Содержание к диссертации
Введение
I. Состояние вопроса и задачи исследования 10
1.1. Курсовая устойчивость автомобиля при торможении и критериисё оценки 10
1.2. Традиционные системы повышения устойчивости автомобиля при торможении
1.2.1. Регуляторы тормозных сил 16
1.2.2. Антиблокировочные системы 17
1.3. Нетрадиционные способы повышения устойчивости автомобиля при торможении 23
1.3.1. Импульсатор тормозного момента 23
1.3.2. Противозаносная система 24
1.4. Особенности торможения полноприводных грузовых автомобилей с блокированным силовым приводом 26
1.5. Задачи исследования 31
2. Моделирование процесса торможения трехосного полноприводного автомобиля 32
2.1. Особенность работы тележки автомобиля с блокированным силовым приводом в режиме торможения 32
2.2. Математическая модель процесса торможения трехосного грузоиого автомобиля 34
2.3. Математическая модель колеса в режиме торможения 4]
2.3.1. Моделирование рабочей тормозной системы 4S
2.4. Предварительные результаты математического моделирования 50
3. Экспериментальное исследование процесса торможения полноприводного грузового автомобиля 58
3.1. Задачи экспериментального исследования процесса торможения 5S
3.2. Методика проведения лабораторно-дорожных испытаний 58
3.2.1. Объект и условия испытаний 58
3.2.2. Измерительная и регистрирующая аппаратура 62
3.2.3. Процедура испытаний 69
3.3. Результаты лабораторно-дорожных испытаний 72
3.4. Выводы по результатам испытаний 75
4. Моделирование процесса торможения и разработка конструкции клапана задержки включения тормозного контура моста тележки 77
4.1. Исследование процесса торможения с помощью модели 77
4.1.1. Сравнительный анализ применения РТС и отключения тормозного контура заднего моста 77
4.1.2. Выбор факторов и уровней их варьирования
4.1.3. Построение линейного уравнения регрессии влияния факторов па процесс торможения автомобиля S3
4.1.4. Результаты моделирования 86
4.2. Требования к тормозному приводу 90
4.3. Разработка конструкции клапана задержки включения тормозного контура моста тележки 94
4.4. Выводы по результатам моделирования и разработанной конструкции клапана 99
Выводы 10!
Список использованных источников 103
Приложение 1. Методика доработки тормозного привода I 13
Приложение 2. Акты внедрения результатов работы I 15
- Традиционные системы повышения устойчивости автомобиля при торможении
- Математическая модель процесса торможения трехосного грузоиого автомобиля
- Методика проведения лабораторно-дорожных испытаний
- Сравнительный анализ применения РТС и отключения тормозного контура заднего моста
Введение к работе
В условиях функционирования рыночной экономики принципиальное значение приобретают вопросы повышения производительности автотранспортных средств и увеличение эффективности их использования. В тоже время рост автомобилизации страны, повышение интенсивности дорожного движения могут привести к увеличению человеческих и материальных потерь, связанных с дорожно-транспортными происшествиями. В этих условиях важное значение приобретает постоянное совершенствование конструкции автомобиля с точки зрения его безопасности, в том числе тормозных свойств автомобиля. Этому уделяется особое внимание как* в нашей стране, так и за рубежом.
Большое влияние на безопасность движения автомобильного транспорта оказывают тормозные свойства подвижного состава, совершенствование которых является важной задачей. Многие модели автомобилей оснащены тормозной системой, способной практически на любой дорожной поверхности заблокировать колеса. Однако, стоит задача не только быстро остановить движущийся автомобиль,.но и обеспечить при этом устойчивость и управляемость движения. Для России эта проблема стоит особенно остро, так как значительную часть года дорожная поверхность находится под снегом или льдом. Таким образом, обеспечение устойчивости автомобиля при торможении является актуальной задачей.
Из устройств, способствующих повышению устойчивости автомобиля при торможении, наибольшее распространение получили регуляторы тормозных сил и аитиблокировочные системы. Если от регулятора тормозных сил требуется только обеспечить опережающее блокирование передних колес по отношению к задним и соответствующее распределение тормозных сил, то требования к аптиблокировочным системам расширены до обеспечения устойчивости и управляемости автомобиля при торможении при максимально коротком тормозном пути во всех дорожных условиях. Опыт производства и эксплуатации антиблокировочных систем за рубежом и в нашей стране показывает, что при оборудовании ими автомобилей решается ряд проблем, связанных с повышением устойчивости, но разработка, изготовление и использование этих систем требуют перехода производства и эксплуатации автомобилей па новый уровень, связанный с большими материальными затратами.
В настоящее время в нашей стране, и в сибирском регионе в частности, в эксплуатации находится большое количество полноприводных грузовых автомобилей, не оснащенных антиблокировочной системой. Кроме того, если рассматривать тяжелые условия эксплуатации полноприводных автомобилей, связанных с высокой загрязненностью дорог, бездорожьем и резким перепадом температур, то регуляторы тормозных сил, конструкция которых предусматривает подвижные кинематические части, соединенные с подвеском автомобиля, ие обладают достаточной надежностью.
В связи с изложенным представляет интерес система повышения устойчивости автомобиля при торможении, снижающая вероятность заноса автомобиля на поверхности с низким коэффициентом сцепления, но более простая и дешевая в производстве и эксплуатации, чем антпблокировочная система, и не менее эффективная, чем регулятор тормозных сил. Одним из возможных решений для полнопршюдных грузовых автомобилей является система повышения устойчивости при торможении на поверхностях с низким коэффициентом сцепления, использующая повышение сил сопротивления боковому уводу незаторможенного моста тележки. В настоящее время в качестве автотранспортных средств Вооруженные Силы Российской Федерации используют около 90% полпоприводпые автомобили, лля перевозки личного состава и специальных грузов. В связи с этим повыше- ниє их устойчивости путем модернизации тормозной системы с применением-предлагаемого способа, является актуальной задачей.
Цель работы- повышение устойчивости полноприводного трехосного грузового автомобиля при торможении на поверхности с низким коэффициентом сцепления путем отключения тормозного контура одного моста тележки.
Объект исследования - тормозная система полноприводного грузового автомобиля с блокированным силовым приводом задней тележки.
Методика исследования включает п себя: теоретический анализ процесса протшювращения колес оси мри торможении автомобиля, оснащенного блокированным силовым приводом; математическое моделирование процесса торможения полноприводного автомобиля путем решения дифференциальных уравнений лвпжемия при торможении численным методом интегрирования Рунге-Кутта четвертого порядка; лабораторно-дорожные испытания автомобиля с целью проверки результатов теоретического анализа и адекватности составленной мате магической модели; моделирование процесса торможения автомобиля с использованием метода математического планирования эксперимента.
Научная новизна работы заключается в следующем:
Определены закономерности изменения коэффициентов сцепления в процессе противовраіцения колес незаторможенного моста тележки при торможении автомобиля с блокированным силовым приводом, на поверхности с низким коэффициентом сцепления,
Разработана математическая модель процесса торможения трехосного автомобиля, учитывающая протшюврашенпе колее у блокированного силового привода тележки при торможении на поверхности с низким коэффициентом сцепления.
3. Экспериментально доказано, что при торможении трехосного полноприводного автомобиля с отключением тормозного контура моста тележки курсовая устойчивость повышается.
Практическая значимость.
В результате теоретического и экспериментального исследования процесса торможения трехосного полноприводного автомобиля: разработан способ повышения курсовой устойчивости автомобиля при торможении на поверхности с низким коэффициентом сцепления путем установки клапана тормозного контура моста задней тележки; создана методика исследования тормозных свойств и курсовой устойчивости трехосного полпоприводного автомобиля.
На защиту_выносится:
Теоретическое обоснование способа повышения устойчивости пол-ноиршюдных грузовых автомобилей с блокированным силовым приводом при торможении на поверхности с низким коэффициентом сцепления.
Математическая модель процесса торможения полпоприводного трехосного автомобиля, учитывающая особенности, обусловленные блокированием силового привода тележки и результаты моделирования.
Результаты экспериментального исследования процесса торможения полноприводного трехосного автомобиля с блокированным силовым приводом на поверхности с низким коэффициентом сцепления.
Моделирование процесса торможения с помощью разработанной математической модели для определения влияния па устойчивость полпоприводного автомобиля конструкции тормозного привода и режимов движения с применением математического планирования эксперимента.
Реализация результатов работы.
Способ повышения устойчивости путем установки клапана задержки включения тормозного привода моста принят к испытаниям в Испытательном центре ОАО "Автомобильный завод Урал".
Методика исследования тормозных свойств и курсовой устойчивости полноприводных автомобилей используется в учебном процессе кафедры "Боевые колесные машины и военные автомобили" Омского танкового инженерного института.
Апробация работы.
Основные положения и результаты диссертации доложены и обсуждены на 57-61 научно-технических конференциях в Сибирской государственной автомобильно-дорожной академии (1997-2001 гг.), на научно-технических семинарах в Омском танковом инженерном институте (1999-2001 гг.), на Международном технологическом конгрессе "Современные технологии при создании продукции военного и гражданского назначения" (г. Омск, 2001 г.), на Межрегиональной научно-технической конференции "Многоцелевые гусеничные и колесные машины: разработка, производство, боевая эффективность, наука и образование" (г. Омск, 2002 г.), на научном семинаре на кафедре "Автомобильный транспорт" Оренбургского государственного университета (2003 г.)
Публикации.
По материалам диссертации опубликованы 6 печатных работ. Получено предварительное положительное решение на заявку по изобретению тормозного пневматического привода автомобиля.
Структура и объем работы.
Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, выполов, списка использованных источников (96 наименования) и двух приложений. Содержит 118 страниц машинописного текста, 26 рисунков, 11 таблиц.
Традиционные системы повышения устойчивости автомобиля при торможении
Согласно правил ЕЭК ООН J\T« 13 приложение № 10 основное техническое требование к регулятору тормозных сил — обеспечение возможно более полного использования сцепного веса автомобиля и опережающего блокирования передних колес при торможении в различных дорожных условиях. Вопросами распределения тормозных сил, а также совершенствованием регуляторов тормозных сил занимались многие ученые, такие как Д.Л.Антонов, Г.А.Гаспарянп, Л.ІЇ.Гредескул, Л.В.Гуревич, В.И.Дольберг. М.Н.Дронии, Г.М.Косолапов, А.Ф.Мащенко, Р.А.Меламуд, Н.Ф. Мет: по к. М.Л.Петров, В.Г.Розанов, А.С.Федосов и др.
В основе действия регулятора тормозных сил используется информации о состоянии автомобиля, которой могут являться, в зависимости от конструкции этих устройств, такие параметры, как прогиб подвески, давление рабочего тела в тормозной системе, продольное и боковое ускорение автомобиля и т. д. /75/.
По принципу действия регуляторы тормозных сил разделяют па ограничители давления и компенсаторы давления /19,18/. Ограничители давления обеспечивают, при некоторых условиях, фиксацию давления рабочего тела в заднем контуре тормозов и тем самым меняется соотношение тормозных сил. Более качественного регулирования тормозных сил позволяю і добптЕ ся компенсаторы давления, которые при выполнении некоторых условии обеспечивают изменение наклона характеристики соотношения давлений в передней и задних осях. В данных устройствах обеспечивается возможность не только варьирования момента включения регулятора, но и изменение наклона характеристики.
При правильной настройке регулятор тормозных сил обеспечивает хорошее использование сцепного веса автомобиля и опережающее блокирование передних колес по отношению к задним, что обуславливает устойчивость при торможении в некоторых случаях. Ом широко применяется на автомобилях благодаря своей простоте, низкой стоимости, отсутствию постороннего источника энергии, а также высокой защищенности от внешних помех, определяемой значительной инерционностью автомобиля как источника информации для работы. Однако регулятор тормозных сил не в состоянии обеспечить устойчивость при торможении в условиях бортовой неравномерности коэффициента сцепления и бортовой неравномерности действия тормозных механизмов, а также очень чувствителен к изменениям в эксплуатации характеристик подвесок и состоянию тормозных механизмов /69, 70, 72, 10/.
Очевидно, эти недостатки и достоинства определяются отсутствием непосредственной связи между колесом и регулятором тормозных сил. Предписания Правил ЕЭК № 13, в частности приложение № 13, устанавливают требования к тормозным системам, оборудованным аитпблокп ровочиыми устройствами. АБС имеют большие возможности в обеспечении устойчивости и управляемости автомобиля. Этому вопросу посвятили свои работы В.П.Автушко, В.Д.Балакин, Д.Т.Гапоян, А.Б.Грсдескул. Л.В.Гуревич., Ю.А.Ечеистов, В.А.Иларнонов, Г.М.Косолапов, С.И.Ломака. Р.А.Меламуд, Н.Ф.Метлюк, Б.И.Морозов, Я.Н.Нефедьев, И.С.Оржевскніі.. В.Л.Петров, М.А.Петров, И.К.Плечин, А.А.Ревин, В.Г.Розапом, Б.С.Фалькевич,, Л.С.Федосов, А.К.Фрумкин, А.А.Хачатуров, Б.Ф.Юдаков. J.Anlauf, M.Burkhardt, A.Czinczel, E.Evis, G.Havilang, H.Leiber, M.Mitschke. M.Mullcr, E.Reinecke, P.Wiegner и др.
Большие потенциальные возможности антиблокировочных систем способствовали соответственно и расширению требований к ним, чем к другим системам. Наиболее полно эти требования сформулированы в работе /87/. Содержание их следующее: - во время процесса торможения должны обеспечиваться устойчи вость движения и управляемость автомобиля как при медленном повыше нии давления в тормозной системе, так и при быстром; - разворачивающие моменты, возникающие при торможении либо от неравенства коэффициента сцепления по бортам, либо от неравномерности действия тормозных механизмов, либо по другим причинам должны возникать настолько медленно, чтобы средний водитель мог компенсировать их без особых усилий; - регулирование тормозного момента должно происходить но всем диапазоне скоростей автомобиля, включая такие малые скорости, при которых блокирование колес автомобиля не представляет опасности; - антиблокировочная система должна оптимально использовать способность колес к созданию реакций, причем устойчивость движения ;што мобиля при торможении и управляемость имеют значительно большее значение, чем сокращение тормозного пути; - требования к устойчивости при торможении, управляемости и оптимальному использованию способности колес к созданию реакций сохраняются и на неровной дороге при торможении любой интенсивности; - пнтиблокиропочная система должна как можно быстрее реагировав і. на изменение коэффициента сцепления, возможное блокирование колес должно быть ограничено таким коротким отрезком времени, чтобы не произошло нарушения устойчивости и управляемости автомобиля при торможении; - пока скорость автомобиля достаточно далека от предельно допустимой при движении по кривой, торможение на повороте должно происходить без потери устойчивости и управляемости; - антиблокировочная система должна различать аквапланироваиие колсс и оптимально реагировать на него; устойчивость движения не должна при этом нарушаться; - приспособляемость к гистерезису тормозных механизмов и к влиянию привода двигателя должна происходить как можно быстрее; - отсутствие резонанса деталей автомобиля, например осей; - правильное функционирование антиблокировочных систем должно контролироваться контрольным устройством. Если это устройство обнаружит неисправность антиблокировочных систем, то система должна отключаться, обеспечивая работу обычного тормоза и предупреждая водителя о неисправности сигнальной лампой.
Математическая модель процесса торможения трехосного грузоиого автомобиля
В теории управляемого движения многоосного автомобиля при моделировании достаточно обоснованными считаются следующие допущения: - движение происходит по абсолютно ровной горизонтальной поверхности и, следовательно, не учитываются вертикальные перемещения масс и поворот их вокруг поперечных осей; - управляющее воздействие прикладывается непосредственно к управляемым колесам автомобиля, поэтому динамика рулевого управленим не принимается во внимание; - стабилизирующие моменты шин равны нулю ввиду их относительной малости по сравнению с силами, реализуемыми в пятне контакта шины с дорогой при экстренном торможении автомобиля; - крутящий момент на карданном палу равен нулю; - нелинейный характер изменения коэффициента сопротивления боковому уводу шин от угла увода вертикальной нагрузки. При исследовании процесса торможения в модели движения автомобиля необходимо учитывать перераспределение нормальных нагрузок на колесах вследствие продольного и поперечного крена кузова. Решение задачи определения показателей и характеристик курсовой устойчивости АТС, заключается в нахождении параметров движения относительно неподвижной системы координат. Так как АТС является неголономной динамической системой, то для нее уравнения движения необходимо составлять относительно неподвижной системы координат /З 1,53,82/.
В модели использована подвижная система координат, связанная с АТС. Система координат и все основные размеры и обозначения, необходимые для составления уравнений инерционных сил и моментов показаны на рис. 2.2. Данная система координатных осей принята согласно ОСТ 37.001.051/43/.
Неподвижная система координатных осей (Хц;Уц ц). Плоскость Л//) // параллельна опорной плоскости автомобиля. Ось Хн параллельна дороге п расположена в вертикальной плоскости, проходящей через центр масс -точку О. Ось ZH проходит через центр масс, перпендикулярно дороге п расположена в плоскости симметрии разнесенных масс приходящихся на переднюю и заднюю оси. Ось Yff перпендикулярна этой плоскости.
Подвижная система координат XYZ, Начало координат находится в плоскости симметрии рассматриваемого автомобиля и совпадает с его центром масс или располагается на минимальном расстоянии от него, то есть совпадает с точкой О.
Положительное направление оси X вперед, а положительное направление оси У - влево от направления движения. Ось Z перпендикулярна плоскости ХУ. Положительное направление оси Z - вверх. Подвижная и неподвижная системы координат в начальный момент времени имеют общее начало. -7 Для расчета траектории движения трехосного грузового автомобиля при торможении использована математическая модель автомобиля с закрепленным рулевым управлением. Так как движение автомобиля осуществляется по ровной поверхности дорожного покрытия, то влияние ненод-рессоренных масс автомобиля на процесс торможения незначительное и для упрощения модели движения автомобиля их можно не учитывать.
В связи с этим принята одиомассовая пространственная модель движения автомобиля с общепринятыми, изложенными выше, допущениями. В предлагаемой методике предполагается учесть явление блокирования силового привода при отключении тормозного контура одной оси тележки. В неподвижной системе координат ХЦОЦУЦ движение автомобиля описано системой дифференциальных уравнений: МХ„ = —7?ґ3 cosp — /?гз sinp — /? 2 cosf3 — /?r2 sinp — /?VI cosp-fnsinp; MYu - -/ jCospf jSinp- osp- sSinp- , созрел sinP; /J = H2(RX11 -RXi2)/2 + H2{RX2A -Rx22)12 + +tf,(Rxu -RXX2)12 -Rn(b + c/2)-RY2(b-c/2) + Rna, где М- масса автомобиля; Rx,Ry -суммарные касательные реакции колес в продольной и поперечной плоскостях; Р - угол поворота автомобиля относительно вертикальной оси 2. проходящей через начало координат неподвижной системы; Н1ьН2 колеи передних и задних колес; а - расстояние от центра масс до передней оси автомобиля; b - расстояние от центра масс до оси балансира задней тележки; с - расстояние между осями колес задней тележки; 12 - момент инерции автомобиля относительно вертикальной оси Л, проходящей через центр масс; X, У - ускорение автомобиля в плоскости А , Г; Р - угловое ускорение автомобиля относительно вертикальной оси Z, проходящей через начало координат неподвижной системы. Параметры, относящиеся к колесам автомобиля, обозначены двумя индексами. Первый индекс показывает принадлежность к оси (1 - передняя; 2 - первая ось задней тележки; 3 - вторая ось задней тележки), а второй - к колесам: 1 - левого борта автомобиля; 2 - правого. Первые два уравнения в формуле (2.1), описывают поступательное движение центра масс трехосного автомобиля. Для описания вращательного движения автомобиля использовано дифференциальное уравнение, составленное по сумме моментов всех сил относительно центра масс автомобиля.
Методика проведения лабораторно-дорожных испытаний
Объектом проведения лабораторно-дорожных испытаний был выбран полноприводный грузовой автомобиль КамАЗ-4310, техническая характеристика которого представлена в табл. 2.1. Автомобиль был оснащен в соответствии с задачами экспериментального исследования соответствующим оборудованием и комплексом измерительной аппаратуры (рис. 3.I.).
Эта модель автомобиля была выбрана для испытаний по следующим причинам: 1. Трехосный полноприводный грузовой автомобиль повышенном проходимости без регулятора тормозных сил.
2. Конструкция трансмиссии предполагает жесткую силовую связь между осями задней тележки, поэтому при экстренном торможении происходит блокировка силового привода.
3. Тормозной привод не в полной мере обеспечивает выполнение нормативов, предписанных требованиями Правила ЕЭК ООН № 13 по распределению тормозных сил.
При выполнении испытаний с отключением тормозного привода одной оси тележки использовались специальные заглушки, которыми перекрывался доступ воздуха к тормозным камерам колес данной оси. Участок испытаний был выбран на твердом асфальтобетонном покрытии со слоем укатанного снега на ровной горизонтальной поверхности. Кроме того, был подготовлен участок испытаний для торможения в режиме "микст".
Температура воздуха при проведении испытаний составляла от минус 5 до плюс 5 С, время года - весна, март месяц. Продольный уклон на испытательном участке дороги не превышал 0,5 %. Определение угла уклона осуществлялось с помощью оптического квадранта КО-1. 3.2.2. Измерительная и регистрирующая аппаратура
Средства измерения были смонтированы на общую переносную платформу, которая устанавливалась на пассажирское сиденье в кабине автомобиля (рис. 3.3.).
Для питания датчика измерения курсового угла гирополу ком паса ГПК-59 неременным током напряжением 36 В частотой 400 Гц использовался преобразователь напряжения ПАГ-1Ф, который запитывался напряжением 24 В постоянного тока. Конечные данные курсового угла автомобиля фиксировались в протоколе испытаний. Схема подключения датчиков и измерительной аппаратуры Определение продольного замедления автомобиля производилось с помощью потенциометрического датчика перегрузок типа МП-95, установленного в кузове автомобиля вблизи центра тяжести (рис. 3.5.).
Для регистрации сигнала датчика перегрузок МП-95 был разработан и изготовлен десселерограф на базе портативного электрокардиографа ПЭК-12, в состав которого входила также мостовая измерительная схема и датчик начала торможения. Датчик начала торможения представлял собой две пластины, между которыми установлены распорная пружина и концевой выключатель, замыкающий контакты в момент нажатия на педаль тормоза. Этот датчик крепился к педали тормоза резиновыми хомутами как показано на рис. 3.6. Рис. 3.6. Установка датчика начала торможения на педаль тормоза
Согласование сигналов датчиков перегрузки МП-95 и начала торможения с входом блока записи прибора ПЭК-12 осуществлялось с помои і ыо мостовой схемы, которая выполнена на резисторах с подключенным датчиком перегрузок и подстроечным резистором для балансировки моста. Схема собрана на отдельной плате и устанавливалась в нижней части корпуса десселерографа. Питание десселерографа и его датчиков осуществляется постоянным током напряжением 12 В.
Для измерения начальной скорости торможения и тормозного пути использовалось специальное устройство, которое состояло из преобразователя пути - "Пятое колесо", датчика начала торможения, который устанавливался на педали тормоза (см. рис. 3.6.) и пульта управления с блоком индикации.
Преобразователь пути "Пятое колесо" (рис. 3.7.) выполнен на базе колеса велосипеда "Школьник" с шиной модели Л-212 ГОСТ 4750. Подвеска колеса представляла собой вилку, связанную карданным шарниром и зажимом, с помощью которого "Пятое колесо" посредством специального кронштейна крепилось к транспортному средству. В качестве датчика пройденного пути использовался индуктивный преобразователь частоты вращения вала отбора мощности КИ-13941-ГОСНИТИ/26/.
На лицевой панели пульта управления прибора ИМД-Ц располагался тумблер включения пульта, два трехразрядных цифровых индикатора "Скорость" и "Путь", кнопка сброса показаний индикаторов. Пульт имел три разъема подключения: шнур питания, датчик пройденного пути и датчик начала торможения. В момент начала нажатия тормозной педали водителя по сигналу от датчика начала торможения на индикаторе "Скорость" устанавливалось значение скорости движения, которое было в данный момент (начальная скорость торможения), а на индикаторе "Путь" начинался счет тормозного пути. Сигнал датчика пройденного пути поступал на усилитель и формирователь импульсов. Программируемый делитель частоты пересчитывал число импульсов в пройденный путь, выраженный в метрах. После остановки автомобиля показания индикаторов заносились в протокол испытаний и нажатием кнопки на пульте прибора ИМД-Ц производилось "Обнуление" индикаторов, после чего устройство было готово к повторному применению. В момент срабатывания датчика начала торможения параллельный регистр фиксировал текущее значение скорости, блок-управления переводил счетчик в режим непрерывного измерения пройденного пути.
Сравнительный анализ применения РТС и отключения тормозного контура заднего моста
После проверки адекватности математической модели процесса торможения экспериментальным данным, на основании созданной модели, были проведены расчеты по определению параметров устойчивости при применении РТС в процессе торможения. При этом использовались параметры РТС, применяемого на автомобилях семейства КамАЗ. Начальные условия при торможении были аналогичны условиям испытаний.
Результаты моделирования, представленные на диаграммах (рис. 4.1, 4.2, 4.3) показали, что отключение тормозного контура одного моста тележки автомобиля при торможении на поверхности с низким коэффициентом сцепления повышает курсовую устойчивость. При этом курсовой угол снижается в среднем с 35 до 15 по сравнению со штатным тормозным приводом, а применение РТС снижает курсовой угол до 24. Линейное отклонение также уменьшается в среднем с 2,4 до 1,4 м по сравнению со штатным, а при использовании РТС - в среднем до 1,9 м. При этом тормозной путь увеличивается незначительно в среднем с 58 м у штатної!) привода до около 64 м у привода с отключенным контуром. Результаты моделирования и эксперимента с доверительными интервалами представлены в табл. 4.1.
Таким образом, при отключении тормозного контура моста тележки уменьшается курсовой угол при торможении свыше, чем в 2 раза по сравнению со штатным приводом и в среднем в 1,6 раза по сравнению с применением РТС, а линейное отклонение уменьшается в среднем в 1,7 раза по сравнению со штатным приводом и в 1,4 раза по сравнению с применением РТС. Это доказывает, что при отключении тормозного контура моста тележки автомобиля при торможении возникает момент сопротивления боковому уводу и в результате этого повышается устойчивость автомобиля. РТС перераспределяет тормозные силы, но не устраняет блокировку колес автомобиля при торможении на поверхности с низким коэффициентом сцепления.
Математическая модель, разработанная во второй главе, позволяет производить исследования процесса торможения полноприводного грузового автомобиля в широких пределах. С помощью модели можно исследовать влияние многих факторов на процесс торможения. Для реализации возможностей математической модели было проведено планирование эксперимента. Для этого был выбран план 23 полного трехфакторного эксперимента с эффектами взаимодействий факторов для построения линейного уравнения регрессии по результатам моделирования. При .моделировании, также как и при лабораторно-дорожных испытаниях, использовалось два варианта рабочей тормозной системы автомобиля КамАЗ-4310: I) штатная; 2) с отключенным тормозным контуром задней оси.
Уровни варьирования факторов (таблица 4.2) выбирались на основании данных о состоянии поверхности дороги приведенных в литературе, а также технических характеристик современных полноприводных грузовых автомобилей. Так как испытания проводились на автомобиле КамАЗ-4310, то и факторы брались с учетом параметров данного автомобиля.
Масса автомобиля М, кг Хъ 8745 15205 Уровни варьирования фактора Х\ выбирали исходя из обеспечения минимального коэффициента сцепления 0,05 для дороги покрытой льдом 11 максимального 0,55 для мокрой бетонной поверхности. Такие дорожные условия могут возникнуть при движении автомобиля одним бортом по ледяной обочине, а вторым — по мокрой асфальтобетонной поверхности дорожного покрытия. При этом средний уровень коэффициента сцепления был принят 0,3.
Начальная скорость движения автомобиля при торможении Хг была выбрана, учитывая техническую характеристику автомобиля КамАЗ-4310, у которого максимальная скорость движения около 100 км/ч. Для уровней варьирования фактора Л"3 - масса автомобиля М, также учитывалась техническая характеристика автомобиля КамАЗ-4310 и для нижнего уровня взя-та снаряженная масса автомобиля 8745 кг, а для верхнего - 15205 кг.
