Разработка регулятора и имитационной модели пневматической тормозной системы автопоезда - Дипломная работа

Таким образом, в автомобилях КАМАЗ, тормозные механизмы задней тележки являются общими для рабочей, запасной и стояночной тормозных систем, а две последние имеют, кроме того, и общий пневматический привод. Контур I привода рабочих тормозных механизмов передней оси состоит из части тройного защитного клапана, ресивера вместимостью 20 л с краном слива конденсата и датчиком падения давления в ресивере, части двухстрелочного манометра, нижней секции двухсекционного тормозного крана, клапана контрольного вывода, клапана ограничения давления; двух тормозных камер, тормозных механизмов передней оси тягача, трубопроводов и шлангов между этими аппаратами. Контур II привода рабочих тормозных механизмов задней тележки состоит из части тройного защитного клапана, ресиверов общей вместимостью 40 л с кранами слива конденсата и датчиком падения давления в ресивере, части двухстрелочного манометра, верхней секции двухсекционного тормозного крана, клапана контрольного вывода, автоматического регулятора тормозных сил с упругим элементом, четырех тормозных камер, тормозных механизмов задней тележки (промежуточного и заднего мостов), трубопроводов и шланга между этими аппаратами. Контур III привода механизмов запасной и стояночной тормозных систем, а также, комбинированного привода тормозных механизмов прицепа (полуприцепа) состоит из части двойного защитного клапана, двух ресиверов общей вместимостью 40 л с краном слива конденсата и датчиком падения давления в ресиверах, двух клапанов контрольного вывода, ручного тормозного крана, ускорительного клапана, части двухмагистрального перепускного клапана, четырех пружинных энергоаккумуляторов, тормозных камер, датчика падения давления в магистрали пружинных энергоаккумуляторов, клапана управления тормозными механизмами прицепа с двухпроводным приводом, одинарного защитного клапана, клапана управления тормозными механизмами прицепа с однопроводным приводом, трех разобщительных кранов, трех соединительных головок, головки однопроводного привода тормозных механизмов прицепа и двух головок двухпроводного привода тормозных механизмов прицепа, двухпроводного привода тормозных механизмов прицепа, пневмоэлектрического датчика «стоп-сигнала», трубопроводов и шлангов между этими аппаратами. На этом рисунке обозначено: 1 - тормозные камеры типа 24; 2 (А, В, С) - контрольные выводы; 3 - пневмоэлектрический выключатель элетромагнитного клапана прицепа; 4 - кран управления вспомогательной тормозной системой; 5 - двухстрелочный манометр; 6 - компрессор 7 - пневмоцилиндр привода рычага останова двигателя; 8 - водоотделитель; 9 - регулятор давления; 11 - двухмагистральный перепускной клапан; 12-4-х контурный защитный клапан; 13 - кран управления стояночной тормозной системой; 14 - теплообменник; 15 - двухсекционный тормозной кран; 17 - пневмоцилиндры привода заслонок механизма вспомогательной тормозной системы; 18 - ресивер контура I; 19 - ресивер потребителей; 20 - выключатель сигнализатора падения давления; 21 - ресивер контура III; 22 - ресиверы контура II; 23 - кран сливг конденсата; 24 - тормозные камеры типа 20/20 с пружинными энергоаккумуляторами; 25, 28 - ускорительные клапаны; 26 - клапан управления тормозными системами прицепа с двухпроводным приводом; 27 - выключатель сигнализатора стояночной тормозной системы; 29 - клапан управления тормозными системами прицепа с однопроводным приводом; 30 - автоматические соединительные головки; 31 - соединительная головка типаПо материалам приведенных осциллограмм составлена таблица, приведенная ниже Состояние дороги Уставка по скольжению Тормозной путь, м примечание сухо 0,3 58 32,5 наименьшее число срабатываний антиюзового автомата соответствует настройке регулятора на уставку по скольжению 0.5Изделие должно противостоять разрушающему действию многократных ударных нагрузок и выполнять заданные функции, установленные в настоящих ТУ после воздействия механических ударов длительностью 20 мс. Изделие должно выполнять свои функции, сохранять внешний вид и значение параметров в условиях после воздействия повышенной или пониженной температуры. Изделие не должно иметь дефектов наружной отделки и по внешнему виду должно соответствовать сборочному чертежу. Изделие должно пройти приемно-сдаточные испытания, периодические, проверочные и испытание на надежность. Скорость повышения температуры должна быть такой, что бы обеспечивалась конденсация влаги на изделие. б) поддерживают верхнее значение температуры в камере в течении 12 часов от начала цикла.Под реализацией любого технического проекта понимается ряд этапов, включающих разработку этого проекта, его исполнение и последующую эксплуатацию. Сравнение обычно осуществляется на основе использования альтернативной стоимости активов, то есть потерь от неиспользованных возможностей, сопряженных с альтернативными вариантами. С учетом данных, полученных в таблице 3, она будет равна: - годовая норма амортизации оборудования, - балансовая стоимость оборудования, Тогда затраты на амортизацию будут составлять: Затраты н

8.3 Маркетинговый план

Назначение тормозной системы автомобиля

Тормозная система служит для снижения скорости и быстрой остановки автомобиля, а также для удержания его на месте при стоянке Наличие надежных тормозов позволяет увеличить среднюю скорость движения, а следовательно, эффективность при эксплуатации автомобиля. К тормозной системе автомобиля предъявляются высокие требования. Она должна обеспечивать возможность быстрого снижения скорости и полной остановки автомобиля в различных условиях движения. На стоянках с продольным уклоном до 16% полностью груженый автомобиль должен надежно удерживаться тормозами от самопроизвольного перемещения.

Автомобили и автопоезда КАМАЗ оборудованы четырьмя автономными тормозными системами: рабочей, запасной, стояночной, вспомогательной и приводом аварийного растормаживания.

Хотя эти системы имеют общие элементы, работают они независимо и обеспечивают высокую эффективность торможения в любых условиях эксплуатации.

Рабочая тормозная система предназначена для уменьшения скорости движения автомобиля или полной его остановки. Тормозные механизмы рабочей тормозной системы установлены на всех десяти колесах автомобиля. Привод рабочей тормозной системы - пневматический двухконтурный, он приводит в действие раздельно тормозные механизмы передней оси и задней тележки автомобиля. Управляется привод ножной педалью, механически связанной с тормозным краном. Исполнительными органами привода рабочей тормозной системы являются тормозные камеры.

Запасная тормозная система предназначена для плавного снижения скорости или остановки движущегося автомобиля в случае полного или частичного выхода из строя рабочей системы.

Стояночная тормозная система обеспечивает торможение неподвижного автомобиля на горизонтальном участке, а также на уклоне и при отсутствии водителя.

Стояночная тормозная система на автомобилях КАМАЗ выполнена как единое целое с запасной и для ее включения рукоятку ручного крана следует установить в крайнее (верхнее) фиксированное положение.

Привод аварийного растормаживания обеспечивает возможность возобновления движения автомобиля (автопоезда) при автоматическом его торможении изза утечки сжатого воздуха, аварийной сигнализацией и контрольными приборами, позволяющими следить за работой пневмопривода.

Таким образом, в автомобилях КАМАЗ, тормозные механизмы задней тележки являются общими для рабочей, запасной и стояночной тормозных систем, а две последние имеют, кроме того, и общий пневматический привод.

Система тормозная вспомогательная автомобиля служит для уменьшения нагруженности и температуры тормозных механизмов рабочей тормозной системы. Вспомогательной тормозной системой на автомобилях КАМАЗ является моторный тормоз-замедлитель, при включении которого перекрываются выпускные трубопроводы двигателя и отключается подача топлива (.

Аварийная система растормаживания предназначена для оттормаживания пружинных энергоаккумуляторов при их автоматическом срабатывании и остановке автомобиля вследствие утечки сжатого воздуха в приводе. Привод системы аварийного растормаживания сдублирован: кроме пневматического привода имеются винты аварийного оттормаживания в каждом из четырех пружинных энергоаккумуляторов, что позволяет растормозить последние механическим путем.

Система аварийной сигнализации и контроля состоит из двух частей: а) световой и акустической сигнализации о работе тормозных систем и их приводов. б) клапанов контрольных выводов, с помощью которых производится диагностика технического состояния пневматического тормозного привода, а также (при необходимости) отбор сжатого воздуха.

В различных точках пневматического привода встроены пневмоэлектрические датчики, которые при действии любой тормозной системы, кроме вспомогательной, замыкают цепи электрических ламп «стоп-сигнала». Датчики падения давления установлены в ресиверах привода и при недостаточном давлении в последних замыкают цепи сигнальных электрических ламп, расположенных на панели приборов автомобиля, а также цепь звукового сигнала (зуммера).

Задачей данной дипломной работы является разработка регулятора и имитационной модели пневматической тормозной системы автопоезда.

1. Техническое задание

Таким образом, необходимо построить имитационную модель системы управления тормозами колес грузового автомобиля (автопоезда) и исследовать регулятор антиблокировочной системы на этой модели. В качестве конкретного объекта исследования рассмотрен автомобиль КАМАЗ - 53215 (в частности, в связи с доступностью исходных данных, представленных в открытой литературе).

Автомобили КАМАЗ предназначены для работы во всех отраслях народного хозяйства. Объединением КАМАЗ, включающим 10 основных заводов, выпускаются автомобили колесных формул 4Ч2, 6Ч4 и 6Ч6 - для эксплуатации на дорогах с различным покрытием и полноприводные - по бездорожью. Также выпускается специализированная техника на базе этих автомобилей (банковские, пожарные, строительные - подъемные краны, бетоносмесители).

На рисунке 1 представлена схема автомобиля КАМАЗ-53215 с колесной формулой 6Ч4, предназначенного для перевозки грузов массой до 10 тонн по дорогам с улучшенным покрытием в составе автопоезда (с прицепом).

Рисунок 1. Схема автомобиля КАМАЗ-53215 с колесной формулой 6Ч4

Таблица 1.1 Технические характеристики автомобиля КАМАЗ-53215

Колесная формула 6х4

Снаряженная масса 7500 кг

Допустимая масса надстройки с грузом 12000 кг

Полная масса 19650 кг

Двигатель КАМАЗ 740.31-240 (Евро-2)

Тип двигателя Дизельный с турбонаддувом

Мощность КВТ (л.с.) 176 (240)

Расположение и число цилиндров V-образное; 8

Рабочий объем, л 10,85

Коробка передач Механическая, десятиступенчатая

Тип колес Дисковые

Тип шин Пневматические, камерные

Размер шин 10.00 R20 (280 R508)

Максимальная скорость, км/ч 90

Внешний габаритный радиус поворота, м 9,8

2. Устройство тормозной системы

Устройство пневматического привода тормозов

Источником сжатого воздуха в приводе является компрессор. Компрессор, регулятор давления, предохранитель от замерзания конденсата, конденсационный ресивер составляют питающую часть привода, из которой очищенный сжатый воздух под заданным давлением подается в необходимом количестве в остальные части пневматического тормозного привода и к другим потребителям сжатого воздуха

Пневматический тормозной привод разбит на автономные контуры, отделенные друг от друга защитными клапанами. Каждый контур действует независимо от других контуров, в том числе и при возникновении неисправностей. Пневматический тормозной привод состоит из пяти контуров, разделенных одним двойным и одним тройным защитными клапанами.

Контур I привода рабочих тормозных механизмов передней оси состоит из части тройного защитного клапана, ресивера вместимостью 20 л с краном слива конденсата и датчиком падения давления в ресивере, части двухстрелочного манометра, нижней секции двухсекционного тормозного крана, клапана контрольного вывода, клапана ограничения давления; двух тормозных камер, тормозных механизмов передней оси тягача, трубопроводов и шлангов между этими аппаратами.

Кроме того, в контур входит трубопровод от нижней секции тормозного крана до клапана управления тормозными системами прицепа с двухпроводным приводом.

Контур II привода рабочих тормозных механизмов задней тележки состоит из части тройного защитного клапана, ресиверов общей вместимостью 40 л с кранами слива конденсата и датчиком падения давления в ресивере, части двухстрелочного манометра, верхней секции двухсекционного тормозного крана, клапана контрольного вывода, автоматического регулятора тормозных сил с упругим элементом, четырех тормозных камер, тормозных механизмов задней тележки (промежуточного и заднего мостов), трубопроводов и шланга между этими аппаратами. В контур входит также трубопровод от верхней секции тормозного крана к клапану управления тормозными механизмами с двухпроводным приводом.

Контур III привода механизмов запасной и стояночной тормозных систем, а также, комбинированного привода тормозных механизмов прицепа (полуприцепа) состоит из части двойного защитного клапана, двух ресиверов общей вместимостью 40 л с краном слива конденсата и датчиком падения давления в ресиверах, двух клапанов контрольного вывода, ручного тормозного крана, ускорительного клапана, части двухмагистрального перепускного клапана, четырех пружинных энергоаккумуляторов, тормозных камер, датчика падения давления в магистрали пружинных энергоаккумуляторов, клапана управления тормозными механизмами прицепа с двухпроводным приводом, одинарного защитного клапана, клапана управления тормозными механизмами прицепа с однопроводным приводом, трех разобщительных кранов, трех соединительных головок, головки однопроводного привода тормозных механизмов прицепа и двух головок двухпроводного привода тормозных механизмов прицепа, двухпроводного привода тормозных механизмов прицепа, пневмоэлектрического датчика «стоп-сигнала», трубопроводов и шлангов между этими аппаратами. Следует отметить, что пневмоэлектрический датчик в контуре установлен таким образом, что он обеспечивает включение ламп «стоп-сигнала» при торможении автомобиля не только запасной (стояночной) тормозной системой, но и рабочей, а также в случае выхода из строя одного из контуров последней.

Контур IV привода вспомогательной тормозной системы и других потребителей не имеет своего ресивера и состоит из части двойного защитного клапана, пневматического крана, двух цилиндров, привода заслонок, цилиндра, привода рычага, остановы двигателя, пневмоэлектрического датчика, трубопроводов и шлангов между этими аппаратами.

От контура IV привода механизмов вспомогательной тормозной системы сжатый воздух поступает к дополнительным (не тормозным) потребителям; пневмосигналу, пневмогидравлическому усилителю сцепления, управлению агрегатами трансмиссии и пр.

Контур V привода аварийного растормаживания не имеет своего ресивера и исполнительных органов. Он состоит из части тройного защитного клапана, пневматического крана, части двухмагистрального перепускного клапана, соединяющих аппараты трубопроводов и шлангов.

На рисунке 2 представлена схема пневматического привода тормозных механизмов автомобилей КАМАЗ-53215.

Рисунок 2. Схема пневматического привода тормозных механизмов автомобилей КАМАЗ-53215

На этом рисунке обозначено: 1 - тормозные камеры типа 24; 2 (А, В, С) - контрольные выводы; 3 - пневмоэлектрический выключатель элетромагнитного клапана прицепа; 4 - кран управления вспомогательной тормозной системой; 5 - двухстрелочный манометр; 6 - компрессор 7 - пневмоцилиндр привода рычага останова двигателя; 8 - водоотделитель; 9 - регулятор давления; 11 - двухмагистральный перепускной клапан; 12-4-х контурный защитный клапан; 13 - кран управления стояночной тормозной системой; 14 - теплообменник; 15 - двухсекционный тормозной кран; 17 - пневмоцилиндры привода заслонок механизма вспомогательной тормозной системы; 18 - ресивер контура I; 19 - ресивер потребителей; 20 - выключатель сигнализатора падения давления; 21 - ресивер контура III; 22 - ресиверы контура II; 23 - кран сливг конденсата; 24 - тормозные камеры типа 20/20 с пружинными энергоаккумуляторами; 25, 28 - ускорительные клапаны; 26 - клапан управления тормозными системами прицепа с двухпроводным приводом; 27 - выключатель сигнализатора стояночной тормозной системы; 29 - клапан управления тормозными системами прицепа с однопроводным приводом; 30 - автоматические соединительные головки; 31 - соединительная головка типа A; R - к питающей магистрали двухпроводного привода; Р - к соединительной магистрали однопроводного привода; N - к управляющей магистрали двухпроводного привода; 31 - датчик падения давления в ресиверах I контура; 32 - датчик падения давления в ресиверах II контура; 33-датчик стоп - сигнала; 34-кран экстренного растормаживания.

Для улучшения влагоотделения в питающей части тормозного привода автомобилей моделей 53212, 53213 на участке компрессор - регулятор давления дополнительно предусмотрен влагоотделитель, установленный на первой поперечине автомобиля в зоне интенсивного обдува. С этой же целью на всех моделях автомобиля КАМАЗ на участке предохранитель - защитные клапаны от замерзания предусмотрен конденсационный ресивер вместимостью 20 л.

Для наблюдения за работой пневматического тормозного привода и своевременной сигнализации о его состоянии и возникающих неисправностях в кабине на щитке приборов имеются пять сигнальных лампочек, двухстрелочный манометр, показывающий давление сжатого воздуха в ресиверах двух контуров (I и II) пневматического привода рабочей тормозной системы, и зуммер, сигнализирующий об аварийном падении давления сжатого воздуха в ресиверах любого контура тормозного привода.

3. Математическая модель системы управления

Математическая модель системы управления тормозами колес автомобиля, содержащая только основные элементы из присутствующих на рисунке 2 имеет следующий вид

Рисунок 3. Функциональная схема контура управления колесом автомобиля

Далее будут рассмотрены математические и имитационные модели основных элементов схемы на приведенном выше рисунке.

3.1 Математическая модель колеса

Через колесо передаются силы, которые удерживают автомобиль на дороге, тормозят его, участвуют в изменении направления движения.

Динамика качения тормозного колеса определяется по формуле

(3.1)

Где

- - момент инерции колеса (Кг/м );

- - угловая скорость колеса (рад/с);

- -момент сцепления колеса с поверхностью (Нм);

- - тормозной момент (Нм).

Момент инерции вычисляется по формуле

(3.2)

Где

- - масса колеса;

- R - наружный радиус колеса;

Максимальный момент сцепления между протектором колеса и дорожным покрытием выражается формулой: (3.3)

- коэффициент сцепления колеса с поверхностью дорожного полотна;

Rk - геометрический радиус колеса;

- полный вес автомобиля;

Рисунок 4. Схема сил, действующих на колесо при торможении

Полный вес автомобиля определяется по формуле

(3.4)

Момент силы сцепления одного колеса с дорогой равен

(3.5)

Коэффициент сцепления является величиной переменной. Изменяясь в довольно широких пределах, он в каждом конкретном случае загрузки колеса может достигать предельного значения .

3.2 Математическая модель тормоза

Для получения минимального тормозного пути необходимо, чтобы максимальный момент, создаваемый тормозом, был равен предельному моменту сил сцепления: Принимая во внимание тот факт, что условия работы тормозных механизмов не всегда являются идеальными целесообразно заложить в тормозной механизм запас по получаемому тормозному моменту. Для того, чтобы можно было реализовать максимальный коэффициент сцепления, максимальный тормозной момент должен быть больше максимально возможного момента сцепления скажем на 20 процентов, т.е. принимаем что Мтмах=1.2Мсцмах

3.3 Математическая модель педали управления вместе с тормозом

Для управления тормозами используется ножной тормоз. Водитель, надавливая на педаль тормоза, будет устанавливать необходимое замедление автомобиля.

Передаточная функция педали вместе с тормозом будем считать передаточной функцией исполнительного механизма, и запишем ее в следующем виде: (3.6)

Где Ким - коэффициент передачи исполнительного механизма, Тим - постоянная времени исполнительного механизма.

3.4 Математическая модель рамы автомобиля

Математическая модель рамы представляет собой описание движения подвижной точки с центром, размещенным в центре масс автомобиля. На раму влияют все силы, действующие на части автомобиля, она выступает связующим звеном между ними.

(3.7)

Если пренебречь лобовым сопротивлением, то (3.8)

3.5 Математическая модель регулятора

В системе тормоза будет использоваться регулятор по скольжению. Особенно неблагоприятным является уменьшение сцепления колеса вследствие скольжения при торможении, когда колесо блокируется. При этом не только снижается величина коэффициента сцепления, но и теряется управляемость автомобиля.

Рисунок 5. Зависимость коэффициента сцепления от скольжения.

Кривая сцепления, реализованная в имитационной модели, аналогична приведенной на рисунке 5, однако, участок справа от экстремума горизонтален.

При рассмотрении качения колеса большее практическое значение имеет не скорость вращения (качения), а скольжение колеса.

- скольжение колеса;

- угловая скорость тормозного колеса;

- угловая скорость нетормозного колеса;

- радиус колеса;

- линейная скорость автомобиля;

4. Регулятор

Надежную работу и хорошее качество регулирования обеспечивает использование алгоритмов работающих по скольжению колеса. Их суть состоит в формировании сигнала опорной скорости, как бы соответствующей скорости идеально тормозящего колеса (тормозящего с максимальным коэффициентом сцепления).

Рисунок 6. Структурная схема регулятора тормозной системы

Наиболее простым является алгоритм САА, основанный на сравнении текущего замедления колеса с некоторой заранее выбранной уставкой. Это обусловлено тем, что при попадании тормозного колеса на правый, неустойчивый склон характеристики сцепления замедление сильно увеличивается. Таким образом, появляется возможность выбрать такое значение замедления, которое свидетельствует о начале блокирования колеса.

Принцип управления по замедлению иллюстрируется эпюрами на рисунке 16. При нажатии на тормозную педаль возникает сигнал от задатчика тормозного давления Uл, и тормозное давление Рт начинает расти до максимально возможного. После того, как замедление колеса достигает пороговой величины Е1 - уставки на сброс давленая (обычно| 2|= 0,7g - 1.2g) - в блоке управления формируется сигнал Uy на сброс давления. С некоторой задержкой, обусловленной инерционностью исполнительного устройства, тормозное давление Рт уменьшается, поэтому угловая скорость колеса ?К увеличивается. Когда ускорение колеса станет положительным и равным уставке на увеличение давления 2 (обычно 2=0.3g-0.5g,), сигнал Uy на сброс давления становится равным нулю и тормозное давление Рт растет. Такой алгоритм реализован в ряде САА первого поколения.

Рисунок 7. Эпюры САА с управлением по замедлению

При работе по трехфазному циклу значение уставкя, определяющей конец фазы сброса, берется близким нулю. Продолжительность фазы выдержки давления соответствует среднему промежутку времени, в течение которого колесо ускоряется.

Закон управления «по замедлению» имеет ряд недостатков, среди которых - слабая помехозащищенность изза необходимости дифференцирования сигнала угловой скорости тормозного колеса (при использовании ДУС), неэффективность системы при длительных юзах колеса, а также возможность «вялого» закатывания колеса в юз в условиях плохого сцепления колеса с опорной поверхностью.

Для более точного определения момента блокирования колеса в ряде алгоритмов предпринимались попытки коррекции уставки по замедлению в зависимости от текущей скорости самолета. Например, американская фирма «rockland Standart Div» в ряде САА использует две уставки по замедлению [20]. Вторая уставка, меньше первой, используется при уменьшении угловой скорости колеса до некоторого заданного значения. Однако в силу того, что замедление колеса, соответствующее началу блокирования, зависит от множества различных факторов, эти попытки не устраняют основного недостатка - отсутствия адаптации алгоритма управления к условиям торможения.

Аналогичный алгоритм управления может быть реализован и по скольжению колеса. Именно он реализован ниже.

5. Имитационная модель

В данном разделе предлагаются имитационные модели в соответствии с математическими моделями, принятыми в разделе 3.

5.1 Имитационная модель формирования угловой скорости тормозного колеса

Рисунок 8. Имитационная модель формирования угловой скорости тормозного колеса

На данном рисунке приняты следующие обозначения: 1-Вход, на который подается момент сцепления;

2-Вход, на который подается тормозной момент;

3-Деление разности моментов на момент инерции колеса;

4-Выход, с которого снимается угловая скорость колеса:

5.2 Имитационная модель формирования силы и момента сцепления колеса

Рисунок 9. Имитационная модель формирования силы и момента сцепления колеса

На данном рисунке приняты следующие обозначения: 1-Вход, на который подается скольжение;

2-Выход, с которого снимается сила сцепления;

А-Блок, в котором формируется значение массы автомобиля;

Б-Блок, в котором вычисляется величина коэффициента сцепления;

В-Блок, в котором вычисляется величина силы сцепления;

5.3 Имитационная модель формирования скольжения

Рисунок 10. Имитационная модель формирования скольжения.

На данном рисунке приняты следующие обозначения: 1-Вход, на который подается угловая скорость тормозного колеса;

2-Вход, на который подается значение радиуса колеса;

3-Вход, на который подается линейная скорость автомобиля;

А-Вычисление вспомогательной величины;

Б - Вычисление величины скольжения;

В-Ограничение величины скольжения;

5.4 Имитационная модель регулятора и исполнительного механизма

Рисунок 11. Имитационная модель регулятора и исполнительного механизма

На данном рисунке приняты следующие обозначения: А-Блок, моделирующий исполнительный механизм;

Б-Блок, моделирующий регулятор;

5.5 Имитационная модель системы управления тормозами

Рисунок 12. Имитационная модель системы управления тормозами

На данном рисунке приняты следующие обозначения: А-Блок, моделирующий тормозное колесо 1;

Б - Блок, моделирующий регулятор и исполнительный механизм;

В-Блок, моделирующий кабину и прицеп;

6. Оптимизация параметров регулятора

Прежде чем выполнить исследование эффективность работы регулятора, проведем оптимизацию его параметров. В нашем случае будем оптимизировать уставку по скольжению. То есть, будет рассмотрена работа регулятора для следующих значений уставок: S=0.3; S=0.4; S=0.5.

6.1 Исследование работы колесной тормозной системы на сухой дороге

В данной имитационной модели режим торможения на сухой дороге подразумевает торможения с коэффициентом сцепления в диапазоне 0 - 0.6. Это обеспечивается за счет установки соответствующего диапазона выходных величин на выходе схемы формирования реализуемого коэффициента сцепления.

Рисунок 13. Испытания на сухой дороге. Уставка по скольжению 0.3

Рисунок 14. Испытания на сухой дороге. Уставка по скольжению 0.4

Рисунок 15. Испытания на сухой дороге. Уставка па скольжению 0.5

6.2. Исследование работы колесной тормозной системы на сухой дороге

Режим торможения на мокрой дороге подразумевает торможения с коэффициентом сцепления в диапазоне 0 - 0.3. Это обеспечивается за счет установки соответствующего диапазона выходных величин на выходе той же схемы формирования реализуемого коэффициента сцепления.

Рисунок 16. Испытания на мокрой дороге. Уставка по скольжению 0.3

Рисунок 17. Испытания на мокрой дороге. Уставка по скольжению 0.4

Рисунок 18. Испытания на мокрой дороге. Уставка по скольжению 0.5

По материалам приведенных осциллограмм составлена таблица, приведенная ниже Состояние дороги Уставка по скольжению Тормозной путь, м примечание сухо 0,3 58 32,5

0,4 55 31,5

0,5 50 25,5 мокро 0,3 85 34

0,4 82 33

0,5 80 32

Анализ таблицы позволяет сделать следующие выводы

- наименьший тормозной путь соответствует настройке регулятора на уставку 0.5

- наименьшее число срабатываний антиюзового автомата соответствует настройке регулятора на уставку по скольжению 0.5

Вывод: в качестве оптимальной считать уставку по скольжению 0.5, тем более, что дальнейшее ее увеличение чревато возникновением продолжительных опасных с точки зрения потери управляемости юзовых режимов колеса.

7. Конструкторско-технологические вопросы