Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора
технических наук: 05.05.03 – Колесные и гусеничные машины. —
Волгоградский государственный технический университет. — Волгоград,
2011. — 57 с.
Научный консультант — доктор технических наук, профессор Ревин А.А.
Цель работы: решить проблему улучшения
устойчивости движения колесной машины в режиме торможения за счет
создания методики предпроектного выбора параметров элементов шасси,
позволяющей комплексно определять конструктивные и эксплуатационные
параметры элементов шасси для улучшения устойчивости движения в
режиме торможения при улучшении (или сохранении) тормозной
динамичности.
Научная новизна
Решена проблема улучшения устойчивости движения КМ в режиме торможения на основе применения методики предпроектного выбора пара-метров элементов шасси, позволяющей ранжировать конструктивные и эксплуатационные параметры элементов шасси с целью обеспечения возможности их дальнейшей проектной оптимизации.
Разработана уточненная математическая модель и оригинальный программный комплекс StabAuto для оценки параметров устойчивости движения и тормозной динамичности двухосных КМ, позволяющие проводить предпроектный выбор параметров элементов шасси.
Уточнена теория устойчивости движения КМ:
выявленные 32 основных конструктивных и эксплуатационных параметра элементов шасси ранжированы и разделены на «сильные» (12 шт.), существенно влияющие, и «слабые» (20 шт.), несущественно влияющие на устойчивость движения КМ;
получены расчетные формулы для определения основного критерия предпроектного выбора параметров элементов шасси, включающие зависимости линейной и нелинейной аппроксимаций.
Развита теория затормаживаемого колеса:
предложен расчетный способ построения диаграммы, учитывающий влияние боковых сил на коэффициент продольного сцепления;
определены границы диапазонов боковых сил и коэффициентов сцепления, при которых затормаживаемое колесо находится в зонах устойчивого, неустойчивого или пограничного движения;
предложены новые способы определения коэффициентов сцепления при действии боковых сил: на основе номограммы и КИП-методики.
Развита теория качения эластичного колеса:
Получены приближенные зависимости коэффициентов радиальной, боковой и крутильной жесткостей шин от допустимой нормальной нагрузки колеса, обобщающие результаты выполненных различными исследователями экспериментальных работ в отечественных лабораториях. Экспериментально доказана полученная теоретическая зависимость между коэффициентами продольной и крутильной жесткостей шин.
Уточнена теория угловых колебаний управляемых колес:
описан колебательный процесс управляемых колес по этапам их самоповорота вокруг осей поворота. Даны рекомендации о рациональном распределении зазоров в элементах шасси для улучшения устойчивости движения двухосного автомобиля;
проведена уточненная сравнительная оценка моментов сил в пятне контакта колеса с опорной поверхностью при различных режимах движения автомобиля.
Практическая ценность и реализация результатов работы
Основные результаты работы использованы в следующих организациях:
НИЦИАМТ ФГУП «НАМИ» при разработке:
Отчета по НИОКР № гос. регистрации 01.2.006 05305 «Разработка новых международных правил ЕЭК ООН по динамическим испытаниям на управляемость и устойчивость автотранспортных средств. Проведение исследований по поправкам к правилам ЕЭК ООН №№ 79, 111. Исследование автоматических систем управления движением АТС»;
РД 37.052.346-2007 «Автотранспортные средства. Методы исследования влияния наклона задних колес на управляемость и устойчивость легкового автомобиля»;
Проекта РД 37.052-2008 «Автотранспортные средства. Методы исследования эффективности систем динамической стабилизации легковых автомобилей»;
Позиции делегации РФ на 61-62 сессиях Рабочей группы GRRF Совещания экспертов по вопросам торможения и ходовой части за 2006-2008 г.г.
Транспортное управление «Астраханьгазавтотранс» ООО «Астраханьгазпром» и ООО «Волгоградтрансгаз» при сравнительной оценке эксплуатационных свойств колесных транспортных средств, относящихся к одной категории и имеющих заданное назначение, для принятия решения о целесообразности их приобретения.
ОАО «Астраханский таксопарк» при оценке:
ДТП с целью определения поведения на дороге с заданным видом и состоянием покрытия автомобиля с заданными физико-механическими характеристиками элементов шасси, а также с целью выявления соответствия линейно-углового расположения автомобиля на дороге начальной скорости его движения;
Влияния эксплуатационных зазоров в цепи пар износа колеса и ру-левого управления на устойчивость движения и управляемость автомобилей различных моделей.
Научная новизна
Решена проблема улучшения устойчивости движения КМ в режиме торможения на основе применения методики предпроектного выбора пара-метров элементов шасси, позволяющей ранжировать конструктивные и эксплуатационные параметры элементов шасси с целью обеспечения возможности их дальнейшей проектной оптимизации.
Разработана уточненная математическая модель и оригинальный программный комплекс StabAuto для оценки параметров устойчивости движения и тормозной динамичности двухосных КМ, позволяющие проводить предпроектный выбор параметров элементов шасси.
Уточнена теория устойчивости движения КМ:
выявленные 32 основных конструктивных и эксплуатационных параметра элементов шасси ранжированы и разделены на «сильные» (12 шт.), существенно влияющие, и «слабые» (20 шт.), несущественно влияющие на устойчивость движения КМ;
получены расчетные формулы для определения основного критерия предпроектного выбора параметров элементов шасси, включающие зависимости линейной и нелинейной аппроксимаций.
Развита теория затормаживаемого колеса:
предложен расчетный способ построения диаграммы, учитывающий влияние боковых сил на коэффициент продольного сцепления;
определены границы диапазонов боковых сил и коэффициентов сцепления, при которых затормаживаемое колесо находится в зонах устойчивого, неустойчивого или пограничного движения;
предложены новые способы определения коэффициентов сцепления при действии боковых сил: на основе номограммы и КИП-методики.
Развита теория качения эластичного колеса:
Получены приближенные зависимости коэффициентов радиальной, боковой и крутильной жесткостей шин от допустимой нормальной нагрузки колеса, обобщающие результаты выполненных различными исследователями экспериментальных работ в отечественных лабораториях. Экспериментально доказана полученная теоретическая зависимость между коэффициентами продольной и крутильной жесткостей шин.
Уточнена теория угловых колебаний управляемых колес:
описан колебательный процесс управляемых колес по этапам их самоповорота вокруг осей поворота. Даны рекомендации о рациональном распределении зазоров в элементах шасси для улучшения устойчивости движения двухосного автомобиля;
проведена уточненная сравнительная оценка моментов сил в пятне контакта колеса с опорной поверхностью при различных режимах движения автомобиля.
Практическая ценность и реализация результатов работы
Основные результаты работы использованы в следующих организациях:
НИЦИАМТ ФГУП «НАМИ» при разработке:
Отчета по НИОКР № гос. регистрации 01.2.006 05305 «Разработка новых международных правил ЕЭК ООН по динамическим испытаниям на управляемость и устойчивость автотранспортных средств. Проведение исследований по поправкам к правилам ЕЭК ООН №№ 79, 111. Исследование автоматических систем управления движением АТС»;
РД 37.052.346-2007 «Автотранспортные средства. Методы исследования влияния наклона задних колес на управляемость и устойчивость легкового автомобиля»;
Проекта РД 37.052-2008 «Автотранспортные средства. Методы исследования эффективности систем динамической стабилизации легковых автомобилей»;
Позиции делегации РФ на 61-62 сессиях Рабочей группы GRRF Совещания экспертов по вопросам торможения и ходовой части за 2006-2008 г.г.
Транспортное управление «Астраханьгазавтотранс» ООО «Астраханьгазпром» и ООО «Волгоградтрансгаз» при сравнительной оценке эксплуатационных свойств колесных транспортных средств, относящихся к одной категории и имеющих заданное назначение, для принятия решения о целесообразности их приобретения.
ОАО «Астраханский таксопарк» при оценке:
ДТП с целью определения поведения на дороге с заданным видом и состоянием покрытия автомобиля с заданными физико-механическими характеристиками элементов шасси, а также с целью выявления соответствия линейно-углового расположения автомобиля на дороге начальной скорости его движения;
Влияния эксплуатационных зазоров в цепи пар износа колеса и ру-левого управления на устойчивость движения и управляемость автомобилей различных моделей.