CC BY
13
УДК 629:669
АЛГОРИТМ МОДЕЛИРОВАНИЯ НЕШТАТНОЙ ЭКСПЛУАТАЦИИ АВТОМОБИЛЯ С ВОЗМОЖНОЙ НЕИСПРАВНОСТЬЮ ТОРМОЗНОЙ СИСТЕМЫ Дикевич Антон Владимирович, магистр, аспирант Белгородский государственный технологический университет им. В.Г. Шухова, г.Белгород, Россия Севрюгина Надежда Савельевна, к.т.н., доцент, Приокский государственный университет, г. Орёл, Россия
Проведен анализ научных подходов рациональных способов эксплуатации автомобилей. Установлена взаимосвязь этапов жизненного цикла с ресурсной и безопасной функциональностью автомобиля. Выполнен анализ идентификационных реквизитов безопасности тормозной системы. Дана характеристика систем управления динамикой автомобиля. Предложен алгоритм моделирования риска возникновения аварийной ситуации с поиском возможной неисправности тормозной системы и действий водителя по ее предотвращению.
Ключевые слова: автомобиль, функционирование, жизненный цикл, безопасность, модель, система, эффективность
Конструктивное совершенство автомобильного транспорта производители рассматривают через призму удовлетворения потребностей человека. Насколько бы не было комфортно управление автомобилем и выгода его функционирования, но нельзя отрицать и негативное воздействие стремительного роста транспортных средств, в частности повышение нагрузки на окружающую среду и риска возникновения опасностей для человека. Решая возникающие проблемы ученые разрабатывают новые научные подходы, предлагают различные расчетные методики, применение которых позволяет снизить негативные эффекты функционирования автомобильного транспорта, дать прогнозные рекомендации по рациональным способам их эксплуатации [1, 2, 4, 5].
Теоретически заложенный для автомобильного транспорта жизненный цикл складывается из этапов конструирования, производства, эксплуатации, каждый этап имеет только ему присущую структуру. Как уже отмечалось, конструкторы заботятся о совершенствовании автомобилей, а производители в борьбе за потребителя прилагают усилия для повышения качества изготовления автомобилей, что в комплексе позволяет получить надежную и безопасную конструкцию [2, 4].
Перевод автомобиля в период эксплуатационного цикла характеризуется базовыми показателями функционирования, которые со временем снижаются. Научные исследования позволили разработать теоретико-практические подходы поддержания работоспособности автомобиля,
включающие в себя оценочные методики диагностирования прогнозные ресурсные методики и комплекс технических средств их реализации.
Например, для облегчения контроля состояния тормозной системы в конструкции автомобиля используются различные датчики. Результаты измерений датчиками параметров системы выводятся в виде сигналов соответствующих ламп на приборной панели, показаний бортового компьютера. На современном автомобиле применяются следующие сигнальные лампы тормозной системы:
• низкого уровня тормозной жидкости;
• износа тормозных колодок;
• неисправности системы ABS;
• неисправности системы ESP (ASR).
Базовые показатели функционирования автотранспортного средства представлены номинальными значениями эффективности, а также имеют предельные показатели (минимум/максимум) изменение которых на первоначальном этапе ведет к снижению эффективности функционирования автомобиля, а выход за предел функционирования может вызвать отказ, влекущий возникновение нештатной или опасной ситуации [4].
Конструкторы для обеспечения эксплуатационной безопасности автомобиля применяют различные системы безопасности. Для установления конкретных неисправностей систем активной безопасности применяется компьютерная диагностика автомобиля.
Идентификационные реквизиты безопасности представлены в табл. 1.
Таблица 1 - Визуальные сигнализаторы и индикаторы, _звуковые предупреждающие сигналы [3]_
№ п/п Визуальные сигнализаторы и индикаторы Пояснение
1 (в) Сигнализатор неисправности антиблокировочной тормозной системы (ABS)
2 m Сигнализатор неисправности тормозной системы
3 ESP OFF Индикатор отключения системы динамической стабилизации (ESP)
4 ы А» Сигнализатор ухудшения сцепных свойств дорожного покрытия
Системы управления динамикой' автомобиля, использующие тормозные механизмы [2, 3]
Системы управления динамикой автомобиля ESP, ABS, BAS, ASR и EDS работают только при работающем двигателе и вносят существенный вклад в активную безопасность.
Электронная система поддержания курсовой устойчивости (ESP) [3]
ESP (система стабилизации движения) помогает снизить опасность заноса/бокового скольжения и улучшить устойчивость за счет притормаживания отдельных колес в определенных дорожных ситуациях. Граничные ситуации, возникающие при движении в случае избыточной или недостаточной поворачиваемости автомобиля, или при пробуксовке ведущих колес распознаются системой стабилизации движения. Притормаживая отдельные колеса или снижая крутящий момент двигателя, система стабилизирует положение автомобиля.
Система стабилизации движения включает в себя системы ABS, BAS, ASR и EDS. Система стабилизации движения включена постоянно. Если в отдельных, специфических ситуациях автомобиль не сможет развить необходимой тяги для движения, ASR можно отключить нажатием клавиши ASR. Следить, чтобы ASR всегда включалась снова, если возможность движения (тяга) восстановлена.
Антиблокировочная система (ABS) [3]
ABS может предотвращать блокировку колес при торможении почти вплоть до остановки автомобиля и помогает водителю управлять автомобилем и сохранять контроль над ним. Это означает, что автомобиль даже при полном торможении будет менее склонен к боковому скольжению.
При работе системы ABS наблюдаются пульсация педали тормоза а также шумы. Однако не следует рассчитывать, что ABS сократит тормозной путь при любых условиях. На гравии или свежем снегу на подмерзшем или скользком грунте тормозной путь может даже увеличиться.
Современные ABS обладают достаточно высокой надежностью и могут длительное время работать не выходя из строя. Электронные блоки ABS отказывают крайне редко, поскольку защищены специальными реле и предохранителями, и если такая неисправность все-таки случилась, то ее причина нередко бывает связана с нарушениями правил и рекомендаций.
На работоспособность ABS влияет величина напряжения между клеммами аккумулятора. При уменьшении напряжения до 10,5 В и ниже ABS вообще может самостоятельно выключиться через предохранительный электронный блок. Предохранительное реле может также сработать при недопустимых колебаниях и всплесках напряжения в сети автомобиля.
О том, что ABS неисправна, свидетельствует загорание контрольной лампы на панели приборов.
Если контрольная лампочка ABS загорелась во время движения, необходимо остановить автомобиль, заглушить двигатель и проверить напряжение между клеммами аккумулятора. Если оно окажется ниже 10,5 В, то можно продолжать движение так как система полностью отключена, а при первой возможности зарядить аккумулятор.
Безусловно, отказ тормозов автомобиля в движении является одной из главных опасностей для любого водителя. Как правило, проблемы с тор-
мозной системой чаще всего не появляются ниоткуда, а дают о себе знать задолго до неприятного момента бесконтрольного движения.
V
Прекращение заноса, остановкам эвакуация автомобиля для устранения неисправности
J
Рисунок 2 - Алгоритм «дерево событий» моделирования риска возникновения аварийной ситуации с поиском возможной неисправности
Исправная тормозная система в автомобиле — это залог своевременной остановки, что является самым ответственным пунктом при вождении. При нажатии на педаль тормоза водитель рассчитывает на ответную положительную реакцию системы, которая обеспечивает полное и незамедлительное действие - остановку автомобиля. Но в реальности ситуации складываются по разному, случайность процесса может быть вызвана как
внешними негативными условиями, так и состоянием элементной базы тормозной системы, ее износа, а соответственно и эффективностью функционирования при различном снижении ресурса.
Имитационное моделирование [1, 4] аварийной ситуации на дороге представлено алгоритмом (рис.1).
Вывод: Проведен анализ научных подходов и расчетных методик, применение которых позволяет снизить негативные эффекты функционирования автомобильного транспорта и дать прогнозные рекомендации по рациональным способам их эксплуатации. Установлена взаимосвязь этапов жизненного цикла с ресурсной и безопасной функциональностью автомобиля. Выполнен анализ идентификационных реквизитов безопасности тормозной системы. Дана характеристика систем управления динамикой автомобиля, составлена модель «дерево событий». Предложен алгоритм моделирования риска возникновения аварийной ситуации с поиском возможной неисправности тормозной системы и действий водителя по ее предотвращению.
Список литературы
1. Новиков А.Н. Технологические основы восстановления и упрочнения деталей сельскохозяйственной техники из алюминиевых сплавов электрохимическими способами / А.Н. Новиков //автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук. Московский государственный агроинженерный университет имени В.П. Горячкина. Москва, 1999.
2. Новиков А. Н. Анализ влияния технических неисправностей транспортных средств на уровень дорожной безопасности / А.Н. Новиков, М.В. Кулев, А.В. Кулев //Мир транспортных и технологических машин. 2010. №1(28) с. 008-011
3. Руководство по эксплуатации Skoda Octavia Tour - 252 c.
4. Севрюгина Н.С. Интегрирование теории вероятности случайных процессов в информационно-аналитическом комплексе мониторинга работоспособности дорожных машин / Н.С. Севрюгина // В сборнике: Интерстроймех - 2015 материалы международной научно-технической конференции. Казанский государственный архитектурно-строительный университет. г. Казань, 2015. С. 188-192.
5. Севрюгина Н.С. Ресурсная модернизация самоходных машин / Н.С. Севрюгина, В.М. Бабин // Строительные и дорожные машины. 2007. № 9. С. 49-53.
Dikevich Anton Vladimirovich master of engineering, postgraduate student of the Department "Service of transport and technological machines", FSBEIHPE Belgorod Shukhov State Technology University, Belgorod, Russia) Sevryugina Nadezhda Savelievna, candidate of technical Sciences, associate Professor of the Department "Service and repair of cars", Prioksky State University", Orel, Russian Federation (e-mail: nssevr@yandex.ru) THE ALGORITHM OF SIMULATION OF DANGEROUS OPERATION OF A CAR WITH A POSSIBLE MALFUNCTION OF THE BRAKING SYSTEM
Abstract. The analysis of scientific approaches of rational ways of maintenance of cars. The interrelation of the stages of the life cycle from resource and safe functionality of the car. The analysis of the identification details of the safety brake system. The characteristic of systems of vehicle dynamics control. The algorithm of modeling the risk of an accident with possible malfunctions of brake system and driver actions to prevent it.
Keywords: car, functioning, life cycle, security model, system, efficiency
