Введение к работе
Актуальность работы.
Современное развитие автомобилестроения сопровождается непрерывным увеличением скоростей движения и грузоподъемностей автотранспортных средств (АТС), что приводит к установке разнообразных систем для управления транспортным средством в различных режимах движения. В частности, для уменьшения тормозного пути автомобиля необходимо обеспечить замедление колеса с оптимальным проскальзыванием, что позволяет сохранить устойчивость и управляемость автомобиля.
Наиболее распространенным решением данного вопроса является оснащение автотранспортного средства антиблокировочной системой (АБС), которая непрерывно сравнивает соответствие средней угловой скорости вращения колес и частоты вращения привода отдельного колеса. При блокировании тормозного диска (барабана) гидроагрегат АБС снижает давление в магистрали, понижая вероятность юза колеса.
Основными недостатками системы АБС являются: недостаточно высокая оперативность реагирования, обусловленная отсутствием надежных и простых средств определения скорости автомобиля, не связанных с изменением частоты вращения колес, и отсутствие учета процессов, протекающих на фрикционном контакте тормозного механизма.
Решению второй проблемы посвящена данная работа. Учитывая, что согласно статистическим данным около 12 % дорожно-транспортных происшествий происходят по причинам, связанным с тормозными системами (отказ тормозной системы, потеря устойчивости или управляемости автомобиля вследствие блокирования колес и т.д.), вопрос разработки способа мониторинга процессов, протекающих на фрикционном контакте тормозного механизма, является актуальным.
Цель работы.
Целью работы является повышение уровня активной безопасности автомобиля за счет снижения величины тормозного пути АТС путем разработки способа мониторинга процессов, протекающих на фрикционном контакте тормозного механизма.
Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:
-
Разработать метод идентификации процессов трения для прогнозирования критического состояния фрикционного контакта «тормозной диск – тормозная колодка».
-
Установить информационные каналы и идентификационные параметры состояния фрикционного контакта, позволяющие осуществлять мониторинг процессов трения, протекающих на контакте «тормозной диск – тормозная колодка».
-
Установить критерии идентичности процессов трения, протекающих в системе «тормозной диск – тормозная колодка» в натурных и модельных условиях.
-
Сформировать базу трибоспектральных параметров, характеризующих критическое состояние фрикционного контакта «тормозной диск – тормозная колодка» в различных условиях для составления интегральной характеристики срабатывания АБС.
Научная новизна работы заключается в следующем:
1. Предложены критерии, позволяющие обеспечить идентичность протекания трибологических процессов в натурном и модельном фрикционных контактах тормозного механизма.
2. Установлены информационные каналы, позволяющие с высокой степенью вероятности прогнозировать процессы, протекающие на фрикционном контакте тормозного механизма.
3. Разработана методика использования амплитудо-фазо-частотных характеристик в качестве идентификационных параметров для определения критического состояния фрикционного контакта тормозного механизма при блокировании колеса, учитывающая влияние диссипативных связей.
4. На базе методов физико-математического моделирования и трибоспектральной идентификации разработана методика определения устойчивости системы «тормозной диск – тормозная колодка».
Практическая ценность.
Разработан способ динамического мониторинга состояния фрикционного контакта тормозного механизма, позволяющий существенно улучшить точность срабатывания антиблокировочной системы автомобиля, что обеспечит снижение величины тормозного пути АТС и тепловой напряженности деталей тормозного механизма.
Результаты работы внедрены в учебный процесс РГУПС для студентов по специальности 19.06.01 – «Автомобили и автомобильное хозяйство» и ЮРГУЭС: 19.06.01 – «Автомобили и автомобильное хозяйство», 19.06.03 – «Сервис транспортных технологических машин и оборудования (Автомобильный транспорт)», 19.07.02 – «Организация безопасности движения».
Результаты диссертационной работы внедрены в виде методических рекомендаций по исследованию трибологических процессов, протекающих на фрикционном контакте диско-колодочного тормоза, на малом предприятии ООО «Таурус» г. Шахты Ростовской обл., ведущем научные исследования и разработки в области повышения активной безопасности автотранспортных средств.
Апробация работы. Основные результаты работы представлены и одобрены на научно-практических конференциях: «Транспорт-2007», Ростов-на-Дону, 2007 г.; «Транспорт-2008», Ростов-на-Дону, 2008 г.; «Транспорт-2009», Ростов-на-Дону, 2009 г.; «Проблемы и перспективы развития транспортного комплекса: образование, наука, производство», Ростов-на-Дону, 2009 г. В полном объеме материалы работы были представлены на научно-методическом семинаре им. М.Д. Кислика кафедры «Транспортные машины и триботехника» (РГУПС 2008 и 2009 гг.), а также на научных семинарах кафедры «Техническая эксплуатация автомобилей» (ЮРГУЭС, 2008 и 2009 гг.).
Публикации. По результатам исследований, проведенных в диссертационной работе, опубликовано 13 научных работ и получен патент РФ № 2006121024/28 (022825) от 24.04.2008 МКП G 01 N 3/56 «Способ испытаний узлов трения».
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав и заключения, изложенных на 164 страницах, списка литературы и приложений.
