Add to collection(s) Add to saved
  1. No category

Глава 1 - ZiyoNET

advertisement 
МИНИСТЕРСВО ВЫСШЕГО И СРЕДНЕГО СПЕЦИАЛЬНОГО
ОБРАЗОВАНИЯ РЕСПУБЛИКИ УЗБЕКИСТАН
Ташкентский Автомобильно-Дорожный Институт
На правах рукописи
Мирзакулов Гиёзиддин Сраждинович
УДК
629.113:012.5
ОБОСНОВАНИЕ ПАРАМЕТРОВ МЕХАТРОННЫХ ТОРМОЗНЫХ
СИСТЕМ ГРУЗОВЫХ АВТОМОБИЛЕЙ И ТЕХНОЛОГИИ ИХ
ПРОИЗВОДСТВА
Специальность: 5А521101
Автомобили
Диссертация
на соискание академической степени магистра
Работа рассмотрена и
допущена к защите
Научный руководитель
д.т.н., акад. Лебедев О.В.
Зав.кафедрой: «ТА»
Эксперт:
д.т.н., акад. Лебедев О.В.
проф. Шермухаммедов А.А.
«___» __________2009 г.
«___» __________2009 г.
Ташкент-2009
РАЗРЕШЕНИЕ
Тема магистерской диссертации: «ОБОСНОВАНИЕ ПАРАМЕТРОВ
МЕХАТРОННЫХ ТОРМОЗНЫХ СИСТЕМ ГРУЗОВЫХ АВТОМОБИЛЕЙ И
ТЕХНОЛОГИИ ИХ ПРОИЗВОДСТВА».
Я, Мирзакулов Гиёзиддин Сраждинович, разрешаю библиотеке
Ташкентского автомобильно-дорожного института (ТАДИ) пользоваться
моей магистерской диссертацией в установленном ректоратом ТАДИ
порядке. В случае если материалы моей диссертации будут использоваться
для коммерческих целей или для получения дохода прошу поставить меня в
известность по адресу: Ташкентская область, г. Ангрен, улица Узбекистон
мустакиллиги, квартал 6/4, дом 134, квартира 2, тел: +998(97)-422-90-42.
Дата:___________
Подпись автора:__________
«УТВЕРЖДАЮ»
Ректор ТАДИ
«__»_______2007г.
План диссертационной работы
на тему: Обоснование параметров мехатронных тормозных систем грузовых
автомобилей и технологии их производства.
Введение
Глава 1. Состояние вопроса и задачи исследования.
1.1. Тенденции развитии тормозных систем грузовых автомобилей.
1.2. Анализ взаимодействия различных мехатронных тормозных систем грузовых
автомобилей с ABS.
1.3. Анализ тормозных параметров грузовых автомобилей.
Глава 2. Расчет по обоснованию параметров и режимов торможения грузовых
автомобилей.
2.1. Технологический процесс производства мехатронных тормозных систем
грузовых автомобилей.
2.2. Алгоритм расчета параметров процесса торможения.
2.3. Выводы по главе.
Глава 3. Экспериментальные исследования
тормозных систем грузовых автомобилей
3.1. Методика экспериментального исследования.
3.2. Планирования эксперимента и обработка.
3.3. Результаты экспериментального исследования.
параметров
мехатронных
Глава 4. Реализация результатов, обоснование параметров мехатронных
тормозных систем грузовых автомобилей.
4.1. Рациональный диапазон изменения основных параметров грузовых
автомобилей при торможении, осуществляемый с помощью мехатроники.
4.2. Применение мехатронных узлов в тормозных системах.
4.3. Выводы по главе.
Общие выводы и заключение.
Использованная литература.
Зав. Кафедрой и
Научный руководитель:
О.В
Эксперт:
А.А
Магистр:
Г.С
проф.
проф.
Лебедев.
Шермухаммедов
Мирзакулов.
АННОТАЦИЯ
В
данной
новейшие
магистерской
мехатронные
диссертационной
тормозные
системы
работе
и
их
рассмотрены
предназначения.
Разработана комплексная тормозная система на основе мехатронных
тормозных систем предназначенные для грузовых автомобилей. Рассмотрен
технологический процесс производства мехатронных тормозных систем
грузовых автомобилей. Разработан алгоритм расчета параметров процесса
торможения без применения мехатронных систем и с применением
мехатронных систем. Рассмотрены вопросы
влияния кризиса в разных
отраслях производства и введение антикризисных мер в нашей стране.
SUMMARY
In this master's thesis work are considered anew mechatronic breaking
systems and their application. Complex breaking system for vans through lightduty trucks to heavy-duty trucks with trailers, or semitrailers and buses is
developed. Technologic process of production mechatronic breaking systems is
processed too. The basic scheme of the breaking with mechatronic breaking system
and without mechatronic breaking system is designed and the algorithm of its
operation is described. Questions of economic crisis and prevent ways of it are
considered.
КИСКАЧА МАЗМУНИ
Ушбу магистрлик диссертация ишида замонавий мехатрон тормоз
тизимлари ва уларнинг қўлланилиши кўриб чиқилган. Улар асосида оғир юк
ташувчи автоуловлар учун комплекс мехатрон тормоз тизими яратилди.
Мехатрон
тормоз
тизимлари
қўлланилганда
ва
мехатрон
тормоз
тизимларисиз оғир юк ташувчи автоуловларнинг тормозланиш жараенидаги
параметрларини ҳисоблаш алгоритми ишлаб чиқилди. Бундан ташқари
кризисни юртимиздаги таъсири масаласи ва антикризис чора-тадбирлари
кўриб чиқилди.
РЕФЕРАТ
"Обоснование параметров мехатронных тормозных систем грузовых
автомобилей и технологии их производства".
Работа изложина на русском языке на 109 страницах, содержит 34
рисунков, 7 таблиц, 9 диаграмм, список литературы из 46 наименований, в
том числе 6 с Интернета и 14 зарубежные литературы.
Ключевые
слова:
"мехатроника",
"антиблокировочная
система",
"электроника", "датчик", "модель", "грузовые автомобили", "тормоз",
"модулятор".
Работа
состоит
из
введения,
четырех
глав,
выводов,
списка
использованной литературы.
В первой главе достаточно подробно, с широким охватом изучены
материалы
связанные
взаимодействиями
с
тенденциями
различных
развития
мехатронных
тормозных
систем
для
систем,
грузовых
автомобилей с ABS, тормозными параметрами грузовых автомобилей.
Во второй главе дан анализ работ по технологическим процессам
производства мехатронных систем грузовых автомобилей и произведен
расчет параметров процесса торможения.
Третья
глава
посвящена
экспериментальным
исследованиям
параметров мехатронных тормозных систем грузовых автомобилей.
На
основе
проведенных
исследований
сделаны
заключение
и
предложения по улучшению качества торможения грузовых автомобилей с
помощью мехатронных тормозных систем.
ОТЗЫВ
Научного руководителя на магистерскую диссертацию Мирзакулова
Гиёзиддина Срожиддиновича выполненную на тему: «Обоснование
параметров мехатронных тормозных систем грузовых автомобилей и
технологии их производства».
Данная работа посвящена совершенствованию ABS для грузовых
автомобилей.
Научные работы, направленные на улучшение технологических процессов
изготовления и мехатронику ABS представляет большую актуальность, т.к.
момимо улучшения безопасности движения автомобилей улучшат их
динамические показателей, Связанней с управлямостю поворачивает
Надо признать, что в торможении автомобили преуспели больше, чем в
способности ускоряться. Впрочем, по другому и быть не может, когда на
карту поставлена чья-то жизнь. Так как, если машина разгоняется с места до
100 км/ч за 12-15 секунд, то на экстренную остановку с этой же скорости ей
потребуется в два раза меньше времени. И этот период можно сократить с
помощью мехатронных тормозных систем.
В связи с этим задачи, решаемые в настоящей диссертации, актуальны
и требуют дальнейшего развития.
Диссертантом в своей работе предлагается повысить безопасность
грузовых автомобилей при торможении использованием конструктивных и
технологических решений. Рассматривая изложенные материалы можно
сделать вывод о высоком качестве содержания и законченности диссертации.
Владение разработанной методикой, умение делать правильные
выводы из полученных результатов, свидетельствуют о хорошей подготовке
диссертанта как исследователя.
Выполненные исследования, как по теоретическому уровню, так и по
практическим
результатам,
отвечают
установленным
требованиям
к
магистерским диссертациям, а диссертант заслуживает присвоения ему
степени магистра по специальности 5А521101 «Автомобили».
Научный руководитель
акад. Лебедев О.В.
РЕЦЕНЗИЯ
на магистерскую диссертацию Мирзакулова Г.
на тему «Обоснование параметров мехатронных тормозных систем грузовых
автомобилей и технологии их производства».
В работе магистранта Мирзакулова Г., посвященной одной из
новейших систем в автомобилестроении, приводится анализ различных
решений,
нацеленных
на
проектирование
технологических
способов
обработки и внедрения мехатронных тормозных систем для грузовых
автомобилей. В своих исследованиях магистрант широко использует данные,
полученные из глобальной сети Интернета. Считаю это за положительную
сторону работы.
Целью
работы
выбрано
создание
методики
выбора
наиболее
рационального изготовления мехатронных тормозных систем для грузовых
автомобилей. Считаю, что данная работа имеет практическую ценность, т.к.
рациональный выбор одной, из множества технологий изготовления является
актуальной задачей для организаций, занимающихся проектированием и
производством, а также эксплуатацией грузовых автомобилей. Думаю, что
магистерскую диссертацию Мирзакулова Г. можно считать одним из первых
шагов во внедрении и изучении таких систем в нашей стране.
Недостатком работы магистранта является отсутствие в диссертации
собственных экспериментов, т.к. проведение экспериментов для данной
диссертации на территории республики Узбекистан невозможно.
Содержание научно-исследовательской работы по объёму и глубине
рассмотрения
вопросов
соответствует
современным
требованиям
к
магистерским диссертациям, а диссертант заслуживает присвоения ему
степени магистра по специальности 5А521101 «Автомобили».
Зав. лабораторией МЖГСП
института механики сооружений
к.ф.-м.н.
Аннакулова Г.К.
ОГЛАВЛЕНИЕ
Введение…..………………………………………………………………….3
1. Состояние вопроса и задачи исследования……….…...…….……………...16
1.1. Тенденции развитии тормозных систем грузовых автомобилей….……..16
1.2. Анализ взаимодействия различных мехатронных тормозных систем
грузовых автомобилей с ABS……………………………………….…………..17
1.3. Анализ тормозных параметров грузовых автомобилей …….….………..24
2. Расчет по обоснованию параметров и режимов торможения грузовых
автомобилей…………………………………………………………….………..34
2.1. Технологический процесс производства мехатронных тормозных систем
грузовых автомобилей…………………………………………………………..34
2.2. Алгоритм расчета параметров процесса торможения …………………...43
2.3. Выводы по главе ……………………………………………………………61
3. Экспериментальные исследования параметров мехатронных тормозных
систем грузовых автомобилей ………………………………………………….74
3.1. Методика экспериментального исследования.……...................................74
3.2. Планирования эксперимента и обработка………………………………...78
3.3. Результаты экспериментальных исследований……………………..........87
4. Реализация результатов, обоснование параметров мехатронных тормозных
систем грузовых автомобилей………………………………………………….89
4.1. Рациональный диапазон изменения основных параметров грузовых
автомобилей
при,
торможении,
осуществляемый
с
помощью
мехатороники….......…………………………………………………………….89
4.2. Применение мехатронных узлов в тормозных системах ………………..98
4.3. Выводы по главе……………………….……………….............................106
Общие выводы и заключение...................................................................107
Список использованных литератур………………………….................108
ПРЕДИСЛОВИЕ.
Мехатроника - это одна из новейших инженерных специальностей в
мире. По данным ЮНЕСКО специальность "Мехатроника" входит в десятку
самых востребованных и перспективных технических специальностей в
мире. Мехатроника - это область науки и техники, посвященная созданию и
эксплуатации машин и систем с компьютерным управлением движением,
которая базируется на знаниях в области механики, электроники и
микропроцессорной техники, информатики и компьютерного управления
движением машин и механизмов.
Традиционно мехатронику представляют как единство трех частей:
привода; исполнительных и передаточных механизмов; управления.
Одно
из первых определений мехатроники характеризовало ее, как направление на
создание
и
эксплуатацию
устройств
с
компьютерно-управляемым
движением.
Природа создала впечатляющие образцы "мехатронных" систем в виде
движущихся животных, птиц, рыб и насекомых. В технике также можно
наблюдать
множество
мехатронных
систем
представляющих
собой
интеграцию механической, энергетической и управляющей подсистем в
едином конструктивном блоке. Это современные станки, роботы и другое
технологическое оборудование с компьютерным и числовым программным
управлением; принтеры и видеомагнитофоны, швейные и стиральные
машины со встроенными микропроцессорами и другая автоматически
действующая бытовая техника. В настоящее время все современные
транспортные системы обладают мехатронными модулями и системам - все
основные
процессы
в
автомобилях,
самолетах,
кораблях
и
др.
контролируются компьютером.
Мехатронные тормозные системы современных автотранспортных
средств, кроме обеспечения минимального тормозного пути должны
гарантировать устойчивость движения в процессе торможения. Причем
последнее во многих случаях оказывается более важным, чем достижения
минимального
пути.
Для
этих
целей
разрабатываются
различные
мехатронные тормозные системы которые могут работать вместе, дополняя
друг-друга. Одним из таких систем является антиблокировочная система
(ABS).
«Устройство для предотвращения жесткого торможения колес»
немецкая фирма Bosch запатентовала в далеком 1936 году. А начало
современной
истории
АБС
было
положено
в
1964
году,
когда
дипломированный инженер Гейнц Либер (Heinz Leiber), в то время
работавший в компании TELDIX GmbH из Гейдельберга (Heidelberg)
разработал фундаментальные основы таких систем. Позже он возглавил
отделение электрики и электроники автомобилей в фирме Mercedes-Benz
(входящей в холдинг Daimler-Benz, а ныне - DaimlerChrysler) из ШтуттгартУнтертюркхайма (Stuttgart-Unterturkheim). Уже 9 декабря 1970 профессор
Ханс Шеренберг (Hans Scherenberg), один из высших управляющих DaimlerBenz,
объявил
о
создании
первых
работоспособных
образцов
антиблокировочной системы. конечно, ни о какой сложной электронике в
начале 70-х прошлого века не могло идти и речи, AБС с электронным
управлением появились несколько позже и первую такую систему
разработала в 1978 году фирма Bosch. Вполне естественно, что впервые
устанавливать АБС на серийных автомобилях с 1978 года стала именно
фирма Daimler-Benz. Это были автомобили Mercedes-Benz S-класса. С 1
октября 1992 года антиблокировочные системы входят в стандартную
комплектацию всех автомобилей Mercedes., а вскоре после этого – BMW 7-ой
серии.
С момента представления системы ABS на мировой рынок, компания
Bosch основательно усовершенствовала и модернизировала технологию
электронных
тормозных
систем.
Их
функциональная
эффективность
неуклонно повышается. Вместе с тем проводится и инженерная оптимизация,
благодаря которой размеры и вес приборов становятся меньше. В октябре
2001г. компания Bosch выпустила систему ABS 8-го поколения. Ее вес
составил 1,6 кг, что в сравнении с 6,9 кг первой системы 1978 года говорит
об основательной оптимизации технологии.
ВВЕДЕНИЕ. АНТИКРИЗИСНАЯ ПРОГРАММА НА 2009-2012 ГОДЫ.
Президент республики Узбекистан И.А.Каримов отметил важность
достаточно
полного
учета
воздействия
и
последствий
мирового
экономического кризиса при определении важнейших приоритетных задач
экономической программы Узбекистана на 2009 год. В программе
всесторонне и серьезно оценено его воздействие на стабильное развитие
экономики
Узбекистана, в частности определено, что «важнейшим
приоритетом в социально-экономическом развитии Узбекистана на
2009 год продолжает оставаться реализация принятой в стране
антикризисной программы на 2009-2012 годы».
Президент подчеркнул, что такие принципы, как деидеологизация,
прагматичность экономической политики, выраженной как приоритет
экономики над политикой, возложение роли главного реформатора на
государство,
обеспечение
верховенства
закона,
проведение
сильной
социальной политики по этапность и постепенность в реализации реформ -все
это,
особенно
в
экстремальных
условиях
разразившегося
мирового
финансового и экономического кризиса, доказывают свою актуальность и
жизненность.
Реализуемая сегодня взвешенная, всесторонне продуманная политика
по реформированию, либерализации и модернизации, экономики страны,
диверсификации ее структуры создали достаточно мощный заслон,
предохраняющий нас от негативных воздействий кризисов и других угроз.
В Узбекистане еще во второй половине 2008 года началась
разработка Антикризисной программы мер с учетом конкретных условий и
положения дел в нашей экономике. В настоящее время Антикризисная
программа мер по предотвращению и нейтрализации последствий
мирового
экономического
кризиса
после
апробирования
и
своего
утверждения доведена до конкретных исполнителей как в отраслевом, так и
территориальном
разрезе.
Созданы
Правительственная
комиссия
и
территориальные группы для обеспечения
контроля за выполнением
программы.
Ключевые задачи и комплекс мер Антикризисной программы
Президент
в
своем
произведении
остановился
на
следующем
ускоренное
проведение
комплексе мер , направленных на решение ключевых задач.
В
первую
модернизации,
очередь,
это
технического
дальнейшее
и
технологического
перевооружения
предприятий, широкое внедрение современных гибких технологий. Это,
прежде
всего,
касается
базовых
отраслей
экономики,
экспортоориентированных и локализуемых производств.
Целесообразно поддерживать предприятия этих отраслей по ряду
основных направлений.
Как известно, разработаны и реализуются рассчитанные на разные сроки
программы
по
модернизации,
технического
и
технологического
перевооружения производства в ведущих отраслях экономики..
При этом ставится задача ускорения реализации отраслевых программ,
позволяющих обеспечить устойчивые позиции на внешнем, и на внутреннем
рынках.
Во-вторых, реализация конкретных мер по поддержке предприятийэкспортеров в обеспечении их конкурентоспособности на внешних рынках в
условиях
резкого
ухудшения
текущей
конъюнктуры,
дополнительных стимулов для экспорта, в частности:
создание
- выделение им льготных кредитов на пополнение оборотных
средств сроком до 12 месяцев;
-
продление до 2012 года освобождения от уплаты в бюджет всех видов
налогов и сборов, кроме налога на добавленную стоимость,
предприятий с иностранными инвестициями, специализирующихся на
производстве готовой продукции;
- реструктуризация суммы просроченной и текущей задолженности по
кредитам банков и списание пени по платежам в бюджет и
предоставление других не менее важных льгот и преференций.
В-третьих, повышение конкурентоспособности предприятий за счет
введения
жесткого
режима
экономии,
стимулирования
снижения
производственных затрат и себестоимости продукции.
Необходимо
отметить,
что
в
этих
целях
недавно
одобрены
предложения хозяйствующих субъектов по реализации мер, направленных на
снижение в текущем году себестоимости продукции не менее чем на 20
процентов в ведущих отраслях и сферах нашей экономики.
По
реализации
мероприятий,
направленных
на
снижение
себестоимости продукции, имеется практический опыт ряда крупных
предприятий.
В
частности,
во
время
практического
эксперимента,
проведенного в декабре 2008 года по снижению себестоимости продукции
Ташкентскою тракторного завода, были применены следующие методы:
- пересмотр и сокращение цен на импортные ресурсы (-24 %);
- пересмотр нормативов расхода материалов (-0,06 %);
- снижение себестоимости через усиление уровня локализации (-1%):
- изменение технологий производства продукции (-0,05 %);
- консервация неиспользуемых мощностей (-0,3 %).
Рис.2.2.3. Основные направления снижения себестоимости
В
результате
были
разработаны
предложения
по
снижению
себестоимости тракторов на 17 %, прицепов - на 22 %.
Вместе с тем, предусматривается разработка действенного механизма
по стимулированию руководителей и ответственных лиц за достижение
намеченных параметров по снижению себестоимости.
Предложения по снижению себестоимости продукции Ташкентского
тракторного завода, млн. суммов
Наряду с этим в Антикризисной программе выработан механизм по
ограничению в 2009 году повышения цен на все виды энергоносителей и
основные виды коммунальных услуг не более чем на 6-8 % и (рис. 5).
Рис.2.2.5. Рост цен (тарифов) на энергоресурсы и коммунальные
услуги, в % по сравнению с предыдущим году.
Еще один важный аспект этого вопроса заключается в том, что, наряду с
оптимизацией уровня цен по данным отраслям, необходимо обеспечить
рентабельность их производства.
В-четвертых, реализация мер по модернизации электроэнергетики,
сокращению
энергоемкости
и
внедрению
эффективной
системы
энергосбережения.
Одним из частных операторов, создавшим эффективную систему
энергосбережения является предприятие «Shosh Energo». Экономический
эффект от привлечения данного предприятия к реализации электроэнергии
можно
видеть в следующей таблице (табл. 2).
Экономический эффект от привлечения предприятия «Shosh Energo»
к реализации электроэнергии
Показатель
Имеющаяся дебиторская задолженность,
млн. сум
Количество абонентов - физических лиц
Количество абонентов - юридических
лиц
Величина потерь по электроэнергия, %
Состояние до
Состояние после
эксперимента
эксперимента
3379,0
443,0
-86
9883
10122
+2
326
426
+31
36,4
15,6
Результат, %
-20,8 (авс)
-57,0 (относит.)
Как следует из таблицы 2. в результате передачи реализации
электроэнергии
частному
оператору
имеющаяся
дебиторская
задолженность сократилась на 86 %, количество абонентов - физических лиц
увеличилось - на 2 %, абонентов- юридических лиц - на 31 %, потери по
электроэнергии в абсолютном виде сократились на 20,8 %, относительно
- на 57 %.
В-пятых, в условиях падающего спроса на мировом рынке
ключевую роль в сохранении высоких темпов экономического роста играет
поддержка отечественных производителей путем стимулирования спроса на
внутреннем рынке.
В деле поддержки отечественных производителей важную роль играет
расширение программ локализации производства готовой продукции,
комплектующих и материалов.
Как следует из рисунка .6, в 2004 году в рамках 201 программы по
локализации участвовало 135 предприятий, к 2008 году количество
проектов уже составило 310. в которых участвовало 166 предприятий.
В направлении поддержки отечественных производителей важную роль
сыграют в 2009 году проекты по локализаций производства готовой
продукции, комплектующих и материалов на основе промышленной
кооперации,
перевооружению
программы
по
предприятий
модернизации
электротехнической
и
техническому
промышленности
Узбекистана,
предприятий
ассоциаций
«Узбекчармпойабзали»,
строительству национальной автомагистрали Узбекистана и другие. При
■этом важную роль играет расширение масштабов программы по
локализации производства. В рамках этих программ намечается в 3-4 раза
расширить объем проектов.
Таблица 2.2.3. Программа по локализации на основе
промышленной кооперации производства готовой продукции,
комплектующих и материалов на 2009 год
Показатель
Количество реализуемых проектов, ед.
Количество предприятий, ед.
Объем производства, млрд. сумов.
- в девствующих ценах
- в сопоставимых ценах
Объем экспорта, млн. долл. США
Доля локализуемой продукции в валовом промышленном производстве, %
Эффективность импортозамещения, млн. долл. США
Количество Темп роста, %
1056
346,2
364
222,0
5736,7
4861,6
1101,6
185,3
198,0
133,0
18,4
4058,6
173,3
Программа локализации по своей сути отражает такие цели, как
увеличение
отвечающей
на
предприятиях
современным
республики
требованиям
объёмов
производства
конкурентоспособной,
импортозамещающей продукции, сокращение объёмов необоснованного
импорта, производство экспортоориентированной продукции, создание
новых рабочих мест.
В достижении весомых результатов в процессах локализации в нашей
стране важная роль принадлежит льготам и преференциям. В частности, в
соответствии с Постановлением Президента Республики Узбекистан от 28
мая 2008 года ПП-879 на период до 1 января 2011 года предприятия,
производящие комплектующие части и детали, готовую продукцию,
материалы и сырьё, освобождаются от уплаты:
- таможенных платежей (за исключением сборов за таможенное
оформление) за ввозимые технологическое оборудование и запасные части к
нему, а также компоненты, не производимые в республике, используемые в
технологическом процессе при производстве локализуемой продукции;
- налога на прибыль, единого налогового платежа (для субъектов,
применяющих упрощенную систему налогообложения) в части продукции,
произведенной по проектам локализации;
- налога на имущество в части основных производственных фондов,
используемых для производстве локализуемой продукции.
В целях усиления процессов локализации и дальнейшего стимулирования
местных производителей разработан следующий комплекс единых критериев и
требований по оценке целесообразности включения
проектов в Программу по локализации:
- соответствие основным приоритетам развития отечественной
промышленности, согласно заключению Министерства экономики;
- наличие мощностей и сырьевых ресурсов для организации
производства локализуемой продукции;
- доведение до не менее 30 процентов уровня локализации
производимой продукции, поэтапно повышая уровень локализации в течении 12
месяцев с начала производства;
- экономическая окупаемость проекта (с учетом транспортных расходов до
Узбекистана, таможенных и налоговых платежей) в случае, если
реализуемая цена локализованной продукции не превышает цену
аналогичной импортируемой продукции:
- наличие стабильного спроса на локализуемую продукцию на
внутреннем и внешнем рынках в соответствии с заключениями Министерства
экономики, Министерства внешних экономических связей, инвестиций и
торговли;
В результате намеченных оптимальных условий и льгот в рамках
Программы локализации из года в год возрастает объем производства.
Объем производства в рамках Программы локализации, млрд. сумов
Как следует из рисунка 3.1,
данный показатель в 2006-2008
годах с учетом автомобилей возрос
в 1,9 раза, без учёта автомобилей в 3,5 раза.
Наряду
большое
с
этим,
внимание
в
стране
уделяется
стимулированию расширения производства продовольственных и других
потребительских товаров. В результате в 2008 году в регионах страны
Значительно возрос объем производства потребительских товаров .
Из данных таблицы 3 видно, что в 2008 году в республике объем
производства потребительских товаров составил 7436,5 млрд. сум. что больше
на 17,7 % по сравнению с 2007 годом. Наиболее высоким этот показатель был
в городе Ташкенте (123,6%), Самаркандском (124,5%), Андижанском (122,2 %)
вилоятах. Если оценивать удельный вес участия регионов в производстве
потребительских товаров (рис. .3.2), то в этом отношении наивысший
показатель приходится на Андижанский вилаят (29 %), юрод Ташкент (19 %)
и Ташкентский вилаят (11 %).
В своей
программы,
книге Президент страны, подводя итоги Антикризисной
отмечает:
«Убежден,
что
при
реализации
принятой
Антикризисной программы важное значение имеет поиск дополнительных
стимулов для обеспечения максимальной заинтересованности каждого
субъекта нашей экономики с тем, чтобы выполнение Программы стало его
важнейшим делом». Поиску этих дополнительных стимулов в области
технологии автомобилестроения посвящена данная выпускная работа.
1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ.
1.1. Тенденции развитии тормозных систем грузовых автомобилей.
Правильный выбор направления развития тормозных систем, их
элементов, имеет большое значение для конкурентной способности
автомобилей, перспективы их развития, определяет стратегию и тактику
деятельности предприятии.
Первоначально
тормозные
системы
грузовых
автомобилей
выполнялись по аналогии с тормозными системами дорожных автомобилей.
Постепенно, под влиянием особенностей конструкции и эксплуатации
грузовых автомобилей к их тормозным системам стали предъявлять свои
несколько отличные требования. Эти требования изложены в ИСО 3450-85,
согласно которым на грузовых автомобилях должны быть в обязательном
порядке рабочая, стояночная и резервная тормозные системы и желательно –
вспомогательная (тормоз-замедлитель). Тормозные системы могут иметь
общие составные части, однако при отказе любой одной из составных частей
они должны обеспечивать остановку автомобиля в соответствии с
требованиям эффективности резервной тормозной системы.
Согласно ИСО рабочая тормозная система должна обеспечить пять
последовательных торможений до полной остановки автомобилей с
интервалом от 10 до 20 минут на 9% уклоне с начальной скорости 50±3 км/ч.
Из других требований ИСО 3450-85 рабочая тормозная система должна
развивать замедление не менее 2,5 м/с2.
Кроме ИСО 3450-85 на автомобиль большой грузоподъемности
распространяется
положение
и
характеристики
тормозных
систем,
Предусмотренные в ГОСТе 22895-77 /25/. По ГОСТ 22895-77 для
автомобилей категории N3 при начальной скорости торможения Vао=11,1
м/с (40 км/ч), тормозной путь должен быть не более ST=17,2 м, а
установившееся замедление jуст=5,5 м/с2. Время срабатывания привода не
более 0,6 с. Указанное значение должно быть получено при приведении в
действие органа управления за 0,2 с. Существующие грузовые автомобили
грузоподъемностью 27 и 40 т имеют колодочные тормозные механизмы,
развивающие
удельную
тормозную
силу,
равную
4…4,4
Н/кг,
с
пневматическим приводом, срабатывающим при экстренном торможении за
0,8…0,9 с., что обеспечивает минимальные тормозные пути при экстренном
торможении с начальной скорости 40 км/ч – 20-22 м /28/, максимальное
замедление грузовых автомобилей 4…4,6 м/с2.
В ряде работ /8,81/ отмечается тенденция к дальнейшему ужесточению
как международных, так и национальных требований к эффективности
торможения. В частности поправка 05 к правилам №13 ЕЭК ООН,
вступившие в силу 26.11.84г., предусматривает повышения эффективности
рабочие тормозной системы автомобилей на 14%,
директива ЕЭС
№85(647)ЕЕС предусматривает с апреля 1988г. повышения эффективности
торможения грузовых автомобилей на 10%.
С учетом всех этих факторов разрабатываемый тормозной привод
должен удовлетворять следующим условиям:
1. Максимальное замедление 4…4,6 м/с2.
2. Время срабатывания привода 0,2…0,3 с.
3. Обеспечение работоспособности и эффективности тормозного привода при
низких (-300С…-500С) температурах окружающей среды.
4.
Иметь,
согласно
ГОСТ
22895-77,
запас
энергии
в
пневмогидроаккумуляторах, достаточный для восьмикратного торможения
автомобиля и девятого – с эффективностью запасной тормозной системы.
1.2. Анализ взаимодействия различных мехатронных тормозных систем
грузовых автомобилей с ABS.
Назначение антиблокировочных систем (ABS) – предотвращать
блокировку колес транспортного средства, возникающую в результате
избыточного действия рабочей тормозной системы преимущественно на
дорогах с низким коэффициентом сцепления. Это позволяет сохраняться
силам бокового увода колес даже при экстренном торможении. Тем самым
гарантируется стабильность движения и управляемость автомашины или
автопоезда (тягач/полуприцеп) в пределах физических возможностей. В тоже
время достигается оптимальное сцепление шин с дорожным покрытием при
торможении и, в результате этого, оптимальное замедление транспортного
средства и тормозной путь. После начала эксплуатации упрощенного
варианта ABS в США в середине 70 годов более эффективные ABS для
грузовых автомобилей были впервые представлены в конце 1981 года
фирмами Mercedes-Benz и WABCO. Системное устройство и принципы
управления
этой
четырехканальной
системы
с
индивидуальным
регулированием колес (4 колесных датчика и 4 модулятора, в дальнейшем
4S/4М) утвердились на европейском рынке грузовых автомобилей и
послужили основой для всемирного стандарта. 4-х и 6-ти канальные ABS и
ASR доказали свою исключительную надежность при эксплуатации грузовых
автомобилей. Спрос на данные системы растет не только в Германии и
Европе, но и в Израиле и Австралии, а также с недавних пор в США и
Японии. Также известно, что ЕЭС и другие страны принимают законы,
регламентирующие обязательное использование антиблокировочных систем
для определенных категорий грузовых транспортных средств.
Введение в действие этих требований привело к еще более широкому
использованию
ABS
и,
соответственно,
к
возрастанию
количества
производимых систем, что в свою очередь приводит к снижению затрат на их
производство, несмотря на ужесточение конкуренции. WABCO выпустила 4е поколение ABS и ABS/ASR версии D. Данная система базируется на новых
разработках в области электроники, таких как более эффективные
микрокомпьютеры и системы хранения информации, и учитывает новые
принципы диагностики. 4-х и 6-ти канальные ABS/ASR для грузовых
транспортных
средств
имеют
подключения
для
связи
с
системой
электронного управления двигателем, а также в качестве опции есть
возможность использовать встроенный ограничитель по скорости. При
движении
по
грунтовым
дорогам
(off-road)
имеется
возможность
использовать специальные функции как для ABS, так и для ASR. В данном
описании приводятся общие принципы действия, строение и системная
конфигурация
антиблокировочной
системы
WABCO
вместе
с
интегрированной системой регулирования скольжения ведущей оси (ASR)
для грузовых транспортных средств.
Конструкция АБС не очень сложна, но требует высокой культуры
проектирования, производства и эксплуатации. В состав простейшей АБС
входят блок управления (естественно, электронный), завязанный на него
гидромодуль, включенный в общую тормозную систему автомобиля, датчик
вращения колес и зубчатый диск, установленный на оси колеса и
вращающийся вместе с ним. Система работает следующим образом: при
торможении датчик отслеживает скорость вращения колеса по зубчикам
диска, и в тот момент, когда колеса блокируются, датчик подает
соответствующий сигнал на блок управления, который, в свою очередь,
подает команду гидромодулю на снижение давления тормозной жидкости в
контурах системы. По мере снижения давления тормозные колодки
отпускают колеса, и они начинают вращаться - сцепление колес с дорогой и
управляемость при торможении не пострадали. Можно продолжить
торможение, повторяя этот цикл многократно до тех пор, пока водитель
продолжает удерживать педаль тормоза нажатой. Результат довольно
заметен. Тормозной путь автомобиля с АБС на скользкой дороге по
сравнению с аналогичным без этой системы уменьшается примерно на 1015%. Автомобиль с АБС в течение всего времени торможения управляем, то
есть всегда остается возможность совершить необходимый маневр.
1.2.1. Взаимодействие с системой ESP (Electronic Stability Program электронная система динамической стабилизации)
Современные
АБС
намного
сложнее.
Как
только
появилась
возможность использовать в качестве электронного блока управления
компьютер,
функциональность
АБС
резко
повысилась.
Установка
дополнительных датчиков, например угла поворота передних колес или
скорости поворота машины вокруг вертикальной оси, позволяет компьютеру
на основе полных данных осуществлять еще более «интеллектуальное»
управление тормозами, а на последних моделях автомобилей - еще и тягой.
Различное тормозное усилие на передних и задних колесах или, в другом
случае, колесах внешних или внутренних по отношению к повороту
позволяет сделать движение автомобиля стабильным в различных условиях
как прямолинейного движения, так и в поворотах, и предотвратить появление
заноса. Подобная система, корректирующая движение в повороте и
реализованная в основном программно, получила название ESP.
1.2.2. Взаимодействие с системой BA (Brake Assist - Система аварийного
торможения)
Электронная система управления давлением в гидравлической системе
тормозов, которая в случае необходимости экстренного торможения и
недостаточного при этом усилия на педали тормоза самостоятельно
повышает давление в тормозной магистрали, делая это во много раз быстрее,
чем на то способен человек.
Электроника гидравлического Brake Assist распознает, произошёл ли
процесс аварийного торможения по скорости движения педали и давлению
на педаль. В случае аварийного торможения давление в системе тормозного
привода в течение миллисекунд автоматически значительно увеличивается,
т.е. уменьшается время на срабатывание тормоза машины.
Электроника берет управление экстренным торможением на себя и
останавливает автомобиль в максимально короткий срок значительно
сокращая тормозной путь, особенно на высоких скоростях движения.
1.2.3. Взаимодействие с системой DBC (Dynamic Brake Control - Система
динамического контроля за торможение)
В экстренной ситуации около 90 процентов всех водителей не в
состоянии выполнить экстренное торможение. При этом характерно, что,
несмотря на быстрое нажатие педали, они давят на нее с недостаточной
силой. "Последующее" увеличение усилия, прикладываемого к педали, лишь
незначительно увеличивает тормозную мощность, тем самым тормозная
мощность используется лишь частично.
Система
DBC
представляет
собой
дополнение
к
системе
динамического контроля устойчивости (DSC). Система DBC ускоряет и
усиливает процесс нарастания давления в приводе тормозов в случае
экстренного торможения и обеспечивает - даже при недостаточной силе
нажатия педали - минимальный тормозной путь.
В качестве определяющих величин учитываются данные о скорости
нарастания давления и усилии, прикладываемом к педали.
Система DBC использует принцип гидравлического усиления, а не
вакуумный принцип. Подобная гидравлическая система обеспечивает лучшее
и значительно более точное дозирование тормозного усилия в случае
экстренного торможения.
1.2.4. Взаимодействие с системой EBS (Electronic Braking System Электронная система торможения)
Педаль тормоза в EBS не имеет механической связи с тормозной
системой
(так
называемая
электронная
педаль).
Ее
перемещение
преобразуется в электрический сигнал и подается блоку управления. После
анализа информации от различных датчиков (нагрузка, скорость, поперечное
ускорение, угол поворота рулевого колеса), электроника самостоятельно дает
команду исполнительным механизмам, регулирующим давление в контурах
тормозной системы.
1.2.5.
Взаимодействие
с
системой
EBV
(Система
электронного
распределения тормозных сил)
Устройство, входящее в состав ABS пятого поколения. Контролирует
поведение всех колес по отношению друг к другу и с помощью электроники
регулирует тормозное усилие в соответствии со степенью нажатия на педаль
тормоза и загрузки автомобиля.
Принцип работы состоит в том, что тормозное усилие передается на
каждое колесо индивидуально и строго дозировано, каждое колесо тормозит
индивидуально, а электронные датчики и микропроцессор по многим
параметрам оценивают состояние автомобиля в реальном масштабе времени
и
предотвращают
заносы
корпуса
и
обеспечивают
наибольшую
эффективность торможения при любых дорожных условиях даже при
торможении с максимальным усилием нажатия на педаль тормоза.
1.2.6. Взаимодействие с системой HAH (Handbrake with Automatic Hold Стояночный тормоз c автоматической функцией)
Включение стояночного тормоза для обеспечения неподвижности
автомобиля при его парковке производится нажатием на кнопку. Он
помогает водителю при парковке автомобиля на стоянку и в различных
дорожных ситуациях, что также способствует повышению безопасности
движения.
Автоматическая
функция
стояночного
тормоза"
автоматизирует
процесс торможения в определенных ситуациях; так, например, водитель
освобождается от утомительных торможений при движении в режиме частых
остановок (функция автоматического торможения). Стояночный тормоз
предотвращает скатывание автомобиля назад при трогании с места на
подъеме.
1.2.7. Взаимодействие с системой Brake by Wire (торможение по
проводам)
Суть идеи проста: педаль тормоза, которую нажимает водитель, не
имеет прямой связи с гидравлической или пневматической тормозной
системой. Нажатие педали воспринимает только блок управления тормозной
системы и именно он, используя данные о положении машины в
пространстве, ее скорости и нагрузке, качестве дорожного покрытия,
погодных условиях и т. п., рассчитывает необходимое усилие торможения
отдельно для каждого конкретного колеса. Это - логическое продолжение и
углубление роли цифровых систем в управлении агрегатами автомобиля. В
частности, система EBS (электропневматическая для грузовиков) уже
применяется в некоторых моделях магистральных грузовиков Scania и в
Mercedes-Actros.
Ближайшей
перспективой
является
ЕМВ
-
электромеханическая система торможения, в которой не будут применяться
пневматические приводы тормозов. Тормозное усилие, строго управляемое
бортовым компьютером, будет создаваться с помощью электромоторов.
1.3. Анализ тормозных параметров грузовых автомобилей.
Тормозные параметры грузовых автомобилей:
1. ABS Configuration (Конфигурация АБС) - существует 3 возможных
конфигурации АБС. Название конфигурации определяется по числу
модулирующих клапанов и датчиков на транспортном средстве. Таким
образом, получается 3 конфигурации - 4M/4S, 6S/4M и 6S/6M (S = sensors
(датчики) и M=ABS Modulator valves (модулирующие клапаны АБС)).
2. ABS Modulator valve (модулирующий клапан АБС) - электромагнитный
клапан, который содержит эл./маг. катушку для управления давлением
воздуха в процессе управления торможением с помощью АБС.
3. Electronic Control Unit (ECU) (блок электронного управления). ECU
содержит микрокомпьютер, в который подаются входные сигналы с
датчиков, и который выдает управляющие сигналы. ECU управляет
процессом торможения и выполняет функции диагностики.
4. Solenoid (эл./маг. катушка, соленоид) - Это устройство преобразует
электрические сигналы в механическое движение. Оно содержит катушку со
стержнем. Положение стержня может меняться при изменении протекающих
в катушке токов.
5. Tooth Wheel (Зубчатое кольцо) - Металлическое кольцо, содержащее, как
правило, 100 зубцов. Иногда может содержать 80 или 120 зубьев, в
зависимости от размеров шины автомобиля. Оно обычно устанавливается на
барабане ступицы каждого колеса, управляемого АБС. Когда колесо
вращается, зубья колеса сдвигаются и датчики скорости кольца передают
электрические сигналы ECU о скорости вращения колеса.
6. Wheel Speed Sensor (датчик скорости колеса). Магнитный датчик,
установленный рядом с колесом, который генерирует сигналы для ECU о
скорости
вращения
колеса.
Датчик
генерирует
электрические
пропорциональные скорости вращения колеса. Движение металлических
зубьев изменяет магнитное поле, что является причиной генерирования
электрического сигнала в датчике, т.е. переменное магнитное поле создает
переменное напряжение в катушке соленоида датчика. Этот электрический
сигнал передается на ECU и информирует о скорости вращения колеса.
7. Four-Channel ABS (4-х контурная АБС) - такая система имеет 4 датчика и 4
АБС модулятора (4S/4M). Система может также иметь 6 датчиков и 4 АБС
модулятора (6S/4M).
8. Six-Channel ABS (6-ти контурная АБС) - система имеет 6 датчиков и 6
модулирующих клапанов (6S/6M).
АБС начинает управлять давлением воздуха в тормозах всегда, когда
колесо начинает блокироваться. Датчики постоянно отслеживают скорость
вращения колеса и передают эту информацию в ECU. Когда колесо начинает
блокироваться, ECU, используя полученную от датчиков информацию, с
помощью специальной программы генерирует управляющие сигналы на
клапаны АБС. ECU дает команду клапанам АБС отрегулировать давление
воздуха в тормозных камерах, чтобы избежать блокировки колеса.
Характеристики
Индивидуальный контроль над
ведущими и передними колесами
Безопасность работы
Автоматический контроль вращения
Самодиагностика
Возможность использования
диагностических приборов
Индикатор неисправностей
ABS-лампа
Преимущества
Повышение устойчивости и
уменьшение возможности
складывания автопоезда
Если в системе возникают
неисправности, то АБС отключает
несправные контуры и колеса
тормозятся в обычном режиме
Контроль над чрезмерным
вращением колеса при нажатии на
педаль газа.
Встроенные в систему функции
самодиагностики делают
тестирование простым и быстрым
Возможно использование
электронных диагностических
приборов. Прибор Pro-Link 9000
имеет специальный картридж для
диагностики Meritor Wabco
ABS/ATS
Стандартный индикатор позволяет
узнать код неисправности не
прибегая к диагностическим
приборам
Лампа ABS на панели приборов
показывает водителю что ABS
неисправна. В версии D лампа
также показывает код
неисправности АБС.
Компоненты АБС
Компоненты для определения скорости вращения колеса
Для активации ABS или ATC ECU использует информацию из системы
определения скорости вращения колеса. Эта система включает в себя:

зубчатое кольцо

датчик скорости колеса

кронштейн крепления датчика с пружинной защелкой

кабель датчика
Зубчатое кольцо
Зубчатое кольцо обычно имеет 100 зубцов и крепится на барабане
ступицы каждого колеса, подключенного к АБС.
Датчик скорости колеса
Датчик скорости колеса имеет форму карандаша и крепится в посадочном
гнезде на краю колеса. Обычно транспортное средство имеет 4 датчика.
Как правило, датчик крепится на фланце поворотной цапфы с каждой
стороны переднего моста. Дополнительные датчики - на картере ведущего
моста на одной или двух осях. Крепление датчиков зависит от типа
подвески.
Обычно при рессорной подвеске датчики устанавливаются на переднем
ведущем мосту. На транспортном средстве с пневматической подвеской
датчики устанавливаются на заднем ведущем мосту. Системы 6S/6M и
6S/4M всегда имеют дополнительные датчики на втором ведущем мосту.
Возможно 2 типа датчиков - с прямоугольным подсоединением кабеля и
прямым. Это зависит от типа транспортного средства и от модели.
Кронштейн датчика и пружинная клипса
На задних колесах датчики в специальных кронштейнах, приваренных к
картеру моста. Пружинная клипса удерживает датчик в кронштейне.
На передних колесах датчик устанавливается в специальной втулке, на
поворотной цапфе. Пружинная клипса удерживает датчик во втулке.
Кабель датчика.
Датчик имеет кабель, который является частью проводки АБС. Кабель
подключает датчик к ECU.
ECU- является центром управления АБС. Он получает и интерпретирует
сигналы от датчиков скорости колеса и генерирует управляющие сигналы
на клапаны АБС, чтобы предотвратить блокирование колеса. С помощью
этих клапанов ECU регулирует давление воздуха в тормозных камерах.
Провода в кабине и на шасси соединяют ECU с различными
компонентами АБС:

датчиками скорости колеса

модулирующими клапанами АБС

источником питания

землей (электр.)

лампой АБС

индикатором неисправностей АБС

соединительным диагностическим разъемом J-1587

замедлителем (через реле или шину J1922/J1939)
Типы ECU
Существует 3 типа ECU для WABCO ABS

D - Basic ECU, устанавливается в кабине.

D версия ECU, устанавливается в кабине

D версия ECU, устанавливается на шасси
Используемые типы ECU и их расположение зависит от производителя
транспортного средства. Для подробной информации ознакомьтесь с
сервисной литературой завода-изготовителя.
D-Basic версия ECU меньше, чем два других типа и имеет только два
разъема. D-Basic версия
ECU используется исключительно
на тех
транспортных средствах, где установлена только ABS и не предусмотрена
ATC. D-Basic ECU устанавливается в кабине.
D-Basic ECU
4-канальный (4S/4M) D версии, устанавливаемый в кабине, ECU имеет 4
разъема. ECU для систем 6S/4M и 6S/6M имеет 6 разъемов. Эти ECU могут
управлять как ABS, так и ATC. Место установки ECU в кабине может сильно
отличаться в зависимости от завода изготовителя и модели транспортного
средства. Для точного определения месторасположения ECU следует
обратиться к сервисной литературе производителя.
ECU, устанавливаемый в кабине
ECU, устанавливаемый на шасси
Устанавливаемая на шасси D версия ECU имеет 3 разъема для 4-канальной
АБС. ECU с 4 разъемами используется для систем 6S/4M и 6S/6M. Корпус
этого ECU имеет специальные защитные крышки для защиты разъемов. Этот
ECU устанавливается на шасси и может управлять как ABS, так и ATC.
Модулирующий клапан АБС
Модулирующий клапан АБС регулирует давление воздуха в каждой
тормозной камере, которой управляет АБС. Если торможение происходит
правильно, то модулятор не активен и воздух свободно проходит через него в
тормозные камеры. Когда включается АБС, то модулятор начинает
регулировать давление воздуха в тормозных камерах для предотвращения
блокировки колес.
Модулятор
является
электромагнитным
клапаном,
с
двумя
соленоидами и двумя диафрагмами. ECU управляет соленоидами с большой
скоростью. Эти соленоиды регулируют давление воздуха на диафрагмы,
которые открываются и закрываются в процессе работы.

Модулятор АБС имеет 3 воздушных разъема (порта):

подводящий разъем получает воздух из ускорительного клапана

подающий разъем подает воздух в тормозные камеры

выпускающий разъем стравливает воздух, только когда в процессе
работы АБС закрывается подающий разъем
DELIVERY PORT - подводящий разъем
SUPPLY PORT - подающий разъем
EXHAUST PORT - выпускающий разъем
Типичная система 4S/4M имеет 4 модулятора, по одному с каждой стороны
переднего моста и по одному с каждой стороны заднего ведущего моста.
Модуляторы обычно крепятся на продольной балке шасси (лонжероне) или
на поперечной балке, между ускорительным клапаном или клапаном
быстрого оттормаживания и тормозной камерой. Если автомобиль имеет два
задних моста, то оба колеса с каждой стороны управляются одним клапаном
ABS
Valve
Package
(блок
клапанов
АБС)
является
альтернативой
индивидуальным клапанам на заднем мосту. Блок клапанов заднего моста
объединяет два модулятора АБС и один ускорительный клапан. Передний
блок клапанов объединяет два модулятора АБС и один клапан быстрого
оттормаживания. Блок клапанов обычно крепится к продольной балке шасси.
Блок клапанов АБС заднего моста
Блок клапанов АБС переднего моста
2.
РАСЧЕТ
ПО
ОБОСНОВАНИЮ
ПАРАМЕТРОВ
И
РЕЖИМОВ
ТОРМОЖЕНИЯ ГРУЗОВЫХ АВТОМОБИЛЕЙ.
2.1. Технологический процесс производства мехатронных тормозных
систем грузовых автомобилей.
2.1.1. EBS – электронно-пневматическая тормозная система.
Растущая конкуренция в транспортной промышленности приводит к
постоянно повышающимся требованиям, предъявляемым к тормозным
системам. Появление электронно-пневматических тормозных систем (EBS)
является
следующим логическим шагом, который отвечает данным
требованиям. EBS позволяет получать оптимальное соотношение между
тормозными силами отдельных колес, а также между тягачом и прицепом.
Широкие возможности по диагностике и обслуживанию электроннопневматических
эффективного
тормозных
использования
систем
являются
подвижного
предпосылкой
состава.
для
Дополнительно
повышается активная безопасность транспортных средств и безопасность
движения за счет сокращения тормозного пути, лучшей устойчивости
транспортных средств и индикации состояния тормозных накладок.
2.1.2. Преимущества EBS
Описываемая система является совместной разработкой Deimler Benz и
WABCO. Этой системой оснащаются тяжелые грузовые автомобили Deimler
Benz марки “ACTROS”. Система содержит некоторые отличительные черты,
элементы и функции Deimler Benz, которые при применении EBS другими
производителями автомобилей могут быть заменены на соответствующие
разработки WABCO. К ним относятся:
- разобщающий клапан резервированного контура, резервный контур задней
оси
- особые функции при регулировании тормозных сил, износа и при
управлении прицепом.
2.1.3. Элементы EBS WABCO
Структура EBS WABCO дает производителям большую гибкость при
конструировании системы. В отношении разнообразия систем также могут
быть удовлетворены разнообразные запросы. Для удовлетворения основных
требований потребителей автомобилей, WABCO предлагает систему EBS,
которая имеет индивидуальное управление давлением передней, задней оси и
тормозами прицепа. Система EBS состоит из одной двухконтурной, чисто
пневматической,
и
электропневматической
наложенной
системы.
Эта
на
нее
конфигурация
одноконтурной
названа
2P/1E.
Одноконтурная электропневматическая система состоит из центрального
электронного блока управления, осевого модулятора для задней оси со
встроенным
электронным
блоком, тормозным
краном
EBS
с
2-мя
встроенными датчиками перемещения и выключателями, а также из
пропорционально-ускорительного клапана, двух клапанов ABS для передней
оси и электропневматического клапана управления тормозами прицепа.
Двухконтурная пневматическая система по своей структуре в основном
соответствует обычной тормозной системе. Эта система является резервной и
срабатывает лишь при выходе из строя электропневматического контура.
EBS для грузового автомобиля 4х2
Описание к схеме:
1. Центральный электронный блок управления
2. Тормозной кран EBS
3. Пропорциональный ускорительный клапан
4. Магнитный клапан ABS
5. Модулятор задней оси
6. Разобщающий клапан резервного контура
7. Кран управления тормозами прицепа.
Функциональная схема:
Описание к схеме:
1. Тормозной кран EBS
2. Пропорциональный -ускорительный клапан
3. Магнитный клапан ABS
4. Датчик скорости
5. Датчик износа
6. Разобщающий клапан резервного контура
7. Модулятор задней оси
8. Кран управления тормозами прицепа
Центральный электронный блок управления 446 130 … 0
Центральный электронный блок служит для управления электроннопневматической тормозной системой и ее контроля. Он определяет величину
необходимого замедления в зависимости от выдаваемого тормозным краном
EBS сигнала. Необходимое замедление вместе со скоростями вращения
колес, замеренными датчиками, являются входными сигналами для блока
управления EBS, которое затем вычисляет необходимое давление для
передней, задней осей и для крана управления тормозами прицепа.
Необходимое давление на передней оси сравнивается с полученным, и
возникающая
разница
компенсируется
пропорциональным
клапаном.
Аналогично происходит подача управляющего давления для прицепа.
Дополнительно определяются скорости вращения колес, чтобы в случае их
блокирования привести в действие ABS. Центральный электронный блок
обменивается данными с осевым модулятором (при системе 6S/6M - с
модуляторами) через шину обмена данных EBS. Управление прицепом,
имеющим EBS, осуществляется через разъем стандарта ISO 11992.
Центральный электронный блок связан с другими системами (управление
двигателем, замедлителем и т.п.) через шину обмена данных автомобиля.
Тормозной кран EBS 480 001 …0
Тормозной кран EBS применяется при формировании электрического и
пневматического сигналов для подачи и сброса давления в электроннопневматической тормозной системе. Прибор имеет два пневматических и два
электрических контура. Начало воздействия на кран распознается двойным
выключателем (a). Перемещение штока (b) регистрируется и выдается в виде
электрического сигнала импульсной модуляции. После этого осуществляется
подача резервных тормозных давлений в 1-й контур (вывод 21) и 2-й контур
(вывод 22). При этом давление во 2-м контуре появляется несколько позднее.
Имеется возможность через дополнительный управляющий вывод 4 (по
желанию клиента) воздействовать на пневматическую характеристику 2-го
контура. При выходе из строя одного из контуров (пневматического или
электрического), оставшиеся контура остаются работоспособными.
Пропорциональный - ускорительный клапан 480 202 … 0
Пропорциональный
-
ускорительный
клапан
применяется
в
электронно-пневматической тормозной системе для управления давлением
передней оси. Он состоит из пропорционального магнитного клапана (a),
ускорительного клапана (b) и датчика давления (c). Электрическое
управление и контроль осуществляется центральным электронным блоком
EBS. Поданный от электронного блока ток управления посредством
пропорционального магнитного клапана преобразуется в управляющее
давление ускорительного клапана. Давление на выходе 2 пропорционального
клапана
соответствует
управляющему
давлению.
Пневматическое
управление ускорительным клапаном (вывод 4) происходит посредством
давления резервного контура, которое подается от вывода 22 тормозного
крана EBS.
Разобщающий клапан резервного контура 480 205 … 0
Разобщающий клапан резервного контура применяется для подачи или
сброса давления в тормозных цилиндрах задней оси, в случае выхода из
строя электрического контура, и состоит из нескольких клапанов, которые
выполняют следующие функции:
- Функции 3/2 ходового клапана для запирания резервного тормозного
давления при работающих электропневматических контурах.
- Функция ускорительного клапана для улучшения времени срабатывания
резервной системы
- Обеспечение запаздывания подачи воздуха для того, чтобы при
срабатывании резервного контура синхронизировать подачу давления на
переднюю и заднюю оси.
- Снижение давления воздуха, чтобы при работе резервного контура не
допустить перетормаживания задней оси (снижение 2:1)
Осевой модулятор 480 103 … 0
Осевой модулятор управляет давлением тормозных цилиндров по
бортам на одной или двух осях. Это происходит через два независимых
пневматических канала управления (канал А и В), каждый с клапаном подачи
и сброса давления, с датчиком давления и общим электронным блоком
управления. Задание необходимого давления и контроль производится
центральным блоком управления. Дополнительно от двух датчиков
регистрируются
скорости
вращения
колес.
При
блокировании
или
проскальзывании поданное давление соответствующим образом изменяется.
Имеется возможность подключения двух датчиков износа. Осевой модулятор
имеет дополнительный вход для резервного тормозного контура. Через
двухмагистральный клапан (по одному на борт) осуществляется подача
преобладающего по величине давления на тормозные цилиндры задней оси
при работе резервного контура.
Кран управления тормозами прицепа 480 204 … 0
Кран управления тормозами прицепа применяется в электроннопневматических тормозных системах для управления подачей давления на
соединительные головки прицепа. Кран управления тормозами прицепа
состоит из пропорционального магнитного клапана (a), ускорительного
клапана (c), клапана безопасности при обрыве магистрали (d) и датчика
давления (c). Электрическое управление и контроль осуществляется
центральным блоком EBS. Поданный от электронного блока ток управления
преобразуется посредством пропорционального магнитного клапана в
давление управления ускорительным клапаном. Выходное давление крана
управления
тормозами
Пневматическое
прицепа
управление
пропорционально
ускорительного
этому
клапана
давлению.
осуществляется
посредством давления резервного тормозного контура от тормозного крана
EBS (вывод 42) и выходного давления ручного тормозного крана через вывод
43.
2.2. Алгоритм расчета параметров процесса торможения.
Одним из эффективных способов повышения безопасности движения
является
применение
высокочувствительных
быстродействующих
автоматических антиблокировочных систем, включаемых в тормозную
систему.
Назначением
АБС
является
устранение
блокирования
колёс
автомобиля при торможении, по крайне мере длительного блокирования
(задача минимум), а также автоматической определений и поддержание
режима
торможения
с
оптимальным
(близким
к
максимальному)
коэффициентом сцепления в изменяющихся условиях торможения (задача –
максимум).
Тормозная система с АБС работает в циклическом режиме торможения
и оттормаживания колеса. Изменения давления рабочей среды в колесном
тормозном цилиндре зависит от характеристик всех звеньев тормозной
системы автомобиля и дорожных условий.
Одним из важнейших требований эффективной работы АБС является
обеспечение
необходимого
быстродействия
тормозной
системы
при
сохранении достаточно высокого качества переходных процессов. Поэтому
вопросы исследования динамики гидравлического тормозного привода в
различных фазах цикла регулирования приобретают особую актуальность.
По
алгоритму
трехфазовые
АБС.
функционирования
В
двухфазовых
различают
имеется
фаза
двухфазовые
и
автоматического
оттормаживания и торможения. В трехфазовых АБС между фазами
автоматического оттормаживания и торможения предусматривается фаза
выдержки, в течении которой давление в колёсных цилиндрах остаётся на
определённом уровне. Такое регулирование, в отличии от двухфазного,
позволяет увеличить среднее значение тормозного момента за цикл
торможение-оттормаживание, что значительно повышает эффективность
торможения автомобиля.
Регулирование давления в колёсных цилиндрах осуществляется с
помощью модуляторов давления.
На рис. 4 приведена схема модулятора давления разработанного для
автомобилей БелАЗ.
Рис.1. Модулятор давления.
Принцип модуляции можно представить в виде
рHi , если USi = O и t < tTi +τ зi

pHi + p Ti · t, если USi = O и tTi + τ зi ≤ t < tOTi + τ зi
рi =

рTi - p oTi ·t, если USi = 1, UW = O и tOTi + τ зi ≤ t < tBi + τ зi
pBi , если USi = 1, UW = 1 и t > tBi + τ зi
где рнi – начальное давление в гидроприводе; ртi – максимальное давление
фазы торможения; рвi – давление при фазе выдержки; ртi , ротi – изменение
давления при торможении и оттормаживании; tTi – продолжительность фазы
торможения; tOTi – продолжительность фазы оттормаживания;
tBi –
продолжительность фазы выдержки; τ зi – время запаздывания привода.
Рассматривается процесс торможения автомобиля в циклическом
режиме с помощью зависимости коэффициента сцепления i – го колеса с
дорогой
φi
от коэффициента проскальзывания Ski , построенной при
заданной нормальной реакции Rzi ( i = 1…4). Эту зависимость можно
представить в виде
a1 * si ,если sкр < si < 1;
φi
=
φmax , если si = sкр;
φmax - a2 * (si - sкр) , если 0< si ≤ sкр
где a1 , a2 – угол наклона φ – s – диаграммы в до и после критической зоне; sкр
– критическое проскальзывания колеса; φmax – максимальный коэффициент
сцепления колеса с опорной поверхностью.
Уравнение динамики равновесия моментов, действующих на колесо
относительно оси его вращения при торможении, имеет вид

M Ti  M fi  M i  J ki  ki  0 , i = 1…4,
Где Мтi – тормозной момент i – го колеса; Jki - момент инерции i – го колеса.

Замедление колеса  ki 
M Ti  M fi  M i
J ki
Замедление автомобиля описывается уравнением

Va  
M
Ti
 M fi
rgi ma
где ma - масса автомобиля.
Характеристика тормозного момента Мтi
описывается
полиномами
2-й
степени,
на
на режиме торможения
режиме
оттормаживания
полиномами 3-й степени
аТ0 + аТ1 * 10-3* рi + аТ2 * рi2 , при USi = 0
MTi =
аОТ0 + аОТ1 *рi + аОТ2 * рi2 + аОТ3 * рi3, при USi = 1,
где аTi - коэффициенты регрессии зависимости Мт = f(pi) при торможении;
aoti – коэффициенты регрессии той же зависимости при оттормаживании, pi –
давление жидкости в колёсном тормозном цилиндре, определяется из
характеристик гидравлического тормозного привода.
Работа гидравлического тормозного привода с АБС в режиме
циклического
регулирования
тормозного
момента
определяется
последовательным чередованием фаз торможения и оттормаживания, время
переходных процессов которых зависит от параметров сигналов управления
электронно-решающего блока (ЭРБ) АБС.
Релейные сигналы
USi,
UWi, вырабатываемые ЭРБ на сброс,
выдержку и повышения давления, можно представить как

, если si ≤ skp – k1 ( s i - ǽ1i);
0
USi =

, если si ≥ skp - k2 ( s i - ǽ2i);
1

, если  ki < 0 ;
0

UWi
, если  ki ≥ 0 ;
1



где s i = (Va * V ki – V a * Vki) / Va – скорость изменения проскальзывания
колеса, Vki – скорость i – го колеса;

ǽ1i = Va*Jki* M Ti / (rgi2 * Rzi2 * a21),

ǽ2i = Va*Jki* M OTi / (rgi2 * Rzi2 * a21), ширина зоны нечувствительности
при коррекции в до- и после критической области; MTi – скорость изменения
тормозного момента; k1, k2 – коэффициент коррекции производной
относительно проскальзывания.
По разработанной математической модели проводятся численные
расчёты для задней оси автомобиля-самосвала грузоподъёмностью 30 тонн,
при этом рассматриваются 3 варианта торможения: без АБС, с применением
АБС двухфазового регулирования и с применением АБС трёхфазового
регулирования.
На рис. 2 и 3 приведены результаты расчета изменения скорости
автомобиля, скорости колеса, ускорение автомобиля и тормозной путь, а
также тормозного момента колеса и тормозной силы в процесса торможения
без АБС. При расчетах были приняты следующие исходные данные: масса
автомобиля 21 525 кг, коэффициент сцепления 0.4 (мокрый асфальт).
Результаты показывают, что после 0,3-0,4 секунд скорость колеса становится
равной нулю. Это означает, автомобиль далее будет двигаться юзом и теряет
свою устойчивость.
Program TORMOZ;
Расчет процесса торможения автомобиля
Uses
Crt, Dos, Printer;
Const
Pmin=0.3E06; Pmax=0.12E08; a1=5; a2=0.1;
Type
Ti=Array[1..4] of Real; Tr=Array[1..4] of
Real; OutFile=File of Real; Str=File of
String[128];
Var
Atp,Atz,Aop,Aoz:Tr;
Mt,Pz,Fi,S,Vkx,DVkx,E,Jk:Tr; Mto,Moi,Mti:Tr;
Rz,Mf,Mfi,Mta:Tr;
Ds,DS1,DS2,Chi1,Chi2,DMt,DMot:Tr;
T,Hi,Th,Dt,Va,Vao,DVa,St,Sost:Real;
Ma,a,b,La,Hcm,Rd,Jk1,Jk2,f,Fimax:Real;
Fim,Skr:Real;
Msum:Real; Tzp,T1,T2,T3,P1,P2,P3:Tr;
Us,Uw:Ti; PBS1,Nk,I,I1,Xterm:Byte;
FDa,FDs,FDg,Fw:Text; Tz1,Tz2,Tz3:Real;
FT,FVa,FDVa,FVkx,FDVkx,FMt,FS,FSt,FFi:
OutFile; FUs,FUw: OutFile;
K1,EquiP:Char;
******************************************************************
Procedure Auto;
Определение тормозного пути, скорости и ускорения автомобиля,
угловых скоростей и ускорений колес
Const
g=9.81;
Type
Tr=Array[1..4] of Real;
Ti=Array[1..4] of Real;
Var
I,n:Byte;
Начало выполнения процедуры Auto
Begin
Msum:=0.0;
Rz[1]:=0.5*Ma*g*(b-Hcm*DVa/g)/La; Rz[2]:=Rz[1];
Rz[3]:=0.5*Ma*g*(a+Hcm*DVa/g)/La; Rz[4]:=Rz[3];
For I:=1 to 4 do begin
If Vkx[i]>0.0 then Mf[i]:=f*Rd*Rz[i] else
Mf[i]:=0.0;
Mfi[i]:=Fi[i]*Rd*Rz[i]; Mta[i]:=Mt[i]+Mf[i];
If Mta[i]>=Mfi[i] then Mta[i]:=Mfi[i];
DVkx[i]:=-(Mt[i]+Mf[i]-Mfi[i])*Rd/Jk[i];
If T=0.0 then DVkx[i]:=0.0;
If(Vkx[i]=0.0) and (Mt[i]+Mf[i]>=Mfi[i]) then
DVkx[i]:=0.0; Vkx[i]:=Vkx[i]+DVkx[i]*Hi;
If Vkx[i]>=Va then Vkx[i]:=Va;
If Vkx[i]<0.0 then Vkx[i]:=0.0;
If Vkx[i]=0.0 then E[i]:=0.0; end;
for I:=1 to 4 do Msum:=Msum+Mta[i];
DVa:=-Msum/(Rd*Ma);
Va:=Va+DVa*Hi;
If Va<=0.0 then DVa:=0.0;
St:=St+Va*Hi;
If T=0.0 then St:=0.0
Конец процедуры Auto
End;
******************************************************************
Procedure Blok;
Анализ состояний колес и выдача сигналов на модулятор
Const
DMt:Array[1..4] of Real=(0.2E+06,0.2E+06,0.2E+06,0.2E+06);
DMot:Array[1..4] of Real=(0.25E+06,0.25E+06,0.25E+06,0.25E+06);
Var
I:Byte;
Begin
Начало выполнения процедуры Blok
For I:=3 to 4 do
Begin
Ds[i]:=(Va*DVkx[i]-Dva*Vkx[i])/Sqr(Va);
Chi1[i]:=Va*Jk[i]*DMt[i]/(Rd*Sqr(Rd*Rz[i]*a1));
Chi2[i]:=Va*Jk[i]*DMot[i]/(Rd*Sqr(Rd*Rz[i]*a2));
DS1[i]:=Skr-0.01*(DS[i]-Chi1[i]);
DS2[i]:=Skr+0.04*(DS[i]-Chi2[i]);
If S[i]>=0.25 then Us[i]:=1;
If S[i]<=0.1 then Us[i]:=0;
If PBS1=3 then begin
If DVkx[i]>=0.0 then Uw[i]:=1.0; If
DVkx[i]<0.0 then Uw[i]:=0.0 end
else Uw[i]:=0.0;
End;
Конец процедуры Blok
End;
******************************************************************
Procedure FiS;
Определение коэффициентов сцепления и скольжения
Var
k:Byte;
Begin
Fim:=Fimax*(1.0-0.1*Random);
Skr:=Fim/a1;
For k:=1 to nk do begin
If Va>0.0 then S[k]:=Abs((Va-Vkx[k])/Va) else
S[k]:=0.0;
If S[k]>=1.0 then S[k]:=1.0;
If S[k]<Skr then Fi[k]:=a1*S[k] else
Fi[k]:=Fim-(S[k]-Skr)*a2 end;
End;
Конец процедуры FiS
*****************************************************************
Procedure Privod;
Определение давления в колесных цилиндрах и
тормозных моментов
Const
DPn=0.6E08; DPs=-1.8E08; Tzn=0.07; Tzs=0.0; Tzw=0.0;
Type
Tv=Array[1..4] of Real;
Var
k,j:Byte;
a1,a2,a3,a4:real;
A:Tv;
.....................................................................
Function PTz(T,Tz,Tz1,T0,P0,DP:Real):Real; Расчет
Begin
If T-T0<Tz+Tz1 then Ptz:=P0 else
Ptz:=P0+DP*(T-T0-Tz-Tz1)
End; .....................................................................
Function Mom(A:Tv;Pkz:Real):Real;
Расчет тормозного момента на колесе
Begin
If Pkz>Pmin then
Mom:=A[1]+A[2]*Pkz+A[3]*Sqr(Pkz)+A[4]*Sqr(Pkz)*Pkz
else
Mom:=0.0;
End; .....................................................................
Function DMom (A:Tv;Pkz,DP:Real):Real;
Расчет скорости изменения тормозного момента на колесе
Begin
If Pkz>Pmin then
DMom:=A[2]*DP+2.0*A[3]*Pkz*DP+3.0*A[4]*Sqr(Pkz)*D
P else
DMom:=0.0;
End; .....................................................................
Begin
For j:=1 to 4 do begin
If Us[j]=0 then begin
Pz[j]:=Ptz(T,Tzn,Tzp[j],T1[j],P1[j],Dpn); If Pz[j]>=Pmax
then Pz[j]:=Pmax;
Case J of
1..2: for k:=1 to 4 do A[k]:=Atp[k];
3..4: for k:=1 to 4 do A[k]:=Atz[k] end;
Mt[j]:=Mom(A,Pz[j]); DMt[j]:=DMom(A,Pz[j],DPn);
If Mt[j]<Moi[j] then Mt[j]:=Moi[j]; Mti[j]:=Mt[j];
T2[j]:=T;
P2[j]:=Pz[j]; end
else
begin
If Uw[j]=0 then begin
PZ[j]:=Ptz(T,Tzs,Tzp[j],T2[j],P2[j],Dps); If Pz[j]<=0.0
then Pz[j]:=0.0; Case J of
1..2: for k:=1 to 4 do A[k]:=Aop[k];
3..4: for k:=1 to 4 do A[k]:=Aoz[k] end;
Mto[j]:=Mom(A,Pz[j]); DMot[j]:=DMom(A,Pz[j],DPs);
If Mto[j]>Mti[j] then Mt[j]:=Mti[j] else Mt[j]:=Mto[j];
Moi[j]:=Mt[j];
T3[j]:=T;
P3[j]:=Pz[j]; end
else
begin
PZ[j]:=Ptz(T,Tzw,Tzp[j],T3[j],P3[j],0.0);
Mt[j]:=Moi[j] end;
T1[j]:=T;
P1[j]:=Pz[j]; end
end
End;
******************************************************************
Procedure WriteID;
Begin
Writeln(FW,' ');
Writeln(FW,' И с х о д н ы е д а н н ы е');
Writeln(FW,' ');
Writeln(FW,' Масса автомобиля
Ma=',Ma:8:1,' кг');
Writeln(FW,' Проекция расстояния от центра масс до:');
Writeln(FW,'
передней оси
a=',a:5:3,' м');
Writeln(FW,'
задней оси
Writeln(FW,'
опорной поверхности Hcm=',Hcm:5:3,' м');
b=',b:5:3,' м');
Writeln(FW,' База автомобиля
La=',La:5:3,' м');
Writeln(FW,' Радиус качения колеса
Rd=',Rd:5:3,' м');
Writeln(FW,' Моменты инерции колес:');
Writeln(FW,'
передних
Jk1=',Jk1:6:1,' кг*м2');
Writeln(FW,'
задних
Jk2=',Jk2:6:1,' кг*м2');
Writeln(FW,' Максимальный коэффициент сцепления');
Writeln(FW,'
Fimax=',Fimax:5:3);
Writeln(FW,' Коэффициент сопротивления качению');
Writeln(FW,'
f=',f:5:3);
Writeln(FW,' Коэффициенты зависимости Мт=f(Pц):');
Writeln(FW,' Atp(1...4) ',Atp[1]:7:2,' ',Atp[2]:7:5,' ',Atp[3]:10, ' ',Atp[4]:10);
Writeln(FW,' Atz(1...4) ',Atz[1]:7:2,' ',Atz[2]:7:5,' ',Atz[3]:10, ' ',Atz[4]:10);
Writeln(FW,'
Aop(1...4)
',Aop[4]:10);
',Aop[1]:7:2,'
',Aop[2]:7:5,'
',Aop[3]:10,
'
Writeln(FW,'
Aoz(1...4)
',Aoz[1]:7:2,'
',Aoz[2]:7:5,'
',Aoz[3]:10,
',Aoz[4]:10);
Writeln(FW,' Н а ч а л ь н ы е у с л о в и я');
Writeln(FW,' Начальная скорость торможения Vao=',Vao:5:2,' м/с');
Writeln(FW,' ');
If Pbs1=1 then Writeln(FW,' Т о р м о ж е н и е без П Б С') else
begin
Writeln(FW,' Т о р м о ж е н и е с П Б С');
2 - х фазовый оежим')
If Pbs1=2 then Writeln(FW,'
else
3 - х фазовый оежим')
Writeln(FW,'
end;
Writeln(FW,' ');
Writeln(FW,' Р е з у л ь т а т ы р а с ч е т а');
Writeln(FW,' '); Writeln(FW,'........................................................',
'..............');
Writeln(FW,': T,c : Va,м/с: ja,м/с2: St,м : Uk,1/с: E,1/с2: P,МПа:', 'Mt,кН*м:
Fi :');
Writeln(FW,':
'
:
:
:
:
:
:
:',
:');
Writeln(FW,'........................................................',
'..............');
End; ......................................................................
Procedure WriteRes;
Begin
Writeln(FW,' ',T:6:3,' ',Va:5:2,' ',DVa:5:2,' ',St:5:2,' ', Vkx[1]:6:2,'
',DVkx[1]:6:1,' ',Pz[1]/1E06:5:2,' ',
Mt[1]/1000:4:2,' ',Fi[1]:4:2); For i := 2 to 4 do
Writeln(FW,'
',Vkx[i]:6:2,' ',
'
DVkx[i]:6:1,' ',Pz[i]/1E06:5:2,' ',Mt[i]/1000:4:2,
' ',Fi[i]:4:2);
End;
......................................................................
Procedure TermID;
Begin
Writeln(' ');
Writeln(' И с х о д н ы е д а н н ы е');
Writeln(' ');
Writeln(' Масса автомобиля
Ma=',Ma:8:1,' кг');
Writeln(' Проекция расстояния от центра масс до:');
Writeln('
передней оси
a=',a:5:3,' м');
Writeln('
задней оси
Writeln('
опорной поверхности Hcm=',Hcm:5:3,' м');
b=',b:5:3,' м');
Writeln(' База автомобиля
La=',La:5:3,' м');
Writeln(' Радиус качения колеса
Rd=',Rd:5:3,' м');
Writeln(' Моменты инерции колес:');
Writeln('
передних
Jk1=',Jk1:6:1,' кг*м2');
Writeln('
задних
Jk2=',Jk2:6:1,' кг*м2');
Writeln(' Максимальный коэффициент сцепления');
Writeln('
Fimax=',Fimax:5:3);
Writeln(' Коэффициент сопротивления качению');
Writeln('
f=',f:5:3);
Writeln(' Коэффициенты зависимости МT = f(Pz):');
Writeln(' Atp(1..4) ',Atp[1]:7:2,' ',Atp[2]:7:5,' ',Atp[3]:10,
' ',Atp[4]:10);
Writeln(' Atz(1..4) ',Atz[1]:7:2,' ',Atz[2]:7:5,' ',Atz[3]:10,
' ',Atz[4]:10);
Writeln(' Aop(1..4) ',Aop[1]:7:2,' ',Aop[2]:7:5,' ',Aop[3]:10,
' ',Aop[4]:10);
Writeln(' Aoz(1..4) ',Aoz[1]:7:2,' ',Aoz[2]:7:5,' ',Aoz[3]:10,
' ',Aoz[4]:10);
Writeln(' Время запаздывания привода:');
Writeln(' Tzp(1...4) ',Tzp[1]:4:2,' ',Tzp[2]:4:2,
' ',Tzp[3]:4:2,' ',Tzp[4]:4:2);
Writeln(' Шаг интегрирования
Hi=',Hi:6:4);
Writeln(' Начальная скорость торможения Vao=',Vao:5:2,' м/с');
Writeln(' ');
Writeln(' Р е з у л ь т а т ы р а с ч е т а');
Writeln(' '); Writeln('........................................................',
'..............');
Writeln(': T,c : Va,м/с: ja,м/с2: St,м : Uk,1/с: E,1/с2: P,МПа:', 'Mt,кН*м:
Fi :');
Writeln(':
:
'
:
:
:
:
:
:',
:');
Writeln('........................................................',
'..............');
End;
Procedure TermRes;
Begin
Gotoxy(3,9);
Writeln(T:6:3,'
',Va:5:2,'
',DVa:5:2,'
',St:5:2,'
',
Vkx[1]:6:2,'
',DVkx[1]:6:1,' ',Pz[1]/1E06:5:2,
' ',Mt[1]:8,' ',Fi[1]:4:2);
Gotoxy(3,10);
Writeln('
',Vkx[3]:6:2,' ',
DVkx[3]:6:1,' ',Pz[3]/1E06:5:2,' ',Mt[3]:8, ' ',Fi[3]:4:2);
End;
......................................................................
Procedure WriteConst( var F:OutFile; V:real);
Begin
Write(F,V);
End; ......................................................................
Procedure WriteFil;
Begin
Write(FT,T);
Write(FDVa,DVa); Write(FVa,Va);
Write(FSt,St); Write(FVkx,Vkx[3]); Write(FDVkx,DVkx[3]);
Write(FMt,Mt[3]); Write(FS,S[3]); Write(FFi,Fi[3]);
Write(FUs,Us[3]); Write(FUw,Uw[3]) ;
End;
......................................................................
Procedure AssignGraph;
Begin
Assign(FT,'T.tim'); Assign(FVa,'Va.pbs'); Assign(FSt,'St.pbs');
Assign(FDVa,'DVa.pbs'); Assign(FVkx,'Vkx.pbs');
Assign(FDVkx,'DVkx.pbs');
Assign(FMt,'Mt.pbs'); Assign(FS,'S.pbs'); Assign(FFi,'Fi.pbs');
Assign(FUs,'Us.pbs'); Assign(FUw,'Uw.pbs');
End;
......................................................................
Procedure RewGraph;
Begin
Rewrite(FT);
Rewrite(FDVa); Rewrite(FVa); Rewrite(FSt);
Rewrite(FVkx); Rewrite(FDVkx); Rewrite(FMt); Rewrite(FS);
Rewrite(FFi); Rewrite(FUs); Rewrite(FUw);
End;
......................................................................
Procedure ClosGraph;
Begin
Close(FT); Close(FDVa); Close(FVa); Close(FSt); Close(FVkx);
Close(FDVkx); Close(FMt); Close(FS); Close(FFi);
Close(FUs); Close(FUw);
End;
......................................................................
Procedure MasGraph;
Begin
WriteConst(FT,0); WriteConst(FT,0);
WriteConst(FDVa,-10); WriteConst(FDVa,10);
WriteConst(FVa,0); WriteConst(FVa,12);
WriteConst(FSt,0); WriteConst(FSt,40);
WriteConst(FVkx,0); WriteConst(FVkx,12);
WriteConst(FDVkx,-50); WriteConst(FDVkx,50);
WriteConst(FMt,0); WriteConst(FMt,100000);
WriteConst(FS,0); WriteConst(FS,1);
WriteConst(FFi,0); WriteConst(FFi,1);
WriteConst(FUs,0); WriteConst(FUs,5);
WriteConst(FUw,0); WriteConst(FUw,10);
End;
......................................................................
Begin
AssignGraph;
Assign(FDs,'G:\pas\pas1\sPBS.dat');
Assign(FDg,'G:\pas\pas1\gPBS.dat');
Assign(FDa,'G:\pas\pas1\PBS.dat');
Assign(FW,'G:\pas\pas1\PBS.Rez');
Rewrite(FW);
RewGraph; MasGraph;
Writeln('Введите параметр состояния автомобиля:');
Writeln('
0 - снаряженный; 1 - груженый');
Readln(Sost);
Writeln('Введите режим торможения:');
Writeln('1- без ПБС; 2 - с ПБС - х фазовый; 3 - с ПБС',
'3 - х фазовый)');
Read(Pbs1);
Writeln('Введите максимальный коэффициент сцепления:');
Read(Fimax);
Write('Выводить файл *REZ на терминал (Y/N)?');
K1:=ReadKey;
Writeln(UpCase(K1));
If UpCase(K1)='Y' then XTerm:=1 else
XTerm:=0;
Reset(FDs); Reset(FDg);
If Sost=0 then Read(FDs,Ma,a,b,Hcm) else
Read(FDg,Ma,a,b,Hcm);
Reset(FDa);
Read(FDa,La,Rd,Jk1,Jk2); Read(FDa,f,Vao);
Read(FDa,Hi,Nk,Dt);
Read(FDa,Atp[1],Atz[1],Aop[1],Aoz[1]);
Read(FDa,Atp[2],Atz[2],Aop[2],Aoz[2]);
Read(FDa,Atp[3],Atz[3],Aop[3],Aoz[3]);
Read(FDa,Atp[4],Atz[4],Aop[4],Aoz[4]);
Read(FDa,Tzp[1],Tzp[2],Tzp[3],Tzp[4]);
For
i1:=1 to 4 do
For i:=1 to 4 do Read(FDa,Atp[i],Atz[i],Aop[i],Aoz[i]);
For i:=1 to 4 do Read(FDa,Tzp[i]);
T:=0.0; St:=0.0; Th:=0.0; DVa:=0.0; Va:=Vao;
for I:=1 to 2 do Jk[i]:=Jk1;
for I:=3 to 4 do Jk[i]:=Jk2;
for I:=1 to Nk do
begin
Mto[i]:=0.0; Mta[i]:=0.0; Moi[i]:=0.0; S[i]:=0.0; Fi[i]:=0.0;
Us[i]:=0; Uw[i]:=0; PZ[i]:=0.0; Vkx[i]:=Vao; DVkx[i]:=0.0;
T1[i]:=0.0; T2[i]:=0.0; T3[i]:=0.0; P1[i]:=0.0; P2[i]:=0.0; P3[i]:=0.0;
end;
WriteID;
If XTerm = 1 then TermID; Repeat
FiS;
Privod;
Auto;
IF Pbs1>1 then Blok else
For i:=1 to 4 do begin Us[i]:=0;
Uw[i]:=0 end;
If Abs(T-Th) <= 0.0001 then begin
WriteFil;
If XTerm = 1 then TermRes;
WriteRes;
Randomize;
Th := Th+Dt end;
T := T+Hi;
Until Va <= 0.01; WriteFil;
WriteRes;
If XTerm = 1 then TermRes;
Gotoxy(2,23);
Writeln(' *** Kонец расчета *** Нажмите любую клавишу ***');
Repeat Until Keypressed;
ClosGraph; Close(FDs); Close(FDg); Close(FDa); Close(FW);
End.
2.3 Выводы по главе.
Нами исследован процесс торможения автомобиля без АБС, с
применением АБС двухфазового регулирования и с применением АБС
трехфазового регулирования при тех же начальных условиях.
T,c
Va
ja
St
Uk
E
P
Mt
Fi
0
11,1
0
0
11,1
0
0
0
0
0
0
0,02
9,46
0,15
0,05 11,09 -0,18 0,55
11,05 -0,3
0,1 11,08 -0,81 1,11
10,74 -15,5 1,8
0,15 10,99 -2,55 1,66
9,68 -36,4 4,8 22,06 0,38
0,2 10,83 -3,42 2,21
6,76 -79,1 7,8
0,25 10,66 -3,07 2,74
2,25 103,5 10,8 37,18 0,29
31,3
0,33
0,3 10,51 -2,63 3,27
0
0
12
38,59 0,27
0,35 10,37 -2,98
3,8
0
0
12
38,59
0,3
0,4 10,23 -2,98 4,31
0
0
12
38,59
0,3
0,45 10,09 -2,98 4,82
0
0
12
38,59
0,3
0,5
9,95 -2,98 5,32
0
0
12
38,59
0,3
0,55 9,81 -2,74 5,81
0
0
12
38,59 0,28
0,6
6,3
0
0
12
38,59 0,28
0,65 9,52 -2,74 6,78
0
0
12
38,59 0,28
0,7
9,38 -2,74 7,25
0
0
12
38,59 0,28
0,75 9,24 -2,69 7,72
0
0
12
38,59 0,27
0,8
9,1 -2,69 8,18
0
0
12
38,59 0,27
0,85 8,96 -2,69 8,63
0
0
12
38,59 0,27
9,66 -2,74
0,9
8,82 -2,69 9,07
0
0
12
38,59 0,27
0,95 8,68 -2,85 9,51
0
0
12
38,59 0,29
8,53 -2,85 9,94
0
0
12
38,59 0,29
1,05 8,39 -2,85 10,36
0
0
12
38,59 0,29
1,1
8,25 -2,85 10,78
0
0
12
38,59 0,29
1,15 8,11 -2,8 11,19
0
0
12
38,59 0,29
1,2
7,97 -2,8 11,59
0
0
12
38,59 0,29
1,25 7,83 -2,8 11,98
0
0
12
38,59 0,29
1,3
7,69 -2,8 12,37
0
0
12
38,59 0,29
1,35 7,55 -2,96 12,75
0
0
12
38,59
0,3
1,4
7,4 -2,96 13,13
0
0
12
38,59
0,3
1,45 7,26 -2,96 13,49
0
0
12
38,59
0,3
1,5
7,12 -2,96 13,85
0
0
12
38,59
0,3
1,55 6,98 -2,91 14,21
0
0
12
38,59
0,3
1,6
6,84 -2,91 14,55
0
0
12
38,59
0,3
1,65
6,7 -2,91 14,89
0
0
12
38,59
0,3
1,7
6,55 -2,91 15,22
0
0
12
38,59
0,3
1,75 6,41 -2,67 15,55
0
0
12
38,59 0,27
1,8
6,27 -2,67 15,86
0
0
12
38,59 0,27
1,85 6,13 -2,67 16,17
0
0
12
38,59 0,27
1,9
5,99 -2,67 16,48
0
0
12
38,59 0,27
1,95 5,85 -3,02 16,77
0
0
12
38,59 0,31
5,71 -3,02 17,06
0
0
12
38,59 0,31
2,05 5,57 -3,02 17,34
0
0
12
38,59 0,31
2,1
5,43 -3,02 17,62
0
0
12
38,59 0,31
2,15 5,29 -2,71 17,88
0
0
12
38,59 0,28
2,2
0
0
12
38,59 0,28
-2,71 18,4
0
0
12
38,59 0,28
4,86 -2,71 18,65
0
0
12
38,59 0,28
2,35 4,72 -2,66 18,89
0
0
12
38,59 0,27
1
2
2,25
2,3
5,14 -2,71 18,15
5
2,4
4,58 -2,66 19,12
0
0
12
38,59 0,27
2,45 4,44 -2,66 19,34
0
0
12
38,59 0,27
2,5
4,3 -2,82 19,56
0
0
12
38,59 0,29
2,55 4,16 -2,82 19,77
0
0
12
38,59 0,29
2,6
4,02 -2,82 19,98
0
0
12
38,59 0,29
2,65 3,87 -2,82 20,17
0
0
12
38,59 0,29
2,7
3,73 -2,77 20,36
0
0
12
38,59 0,28
2,75 3,59 -2,77 20,55
0
0
12
38,59 0,28
2,8
3,45 -2,77 20,72
0
0
12
38,59 0,28
2,85 3,31 -2,77 20,89
0
0
12
38,59 0,28
2,9
3,17 -2,93 21,06
0
0
12
38,59
0,3
2,95 3,03 -2,93 21,21
0
0
12
38,59
0,3
2,89 -2,93 21,36
0
0
12
38,59
0,3
3,05 2,74 -2,93 21,5
0
0
12
38,59
0,3
3,1
2,6 -2,88 21,63
0
0
12
38,59 0,29
3,15 2,46 -2,88 21,76
0
0
12
38,59 0,29
3,2
2,32 -2,88 21,88
0
0
12
38,59 0,29
3,25 2,18 -2,88 21,99
0
0
12
38,59 0,29
3,3
2,04 -2,64 22,1
0
0
12
38,59 0,27
3,35
1,9 -2,64 22,19
0
0
12
38,59 0,27
3,4
1,76 -2,64 22,29
0
0
12
38,59 0,27
3,45 1,62 -2,64 22,37
0
0
12
38,59 0,27
3,5
1,47 -2,99 22,45
0
0
12
38,59
0,3
3,55 1,33 -2,99 22,52
0
0
12
38,59
0,3
3,6
1,19 -2,99 22,58
0
0
12
38,59
0,3
3,65 1,05 -2,99 22,64
0
0
12
38,59
0,3
3,7
0,91 -2,75 22,69
0
0
12
38,59 0,28
3,75 0,77 -2,75 22,73
0
0
12
38,59 0,28
3,8
0,63 -2,75 22,76
0
0
12
38,59 0,28
3,85 0,49 -2,75 22,79
0
0
12
38,59 0,28
3
3,9
0,35 -2,7 22,81
0
0
12
38,59 0,28
3,95 0,21 -2,7 22,83
0
0
12
38,59 0,28
0,07 -2,7 22,83
0
0
12
38,59 0,28
4,021 0,01 -2,69 22,83
0
0
12
38,59 0,27
4
На рис. 2 и 3 приведены результаты расчета изменения скорости
автомобиля, скорости колеса, ускорение автомобиля и тормозной путь, а
также тормозного момента колеса и тормозной силы в процесса торможения
без АБС. При расчетах были приняты следующие исходные данные: масса
автомобиля 21 525 кг, коэффициент сцепления 0.4 (мокрый асфальт).
Результаты показывают, что после 0,3-0,4 секунд скорость колеса становится
равной нулю. Это означает, автомобиль далее будет двигаться юзом и теряет
свою устойчивость.
Без АБС и без груза
Скорость м/с, Ускорение м/с2,
Путь м.
25
20
15
колесо
автомобиль
10
Ускорение
Путь
5
0
0
1
2
3
-5
Время, сек
Рис. 2.
4
5
Изминение тормозного момента и тормозной силы
45
Тормозной момент кН*м, Тормозная сила кН
40
35
30
25
Тормозная сила
20
Тормозной момент
15
10
5
0
0
0,5
1
1,5
2
2,5
3
3,5
4
4,5
-5
Время, с
Рис. 3.
T,c
Va
ja
St
0
11,1
0
0,05
11,09 -0,19
0,55 11,05 -0,2
0,1
11,08 -0,59
1,11 10,89
0,15
11,02 -1,64
1,66 10,57
0,2
10,91 -2,77
0,25
P
Fi
0
0
0
0,02
-6
1,8
9,46
0,08
-7
4,8
22,06
0,2
2,21 10,21 -7,5
7,8
31,3
0,32
10,76 -3,33
2,75 9,68 -22,4
10,8
37,18 0,37
0,3
10,58
-3,5
3,29 8,35 -36,6
12
38,59 0,35
0,35
10,4
-3,47
3,81 7,5
-10,6
5,66
30,43 0,34
0,4
10,28 -1,57
4,33 10,2
7
0
0
0,04
0,45
10,2
4,84 10,17 -1,4
0
0
0,02
0,5
10,12 -1,98
10
-2,68
0
Mt
0
0,55
11,1
E
0
-1,38
0
Uk
5,35 9,85
-7,2
2,77
13,91 0,13
5,85 9,48
-6,9
5,77
25,42 0,26
0,6
9,85
-3,16
6,35 9,13
-7,4
8,77
33,58 0,37
0,65
9,69
-3,16
6,83 8,44 -25,5 11,77 38,37 0,37
0,7
9,53
-3,11
7,32 7,24 -29,2
0,75
9,37
-2,85
7,79 7,14
0,8
9,28
-1,54
0,85
9,21
0,9
12
38,59 0,36
31,3
3,76
25,27 0,37
8,25 9,18
-1,2
0,41
4,23
0,05
-1,57
8,72 9,1
-5,3
1,09
5,99
0,06
9,11
-2,36
9,17 8,76
-7,4
4,09
19,39 0,19
0,95
8,98
-2,97
9,63 8,42
-7,5
7,09
29,43 0,31
1
8,82
-3,06 10,07 8,03 -18,5 10,09
36,1
1,05
8,66
-3,01 10,51 7,01 -30,1
12
38,59 0,35
1,1
8,5
-2,98 10,94 6,29
-9,2
7,18
32,22 0,34
1,15
8,38
-1,71 11,36 8,24
5,2
0,59
5,85
0,09
1,2
8,3
-1,68 11,78 8,19
-1,7
0,59
5,85
0,07
1,25
8,22
-2,19 12,19 7,96
-6,9
3,19
15,72 0,15
1,3
8,09
-2,74
-6,3
6,19
26,77 0,28
1,35
7,94
-3,17
7,32
-8,6
9,19
34,45 0,37
1,4
7,78
-3,14 13,39 6,5
-25,7
12
38,59 0,36
1,45
7,62
-3,04 13,78 5,65 -11,4
8,4
32,73 0,35
1,5
7,49
-1,71 14,15 7,28
17,8
0,84
8,01
0,14
1,55
7,4
-1,68 14,53 7,27
-1,9
0,84
8,01
0,09
1,6
7,31
-2,12 14,89 7,09
-5,9
3,12
15,42 0,15
1,65
7,19
-2,79 15,26 6,79
-5,9
6,12
26,54 0,28
1,7
7,04
-3,28 15,61 6,49
-4,5
9,12
34,3
1,75
6,88
-3,18 15,96 5,69 -26,8
1,8
6,72
-3,14
16,3 4,94
1,85
6,59
1,9
12,6 7,64
13
0,36
0,38
12
38,59 0,37
-6,4
7,39
32,36 0,36
-1,86 16,63 6,44
-0,2
1,06
9,77
0,11
6,5
-1,89 16,96 6,36
-1,8
1,06
9,77
0,11
1,95
6,4
-2,33 17,28 6,17
-5,5
3,74
18,01 0,18
2
6,27
-2,97
17,6 5,89
-5,5
6,74
28,43
0,3
2,05
6,12
-3,33 17,91 5,58
-10
9,74
35,5
0,39
2,1
5,95
-3,27 18,21 4,61 -24,6
12
38,59 0,37
2,15
5,8
-2,96
18,5 4,4
22,3
4,19
26,79 0,37
2,2
5,69
-2,05 18,79 5,54
-2,1
1,34
11,99 0,13
2,25
5,59
-2,05 19,07 5,45
-2,1
2,2
11,99 0,13
2,3
5,48
-2,67 19,35 5,21
-4,5
5,2
23,47 0,24
2,35
5,33
-3,22 19,62 4,95
-3,9
8,2
32,27 0,36
2,4
5,17
-3,36 19,88 4,4
-13,7
11,2
37,71 0,39
2,45
5,01
-3,05 20,14 3,68
-8,9
7,39
32,36 0,35
2,5
4,89
-2,03 20,39 4,74
-2,1
1,6
13,8
0,15
2,55
4,78
-2,03 20,63 4,64
-2,2
1,6
13,8
0,15
2,6
4,67
-2,47 20,86 4,47
-4,4
4,46
20,82 0,22
2,65
4,54
-3,06 21,09 4,23
-4,2
7,46
30,44 0,33
2,7
4,38
-3,28 21,32 3,84 -12,8 10,46 36,69 0,38
2,75
4,22
-3,16 21,53 3,1
-6,5
8,33
32,72 0,36
2,8
4,08
-2,2
21,74 3,94
-2,1
1,88
15,75 0,17
2,85
3,97
-2,2
21,94 3,84
-2,3
1,88
15,75 0,17
2,9
3,86
-2,55 22,14 3,69
-4
4,54
21,09 0,22
2,95
3,72
-3,14 22,33 3,47
-3,8
7,54
30,62 0,34
3
3,56
-3,33 22,51 3,08 -14,5 10,54
36,8
3,05
3,4
-3,27 22,68 2,46
-0,6
6,86
31,98 0,37
3,1
3,27
-2,36 22,85 3,15
-2,5
2,18
17,63 0,19
3,15
3,16
-2,24 23,01 3,04
-2
2,42
17,63 0,19
3,2
3,03
-2,61 23,16 2,88
-3,7
5,42
24,26 0,26
3,25
2,89
-3,07 23,31 2,67
-6,5
8,42
32,8
3,3
2,73
-2,99 23,45 2,05 -31,2 11,42 37,98 0,34
3,35
2,57
-2,41 23,58 2,35
49
2,59
19,96 0,36
3,4
2,45
-2,43 23,71 2,35
-2,2
2,59
19,96 0,21
3,45
2,33
-2,45 23,83 2,23
-3,3
4,42
20,64 0,22
3,5
2,19
-3,03 23,94 2,04
-3,4
7,42
30,31 0,33
3,55
2,03
-3,13 24,05 1,68
-21
10,42 36,62 0,36
0,39
0,36
3,6
1,87
-2,76 24,15 1,53
27,3
3,67
24,95 0,36
3,65
1,75
-2,51 24,24 1,66
-3,1
2,92
21,63 0,23
3,7
1,62
-2,58 24,32 1,54
-2,4
4,46
21,63 0,23
3,75
1,48
-3,1
-3,4
7,46
30,44 0,34
3,8
1,32
3,27
3,85
1,17
-2,69 24,53 1,11
-3,1
3,37
23,72 0,26
3,9
1,04
-2,69 24,59 0,98
-3,1
3,37
23,72 0,26
3,95
0,9
-2,78 24,63 0,85
-3,6
5,76
25,38 0,28
4
0,75
-3,05 24,67 0,69
-9,4
8,76
33,55 0,36
4,05
0,59
-2,8
15,6
4,22
26,9
0,35
4,1
0,45
-2,86 24,73 0,43
-4
3,9
25,8
0,28
4,15
0,31
-2,86 24,75 0,3
-3,9
5,59
25,8
0,28
4,2
0,16
-3,26 24,77 0,15
-8,1
8,59
33,18 0,36
4,25
0,02
-2,35 24,77 0,02
52,1
2,65
20,28 0,34
12
2,29
18,27 0,24
4,257 0,01
-2,3
24,4 1,38
24,47 0,99 -15,4 10,46 36,69 0,37
24,71 0,49
24,77 0,01
На рис. 4 и 5 приведены результаты расчета изменения скорости
автомобиля, скорости колеса, ускорение автомобиля и тормозной путь, а
также тормозного момента колеса и тормозной силы в процесса торможения
применение с АБС, 2-х фазный и груженный.
Применение с АБС, 2-х фазный, груженный
Скорость м/с, Ускорение м/с2, Путь м.
30
25
20
15
автомобиль
ускорение
путь
10
колеса
5
0
0
0,5
1
1,5
2
2,5
3
3,5
4
4,5
-5
Время, сек
Рис. 4.
Изминение тормозного момента и тормозной силы
45
тормозного момента кН*м, тормозная сила кН
40
35
30
25
Тормозная сила
20
Тормозной момент
15
10
5
0
0
0,5
1
1,5
2
2,5
-5
Время, с
Рис. 5.
3
3,5
4
4,5
T,c
Va
ja
St
Uk
E
P
Mt
Fi
0
0
0,02
0,05
11,09 -0,19
0,55
11,05 -0,2
0,1
11,08 -0,59
1,11
10,89
-6
1,8
9,46
0,08
0,15
11,02 -1,64
1,66
10,57
-7
4,8
22,06
0,2
0,2
10,91 -2,77
2,21
10,21 -7,5
7,8
31,3
0,32
0,25
10,76 -3,39
2,75
9,68
18,2
10,8
37,18 0,38
0,3
10,58 -3,68
3,29
8,36
23,3
12
38,59 0,39
0,35
10,4
-3,72
3,81
7,5
4,1
5,7
30,49 0,38
0,4
10,23 -3,39
4,33
8,36
27,9
3,65
24,85 0,38
0,45
10,07 -3,32
4,83
9,46
2,1
3,65
24,85
0,5
9,91
-3,17
5,33
9,35
-2,9
3,65
24,85 0,28
0,55
9,76
-3,01
5,82
9,17
-5,8
6,58
27,94
0,6
9,6
-3,15
6,31
8,81
10,6
9,58
35,19 0,37
0,65
9,43
-3,11
6,78
7,91
24,8
12
38,59 0,36
0,7
9,28
3,01
7,25
6,91
10,7
9,77
32,81 0,35
0,75
9,12
-2,92
7,71
7,16
8
4,8
28,57 0,35
0,8
8,97
-2,92
8,16
7,92
11,2
4,8
28,57 0,36
0,85
8,82
-2,96
8,61
8,26
-1,5
4,8
28,57 0,32
0,9
8,67
-2,96
9,05
8,13
-1,6
6,11
28,57 0,32
0,95
8,52
-3,26
9,48
7,87
-3,4
9,11
34,28 0,38
1
8,36
-3,17
9,9
7,08
25,4
12
38,59 0,37
1,05
8,2
-3,12 10,31
6,1
-7,4
9,62
32,82 0,36
1,1
8,05
-2,7
10,72
6,64
33,7
3,43
23,98 0,37
1,15
7,91
-2,74 11,12
7,5
-1,7
3,43
23,98 0,26
1,2
7,78
-2,73 11,51
7,38
-1,8
4,28
23,98 0,26
1,25
7,64
-3,04 11,89
7,15
-5,2
7,28
29,95 0,32
1,3
7,48
-3,3
12,27
6,77
12,4 10,28 36,41 0,38
1,35
7,32
-3,25 12,64
5,7
23,5
12
38,59 0,37
1,4
7,16
-3,11 13,01
5,35
9,3
5,27
29,66 0,37
1,45
7,01
-2,97 13,36
5,78
5
5,27
29,66 0,35
0,3
0,3
1,5
6,86
2,97
13,71
6,35
8,4
5,27
29,66 0,36
1,55
6,71
-2,93 14,05
6,26
-1,9
5,27
29,66 0,33
1,6
6,56
-3,16 14,38
6,11
-5,8
7,75
31,18 0,34
1,65
6,4
-3,4
14,7
5,64
12,2 10,75 37,11 0,39
1,7
6,24
-3,34 15,02
4,63
-0,4 10,42 32,82 0,38
1,75
6,08
-3,03 15,32
4,69
6,7
5,27
29,66 0,36
1,8
5,93
-3,03 15,62
5,16
10,1
5,27
29,66 0,37
1,85
5,78
-2,99 15,92
5,4
-2
5,27
29,66 0,33
1,9
5,62
-2,96
16,2
5,25
-3,2
6,32
29,66 0,33
1,95
5,47
-3,13 16,48
5,03
12,2
9,32
34,71 0,37
2
5,31
-3,07 16,75
4,15
29,7
12
38,59 0,35
2,05
5,15
-2,97 17,01
3,85
18,2
4,51
27,78 0,37
2,1
5
-2,97 17,26
4,69
0,3
4,51
27,78 0,31
2,15
4,86
-2,93 17,51
4,56
-1,9
4,51
27,78 0,31
2,2
4,71
-2,96 17,75
4,41
-4,9
7,02
29,22 0,32
2,25
4,55
-3,23 17,98
4,1
13,6 10,02 35,98 0,38
2,3
4,39
-3,16 18,21
3,26
-6,5 10,02 32,81 0,36
2,35
4,24
-3,12 18,42
3,4
16,9
5,09
29,27 0,38
2,4
4,09
-3,08 18,63
3,82
-2
5,09
29,27 0,32
2,45
3,94
-3,08 18,83
3,68
-2
5,23
29,27 0,32
2,5
3,79
-3,17 19,02
3,51
-5,4
8,23
32,36 0,36
2,55
3,62
-3,22 19,21
2,95
22,4 11,23 37,75 0,37
2,6
3,47
-3,13 19,39
2,54
4,8
5,48
30,1
2,65
3,32
-3,05 19,55
3,11
-2,5
4,8
28,57 0,32
2,7
3,17
-3,05 19,72
2,97
-2,6
4,8
28,57 0,32
2,75
3,02
-3,15 19,87
2,82
-3,9
7,52
30,59 0,34
2,8
2,86
-3,35 20,02
2,43
14,8 10,52 36,78 0,39
2,85
2,7
-3,19 20,16
1,96
8
5,54
30,21 0,37
2,9
2,55
-3,08 20,29
2,38
-3,8
5,18
29,48 0,33
2,95
2,4
-2,96 20,41
2,24
-3
5,18
29,48 0,33
0,36
3
2,25
-3,05 20,53
2,09
-4,1
7,8
31,3
3,05
2,09
-3,08 20,64
1,62
23,5
10,8
37,18 0,36
3,1
1,93
-2,99 20,74
1,56
4
5,17
29,46 0,35
3,15
1,78
-2,94 20,83
1,66
-3,5
5,17
29,46 0,33
3,2
1,63
-2,94 20,92
1,52
-3,5
6,22
29,46 0,33
3,25
1,47
-3,25 20,99
1,34
-6,7
9,22
34,5
3,3
1,31
-3,14 21,06
0,91
1,3
5,82
30,69 0,36
3,35
1,16
-2,96 21,12
1,09
-2,8
4,81
28,6
0,32
3,4
1,02
-2,95 21,18
0,95
-3,4
5,46
28,6
0,32
3,45
0,86
-3,2
21,23
0,8
-3,9
8,46
32,89 0,37
3,5
0,71
-3,09 21,26
0,46
-3,9
5,94
30,88 0,35
3,55
0,55
-3,07
21,3
0,52
-2,2
5,11
29,32 0,33
3,6
0,4
-3,08 21,32
0,38
-1,9
5,92
29,32 0,33
3,65
0,25
-3,36 21,34
0,23
-1
8,92
33,88 0,39
3,7
0,1
-2,89 21,35
0
0
6,36
31,46 0,29
3,733
0,01
-2,9
0
0
6,36
31,46
21,35
0,35
0,38
0,3
Применение с АБС, 3-х фазный, груженный
Скорость м/с, ускорение м/с2, путь м.
25
20
15
автомобиль
ускорение
10
путь
колеса
5
0
0
0,5
1
1,5
2
2,5
-5
Время, сек
Рис. 6.
3
3,5
4
Изминение тормозного момента и тормозной силы
тормозного момента кН*м, тормозная
сила кН
45
40
35
30
25
Тормозная сила
Тормозной момент
20
15
10
5
0
-5
0
0,5
1
1,5
2
2,5
3
3,5
4
Время, с
Рис. 7.
Результаты расчета приведенных на рис. 6 и 7 показывает, что
применением АБС устраняется неустойчивое состояние автомобиля.
Таким образом, на основе продолженной математической модели
необходимо определить параметры тормозной системы с АБС, провести
анализ различных алгоритмов функционирования АБС.
3.
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ
ИССЛЕДОВАНИЯ
ПАРАМЕТРОВ
МЕХАТРОННЫХ ТОРМОЗНЫХ СИСТЕМ ГРУЗОВЫХ АВТОМОБИЛЕЙ.
3.1. Методика экспериментального исследования.
Принятые
математических
конструктивные
моделей
и
решения,
определения
проверка
неизвестных
адекватности
~
опытных
коэффициентов, входящих в расчетные уравнения, требовало серьезных
экспериментальных исследований гидравлического тормозного привода.
В процессе экспериментальных исследований решались следующие
задачи:
а) Исследования влияния различной температуры на работоспособность
традиционного тупикового гидропривода.
б) Исследование теплового баланса автономной проточной системы,
разрабатываемого тормозного привода при низких температурах.
в)
Определение неизвестных опытных коэффициентов, входящих в
математическую модель и в систему уравнений термодинамического
расчета.
Для решения этих задач необходимо было разработать специальный
стенд.
Стендовое испытание разработанного гидравлического тормозного
привода при низких температурах (-15 …-40 ) имеет важное значение, так
0
0
как проведение испытаний теплового баланса в естественных условиях
требует больших затрат времени и средств.
Главным требованием к разрабатываемому стенду, является то, что он
должен полностью имитировать условия работы на самосвалах, с учетом
низких температур окружающего воздуха /12/. Кроме того, стенд должен
оснащен наглядными контрольными приборами. Основываясь на этих
требованиях был собран стенд, схема которого показана на рис. 3. 1.
Стенд представляет собой специальную термобарокамеру внутри
которой расположены следующие элементы гидропривода: гидравлический
бак объемом 20 литров, насос НШ10Е, который приводится в действия
электродвигателем ГС-18МО постоянного тока, расположенным с внешней
стороны термобарокамеры, предохранительный клапан,
два регулируемых
дросселя, выполняющие роль тормозного крана, гидроцилиндры
и
соединительные трубопроводы. Колесный тормозной механизм заменен
пневмогидравлическим цилиндром, жесткость которого можно изменять,
подавая сжатый воздух под различным давлением.
Специальная термобарокамера SТВV 1000 изготовлена в блочной
конструкции, состоящей из трех основных узлов, блока с полезным
пространством,
холодильного агрегатного блока и электрического блока
управления.
Блок с полезным пространством состоит из герметичного кожуха и
подставки.
В
герметическом
кожухе
находится
вставной
ящик,
изолированный от кожуха стекловатой. На боковых стенках вставного ящика
смонтированы радиационные нагреватели, которые обеспечивают нагрев
полезного пространства до 300 С . На потолке полезного пространства
0
смонтирован радиальный вентилятор, обеспечивающий циркуляцию воздуха
в полезном пространстве.
Герметичный
кожух
оснащен
вакуумноплотными
проходными
отверстиями для измерительных линий и многоцелевыми отверстиями.
Проходные отверстия для измерительных линии содержат 24 электрических
однопроводных ввода для 220В и 50А. Другие вводы любого вида можно
встроить в многоцелевые проходные отверстия.
Дверь герметичного кожуха снабжена несколькими окнами, с
помощью которых можно наблюдать за испытуемыми объектами.
В холодильный агрегатный блок совмещены все машины, агрегаты,
регулирующие и запорные арматуры необходимые для холодильного
режима. Для выработки холода выбрана каскадная система компрессоров
R22/R13.
На
правой
стороне
специальной
термобарокамеры
установлен
электрический блок управления со всеми регулирующими приборами. Все
элементы обслуживания, индикаторные и регистрирующие приборы, а также
контрольные устройства совмещены на наглядной панели управления.
Регулирование работает электронными усилителями и современными
задающими устройствами.
Приведем
некоторые
технические
данные
специальной
термобарокамеры STBV 1000 Объем полезного пространства:
1000
дм3
Диапазон температуры:
-70 до +3000С
при атм. давлении
Постоянство температур в
 0,5 до  2,0 град.
диапазоне температур -70° до +ЗОО°С:
в зависимости от
диапазона температур
Габаритные размеры полезного пространства:
глубина:
прибл. 1160 мм
ширина:
прибл. 1000 мм
высота:
прибл. 840 мм
Наружные размеры
глубина:
прибл. 2200 мм
ширина:
прибл. 2150 мм
высота:
прибл. 2400 мм
Электрические величины присоединяемой мощности:
Род тока и напряжение:
380В трехфазный ток
Напряжение возбуждение:
220В
Частота:
50 Гц
Значения величин давлений определялись с помощью датчиков
давления РЗМА/200 класса точности 0,2 с погрешностью около 1%. Место
их установки представлены на рис. 3.1.
Значение
величин
температуры
определялись
цифровыми
термометрами типа 2575 фирмы YEW, которые регистрировали сигналы
хромель - алюмелевых термопар. Ошибка в определении температуры не
превышала 1°С.
Величина
расхода
определялась
посредством
турбинного
преобразователя расхода ТПР-8. ТПР-8 выдает информацию об объемном
расходе измеряемой жидкости в виде частотного электрического сигнала
синусоидальной формы. Величина
расхода определяемое расходомером
ТПР-8 находится в пределах 0,05 - 0,25 л/с.
Перемещение поршня колесного, тормозного цилиндра определялось
датчиком W50К фирмы НВМ ФРГ.
Регистрация величин давления в функции времени осуществлялось
специальной
усилительно
измерительной
и
регистрирующей
аппаратурой. Электрические сигналы от датчиков давления, расходомера
и
датчика
перемещения
усиливались
с
помощью шестиканального
усилителя КШВ 3073 фирмы НВМ и подавались на магнитограф 5К-50С
фирмы ТIАС.
Исследование на стенде тупиковой системы при температурах в
термобарокамере 415°С, 150С, -300С, -40°С и масел марки А и АМГ-10
проводилось следующим образом: электродвигатель постоянного тока, при
оборотах. 1500 и 750 об/мин., посредством редуктора приводил в действия
насос, который, нагнетал рабочую жидкость из гидробака в нагнетательный
контур. Регулируемые дроссели при этом были закрыты. При установлении
в нагнетательном контуре, соединяющий насос с дросселем 6, давления 12
МПа, на которое был отрегулирован предохранительный клапан 5, дроссель
6 открывался. На магнитограф записывались параметры
температуры,
расхода
давления,
и перемещение поршня колесного тормозного
цилиндра.
Исследование теплового баланса автономной проточной системы) и
температурах
в
термобарокамере
-15°С,
-30°С,
-40°С
проводилась
следующим образом: насос нагнетал рабочую жидкость из гидробака в
рабочую контур, в котором регулируемые дроссели были полностью
открыты. При этом на магнитограф записывались параметры давления,
температуры и расхода.
Количество
опытов
определялось
с
учетом
погрешностей
и
достоверности измерений по методике, изложенной в разделе 3.2, которая
позволяет с заданной точностью провести экспериментальные исследования,
используя минимальное число измерений.
3.2. Планирования эксперимента и обработка.
3.2.1 Планирования опытов
При
планировании
эксперимента
можно
достичь
необходимой
доверительной точности результатов, используя минимальное количество
опытов. Вопросам планирования опытов, подготовки и проведению
эксперимента посвящен ряд работ /6, 19, 51, 53, 73/.
Критерием достоверности данных, полученных из эксперимента
является,
суммарная
погрешность,
составляющие
которой
должны
учитываться при каждом наблюдении и на всех стадиях измерений.
Суммарная погрешность состоит из погрешностей обмера осциллограмм и
погрешности записи, которые зависят от метрологических характеристик
измерительно-регистрирующей аппаратуры.
При обмере осциллограмм имеются следующие погрешности:
- неточности измерения длины отрезков при обмере;
- смещения нулевой линии;
- влияния толщины и наклона линий записи;
- суммарного влияния наклона линии записи и наклона ординаты.
Суммарная ошибка определяется по формуле
 0   у  у   t  20(1у5у ) 
100
1
tg 
 50y t
(3.1)
где
y
- относительная погрешность измерения, представленная как сумма
относительных погрешностей отсчета длины отрезков и смещения угловой
линии относительно оси абсцисс;  t - относительная погрешность измерения
ординаты,
вызванная
толщиной
линии
 y
записи;
-
относительная
погрешность измерения угла наклона ординаты; у - ордината; y приращение
ординаты;
t
-
толщина
линии
записи
процесса
на
осциллограмме;  и  - углы наклона соответственно линии записи и
ординаты.
Максимальная погрешность, обмера осциллограмм, подсчитанная по
формуле (3.1) равна 2,8. ..3,2 %
К погрешности записи относятся;
- погрешность регистрации в статическом режиме, составляющая обычно
1…1,5 %;
- погрешность на верхнем пределе регистрируемых частот, которая не
превышает 3 %;
- предельную скорость записи в м/с;
- толщину линии записи в м.
Предельная ошибка записи с учетом частоты регистрируемых
процессов- (до 30 Гц) и максимальной собственной частоты гальванометров
(380 Гц) составляет 1,5 %.
Различают
датчиков
и
погрешности
тарировки,
гальванометров,
а
также
включающие
погрешности
погрешности,
вызванные
нестабильностью напряжения в блоках питания. Ошибка вызванная
погрешностью тарировки находится в пределах 1,1...1,5 %. погрешность,
вызванная нестабильностью напряжения не превышает 1,1 %.
Следовательно,
предельная
ошибка
записи
л
зависящей
от
погрешностей измерения и обмера, в соответствии с первым правилом
рекомендующим брать наибольшую ошибку, равную 3,2 %.
В работе /19 / количество повторных опытов ставится в Зависимость
от стандарта измерений и заданной надежности результата.
Стандарт или среднее квадратичное отклонение является мерой
точности среднего арифметического значения неоднократно
измеренной
неизменной величины, он определяется по формуле
( a  a *)
   n1 ,
(3.2)
i
где аi- результат любого измерения; а* - средняя арифметическая измерений;
n - количество измерений.
Под надежностью подразумевается вероятность получения тех же
результатов при новых измерениях той же величины или вероятность тех же
результатов при повторении опыта в аналогичных условиях. Чем больше
относительные колебания результатов и чем большую надежность опыта
желательно получить, тем больше должно быть повторностей. Эта
зависимость приведена в виде таблицы 3.1.
Для того, чтобы по данной таблице подобрать минимальное
количество опытов, необходимо задаться надежностью Н и ошибкой  ,
взятой в долях стандарта  .
Необходимое количество опытов (измерений)
Таблица 3.1
Надежность опыта, Н
Ошибка,

0,5
0,6
0,7
0,8
0,9
0,95
0,99
0,999
3,0
1
1
1
1
2
3
4
5
2,0
1
1
1
2
3
4
5
7
1,0
2
2
3
4
5
7
11
17
0,5
3
4
6
9
13
18
31
50
0,4
4
6
8
12
19
27
46
74
0,3
6
9
13
20
32
46
78
127
0,2
13
19
29
43
70
99
171
277
0,1
47
72
169
266
273
387
668
1089
0,05
183
285
431
659
1084
1540
2659
43387
0,01
4543 7090 10732 16436 27171 38416 66358 108307
В случае отсутствия данных, по которым можно было бы установить
значение стандарта принимается, что предельная ошибка приближенно
равна наибольшей возможной статистической и тогда
 n  3  d .
(3.3)
Надежность Н для измерений, связанных с конструкцией машин
рекомендует брать равной 0,9, а при измерении величин, являющихся
основой дальнейших расчетов - 0,99. На основании полученных данных по
таблице 3.1 определяем количество повторных опытов:
- при определении характеристик тормозного механизма Н=0,95; n=4;
- при сравнении экспериментальных исследований динамики тормозного
гидропривода с теоретическими Н=0,95; n=3;
- при определении параметров для теплового расчета проточной системы
гидропривода Н=0,95; n=3
3.2.2. Обработка экспериментальных данных.
Полученные
проточного
экспериментальным путем основные
гидравлического
тормозного
привода
нелинейности
с
целью
их
использования при тепловом расчете и составлении математической модели,
необходимо было описать аналитически, т.е. выбрать такие формулы,
которые описывали бы результаты экспериментального расследования с
высокой точностью. При обработке экспериментальных данных задача
заключается в выборе многочлена, который хорошо описывал
эмпирическую
зависимость.
Согласно
бы
теореме Вейерштрасса, любую
неизвестную истинную криволинейную функцию регрессии можно описать
как угодно точно,
повышая порядок Многочлена. Известно, также
повышения порядка многочлена выше четвертого очень незначительно
увеличивает точность описания /20, 23, 78/. Строгих рекомендаций к выбору
порядка
уравнений
регрессии,
описывающих
полученные
экспериментальные зависимости, нет. Поэтому первоначально порядок
уравнений выбирается по виду корреляционного поля расположения
экспериментальных точек.
Выбор уравнений регрессии, их коэффициентов, оценка адекватности
полученных уравнений, определение доверительных интервалов полученных
коэффициентов регрессии проследим на примере зависимости Р2 (Т2) для
жидкости АМГ-10. Анализируя корреляционное поле зависимости Р2 (Т2)
приходим к выводу, что зависимость Р2(Т2) можно аппроксимировать
непрерывной функцией регрессии параболического вида, а именно
P2=b0+b1+T2+b2+T22+b3+T23.
(3.4)
Коэффициенты регрессии определяются по методу наименьших
квадратов. Для этого составим систему "нормальных уравнений"

b0  n  b1  T2  b2  T22  b3  T23   P2

2
3
4
 b0  T2  b1  T2  b2  T2  b3  T2   P2  T2

2
2
3
4
5
b0  T2  b1  T2  b2  T2  b3  T2   P2  T2
b0  T2 3  b1  T24  b2  T25  b3  T26   P2  T2 3

(3.5)
Для уменьшения объема расчетов выгодно систему нормальных
равнений записывать в матричной форме
(T2*  T2 )  B  T2  P2 ,
*
(3.6)
где Т2* -Т2 - матрица коэффициентов системы нормальных уравнений
размера (Р+1) х (Р+1); В - вектор - столбец оценок параметров размера (Р+1)
х 1 Т2 –Р2 - вектор столбец свободных членов нормальных уравнений
размера (Р+1) х 1
Если матрица Т2* –Т2 неособенная, то она имеет обратную матрицу
(Т2* –Т2)-1. Умножив на нее обе части равенства (3.6) получим
B  (T2  T2 ) 1  T2  P2
*
(3.7)
Из этой формулы следует, что для отыскания вектора оценок
неизвестных коэффициентов необходимо умножить обратную матрицу на
матрицу - столбец свободных членов.
Произведя
вычисления
и
отыскав
коэффициенты,
получим
управление
P  28,9  3,96  101  T22  1,08  104  T23 .
Для
контроля
соответствия
(3.8)
экспериментальных
данных
с
полученной параболой применим дисперсионный анализ /23/.
Считается, что, если статистика:
FВЫЧ 
S1 ( n p1)
S2 P
 F , p,n p1
(3.9)
то парабола порядка р хорошо согласуется с экспериментальными данными.

Здесь
S1   ( P ,  P)
рассеивание
- сумма квадратов
зависимой
переменной,
регрессии, характеризующая
вызванная
параболической
I
,
регрессией; S2   ( P2  P ) остаточная сумма квадратов, характеризующая
рассеивание Р2 вокруг параболической линии регрессии;
Р2- экспериментальное значение зависимой переменной; Р’ - значение
зависимой
переменной,
полученное
по
уравнению;

P
-г
среднеарифметическое значение зависимой переменной; n - количество
измерений; р - порядок параболы;
Фишера,
F , p ,n p 1
- критическое
распределение
соответствующее уровню значимости и числу степеней свободы
р и n - р -1.
Критическое
значение
распределения
Фишера
для
уравнения
регрессии Р2(Т2) равноF0,05;3,5=7,34. Вычисленное по формуле (3.9)
FВЫЧ =55,76.
Таким
образом, FВЫЧ 
F , p ,n p 1
,
что
свидетельствует
о
соответствии принятого уравнения регрессии
Экспериментальным данным.
Средняя квадратичная ошибка:
S pt 
S2
( n  p 1)
(3.10)
характеризует, насколько в среднем зависимая переменная отклоняется от
регрессивной модели: Spt = 7,45. Мера тесноты связи между зависимой и
независимой
переменными
определяется
с
помощью
коэффициента
множественной корреляции:
R  1  SS12
(3.11)
Для нашего уравнения R = 0,97, что указывает на достаточно тесную
связь между зависимой.переменной Р2 и независимой Т2.
Средние
квадратичные
ошибки
коэффициентов
b1
(i=0,1,...р)
Полученного уравнения регрессии определяются по формуле /23/
Sbi  S pt cij
1
,
(3.12)
*
1
где Cij - диагональный элемент обратной матрицы (T2 T2 ) , стоящей на
пересечении i - строки и j -го столбца.
Доверительные интервалы коэффициентов 1 , (i = 0,1,2,…р) истинного
уравнения регрессии определяются по формуле:
1  t / 2,n p1  S pt cij1 ,
где
1  t / 2,n  p 1
(3.13)
- находится по таблицам распределения
Cтьюдента по
заданной вероятности P  1   и числу степеней свободы v  n  p  1.
Для нашего уравнения Р2= f (Т2) критическое значение Стьюдента
при Р = 1-0,05 = 0,95 и v - 9-3-1 - 5 равно t- 2,776
Тогда
доверительные
интервалы
1 коэффициентов
b0,b1,b2,b3
уравнения регрессии, по формуле (3.13) ,
соответственно равны:
 1,6  101;2,2  102 ;2,7  103 ;5  105
Аналогично подсчитывались значения коэффициентов уравнений
регрессии, и корреляции, критерии оценки и доверительные интервалы
коэффициентов
истинных
уравнений
регрессии
для
всех
других
эмпирических зависимостей. Численное значение выше перечисленных
параметров полученных уравнения регрессии приведены в таблице 3.2
Таким
образом,
планирование
опытов
позволило
провести
минимальное количество замеров с обеспечением заданной надежности Н и
относительной ошибки  . Математическая обработка экспериментальных
данных
дала
возможность
получить
эмпирическую
зависимость
и
использовать ее в тепловом расчете и математической модели гидропривода.
Результаты корреляционного анализа Таблица 3.2
Коэф
Коэффициенты уравнений регрессий
Зави-
фици
b0, b1, b2, b3, b4 (в числителе) и доверительные ент
симости интервалы коэффициентов истинных уравнений корел
(в знаменателе)
ярци
и
Проверка
адекватнос
ти
уравнения
по
кр.
Фишера
FВЫЧ
FКР
b0
b1
b2
b3
b4
1
2
3
4
5
6
7
8
9
Р (Хкц)
-0,8
40,1
11,3
0
0
0,99
182
7,3
 2,7
 8,6
 4,2
0
0
403
-844
527,6
-87,9
0
0,99
198
4,4
 196
 428
 301,5
 68,4
0
0,96
45,7
4,88
0,95
31
4,88
0,95
34
4,88
0,92
20
7,3
0,93
22,5
7,3
Pот (х)
жидк. А температура в барокамере Тк = -15о
Р1 (Т2)
Р1 (Т2)
Q2 (Т2)
56,4
-0,5
 6,3  102
 6,3  102
 5,8  104
 0,5
 0,1
 1,5  10 2
 1  10 3
 1  10 4
57,3
-0,4
-0,007
 7,2  10 3
6,2  10 4
 0,6
 0,1
 0,002
 1,3  10 3
 1  10 5
6,8
0,02
9,5  103
1,5  10 3
 1  10 4
 0,1
 0,02
 2,8 10
59,7
-1,4
-0,02
0,002
0
 0,9
 0,1
 0,017
 0,001
0
57,8
-1,3
-0,02
3
 1,8 10
4
 2  10
5
Тк = -30
Р1 (Т2)
Р2 (Т2)
1,8 10
3
0
Q2 (Т2)
2
 0,8
 0,1
 1,6 10
9,7
0,34
-0,02
3,4 10
 0,4
 0,04
 0,003
 1,6 10
66,2
-1,2
 1,9
 0,2
 0,011
 6,8 10
65,1
-1,3
-0,1
4,5 10
2
 0,2
 0,01
 6,9 10
11
0,14
-0,02
3,9 10
 0,2
 0,02
 9,4 10
4
5
4
0
2 10
5
 7  10
6
1,7 10
4
 2 10
5
1,8 10
4
 2 10
5
4
2,3 10
5
 8 10
5
 2  10
6
5
1,1 10
3
0,92
25
4,88
0,88
13,1
4,88
0,88
12,6
4,88
0,98
116
4,88
0,92
28
4,88
0,90
26
4,88
0,98
93
4,88
0,96
39
9,3
0,96
45
4,88
0,94
21,9
9,3
0,93
22,9
7,3
Тк = -40
Р (Т)
Р2 (Т2)
Q2 (Т2)
-1,4  10
1
 1,3 10
3
4,2 10
3
4
3
4
жидк. АМГ-10 Тк = -150
Р1 (Т2)
Р2 (Т2)
Q2 (Т2)
31
-0,1
-0,09
5,6 10
 0,2
 0,06
 0,02
 1,8 10 3
 4 10 4
30,7
-0,2
-0,08
 2,7 10 3
9,8 10 4
 0,2
 0,06
 0,02
 1,8 10 3
 4 10 4
7,9
0,2
 6 10 3
 8 10 4
 2 10 6
 0,02
 0,01
 0,002
 1,8 10
30,9
-0,4
2,3 10
 0,2
 0,2
 7,4 10
12,6
0,07
-3,4 10
 0,4
 0,04
30,1
-0,2
8,6 10
4
 0,1
 0,01
 7 10
4
28
-0,2
-4,8 10
4
 4  10
5
Тк = -30
Р1 (Т2)
Q2 (Т2)
4
4
3
 0,003
0
0
0
0
-1,8 10
4
 1,6 10
4
-4  10
6
 6  10
6
Тк = -40
Р1 (Т2)
Р2 (Т2)
4
0
0
0
0
-7,4 10
5
0
Q2 (Т2)
3
 0,2
 0,02
12,4
0,07
-0,002
 0,3
 0,1
 3,5 10
 2 10
 6,6 10
-6 10
4
5
0
5
 1,1 10
0
5
0,97
59,6
7,3
0
3.3. Результаты экспериментальных исследований.
В соответствии с программой и методикой (см. раздел 3.1.1) при
проведении экспериментального исследования определяется:
- Влияние различной температуры на работоспособность тупикового
гидропривода;
- тепловой баланс автономной проточной, системы;
-
определение
неизвестных
опытных
коэффициентов,
входящих
в
математическую модель и в систему уравнений теплового расчета.
Влияния различной температуры окружающей среды на тупиковый
гидропривод можно оценить временем t1 начала открытия 1-го дросселя до
начала нарастания давления в колесном цилиндре и временем t2 начала
нарастания давления в колесном цилиндре до достижения номинального
давления. Время t1 и t2 для жидкостей марки А и АМГ-10 при различных
температурах в термобарокамере и оборотах насоса, полученные на основе
стендовых динамических характеристик, приведены в таблице 3.3, На рис.
3.4 и 3.5 в качестве примера, приведены стендовые динамические
характеристики для жидкости А при температуре в термобарокамере Тк - 15°
и АМГ-10 при Тк=+15о.
Таблица. 3.3
жидкость
АМГ-10
тем-ра в термобарокамере Тк,
Об. насоса
T1,c.
T2,c.
+ 15
0,03
0,25
1500
- 15
0,035
0,31
1500
°С
об/мин
марки А
- 15
0,045
0,33
750
- 30
0,10
0,35
1500
- 40
0,11
1,64
1500
+ 15
0,04
0,33
1500
- 15
0,05
0,39
1500
- 15
0,09
0,54
750
- 30
0,21
1,4
1500
Анализ таблицы показывает что время срабатывания экспериментального
привода для жидкости АМГ-10 при Тк= -40оС
4.
РЕАЛИЗАЦИЯ
РЕЗУЛЬТАТОВ,
ОБОСНОВАНИЕ
ПАРАМЕТРОВ
МЕХАТРОННЫХ ТОРМОЗНЫХ СИСТЕМ ГРУЗОВЫХ АВТОМОБИЛЕЙ.
4.1. Рациональный диапазон изменения основных параметров грузовых
автомобилей
при,
торможении,
осуществляемый
с
помощью
мехатороники.
Обоснования параметров антиблокировочной системы для автопоезда
МАЗ-642208-020 с полуприцепом-цистерной «Истанбул-Фрейхауф»
Достижение
перевозящих
необходимых
нефтепродукты,
скоростей
определяется
движения
автопоездов,
эффективностью
действия
тормозных систем за счёт максимального использования сцепных сил. Не
учёт данного фактора при расчёте тормозного процесса может привести к
ситуации, когда автопоезд в экстремальных условиях может
потерять
устойчивость движения.
Один из путей, обеспечивающей устойчивость движения автопоезда
является применение АБС. При этом необходимо учесть тот факт, что в
горных условиях при перевозки жидкого груза при разгоне и торможении
центр масс автопоезда смещается, что приводит к изменению критической
скорости.
В прошлогоднем отчете нами подробно рассмотрены математическая
модель процесса торможения двухосного автомобиля в циклическом режиме
(с
применением
АБС),
проанализированы
различные
режимы
функционирования АБС.
Однако тягач МАЗ-642208-020 является трехосным и для рассмотрения
параметров АБС для него необходимо определить реакции колес каждой оси
и координаты его центра масс.
Нами предлагается математическая модель автопоезда, позволяющая
определить реакции колес его осей с учётом смешения центра тяжести
возникающего при действии продольных сил.
Автопоезд рассматривается как сложная динамическая система,
состоящая из двух подсистем, тягача и прицепа (рис.1.1).
\
Рис. 1.1.
Используя проекции сил на оси координат и моментов сил
относительно осей нами получена система уравнений для прицепа
(определяются три силы реакции колес, сила реакции сцепного устройства и
сила инерции при предположении, что силы реакции левых и правых колес
осей одинаковы).
Rzп3+ Rzп2 + Rzп1+ Rkп –Мпр gcosα = 0
Rzп2l23пр+Rzп1l13пр+Rкр(l3п+lс)-Мпрg l3пcosα-Мпр dv/dt hgп±Мпр ghgпsinα Pjkрhgс=0
Rzп1l12 + Rкр(l2п+lс)- Rzп3l23пр - Мпр g l 2пcosα - Мпр dv/dt hgп ±
Мпр ghgпsinα - Pjkрhgс=0
Rкр(l1п+lс)- Rzп2l12 - Rzп3l13пр - Мпр g l 2пcosα - Мпр dv/dt hgп ±Мпр ghgпsinα Pjkрhgс=0
Мпрglсcosα±Мпрg(hgп-hgс)sinα-Мпрdv/dt (hgп - hgс)–Rzп3(lс+l3п)-Rzп2(lпс+l2п)Rzп2(lс+l2п)=0,
и для тягача (определяются три силы реакции для каждой оси)
MT gcosα - RzT1- RzT2 - RzT3 -Rкр = 0
Rz1т(l12т-l2т)- Rz2тl2т - Rz3т(l2т+l23т)+ Pkр(lс2+l2т) - Pjкр (hgс - hgт) =0
Rz2тlс2 + Rz1т(lс2+l12т)+ MT dv/dt(hgс - hgт)- Rz3(l23т-lс2)- MT g (hgс - hgт) sinαMT g (lс2+l2т)cosα=0.
Рассчитанные числовые значения силы реакции на каждом колесе
автопоезда позволят определить параметры регулятора перераспределения
тормозных сил.
Данная математическая модель позволяет рассчитать следующие основные
параметры:
- силы реакции, действующие на колеса;
-силы, действующие на сцепное устройство. В том числе:
1) силу реакции, действующую на опорную плоскость сцепного устройства;
2) продольно действующую инерционную силу.
Математическая модель включает в себя следующие основные уравнения:
Rzп3  Rzп 2  Rzп1  Rkп  M п g cos   0
R zп 2  23п  R zп1 13п  Rкр ( 3п   c )  M п g 3п cos   M п
dv
hgп  M п ghgп sin   Pjkp hgc  0
dt
R zп1 12  Rкр ( 2 п   c )  R zп 3  23п  M п g 2 п cos   M пр
dv
hgп  M пр ghgп sin   Pjkp hgc  0
dt
Rкр ( 1п   c )  R zп 2  12  R zп 3  13п  M п g 1п cos   M п
Mп
dv
hgп  M п ghgп sin   Pjkp hgc  0
dt
dv
 M п g sin   R zп1  R zп 2  R zп 3  R jkр  0
dt
Rzп3  Rzп 2  Rzп1  Rkр  257838 cos 
1.33Rzп 2  2.66Rzп1  7.86Rкр  1.4 R jkp  51830.7
dv
 979784.4 cos  507940.9 sin 
dt
1.33Rzп1  6.53Rкр  1.33Rzп 3  1.4 R jkp  636859.6 cos   51830.7
dv
 507940.7 sin 
dt
5.2 Rкр  1.33Rzп 2  2.66 Rzп3  1.4 R jkp  306973.2 cos   51830.7
R zп1  R zп 2  R zп 3  R jkр  26310
dv
 507940.7 sin 
dt
dv
 257838 sin 
dt
Для решения математической модели была разработана программа
численного расчета в среде МАТLАB и реализована на ПЭВМ:
clear all
clc
%x=[Rzn1 Rzn2 Rzn3
Rkp Rjkp];
%alpha ugol pod'ema
fi=0.8; %Koefficient scepleniya
%a Zamedlenie (m/s^2)
%A*x-b
alpha=input('alfani kiriting: ')
A=[1 1 1 1 0;
2.66 1.33 0 7.86 1.4;
1.33 0 -1.33 6.53 1.4;
0 -1.33 -2.66 5.2 1.4;
fi fi fi
0 1]
for a=1:5
if alpha==0
b1(a)=257838*cos(alpha);
b2(a) =51830.7*a+979784.4*cos(alpha)-507940.9*sin(alpha);
b3(a)=636859.6*cos(alpha)+51830.7*a-507940.7*sin(alpha);
b4(a)=293935.32*cos(alpha)+51830.7*a-507940.7*sin(alpha);
b5(a)= 26310*a-257838*sin(alpha);
B=[b1;b2;b3;b4;b5]
x=pinv(A)*B
end
if alpha==0.1
b1(a)=257838*cos(alpha)
b2(a) =51830.7*a+979784.4*cos(alpha)-507940.9*sin(alpha)
b3(a)=636859.6*cos(alpha)+51830.7*a-507940.7*sin(alpha)
b4(a)=293935.32*cos(alpha)+51830.7*a-507940.7*sin(alpha)
b5(a)= 26310*a-257838*sin(alpha)
B=[b1;b2;b3;b4;b5]
x=pinv(A)*B
end
if alpha==0.2
b1(a)=257838*cos(alpha)
b2(a) =51830.7*a+979784.4*cos(alpha)-507940.9*sin(alpha)
b3(a)=636859.6*cos(alpha)+51830.7*a-507940.7*sin(alpha)
b4(a)=293935.32*cos(alpha)+51830.7*a-507940.7*sin(alpha)
b5(a)= 26310*a-257838*sin(alpha)
B=[b1;b2;b3;b4;b5]
x=pinv(A)*B
end
if alpha==0.3
b1(a)=257838*cos(alpha)
b2(a) =51830.7*a+979784.4*cos(alpha)-507940.9*sin(alpha)
b3(a)=636859.6*cos(alpha)+51830.7*a-507940.7*sin(alpha)
b4(a)=293935.32*cos(alpha)+51830.7*a-507940.7*sin(alpha)
b5(a)= 26310*a-257838*sin(alpha)
B=[b1;b2;b3;b4;b5]
x=pinv(A)*B
end
if alpha==0.4
b1(a)=257838*cos(alpha)
b2(a) =51830.7*a+979784.4*cos(alpha)-507940.9*sin(alpha)
b3(a)=636859.6*cos(alpha)+51830.7*a-507940.7*sin(alpha)
b4(a)=293935.32*cos(alpha)+51830.7*a-507940.7*sin(alpha)
b5(a)= 26310*a-257838*sin(alpha)
B=[b1;b2;b3;b4;b5]
x=pinv(A)*B
end
if alpha==0.5
b1(a)=257838*cos(alpha)
b2(a) =51830.7*a+979784.4*cos(alpha)-507940.9*sin(alpha)
b3(a)=636859.6*cos(alpha)+51830.7*a-507940.7*sin(alpha)
b4(a)=293935.32*cos(alpha)+51830.7*a-507940.7*sin(alpha)
b5(a)= 26310*a-257838*sin(alpha)
B=[b1;b2;b3;b4;b5]
x=pinv(A)*B
end
if alpha==0.6
b1(a)=257838*cos(alpha)
b2(a) =51830.7*a+979784.4*cos(alpha)-507940.9*sin(alpha)
b3(a)=636859.6*cos(alpha)+51830.7*a-507940.7*sin(alpha)
b4(a)=293935.32*cos(alpha)+51830.7*a-507940.7*sin(alpha)
b5(a)= 26310*a-257838*sin(alpha)
B=[b1;b2;b3;b4;b5]
x=pinv(A)*B
else
disp('bunaqa podyom yoq malumotni togri kiriting')
end
end
hold all
v=1:5
plot(v,x(1,:))
plot(v,x(2,:))
plot(v,x(3,:))
plot(v,x(4,:))
plot(v,x(5,:))
xlabel('Uskoreniya')
ylabel('R')
legend('Rzp1','Rzp2','Rzp3','Rkp','Rjkp')
title('Dinamika
tormojeniya
poluprisipa
"Istambul-Freyxauf"
alpha=0')
grid
Выше изложенные параметры определены в зависимости от угла
подъема, и ускорения торможения (замедления). Коэффициент сцепления
принимал постоянное значение   0.8 .
На рис.1.2-1.6 представлены графики для различных углов подъёма.
(α=0, α=0.1, α=0.2, α=0.3, α=0.4 радиан).
Рис.1.2
Рис.1.3
Рис.1.4
Рис.1.5
Рис.1.6
Используя полученные данные в математической модели и программе
расчета процесса торможения в циклическом режиме, нами получены
следующие результаты (рис. 1.7).
Изменение основных параметров автопоезда
при томожении с АБС
40
Vавт м/с
30
Ja
20
St, м
10
Vкол, м/с
0
-10
Mt, кН*м
0
1
2
3
4
время
Рис. 1.7.
Сопоставление
полученных
теоретических
значений
параметров
торможения с результатами экспериментальных данных (см. рис. 3.12)
показало их адекватность. Максимальное отклонение не превышает 13 %.
4.2 Применение мехатронных узлов в тормозных системах.
4.2.1. Описание цикла управления ABS.
Цикл управления ABS выглядит следующим образом. В случае
предстоящей
блокировки
колеса
давление
в
тормозной
камере
соответствующего колеса понижается, сохраняется постоянным в течение
ожидаемого или измеряемого ускорения колеса и ступенчато повышается
после ускорения колеса. Цикл может быть повторен, если тормозная сила все
еще слишком велика для конкретных условий сцепления колеса с дорожным
покрытием. Тормозные силы задних колес регулируются по принципу
индивидуальной регулировки (IR), колеса передней оси регулируются по
принципу модифицированной регулировки (MIR), при котором электронный
блок управления ABS сравнивает сигналы с датчиков передних колес и
модулирует торможение для обоих передних колес. Если, например, на
дороге с односторонним низким коэффициентом сцепления осуществляется
управление одного из передних колес, ABS регулирует тормозное давление
другого колеса таким образом, что до определенного максимального
значения создается (медленно, градуированными шагами) разница давлений
в тормозных камерах передних колес. При конфигурации 4S/3M на
переднюю ось устанавливается всего один модулятор ABS. Управление ABS
осуществляется при этом по первому заблокированному колесу передней
оси. Таким образом, алгоритм работы в этом случае похож на так
называемую регулировку Select Low и носит название модифицированного
осевого регулирования (MAR). Для транспортных средств с колесной
формулой 6х4 и 6х2 с системой ABS 4S/4M используется подобный принцип
для управления двух задних колес одной стороны, которые подключаются к
одному модулятору. Алгоритм в этом случае называется модифицированное
регулирование по бортам (MSR).
4.2.2. Внедорожный режим работы ABS
Внедорожный режим работы может быть использован в случае, если
необходимо большее проскальзывание колес (кратковременная блокировка),
например, для торможения на особых поверхностях. Правила №13 ЕЭК ООН
серии 7 требуют автоматического отключения функции внедорожного
режима работы ABS при повторном включении замка зажигания. Решение об
установке переключателя внедорожного режима работы ABS принимает сам
производитель в зависимости от типа и области применения транспортного
средства. При внедорожном режиме отключается управление ABS при
скорости автомашины менее 15 км/ч и допускается большее проскальзывание
колес при торможении со скорости автомашины до 40 км/ч. При скорости
автомашины более 40 км/ч осуществляется стандартное ABS регулирование.
О выбранном режиме водитель информируется посредством контрольной
лампы ABS (WL) которая медленно мигает до тех пор, пока внедорожный
режим работы ABS не будет отключен (исключение: ошибка в работе
системы, контрольная лампа горит постоянно). Скоростной диапазон и
функционирование контрольной лампы при внедорожном режиме ABS могут
быть изменены установкой соответствующего параметра. Производитель
транспортного средства обязан указать в «Руководстве по эксплуатации
автомобиля»,
что
внедорожный
режим
работы
ABS
не
должен
использоваться в нормальных дорожных условиях, так как автомобиль при
этих обстоятельствах не будет соответствовать правилам №13 ЕЭК ООН.
4.2.3. Система ASR.
В дополнение к системе ABS грузовые автомобили и автобусы могут
оборудоваться системой противобуксовки ведущих колес ASR (Anti Spin
Regulation). Философия ASR - удерживать пробуксовку ведущих колес,
сравнивая
ее
с
не
ведущими
передними
колесами,
в
диапазоне,
обеспечивающем оптимальное тяговое усилие и устойчивость. Если была
зафиксирована пробуксовка ведущих колес, то в зависимости от дорожных
условий ASR осуществляет управление двигателем и/или управляет
тормозным давлением в контуре ведущих колес. На однородном дорожном
покрытии управление осуществляется в основном посредством снижения
оборотов двигателя, при этом за счет управления тормозным давлением
колеса будут только синхронизироваться. На дорожном покрытии с разными
коэффициентами трения под ведущими колесами осуществляется так
называемое дифференциальное управление тормозным давлением, при
котором сжатый воздух подается в тормозную камеру пробуксовывающего
колеса. Таким образом, крутящий момент двигателя передается к не
вращающемуся колесу. Управление двигателем осуществляется лишь в том
случае, если оба ведущих колеса пробуксовывают или если пробуксовка
одного
из
них
превышает
определенное
пороговое
значение.
При
дифференциальном управлении тормозным давлением сжатый воздух
подается в тормозные камеры вращающихся колес при помощи специального
дифференциального клапана. Уровень давления в тормозной камере
пробуксовывающего колеса контролируется соответствующим клапаном
ABS.
Магнитный клапан ABS не вращающегося ведущего колеса
перекрывает подачу сжатого воздуха. Эта функция отсечки тормозного
давления возможна для модуляторов дополнительной оси, если на
автомобиле
установлена
дополнительного
6
канальная
система
ABS/ASR
или
для
магнитного клапана, если на автомобиле с колесной
формулой 6х2 установлена 4-х канальная система. Для предотвращения
перегрева тормозных механизмов рабочей тормозной системы пороговое
значение дифференциального управления тормозным давлением линейно
увеличивается при скорости транспортного средства более 35 км/ч таким
образом, что пробуксовка ведущих колес регулируется при увеличении
скорости все больше и больше посредством уменьшения числа оборотов
двигателя. Когда скорость транспортного средства превышает 50 км/ч,
дифференциальное
управление
тормозным
давлением
снимается,
а
продолжается уже начатое регулирование числа оборотов двигателя. Система
ASR для автомобилей с колесной формулой 6х4 с системой ABS/ASR 6S/4M
или 6S/6M учитывает скорости и ускорения обоих ведущих колес,
расположенных по одному из бортов. В отличие от системы 4S/4M, эта
система в состоянии предотвратить пробуксовку или блокировку всех
ведущих колес.
4.2.4. Тяговый режим
При движении по глубокому снегу или схожих условиях тяговое
усилие может быть увеличено активизацией специального режима работы
ASR.
Соединением
переключателя
тягового
режима
с
«минусом»
аккумулятора на время не менее 150 мсек. электронный блок ABS/ASR
переводится в режим работы ASR с другими пороговыми значениями
регулирования, который позволяет большую пробуксовку ведущих колес.
Как альтернатива возможно применение обычной кнопки для переключения
режимов работы ASR, если была сделана установка соответствующих
параметров в электронном блоке. При данном режиме работы лампа ASR
медленно мигает для информирования водителя о работе ASR в тяговом
режиме и возможном уменьшении управляемости транспортного средства.
4.2.5. Ограничение скорости при помощи пропорционального клапана.
Для ограничения скорости в некоторых типах электронных блоков
имеются дополнительные выходы управления ABS/ASR, через которые
происходит управление пропорциональным клапаном (GB Prop) и рабочим
цилиндром ASR. Эти компоненты, воздействуя на рейку топливного насоса,
модулируют мощность двигателя таким образом, что установленная
граничная скорость не будет превышена. При реализации функции
ограничения скорости на транспортном средстве, оборудованном двигателем
с однорычажным топливным насосом, для предотвращения глушения
двигателя, если рычаг насоса при ограничении скорости переместится под
действием рабочего цилиндра в зону глушения двигателя необходимо
использование цилиндра холостых оборотов. Ограничитель скорости
WABCO с пропорциональным клапаном (GB Prop) отвечает новейшим
европейским требованиям по оснащению грузовых транспортных средств
системами ограничения скорости. Значение граничной скорости является
частью устанавливаемых параметров и запоминается в ПЗУ (EEPROM)
электронного блока управления ABS/ASR. При стандартной установке
параметров значение граничной скорости устанавливается равным 160 км/ч,
что в действительности означает отсутствие ограничения скорости для
грузовых транспортных средств. Это значение граничной скорости может
быть изменено при помощи диагностического контроллера WABCO. При
этом минимальное значение граничной скорости оставляет 20 км/ч. Для
транспортных средств с не синхронизированной коробкой передач сигнал
нейтральной
передачи
должен
передаваться
от
соответствующего
выключателя на специальный вход. Кроме ограничения максимальной
скорости имеется возможность при помощи параметрирования устанавливать
второй предел ограничения скорости (минимальная скорость темпосета). При
нажатии на клавишу темпосета происходит запоминание текущей скорости и
сравнение данной скорости с параметрированной. До тех пор, пока включена
клавиша, скорость транспортного средства ограничивается по наибольшему
значению скорости. Тахограф, подсоединяемый к входу для сигнала C3/B7
электронного
блока
управления
ABS/ASR,
должен
преобразовывать
расстояние в сигнальные импульсы с коэффициентом преобразования в
диапазоне от 2400 до 24000 импульсов на километр. Моделями тахографов,
вырабатывающих соответствующие, сигналы являются, например, тахографы
фирмы KENZLE модели 1314 или 1318.
Электронный
блок
управления
проверяет
входной
сигнал
соответственно на правдоподобие и ошибки. Для информирования о
зафиксированной ошибке используется контрольная лампа, в данном случае
лампа ASR, которая загорается при скорости транспортного средства более 3
км/ч. Если сигнал тахографа отсутствует, то для ограничения скорости будут
использоваться сигналы с колесных датчиков системы ABS/ASR (не
соответствует европейским нормам!).
4.2.6. Строение системы и компоненты.
Антиблокировочная система (ABS) для грузовых автомобилей состоит
из:
❏ 4 или 6 колесных датчиков, пружинных втулок для датчиков и индукторов.
❏ от 2 до 6 магнитных клапанов ABS
❏ электронного блока управления (ECU)
❏ контрольной лампы, диагностического интерфейса, релейного или
цифрового интерфейса для управления замедлителем
❏ переключателя для функции внедорожного режима работы ABS
❏ проводки по кабине, по раме, минусовых проводов и плюсовых питающих,
а также предохранителей (плавких вставок)
Для системы противобуксовки ведущих колес (ASR) дополнительно
необходимы:
❏ Дифференциальный клапан
❏ Двухмагистральный клапан
❏ Лампа ASR
❏ Кнопочный или обычный переключатель для функции тягового режима
ASR
❏ Интерфейс управления двигателем (SAE J1939, PWM in/out ...) или
альтернативного интерфейса для управления двигателем.
❏ Пропорциональный клапан
❏ Рабочий цилиндр ASR
❏ Цилиндр холостых оборотов
Кроме перечисленного могут быть установлены:
❏ кнопочный или обычный переключатель для функции темпосета
❏ переключатель для временного отключения ограничения скорости для
транспортных средств с не синхронизированной коробкой передач.
Для двухосевого автомобиля оптимальной конфигурацией системы ABS/ASR
является 4S/4M. Для автомобиля с тремя осями возможной конфигурацией
системы ABS/ASR является 6S/6M. Как компромиссное решение между
стоимостью системы и ее эксплуатационными качествами имеются варианты
установки, в которых не каждое колесо имеет датчик угловой скорости, т.е.
управляется не индивидуально. В этом случае необходимо использовать
соответствующий вариант блока управления.
4.3 Выводы по главе.
Проведенные на основе предложенной математической модели
процесса торможения автопоезда в циклическом режиме исследования
позволили определить параметры АБС, при котором обеспечивается
адекватность результатов теоретических и экспериментальных исследований.
Разработанная модель позволяет оптимизировать параметры АБС с учетом
изменения координаты центра масс автопоезда (различные виды груза).
На
основе
этих
данных
был
разработан
цикл
управления
антиблокировочной системы. Применение этой системы во внедорожном и
тяговом режимах вместе
с
дополнительной
системой
ASR
позволило
добиться более эффективных результатов.
Были детально изучены строение системы и компоненты, применяемые
в грузовых автомобилях, которые эксплуатируются в дорожных условиях
максимально отдаленных от нормальной дороги.
ОБЩИЕ ВЫВОДЫ И ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Термин "Мехатроника" ("Mechatronics") как объединение понятий
"МЕХАника" и "ЭлекТРОНИКА" возник в 80-х гг. на основе осмысления
научно-технических достижений робототехники. Мехатроника - новая
область науки и техники, посвященная созданию и эксплуатации машин и
систем с компьютерным управлением движением, которая базируется на
знаниях в области механики, электроники, микропроцессорной техники,
информатики и компьютерного управления движением машин и агрегатов.
Предметом изучения мехатроники является синергетическое объединение
узлов
точной
механики
с
электронными,
электротехническими
и
компьютерными компонентами с целью проектирования и производства
качественно новых модулей, систем, машин и комплексов машин с
интеллектуальным управлением их функциональными движениями. В
технике уже в наше время можно наблюдать множество мехатронных систем,
представляющих
собой
интеграцию
механической,
энергетической
и
управляющей подсистем в едином конструктивном блоке. Один из таких
конструктивных блоков был рассмотрен в данной диссертационной работе.
Использование мехатронных систем в тормозных механизмах является в
настоящее
время
одним
из
новых
и
высоких
достижениях
в
автомобилестроении. В данной диссертационной работе были рассмотрены
мехатронные тормозные системы для грузовых автомобилях. Были детально
изучены
ABS
система,
взаимодействие
ABS
системы
с
другими
мехатронными системами, произведены расчеты и созданы алгоритмы по
адекватности теоретических и экспериментальных данных. Был рассмотрен
технологический процесс данной системы.
Список использованной литературы:
1. Каримов И.А. «Узбекистан — свой путь обновления и прогресса. Изд.
«Узбекистан»,1998г.
2. Каримов И.А. Мировой финансово-экономический кризис, пути и меры по
его преодолению в условиях Узбекистана.Ташкент,Узбекистан, 2009 г. 48с.
3. Каримов И.А. «Узбекистан по пути углубления экономических реформ»
Ташкент: изд. «Узбекистан», 1995г.
4. А.А.Шермухамедов. Научные основы моделирования рабочих
в
гидравлических
приводах
грузовых
автомобильных
эксплуатируемых в экстремальных условиях. Ташкент-2000 г.300с.
5. http://www.eugoodyear.ru
6. http://ru.wikipedia.org
7. http://tut.fi
8. http://www.os1.ru
9. http://www.nntu.sci-nnov.ru
10. http://www.bankreferatov.ru
процессов
машин,
Related documents
Урок по информатике для 9 классов за 16.02.15x
Урок по информатике для 9 классов за 16.02.15x
Download
advertisement