автореферат диссертации по транспортному, горному и строительному машиностроению, 05.05.03, диссертация на тему:Улучшение тормозных качеств городского автобуса путем применения модулирования тормозного сигнала.

ОСНОВНЫЕ УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ.

ВВЩЕНИЕ.

ГЛАВА I. Состояние вопроса и задачи исследования . II

1.1. функциональные требования к тормозной системе автомобиля.II

1.2. Работы посвященные импульсному торможению.

1.3. Выводы по обзору и постановка задач. исследования.

ГЛАВА 2. Математическая модель тормозной системы.

2.1. Колесо.

2.2. Тормозной механизм.

2.3. Тормозная камера.

2.4. Модулятор давления.

2.5. Выводы по главе.

ГЛАВА 3. Теоретическое исследование модулирования тормозного сигнала.

3.1. Измерители эффективности торможения и устойчивости движения.

3.2. Влияние некоторых факторов на эффективность, торможения одиночного колеса.

3.3. Возможности учитывания эксплуатационных условий при выборе режима модуляции тормоз^-, ного сигнала

3.4. Сравнение обыкновенного торможения с импульсным торможением.

3.5. Выбор частоты и амплитуды тормозного момента.

3.6. Влияние формы сигнала на эффективность. торможения.

3.7. Выбор коэффициентов наполнения и опорожнения.

3.8. Влияние нормальной нагрузки на выбор частоты модуляции тормозного сигнала.

3.9. Импульсное торможение при различных усилиях на тормозную педаль.

3.10. Выбор закона модуляции в зависимости от коэффициента сцепления с дорогой.

3.11. Выводы по главе.

ГЛАВА 4. Методика и средства проведения экспериментальных исследований импульсной тормозной системы.

4.1. Стендовые испытания импульсного тормозного привода.

4.2. Дорожные испытания.

В настоящее время в мировой практике намечается тенденция возрастания роли автомобильного транспорта в перевозе грузов и пассажиров. Уровень развития автомобилестроения любой страны фокусирует достижения науки и техники, особенно если это касается вопросов повышения активной безопасности движения автомобилей.

Интенсивность движения увеличилась, ответственность и реакция водителей остались теми же, в связи с чем повышается опасность возникновения дорожно-транспортных происшествий. Современные автомобили способны надежно отрабатывать поданные им команды, однако сами эти команды особенно в экстремальных ситуациях часто бывают неправильными.

Одной из самых экстремальных ситуаций является торможение автомобилей. Неоптимальное управление тормозами не позволяет развить требуемую тормозную эффективность. При недотормажива-нии развиваемая тормозная сила меньше максимального, однако сохраняется устойчивость и управляемость движения, а более частое перетормаживание приводит к потери устойчивости и управляемости. Поэтому повышение безопасности процесса торможения является первостепенной задачей.

Применение автоматизированных антиблокировочных систем (АБС) является одним из возможных решений этой задачи. В научно-исследовательских институтах и на заводах проводятся работы по совершенствованию АБС, однако их применение в Советском Союзе до настоящего времени незначительное. Видимо главной причиной этого является их высокая стоимость. До тех пор, пока их цена не будет значительно снижена, имеет практическое значение разработка упрощенных вариантов АБС. Упрощение АБС С сокращение количества исполнительных органов, сокращение числа еледящих устройств, отказ от обратной связи и т.д.) предъявляет высокие требования к работе модулятора давления. Упрощенные варианты должны эффективно работать среди изменяющихся эксплуатационных условиях (скорость движения, коэффициент сцепления с дорогой, нагрузка на колесо), поэтому их применение является целесообразным на тех автомобилях, при работе которых эксплуатационные условия меняются в узком диапазоне. Однако для эффективной и безопасной эксплуатации таких автомобилей надо решить комплекс проблем, связанных с обеспечением с требуемой тормозной эффективности и устойчивости их движения во время торможения.

Основу общей методологии диссертации составили принципы системного подхода к исследованию. В работе использованы численные методы математического анализа, математического моделирования, программирования и экспериментальные методы. При составлении математического описания системы широко использовались результаты выполненных ранее советскими и зарубежными специалистами теоретических и экспериментальных работ по рассматриваемому вопросу. Результаты моделирования сопоставлялись с результатами дорожных и стендовых испытаний.

Научная новизна диссертационной работы состоит в следующем. Разработан импульсный тормозной привод городского автобуса и приведено теоретическое и экспериментальное исследование по обоснованию выбора закона модуляции тормозного сигнала. Разработана математическая модель импульсной тормозной системы, реализованная в виде прикладной программы на ЭВМ, а также разработан алгоритм функционирования блока управления в случае возможности электронного управления модулятором.

На защиту выносятся:

I. Результаты теоретического анализа выбора закона модуляции тормозного сигнала.

2. Результаты экспериментальных исследований импульсной тормозной системы городского автобуса.

3. Рекомендации по выбору параметров модулятора давления и совершенствованию тормозного привода.

Диссертационная работа состоит из 4 глав, общих выводов, списка литературы и приложения, включает стр. машинописного текста, 6 таблиц и 4? рисунков.

Данная диссертационная работа выполнялась на кафедре "Автомобили" Московского автомеханического института. Автор выражает искреннюю признательность научному руководителю к.т.н., проф. В.В.Селифонову и к.т.н. П.В.Кондаурову.

9. Результаты работы могут быть использованы при разработке импульсных тормозных систем, а также автоматизированных противоблокировочных систем.

1с8

1. Автомобили: Конструкция, конструирование и расчет. Система управления и ходовая часть. А.Й.Грешкевич и др. - Мн.: Выш.шк., 1987. - 200 с.

2. Автомобили. Управляемость и устойчивость. Термины и определения. ОСТ 37.001.051-73

3. Автомобильный подвижный состав. Плавность хода. Методы испытаний. ОН 025.332-69.

4. Автушко В.П. Метлюк Н.Ф. Динамика гидравлических и пневматических приводов автомобилей. М.: Машиностроение, 1980.231 с.

5. Автушко В.П., Метлюк Н.Ф. Исследование динамики пневматических элементов тормозного привода автомобилей. Вк.: Пневматика и гидравлика. Приводы и системы управления. М.: вып.З, 1976. С.5.-12.

6. Албегов Н.А., Фокин М.Д., Ясенщев В.Ф. Электропневматические тормоза. М.: Транспорт, 1974. - 232 с.

7. Александров М.М., Лысяков А.Г., Федосеев В.Н., Новожилов М.В., Тормозные устройства. М.: Машиностроение, 1985.--312 с.

8. Антонов А. А. Теория устойчивости движения многоосных автомобилей. М.Машиностроение, 1978. - 216 с.

9. Аппаратура для определения частотных свойств исполнительных механизмов противоблокировочных устройств автомобилей. Б.С.Фалькевич, Б.И.Морозов, Ю.Ф.Козлов и др. Безопасность и надежность автомобиля. М.: МАМИ, 1977. С. 104-107.

10. Хметшин A.M., Меламуд Р. А. Исследование характеристик тормозных камер. Конструирование, исследование, технология и экономика производства автомобиля. М.: Машиностроение,1982. - Вып.2 С.58-67

11. Балакин В.Д., Малюгин П.Н., Дик А.В., Ковальков В.А. Результаты моделирования рабочего процесса антиблокировочной системы.

12. В общем случае движения колеса на плоскости. Исследование торможения автомобиля и работы пневматических шин. ОМСК: ОМПК, 1979. С.68-80.

13. Балакин В.Д., Петров М.А. Аналитическое исследование торможения колеса с противоблокировочным устройством в тормозном приводе. Автомобильная промышленность, 1965. № II С.17 -- 20.

14. Бартош Н.Ф. Исследование динамики и повышение быстродействия пневматического тормозного привода большегрузных прицепов.

15. Дисс. канд.техн.наук. Мн.: 1977. - 252 С.

16. Батищев Д.И. Поисковые методы оптимального проектирования. М.: Сов.радио, 1975, 216 С.

17. Бухарин Н.А. Тормозные системы автомобилей. Л-М.: Машиностроение, 1970. 292 С.

18. Великанов А.А. Совершенствование регуляторов тормозных сил грузовых автомобилей. Дие.канд.тех.наук. М.:1984. 326 С.

19. Вишняков Н.Н. Исследование и расчет современных пневматических тормозных приводов автомобилей. М.: МАДИ, 1979.- 82 С.

20. Вишняков Н.Н. Рабочие процессы и расчет пневматических тормозных приводов автотранспортных средств. М.:МАДМ, 1984.- 90 С.

21. Вопросы динамики торможения и рабочих процессов тормозных систем автомобилей. Под ред. Б.Б.Генбома Львов: Высш. школа, 1974. 234 С.

22. Исследование предельных возможностей противоблокировочных систем по обеспечению устойчивости автомобиля. Дис.канд.тех.наук. Харьков: ХАДИ, - 1980.

23. ГОСТ 4364-81. Приводы пневматических тормозных систем автотранспортных средств. Тех.требования. М., 1982 1"2С.

24. ГОСТ 22895-77. Тормозные системы автотранспортных средств. Технические требования. М., 1978. 15 С.

25. Гуревич Л.В., Меламуд Ф.А. Тормозное управление автомобиля. М.: Транспорт, 1978 152 С.

26. Гуревич Л.В. Современные методы дорожных испытаний автомобильных антиблокировочных систем. М.: 1978. 98 С.

27. Деменченок О.Г. Обоснование выбора конструктивных параметров пневматического тормозного привода автомобилей. Дисс.канд.техн. наук. М., 1989. - 204 С.

28. Дик А.Б. Расчет стационарных и нестационарных характеристик тормозящего колеса при движении с уводом.

29. Дисс. канд. техн. наук. ОМСК, 1988. - 213 С.

30. Дальберг В.И. Повышение эффективности пневматического тормозного привода автотранспортных средств аварийных и экстренных режимах торможения. Автореферат дисс.канд.техн.наук - .Харьков, 1985. - 20 С.

31. Дьяконов В.П. Справочник по алгоритмам и программам на языке бейсик для персональных ЭВМ Справочник. - Москва: Наука, 1989. - 240 С.

32. Единообразные предписания, касающиеся официального утверждения транспортных средств в отношении торможения. Правила ЙЭК ООН. Ш 13. Издательство ООН, 1973. 41 С.

33. Ермаков И.И., Меламуд Ф.А. Анализ схем и характеристик пневматического тормозного привода некоторых современных автомобилей.

34. Конструирование, исследование, технология и экономика производства автомобиля. М.: Машиностроение, 1982. С.68-84.

35. Ечеистов Ю.А. Исследование некоторых эксплуатационных качеств автомобиля с учетом цреобразующих свойств его шин. докторская диссертация, м.: МАММ, 1973 250 С.

36. Ечеистов Ю.А., Карузин О.И. Тензометрия. Москва, 1979. 0.37.

37. Ечеистов Ю.А., Куликов Е.М. Исследование процесса качения тормозящего колеса по твердой дороге с учетом боковой силы. Безопасность и надежность автомобиля. М.:МАШ, 1977.- С.119-133.

38. Иноземцев В.Г., Казариков В.М., Ясенцев В.ф. Автоматические тормоза. М.:Транспорт, 1981. 258 С.

39. Исследование торможения автомобиля и работы пневматических шин. ОМСК: ОШМ, 1979. С.25-41

40. Каландаров А.л., Исследование тормозных свойств автомобиля с противоблокировочной системой.

41. Дисс. канд.техн.наук. М.МАДИ, 1978. - 191 С.

42. Калинин Ю.М. Исследование импульсного торможения автомобиля. Дисс. канд.техн.наук. Омск, 1972. - 180 С.

43. Кишкевич М.И. Исследование тормозного цривода в циклическом режиме работы и обоснование параметров модулятора противоблокировочной системы большегрузных автомобилей. Дисс.канд.техн.наук. Шнек: БПИ, 1979. - С.173.

44. Клинковштейн Г.И. Исследование тормозных качеств автомобилей в эксплуатации. Автотрансиздат, 1961. 210 С.

45. Кнороз В.И. Работа автомобильной шины. Автотрансиздат, I960. 228 С.

46. Колесников B.C., Кузьмин Б.А. Устойчивость транспортных средств в процессе торможения. Автомобильная промышленность- 1984, №6- С.23-24.

47. Корн Г., Корн Т. Справочник по математике для научных работников и инженеров.1. М., 1968. 720 С.

48. Косолапов Г.М., Колесников B.C. Исследование устойчивости автомобиля при торможении. Автомобильная промышленность 1972, № 12 С.26-27.

49. Крузе И.Л. Торможение автомобиля. Автотрансиздат, 1956. 220 С.

50. Лигай В.В. Исследование устойчивости и эффективности торможения автомобиля с антиблокировочной тормозной системой- Дисс.канд.техн.наук М.-МАДИ, 1979. - 192 С.

51. Литвинов А.С. Управляемость и устойчивость автомобиля М.: Машиностроение, 1971 415 С.

52. Лукавский Л.Б. Регулирование скольжения колес автомобиля при торможении Дисс.канд.техн.наук - М.: МАДИ, 1975.- 176 С.

53. Лукин П.П. и др. Конструирование и расчет автомобиля Учебник для втузов. М.: Машиностроение, 1984 376 С.

54. Любушкин В.В., Розанов В.Г. Расчет пневматического привода к тормозам автомобилей и автопоездов. Труды НАМИ. Вып. 20. - М., I960. - 130 С.

55. Мак-Кракен Д. Численные методы и программирование на Фортране. М.:Москва 1977. 240 С.

56. Машатин В.И., Меламуд Ф.А. Тормозные системы автомобилей ЗИЛ Автомобильная промышленность, 1987, № 10 С.8-10

57. Мащенко А.Ф., Меламуд Ф.А. Нгцен Хыу Кан. Определение параметров скоростной фрикционной характеристики тормозов. Авт.промышленность 1973. № 2 С.20-22

58. Мащенко А.Ф., Розанов В.Г. Тормозные системы автотранспортных средств. М.Транспорт, 1972, 144 С.

59. Метлюк H.st>., Автушко В.П. Динамика пневматических и гидравлических приводов автомобилей. М.: Машиностроение, 1980, 231 С.

60. Метлюк Н.Ф. Динамика и методы улучшения переходных характеристик тормозных приводов автомобилей и автопоездов. Дисс.канд.техн.наук. Шнек, 1973. - 240 С.

61. Морозов Б.И. Динамика управляемого движения автомобиля. Докторская диссертация, М. МАДИ. 1973 240 С.

62. Морозов Б.Й., Меламуд Ф.А., Козлов Ю.Ф., Москвин С.А., Балычев С.Н. Динамические свойства тормозных механизмов легковых автомобилей. Конструкция автомобилей М.: Минавтодром, 1980, № 2, С.21-25.

63. Морозов Б.И., Шишацкий А.И., Катанаев Н.Т. Автомобильное колесо, как элемент противоблокировочного устройства. Автомобильная промышленность. 1973, № 3 С.21-22.

64. Нефедьев Я.Н. Антиблокировочная система с использованием информации о скорости автомобиля. Труды НМИАД. вып.471. С.69-76.

65. Нефедьев Я.Н. Конструкции и характеристики электронных антиблокировочных систем зарубежных фирм., М., 1979. 61 С.

66. Нефедьев Я.Н., Шишацкий А.И., Славин A.M. Математическая модель автомобиля для исследования авнтиблокировочной тормозной системы (АБС) на аналоговой вычислительной машине.

67. М.: НйИавтоприборов. 1980. 28 С.

68. Петров В.А. Автоматические системы транспортных машин М.: Машиностроение, 1974. 337 С.

69. Попов А.й. Разработка и исследование электропневматического тормозного цривода автопоезда Дисс.кавд.техн.наук. -- М.: МАДИ, 1988. - 289 С.

70. Работа автомобильной шины. Под ред. В.И.Кнороза М.:1. Транспорт, 1976. 238 С.

71. Раймпель М. Шасси автомобиля: Амортизаторы, шины и колеса. Перевод с немецкого. М.: Машиностроение, 1986. 320 С.

72. Ракляр A.M. Исследование f-S диаграммы дорог автополигона. Дисс. канд.техн.наук. М.:МАМй, 1978. 158 С.

73. Румшинский Л.З. Математическая обработка результатов эксперимента. Справочное руководство. М.:Наука. 1971. 191 С.

74. Рябоконь Ю.А. Исследование силовых преобразующих свойств тормозящего автомобильного колеса с учетом боковой силы.

75. Дисс.канд.техн.наук. М.: 1974. 216 С.

76. Спирин А.Р., Гуревич Л.В., Меламуд Р.А. Исследование гистерезиса тормозных механизмов, как звеньев АБС Авт.пром., 1980, & 3 - С.19-20.

77. Спирин А.Г., Гуревич Л.В., Меламуд Р.А. Исследование инерционности тормозных механизмов, как звеньев антиблокировочныхсистем. Авт.пром. I960, № 4. С.16-18.

78. Тормозные свойства автотранспортных средств. Методы испытаний. ОСТ 37.001.067.86. М.:Мин.авт.пром. 1988. 86С

79. Фалькевич Б.С. Теория автомобиля. М.:Машиностроение, 1963. 236 С.73. ^румкин А.К. Рабочие процессы и расчеты автомобиля: Тормозное управление. М.: МАДИ, 1979 74 С.

80. Фрумкин А.К. Регуляторы тормозных сил и антиблокиро-вочньш системы, га. : 1/1АдИ, 1961. 58 С.

81. Аальфан Ю.А. Тормозные качества автомобиля. М.:Транспорт, 1965. 80 С.

82. Шенк X. Теория инженерного эксперимента М. МИР, 1972. 381 С.

83. Зллис Д.Р. Управляемость автомобиля. М.:Машиносроение, 1975. 216 С.

84. Юрьев Ю.М., Мариникин А.П. Экспериментальное влияние режима качения эластичного колеса на коэффициент сопротивлениябоковому уводу.

85. Межвузовский сборник научных трудов. М.: МАМЙ 1982. С.226229.

86. Юдаков Б.#. Цротивоблокировочные устройства. М.: МАШ. 1979 83 С.f

87. JkvU&ute fyteiscUa 1гЫг/>ЫсЗ> Jme -пШм. ( cfkatui J ■ fy ' ~ е/ всуз

88. SlrailtmferkcfbriiusAbil * J96S, Л7*87. face* Афи*** • Суъ&с <#ir r/iCtTe

89. PrziTtrfing (JkedC $kia?, Pa.Z. зоз-яг,88. о6жс(ау У&тГап. М fiber** feCotelc&aL Zjozttic farma-ft^n £/o. :1. Мб е<уо.89. сFelsszereMbyek j/^'UrcicxofCK90. -ScLoCcty SfctVlLv , . Му/еб&екъ-dtzeict lerzTeittSt , , ,

90. A- , ife/y) je.A/. //.<# Ши*) of mob* Zfe7Ue£ei . fbl> H. FJFCS&J)92. loiTots* . л fileztAv fi&filfo^OL«iodrrcL ffloJu>rc,eZ 7LaZct£ctta£

91. Syil. %in. " j ml ,16, 4/-"