у - боковая деформация шины;
у = х - tgde +ун»х×de+ун,
где ун - боковая деформация в начальной точке контакта.
Обозначив длину пятна контакта с барабаном через 1и (п) и продифференцировав уравнение (1) от 0 до 1и (п), получаем:
.(4)
Приняв lш×1и(п)=Си(п) - коэффициент боковой жесткости шины в контакте шины с барабанами, получим:
.(5)
Так как при малых de,a,ун»0, то
.
В конкретных условиях эксперимента определение Си (п) и lи (п) не представляет трудностей.
Итак, суммарная боковая сила на стенде равна
,
а коэффициент перевода боковой силы F, снимаемой на стенде, в значение боковой силы F, вызывающей тот же боковой увод шины de,a при качении по дороге, которой будет равен
(6)
где С»100... 140-для различных типов шин;
;(7)
,(8)
где Вш - ширина профиля недеформированной шины;
D0 - свободный диаметр шины.
Таким образом, целью работы является создание математического аппарата, позволяющего путем инструментального контроля на универсальном диагностическом стенде отслеживать изменение некоторых параметров устойчивости и управляемости АТС в процессе эксплуатации, а также выявление и анализ влияния наработок в агрегатах, узлах и механизмах АТС на изменение данных параметров и на снижение безопасности движения и прогнозирование критических значений указанных наработок по условиям безопасности движения.
Прелагается примерный алгоритм:
- автомобиль на стенде проходит комплексные испытания;
- снимаемые параметры, а также измеренные ранее подставляем в качестве входных в математическую модель поведения автомобиля на стенде;
- на выходе получаем углы увода колес автомобиля и соответствующие им боковые силы;
- полученные значения в качестве входных параметров вносятся в математическую модель криволинейного движения автомобиля (часть входных параметров задают режим криволинейного движения – тип выполняемого маневра);
- на выходе получаем показателя устойчивости и управляемости АТС, характеризующие БДД;
- производится анализ технического состояния АТС и связанное с ним ухудшение БДД по параметрам устойчивости и управляемости;
- делают прогноз критического значения наработок в анализируемых агрегатах и узлах (рулевое управление, передний мост, шины) по указанным параметрам.
а)
б)
Рис. 22. Схема привода от двигателя автомобиля (передний привод): а) фронтальный вид; б) вид сверху
Рис.23. Схема привода от электродвигателя барабана (задний привод): а) фронтальный вид; б) вид сверху
Далее решаются промежуточные задачи:
- разработать методику испытаний АТС на стенде, позволяющую отследить влияние указанных ранее наработок на значение снимаемых с измерителя боковых сил параметра – Рyи;
- разработать математическую модель автомобиля на стенде, позволяющую получать значения углов увода колес автомобиля и соответствующих им боковых сил, адекватных криволинейному движению автомобиля;
- разработать математическую модель криволинейного движения автомобиля и комплексы входных параметров, адекватно отражающие различные режимы движения и маневры автомобиля;
- данная модель должна в качестве выходных параметров иметь показатели БДД по условиям устойчивости и управляемости;
- проведение полигонных испытаний испытуемых автомобилей и получение указанных выше показателей БДД;
- сравнение результатов и выводы.
Принимаем общие допущения:
При проведении полигонных испытаний в рассматриваемых нами режимах движения управляемые колеса поворачиваются на угол менее 15°, т.е. автомобиль движется по траектории сравнительно больших радиусов и на высоких скоростях. Поэтому стендовые испытания предлагается проводить при углах поворота управляемых колес не более 10°.
Предполагается, что в данных режимах испытаний можно достоверно отследить влияние ухудшения тех. состояния АТС на снимаемые со стенда параметры, и при этом избежать больших нелинейных ошибок, возникающих из-за особенностей контакта шины с поверхностью барабанов.
Остальные допущения и условия обосновываются и оговариваются в соответствующих моделях.
Выводы и рекомендации
1. Существуют известные зависимости, отражающие изменение нормальных реакций на колесо со стороны барабанов (RNп и RNи) в различных режимах испытаний. Необходимо проанализировать следующие предположения:
RNп / RNи = RXп / RXи = RYп / RYи;
RNп + RNи = Gк;
RYп + RYи = РY,
из которых можно найти значение РY, сняв с измерительного устройства значение RYи.
2. В режиме испытаний на стенде, когда движение колеса осуществляется посредством привода автомобиля (передний привод), реакции RYп и RYи сонаправлены. В случае, когда управляемые колеса приводятся во вращение электроприводом барабана или двигателем автомобиля (задний привод) через цепную передачу, данные реакции противоположно направлены, причем меняется направление реакции RYп. При этом изменяется форма пятна контакта шины и приводного барабана. Это приводит к тому, что деформация шины в обоих случаях (особенно во втором) значительно отличается от ее деформации в дорожных условиях.
В связи с этим высказывается предложение синхронного привода от двигателя автомобиля и электродвигателя приводных барабанов с целью взаимной нейтрализации возникающих реакций RYп. Согласно данному предложению, суммарная боковая реакция на колесе будет равна нулю при равенстве касательных скоростей колеса и барабана (wб×rб = wк×rк).
Поскольку радиус колеса в процессе испытаний изменяется, то в качестве синхронизирующего фактора, определяющего передаточное число скоростей вращения барабана и колеса, предлагается изменяющееся расстояние между осями вращения колеса и барабана. Либо, если анализ позволит заключить о малых погрешностях результатов при допущении rк = const, синхронизировать скорости вращения колес и барабанов через постоянное отношение их радиусов.
3. При выполнении предыдущего условия логически приходим к отсутствию касательных реакций в этом пятне контакта. Отсюда можно сделать вывод о том, что при данном режиме испытаний характер взаимодействия приводного управляемого колеса автомобиля с приводным барабаном будет идентичен состоянию покоя. При этом на измерительных барабанах сохраняются те же физические процессы, что и без описанной синхронизации. На наш взгляд, данный режим значительно приближает стендовое испытание к дорожному в вопросе идентичности пятна контакта, но данное предложение требует теоретического обоснования и практического подтверждения.
4. Не совсем понятен характер распределения нормальных реакций на колесо в описанном режиме и, как следствие, доля касательной и боковой реакций на колесо со стороны измерительного барабана.
Библиографический список
1. Авдонькин Ф.Н. Оптимизация изменения технического состояния автомобиля в процессе эксплуатации / Ф.Н. Авдонькин. – М.: Транспорт, 2008. – 350 с.
2. Артемьев А.Н. Моделирование управляемого движения автомобиля с целью оптимизации параметров, влияющих на управляемость. - Дис. … канд. техн. наук / А.Н. Артемьев. - М., 2008. - 158 с.
3. Байэтт Р. Расследование дорожно-транспортных происшествий: Пер. с англ. / Р. Байэтт, Р. Уоттс. - М.: Транспорт, 2009. - С. 288.
4. Болдин А.П. Научные основы разработки и использования систем внешнего и встроенного диагностирования на автомобильном транспорте. Дис. … док. тех. наук. - М., 2007. - 430 с.
5. Венгеров И.А., Сурков С.В. Автомобильный транспорт и проблема повышения безопасности дорожного движения. // Вестник Российского автотранспортного союза. - 2010. - №1. - С. 25-30. Государственный доклад по безопасности дорожного движения за 2000 г.
6. Волошин Г.Я. Анализ дорожно-транспортных происшествий / Г.Я. Волошин, В. П. Мартынов, А. Г. Романов. – М.: Транспорт, 2007. – 240 с.
7. Гержодов В.И. Техническое состояние автомобилей и безопасность движения / В.И. Гержодов. – К.: Техника, 2008. – 149 с.
8. Говорущенко Н.Я. Диагностика технического состояния автомобилей / Н.Я. Говорущенко. - М.: Транспорт, 2010. – С. 54.
9. Денисов А.С. Основы формирования эксплуатационно-ремонтного цикла автомобилей / А.С. Денисов. – Саратов: Сарат. гос. техн. ун-т, 2009. – 352 с.
10. Диваков Н.В. Топливный баланс автомобиля / Н.В. Диваков, А.Н. Стрельников // Автомобильная промышленность. - 2011. - №8. - С. 13-14.
11. Иларионов В.А. Стабилизация управляемых колес автомобиля / В.А. Иларионов. – М.: Транспорт, 2006. – 167 с.
12. Кислицын Н.М. Определение углов установки управляемых колёс при движении автомобиля / Н.М. Кислицын, Ю.В. Максимов // Автомобильная промышленность. – 2007. - №9. - С. 26-27.
13. Кнороз В.И. Работа автомобильной шины / В.И. Кнороз. - М.: Транспорт, 2006. – 238 с.
14. Коллинз Д. Анализ дорожно-транспортных происшествий / Д. Коллинз, Д. Моррис. – М.: Транспорт, 2011. - С. 128.
15. Лаврентьев П. Совершенствование государственного контроля безопасности автотранспортных средств / П. Лаврентьев // Автомобильный транспорт – 2010. - №3. - С. 45.
16. Литвинов А.С. Исследование кинематики рулевого управления с учётом кинематики передней подвески / А.С. Литвинов, Ю.М. Немцов, С.А. Тимофеев // Автомобильная промышленность. – 2010. - №1. - С. 11-I3.
17. Логинов В.Н. Электрические измерения механических величин, 2-е изд., перераб. и доп / В.Н. Логинов. - М.: Энергия, 2006. - 102 с.
18. Малюков А.А. Научные основы стендовых испытаний автомобилей на активную безопасность. Дис. … док. тех. наук. - М., 2008. - 546 с.
Страницы: 1, 2, 3, 4, 5
