WWW.DISS.SELUK.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА
(Авторефераты, диссертации, методички, учебные программы, монографии)

 

На правах рукописи

Алонсо Владислав Фиделевич

СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ МЕТОДИКИ ПРОЧНОСТНОГО РАСЧЕТА

ЭЛЕМЕНТОВ ПЕРЕДНЕЙ ПОДВЕСКИ АВТОМОБИЛЯ С АБС

05.05.03 – Колесные и гусеничные машины

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени

кандидата технических наук

Волгоград - 2008

Работа выполнена в Волгоградском государственном техническом университете

Научный руководитель доктор технических наук, профессор Ревин Александр Александрович.

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор Тескер Ефим Иосифович;

кандидат технических наук, Кранцов Глеб Петрович

Ведущая организация ЗАО «Волжское автобусное производство «Волжанин»

Защита диссертации состоится «13»февраля 2008г в 10:00 часов на заседании диссертационного совета Д 212.028.03 в Волгоградском государственном техническом университете по адресу: 400131, г. Волгоград, проспект Ленина, 28.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Волгоградского государственного технического университета.

Автореферат разослан «23» декабря 2008 г.

Ученый секретарь диссертационного совета Ожогин В.А.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы.

Статистика аварийности в Российской Федерации за 2007 год, по данным ГИБДД МВД РФ гласит: до 70% ДТП совершается при применении водителями режима экстренного торможения и до 60% сопровождается потерей устойчивости и управляемости. Такая ситуация настоятельно диктует необходимость повышения как активной, так и пассивной безопасности автомобиля.

Одним из наиболее перспективных направлений повышения активной безопасности автомобиля является применение антиблокировочных систем (АБС). По оценкам европейских специалистов по безопасности движения, применение АБС позволяет уменьшить число ДТП на 7%, материальный ущерб на 14%, а число пострадавших на 9%. С 2004 года каждый новый автомобиль, произведенный в ЕЭС, оснащается АБС. В России с 2003 года все автобусы категории М2, с числом пассажирских мест свыше 8, также обязаны оснащаться АБС.





Однако применение АБС по данным зарубежных источников может приводить к возникновению нерасчётных режимов нагружения шасси и подвески. Регулирование тормозных моментов на колесах автомобиля при функционировании антиблокировочной системы (АБС) (часто по циклическому принципу) обуславливает кардинальное отличие от традиционного режима затормаживания юзом и, следовательно, приводит к возникновению нерасчётных режимов работы элементов конструкции автомобиля и, прежде всего, передней подвески при действии существенно нестационарных продольных сил в течение всего процесса торможения.

Дорожные исследования процесса торможения автомобилей, оборудованных опытными конструкциями АБС третьей категории с модулятором производства АВТОИЖ, проведенные в России в ВолгГТУ, а также в МАДИ с модуляторами АБС других типов, показали, что возникновение нерасчётных режимов работы элементов подвески может приводить к разрушению элементов подвески даже при малом числе циклов нагружения.

Вышесказанное обуславливает актуальность и необходимость изучения данной проблемы.

Цель работы. Целью настоящей работы является выявление причин снижения долговечности элементов подвески автомобилей с АБС в условиях малоциклового нагружения нестационарными тормозными силами и выработка предложений по коррекции методик расчета на прочность элементов подвески автомобилей.

В работе поставлены и решены следующие задачи:

1. Разработать математическую модель системы «дорога-колесо-подвеска автомобиля» для режима торможения с АБС, учитывающую жесткость и демпфирование подвески в продольном направлении.

2. На основе исследования влияния рабочего процесса АБС на режим работы элементов подвески выявить основные причины возникновения нерасчётных режимов их работы.

3. Определить характеристики передних подвесок основных серийных легковых автомобилей в продольном направлении при действии тормозных сил на основе обработки результатов экспериментальных исследований.

4. Выявить действующие напряжения в опасных сечениях элементов передней подвески на основе использования метода конечных элементов.

5. Выявить закономерности влияния продольной жесткости и демпфирования основных типов подвесок в продольном направлении на величину существенно нестационарных тормозных сил.

6. Выработать рекомендации по внесению дополнений в традиционную методику расчета на прочность элементов подвески при проектировании автомобилей с АБС.

Научная новизна. Разработана математическая модель, учитывающая жесткость и демпфирование подвески в продольном направлении с целью определения доли существенно нестационарных тормозных сил в общем силовом балансе, их влияния на дополнительные нагрузки в элементах подвески от инерционных сил, которая воспроизводит условия нагружения подвески на примере торможения одиночного переднего колеса легкового автомобиля при функционировании АБС.





Разработаны средства и методика экспериментального определения продольных жесткости и демпфирования передних подвесок отечественных серийных автомобилей.

Проанализировано влияние на величину существенно нестационарных тормозных сил характеристик продольной жесткости и демпфирования основных типов подвесок в продольном направлении и выявлены закономерности этого влияния.

На основе анализа существующих методик расчета на прочность элементов подвески, установлено отсутствие учета изменения коэффициента сцепления колеса с дорогой от скорости автомобиля и предложено введение корректирующих коэффициентов в метод расчета усилий, возникающих в элементах подвески автомобиля с АБС.

На защиту выносятся следующие основные положения диссертации:

• коэффициент динамичности учитывающий: увеличение возникающих в элементах подвески сил вследствие динамических процессов при изменении рабочего процесса затормаживания колес, тип подвески, расположение элементов и упругодемпфирующих связей, а также увеличение коэффициента сцепления при снижении скорости автомобиля.

• математическая модель, учитывающая продольную податливость подвески и воспроизводящая условия её нагружения на примере торможения одиночного переднего колеса легкового автомобиля при функционировании АБС;

• методика и средства экспериментального определения продольных характеристик передних подвесок, таких как продольная жесткость и коэффициент неупругого сопротивления системы;

• степень влияния на величины существенно нестационарных тормозных сил конструктивных и эксплуатационных факторов.

Достоверность и обоснованность научных положений работы обеспечена использованием фундаментальных законов и зависимостей, применением современной вычислительной техники, поверенного контрольно-измерительного оборудования, согласованием полученных теоретических и экспериментальных результатов исследований в ходе лабораторного и дорожного экспериментов.

Объекты и методы исследований. Объектом исследования является передняя подвеска легкового автомобиля, оснащенного АБС. Основными объектами исследования были передние подвески легковых отечественных серийных автомобилей, таких как ВАЗ-2115, ВАЗ-2106, ИЖ-2126.

При решении поставленных задач применялись натурные эксперименты с использованием точного измерительного оборудования, соблюдением ГОСТ и расчетно-теоретические исследования с использованием ЭЦВМ.

Практическая ценность. Созданная математическая модель системы «подвескаколесо-дорога», включающая дифференциальные уравнения и уравнения связи, позволяет получить величины сил, обуславливающих деформацию элементов подвески в динамике при известных характеристиках жесткости и демпфирования подвески автомобилей в продольном направлении.

Разработанная экспериментальная методика позволяет определить продольные характеристики передних подвесок легковых автомобилей, а именно жесткости и коэффициента неупругого сопротивления системы. Она позволяет также проанализировать влияние на эти величины конструкционных и эксплуатационных факторов.

Предложенный коэффициент динамичности учитывающий: увеличение возникающих в элементах подвески сил вследствие динамических процессов при изменении рабочего процесса затормаживания колес, тип подвески, расположение элементов и упругодемпфирующих связей, а также увеличение коэффициента сцепления при снижении скорости автомобиля, позволяет достичь необходимой прочности элементов подвески автомобиля при установке АБС.

Апробация работы. Основные положения работы были доложены на ежегодных научных конференциях ВолгГТУ (2004-2007 гг.), на ежегодной международной Интернет конференции «МИКМУС» (2005-2007 гг.), на IV Всероссийской конференции (г. Камышин), на Всероссийской научно-технической конференции (г. Новочеркасск). На ХI Региональной конференции молодых исследователей Волгоградской области (2007 г.) работа отмечена I премией среди работ молодых ученых.

Публикации. Содержание основных положений диссертационной работы опубликовано в 7 печатных работах, из них 2, входящих в перечень изданий, рекомендуемых ВАК РФ по кандидатским и докторским диссертациям.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав, выводов, списка использованной литературы. Содержит 115 страниц машинописного текста, 80 рисунка, 3 таблицы. Список использованной литературы составляет наименований, из них 5 на иностранном языке.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении показана актуальность решаемой задачи и приводится краткое содержание основных разделов диссертации.

В первой главе диссертации рассматриваются основные особенности режима торможения автомобиля, требования, предъявляемые к тормозным системам, понятия торможения с полным и неполным использованием сил сцепления, а также условия реализации сил сцепления.

Рассматривается динамика изменения нормальных нагрузок на колесах при торможении, зависимость коэффициента сцепления от проскальзывания, понятие коэффициента распределения тормозных сил, описываются условия вхождения колеса в юз при торможении, а также устройства, призванные поддерживать скольжение всех колес в режиме, близком к оптимальному.

Уделено внимание особенностям конструкции и рабочего процесса АБС. Рассматриваются принципиальные схемы функционирования, основные узлы и элементы системы, описываются характерные зависимости изменения основных динамических параметров при торможении с АБС и возникающие при этом усилия.

Поскольку усилия от колес на остов передаются с помощью элементов подвесок, то далее анализируются конструкции передних подвесок легковых автомобилей.

Особое внимание в первой главе уделяется применяемой в настоящее время традиционной методики расчета на прочность элементов подвески. Приводится подробный поэтапный расчет сил, действующих на элементы подвески при различных характерных режимах движения автомобиля, показывается, какие режимы выбираются для дальнейшего прочностного расчета тех или иных элементов. Как показывает анализ, для расчета элементов подвески, которые в результате малоциклового нагружения нестационарными тормозными силами (появляющегося при функционировании АБС) разрушились, в традиционной методике выбирается режим «динамического нагружения при проезде неровностей», а не режим «экстренного торможения», при котором было зафиксировано разрушение.

Таким образом, стала очевидной необходимость выявления причин снижения долговечности элементов подвески автомобилей с АБС в условиях малоциклового нагружения нестационарными тормозными силами, и выработки предложений по коррекции существующей методики расчета на прочность элементов подвески автомобилей.

Вторая глава диссертации посвящена расчету динамики элементов подвески при торможении автомобиля с АБС.

Приводятся результаты дорожных исследований процесса торможения автомобилей, оборудованных опытными конструкциями АБС третьей категории, проведенных в ВолгГТУ с модулятором производства АВТОИЖ, и в МАДИ с модуляторами АБС других типов.

Высказывается предположение о том, что одной из причин возникновения нерасчетных нагрузок при торможении автомобиля с АБС является известная зависимость коэффициента сцепления от скорости (зависимость представлена на рис. 1), поскольку при проектировании и расчетах элементов подвески на прочность во внимание берется постоянное среднее значение коэффициента сцепления.

Рисунок 1 – Влияние скорости на коэффициент сцепления колеса 1 – сухой асфальт; 2 – при толщине слоя воды 0,2 мм; 3 – 1,0 мм; 4 – 2,0 мм.

Кроме того, высказано предположение, что второй причиной возникновения нерасчетных нагрузок являются динамические процессы в элементах подвески при нагружении колеса существенно нестационарными тормозными силами, возникающие при работе АБС и не учитываемые в традиционной методике расчета. Для воспроизведения условий нагружения подвески на примере торможения одиночного переднего колеса легкового автомобиля при функционировании АБС с целью выявления в общем силовом балансе доли влияния существенно нестационарных тормозных сил на дополнительное нагружение элементов подвески инерционными силами было решено разработать математическую модель и реализовать её на персональном компьютере (ПК).

Рисунок 2 – Расчетная схема При создании модели были приняты следующие основные допущения: контакт шины с дорогой – точечный, силы сопротивления перекатыванию колес малы по сравнению с тормозными силами и приравнены к нулю, гироскопические моменты вращающихся колес не учитываются, влиянием дисбаланса шины пренебрегаем. С учетом принятых допущений расчетная схема для определения усилий, возникающих в элементах подвески, приняла вид, представленный на рис. 2.

Движение оси колеса Ок в продольном направлении относительно начала О, связанной с кузовом автомобиля подвижной системы координат XY с учетом принятых выше допущений описывается следующей зависимостью:

где МКП – масса колеблющейся системы, состоящая из массы Мк колеса и массы Мп подвески одного колеса; x – продольное ускорение оси колеса относительно рамы автомобиля; hХ – коэффициент неупругого сопротивления системы в продольном направлении; x – скорость оси колеса, относительно рамы автомобиля; сХ – продольная жёсткость системы; х – продольное перемещение оси колеса относительно рамы автомобиля; Рт – тормозная сила.

Тормозная сила находится по известной зависимости:

где RZ – нормальная реакция на колесе; (S) – текущее значение коэффициента сцепления.

В связи с тем, что расчетная схема составлена для описания движения одиночного колеса, то нормальную реакцию представим в виде:

где RZ0 – величина нормальной реакции на колесе, обусловленная статической нагрузкой от распределенного веса автомобиля и динамическим перераспределением нагрузки под действием установившегося замедления; RZ – динамическое изменение нормальной реакции на колесе вследствие возникновения явления «клевка»

подрессоренных масс и последующих колебаний, обусловленных работой АБС.

где aZ, bZ, nZ – эмпирические коэффициенты, полученные на основе обработки осциллограмм дорожных испытаний легкового автомобиля ИЖ-2126.

Учет изменения динамического радиуса колеса в модели под влиянием изменения нормальной нагрузки производится по формуле:

где сШ – нормальная жесткость шины; rd0 – значение динамического радиуса колеса при установившемся замедлении.

Величина коэффициента сцепления моделируется по апробированной методике, при этом форма кривой с достаточной для инженерных расчётов точностью моделируется с помощью полиномиальной зависимости вида:

где a, b, c – коэффициенты аппроксимации, определяющие тип поверхности; 0x – значение коэффициента сцепления при юзе колеса; Fx (Sx) – аппроксимирующий безразмерный полином.

Величина тормозной силы в уравнении (1) определяется режимом работы тормозной системы, а также особенностями привода и тормозного механизма. Изменение давления рабочего тела, определяемое темпом нажатия водителя на педаль, носит явно нелинейный характер и может быть описано полиномом следующего вида:

где а1р, а2р, а3р, а4р - коэффициенты полинома.

В целом при моделировании тормозного механизма для рассматриваемого случая торможения с АБС были учтены две его основные особенности: инерционность и гистерезис. По данным Морозова Б. И., в этом случае тормозной механизм может быть представлен как динамическое звено первого порядка с нелинейностью на выходе путем введения в расчет величины псевдодавления рт и неоднозначной нелинейности вида Мт (рт).

Величина псевдодавления может быть получена на основе решения следующего дифференциального уравнения:

где Т – постоянная величина тормозного механизма; р2 – давление в рабочем цилиндре тормозного механизма; рТ – псевдодавление рабочего тела на поршень цилиндра, введенное для учета инерционности опорно-разжимного устройства.

Система уравнений, описывающих изменение тормозного момента на ветви нарастания давления рабочего тела в тормозном цилиндре (затормаживание колеса), примет вид:

где МТ(i-1), pT(i-1) – значения параметров на предыдущем шаге расчета; МТ – искомое значение тормозного момента; КМ1 – коэффициент линейного уравнения; рТ0 – давление в точке перегиба (рТ0 = 7 МПа); КР – коэффициент линейного уравнения для линий перехода; МТ1, МТ2 – промежуточные значения тормозного момента.

Соответственно для описания ветви снижения давления рабочего тела в тормозном цилиндре (растормаживание колеса) получим систему уравнений в виде:

где КМ2 – коэффициент линейного уравнения.

Описанные выше уравнения связи и дифференциальные уравнения сводятся в единый алгоритм программы расчета. Программа реализована на ПК с помощью языка программирования Delphi 7.0.

Также во втором разделе приведено описание самой программы расчета, приводится её укрупненный алгоритм, вид основных окон программы. Проводится также оценка адекватности стендовых и дорожных испытаний, в результате которой делается вывод, что использование в математической модели реального алгоритма работы АБС позволяет получить хорошую сходимость расчётных значений параметров с результатами эксперимента и полностью отражает физическую картину процесса затормаживания колеса.

В третьей главе описывается экспериментальная установка и методика исследования характеристик передней подвески автомобиля в продольном направлении в лабораторных условиях.

Подробно описаны назначение, технические характеристики измерительных приборов, используемых при проведении эксперимента, приспособлений, специально разработанных для снятия характеристик.

Методика проведения испытаний и снятия замеров заключается в следующем: на плоской горизонтальной поверхности под колесом автомобиля устанавливалась гладкая металлическая плита с размешенными на ней шариками от подшипника 8117. В свою очередь на них размещалась фиксирующая опора. Затем на колесе испытуемого автомобиля устанавливалось крепление корпуса датчика перемещений ДП-2СМ, после чего само колесо опускалось на фиксирующую опору. Шарики подшипника использовались с целью уменьшения трения между плитами. Оставшиеся три колеса надежно фиксировались на деревянных площадках с противооткатными упорами. После чего к элементам кузова автомобиля монтировались соответствующие крепления (см. выше) и параллельно полу устанавливался датчик перемещений. Состояние автомобиля соответствовало снаряженному с водителем. На рис. 3 приведена схема экспериментальной установки:

Рисунок 3 – Принципиальная схема экспериментальной установки На ПК было установлено программное обеспечение для АЦП E-440 и поставляемая в комплекте с ней программа Power Graph 3.2, позволяющая, кроме того, записывать полученные результаты. Вид экспериментальной установки представлен на рис. 4:

Рисунок 4 – Вид экспериментальной установки для снятия характеристик подвески автомобиля ВАЗ- В процессе эксперимента система «колесо-подвеска» выводилась из равновесия путем приложения импульса силы в продольном направлении.

Численная величина силы воздействия принципиального значения не имеет, поскольку при расчетах продольных жесткости и характеристик демпфирования требуются лишь нахождение периода и отношения амплитуд последовательных периодов возникающих затухающих колебаний.

Характерный вид полученных затухающих колебаний оси колеса относительно кузова автомобиля представлен на рис.5:

Рисунок 5 – Характерный вид затухающих колебаний оси колеса при импульсном воздействии силы в продольном направлении для ВАЗ- На основе проведенных экспериментов и соответствующих расчетов были получены необходимые для дальнейшего анализа характеристик искомые величины, которые сведены в таблицу 1:

Таблица 1 – Полученные на основе эксперимента величины Жесткость передней Коэффициент неупругого соМарка авподвески в продольном противления системы в продольтомобиля Также в третьей главе была проведена оценка точности эксперимента. Проведенные расчеты показали, что значение средней квадратичной погрешности измеряемого параметра составляет 4%, а значение средней квадратичной погрешности измерений не превышает 5%, что свидетельствует о достаточно высокой точности экспериментальных исследований.

Кроме того, в третьей главе были определены тенденции влияния пробега автомобиля на жесткость и демпфирование передних подвесок в продольном направлении, что объясняется процессом износа резинометаллических шарниров и физического старения упругих элементов.

В четвертой главе диссертации анализируется влияние конструктивных факторов на динамику колеса и нагруженность элементов подвески в продольном направлении в режиме торможения автомобиля с АБС.

В результате расчетов на математической модели были получены зависимости влияния на максимальные значения возникающих в элементах подвески усилий основных характеристик подвески в продольном направлении: продольной жесткости (характерный вид показан на рис. 6) и коэффициента неупругого сопротивления системы (характерный вид показан на рис. 8). Из графиков видно, что как жёсткость, так и коэффициент неупругого сопротивления системы в продольном направлении оказывают значительное влияние на реализуемые в элементах подвески автомобиля с АБС усилия. На графиках влияния продольной жёсткости на величину максимального усилия просматривается наличие, как минимум, двух резонансных зон. Для большей иллюстративности был использован прием наложения зависимостей и полученный график представлен на рис 7.

Рисунок 6 – Влияние продольной жесткости передней подвески автомобиля ВАЗ-2115 на величину максимального усилия, возникающего в элементах передней Рисунок 7 – Сопоставление зависимостей влияния продольной жесткости автомобиля на величину максимального усилия, возникающего в элементах передней подвески при торможении с АБС: ВАЗ-2115 – красная линия, ВАЗ-2106 – фиолетовая, ИЖ-2715 – зеленая Рисунок 8 – Влияние коэффициента неупругого сопротивления системы в продольном направлении передней подвески автомобиля ВАЗ-2115 на величину максимального усилия Наличие резонансных зон обуславливается особенностью рабочего процесса самой АБС.

Как видно из графиков, увеличение продольной жесткости в процессе эксплуатации автомобиля с АБС приводит к существенному увеличению возникающего при торможении усилия в элементах подвески и, как следствие, к их деформации.

При уменьшении коэффициента неупругого сопротивления системы в продольном направлении от 15000 до 0 Нс/м максимальные значения сил, возникающих в элементах подвески при торможении автомобиля с АБС, возрастают более чем в раз по зависимости близкой к экспоненциальной, а следовательно, уменьшение коэффициента неупругого сопротивления системы в продольном направлении может быть потенциально опасным.

Для реализации снижения действующих нагрузок в элементах подвески и повышения её долговечности существуют следующие пути: конструктивное обеспечение податливости рамных шарнирных опор направляющих элементов подвески;

обеспечение повышенного демпфирования подвески в продольном направлении (для легкового автомобиля не ниже 2500-3000 Нс/м); внесение соответствующих корректив в существующую традиционную методику расчета на прочность элементов подвески.

В пятой главе рассмотрены и применены расчетные методы определения усилий в рычагах подвески автомобиля с АБС.

Описана подготовка твердотельных моделей верхних рычагов передних подвесок серийных отечественных легковых автомобилей. Приведен расчет исходных данных, полученных на математической модели, для проведения прочностного расчета с использованием метода конечных элементов.

Проанализированы результаты прочностного расчета верхних рычагов. Так, например, на рис. 9 приведено напряженно деформированное состояние рычага ВАЗРисунок 9 – Напряженно деформированное состояние рычага ВАЗ- При помощи стандартной программы основанной на методе конечных элементов, получено положение наименее надежного элемента и опасных площадей смоделированных верхних рычагов передней подвески автомобилей. Сопоставив характер деформаций, полученных в результате расчетов, и деформацию, полученную в ходе дорожных испытаний, можно сделать вывод об их практическом совпадении, что свидетельствует об адекватности полученной модели и принятых условий её нагружения реальным объектам.

Кроме того, в пятой главе рассмотрены предложения по дополнению существующей методики расчета элементов подвески на прочность. Для того, чтобы учесть увеличение возникающих в элементах передней подвески усилий вследствие протекающих динамических процессов от действия существенно нестационарных тормозных сил возможны два пути: первый – либо производить расчет усилий на динамической модели подвески, и второй – учесть увеличение сил с помощью введения в традиционную методику дополнительных коэффициентов, учитывающих возрастание нагрузки вследствие резонансных явлений и роста коэффициента сцепления при снижении линейной скорости. В этом случае результирующий коэффициент динамичности найдется как:

где К – коэффициент по традиционной методике, учитывающий дополнительную нагрузку на передних колесах, обусловленную возникающей при торможении силой инерции; КК – коэффициент, учитывающий возрастание амплитуды колебаний нагрузки вследствие инерционных и резонансных явлений; К – коэффициент, учитывающий рост коэффициента сцепления при снижении линейной скорости (К = 1.15).

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬАТЫ И ВЫВОДЫ

1. Регулирование тормозных моментов на колесах автомобиля при функционировании антиблокировочной системы (АБС) (часто по циклическому принципу) обуславливает кардинальное отличие динамических процессов в элементах автомобиля от традиционного режима затормаживания юзом и, следовательно, может приводить к возникновению нерасчётных режимов работы элементов конструкции.

Прежде всего, это относится к передней подвеске при действии существенно нестационарных продольных сил в течение всего процесса торможения. Дорожные испытания показали, что возникновение нерасчётных режимов работы элементов подвески может приводить к разрушению элементов подвески уже при малом (порядка 100-200) числе циклов нагружения.

2. Анализ существующих методик силового расчета элементов подвески показывает, что величины возникающих в рычагах подвески продольных сил от действия тормозных реакций обычно находятся при прочностном расчете на основе максимального значения коэффициента сцепления и действующей нормальной нагрузки. В отличие от торможения юзом к концу процесса торможения автомобиля с АБС по мере падения скорости согласно известной зависимости (v) возрастает как величина коэффициента сцепления при юзе колеса, так и его максимальное значение.

Однако экстремум коэффициента сцепления при торможении колеса юзом достигается однократно, а при использовании АБС прохождение экстремума происходит многократно, вплоть до остановки автомобиля. Изменение коэффициента сцепления в диапазоне линейных скоростей от 5 до 90 км/ч может составить до 12-15 % на сухом асфальтобетоне и 30-35 % на мокром, что и является одной из причин возникновения нерасчетных нагрузок.

3. Неучет динамических процессов в элементах подвески при нагружении колеса существенно нестационарными тормозными силами является второй причиной и зависит от величины податливости элементов в продольном направлении.

4. Созданная математическая модель системы «подвеска-колесо-дорога», включающая дифференциальные уравнения и уравнения связи, позволяет получить величины сил, обуславливающих деформацию верхнего рычага в динамике при известных характеристиках жесткости и демпфирования подвески автомобилей в продольном направлении.

5. Экспериментальные исследования показали влияние пробега автомобиля на жесткость и демпфирование элементов подвески в продольном направлении. При этом продольная жесткость с увеличением пробега имеет явную тенденцию к увеличению, а коэффициент неупругого сопротивления системы в продольном направлении, наоборот, к снижению. Это объясняется процессом изнашивания резинометаллических шарниров и явлением физического старения упругих элементов.

6. Теоретический анализ физической картины динамики системы «подвескаколесо-дорога» в диапазоне изменения полученных в ходе эксперимента данных позволил, во-первых, уточнить значения сил, действующих в элементах передней подвески и, во-вторых, сделать вывод о существенном влиянии на величину данной силы продольной жесткости и демпфирования. Для влияния продольной жёсткости характерно наличие как минимум двух резонансных зон. Для автомобиля ВАЗ- они наблюдались при значениях 350 кН/м и 2100 кН/м, в которых силы возрастали на 16 % и 13%. Для автомобиля ИЖ-2715 такие резонансные зоны наблюдались при значениях 550 кН/м и 1850 кН/м, (силы возрастали на 10 %). Для автомобиля ВАЗони располагались на отметках 500 кН/м и 2250 кН/м, силы в которых возрастали на 13% и 10%, соответственно.

7. Наличие резонансных зон обусловлено особенностью рабочего процесса самой АБС, так как подавляющее большинство современных АБС поддерживает коэффициент сцепления в области критического проскальзывания, за счет многократного прохождения экстремума с определенной частотой. При этом собственная частота подвески не должна попадать в зону частот, близких к частоте вынужденных колебаний, обусловленных характером работы АБС.

8. Влияние коэффициента неупругого сопротивления системы в продольном направлении проявляется следующим образом: при возрастании от 0 до 15000 Нс/м максимальные величины сил, возникающих в элементах подвески при торможении автомобиля с АБС, снижаются более чем в 5 раз по зависимости близкой к экспоненциальной. Причем, при уменьшении значения ниже 3000-3500 Нс/м происходит резкое возрастание максимальных значений исследуемых сил. Характер описанного явления одинаков для всех исследуемых марок автомобилей.

9. Сопоставление результатов расчета, выполненного методом конечных элементов, с полученной в ходе дорожного эксперимента деформацией, показало их полное совпадение. Это свидетельствует об адекватности созданной модели и принятых условий нагружения реальным объектам.

10. Исследования показали, что существующую методику силового расчета элементов подвески автомобиля с АБС следует дополнить введением коэффициента динамичности учитывающим: увеличение возникающих в элементах подвески сил вследствие динамических процессов при изменении рабочего процесса затормаживания колес, тип подвески, расположение элементов и упругодемпфирующих связей, а также увеличение коэффициента сцепления при снижении скорости автомобиля.

Основные положения диссертации опубликованы в следующих работах:

а) в изданиях рекомендованных ВАК РФ:

1. Ревин А. А., Алонсо В.Ф. Автомобиль с АБС: Прочностной расчет элементов подвески / А. А. Ревин, В. Ф. Алонсо //Автомобильная промышленность, - Москва, 2007.-С. 19-20.

2. Ревин А. А., Алонсо В.Ф. Особенности расчета на прочность элементов подвески автомобиля с АБС / А. А. Ревин, В. Ф. Алонсо //Известия вузов. Машиностроение, - Москва, Машиностроение, 2007.-С. 19-20.

б) прочих изданиях:

3. Алонсо В. Ф. Расчетные методы определения усилий в рычагах подвески./ В, Ф. Алонсо, А. А. Ревин //XI Региональная конференция молодых исследователей Волгоградской области, г. Волгоград, 8-10 ноября 2006 г. : тез. докл. /ВолгГТУ и др.

- Волгоград, 2007. - С. 68-89.

4. Алонсо В. Ф. Особенности расчета верхнего рычага передней подвески автомобиля с АБС на прочность / В. Ф. Алонсо // Ежегодная XVIII Междунар. Интернетконф. молодых ученых и студентов по современным проблемам машиноведения (МИКМУС-2006): матер, [тез. докл. ] конф., 27-23 декабря 2006 г. /Ин-т машиноведения им. А. А. Благонравова РАН и др. -М., 2006. - С. 5-6.

5. Ревин А. А. К вопросу динамического расчета передней подвески автомобиля с АБС / А. А. Ревин, В. Ф. Алонсо //Прогрессивные технологии в обучении и производстве: матер. IV Всерос. конф., г. Камышин, 18-20 октября 2006 г. /КТИ (филиал) ВолгГТУ и др. - Камышин, 2006. - Т. 2. - С. 94-96.

6. Алонсо В. Ф. Нагружение элементов передней подвески автомобиля при торможении с АБС / В. Ф. Алонсо //Ежегодная XVII Международ. Интернет - конф. молодых учёных и студ. по современным проблемам машиноведения (МИКМУСтез. докл., 21-23 декабря 2005 /РАН, Ин-т машиновед, им. А. А. Благонравова и др. - М., 2005. - С. 110.

7. Ревин А. А. Возникновение нерасчетных режимов нагружения элементов подвески автомобиля при торможении с АБС / А. А. Ревин, К. В. Чернышев, В. Ф.

Алонсо //Концепция современного развития автомобилестроения и эксплуатации транспортных средств: матер. Всерос. н. -т. конф., Новочеркасск, 9-12 окт. 2001 г.

/ШРГТУ (Новочерк. Политехн., ин-т), Администр. Ростов, обл-ти. - Новочеркасск, 2001.-С. 34-38.

Личный вклад автора. Во всех работах [1-7] автор принимал непосредственное участие в постановке задач, проведении исследований и обсуждении полученных результатов. В работах [6,7] автором проведено исследование основных причин возникновения нерасчетных режимов работы элементов передней подвески автомобиля с АБС. В работах [3,4,5] автором выявлены закономерности влияния продольной жесткости и демпфирования основных типов подвесок серийных отечественных автомобилей на величину существенно нестационарных тормозных сил. В работах [1,2] автором предложены рекомендации по внесению дополнений в традиционную методику расчета на прочность элементов подвески при проектировании автомобиля с АБС.

Подписано в печать 17.12.2008 Заказ № 972 Тираж 100 экз. Печ. л. 1,0.

Волгоградского государственного технического университета.



 
Похожие работы:

«КОНДРЕНКО Виталий Андреевич ПОВЫШЕНИЕ ТЕХНИЧЕСКОГО УРОВНЯ ФОРСИРОВАННЫХ ДИЗЕЛЕЙ ПУТЕМ СНИЖЕНИЯ ТЕПЛОМЕХАНИЧЕСКОЙ НАПРЯЖЕННОСТИ РАСПЫЛИТЕЛЕЙ ФОРСУНОК (на примере дизелей типа ЧН 12/12) 05.04.02 - Тепловые двигатели Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук Барнаул-2008 Работа выполнена в Федеральном государственном унитарном предприятии 15 Центральный автомобильный ремонтный завод Министерства обороны РФ Научный руководитель : доктор...»

«Гаар Надежда Петровна ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКАЯ ОБРАБОТКА НЕРЖАВЕЮЩЕЙ СТАЛИ 12Х18Н9Т В УСЛОВИЯХ ЛАЗЕРНОГО ВОЗДЕЙСТВИЯ 05.02.07 – Технология и оборудование механической и физико-технической обработки Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук Новосибирск - 2010 2 Работа выполнена в Государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования Новосибирский государственный технический университет, г. Новосибирск Научный...»

«САЖИН ПАВЕЛ ВАСИЛЬЕВИЧ ОБОСНОВАНИЕ ПАРАМЕТРОВ И РАЗРАБОТКА СРЕДСТВ НАПРАВЛЕННОГО ГИДРОРАЗРЫВА ГОРНЫХ ПОРОД Специальность: 05.05.06 - Горные машины Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук Новосибирск - 2007 Работа выполнена в Институте горного дела Сибирского отделения Российской академии наук Научный руководитель – доктор технических наук Клишин Владимир Иванович Официальные оппоненты : доктор технических наук, профессор Маметьев Леонид...»

«Гришина Елена Александровна ГАЗОДИНАМИКА И РАСЧЕТ ЭЖЕКЦИОННЫХ И ВИХРЕВЫХ ПНЕВМОЗАТВОРОВ Специальность 05.04.13 – Гидравлические машины и гидропневмоагрегаты АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук Челябинск – 2013 2 Работа выполнена на кафедре Гидравлика и гидропневмосистемы Федерального государственного бюджетного образовательного учреждения высшего профессионального образования Южно-Уральский государственный университет (научный...»

«МОСКОВКО Юрий Георгиевич МЕТОДИКА ПРОЕКТИРОВАНИЯ И РАЗРАБОТКА ЭНЕРГОЭФФЕКТИВНЫХ ОСЕВЫХ ВЕНТИЛЯТОРОВ С ПРОФИЛЯМИ ЛОПАТОК СПЕЦИАЛЬНОЙ ФОРМЫ Специальность: 05.04.06 - Вакуумная, компрессорная техника и пневмосистемы АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук Санкт-Петербург- 2011 Работа выполнена в федеральном государственном бюджетном образовательном учреждении высшего профессионального образования Санкт-Петербургский государственный...»

«Барабанов Андрей Борисович ПОВЫШЕНИЕ ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТИ ОБРАБОТКИ НА ОСНОВЕ СОВЕРШЕНСТВОВАНИЯ ВСПОМОГАТЕЛЬНОГО ИНСТРУМЕНТА ДЛЯ ЗАКРЕПЛЕНИЯ КОНЦЕВЫХ ФРЕЗ СПОСОБОМ ТЕРМИЧЕСКИХ ДЕФОРМАЦИЙ Специальность 05.03.01. Технологии и оборудование механической и физико-технической обработки Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук Москва 2009 Работа выполнена на кафедре Высокоэффективные технологии обработки Государственного образовательного...»

«Нафиз Камал Насереддин ОРГАНИЗАЦИЯ РЕКОНСТРУКЦИИ ЗДАНИЙ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ПЕРСПЕКТИВНОГО КОМПЛЕКСА ИНЖЕНЕРНЫХ СИСТЕМ (на примере Палестины) Специальность: 05.02.22 – Организация производства (строительство) АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук Москва – 2007 2 Работа выполнена в Государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования Московском государственном строительном университете (ГОУ ВПО МГСУ). Научный...»

«Сахаров Александр Владимирович УСТАНОВЛЕНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ВОЗМОЖНОСТЕЙ СТАНКОВ ДЛЯ ПРОЕКТИРОВАНИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ И ОБОСНОВАНИЯ ПРОИЗВОДСТВЕННОЙ ПРОГРАММЫ Специальность 05.02.07 – Технология и оборудование механической и физико-технической обработки АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук Москва - 2012 2 Работа выполнена в федеральном государственном бюджетном образовательном учреждении высшего профессионального образования...»

«ЗОЛОТАРЁВА ОЛЬГА ВИКТОРОВНА ОБОСНОВАНИЕ И РАЗРАБОТКА МЕТОДА САМООРИЕНТАЦИИ ДЕТАЛЕЙ НА ОСНОВЕ ВЫЯВЛЕННЫХ ВЗАИМОСВЯЗЕЙ, ДЕЙСТВУЮЩИХ В ПРОЦЕССЕ ИХ ПОШТУЧНОЙ ВЫДАЧИ ИЗ БУНКЕРА Специальность 05.02.08 Технология машиностроения АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук Москва 2006 4 Работа выполнена на кафедре технологии машиностроения государственного образовательного учреждения высшего профессионального образования Ковровская государственная...»

«Булат Андрей Владимирович ПОВЫШЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ РАБОТЫ СКВАЖИННОГО НАСОСНОГО ОБОРУДОВАНИЯ ЗА СЧЕТ ПРИМЕНЕНИЯ СЕПАРАТОРОВ МЕХАНИЧЕСКИХ ПРИМЕСЕЙ Специальность 05.02.13 - Машины, агрегаты и процессы (нефтяная и газовая промышленность) Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук Москва, 2013 2 Работа выполнена в ФГБОУ ВПО Российский государственный университет нефти и газа имени И.М. Губкина Научный руководитель : доктор технических наук,...»

«АБДУЛИН Арсен Яшарович МЕТОДИКА МОДЕЛИРОВАНИЯ РАБОЧЕГО ПРОЦЕССА ВОДОМЕТНЫХ ДВИЖИТЕЛЕЙ СКОРОСТНЫХ СУДОВ Специальность: 05.04.13 – Гидравлические машины и гидропневмоагрегаты АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук Уфа – 2014 Работа выполнена на кафедре Прикладная гидромеханика Федерального государственного бюджетного образовательного учреждения высшего профессионального образования Уфимский государственный авиационный технический...»

«КОВКОВ ДЖОРДЖ ВЛАДИМИРОВИЧ Разработка методики выбора орбит космических аппаратов астрофизических комплексов Специальность 05.07.09 Динамика, баллистика, управление движением летательных аппаратов АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук Москва – 2011 1 Работа выполнена на кафедре Системный анализ и управление Московского авиационного института (государственного технического университета, МАИ). Научный руководитель : доктор технических...»

«ЧИСТЯКОВ Анатолий Юрьевич РОБОТИЗИРОВАННЫЕ СИСТЕМЫ С МЕХАНИЗМАМИ ПАРАЛЛЕЛЬНОЙ СТРУКТУРЫ НА ОСНОВЕ ПОДВЕСНЫХ ПЛАТФОРМ Специальность 05.02.05 – Роботы, мехатроника и робототехнические системы Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук Санкт-Петербург 2006 Работа выполнена в государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования Иркутский государственный университет путей сообщения Научный руководитель : кандидат...»

«Демьянова Елена Владимировна РАЗРАБОТКА СПОСОБОВ АВТОМАТИЗИРОВАННОЙ УСТАНОВКИ ПЛОСКИХ УПЛОТНЕНИЙ В СТЫК СОЕДИНЕНИЙ И ОПРЕДЕЛЕНИЕ РЕЖИМОВ РАБОТЫ ОБОРУДОВАНИЯ Специальность 05.02.08 – Технология машиностроения Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук Москва 2007 Работа выполнена на кафедре технологии машиностроения в государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования Ковровская государственная технологическая...»

«Тихомиров Станислав Александрович РАЗРАБОТКА СИСТЕМЫ ПУСКА И ПРОГРЕВА КОНВЕРТИРОВАННОГО АВТОМОБИЛЬНОГО ГАЗОВОГО ДВС С ДИСКРЕТНЫМ ДОЗИРОВАНИЕМ ТОПЛИВОПОДАЧИ Специальность 05.04.02 – Тепловые двигатели Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук Нижний Новгород 2014 Работа выполнена на кафедре Энергетические установки и тепловые двигатели Нижегородского государственного технического университета им. Р.Е. Алексеева Научный руководитель : доктор...»

«БУЯНКИН ПАВЕЛ ВЛАДИМИРОВИЧ ОЦЕНКА УСТОЙЧИВОСТИ ПЛАТФОРМ И НАГРУЗОК В ОПОРНО-ПОВОРОТНЫХ УСТРОЙСТВАХ ЭКСКАВАТОРОВ-МЕХЛОПАТ Специальность 05.05.06 – Горные машины Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук Кемерово - 2014 Работа выполнена в Федеральном государственном бюджетном образовательном учреждении высшего профессионального образования Кузбасский государственный технический университет имени Т. Ф. Горбачева. Научный руководитель - доктор...»

«ПЛОТНИКОВ СЕРГЕЙ АЛЕКСАНДРОВИЧ УЛУЧШЕНИЕ ЭКСПЛУАТАЦИОННЫХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ ДИЗЕЛЕЙ ПУТЕМ СОЗДАНИЯ НОВЫХ АЛЬТЕРНАТИВНЫХ ТОПЛИВ И СОВЕРШЕНСТВОВАНИЯ ТОПЛИВОПОДАЮЩЕЙ АППАРАТУРЫ Специальность: 05.04.02 - тепловые двигатели Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук Нижний Новгород 2011 2 Работа выполнена в Кировском филиале Московского государственного индустриального университета Научный консультант : доктор технических наук, профессор Карташевич...»

«Гаврилов Илья Юрьевич ОПРЕДЕЛЕНИЕ ВЛИЯНИЯ НАЧАЛЬНОГО СОСТОЯНИЯ ПАРА НА ВОЛНОВУЮ СТРУКТУРУ И ПАРАМЕТРЫ ДВУХФАЗНОГО ПОТОКА В СОПЛОВОЙ ТУРБИННОЙ РЕШЕТКЕ Специальность 05.04.12 – Турбомашины и комбинированные турбоустановки АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук Москва – 2014 Работа выполнена в федеральном государственном бюджетном образовательном учреждении высшего профессионального образования Национальный исследовательский университет...»

«КАНАТНИКОВ НИКИТА ВЛАДИМИРОВИЧ ПОВЫШЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ ЗУБОСТРОГАНИЯ ПРЯМОЗУБЫХ КОНИЧЕСКИХ КОЛЕС Специальность 05.02.07 – Технология и оборудование механической и физико-технической обработки АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук Орел - 2014 2 Работа выполнена в федеральном государственном бюджетном образовательном учреждении высшего профессионального образования Государственный университет – учебно-научно-производственный комплекс...»

«УДК 621.87+541.6:678.02 Рыскулов Алимжон Ахмаджанович НАУЧНЫЕ ОСНОВЫ ТЕХНОЛОГИИ НАНОКОМПОЗИЦИОННЫХ ПОЛИМЕРНЫХ И МЕТАЛЛОПОЛИМЕРНЫХ МАТЕРИАЛОВ ДЛЯ АВТОТРАКТОРНОЙ ТЕХНИКИ 05.02.01 – Материаловедение в машиностроении АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук Ташкент - ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ Актуальность проблемы....»






 
© 2013 www.diss.seluk.ru - «Бесплатная электронная библиотека - Авторефераты, Диссертации, Монографии, Методички, учебные программы»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.