Реферат на тему:


Воспользуйтесь поиском к примеру Реферат        Грубый поиск Точный поиск






Загрузка...
Харьковский государственный автомобильно-дорожный

Харьковский государственный автомобильно-дорожный

ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

Кирчатий Владимир Иванович

УДК 629.113-59

СОВЕРШЕНСТВОВАНИЯ ПРОЦЕССА РЕГУЛИРОВАНИЯ

тормозных сил на автотранспортных средствах

КАТЕГОРИИ М3

(специальность 05.22.02 Автомобили и тракторы)

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени

кандидата технических наук

Харьков - 2001

Актуальность темы исследования.

Работа выполнена в Харьковском государственном автомобильно-дорожном техническом университете Министерства образования и науки Украины.

Научный руководитель: Лауреат государственной премии Украины, кандидат технических наук, доцент Богомолов Виктор Александрович, Харьковский государственный автомобильно-дорожный технический университет, профессор кафедры автомобилей.

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор

Крайник Любомир Васильевич, Украинский институт автобусо - троллейбусо строительство, председатель правления ОАО Укравтобуспром., г. Львов,

Кандидат технических наук Смирнов Владимир Иванович, АО & ldquo; Харьковский тракторный завод & rdquo ;, заместитель главного конструктора.

Ведущая организация: Институт машин и систем НАН Украины,. Харьков

Защита состоится 21.03.2001 г.. В 14 часов на заседании диссертационного совета Д64. 059.02 при Харьковском государственном автомобильно-дорожном техническом университете по адресу: 61002, г.. Харьков, ул. Петровского, 25.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Харьковского государственного автомобильно-дорожного технического университета по адресу: 61002, г.. Харьков, ул. Петровского, 25.

Автореферат разослан 18.02.2001 г.

Ученый секретарь

диссертационного совета

доктор технических наук, профессор Юрченко А. М.

Общая характеристика работы

Вступление. Увеличение средних и максимальных скоростей движения автотранспортных средств (АТС) определяет две основныепроблемы, касающиеся их активной безопасности:

· повышение эффективности и качества процесса торможения;

· уменьшение времени, необходимого водителю для принятия наиболее рационального решения.

В этих условиях все большее внимание нужно уделять автоматизации процесса торможения.

Одним из наиболее эффективных приборов, обеспечивающих эту автоматизацию, является регулятор тормозных сил (РГС).

Актуальность темы. Украина является крупнейшим производителем и поставщиком в СНГ городских и пригородных автобусов категории М3.

В соответствии с существующими международными нормативами автобус невозможно экспортировать, если у него не выполняются требования Приложении 10 Правил № 13 ЕЭК ООН, касающиеся распределения тормозных сил по осям АТС.

Указанные требования могут быть выполнены с помощью РГС.

Руководство РГС так называемой лучевой характеристикой, например, западногерманских фирм KNORR BREMSE, Wabco Westinghouse и др., Часто необоснованно повышают цену городского автобуса.

Поэтому создание конструкции РГС, что с одной стороны будет значительно проще существующих аналогов, а значит и надежнее, с другой в несколько раз дешевле, усвоение этой конструкции украинскими производителями и внедрение ее в тормозную систему украинских автобусов для Украины является актуальной задачей. < / p>

Связь работы с научными программами, планами, темами. Работа выполнялась в соответствии с Постановлением кабинета министров Украины №39 от 26 января 1994 "Об организации производства городских автобусов большой вместимости"; Постановлением Национального Совета по вопросам безопасной жизнедеятельности населения № 3 от 25 декабря 1997 "О соответствии требованиям охраны труда машин транспортных средств, оборудования, которые производятся в Украине", а также с планами НИР кафедры автомобилей ХГАДТУ по проблеме "Безопасность дорожного движения" комплексной темы "Системное проектирование и конструирование транспортных средств, обеспечивающих необходимую активную безопасность дорожного движения".

Цель и задачи исследования.Целью научной работы является повышение активной безопасности АТС категории М3 путем установки усовершенствованного регулятора тормозных сил с характеристикой компенсатора давления.

В соответствии с поставленной целью в работе необходимо решить следующие задачи: для АТС категории М3 разработать критерии возможности применения различных средств регулирования тормозных сил; разработать критерии применимости на АТЗ категории М3 РГС с характеристикой компенсатора давления, разработать методику синтеза наиболее рациональной выходной характеристики таких РГС; разработать конструкции РГС с характеристикой компенсатора давления, разработать методику проектирования таких РГС; провести экспериментальные исследования, подтверждающие целесообразность применения РГС с характеристикой компенсатора давления на АТЗ категории М3.

Объектом исследования является процесс торможения автотранспортного средства категории М3 с регулятором тормозных сил, проблема повышения его эффективности и дееспособности.

Предметом исследования является рациональная характеристика регулятора тормозных сил автотранспортного средства категории М3.

Методы исследования. В процессе анализа работ предыдущих авторов использовался исторический средство; при создании схемы и конструкции РГС средство абстрагирования; при математическом моделировании аналитические средства, в процессе экспериментальных исследований экспериментальные средства.

Научная новизна исследования заключается в том, что впервые разработаны теоретические основы применения на транспортных средствах категории М3 регуляторов тормозных сил с характеристикой компенсатора давления; разработаны теоретические основы применимости новых средств регулирования тормозных сил на АТС категории М3; разработана теория синтеза наиболее рациональной выходной характеристики РГС для АТЗ категории М3; усовершенствованные теоретические основы расчета величины тормозного пути АТС.

Практическое значение полученных результатов. Основные научные положения, разработки и рекомендации использованы: в учебномпроцессе подготовки инженеров-механиков и инженеров-конструкторов по специальностям 7.090215 "Автомобили и автомобильное хозяйство", 7.090211 "Колесные и гусеничные транспортные средства". Конструкция РГС с характеристикой компенсатора давления принята к внедрению в серийное производство на Волчанском агрегатном заводе (г.. Волчанск, Харьковская обл.) в конструкцию тормозной системы городского автобуса производства авторемонтного завода № 126 (г.. Харьков).

Личный вклад соискателя. Автору принадлежат: методика проектирования РГС для пневматического тормозного привода (ПГП), с характеристикой компенсатора давления; методика синтеза исходных характеристик РГС для двухосного АТС категории М3; результаты экспериментальных исследований тормозной системы городского автобуса с РГС с характеристикой компенсатора давления.

Апробация результатов диссертации. Основные положения диссертации и работа в целом докладывались и получили положительную оценку на: ХХХ международной научно-технической конференции "Безопасность конструкции автотранспортных средств" (г.. Дмитров, Московская обл., В 2000 г..) 7-й международной конференции "Технология ремонта машин, механизмов и оборудования". (Г.. Алушта, 1999 г.); 64 научно-технической и научно-методической сессии ХГАДТУ (г.. Харьков, 2000 г.) заседании научного совета Украинского института автобусо-троллейбусостроения (г.. Львов, 2000 г.).

Публикации. Основные положения диссертационной работы опубликованы в 2 монографиях, 3 печатных работах в специализированных журналах ВАК Украины.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав и трех приложений. В работе 216 страниц, в том числе: 72 рисунка на 46,5 страницах, 5 таблиц на 3,5 страницах, приложений на 27 страницах, список использованных источников из 147 наименований на 14 страницах.

Основное содержание

Во введении обоснована актуальность темы диссертационной работы, определена научная новизна, практическое значение, изложены основные положения, выносимые на защиту.

В первом разделе "Состояние вопросы и задачи исследования" проведен анализ работ, посвященных регулированию тормозных сил АТС. Этим вопросом занимались такие исследователи, как:: Автушко В. П., Акопян Г. А., Беленький Ю. Б., Бендас И. М., Богдан Н. В., Борисов Л. Л., Брыков А.С. , Бухарин Н. А., Великанов А. А., Высоцкий М. С., Гаспарянц Г. А., Генба Б. Б., Годун И. И., Гредескул А. Б., Григорян В.Г., Гуревич Л. В., Демьянов? Демьянюк В. А., Дронин М. И., Жестков В. А., Илларионов В. А., Кожевников В. И., Косолапов Г. Н., Литвинов А. С., Ломако С. И., Мащенко А. Ф., Метлюк Н. Ф., Меламуд Р.А., Мордашов А. Ф., Нагорняк С. Г., Осепчугов Е. В., Подригало М. А., Розанов В. Г., Русаковская А. Е., Сидоров Е. Н., Скутнев В. М., Старинский А. Д., Т ренко А. М., Фалькевич Б. С., Фаробин Я. Е., Федосов А. С., Феофанов Ю. А., Фрумкин А. К., хитин В. А., Чудаков Е. А., Blase H . Gatt M., Gory G., Granel I., Hдhnach A., Heiko M., Johnsson CE: а др.

Как правило, в исследованиях принимается так называемая плоская модель распределения тормозных сил по осям АТС.

Практика проектирования тормозных систем автомобиля показывает, что идеальный закон распределения тормозных сил в реальных тормозных системах удается реализовать далеко не всегда.

Кроме того, для груженного и порожнего АТС идеальные кривые значительно разминаются, что в свою очередь еще больше усложняет задачу их аппроксимации. Именно этими обстоятельствами вызвано появление в современных конструкциях тормозных систем АТС РГС.

Существуют различные критерии необходимости применения РГС. В настоящее время наиболее перспективным необходимо считать критерий выполнения АТС международных требований Приложения 10 Правил № 13 ЕЭК ООН.

Наибольшее развитие такой подход получил в работах проф. Туренко А. Н. Им предложена комплексная методика, впервые позволяет одновременно ответить на такие вопросы, как: 1) нужен или не нужен РГС конкретном АТС для выполнения требований указанных Правил; 2) в каких случаях можно обойтись без РГС; 3) каким должен быть наиболеерациональное распределение тормозных сил с точки зрения выполнения Правил № 13.

Вместе с этим предложена методика не дает ответа на другие очень важные вопросы, в частности: 1) если РГС нужен, то сколько их нужно применять на АТС. Особенно это касается зўеднаних трехосных АТС категории М3; 2) какая выходная характеристика РГС наиболее целесообразна для АТС проектируемого. Синтез этой характеристики.

Как видим, исследования в этом направлении требуют дальнейшего развития.

Возможные средства регулирования тормозных сил в работе полученные из анализа формулы для определения величины тормозного момента на оси АТС

(1)

где ni количество тормозных механизмов на i-той оси; Рд приводной давление в пневмокамере; DРд начальная неосязаемость тормоза до приводного давления; h - к. п. д. механизма разжима; и - передаточное отношение механизма разжима; А - трибо-геометрический коэффициент; - суммарная активная площадь пневмокамер.

В результате анализа (1) делаются следующие выводы.

С точки зрения эффективности процесса регулирования тормозных сил наиболее перспективными средствами осуществления этого процесса, кроме изменения величины приводного давления, являются: 1) изменение количества тормозных механизмов, наиболее целесообразно на грузовых АТС, в конструкции которых подъемный задний мост, при движении в порожнем состоянии; 2) изменение активной площади рабочего тормозного цилиндра. Принципиальная схема такого регулирования показана на рис. 1, 3) изменение схемы выполнения тормозного механизма.

Рис. 1 Принципиальная схема тормозной системы с дифференциальным приводным пневмопоршнем

Для анализа последнего в работе рассматриваются существующие статические модели барабанных тормозных механизмов.

Этими вопросами занимались такие ученые, как: Беленький Ю. Б., Богомолов В. А., Генба Б. Б., Гольд Б. В., Гинцбург Л. Л., Гредескул А. Б., Лепешко И. И., Мамити Г. И., Машатин В.И., Мащенко А. Ф., Пижевич Л. М., Туренко А. М., Фаробин Я. Е., Федосов А. С., Чудаков Е. А. , Яницкийи Л. Г., Bochman I., Goran G., Kourik I., Millner N. и др.

Из анализа работ этих исследований можно сделать вывод о том, что для плавающей колодки трибогеометричний коэффициент в (1) наиболее целесообразно определять по формуле:

(2)

где а, с, W геометрические параметры, определенные на рис. 2; 1, 2 - индексы соответственно для прижимной и отжимной колодок; a - угол между результирующей от нормальной реакции барабана на накладки N1,2 и осью на рис. 2;

Рис. 2 Статическая модель плавающей прижимной колодки

Из анализа идеальных кривых распределения тормозных сил в АТС категории М3 делается вывод о том, что на таких АТС с пневмоприводом возможно применение РГС с характеристикой компенсатора давления.

Предложена методика расчета передаточного отношения и КПД механизма разжима с & ldquo; Z & rdquo - подобным кулаком.

На основании данных выполненного анализа сформулированы цель и задачи диссертационной работы.

Во втором разделе "Синтез закона распределения тормозных сил по осям автотранспортного средства" отмечается, что наиболее распространенными схемами компоновки АТС категории М3 является двухосный и трехосный зўеднаний автобусы.

Вопросами распределения тормозных сил в таких транспортных средств занимались исследователи: Бендас И. М., Богдан Н. В., Борисов Л. Л., Брыков А.С., Высоцкий М. С., Генба Б. Б., Годун И. И., Гредескул А. Б., Демьянюк В. А., Илларионов В. А., Кожевников В. И., Литвинов А. С., Мащенко А. Ф., Осепчугов Е. В., Подригало М . А., Розанов В. Г., Скутнев В. М., Туренко А. М., Фалькевич Б. С., Фаробин Я. Е., Федосов А. С., Чудаков Е. А. и др.

На основании анализа этих исследований в работе принята так называемая "плоская" модель распределения тормозных сил.

Для двухосного АТС известно, что

. (3)

где Т1, Т2 тормозные силы для передней и задней осей АТС; а b расстояние от центра масс до передней и задней осей Р вес АТС; h высота центра масс; Е база; j замедленноеделу делаются основные выводы:

· на транспортных средствах категории М3 наиболее приемлемым является применение РГС с характеристикой компенсатора давления;

· разработаны критерии, определяющие возможность применения РГС с характеристиками ограничителя давления, лучевого типа, программной силу.

Рис. 6 Синтез статической характеристики регуляторов тормозных сил

В третьем разделе "Регуляторы тормозных сил с характеристикой компенсатора давления" на рис. 7,8 показаны конструктивные схемы РГС с такой характеристикой.

Рис. 7 Принципиальная схема РГС, что не выполняет функции ускоряющего клапана

Вопрос о необходимости применения РГС, что выполнит функции ускоряющего клапана, предлагается решать, исходя из времени срабатывания пневматического тормозного привода.

Рис. 8 Принципиальная схема тормозной системы с РГС, что выполнит функции ускоряющего клапана

Вопросами динамики пневмопривода занимались такие ученые, как: Абрамович Г.Н., Автушко В. П., Беленький Ю. Б., Вишняков Н. Н., Герц Е. В., Гогричиани Г. В., Дольберг В . И., Дронин М. И., Жестков В. А., Жестков В. В., Крейнин Г. В., Любушкин В. В., Метлюк М. Ф., Погорелов В. И., Попов Д. Н ., Прудников С. Н., Розанов В. Г., Туренко А. М., Чернов В.И., Шипилин А. В. и др.

В работах школы Белорусской политехнической академии предлагается дифференциальное уравнение переходного процесса ДЕ- звена с постоянной

емкостью при ее наполнении записывать в виде:

(20)

где Р1 давление, изменяется в емкости, которая заполняется; Ро давление перед дросселем; k = 1.4 показатель адиабаты; m - коэффициент расхода; f площадь поперечного сечения канала дросселя; V = const объем емкости; А = 0.654, В = 1.13 коэффициенты, определенные экспериментально; Vкр критическая скорость струи.

Решение уравнения (20) для случая скачкообразного изменения давления на входе звена до величины Ро = const, при мгновенном открытии канала, имеет вид:

. (21)

С (21) легко получить критерий

(22)

где Vпр приведенный объем, заполняемый; (Mf) Э приведенный коэффициент расхода; [Tн] нормированное время наполнения пневмопривода АТС.

Разработаны статические модели РГС (см., Например рис. 8, 9) позволяют выбирать их геометрические параметры с учетом гистерезиса.

На рис. 9 показана расчетная выходная характеристика РГС, выполняющий функцию ускоряющего клапана, как во время затормаживания, так и при растормаживании.

Рис. 9 Статическая характеристика РГС, выполняющий функцию ускоряющего клапана.

Оказалось, что в РГС по рис. 9 при растормаживании может иметь место окончательный давление:

, (23)

где - трение в уплотнении поршня 2 рис. 8, недопустимо с точки зрения дееспособности тормозной системы.

Для устранения этого недостатка можно рекомендовать следующие мероприятия: снижать силу трения; увеличивать диаметр D2 и уменьшать диаметр D1 (рис. 8); под поршень 2 рис. 8 устанавливать пружину, предыдущий сжатие которой удовлетворяет неравенству:.

Усовершенствованная методика расчета тормозного пути АТС, графическое представление которой показано на рис. 10.

Рис. 10 Диаграмма расчета тормозного пути АТС

Предложенная методика заключается в следующем:

- строятся графики роста давления в пневмокамер контуров АТС;

Кривые роста давления в пневмокамер контуров АТС разбиваются на характерные частицы, например, как это сделано на рис .. 10;

-

Загрузка...

Страницы: 1 2






Ещё Рефераты по вашей теме

Конституционно-правовые основы взаимоотношений высших ОРГАНОВ ВЛАСТИ УКРАИНЫ И Автономной Республики Крым - Автореферат
Эстетика мифа и мифологического ГОРИЗОНТ РАННЕГО УКРАИНСКОГО модернизма - Автореферат
Повышение производительности птицы яичных кроссов путем усовершенствования приемов оценки и выращивания молодняка - Автореферат
Использование энергии питательных веществ полукровкой молодняком скота черно-пестрой и м мясных пород в зависимости от живой массы, возраста и пола - Автореферат
Остеопороз и переломы костей дистального отдела предплечья у людей разного возраста - Автореферат
СТРУКТУРА побудительных речевых актов современного французского языка (коммуникативно-прагматический аспект) - Автореферат
УЧЕТ И АНАЛИЗ КОРПОРАТИВНЫХ ЦЕННЫХ БУМАГ (на примере ассоциации "Укрсортнасиннеовоч") - Автореферат