Анализ влияния работы abs на эффективность торможения автомобиля на летних дорогах

Если износ достиг или превышает предельное значение, счетчик числа постепенных отказов увеличивается на единицу и имитируется процесс замены шины. Если предельное состояние не достигнуто или если осуществлена имитация замены шины, то на следующем этапе проверяется условие окончания цикла по перебору всех параметров. Если это условие не выполнено, то цикл повторяется до достижения условия его окончания. В ином случае проверяется условие окончания моделирования. Если условие не выполняется, то осуществляется приращение времени на один шаг, а затем расчеты выполняются снова. Иначе осуществляется комплекс процедур, связанных с окончанием моделирования.

При реализации модели определяется коэффици-

ент приспособленности [8] для автомобильных шин на переходных интервалах температуры окружающего воздуха с учетом их сезонного назначения (материала и рисунка протектора). При этом в качестве показателя предлагается использовать интенсивность изнашивания шин.

Исходя из вышесказанного, можно сделать вывод о том, что для проверки адекватности разработанных моделей необходимо проведение экспериментальных исследований с целью оценки уровней приспособленности шин различных марок и моделей к условиям эксплуатации с определением численных значений входящих в них параметров.

Статья поступила 17.11.2013 г.

Библиографический список

1. Авдонькин Ф.Н. Теоретические основы технической эксплуатации автомобилей: учеб. пособие. М.: Транспорт, 1985. 215 с.

2. Аринин И.Н., Коновалов С.И. Моделирование процессов технического обслуживания и ремонта автомобилей. Владимир: Изд-во ВПИ, 1991. 86 с.

3. Бакеев Р.Б Проблема определения и корректирования нормативов ресурса автомобильных шин // Проблемы эксплуатации автомобилей, строительных, дорожных и подъемно-транспортных машин: межвузовский сборник научных трудов. 2001. С. 5-7.

4. Захаров Н.С. Влияние условий эксплуатации на долговечность автомобильных шин. Тюмень: Изд-во ТюмГНГУ, 1997.

139 с.

5. Карпенко В.А. Влияние условий эксплуатации и конструктивных параметров шины на ее ресурс: дис. ... канд. техн. наук. Харьков, 1987. 160 с.

6. Кислицин Н.М. Долговечность автомобильных шин в различных режимах движения. Н. Новгород: Волго-Вятское кн. изд-во, 1992. 232 с.

7. Лямзин А.М. Оценки приспособленности шин к низкотемпературным условиям эксплуатации: автореф. ... дис. канд. техн. наук. Тюмень, 2009. 23 с.

8. Резник Л.Г., Ромалис Г.М., Чирков С.Т. Эффективность использования автомобилей в различных условиях эксплуатации. М.: Транспорт, 1989. 128 с.

УДК 629.113.001

АНАЛИЗ ВЛИЯНИЯ РАБОТЫ ABS НА ЭФФЕКТИВНОСТЬ ТОРМОЖЕНИЯ АВТОМОБИЛЯ НА ЛЕТНИХ ДОРОГАХ

и 9

© А.И. Федотов1, В.О. Громалова2

Иркутский государственный технический университет, 664074, Россия, г. Иркутск, ул. Лермонтова, 83.

Проведены экспериментальные исследования процесса торможения автомобиля, оборудованного современной тормозной системой. Выполнен сравнительный анализ результатов эксперимента при торможении автомобиля на летних дорогах. Дана оценка процесса торможения автомобиля с включенной и отключенной ABS. Ил. 4. Библиогр. 6 назв.

Ключевые слова: автотранспортное средство; антиблокировочная система; тормозная эффективность; тормозной путь; безопасность; скорость; коэффициент сцепления; шина; экспертиза.

ANALYSIS OF ABS EFFECT ON VEHICLE BRAKING EFFICIENCY ON SUMMER ROADS A.I. Fedotov, V.O. Gromalova

Irkutsk State Technical University, 83 Lermontov St., Irkutsk, 664074, Russia.

The article describes experimental studies of braking of the vehicle equipped with a modern braking system. It gives a comparative analysis of the results of the experiment under vehicle braking on summer roads. The process of vehicle braking is estimated with switched on/off ABS. 4 figures. 6 sources.

Key words: vehicle; anti-lock braking system (ABS); braking efficiency; braking path; safety; speed; friction coefficient; tire; examination.

1Федотов Александр Иванович, доктор технических наук, профессор кафедры автомобильного транспорта, тел.: (3952) 405136, e-mail: v02@istu.edu

Fedotov Alexander, Doctor of technical sciences, Professor of the Department of Automobile Transport, tel.: (3952) 405136, e-mail: v02@istu.edu

2Громалова Виктория Олеговна, магистрант, тел.: (3952) 405852, e-mail: vikki@istu.edu Gromalova Victoria, Master's degree student, tel.: (3952) 405852, e-mail: vikki@istu.edu

Большинство современных автомобилей оборудованы антиблокировочными системами (ABS). Многочисленные исследования и практика эксплуатации автомобилей с ABS показывают существенный рост уровня их активной безопасности [1-6]. Уже ни у кого не вызывает сомнения тот факт, что ABS значительно повышает управляемость и устойчивость автомобиля при его экстренном торможении. А вот о том, как влияет работа ABS на тормозную эффективность, спор до сих пор не утихает. Особую актуальность этот момент приобретает при проведении дорожно-транспортной экспертизы. От того, какой ответ будет получен на вопрос, имел ли водитель автотранспортного средства (АТС), оснащенного ABS, возможность предотвратить столкновение или наезд, зачастую зависит судьба человека.

Авторами продолжено экспериментальное изучение тормозной эффективности АТС на летних дорогах как с включенной, так и с отключенной ABS. Исследования проводили на покрытиях с разным коэффициентом сцепления: на влажном и сухом асфальтобетоне, а также на сухом грунтовом покрытии. Эксперимент проводился на автомобиле Toyota Fun Cargo с комплектом летних нешипованных шин модели Bridcestone Sneaker размером 185/65/R14. Внешний вид протектора летней шины представлен на рис. 1.

Рис. 1. Внешний вид протектора летней шины

На первом этапе исследования торможение автомобиля осуществляли на влажном асфальтобетоне с работающей ABS при начальной скорости 20, 40 и 60 км/ч. При каждом значении начальной скорости выполнялось экстренное торможение, измерялась длина тормозного пути автомобиля. Заезды и измерения проводили четырежды, по два раза в обе стороны. Затем отключали ABS и повторяли весь цикл экспериментальных исследований при тех же значениях начальной скорости торможения. При этом процесс торможения доводили до блокирования колес. За начальную точку отсчета процесса торможения автомобиля принимали визир, а измерение длины тормозного пути выполняли при помощи измерительной рулетки. На следующих двух этапах эксперимента все вышеперечисленные исследования проводили на сухом асфальтобетоне и на грунтовой дороге.

На первом этапе исследования торможение автомобиля проводили на влажном асфальтобетоне с включенной и отключенной ABS. Результаты экспериментальных исследований тормозного пути автомобиля Toyota Fun Cargo с летними шинами 185/65/R14 на влажном асфальтобетоне при температуре +7оС показывают, что при всех начальных скоростях торможения (20, 40 и 60 км/ч) ABS несколько увеличивает длину тормозного пути автомобиля по сравнению с торможением в блоковом режиме (рис. 2).

По результатам экспериментальных исследований получена математическая зависимость длины тормозного пути автомобиля с функционирующей ABS на влажном асфальтобетоне от величины начальной скорости торможения:

S = о, 0041 • V2 + 0,0236 • V + о, 2326,

где ST ABS - длина тормозного пути автомобиля с функционирующей ABS; V0 - начальная скорость торможения автомобиля.

Аппроксимирующая зависимость (1) получена при коэффициенте достоверности аппроксимации R2=0,98.

Также получена математическая зависимость длины тормозного пути автомобиля с отключенной ABS (с заблокированными колесами) на влажном асфальтобетоне от величины начальной скорости торможения:

= 0,0038 • V02 + 0,0257 •V -0,0674.

18 16 14 12 10 8 6 4 2 0

70

30 40

скорость, км/ч

Рис. 2. Графики длины тормозного пути автомобиля на влажном асфальтобетоне

Аппроксимирующая зависимость (2) получена при коэффициенте достоверности аппроксимации R2=0,99.

По итогам экспериментальных исследований процесса торможения автомобиля на влажном асфальтобетоне установлено, что, хоть ABS и увеличивает тормозной путь, при этом сохраняет управляемость и устойчивость автомобиля. Торможение же с отключенной ABS сопровождается полным блокированием колес и заносом автомобиля.

На втором этапе эксперимента процесс торможения автомобиля выполняли на сухом асфальтобетоне. Испытания тормозной эффективности и устойчивости торможения автомобиля также проводили с включенной и отключенной ABS. Результаты экспериментальных исследований тормозного пути автомобиля Toyota Fun Cargo с летними шинами 185/65/R14 на сухом асфальтобетоне при температуре +25оС показывают, что при торможении с начальной скоростью 10 км/ч средний тормозной путь автомобиля (как с функционирующей ABS, так и без нее) практически одинаков и составляет около 1,7 м. Курсовая устойчивость автомобиля в обоих случаях сохраняется (рис. 3).

коэффициенте достоверности аппроксимации R2 = 0,99.

С увеличением начальной скорости торможения работа ABS на сухом асфальтобетоне дает увеличение тормозного пути автомобиля по сравнению с его торможением в режиме блока. Причем, чем больше начальная скорость торможения, тем эта разница становится больше. Например, при торможении с начальной скоростью 40 км/час ABS увеличивает длину тормозного пути в среднем на 17%, а при скорости 60 км/час - уже на 18%.

Наконец, на третьем этапе эксперимента процесс торможения автомобиля выполняли на грунтовой дороге. Испытания тормозной эффективности и устойчивости торможения автомобиля также проводили с включенной и отключенной ABS. Результаты экспериментальных исследований тормозного пути автомобиля Toyota Fun Cargo с летними шинами 185/65/R14 на грунтовой дороге при температуре +30оС убедительно показывают, что тормозной путь автомобиля с включенной антиблокировочной системой несколько больше, чем у автомобиля с отключенной ABS (рис. 4).

10 20 30 40

скорость, км/ч

50

60

70

0

Рис. 3. Графики длины тормозного пути автомобиля на сухом асфальтобетоне

По результатам экспериментальных исследований получена математическая зависимость длины тормозного пути автомобиля с функционирующей ABS на сухом асфальтобетоне от величины начальной скорости торможения:

STABS = 0,0037 • V2 + 0,0227 • V0 + 0,0413 ,

где Sx abs - длина тормозного пути автомобиля с ABS; V0 - начальная скорость торможения автомобиля.

Аппроксимирующая зависимость (3) получена при коэффициенте достоверности аппроксимации R2 = 0,99.

При торможении автомобиля с отключенной ABS длина его тормозного пути на сухом асфальтобетоне описывается выражением вида:

S = 0,0038•V2 -0,0118•V + 0,3204 .

Аппроксимирующая зависимость (4) получена при

Аппроксимирующая зависимость длины тормозного пути автомобиля с функционирующей ABS на грунтовой дороге от величины начальной скорости торможения имеет вид:

SrABS = 0,0046 •V2 + 0,033 •V + 0,5804,

где Sx abs - длина тормозного пути автомобиля с ABS; V0 - начальная скорость торможения автомобиля.

Аппроксимирующая зависимость (5) получена при коэффициенте достоверности аппроксимации R2 = 0,96.

Зависимость длины тормозного пути автомобиля с отключенной ABS (с заблокированными колесами) на грунтовой дороге от величины начальной скорости торможения имеет вид:

Sr = 0,0041V02 + 0,0295 V0 + 0,1587 .

lamnl

Транспорт

25

30 40

скорость, км/ч

70

Рис. 4. Графики длины тормозного пути автомобиля на грунтовой дороге

Аппроксимирующая зависимость (6) получена при коэффициенте достоверности аппроксимации R2=0,98.

Таким образом, экспериментально определено, что функционирование ABS на летних дорогах несколько увеличивает длину тормозного пути. Это подтверждают практически все результаты экспериментальных исследований. Во всех трех случаях, когда автомобиль тормозил с начальными скоростями 20, 40 и 60 км/ч, тормозной путь с функционирующей ABS оказался больше, чем у автомобиля с отключенной ABS.

Проведенные экспериментальные исследования позволили установить следующее:

- при торможении на влажном асфальтобетоне ABS увеличивает тормозной путь автомобиля на 8,4%

и более;

- при торможении на сухом асфальтобетоне ABS увеличивает тормозной путь автомобиля на 9,3% и более;

- при торможении автомобиля на грунтовых дорогах ABS увеличивает тормозной путь автомобиля по сравнению с торможением с заблокированными колесами на 12,5% и более;

- прекращение работы ABS приводит к блокировке тормозящих колес, нарушению устойчивости и управляемости автомобиля, а отсутствие регуляторов тормозных сил на автомобилях с ABS еще больше усугубляет эти негативные тенденции.

Статья поступила 18.12.2013 г.

Библиографический список

1. Бойко А.В., Федотов А.И., Потапов А.С. О повторяемости измерений параметров процесса торможения автомобиля на стенде с беговыми барабанами // Вестник Иркутского государственного технического университета. 2008. № 1. С. 63-71.

2. Патент № 2365516 РФ, МПК7. Способ оценки тормозной эффективности и устойчивости автомобиля, оборудованного антиблокировочной системой, способ оценки работоспособности антиблокировочной системы автомобиля и устройство для осуществления способов / А.И. Федотов, Е.М. Портня-гин. Заявл. 08.04.08; опубл. 27.09.09.

3. Портнягин Е.М., Федотов А.И., Бойко А.В. Моделирование процесса торможения автомобиля с ABS на полноопорном диагностическом стенде с беговыми барабанами // Вестник

Иркутского государственного технического университета. 2008. № 4. С. 95-100.

4. Федотов А.И. Диагностика автомобиля: учебник для студентов вузов, обучающихся по направлению подготовки бакалавров и магистров «Эксплуатация транспортно-технологических машин и комплексов». Иркутск: Изд-во ИрГТУ, 2012.

5. Федотов А.И. Повышение эффективности работы антиблокировочных систем при колебаниях нормальной нагрузки: дис. ... канд. техн. наук: 05.05.03. М., 1986. 185 с.

6. Федотов А.И., Портнягин Е.М., Доморозов А.Н. Стенд и метод контроля процесса торможения автомобиля с ABS // Автомобильная промышленность. 2009. № 11. С. 28-31.