Введение к работе
Актуальность темы. За последнее десятилетие в связи с ростом автомобильно-парка и увеличением средних эксплуатационных скоростей движения легковых гомобилей возросли требования к их активной безопасности. Одним из решений, їжающих вероятность дорожно-транспортных происшествий, связанных с высо-і скоростью движения, неблагоприятными дорожными условиями или недоста-іньїм уровнем водительских навыков и направленных на повышение управлявши и устойчивости, является получившее распространение в последние годы до-інительное (называемое также "вспомогательным") рулевое управление задними есами. Для системы рулевого управления передними и задними колесами при-шется термин "всеколесное рулевое управление" или абревиатура 4WS (от айнского термина "Four Wheel Steering"). Автомобили, оборудованные системами 5, часто еще называют "тюлноуправляемыми".
Тема диссертации обуславливается необходимостью совершенствования ме-элогии исследований одновременно с развитием конструкции легковых автомо-ей. Традиционный подход к оценке управляемости и устойчивости заключается в знении результатов, полученных при выполнении типовых испытательных ма-зов на сухом асфальто-бетонном покрытии, с накопленными ранее статистиче-іи данными. Для составления более полной картины о реакциях автомобиля на івляющие воздействия, выходящие за рамки типовых, применяются экспертные іки. Недостатки традиционного подхода связаны с отсутствием четких критериев ставлення инструментально измеренных показателей с экспертными оценками ггелей-испытателей, а также с субъективным характером применяемых методик знализа поведения автомобиля, в частности, в условиях низкого коэффициента ления.
Разработанная для полноуправляемого легкового автомобиля эксперимен-но-расчетная методика оценки управляемости и устойчивости компенсирует статки, связанные с традиционными методами исследований. Цель работы. Разработка и внедрение в практику полигонных испытаний экс-ментально-расчетной методики определения параметров управляемости и ічивости легковых автомобилей с передними и задними управляемыми колеса-
4 Задачи.исследования:
-
Провести структурный анализ критериев, определяющих управляемость и устойчивость, и установить взаимосвязь между инструментальными измерениями при испытаниях и субъективной оценкой водителя-эксперта.
-
Определить объемы и разработать методику исследований управляемости устойчивости легковых автомобилей в различных дорожных условиях.
-
Оценить эффективность применения системы вспомогательного рулевого управления задними колесами на легковом автомобиле с точки зрения повышения его управляемости и устойчивости экспериментальными методами и расчетным пу тем на математической модели.
Методы исследования. Для анализа управляемости и устойчивости в работе использовались численные методы математического моделирования и статистиче ские методы, стендовые и дорожные испытания, методы экспертной оценки.
Объекты исследования. Легковые автомобили среднего класса: полноуправ-ляемые и с рулевым управлением только передними колесами.
Научная новизна.
-
Разработана экспериментально-расчетная методика оценки управляемости и устойчивости легкового автомобиля со всеми управляемыми колесами, которая учитывает потенциально возможные режимы движения в условиях как высокого, та и низкого коэффициента сцепления.
-
Разработана структурная схема критериев и показателей, характеризуючій) управляемость и устойчивость, и предложена терминология для их описания. В соответствии со схемой, на основании разработанного алгоритма, инструментально измеренные показатели сопоставляются с критериями органолептической оценки водителя-эксперта.
-
Обоснован выбор необходимой программы испытаний управляемости и устойчивости на базе разработанной диаграммы, устанавливающей связь между режимами движения и управляющими воздействиями.
-
Разработана математическая модель и соответствующее программное обе печение для описания совместного управления передними и задними колесами.
-
Установлено, что оценка эффективности применения вспомогательного рулевого управления возможна по характеристике угла дрейфа и по фазовому сдвиг,
между реакциями угловой скорости поворота автомобиля в плане и бокового ускорения.
6. Разработан метод испытаний управляемости и устойчивости в условиях низкого коэффициента сцепления.
Практическая ценность. Разработанная экспериментально-расчетная методика и структурная схема критериев и показателей, оценивающих управляемость и устойчивость, предназначена для исследовательских испытаний легковых автомобилей. Примененный подход может быть также распространен на другие типы автомобилей, причем "классическая" схемой управления только передними колесами, в соответствии с разработанной методикой, рассматривается как частный случай схемы 4WS.
Реализация результатов. Результаты исследований были использованы при разработке с участием автора нормативных документов: РД 37.001.240-92 "Автотранспортные средства. Методика оценки показателей управляемости и устойчивости в критических режимах движения" и РД 37.052.299-93 "Методика проведения испытаний полноприводных и полноуправляемых автомобилей на управляемость и устойчивость", а также проекта ГОСТ Р "Управляемость и устойчивость автотранспортных средств. Технические требования и методы испытаний". Материалы работы представлялись на Совещании рабочей группы экспертов по вопросам торможения и ходовой части КВТ ЕЭК ООН и использовались при обсуждении поправок к Правилам N 79 (Рулевое управление). Результаты были реализованы при сравнительных испытаниях автомобиля ГАЗ-3105 для подбора шин а зимних условиях эксплуатации. Предложенный подход применим к другим категориям автомобилей (грузовым, автобусам). Экспериментально-расчетная методика была использована для оценки управляемости и устойчивости автобуса на шасси грузового автомобиля F-53. Реализацию работы отражают акты внедрения, полученные, в том числе, от компании Форд Мотор.
Апробация работы. Основные положения работы обсуждались и были одобрены на 48-й научно-методической конференции МАДИ в 1990 г., научно-технической конференции молодых специалистов АЗЛК в 1991 г., заседаниях НТС Центрального автополигона в 1992, 1995 и 1996 гг., конференциях Ассоциации автомобильных инженеров России (ААИ) в 1994, 1995 и 1996 гг., кафедры Автомобили МАМИ в 1995 г.. кафедры Колесные машины МГТУ в 1995 г., а также в Отделении по доработке экс-
портной продукции компании Форд Мотор в 1994 г., на Международном Конгрессе SAE в Детройте в 1996 г.
Публикации. По теме диссертации подготовлено 10 публикаций, в т.ч. 4 печат ные работы.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, основных результатов и выводов, списка литературы, включающего 176 наименов ний, и приложений. Работа содержит 146 страниц печатного текста, в т.ч. 35 рисун ков и 14 таблиц.
Похожие диссертации на Разработка экспериментально-расчетной методики оценки параметров, характеризующих управляемость и устойчивость легкового автомобиля со всеми управляемыми колесами
