Дослідження коефіцієнту стійкості та зціплення автомобіля. Використання його для комплексного оцінювання курсової стійкості автомобіля в тяговому режимі руху. Оцінювання впливу конструктивних й експлуатаційних факторів на стійкість проти заносу.
Аннотация к работе
Однак на сьогодні в експертній практиці відсутні методичні рекомендації, що виходять з досліджень впливу коефіцієнта зчеплення шин з дорогою, тягово-швидкісних характеристик, геометричних параметрів на стійкість руху автомобілів. Дослідження проводилися на кафедрі технології машинобудування і ремонту машин Харківського національного автомобільно-дорожнього університету і є складовою частиною вирішення проблеми підвищення безпеки руху транспортних засобів згідно з нормативними документами та актами України про дорожній рух; Для досягнення поставленої мети необхідно вирішити такі завдання: - провести теоретичне дослідження стійкості автомобіля проти заносу з використанням коефіцієнта стійкості; Наукова новизна отриманих результатів: - уперше отримано взаємозвязок між тягово-швидкісними характеристиками, параметрами взаємодії коліс з опорною поверхнею, геометричними параметрами автомобілів та показниками їх стійкості проти заносу при прямолінійному русі накатом і в тяговому режимі; уперше запропоновано метод оцінювання впливу експлуатаційних факторів та зміни технічного стану на стійкість автомобіля проти заносу, а саме: визначено вплив бокового зміщення центру мас відносно повздовжньої осі автомобіля, бортової нерівності коефіцієнтів зчеплення, незначних випадкових відхилень керованих коліс від нейтрального положення, зниження потужності двигуна, зміщення ведучих мостів, а також відношення динамічних радіусів ведучих коліс на стійкість автомобіля проти заносу.Стійкість є важливою експлуатаційно-технічною властивістю автомобіля, що визначає безпеку його руху. Існуючі методи або розглядають стійкість автомобіля під час заносу, або оцінюють стійкість за запасом бічної сили на задній осі, що недостатньо. У другому розділі проведено теоретичну оцінку стійкості автомобіля проти заносу за допомогою коефіцієнта стійкості. У тяговому режимі на ведучих колесах автомобіля виникають дотичні реакції, спрямовані убік руху, а на ведених колесах - у протилежний бік. Нерівність динамічних радіусів лівих і правих ведучих коліс автомобіля може бути викликана різними причинами: коливаннями діаметрального розміру шин, обумовленими неточністю їх виготовлення, неоднорідністю матеріалу, що спричиняє різницю радіальної жорсткості шин; різним тиском повітря в шинах; різним ступенем зносу протектора шин лівого й правого коліс.Аналіз відомих критеріїв стійкості автомобіля проти заносу довів, що найбільш обєктивним з них є коефіцієнт стійкості, який дорівнює відношенню граничних за зчепленням моменту опору й збурювального моменту. Уперше отриманий взаємозвязок Кст із тягово-швидкісними характеристиками, геометричними параметрами автомобілів і параметрами взаємодії коліс із опорною поверхнею дозволив визначити області лінійних швидкостей і прискорень, у яких зберігається стійкість автомобіля проти заносу. Із зростанням бортової нерівномірності коефіцієнтів зчеплення коліс із дорогою в автомобілів із симетричними конічними диференціалами збільшується стійкість проти заносу. При бортовій нерівномірності коефіцієнтів зчеплення можливе бічне відведення автомобіля, що супроводжується бічним ковзанням передніх коліс. Піднімальна сила впливає на коефіцієнт стійкості автомобіля лише за умови швидкості руху, що перевищує 150 км/год.Подригало М. А. Определение устойчивости автомобилей против заноса при движении накатом // Транспорт, экология - устойчивое развитие: сб. докладов XIII научно-технической конференции с международным участием / М. А. Stability of an automobile in the hauling mode of motion // Integration processes and innovative technologies. Achievements and perspectives of Engineering Sciences : collection of scientific works International Conference / Dmitry Klets - Kharkiv, 2008. Accelerometers application in the automobile dynamic testing // Active Processes in Higher Technical Education to Train Specialists for Transportation and Highway Engineering and Automobile Industry : collection of scientific works International Conference / D.
План
ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ
Вывод
1. Аналіз відомих критеріїв стійкості автомобіля проти заносу довів, що найбільш обєктивним з них є коефіцієнт стійкості, який дорівнює відношенню граничних за зчепленням моменту опору й збурювального моменту. При Кст ? 1 рух стійкий, а при Кст < 1 - нестійкий. На прикладі автомобілів різних моделей визначено, що: - Кст = 1,1 - 3,5 для передньопривідних автомобілів (SEAT Toledo 1,8 і ВАЗ-2110);
- Кст = 1,07 - 1,34 для повнопривідних автомобілів (AUDI A6 1,8 Quattro і ВАЗ-21213);
- для задньопривідних автомобілів Кст мають найменші значення й у певних випадках менші 1, що свідчить про їхню нестійкість.
2. Під час руху автомобіля накатом Кст завжди більший одиниці. На швидкостях, що не перевищують гранично можливих, величина Кст не залежить від коефіцієнта зчеплення коліс із дорогою. На граничній швидкості руху Кст прямо пропорційний коефіцієнту зчеплення коліс із дорогою.
3. Уперше отриманий взаємозвязок Кст із тягово-швидкісними характеристиками, геометричними параметрами автомобілів і параметрами взаємодії коліс із опорною поверхнею дозволив визначити області лінійних швидкостей і прискорень, у яких зберігається стійкість автомобіля проти заносу. Наприклад, автомобіль «Москвич-412» нестійкий при швидкості руху більше 95 км/год, а автомобіль BMW-730 - при V = 10-35 км/год й V > 110 км/год.
4. Із зростанням бортової нерівномірності коефіцієнтів зчеплення коліс із дорогою в автомобілів із симетричними конічними диференціалами збільшується стійкість проти заносу. При малій нерівномірності коефіцієнтів зчеплення й високому значенні коефіцієнта блокування автомобілі нестійкі. При бортовій нерівномірності коефіцієнтів зчеплення можливе бічне відведення автомобіля, що супроводжується бічним ковзанням передніх коліс. Умовою відсутності бічного заносу задньої осі або бічного відведення передньої осі автомобіля є . При асиметричному розташуванні центра мас для забезпечення стійкості задньопривідних і повнопривідних автомобілів проти заносу необхідно, щоб коефіцієнт блокування диференціала ведучих мостів не перевищував величини . Для передньопривідних автомобілів характерна відсутність небезпеки заносу при асиметричному розташуванні центра мас і при більших значеннях коефіцієнта блокування диференціала.
5. Піднімальна сила впливає на коефіцієнт стійкості автомобіля лише за умови швидкості руху, що перевищує 150 км/год. При малих випадкових відхиленнях керованих коліс від нейтрального положення, кути відхилень можуть мати незначні величини, однак повертання коліс може здійснюватися зі значними прискореннями й швидкостями, що викликає втрату курсової стійкості. Отримані залежності дозволяють визначити максимально припустимі швидкості повороту керованих коліс, а також - максимально припустимі швидкості й прискорення повнопривідних, задньопривідних і передньопривідних автомобілів.
6. Технічний стан автомобіля впливає на коефіцієнт стійкості. При падінні максимальної потужності двигуна на 10 % відбувається збільшення Кст на 4,2 % у задньопривідних автомобілів й зменшення на 20 % і на 1 % відповідно в передньопривідних і повнопривідних автомобілів. Запропонований загальний метод визначення припустимих кутових і лінійних зміщень ведучих мостів дозволив оцінити вплив зазначених зміщень на стійкість автомобіля проти заносу під час руху на нижчих передачах з високими значеннями лінійних прискорень. Зміщення ведучих мостів не впливає на стійкість проти заносу передньопривідних автомобілів. Повнопривідні автомобілі мають більш високу, порівняно із задньопривідними, стійкість проти заносу. Для задньопривідних автомобілів максимально припустимі кутові зсуви мостів становлять від 0,5? до 6? залежно від потужності двигуна. Вперше отримана залежність гранично припустимого співвідношення динамічних радіусів ведучих коліс лівих і правих бортів за умовою стійкості автомобіля дозволила визначити, що зазначена величина, залежно від максимальної швидкості руху, становить 8...15 мм.
7. Виконані за допомогою розробленого в ХНАДУ мобільного вимірювального комплексу експериментальні дослідження стійкості автомобіля проти заносу підтвердили основні теоретичні положення. Отримані в ході експерименту значення критичних швидкостей відповідають розрахунковим з похибкою від 2,5 % до 11 % (залежно від досліджуваної моделі автомобіля).
8. Розроблена компютерна програма дозволяє в автоматичному режимі здійснювати оцінку стійкості задньо- і повнопривідних автомобілів, за необхідності давати рекомендації з коректування передаточних чисел трансмісії й обмеження максимальної потужності двигуна за умовами потрапляння автомобіля в область стійкого руху. Результати дисертаційної роботи використовуються Харківським НДІ судової експертизи ім. М. С. Бокаріуса для аналізу причин виникнення ДТП; ХК “АВТОКРАЗ” для проведення науково-дослідних і дослідно-конструкторських робіт з розробки автомобілів; ДП “110 Харківський автомобільно-ремонтний завод” для проведення ремонту з модернізацією; Лабораторією експертизи транспорту ХНАДУ для проведення кваліметричних випробувань автомобілів, що підтверджує практичну цінність проведеної роботи. Результати дисертаційного дослідження також можуть використовуватися під час оцінювання стійкості проти заносу інших видів колісних машин.
Список литературы
Подригало М. А Динамика автомобиля: [монография] / [Подригало М. А., Волков В. П., Клец Д. М. и др.] ; под ред. М. А. Подригало. - Харьков: Изд-во ХНАДУ, 2008. - 424 с.
Подригало М. А. Определение устойчивости автомобиля против заноса при движении в тяговом режиме / М. А. Подригало, Д. М. Клец // Вісник НТУ «ХПІ». Автомобіле- та тракторобудування. -2007. - Вип. 12. - С. 127-136.
Подригало М. А. Оценка распределения крутящих моментов между осями полноприводного автомобиля / М. А. Подригало, В. П. Волков, Д. М. Клец // Вісник ХНТУСГ ім. П. Василенка. Тракторна енергетика в рослинництві. -2007. - Вип. 60. - С. 178-184.
Подригало М. А. Идеальный и действительный коэффициенты распределения крутящих моментов между осями полноприводного автомобиля // Вісті Автомобільно-дорожнього інституту : науково-виробничий зб. / М. А. Подригало, Д. М. Клец. - Горлівка: АДІ ДВНЗ «ДОННТУ», 2007. - №1 (4). - С. 97-105.
Подригало М. А. Устойчивость автомобиля при бортовой неравномерности коэффициентов сцепления колес с дорогой // Вестник ХНАДУ : сб. научн. тр. / М. А. Подригало, Н. С. Корчан, Д. М. Клец. - Харьков: Изд-во ХНАДУ, 2008. - Вып. 22. - С. 38-42.
Подригало М. А. Влияние соотношения динамических радиусов ведущих колесна устойчивость автомобиля против заноса / М. А. Подригало, Д. М. Клец, А. У. Абдулгазис // Вісник КІПУ. - Вип. 11. - 2008. - С. 10-15.
Подригало М. А. Влияние эксплуатационных характеристик надежности на устойчивость легковых автомобилей против заноса / М. А. Подригало, Д. М. Клец // Вісник ХНТУСГ ім. П. Василенка. Проблеми надійності машин та засобів механізації сільськогосподарського виробництва. - 2008. - Вип. 69. - С. 388-395.
Корсун М. Б. Оценка курсовой устойчивости грузовых автомобилей в тяговом и тормозном режимах движения / М. Б. Корсун, М. А. Подригало, В. П. Волков, М. В. Байцур, Д. М. Клец // Вісник Східноукраїнського національного університету ім. В. Даля. - Севастополь: СЕВНУ, 2008. - Вып. №7 (125). - С. 115-121.
Клец Д. М. Вплив схеми трансмісії та колісної формули автомобіля на його стійкість / Д. М. Клец // Вісник ХНТУСГ ім. П. Василенка. Механізація сільськогосподарського виробництва. - 2008. - Т. 1, Вип. 75. - С. 480-488.
Клец Д. М. Влияние аэродинамических характеристик автомобиля на его устойчивость против заноса / Д. М. Клец // Вісник НТУ «ХПІ». Автомобіле- та тракторобудування. - 2008. - Вип. 58. - С. 104-108.
Подригало М. А. Устойчивость автомобиля при малых случайных отклонениях управляемых колес от нейтрального положения // Вісті Автомобільно-дорожнього інституту: науково-виробничий зб. / М. А. Подригало, А. А. Бобошко, Ю. В. Тарасов, М. В. Байцур, Д. М. Клец. - Горлівка: АДІ ДВНЗ «ДОННТУ», 2008. - №2 (7). - С. 5-13.
Подригало М. А. Устойчивость автомобиля против заноса при асимметричном расположении центра масс / М. А. Подригало, Д. М. Клец // Вісник ХПІ. - 2008. - Вип. 1. - С. 167-176.
Подригало М. А. Сравнительный анализ надежности в управлении трехосных и двухосных автомобилей КРАЗ / М.А. Подригало, А.А. Бобошко, Д.М. Клец, Р.Ю. Сальников // Вісник ХНТУСГ ім. П. Василенка. Проблеми надійності машин та засобів механізації сільськогосподарського виробництва. - 2009. -Вип. 80. - С. 256-261.