Введение к работе
Актуальность темы. Социально-экономический ущерб, наносимый дорожно-транспортными происшествиями (ДТП) нашей стране, ежегодно оценивается в сумму более 300 млрд рублей.
Четвертую часть всех ДТП составляют столкновения транспортных средств, из которых более одной трети приходится на попутные столкновения. Одним из основных факторов, приводящих к попутным столкновениям на магистралях с напряженным движением, является внезапное интенсивное уменьшение скорости впереди идущего автомобиля из-за использования рабочей тормозной системы или режима интенсивного торможения двигателем. Эти режимы возникают достаточно часто (в среднем через 10 — 15 с движения), что заставляет водителя транспортного средства, следующего за автомобилем —лидером в условиях плотного транспортного потока, применять режим экстренного торможения в условиях дефицита времени, так как конструкцией современных автомобилей не предусмотрена возможность информирования участников транспортного потока о переходе на режим торможения двигателем, а это часто приводит к ошибочным действиям водителя.
Ситуация обостряется тем, что особенностью структуры автопарка Российской Федерации в настоящее время является большой удельный вес транспортных средств, не отвечающих в полной мере международным требованиям по техническому уровню и безопасности конструкции, имеющих длительные сроки эксплуатации, в том числе за пределами установленного ресурса, и низкую техническую надежность. Поэтому даже появление на дорогах России автомобилей, оснащенных автоматизированными системами предотвращения столкновений и элементами автоматического вождения в обозримом будущем, в отличие от стран Европы или США, где практически все автомобили оснащены современными устройствами активной безопасности, не сможет кардинально повлиять на ситуацию с аварийностью по причине попутных столкновений.
При этом более половины автобусов, легковых и грузовых автомобилей находятся в эксплуатации более 15 лет и их техническое состояние не соответствует нормативным требованиям. Негативное влияние на уровень технического состояния автомобильного парка страны играет практически полное отсутствие в эксплуатации' методов и средств углубленного диагностирования тормозных систем (в частности, элементов тормозного механизма). Существующие стенды диагностирования тормозных качеств ориентированы в основном только на проверку тормозной эффективности автомобиля в целом. Но даже и такие стенды очень дороги для автотранспортных предприятий с небольшим количеством подвижного состава, в которых сосредоточена в настоящее время большая часть автомобильного парка страны.
В связи с вышесказанным, для условий нашей страны необходима новая научно обоснованная концепция решения проблемы обеспечения безопасности автомобилей на режимах торможения при попутном следовании, учитывающая реальные условия на дорогах России. Научные исследования в этом направле-
ний проводятся в недостаточном объеме и носят не систематизированный и фрагментарный характер.
Таким образом, объективно существует сложная и актуальная научно-техническая проблема обеспечения безопасности автомобиля на режимах торможения при попутном следовании, имеющая важное народнохозяйственное и социальное значение.
Целью исследования является повышение безопасности автомобиля на режимах торможения на основе разработанных научных положений, новых методов, технологий предупреждения попутных столкновений и диагностирования автотранспортных средств.
Объекты исследования —процессы в системе «Автомобиль-Водитель-Дорога» и методы диагностирования технического состояния тормозных систем.
Предмет исследования —закономерности, характеризующие взаимодействие между элементами системы «Автомобиль-Водитель-Дорога» на режимах торможения при попутном следовании автомобилей, а также процессы разработки новых методов, средств и технологий диагностирования тормозной системы с использованием новых информационных технологий.
Научную новизну исследования представляют:
— предложенная концепция решения проблемы повышения безопасности
автомобиля на режимах торможения;
-система критериев оценки эффективности систем предотвращения попутных столкновений, методы их расчета и выявленные закономерности их изменения под действием комплекса эксплуатационных факторов;
— методы предотвращения попутных столкновений на основе сигнализации
режимов торможения двигателем и опережающей сигнализации предстоящего
факта экстренного торможения;
-метод бортового диагностирования тормозов по неравномерности их действия;
метод углубленного диагностирования тормозных механизмов;
установленные закономерности изменения диагностических параметров под воздействием эксплуатационных факторов;
-методологическое обеспечение синтеза систем диагностирования автомобилей и систем предотвращения попутных столкновений с интеллектуальными компонентами.
Практическая ценность исследования. Применение устройств, технически реализующих разработанные методы предупреждения попутных столкновений, а также метод бортового диагностирования неравномерности торможения на автомобилях, находящихся в эксплуатации, приведет к значительному сокращению количества попутных столкновений, что позволит существенно повысить безопасность движения на дорогах страны. Использование разработанного метода и технологии углубленного диагностирования, а также методики индивидуальной регулировки тормозного-механизма с учетом износа фрикционных накладок и условии эксплуатации конкретного автомобиля позволит повысить безопасность дорожного движения и эффективность технической эксплуатации автомобилей за счет повышения эксплуатационной надежности тормозной сие-
темы и снижения затрат на поддержание ее в технически исправном состоянии. Разработанные методики проектирования интеллектуальных компонентов могут быть использованы предприятиями и организациями, занимающимися проектированием диагностических средств, что будет способствовать созданию нового поколения средств технического диагностирования автомобилей.
Реализация результатов исследований. Результаты диссертационной работы в виде макетных образцов диагностических устройств, технологии диагностирования и методика индивидуальной регулировки тормозного механизма внедрены в технологический процесс ТО и ТР семи автотранспортных предприятий. Результаты исследования в части разработанных блок-схем устройств, реализующих методы предотвращения попутных столкновений, а также алгоритмов их работы используются ОАО «Курганприбор-А» и ООО «Курганспец-маш» в виде технических заданий на проектирование и производство автоприборов. Результаты работы используются также в учебном процессе Курганского государственного университета и Уральского государственного лесотехнического университета.
Апробация работы. Результаты исследований доложены, обсуждены и одобрены на следующих конференциях и семинарах: на научно-технических конференциях ЧПИ (Челябинск, 1987,1989,1990гг.); на 111 Всесоюзной научно-технической конференции «Диагностика автомобилей» (Улан-Удэ, 1989г.); на 53-й научно-методической и научно-исследовательской конференции МАДИ (Москва, 1996г.); на конференции «Совершенствование эксплуатации и обслуживания автомобилей» КГУ (Курган, 1996г.); на международной конференции «Экологически чистые технологические процессы в решении проблем охраны окружающей среды» (Иркутск, 1996г.); на международной научно-практической конференции «Проблемы безопасности транспортного пространства» (Липецк, 1998г.), на XVIII российской школе по проблемам проектирования неоднородных конструкций, посвященной 75-летию со дня рождения академика В.П.Макеева (Миасс, 1999г.), на научно —практической конференции автосалона «Уральский автобус» (Курган, 1998г.), на научно-практической конференции, посвященной 60—летию образования Курганской области «Экология-Здоровье— Безопасность жизнедеятельности» (Курган, 2002г.); на Всероссийской научно-технической конференции «Механика и процессы управления моторно-трансмиссионных систем транспортных машин» (Курган, 2003г.); на международной научно-практической конференции «Экологизация технологий: Проблемы и решения» (Москва-Курган, 2004г.); на XI и XIII Всероссийском семинаре «Нейроинформатика и ее приложения» ИВМ СО РАН (Красноярск, 2003, 2005гг.); на научно-технической конференции «Экология. Риск. Безопасность» (Курган, 2005г.); на III Всероссийской научно-технической конференции «Транспортные системы Сибири» (Красноярск, 2005г.). На защиту выносятся:
— концепция решения проблемы повышения безопасности автомобиля на режимах торможения;
-система критериев оценки эффективности систем предотвращения попутных столкновений, методы их расчета и выявленные закономерности их изменения;
— методы предотвращения попутных столкновений;
методы диагностирования тормозной системы;
закономерности изменения диагностических параметров под воздействием эксплуатационных факторов;
— методологическое обеспечение синтеза систем диагностирования авто
мобилей и систем предотвращения попутных столкновений с интеллектуальны
ми компонентами.
Публикации. Основные результаты диссертационной работы отражены в 47 публикациях, в том числе в восьми публикациях, в изданиях, рекомендованных ВАК РФ, монографии и учебном пособии. Получены 14 патентов РФ и авторских свидетельств СССР. В Отраслевом фонде алгоритмов и программ Министерства образования и науки РФ зарегистрированы три программных продукта.
Структура н объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, пяти глав, выводов. Содержит 387 страниц основного текста, 30 таблиц, 184 иллюстрации, список литературы из 240 наименований, 3 приложения.
В прикладных исследованиях, отраженных в диссертационной работе, принимали участие аспиранты Ноздричев А.В., Осипов Г.В., Дик Д.И. и сотрудники кафедры «Автомобильный транспорт и автосервис» КГУ Шарыпов А.В. и Жакин А.П.
