- радиус инерции остова трактсра, С - | '1цс. 'ЩВ » Т - время торможения,

~ Z/nJ.) ' '23/

Вгует ~ установившееся значение общей тормозной силы; % а - время происшедшее с момента начала торможения" до момента отрыва колес,

fcmp'fy-ñ— '-r-COSJ.. ■ /&/

Щст п-

На основании анализа уравнения/22/ предложены два способа регулирования тормозной силы,обеспечивающие повышение продольной динамической устойчивости. Силовой способ /ограничение общей тормозной силы Втуап ~ '(¡"Er-COSJL - / 25 /

Временной способ/ограничение темпа роста общей тормозной силы/ 7"- 'Гатр éO. /26/

Сравнительный анализ указанных способов показал,что силовой способ обеспечивает динамическую устойчивость трактора при любой начальной скорости и максимально возможной эффективности торможения.

Повышение маневренности колесных тракторов и энерготехнологических агрегатов путем затормаживания колес одного борта

На рис.5 представлена расчетная схенасил, действующих на . трактор при повороте с затормаживанием колес одного борта. Уравнения движония •

V. -Г Й^О'&пЗ-О,

^. - момент инерции остова трактора относительно вертикальной оси, проходящей через центр масс ; Ф - курсовой угол ;

0 - средний угол поворота управляемых колес.

В дальнейшем все обозначения с одним штрихом б^-ду: относится к параметрам менее натруженного - внутиеш:'',г' та, а с двумя штрихами-наружного колеса.

где

ческого модуля и трехколесного трактора как с паесткщш|,,так а эластичными колесами.Использование модели трехколесного трактора обусловлено наличаен балаясирной подвески переднего моста» что позволяло условно привести два колеса к одноиу. Для всех • возможных вариантов получено дифференциальное уравнение углового перемещения нашщн - . >. и' ^

Г+ГУ'!'- Гкг. • * 7 30'

где Л1С -ноэффщзезш;

р!иг -крутяетЯ номенг ва задних колесах; Мтг -тораозной ыоыев? на заднем внутреннем колесе. Репение уравнения /30/ позволило определить курсовой угол мапины в любой момент времена я радиус поворота

¿»г \

р я № 2 <г-1к[ ъ б'Ту в-а-гка) , оТ / »

где • Ус. - лилейная скорость центра касс тракторз/кодуля/; ^ - коэффициент сопротивления качения.

си

Анализ уравнений движения трактора показал,что боковой увод лив незначительно влияет ва величину радиуса поворота,а только смещает центр поворота относительно его положения при "жестких" колесах.Учитывая .но,наци получена зависимость,связывающая тормозя о! момент на лнутреннем колесе с углом поворота управляемых колес, з ( л л. л

Мт* -УеГЬл йЛвиЫЛ пйЛ{В / 32 /

ТШИ Щъгтф ЧгГ^Р^ьЧг-

Уравнение /32/ может использоваться при синтезе систем поворота колесных шиив в случае комбинированного способа управления.

5.Анализ рабочих процессов тормозных механизмов и основы юс проектирования

Подход в оценке эффективности тормозных механизмов определяет направления развития их конструкций.Эту оценку ранее производили по коэффициенту эффективности,представляющему собой от-вопвнне суммарной касательной силы трения к сумме сил,приложенных к колодкам/лентам/.Целью такого подхода являлось снижение усилия на педали управления без использования дополнительных усиливающих устройств.В соответствии с этим критерием более эффективным считался тормозпой механизм с высоким самоуоалениеы,что вступает в противоречие с требованием стабильности тормозного момента. Развитие конструкций усилителей тормозного привода и использование тормозных механизмов,обладаюсмх высокой жесткость» опорно-разкимного устройства,позволяет пересмотреть традиционный подход.

Критерием эффективности тормозного механизма должен быть развиваемый им максимальный тормозное момент.Этот момент ограничивается контактным дзвле): тем на поверхностях трения и долговечности) фрикционных пар.

Стабильность тормозного момента определяется конструкцией тормозного механизма,его теплорассеиваюцей способностью и оказывает влияние ва динамику торможения колесной кашщы.

В результате проведенного исследования автором получено обобщенное уравнение тормозного момента для применяемых в автотракторостроении типов тормозных механизмов

где ^ коэффициенты,завиоядие от типа тормозного механиа-'' " .ка- /ск.табл.5/{

0}- коэффициент,зависящий от знака коэффициента серводей-ствия фрикционной пары;при положительном серводействии /5з -0 ,а при отрицательном »

)?с - габаритный радиус ротора тормозного механизма; щ - коэффициент трения фрикционных поверхностей;

- приводное усилие; Шц - число паралельных фрикционных пар тормозного механизма. Кроме того,для оценки эффективности управления может использоваться работа,затрачиваемая на вклпчение тормозных меха* низмов/увеличение тормозного момента от нуля до максимальной величины/.При наличии усилителей в тормозном приводе уменьшение работы включения тормозных механизмов увеличивает быстродействие тормозной системы.

Исследование контакта плоских фрикционных поверхностей Величина момента трения в контакте плоских поверхностей зависит от распределения контактных давлений вдоль радиуса трения. Это распределение определяется износными характеристиками фрикционной пары.Известные методики расчета распределения давлений и среднего/эффективного/ радиуса трения базировались на гипотезах пропорциональности износа давлению / и удельной мощности трения /рД*соп^ У при допущении сплоаного контакта поверхностей /см.табл.V.Однако многочисленные исследования выявили нелинейную связь величины износа с давлением и скорость» скольжения в контакте.Это позволило автору,используя гипотезу /V • /,определить обобщенные зависимости для расчета указанных параиетров/табл.4/.При =0 эти зависимости соответствуют гипотезе Рг- соп^ ,а при И< = Кг - рг- \]г-СОП$,{ .Результаты расчета распределения давления по предлагаемым зависимостям хорошо согласуются с экспериментальными данными С.П.7лтницкого /рис.б/.При этом расхождение между теоретическими и:, экспериментальными данными уменьшилось с 8,2 /¿/результаты С.П.Еитниц-кого/ до 2,93 % /расчет по предлагаемой методике/.1роме того,в теоретическом распределении-сталг.прооматриваться гиперболический закон,соответствующий результатам экспериментов указанного автора/см.рис.б/.

Свести к минимуму максимальное давление/на внутреннем радиусе/ мояло з случае -—,

к*-3 Щ , / » /

где - соотнощезие заругвого п внутреннего радиусов трения,

Распределение контактных давлений вдоль радиуса дискового тормоза тали ТВ-З при различных силах прижатия

9Q W0 НО 120 ÓO W £мм

Ркс.: Ъ : I- при У =3832 Н;2- при /J -3185 Н;

Ъ- при -N =2793 Н;Щ-расчет по предлагаемой методике ;л о - экспериментальные е теоретическиРрезулиагы С.П.1ит-

Ш5ЦКОГО. _ __

. Таблица 4

Определение характеристик контакта плоских поверхностей трения

Гипотеза

Распределение давлений ' Средний (эффект 11вный)радиус тре-

"НИЯ Есо = /Ц.Уэд-

■ з О 51 &± ?1 ТуЕ

■-/S6,/

/» /

f^conbt

р- JA-?-¿H(RH-KbH) /37/

йн-*- Я™

Z

__АО/

Коэффициента Q$)Qs

Таблица 5

nm юрмозногс механизма Q< Qz QA Qs

тенточнни 5а ра банная' ib+t)/é?— <кн -&&- A

WCEOBKE >y ■ ■ [WwpK*) Sw-6 H - &Пк(Кг№п Mr Ko(Koti) i

При & =«. Кц-^З. /35/

Статистически.'! анализ соотношения Кц ?;пускзс;.:::х кольцевых фрикционных накладок показал,что ' .вправе;::!с /35/ справедливо для определения кода случайно!' величины.

Кепи рассматривать дискретни.Ч кокагкг фрпепнеп::!::; псь^рхно-стей дискового ториозз.то ro.nio предположить,что га ц^кото^ое время Т,нелб::од1шое для получения видимого износа пропехе;. последовательны;! контакт в отдельных точках /пкгга:;' по ьсел поверхности.В каждый коменг времени сушь площадей вссх пяген /фактическая площадь/ кокет быта определена по известной зависимости

t9=(0,5...i0)A/(Hb). ' /36/

Величина сродного радиуса трения не из:.:стнсп,есл:". мм ус-ловно"уплохнкм" накладку,т.е. перснссем все пятга по стзосгу радиусу к центру накладки. В этом случае получил г-::в"зали;:г:!у:о i:::;:-ладку. явление ка поверхности которой будет соизмерило с твердостью материала, "'орма утей накладки будег 'определить Бел;'.чп;у г>,т-фективного радиуса трения. Лля накладки сектсрпс": Лор:.::: о - ръ

р2'*» /37/

Н - Кед

Для накладки прямоугольно-сегментной фотел:

D Ян -RbV1

"t'TKj RtUi - ■ ■ /35/

Прогнозирование дочговечности фрупцно!н-'чу ;;м*.~а::о; стадии проектирования

Предельная энергия,поглогдасноя юрхэзоя до. г.олкогс у..-л:с,йл фрикционных' накладок

W„bca * Z^ Wij T( Qs:j dl, /;;5 /

где H/i -толщина J -ой фрикционной ва&дни;

^. Лу.-псгффиг'.иенте.з'ависяпне or типа тормозного пехзгпг/ла J /с;.!.тлбл.5/| h!^- показатель износа накладен.

В таблице 5 принят!.' следумнг о5с.»пачсняк: -по^'.к'лпг.:.-.-треняя з направляющих тормозных дисков ; 2 -чис; •> глр "тс?; стей трения дискового тормоза; Q'С) Q -гесметрп-нс;::".' r;r:>::-i-рн барабанного тормоза; J.h -угол обхвата ленте!: тгyiy.i:.r. i i ва; jj^ -угол обхвата колодки Зэгабаиного losssocas ~::.?p;wu • фрикяяочноЯ паиладки; Kjji-K'K' ;ф::цкег:т ?r;-j;:-:.!c?o 1е:и..;т,-:?::я Секционных поверхностей*

В основе методики прогнозирования лехит сравнение средних мощностей трения в тормозах при действительном/эксплуатационном/ и теоретическоц/ьаиболее напряденном "разгон'-торможение"/рехи-мах торможения.

При проектировании перспективных машин на базе серийно выпускаемых и установке на них новых тормозных механизмов ориентировочную оценку ресурса фрикционннх накладок по износу можно определит! -г 1 .«

L" . W"fiS , / ад /

П» Щ>.0 /& OQ-rt^o'

~ 1 р | ' Ii

где jV yjy^p-средняя модность трения,действительная и расчет' ' _Г' ная для серийной машины;

V^jlL „-предельная энергия и расчетная средняя мощность ' трения для проектируемых тормозных механизмов.

Для ЭТА ЮС Д?

- / « /

где - доля работы агрегата при L -ой компоновке;

Пк - число возможных компоновок ЭТА ВМС. 6.Разработка Я исследование дисковых тормозных механизмов открытого типа

Разработка и анализ вариантов конструкции

Проведенные исследования показали,что колесных тракторов и 91t БИС классов 0,6..,1,4 наиболее рациональным является применение дисковых тормозов открытого типа.На перспективных машинах /учитывая наиболее жесткие требования международных к национальных стандартов/необходимо устанавливать тормозные механизмы непосредственно на колесах.Учитывая возможность работы ЭТА БМС со сменными виваии,целесообразно иметь унифицированные тормозные механизмы,помещающиеся в оиоде применяемых колес.В этом случае наружный диаметр тормозных дисков/см.табл.б/

где р^ • -допустимая нагрузка на иксу и статический радиус колеса;

-максимально допустимое давление на внутреннем радиусе трения фрикционной пары; -диаметр обода колесе. -В настоящее время на колесных тракторах и самоходных пасси классов 0,6...1,4 применяются тормозные механизмы,устанавливаемые

И d.

в рукавах/корпусах/ перед бортовши/конечными/ передачами. Нами разработана конструкция унифицированного дискового тормоза "открытого типа,предназначенного для установки в рукавах указан* ных классов машин /см.табл.7 /.

"Экспериментальные исследования на стенде.

Унифицированный дисковый тормоз открытого типа был установлен на Енерпионвом тормозном стенде ХЗТСИ.В процессе экспериментальных исследований оценивались тормозной момент, температурный рёким и долговечность накладок.Получена формула,позволяющая рассчитать температуру тормозного диска при циклических торможениях /испытаниях на нагрев/.

Дорокнме эксплуатационные испытания.

Дородные испытания унифицированных дшсковых тормозов открытого типа проводились на самоходном шасси СИ 25,колесном тракторе ЛТЗ 55А.На горной модификации самоходного шасси СП 28Г АГ 28 / проводились тпкяе испытания задних дисковых тормозов открытого типа с пневмомеханическим приводом и передних колесных дисковых тормозов открытого типа с гидравлическим приводом.При испытаниях -отмечались высокая эффективность и плавность торможения,хорошее следящее действие по усилию на педали управления.

На рис.7 приведена зависимость износа фрикционных накладок тормозов от наработки самоходного шасси СШ 25. Ресурс фрикционных накладок по результатам эксплуатационных испытаний СИ 25 составил Ьц= 16667 мч/накладки из материала шифра IА5-40/..

Исследование энергонагрухенности тормозных механизмов самоходного шасси СП 25 в эксплуатационных условиях позволила! вып-вить статистическое распределение числа торможение по уровням приводного давления жидкости.

В работе предложены пути выравнивания энергонагруяенности тормозных механизмов за счет регулирования тормозных сил.При этом для тракторов со всеми тормозимыми колесами рекомендуется

0,5,а для ЭТА БМС - в соответствии с соотношением масс энергетического и технологического модулей.

7. Анализ и обоснование рациональной конструкции тормозного привода

Оценка эффективности тормозного привода.

Оценка эффективности тормозного привода производится в настоящее время по величине хода педали управления Нпми3 усилия на нейРппм*« Попытка улучшить один из указанных показателей при постоянном передаточном отношении привода и отсутствии дополвитель-

Таблица £

Ти п оразыЬрныйГряд ;:слесыг£ ¿исковых тормозоз открытого типа ЭТА Е1С

Размеры тормозного диска / ! Шинк ведущих колес Л-И, /ГОСТ 7463-60/ »■л-О? ! .

450 х 260 .70 8-3 - 20; II.2 - 20-, 9,5 - 32; 11,2 - 28;

600 х 340 • 70 9,5 - 42111.2 - 42JI3.6 R за; 14,9 - 30; 15,5 R 33)15,5 - 38j 16,9 й зо;

670 х 380 70 18,4 L 30]18,4 Я 34

Таблица .7

УетглоБка унифицированных дисковых тормозных ¡.-.гхслпшмов открытого т:ка на тракторах и са-коход!^х сасси классов 0,б...1,4

Модель •rp-'-úíTopa; или само; ходцого ; сасси : < Тяго- ; вый класс < < Завод-: изго- : том- : тель j Эксплу- \\¡mai атацион: ная мае: км/ч: са : Ыэ, кг: : MW л.Ы. i С 1 Размеры диска 4{**с1ън*Ьр, мм. гз К ьч

СО 23 0,6 X3TCÍ3 3029. 27,7 394 180x104x12 I588I

730/ТЯГ>А 0,6 . по ыз .2470 23,6 283 180x104x12 16060

;ЛЭ55А 0,9 . по лз 3183 30,0 658 1С0х114x12 8182

мта со 1,4 ПО I1T3 3516 33,4 979 Гл0х124х12 6014

£:.':3 6АМ 1,4 . по шз 3486 24,5 883 2С0х124х12 7971

В таблице V : £>р - тояцина тормоз;:;го дискл /ротора/; еол:;<:.:г*а Ьц' для_вссх »5апг:{ /кроме С1!1_28/ пзлу*:-;:«. расчетным пун -маегА износа фрикционных накладо:< тормозов откры г^о самоходного сасси СШ 25 . .. '----- ------

Рис.7-.: I- левый тормоз; 2 - про г-.' 3 - средний износ.

[А

ных источников энергии приводит к ухудшению второго показателя. В этом случае предельные возможности водителя ограничим некоторой условно'' работой,затрачиваемой на включение тормозной систе-

Л = Но-Цьтк Ф"] ' [Рп] , / 43 /

где ГИо] ] [Рп] -максимально допустимые в соответствии с действую-ними стандарта?^ величины хода педали и усилия на ней;

-максимально допустимая условная работа включения тормозной системы.

Невыполнение условия /43/ вызивает необходимость установки дополнительных песочников энергии /усилителей/.

Уменьшить работу включения можно за счет применения тормозных приводов с переменным передаточным отношением,однако это приводит к ухудшению показателей управляемости тормозной системы как объекта авгогнического управления.

Условная работа включения Лу не соответствует действительной работе Л^ .затрачиваемой на включение тормозной сгстемы ' Лд^Ь + Ъ+Я^^ьАс+М , . /44/

где -работа деформации возвратных прузин.сил

сухого трепия.сил гидравлического/воздушного/сопрот1:зления,сил упругих деформаций трубопроводов,саатия рабочего.тела,работа затрачиваемая на деформацию механических элементов»включая тормозные механизмы.

В диссертации показано,что работа,затрачиваемая на сжатие воздуха,з несколько раз выпе.чем нидкостя^акгсе определены сос-тавляупие условной работы в уравнении/44/ и получены аналитические знрзкения для расчета работы включения различных типов тормозных механизмов.На рис.8 представлены зависимости работы включения ленточных и дисковых открытого типа тормозных механизмов самоходного шасси клаоса 0,6 от коэффициента трения фрикционных поверхностей.Анализ кривых на рис<8 показывает,что высокая чувствительность ленточного тормоза к уменьшению коэффициента трения влечет за собой резкое увеличение работы включения и снижение эффективности энроммааа управления.Дисковый тормоз открытого типа менее чувствителен к этому изменению,а при низких его работа включения меньше,чем ленточного тормоза.Это дает основание не рассматривать эффект серзодействия в качестве преимущества ленточных тормозных механизмов.

Зависимость работы включения от коэффициента трения фрикционных поверхностей тормозных механиков самоходного шасси класса 0,6 Ащ Дж

<Р 12 ов

о 0) 112 03 04 /Л Рис.8: 1-дисковый тормоз открытого типа С025;2-ленточный тормоз Т16МГ.

Выбор и обоснование схеуI униФидированного тормозного привода

В работе доказано ,что применение гидросилового тормозного привода на колесных тракторах и самоходных шасси классов 0,6... 1,4 более эффективно по-сравпенип с пневмоприводом,поскольку требует меньших относительных затрат мощности двигателя.В случае применения указанного привода на ЭТА БМС и выборе распределения тормозных сил между осями в соответствии с предложенными выше рекомендациями обеспечивается постоянное соотношение между замедлением и приводным давлением вне зависимости от общей массы агрегата. Кроме того,в связи с малой работой включения предложенных дисковых тормозов открытого типа,есть возможность работы системы в гидростатическом режине без усиливающего эффекта в случае остановки гидронасоса.

В работе проанализированы возможные схеш разделения контуров тормозного привода и выявлены зоны рациональной их применимости в зависимости от положения центра масс машины,что особенно важно ддя гбрных колесных тракторов.

Автоматические устройства в тормозном приводе.

В тормозном приводе колесных тракторов и ЭТА БМС могу* использоваться РТС и клапаны раздельного автоматического торможения бортов / КАРТЕ/.В работе предложены варианты. РТС,обеспечивающие как регулирование распределения ториазнвд^сил, между осям ц/в соответствии с законами.регулирования,представленными на рис.3/, так и общий тормаднсй силы и-ее распределения, между бортами иоог-дельными звеньями колесных .иа?ин.Особое внимание уделено РТС,уста вовленным на ЭТА БМС и в двухконтурных тормозных приводах,корректирую®» свои характеристики при выходе из строя или отключении одного из контуров.

В работе предложены несколько вариантов схем КАРТЕ• I'проваде 'их экспериментальное исследование.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ И ВЫВОДЫ

1.Системный подход к оценке тормозных свойств и выходных характеристик тормозных систем колесных машин позволил разработать теорию проектирования тормозного управления с учетом конструкции и специфики условий эксплуатации колесных тракторов я ЭТА БЧС.

2.Тормозное управление ЭТА S'iC должно также формироваться на основе блочно-уодульного принципа и состоять из автономного тормозного управления энергетического модуля и подключаемых к нему при агрегатировании тормозных управлений технологических модулей(включая тормозные системы прицепов и полуприцепов) .

3.Конструкция колесных трактороз и ЭТА SMC допускает появление з"?гремальных компоновок(со смененным к передней или задней осям центром пасс),что ,з определенных случаях,дает возможность обеспечить эффективное торможение колесами только одной оси.Однако тормозные свойства горных тракторов и тракторов

со скоростью движения езчае 30 км/ч могут соответствовать современным требованиям только при максимальном использовании сцепного зеса.т.е. затормаживании всех колес.Предложенные зоны гголонений центра масс позволяют на стадии проектирования оценить целесообразность принятия такого резеьия.Аналогичные зоны» построенные в соответствии с нормативами эффективности запасной тормозной системы,могут использоваться для сравнения вариантов схем разделения контуров тормозного привода.

■'».При экстремальной компоновке возможен отрыв колес и опрокидывание тракторов и ЭТА ВМС в процесс; торможения,что необходимо учитывать при проектировании.Оценку продольной динамической устойчивости этих малин целесообразно производить при поножи разработанной методики,полученной на базе одно- и двух-массовой моделей процесса опрокидывания.Предотвратить потерю продольной устойчивости при торможении без установки баласта зозмокно за счет регулирования тормозных сил.Наиболее эффективным способом регулирования является ограничение обцей тормозной силы.

5.Выбор распределения тормозных сил между осями тракторов постоянной ко1я1оновки jb =0,5,а ЭТА ВМС - в соответствии с соотношением масс технологического и энергетического модулей при

условии применения способа регулирования распределения ториоз-еых сил между осяш с "восходящей" характеристикой,позволяет сохранить курсовую устойчивость,получить равную энергон&гру-женность и стабильность тормозных механизмов.Зто позволяет также увеличить ресурс фрикционных накладок и улучшить тормозные свойства колесных тракторов и ЭТА ВМС при стандартных испытаниях тормозов на нагрев.

6.Исследование процесса торможения колесных маиин при дей-» ствии боковой силы позволило определить идеальный закон распределения тормозных сил между осями(обобщающий известную зависимость) и опредечить повое направление совераенсгвования тормозных систем-регулирование распределения тормозных сил между бортами. Возникающий при этом стабилизирующий момент повышает курсовую устойчивость колесных машин при ториокении.

7.Процесс поворота колесных тракторов и ЭТА ВМС с затормаживанием колес Внутреннего борта является нестационарным,с постоянно изменяющимся радиусом,что определено при помощи разработанной математической модели.Необходимо согласовывать углы поворота управляемых колес и тормозные моменты на колесах внутреннего борта,для чего целесообразно использование автоматических устройств.При этом рациональным является объединение рулевого и тормозного управлений в единую гидросистему.

8.Оценка эффективности элемзнтов тормозных систем должна осуществляться на основе требований,предъявляемых к. тормозным свойсгзаы и эффективности торможения колеснын машин.Для оценки эффективности тормозных механизмов рекомендуется использовать тормозной момент,развиваемый при максимально допустимом давлении на поверхности трений.Средняя мощность трения,которую могут реализовать фрикционные пары без перегрева,является критерием энергоемкости,а приведенный коэффициент трения и работа, затрачиваемая на включение тормоэов-критерияыи эффективности управления ""ормозными механизмами.Критерием эффективности тормозного привода также может являться работа,затрачиваемая на его включение.

9.Полученное обобаенное уравнение тормозного момента для различных типов тормозных механизмов,а также-зависимости для яредлодеппых критериев-эффективности элементов тормозных систем ' позволили определить следующее:

' ^ , - наиболее эффективным типом тормозных механизмов для установки на тракторы и ЭТА. БМС классов 0,6.., .1,4 являются дис-

ковые тормоза открытого типа;

-гидросиловой тормозной привод является наиболее эффектизг-ным,поскольку доля непроизводительных затрат мощности двигателя на его работу значительно ниже,чем на работу пневмопривода.

Полученные теоретические результаты подтверждаются анализом тенденций развития мирового тракторостроения.

10.Предпосылка того,что износные характеристики фрикционных материалов оказывают влияние на распределение контактных давления в дисковом тормозе позволила получить следующие результаты:

- математическую модель процесса геометрической приработки фрикционных пар;

- закон распределения контактных давлений вдоль радиуса трения;

- обобщенную зависимость для расчета средвего(эффективного) радиуса трения как при сплошном,так и дискретном контакте фрикционных пар;

- рациональное соотношений наружного и внутреннего радиусов трения,которое при проектном расчете м^ашо принять равный

1з 8

- определить,что увеличение числа самостоятельно прижимаемых колодок повышает эффективность дискового тормоза.

11.Результаты проведенных исследований позволили разработать типоразмерный ряд дисковых тормозов открытого типа для колесных тракторов и ЭТА БИС и реализовать ряд технических решений.В их числе:варианты конструкции дисковых тормозов открытого типа,гидравлического тормозного привода,регуляторов тормозных сил и устройств раздельного автоматического торможения бортов. Наиболее рациональные технические решения,экспериментально подтвердившие свою эффективность,возли в состав унифицированного тормозного управления колесных-тракторов и ЭТА БМС классов 0%6 ...1,4.

12.Разработанная и проиедпая экспериментальную проверку методика прогнозирования долговечности фрикционных пар тормозных механизмов на стздии проектирования,позволила определить долговечность унифицированной тормозной колодки при установке ва тракторах и самоходных шасси классов:0,6-16000 мч;0,9-8000 мч; 1,4-6000...8000 мч.

Основное содержание диссертации опубликовано в следующих работах

1. Оганесян Г.С., Бабаян Н.Б., Гредескул А .Б,, Подригало Ы.А. Обоснование требований к тормозным система:.; горных колесных тракторов с учетом условий торможения на продольном уклоне.-Тракторы и сельхозмашины, 1965, МО, с. 20...21.

2. Либцис С.Е., Подригало М.А. Требования к тормозным системам трактор ов при повьшении транспортных скоростей. Тракторы и

■ сельхозмашины,1990,KI,. с.9.. .10

3. Дурманов A.C., 1^сенко Н.Е., Подригало М.А., Щербань Б.А. Совершенствование тормозной системы интегрального трактора ЛГЗ-155.- Тракторы и сельхозмашины, M2.I990, с.6...Ь.

4. Федосов A.C., Скутнев Б.М.; Скляров В.Н., Мирошниченко Ю.Н., Подригало U.A. Метод исследования динамических характеристик систем регулирования тормозных сил.- В сб.:Автомобильнил транспорт .Выл .12, Киев: Техтка, 1975, с. 155...157.

5. Федосов A.C., Подригало íí.A. Зоны применимости некоторых способов регулирования тормозных сил. - Б сб.¡Автомобильный транспорт. |Вып.15, Киев: TexHÍKa, 1978, с.54...57.

6. Лагунов Л.Я., Подригало U.A. Влияние эффективности работы тормозной системы на эксплуатационные показатели автомобиля.- Б сб.: Автомобильный транспорт. Был.14, Киес: Техника, 1977, с.ЬЗ...Ь6.

7. Федосов A.C. Подригало'tí .А. Влияние боковой силы на очередность блокирования колес торыозн'.Я оси автомобиля. - В сб. Автомобильный транспорт. Был. 10, КТехшка, 1979, с. 53...57.

8. Федосов A.C.,' Подригало ¡¿.А. Исследования потенциальных сцепных возыояшостей автомобиля при'действии боковой силы в процессе тормо/ания.- Б сб.: Автомобильный транспорт. Был. 17, Киев: Техника, 19сС, с. 73.. ЛЬ .

9. Подригало М.А.Исследование зг^кона дошкения заблокированного кс-лоса автонобиля при действии боковой силы в процессе торможения.

. - Ь сб.:АьтомобильныЯ транспорт3ur.Л 3,Кпсб:Texiilica, 1981,с.96...99. j.C', Лагунов Л.Я., Прохорова Г.С., Подригало М.А. Влияние эффективности торможения на повороте на пропускную способность дороги. - Ь сб.: Автомобильный транспорт. Бкп. 19, Ккеь: Тьхшка, IS6<;, с.III...

- ne. , . .. •

II. Лодригало ¡i.A. Сценка влияния размеров фрикционной накладки на j aciipeAe;;eüüe удсльньзс давлений по поверхности трения дискового торюза - ь сб.: Автомобильный транспорт. Вып. ¿1, Киев: TfcXHiKa, с. 94...96.

Ii. Подригало Л.к., Чернииев С.Л. Распределение давлений вдоль радиуса поверхности трения дискоього тормоза.- Ь сб.: Автомобильный транспорт. Lim. 23. Киев: TcxHiKa,« 19Ьб,с. . Л£б.

IJ. Подригало М.А., Щербаль L.A. Определение возмомюстей применения гидростатического г/ркьода. тормозов на транспортньос средствах с разл^иной полной массой.- В сб. :ДатоыоО"ильный транспорт. Ът. '¡А, Клеи: Техшка, I9L7, с. 96...96.

14. Подригало U.A. Определение эффективного радиуса трения дискового тормоза с учетом фактической площадки контакта.-В сб.: Автомобильный транспорт. Был. 25, Киев: Техщка, 19Ь9, с. Ы...Ь4. -

15. Лодригало «I.A., Константинов Г.А., Уценко 0.В.Обеспечение поворота одноосного колесного энергетического модуля в автоношсм ре:химе двдкния. - В сб.: Астс-лбильный *гранспорт, Вып.<7, Киев: Техщка, 1990, с. 78...Ы.

16. Подригало U.A., Валяев Ц.В., Каба-,:шй Е.С., Щербань В.А., Исследование ре:;;;ц:ов работы тормозов самохода ого шасси класса 0,6 - 2 сб.: Автомобильный транспорт. Ьып. Киев: Тохнгка, I9SI, с. ЮЭ...Ш.

t

17. Лысенко А.Н., Подригало U.A. 0 типоразмерноы ряде перспективных дисковых. тормозов открытого типа для колесных тракторов

и самоходных шасси.- h сб.: Надежность и повышение тягово-сцепнмс качеств тракторов. Ii.: Wii.il, 19ЬЪ, с. I5&...I6I.

16. Подригало М.А. Ловыгение эффективности дискового тормозного механизм* путем уьеличония числа самостоятельно принимаемых как г.- дек . Ь сб. Исследование торко;тения аътомоби«! и работы пкеьматичоских шин. Омск: 1991, СибАД!, с. 30...34.

1Э. Подригало М,А. Оптимизация характеристик тормозных систем . ■ транспортних средств на базе исследования ;х адаптивных свойств. Тезисы докладов Всесоюзной научно-технической конференции молодых специалистов. ВДК-НАТИ,М.: , с. 52...53.

20. Подригало Ы.А. Исследование и разработка обобщенных критериев эффективности тормозных систем транспортных средств. Тезисы докладов III Бессоюзной научно-технической конференции "Проблемы комплексноЛ механизации транспортных работ в сельском хозяйстве". ШМ Минсельхоз СССР, М., 1979, с.44...46.

21. Гредескул А.Б., Гецович Е.М., Клименко В.И., Подригало М.А. Совершенствование конструкций автомобильных тормозных систем

и направления их диагностики. Тезисы докладов и сообщений Всесоюзной научной конференции по диагностике и прогнозированию технического состояния подвижного состава автомобильного транспорта. Харьков, 1980, с.49...51.

22. Гредескул A.B., Подригало М.А., Лысенко А.Н., Высокосов H.H. Рациональное проектирование тормозных систем самоходных шасси и тракторов класса 0,6. Тезисы докладов Всесоюзной научно-технической конференции "Основные направления экономики и рационального использования металла в автотракторостроении", Челябинск, 1984, с.156.

23. Подригало М.А., Чернышев-С.А. Методикарасчетаудельных давлений на поверхностях трэшя дисковых тормозов для прогнозирования их долговечности на стадии проектирования. Тезисы докладов Всесоюзной научно-технической конференции "Основные направления экономии и рационального использования металла в автотракторостроении", Челябинск, 1984, с.193. .

24. Подригало М.А., Чернышев С.А., Щербань В,А. Совершенствование тормозных систем колесных тракторов и самоходных шасси. Тезисы докладов Всесоюзной научно-технической конференции "Совершенствование тракторных конструкций", М.НАТИ-ВДНХ ,1985,с.97.. .98. .

25. Гредескул А.Б.Подригало М.А., Чернышев С.А. Исследование процесса торможения колесных тракторов на горных склонах. Тезисы докладов Всесоюзной конференции по теории и расчету мобильных машин и двигателей внутреннего сгорания. Тбилиси,1985, с.49.

26. Подригало Ü.A. Проблемы синтеза тормозных систем колесных тракторов и тракторных поездов. Тезисы докладов Всесоюзного семинара "Проблемы совершенствования автомобильной техники", М., МВТУ, 1986,. с.91.

27. Подригало М.А. Пути повышения активной безопасности колесных тракторов. Тезисы докладов У1 Всесоюзной научно-технической конференции "Пути повышения безопасности дорожного движения", Тбилиси, I9B?, с.322...323.

28. Подригало H.A. Исследование характеристик'дискового тормоза с учетом свойств фрикционных материалов. Тезисы докладов научно-технической конференции "Повышение эффективности испытаний автомобилей", Горький, 1987, с.81.

29. Подригало М.А. Проблемы создания тормозного управления энерготехнологических и транспортных агрегатов блочно-модульной структуры. Тезисы докладов научно-технической конференции. Харьков, 1990, с.134...135.

30. Подригало М.А., Валяев М.В., Кабачный Е.С., Щербань В.А.-Режимы работы тормозов самоходного шасси TI6MF1. Тезисы докладов научно-технической конференции, Харьков, 1990, c.i39...I40.

31. Грсдескул A.B., Подригало М.А., Фаворов Н.Ю. Законы регулирования тормозных сил автомобиля при действии боковой силы в процессе торможения. Рукопись депонирована и НИИНат-онром ВД407,1980'.

32. Подригало М.А., Фаворов Н.Ю., Чернышев С.А. Оценка влияния износа на распределение удельных давлений по фрикционной поверхности открытого дискового тормоза, рукопись депонирована в ШНазгосцюм №757ап - ДВ2, 1982.

■33. Федосов A.C., Подригало М.А., Булавкин A.C. Зоны применимости схем разделения контуров тормозного прилода легковых автомобилей. Рукопись-депонирована в НИШавтопроц №960ап - Д83.1983.

34. Подригало М.А., Черньшев С.А. Влияние износа фрикционных пове>-рхностея на характеристики дискового тормоза. Рукопись депонирована в НИИКзвтопро.ч Н150ап - 85 Деп.,1985.

35. Подригало И.А.,Щербань В.А.Оценка эффективности тормозных механизмов но работе,затраченной на их включение.-В сб.:Автомобиль-кь-й трпнспорт,Вшт.29,Киев:Тсх511ка,1992,с 88...93.

36. Подригало М.А.«Фаворов Н.Е.,Лысенко А.Н. Оценка продольной динамической устойчивости колеоных тракторов при тормокении.- В сб.:Тяговые качества и надежность тракторов.М.,МЛМИ,1992,с 132 ...141. ' .

Авторские свидетельства СССР 650019, 667437, 661269,

856876, 878628, 879093, 880826, 8еоС27, 889505, 895760. 9335С8,

8Э3635, 962G58, 994829, 1013324, 1030221, I03225I, I08I032, II15946,

1172784, 11727815, 1201430, 1204433, 1305464, I4740I5, I4935I5,

15410°Г, i54I093, 1558743. Полочителыше peirx-ния ВКИИГПЭ по заявкам 474I38I/II; 4886.109/11; 4883310/27; 4605Ь39/27; 4932265/27;

4908615/2?; 4946747/П; 494210VII.

PI iO ХГЛЛТУ

3«. Л ЧП Тир. too