Поліпшення стійкості легкових автомобілів раціональним вибором в експлуатаційних умовах характеристик фрикційних пар - Автореферат

ХАРКІВСЬКИЙ НАЦІОНАЛЬНИЙ АВТОМОБІЛЬНО-ДОРОЖНІЙ УНІВЕРСИТЕТ Робота виконана у Харківському національному автомобільно-дорожньому університеті Міністерства освіти і науки України. Подригало Михайло Абович, Харківський національний автомобільно-дорожній університет, завідувач кафедри технології машинобудування та ремонту машин. Захист відбудеться 29 квітня 2009 р. о 12-00 годині на засіданні спеціалізованої вченої ради Д64.059.02 при Харківському національному автомобільно-дорожньому університеті за адресою: 61002, м. З дисертацією можна ознайомитись у бібліотеці Харківського національного автомобільно-дорожнього університету за адресою: 61002, м.Методика вибору фрикційних пар за умови забезпечення курсової стійкості може використовуватися під час проектування, експлуатації автомобілів, а також під час оцінки гальмівних властивостей автомобілів, у тому числі під час обєктивного розслідування дорожньо-транспортних пригод. Дослідження проводилися на кафедрі технології машинобудування й ремонту машин і кафедрі технічної експлуатації та сервісу автомобілів Харківського національного автомобільно-дорожнього університету і є складовою частиною рішення проблеми підвищення безпеки руху транспортних засобів відповідно нормативних документів і актів України про дорожній рух; Бокариуса з проблеми «Безпека дорожнього руху», - за темою «Дослідження впливу стану дорожніх покриттів, які мають різні коефіцієнти зчеплення, на стійкість руху транспортних засобів». Для досягнення зазначеної мети необхідно вирішити такі завдання: - зробити оцінку стійкості легкових автомобілів проти заносу в процесі гальмування за коефіцієнтом стійкості; Наукова новизна отриманих результатів: - вперше з використанням коефіцієнта стійкості визначено різні варіанти черговості блокування коліс залежно від дійсного розподілу гальмових сил між осями і інтенсивності гальмування, що характеризуються тангенціальним коефіцієнтом використання зчіпної ваги автомобіля;Нестабільність параметрів фрикційних матеріалів у гальмових механізмах за умови дії високих температур, швидкостей, статичних і динамічних навантажень може негативно позначитися на ефективності гальмування й стійкості руху автомобіля. За аналогією зі стійкістю положення машини можливо визначити, що стійкість під час заносу є динамічною стійкістю, а стійкість проти заносу є статичною стійкістю. Проведений літературний аналіз показав, що на сьогодні питання курсової стійкості автомобіля під час гальмування з урахуванням характеристик фрикційних пар на осях автомобіля під час службових гальмувань, а особливо за умов низьких коефіцієнтів зчеплення коліс з дорогою та руху в гірський місцевості не розглядалося. Під час дії бічної сили максимально припустима (за умови відсутності блокування коліс автомобіля) гальмова сила зменшується. Раніше під час розрахунку ідеального розподілу гальмівних сил на передню вісь пропонувалося виділяти три зони величин бічних сил залежно від одночасності або різночасності блокування коліс:-зона I, у якій відбувається одночасне блокування переднього і заднього внутрішніх коліс;Зміна розподілу гальмівних сил автомобіля між осями під час циклічних службових гальмувань, що є наслідком фрикційної нестабільності гальм, може привести до появи небезпечних з точки зору втрати курсової стійкості умов гальмування. Отримані в роботі залежності звязують між собою ідеальний за умовами одночасного доведення до грані блокування передніх і задніх коліс коефіцієнт розподілу гальмових сил між осями з геометричними параметрами та сповільненням автомобіля. Зазначені залежності є більше загальними в порівнянні з відомими законами, оскільки дозволяють визначити ідеальний розподіл гальмових сил між осями не лише під час екстрених, але й під час службових гальмувань. Чим вищим є коефіцієнт розподілу гальмових сил між осями, тим вищим є значення коефіцієнту стійкості автомобіля проти заносу під час службових гальмувань. Отримані діаграми, у яких використаються координати: тангенціальний коефіцієнт використання зчіпної ваги, що характеризує інтенсивність гальмування автомобіля, і постійний дійсний коефіцієнт розподілу гальмових сил між осями, дозволяють оцінювати вплив динаміки зміни останнього під час циклічних службових гальмувань на черговість блокування коліс і стійкість автомобіля.

Основний зміст

1. Проведений аналіз літературних джерел показав, що в існуючих дослідженнях не отримано звязок між показниками стійкості автомобіля під час службових гальмувань та теплофізичними характеристиками сполучень фрикційних пар передніх і задніх гальм. Зміна розподілу гальмівних сил автомобіля між осями під час циклічних службових гальмувань, що є наслідком фрикційної нестабільності гальм, може привести до появи небезпечних з точки зору втрати курсової стійкості умов гальмування.

2. Отримані в роботі залежності звязують між собою ідеальний за умовами одночасного доведення до грані блокування передніх і задніх коліс коефіцієнт розподілу гальмових сил між осями з геометричними параметрами та сповільненням автомобіля. Зазначені залежності є більше загальними в порівнянні з відомими законами, оскільки дозволяють визначити ідеальний розподіл гальмових сил між осями не лише під час екстрених, але й під час службових гальмувань.

3. З використанням коефіцієнту стійкості автомобіля проти заносу визначені черговість блокування коліс за умови дії бічної сили на дорогах з різним коефіцієнтом зчеплення й коефіцієнтом постійного розподілу гальмових сил між осями. Зазначена черговість залежить від інтенсивності гальмування автомобіля. Отримані залежності для визначення коефіцієнту стійкості за умови різної черговості блокування коліс і величин діючих бічних сил дозволяють здійснювати раціональний вибір коефіцієнту постійного розподілу гальмових сил між осями, а також того або іншого закону його регулювання. Чим вищим є коефіцієнт розподілу гальмових сил між осями, тим вищим є значення коефіцієнту стійкості автомобіля проти заносу під час службових гальмувань.

4. Отримані діаграми, у яких використаються координати: тангенціальний коефіцієнт використання зчіпної ваги, що характеризує інтенсивність гальмування автомобіля, і постійний дійсний коефіцієнт розподілу гальмових сил між осями, дозволяють оцінювати вплив динаміки зміни останнього під час циклічних службових гальмувань на черговість блокування коліс і стійкість автомобіля. Траєкторія переміщення вузлової точки в межах діаграми дозволяє визначити раціональний закон регулювання розподілу гальмових сил між осями залежно від тангенціального коефіцієнту використання зчіпної ваги (інтенсивності гальмування).

5. Обґрунтоване раціональне значення коефіцієнту розподілу гальмової сили на передню вісь із урахуванням службових гальмувань для умовного автомобіля (з параметрами ; ; ) становить , у той час як раціональне значення зазначеного коефіцієнту, знайдене відомими методами для екстрених гальмувань, становить . Установка регуляторів розподілу гальмових сил між бортами дозволяє підвищити як стійкість автомобіля проти заносу, так і його керованість. За умови ідеального регулювання розподілу гальмових сил між осями за законом реалізується коефіцієнт стійкості, який дорівнює одиниці.

6. У результаті проведеного експериментального дослідження визначено динаміку зміни реалізованого сповільнення кожного колеса передньої й задньої осей автомобіля під час циклічних гальмувань. Це дозволяє визначати динаміку зміни коефіцієнту розподілу гальмових сил між осями за умови різного сполучення фрикційних пар передніх і задніх гальм. Мінімальне значення коефіцієнту розподілу гальмівних сил було зафіксовано при сполученні колодок SCT-ЗАЗ, а максимальне значення при сполученні Best-TRW. Пересувна діагностична станція може використовуватися для здійснення вибору сполучення передніх і задніх фрикційних пар у процесі проведення сертифікаційних випробувань.

7. На базі розробленої теорії оцінки стійкості легкового автомобіля проти заносу в процесі гальмування й проведеного експерименту розроблено програму проведення перевірки ефективності сполучення гальмових пар. Розроблена програма може бути корисною для конструкторів автотранспорту (вибір раціонального розподілу гальмівних сил), працівників, що сертифікують фрикційні матеріали, які використовуються у гальмівних механізмах автомобілів ( їх вірний підбір на осях автомобіля), а також під час проведення автотехнічної експертизи ДТП.

Основні наукові та практичні результати, викладені в дисертації: 1. Устойчивость колесных машин против заноса в процессе торможения и пути ее повышения / [М.А. Подригало, В.П. Волков, В.А. Павленко и др. / под редакцией М.А. Подригало]. - Харьков: Изд-во ХНАДУ - 2006. - 377 с.

Автором написаний розділ 2 «Оцінка стійкості двовісних автомобілів проти заносу в процесі гальмування», крім підрозділу 2.2.

2. Павленко В.Н. Зоны и последовательность блокирования колес автомобиля при служебных торможениях / В.Н. Павленко// Вестник ХНАДУ. - Х., 2007. - №39. - С.45-47.

3. Павленко В.М. Перевірка стійкості автомобіля при відомому розподілі гальмівних сил / В.М. Павленко // Вісник ХДТУСГ “Механізація сільскогосподарського виробництва”. Зб. наук. пр. - Х., 2008. - №75. - С.301-306.

4. Павленко В.М. Результаты дорожных испытаний легкового автомобиля с различными сочетаниями тормозных накладок на передней и задней оси / Ю.В. Тарасов, В.Н. Павленко // Вісник ХДТУСГ “Механізація сільскогосподарського виробництва”. Зб. наук. пр. - Х., 2007. - №60. - С. 195-201.

Автором розроблено методику для випробувань легкового автомобіля під час різного сполучення гальмівних колодок на передній та задній осях автомобіля.

5. Павленко В.М. Определение коэффициента устойчивости автомобиля против заноса при торможении на пределе блокирования наружных колес автомобиля / М.А. Подригало, В.Н. Павленко // “Автомобіле- та тракторобудування” НТУ “ХПІ”. Зб. наук. пр. - Х., 2007. - №1(4). - С. 101-106.

Автором визначено стійкість автомобіля на межі блокування зовнішніх коліс автомобіля.

6. Павленко В.М. Определение границ устойчивого состояния автомобиля против заноса при служебных торможениях / Подригало М.А., Павленко В.Н. // Вісті Автомобільно-дорожнього інституту: Науково-виробничий збірник АДІ ДВНЗ «ДОННТУ». - Горлівка, 2007. - №1(4). - с.118-123.

Автором знайдено граничні умови стійкості автомобіля проти заносу під час службових гальмувань.

7. Павленко В.М. Определение коэффициента устойчивости двухосного автомобиля против заноса в процессе служебных торможений / М.А. Подригало, М.В. Байцур, В.Н. Павленко // “Автомобильный транспорт” ХНАДУ. Сб. науч.тр. - Х., 2007. - №20. - С. 13-15.

Автором запропоновано коефіцієнт стійкості як критерій оцінки стійкості легкових автомобілів під час гальмувань проти заносу.

8. Павленко В.М. Оценка устойчивости легковых автомобилей против заноса в процессе служебных торможений / М.А. Подригало, Ю.В. Тарасов, В.Н. Павленко // “Автомобіле- та тракторобудування” НТУ “ХПІ”. Зб. наук. пр. - Х., 2006. - №6. - С. 93-97.

Автором визначено залежність розподілу гальмівних сил автомобіля від коефіцієнта використання зчіпної ваги.

9. Павленко В.М. Определение коэффициента устойчивости автомобиля против заноса при регулировании распределения тормозных сил между бортами / М.А. Подригало, В.Н. Павленко // XIII Научно-техническая конференция “Транспорт, экология - устойчивое развитие”. - Варна, Болгария 2007. - С. 528-533.

Автором визначений коефіцієнт стійкості автомобіля проти заносу під час регулюваня розподілу гальмівних сил між бортами.

10. Влияния нестабильности тормозных механизмов на распределения тормозных сил между осями легкового автомобиля / М.А. Подригало, В.П. Волков, Ю.В. Тарасов, В.Н. Павленко // Транспортные системы Сибири - Красноярск: КГТУ. - 2005. - №1. - С. 158-160.

Автором сформульовані умови забезпечення стійкості автомобіля.