Фізичні та математичні моделі для оцінки гальмових властивостей автомобілів. Дослідження їх стабільності при різних варіантах сполучення фрикційних матеріалів на передніх і задніх осях в дорожніх умовах і на барабанному стенді. Вибір фрикційних пар.
Аннотация к работе
Поліпшення експлуатаційних властивостей легкових автомобілів удосконалюванням методики вибору гальмових колодокОднією з причин такого явища є нестабільність гальмових властивостей автомобілів, що обумовлена низькою якістю фрикційних матеріалів гальмових колодок, які поставляються на ринок України. Автомобіль, що сходить з конвеєра заводу має якісно підібрані гальмові колодки, але в експлуатації власник на нього установлює будь-які колодки, які купує на ринку. Вказана ситуація аргументує необхідність розробки методики вибору гальмових колодок для передніх і задніх гальмових механізмів в умовах експлуатації автомобілів, а також при оцінці їх гальмових властивостей, у тому числі - при розслідуванні дорожньо-транспортних пригод. Відповідно до поставленої мети в роботі були визначені наступні задачі: - розробити фізичні та математичні моделі для оцінки гальмових властивостей автомобілів; Обєкт дослідження - динаміка гальмування автомобіля і процеси, що відбуваються на поверхнях тертя передніх і задніх гальмових механізмів легкових автомобілів при різному сполученні фрикційних пар.Уперше енергетичний аспект роботи гальм був розглянутий Бухариним М.А. Як правило, іде оцінка трибофізичних властивостей фрикційних матеріалів на машині тертя та для одного гальма - на інерційному стенді (визначення температур фрикційних поверхонь при гальмуванні, коефіцієнтів тертя), після чого видається дозвіл на використання в експлуатації. Для того, щоб визначити енергонавантаженість гальмових накладок, потрібно визначити, як розподіляється поглинена кінетична енергія (робота тертя гальм). Опис безперервною функцією зміни моментів, що повертають, на осях, викликаних нерівномірністю гальмових механізмів, дозволяє полегшити аналіз впливу цієї нерівномірності на курсову стійкість автомобіля при гальмуванні. Остання обставина обумовлена тим, що при нерівномірному поглинанні енергії гальмами лівого і правого бортів зявляється нерівномірність гальмових моментів і гальмових сил, момент що повертає і приводить до замету автомобіля.Аналіз літературних джерел і нормативних документів показав, що сьогодні при сертифікації фрикційних пар гальм не враховується сумісність характеристик фрикційної теплостійкості гальмових колодок передньої і задньої осей. Відсутність методики вибору гальмових колодок для передніх і задніх гальмових механізмів легкових автомобілів може стати однією з причин виходу параметрів розподілу гальмових сил за межі припустимих значень, що може викликати втрату курсової стійкості при гальмуванні. Описані безперервною функцією зміни моментів, що повертають на осі, викликані нерівномірністю гальмових механізмів, дозволили нам полегшити аналіз впливу цієї нерівномірності на курсову стійкість автомобіля при гальмуванні. Запропоновані фізичні і математичні моделі динаміки зміни коефіцієнта розподілу гальмових сил між осями дозволили здійснити аналіз впливу низької фрикційної теплостійкості гальмових механізмів на курсову стійкість автомобілів. На підставі проведених досліджень розроблена вдосконалена методика для проведення сертифікації гальмових колодок, що поставляються на ринок України, згідно якої рекомендується проводити сертифікаційні випробування комплектами передніх і задніх гальмових колодок, що виключає залежність гальмових властивостей автомобіля від невідповідних фізико-трибологічних характеристик пар тертя.
План
Основний зміст роботи
Вывод
1. Аналіз літературних джерел і нормативних документів показав, що сьогодні при сертифікації фрикційних пар гальм не враховується сумісність характеристик фрикційної теплостійкості гальмових колодок передньої і задньої осей. Відсутність методики вибору гальмових колодок для передніх і задніх гальмових механізмів легкових автомобілів може стати однією з причин виходу параметрів розподілу гальмових сил за межі припустимих значень, що може викликати втрату курсової стійкості при гальмуванні.
2. Отримані залежності, які дозволяють оцінити динаміку гальмових сил на окремих колесах і осях автомобіля, а також загальну гальмівну силу. Описані безперервною функцією зміни моментів, що повертають на осі, викликані нерівномірністю гальмових механізмів, дозволили нам полегшити аналіз впливу цієї нерівномірності на курсову стійкість автомобіля при гальмуванні.
3. Підвищення енергонавантаженості гальм є рівним розподілу гальмових моментів між передніми і задніми колесами. При рівному (bm= 0,5) розподілі гальмових моментів між передніми і задніми колесами розподіл гальмових сил BP>0,5 для задьоприводних автомобілів і BP<0,5 для передньоприводних автомобілів при службових гальмуваннях із включеним зчепленням. Для повнопривідних автомобілів BP=bm= 0,5.
4. Запропоновані фізичні і математичні моделі динаміки зміни коефіцієнта розподілу гальмових сил між осями дозволили здійснити аналіз впливу низької фрикційної теплостійкості гальмових механізмів на курсову стійкість автомобілів. Уточнені моделі, запропоновані в роботі, лягли в основу методики вибору фрикційних пар (гальмових колодок і контртіл) передніх і задніх гальмових механізмів автомобілів.
5. На підставі проведених досліджень розроблена вдосконалена методика для проведення сертифікації гальмових колодок, що поставляються на ринок України, згідно якої рекомендується проводити сертифікаційні випробування комплектами передніх і задніх гальмових колодок, що виключає залежність гальмових властивостей автомобіля від невідповідних фізико-трибологічних характеристик пар тертя.
6. Запропоновано коефіцієнт ефективності як критерій функціональної стабільності гальмових властивостей автомобіля, що являє собою відношення середнього уповільнення до середнього приводного тиску, обчислювальних за одне гальмування. Використання зазначеного критерію дозволило визначити, що використовуване сполучення гальмових колодок «Соболь» на передній осі і «Начало (ТИИР-445)» на задній осі дають найкращий результат =0,87. У той же час можливе одержання низького значення коефіцієнта ефективності = 0,58 при деяких сполученнях існуючих передніх і задніх гальмових колодок, як українського, так і закордонного виробництва. Отримані результати необхідно враховувати як при проведенні сертифікаційних робіт випробування гальмових колодок, так і при їхній експлуатації, а також при автотехничній експертизі ДТП.
7. При проведенні випробування комплекту передніх і задніх гальмових колодок уведено поняття «ідеального партнера», під яким розуміється фрикційний матеріал, характеристики фрикційної теплостійкості якого в сполученні з аналогічними характеристиками фрикційного матеріалу на протилежній осі, забезпечують постійне значення коефіцієнту розподілу гальмових моментів на передній осі при циклічному гальмуванні.
8. Запропонована методика вибору передніх і задніх гальмових накладок дозволила нам визначити раціональні сполучення гальмових колодок для легкового автомобіля 2 класу «АЗЛК - 2140»: «ВАТИ-МИГ», «ВАТИ-Харків», «Соболь-Харків», «Соболь-Начало (ТИИР-445)».
Список литературы
1. Тарасов Ю.В. Анализ методик оценки температурного режима пар трения автомобильных тормозов // Автомобильный транспорт. - Харьков: ХНАДУ. - 2003. - №13. - С. 106-109.
2. Тарасов Ю.В. Испытания фрикционных материалов тормозных механизмов автомобилей на теплостойкость // Механіка та машинобудування - Харків: НТУ «ХПІ». - 2005. - №1. - С. 179 - 184.
3. Кухтов В.Г., Тарасов Ю.В. Физическая модель высокотемпературного изнашивания фрикционных материалов автомобилей и тракторов // Автомобиле- и тракторостроение. - Харьков: Вестник НТУ «ХПИ». - 2004 №16. - С. 77-80. Здобувачем запропоновано фізичну модель високотемпературного зношування фрикційних матеріалів автомобілів.
4. Подригало М.А., Тарасов Ю.В. Распределение тормозных сил между осями автомобиля с учетом вращающихся масс трансмиссии // Автомобиле-и тракторостроение. - Харьков: Вестник НТУ «ХПИ». - 2005. №10. - С. 102-106. Здобувачем визначено вплив обертових мас трансмісії на енергонавантаженість гальмових механізмів автомобіля.
5. Подригало М.А., Тарасов Ю.В. Моделирование динамики изменения тормозных сил на колесах автомобиля // Автомобильный транспорт. - Харьков: ХНАДУ. - 2005. - №16. - С. 162-165. Здобувачем запропоновано залежності моделювання динаміки зміни гальмових сил на колесах автомобіля.
6. Подригало М.А., Тарасов Ю.В. Определение общей тормозной силы автомобиля и коэффициента ее распределения на переднюю ось // Транспорт, экология - устойчивое развитие. - Варна: ТУ. - 2005. - №9. - С. 368-374. Здобувачем запропоновано опис динаміки зміни коефіцієнта розподілу гальмових сил між осями в процесі службових гальмувань по експоненті.
7. Подригало М.А., Волков В.П., Тарасов Ю.В. Оценка курсовой устойчивости двухосных автомобилей при торможении со всеми заблокированными колесами // Вісник Східноукраїнського національного університету імені Володимира Даля. - Луганськ: СНУ імені В. Даля. - 2005. - №6. - С. 43 - 46. Здобувач визначив вплив стабільності фрикційних властивостей гальмових механізмів на курсову стійкість
8. Подригало М.А., Тарасов Ю.В., Павленко В.Н. Оценка устойчивости легковых автомобилей против заноса в процессе служебных торможений // Автомобиле- и тракторостроение. - Харьков: Вестник НТУ «ХПИ». - 2006 №6. - С. 93-97. Здобувачем проведено моделювання процесу гальмування з урахуванням розподілу гальмових сил між осями автомобіля.
9. Подригало М.А., Волков В.П., Тарасов Ю.В., Павленко В.Н. Влияние нестабильности тормозных механизмов на распределение тормозных сил между осями легкового автомобиля // Транспортные системы Сибири - Красноярск: КГТУ. - 2005. - №1 - С. 158 -160. Здобувачем проведено аналіз впливу стабільності характеристик фрикційних матеріалів на гальмові властивості автомобілів.
10. Тарасов Ю.В., Павленко В.Н. Влияние нагрева тормозных колодок на параметры торможения автомобиля // Механізація сільськогосподарського виробництва. - Харьков: ХГТУСХ. - 2005. - №41. - С. 152 - 160. Здобувачем проведена оцінка зміни гальмових властивостей автомобіля при нагріванні гальмових колодок.
11. Подригало М.А., Тарасов Ю.В. Методика рационального выбора фрикционных пар передних и задних тормозов автомобилей по температурным характеристикам // Автомобильный транспорт. - Харьков: ХНАДУ. - 2004. - №15. - С. 13-17. Здобувачем розроблено методику вибору фрикційних пар тертя за критерієм функціональної стабільності коефіцієнта розподілу гальмових сил.