Исследование процесса торможения автомобильного колеса на стенде с беговыми барабанами

Транспорт

представляет оценка стоимости задержек пешеходов, которая необходима для выполнения сравнения типов регулируемых пешеходных переходов.

Библиографический список

1. ГОСТ 23457-86 "Технические средства организации дорожного движения. Правила применения"

2. Закс Л. Статистическое оценивание / пер. с нем. В.И. Варыгина; под ред. Ю.П. Горского. - М.: Статистика, 1976. - 598 с.

3. Кременец Ю.А. Технические средства организации дорожного движения. - М.: Транспорт, 1990. - 255 с.

4. Михайлов А.Ю. Современные тенденции проектирования и реконструкции улично-дорожных сетей городов / А.Ю. Михайлов, И.М.Головных. - Новосибирск: Наука, 2004. - 267 с.

5. Highway Capacity Manual 2000. - Transportation Research Board, National Research Council. - Washington, D.C., USA, 2000. - 1134 p.

УДК 629.113.001

ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЦЕССА ТОРМОЖЕНИЯ АВТОМОБИЛЬНОГО КОЛЕСА НА СТЕНДЕ С БЕГОВЫМИ БАРАБАНАМИ

А.А.Смолин1, И.М.Григорьев2

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

Разработана математическая модель процесса торможения автомобиля на стенде с беговыми барабанами. Ил. 2. Библиогр. 7 назв.

Ключевые слова: автомобиль, тормозной стенд, диагностика, тормозная система, математическая модель.

THE STUDY OF THE AUTOMOBILE WHEEL BRAKING PROCESS ON THE CHASSIS DYNAMOMETER TEST BED A.A. Smolin, I.M. Grigorjev

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

The authors developed a mathematical model of an automobile braking process on the chassis dynamometer braking test bed.

2 figures. 7 sources.

Key words: an automobile, a braking test bed, diagnostics, a braking system, a mathematical model.

Контроль тормозных систем автотранспортных средств в условиях эксплуатации может осуществляться как в дорожных, так и в стендовых условиях [3]. Наиболее эффективным контролем тормозных систем автотранспортных средств для нашего климата следует считать стендовые.

Применение новых, даже самых совершенных и надежных, электронных тормозных систем не гарантирует их безотказной работы. Поэтому необходима систематическая, тщательная диагностика и регулировка в процессе эксплуатации. Это заставляет искать новые методы задания тестовых режимов и измерения диагностических параметров, позволяющие с высокой достоверностью оценивать тормозные свойства автомобилей в стендовых условиях.

Решение таких задач начинается с исследования экспериментального материала, который послужит для разработки математического описания. Наличие адекватного математического описания позволит наиболее полно проанализировать исследуемый процесс. Исследования проводились на кафедре автомобильного транспорта Иркутского государственного технического университета. В процессе исследования производилась регистрация реализованной касательной реакции Ях, тормозного мо-

мента Мт. Полученная осциллограмма процесса торможения колеса на роликах диагностического стенда представлена на рис. 1.

О 0,2 0,4 ftn6 |»,S I 1,2 1,4 Бремя горможеыил, t с

Рис. 1. Графики экспериментальных зависимостей продольных реакций на колесах передней оси автомобиля TOYOTA-COROLLA от времени

Группой ученых ИрГТУ разработана математическая модель, позволяющая с высокой достоверностью выполнить анализ процессов торможения автомобильного колеса в составе с АБС на роликах диагностического стенда. Математическая модель состоит из следующих основных разделов: 1. Определение положения колеса на роликах стенда.

1Смолин Александр Анатольевич, аспирант, тел.: 64-13-27, e-mail: tsmolin@rambler.ru. Smolin Alexander Anatoljevich, a postgraduate, tel. 64-13-27, e-mail: tsmolin@rambler.ru.

2Григорьев Иван Михайлович, кандидат технических наук, доцент кафедры автомобильного транспортa, тел.: 60-00-58, e-mail: 250280@rambler.ru.

Grigorjev Ivan Mihailovich, a candidate of technical sciences, an associate professor of the Chair of Automobile Transport, tel.: 60-0058, e-mail: 250280@rambler.ru.

Транспорт

2. Математическая модель шины.

3. Математическая модель тормозного механизма. Для определения нормальных реакций, возникающих от радиальной деформации шины при их контакте с беговыми барабанами, необходимо математическое описание геометрии положения колеса на роликах стенда.

Деформацию шины на роликах стенда определяем по выражению [1]:

^С1 = ГС + ГБ - АС1 ,

где гС - свободный радиус колеса; гБ - радиус бегового барабана; ЬС1 - расстояние между центром оси

вращения колеса и центрами оси вращения беговых барабанов [1].

Нормальные реакции Яг, возникающие от радиальной деформации шины при их контакте с беговыми барабанами, определяются [1]:

Rz —

\ C ш ' DhCi Kт^ис\, I 0, если DhC1 £ 0

если DhCl > 0

где СШ - радиальная жесткость шины; АИС1 - деформации шин в радиальном направлении; УНС1 -

скорость деформации шины; КШ - коэффициент

демпфирования.

Математическое описание силовых и кинематических параметров колеса разработано на основе характеристик сцепления эластичного колеса с опорной поверхностью в установившемся режиме торможения [1, 2]. При этом величина реализованной касательной реакции представлена в виде

Ях = Я(мах  I(Л),

где (рмлх - максимальный коэффициент сцепления

колеса с опорной поверхностью; I (Л) - некоторая

функция проскальзывания Л.

Эта функция - результат нормирования полученной экспериментальным путем р - Л диаграммы по максимальным значениям.

Радиус качения гК0 главным образом зависит

от величины нормальной нагрузки на представляет нелинейную зависимость

колесо и

ГК 0 = М1 -

Совместно с уравнением вращательного движения колеса математическое описание образует систему уравнений

Зк а>к =-Мт + • гк о ;

RX — RZ

Vmax •sin [a • arctS(b •S)];

W • r

S — l K ' K 0

rK0 — M1 -(

,(1 - С+ С2 • Яг ).

При математическом описании основной характеристики тормозного механизма, имеющей вид петлевой нелинейности, которая получена экспериментальным путем, был применен метод кусочно-линейной аппроксимации. При этом учитывалось наличие при работе тормозного механизма зоны нечувствительности, а также снижение тормозного момента при блокировке колеса до значения реализованного момента по сцеплению.

С использованием разработанного математического описания составлена программа, при помощи которой производилось моделирование торможения колеса на стенде с беговыми барабанами. Программирование производилось с использованием алго-

0f>, L"

4 1

О

R-, к!1 Ji, id!

2,5

1,S t

•ii,

r.,'f ' -"V

Л и

\ j:------

W Б • ГБ

P № (1,4 !),[; ii,К I 1,3 1,4

Рис. 2. График моделирования процесса торможения автомобильного колеса TOYOTA-COROLLA на тормозном стенде с беговыми барабанами СТМ-3500

при коэффициенте сцепления jMAX0 = 0,8

ритмического языка Turbo Basic.

В качестве примера показан моделированный процесс торможения колеса на стенде с беговыми барабанами, рис. 2. Из рисунка видно, что результаты моделирования, проведенные для наиболее характерных условий работы системы, показывают, что рассчитанные с помощью математического описания значения касательной реакции RX отличаются от экспериментальных на 2%.

Таким образом, разработанное математическое описание дает хорошее качественное и количественное соответствие с результатами эксперимента и может быть использовано при анализе процесса торможения колеса на роликах диагностического стенда.

Библиографический список

1. Федотов А.И. Многомассовая модель для исследования процесса торможения автомобиля на стенде с беговыми барабанами / А.И. Федотов, А.В. Бойко // Вестник ИрГТУ. - 2007.- № 4. - С. 67-71.

2. А.И. Федотов О повторяемости измерения параметров процесса торможения автомобиля на стенде с беговыми барабанами / А.И. Федотов, А.В. Бойко, А.С. Потапов // Вестник ИрГТУ. - 2008.- № 1. - С. 63-71.

3. ГОСТ Р 51709-2001. Автотранспортные средства. Требования безопасности к техническому состоянию и методы проверки. Введ. 01.01.2002. - М.: Изд-во стандартов, 2002. - 28 с.