Введение к работе
Актуальность работы. В настоящее время на территории Российской Федерации действуют около 32 тысяч автобусных, междугородних маршрутов, общая протяженность которых составляет 2,2 млн. км. Автобусный парк обслуживает 1300 городов и поселков. Быстро стареющий морально и физически автобусный парк нуждается в выпуске комфортабельных и самое главное - безопасных автобусов.
Активная безопасность автомобиля - комплекс его свойств, снижающих возможность возникновения дорожно-транспортных происшествий. Активная безопасность автомобиля и, в частности, его управляемость и устойчивость рассматривается в современном автомобилестроении, как одно из стратегических направлений, определяющих комплекс важнейших эксплуатационных качеств автомобиля.
Как известно, на устойчивость и управляемость оказывает влияние множество конструктивных параметров автомобиля, таких, как упругие свойства шин, соотношение угловых жесткостей передней и задней подвесок, жесткость рамы или каркаса кузова, тип и характеристики рулевого управления и т.д. На устойчивость и управляемость автомобиля так же оказывает влияние и конструкция распределителя гидравлического усилителя рулевого управления. От него, глобальным образом зависит время запаздывания реакции управляемых колес после приложения возмущающего воздействия на рулевое колесо автомобиля. Рациональным выбором конструкции распределителя гидравлического усилителя рулевого управления на этапах проектирования и доводки можно добиваться существенного улучшения управляемости и устойчивости, а следовательно и активной безопасности автомобиля.
Цель работы - разработка методики рационализации рулевого управления автобуса большого класса, позволяющей на стадии проектирования закладывать в конструкцию автобуса необходимый уровень оценочных показателей устойчивости и управляемости с учетом влияния конструкции распределительного устройства усилителя руля.
Для достижения поставленной цели в работе решались следующие научные задачи:
Разработка математических моделей для теоретического исследования установившегося и неустановившегося движения автобуса.
Обоснование выбора режимов движения автобуса и критериев оценки устойчивости и управляемости.
Разработка математических моделей рулевых управлений для теоретического исследования влияния конструкции распределителя гидравлического усилителя рулевого управления на устойчивость и управляемость автобуса.
Проведение анализа полученных теоретических результатов, на основе которых приведены рекомендации по выбору рациональной по устойчивости и управляемости конструкции распределителя.
Методы исследования. В основу теоретических исследований положены методы аналитической механики, численные методы математического анализа, теории математического моделирования. Практические исследования включали методы планирования и обработки результатов эксперимента.
Объект исследования - автобусы большого класса и гидравлические усилители рулевого управления грузовых автомобилей и автобусов.
Научная новизна работы заключается в следующем:
Разработаны математические модели рулевых управлений, в отличие от известных учитывающие влияние особенности конструкции привода управляемых колес и распределителей усилителя рулевого управления, что позволяет с достаточной точностью проводить их теоретическое исследование.
Разработаны математические модели криволинейного движения автобуса большого класса, в отличие от известных, учитывающие различные схемы привода управляемых колес и типы распределителей усилителя рулевого управления, позволяющие оценить влияние выше упомянутых особенностей на устойчивость и управляемость автобуса при криволинейном движении.
Предложена и разработана методика аналитического решения задач устойчивости и управляемости криволинейного движения автобуса большого класса с учетом особенностей конструкции рулевого управления, позволяющая дать обоснованные рекомендации при проектировании и доводки автобуса.
Практическая ценность. Разработана методика, предназначенная для решения задач рационального проектирования на стадиях разработки и доводки автомобильной техники по критериям управляемости и устойчивости в зависимости от предлагаемой конструкции распределителя усилителя руля. Методика включает ряд математических моделей и алгоритмов, реализованных в виде прикладного профаммного обеспечения, и может быть использована конструкторскими отделами научно - технических центров по проектированию автомобильной техники, как на стадии проектирования, так и при доводке существующих образцов. При этом могут быть решены задачи рационализации конструктивных параметров рулевого управления автобуса.
Выполнены расчеты, на основании которых сформулированы рекомендации по улучшению конструкции рулевого управления автобуса большого класса
Реализация работы. Разработанная расчетная методика параметров устойчивости и управляемости двухосного автобуса с учетом особенностей конструкции подвески и рулевого управления, а также созданный на ее основе пакет прикладных профамм, переданы в опытную эксплуатацию в НТЦ ОАО "КАМАЗ" и используются при создании перспективных моделей автобусов.
Апробация работы. Диссертационная работа рассмотрена и одобрена на заседании кафедры «Автомобили» Московского государственного технического университета «МАМИ». Основные положения диссертации докладывались на научно-технических кон-
5 ференциях: «Наука и практика. Диалоги нового века» (Набережные Челны, 2003); «Проблемы качества и эксплуатации автотранспортных средств» (Пенза, 2004); «Современные тенденции развития автомобилестроения в России» (Тольятти, 2004); «Проблемы и достижения автотранспортного комплекса» (Екатеринбург, 2004); «Проектирование и исследование технических систем» (Набережные Челны, 2004); «Социально экономические и технические системы: исследование, проектирование, оптимизация» ( - № 8, 2004); «Эксплуатация и методы исследования систем и средств автомобильного транспорта» (Тула, 2006).
Публикации. По теме диссертации опубликовано 9 печатных работ.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, 4 глав, основных результатов и выводов. Работа в целом содержит 168 страниц машинописного текста, 124 рисунков, 17 таблиц, список использованной литературы из 127 наименований и четырех приложений.
