Введение к работе
Актуальность темы диссертации. Обеспечение безопасности движения колесных машин – одна из актуальнейших проблем современного мира. Известно, что в результате дорожно-транспортных происшествий погибает больше людей, чем в локальных войнах и конфликтах. Из колесных машин наиболее скоростными являются автомобили и мототранспортные средства (МТС), поэтому для них особую актуальность представляет повышение эффективности торможения и устойчивости движения, без которых невозможно обеспечить безопасность движения. По сравнению с автомобилем мотоцикл (МТС) менее устойчив, отсутствует кабина – основной элемент пассивной безопасности транспортного средства. Поэтому мотоциклист и его пассажиры являются наиболее незащищенными и уязвимыми участниками дорожного движения. В связи с изложенным особую актуальность приобретают работы, направленные на прогнозирование устойчивости и тормозных свойств МТС, которые могут стать основой повышения активной (совершенствование тормозной системы и системы управления движением) и пассивной (увеличение потенциальной устойчивости за счет выбора рациональных конструктивных параметров) безопасности движения МТС.
Связь работы с крупными научными программами, темами. Работа выполнена в соответствии с планами НИР по темам: «Проектирование, эксплуатация и ремонт мобильных машин и средств механизации с/х производства» № гос. рег. 01.9.90002330; «Разработка, исследование и внедрение в производство дискового тормоза с механическим приводом для мотоцикла ММВЗ», № гос. рег. 01.200.207979; «Разработка, исследование и внедрение в производство барабанного тормоза с воздействием одной колодки на другую, № гос. рег. 01.200.207980; «Проектирование, эксплуатация и ремонт колесных машин для горных условий», № гос. рег. 01.2.00708203.
Цель исследований – повышение безопасности движения МТС совершенствованием методов прогнозирования устойчивости и тормозных свойств на этапе проектирования.
Задачи исследований:
с целью прогнозирования эффективности известных тормозных систем МТС рассмотреть: взаимодействие разжимного кулака с роликами (нажимными поверхностями) тормозных колодок; взаимодействие разжимного клина с роликами и толкателями тормозных колодок; взаимодействие элементов винтовой передачи; разработать методы определения коэффициентов полезного действия разжимных (нажимных) устройств тормозных механизмов колесных машин;
провести сравнительное исследование различных разжимных устройств тормозов колесных машин;
разработать метод расчета двухколесного МТС на устойчивость движения;
разработать метод расчета мотоцикла с коляской на устойчивость движения;
разработать метод расчета трехколесного МТС на устойчивость движения;
установить взаимосвязь конструктивных параметров и критериев устойчивости МТС;
разработать имитационные математические модели торможения МТС и криволинейного движения, позволяющие прогнозировать характеристики движения МТС, оснащенного системами активной безопасности (САБ);
произвести имитационное моделирование движения трехколесных МТС (трициклов) для случаев торможения с антиблокировочной системой (АБС), разгона с противобуксовочной системой (ПБС), поворота с системой динамической стабилизации (СДС) в различных условиях движения.
разработать методы проведения дорожных испытаний мотоциклов на устойчивость и сравнить результаты теоретических и экспериментальных исследований.
Объекты исследования: нажимные устройства барабанных и дисковых тормозов МТС и собственно мотоциклы – двухколесные, трехколесные и с коляской, трехколесные МТС различных конструктивных схем.
Методы исследования. При решении поставленных задач использованы методы математического анализа, аналитической механики, математического моделирования, а также разработанные методы проведения экспериментальных исследований по определению критических скоростей и углов бокового увода шин МТС. Основные результаты теоретических исследований сопоставлены с экспериментальными данными.
Научная новизна работы:
впервые с единых позиций по влиянию на тормозные свойства МТС рассмотрено взаимодействие основных функциональных элементов разжимных (нажимных) устройств тормозных механизмов МТС и получены аналитические выражения для определения основного критерия их оценки – коэффициента полезного действия, позволившего провести сравнительные исследования и сделать обоснованные выводы, способствующие совершенствованию тормозной системы и улучшению тормозных свойств;
разработаны методы расчета устойчивости движения МТС различных типов и получены аналитические выражения для определения основных критериев оценки устойчивости – критических скоростей опрокидывания и заноса, позволяющие установить их взаимосвязь с конструктивными параметрами, и тем самым повысить потенциальную устойчивость МТС;
разработана имитационная математическая модель, позволяющая прогнозировать характеристики движения трехколесного МТС, оснащенного САБ, использование которых позволит повысить устойчивость МТС при торможении, разгоне и выполнении маневров.
Практическая значимость. Разработанные методы расчета и программные реализации на ЭВМ позволяют на стадии проектирования определить рациональные конструктивные параметры, обеспечивающие повышение эффективности тормозной системы и потенциальной устойчивости МТС.
Реализация работы. Разработанные в диссертации научные положения и рекомендации использованы для совершенствования перспективных двухколесных и трехколесных МТС завода им. В.А. Дегтярева и Минского мотовелозавода путем внедрения разработанных методов расчета в инженерную практику, а также в учебном процессе Горского государственного аграрного университета и Белорусско-Российского университета, путем включения полученных результатов в рабочие программы по дисциплинам «Автомобили» и «Автотранспортные средства».
Апробация работы. Основные положения диссертации обсуждались на научно-технических конференциях Горского государственного аграрного университета, на республиканских и международных научно-технических конференциях (г. Владикавказ, г. Ставрополь, г. Могилев), международных научных симпозиумах (г. Ярославль, г. Москва), научном семинаре кафедры «Колесные машины» МГТУ им. Н.Э. Баумана, научно-методическом семинаре кафедры «Автомобили» Горского государственного аграрного университета, на научно-техническом совете ОГК завода им. В.А. Дегтярева, научном семинаре кафедры «Автомобили» МГТУ «МАМИ».
Публикации. Основные научные результаты, отражающие важнейшие итоги диссертации, опубликованы в 54 трудах, в том числе: 3 монографии, 11 статей в центральных рецензируемых журналах («Автомобильная промышленность», «Тракторы и сельскохозяйственные машины», «Вестник машиностроения»), 20 статей в научно-теоретических журналах, 4 статьи в рецензируемых сборниках научных трудов, 4 статьи в материалах международных научных симпозиумов, 4 авторских свидетельства (патента), 8 тезисов докладов на межвузовских, Всероссийских и международных научно-технических конференциях.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, шести глав, заключения, списка использованных источников и приложения.
