Науково-прикладні основи системного аналізу та оптимального проектування гальмових керувань автобусів - Автореферат

У запропонованій концепції істотно розширені контури досліджуваної системи, до якої віднесено ГК з усіма вищеназваними підсистемами з урахуванням функціонально повязаної з ним багатомасової просторової системи «гальмуючий автобус» з підсистемами «підвіска», «кермове керування», «колесо - дорога» та «водій». Отже, розроблення теоретичних основ аналізу та оптимального проектування на засадах системотехніки ГК автобусів та їх підсистем з урахуванням звязків з іншими функціональними системами гальмуючого автобуса становить важливу і актуальну науково-прикладну проблему. Визначити контури, перелік системоутворювальних елементів, горизонтальну та вертикальну ієрархічну структуру досліджуваної системи та обґрунтувати доцільність використання системотехніки як методологічної основи для аналізу та оптимального проектування ГК автобуса у складі відкритої ергатичної системи «гальмуючий автобус». Розробити комплекс математичних моделей з програмним забезпеченням для аналізу та синтезу відкритої ергатичної системи «гальмуючий автобус» та її підсистем - «колесо - дорога» і «водій». Розробити ММ і на їх основі проаналізувати робочі процеси та синтезувати підсистеми «гальмові механізми», для чого: вивести залежності і здійснити параметричну оптимізацію барабанних гальмових механізмів (БГМ); проаналізувати вплив різних чинників на температуру гальмових механізмів; отримати залежності та проаналізувати механічні і термічні напруження в дискових гальмових механізмах (ДГМ); розробити конструкції нових гальмових механізмів.З метою виявлення резервів покращання гальмових властивостей автобусів в роботі досліджується відкрита ергатична система «гальмуючий автобус» (ВЕГА) з розширеними контурами, до складу якої входить ГК з його основними підсистемами - гальмові механізми, ПГП, РГС та АБС, а також функціонально повязана з ним багатомасова просторова система «гальмуючий автобус» з підсистемами нижчого рівня - «підвіска» і «кермове керування» та однорівневими підсистемами «колесо - дорога» і «водій». Зясована наявність у досліджуваній системі всіх ознак системності (цілісність, відкритість, ергатичність, наявність структури, ієрархічність, цілеспрямованість, стахостичність, мінливість у часі, багатоаспектність), у звязку з чим в роботі набули подальшого розвитку питання використання системотехніки як методологічної основи для аналізу та оптимального проектування ГК автобуса у складі ВЕГА. У першому розділі відзначено, що питаннями динаміки гальмування АТЗ, стійкості при гальмуванні, а також дослідженнями робочих процесів та проектуванням підсистем ГК займалися такі вчені як М.П. Просторова ММ підсистеми «гальмуючий автобус» має такі особливості: автобус розглядається як обєкт, який складається з 9 мас і має 14 ступенів вільності; наявність у ММ багатомасової підсистеми «кермове керування» з можливістю використання для досліджень передатної функції підсистеми «водій»; рух кузова розглядається як загальний випадок руху вільного твердого тіла, який має 6 ступенів вільності, причому його центр мас не знаходиться у поперечній площині, яка проходить через центр мас автобуса; враховується вплив кінематичної схеми підвіски на диферент та крен кузова; взаємодія коліс з дорогою у площині дороги описується неперервними функціями коефіцієнтів поздовжньої та поперечної сил, які залежать від сумарного проковзування коліс. Q=OХГ2 `УГ2 0,5(`ХГ `УГ?ХГ `УГ ?)-1, де `ХГ - поздовжній скалярний критерій ефективності, тобто нормована найбільша віддаль між відповідними габаритними точками автобуса вздовж осі х на початку та в кінці гальмування (з урахуванням повороту автобуса);`УГ - поперечний скалярний критерій ефективності, який відповідає нормованій найбільшій поперечній координаті габаритних точок гальмуючого автобуса в процесі гальмування.Під керівництвом та за безпосередньою участю автора створені: спеціалізований інерційний гальмівний стенд з автоматизованим керуванням та вимірювальним комплексом для дослідження БГМ і ДГМ автобусів всіх класів; два стенди з вимірювальною апаратурою для дослідження ПГП з повним просторовим відтворенням конфігурації контурів реальних ПГП; дві дорожні лабораторії, оснащені програмно-вимірювальними комплексами з безконтактним вимірюванням швидкості, шляху та сповільнення і з опрацюванням та відображенням інформації на портативному компютері; стенди для дослідження робочих процесів РГС і АБС. За їх допомогою експериментально підтверджено адекватність ММ досліджуваних підсистем і засвідчена добра якісна та задовільна кількісна збіжність (8 - 15%) результатів моделювання з експериментальними даними, статистична обробка яких здійснювалось з використанням критеріїв Кохрена, Стюдента та Фішера. Це підтвердило можливість їх використання для аналізу підсистем та процесу гальмування автобусів у цілому, а також для синтезу ГК та їх складових частин. Поряд з перевіркою адекватності ММ, отримано фрикційні характеристики гальм та їх пар тертя у вигляді поліномів до третього порядку та поповнена база знань, необхідних для моделю

2. ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ