CC BY
82
Раздел 1. Наземные транспортные средства, энергетические установки и двигатели. Также сбоку расположены и окна 46 для пассажирского отделения. Уровень пола по центру салона во втором звене позволяет человеку стоять в полный рост, в отличие от всех известных аналогов данного транспортного средства (см. рис. 2).
Таким образом, предложенная форма кузова транспортера удовлетворяет всем необходимым конструкторским, эргономическим и эксплуатационным требованиям, и при всем этом создает эстетически приятный образ такого необычного транспортного средства, как двухзвенный гусеничный транспортер, и, следовательно, делает его более конкурентоспособным на сегодняшнем рынке.
На предложенную конструкцию подготовлена заявка на промышленный образец.
Настоящий дизайн-проект двухзвенного гусеничного транспортера был представлен на 1-м Российском Молодежном Инновационном Конвенте, где получил положительные отзывы.
Современные АБС и реализация их алгоритмов работы
к.т.н, проф. Клименко В.И., к.т.н., проф. Рыжих Л.А., Красюк А.Н., Леонтьев Д.Н.
Харьковский национальный автомобильно-дорожный университет, Украина.
Введение
К вопросу об АБС многие исследователи возвращаются вновь и вновь, хотя, казалось бы, он раскрыт полностью с точки зрения теории движения автомобиля. Споры о возможности измерения скорости в режиме реального времени приводят к размышлениям о нейронных сетях и фактических возможностях измерительной аппаратуры. Однако, исходя из последнего и основываясь на данных зарубежных исследователей, можно констатировать, что все сводится к точности измерительной части АБС. Так, например, при низкой скорости движения, порядка 5 км/ч, датчики угловой скорости способны измерять прохождение расстояния от зуба к зубу кодового колеса (рис. 1), (100 зубьев на диаметре колеса 0,15 м) за время 20 мс, а при скорости 50 км/ч это время будет составлять 2 мс, причем при низких скоростях движения, ниже 3-5 км/ч, происходит дробление импульсов и определение величин, необходимых для расчета уставок, не представляется возможным. С этим явлением связан нижний порог скорости работы АСБ 10 км/ч, предусмотренный международным стандартом «Правил 13 ЕЭК ООН».
Рис. 1. Датчик угловой скорости колеса и импульсное кодовое колесо.
Актуальность проблемы
При реализации алгоритмов работы АБС, основанных на классической теории движения автомобиля, разработчики АБС столкнулись с рядом проблем, связанных с практической реализацией основных положений теории на практике, поэтому возникла необходимость в разработке альтернативных подходов, позволяющих реализовать функции АБС.
Реализация функции АБС на современных транспортных средствах Поскольку вся теория движения автомобиля при торможении базируется на проскальзывании колеса по отношению к линейной скорости движения автомобиля (известная зави-
°>к ' гк
£ = 1 -■
симость ^ ), то для применения этой теории на практике необходимо знать, кроме
Раздел 1. Наземные транспортные средства, энергетические установки и двигатели. угловой скорости колеса, еще и линейную скорость автомобиля, а для этого обязательно необходима установка датчика ускорения, желательно вблизи центра масс. Но как же тогда работают современные АБС? Ведь датчик, определяющий линейную скорость движения автомобиля, не входит в их комплектацию.
Вернувшись к основам теории движения автомобиля, определим, что же такое проскальзывание? Это приведенная разность двух скоростей к максимальной скорости, выраженной в процентах. Применив такую же логику только лишь к одиночному колесу, можно заключить, что приведенная погрешность измерения между двумя соседними зубьями должна быть определена из выражения:
м = ,100%
где: и - мгновенные скорости прохождения от зуба к зубу импульсного кодового колеса.
Таким образом, величины мгновенных скоростей могут быть определены по 3 зубьям в начальный момент времени торможения. Некоторые разработчики АБС используют средние величины скоростей, тем самым уменьшают ошибку вычисления, но при этом увеличивается нижний предел работы этой системы. Зная скорости прохождения зубьев, можно определить величину ускорения колеса по формуле:
V+ 1 - V
г,
(2)
ср
где: ^ср - средняя величина прохождения от первого до второго и от второго до третьего зуба
г = ^
сР о
кодового колеса, то есть 2 .
Средняя величина времени используется для уменьшения погрешности измерения, которая вызвана погрешностью изготовления кодового колеса.
V V
Переходя от теории к практике, выберем с метод определения 1 и '+1, эти величины могут быть получены из выражения:
V=± (3)
где: Ь - это расстояние между вершинами зубьев кодового колеса.
Фирма WABCO дает суммарную накопленную погрешность на расстояние Ь - 5 . Таким образом, можно полагать, что расстояния между вершинами зубьев кодового колеса
практически равны между собой. Подставляя уравнение (3) в уравнение (1), получим, что =
, таким же образом можно оп]
2• Ь• (г, -гм)
, таким же образом можно определить и ускорение, используя формулу (2):
ак =
Ь • г;+1 • (ti + ti+l)
Следует заметить, что при ^ < происходит процесс торможения, ускорение колеса становится отрицательным, положительным, а в случае ^ > г,+1 колесо разгоняется, ускорение положительное, а отрицательное, соответственно при ^ ~ г,+1 происходит равномерное движение колеса.
Такое явление объяснимо с точки зрения физики получения сигналов. Если скорость колеса будет стремиться к нулю, то время получения сигналов будет увеличиваться, и, на-
ак =
Раздел 1. Наземные транспортные средства, энергетические установки и двигатели. оборот, при разгоне колеса с увеличением скорости время получения сигнала будет уменьшаться. Таким образом, работа любой современной АБС сводится к определению параметров, связанных с ускорением колеса и приведенной разности скоростей. Поскольку реально в процессе движения автомобиля мы имеем только время прохождения от зуба к зубу, возни-
кает вопрос визуализации полученных величин. Визуально график изменения можно представить в следующем виде (рис. 2).
At -1;+1 -1
от
20 30 40 50 60 70
Приведенная разность скоростей по отношению к максимальной, %
Рис. 2. Экспериментальный график изменения разности времен Д от приведенной погрешности при блокировании колеса радиусом 0.505м на металлическом
барабане радиуса 0.49.
Поскольку при разгоне колеса не используется тяговое усилие, то порог
будет
гораздо меньше порога
+ AS
KP
. Такой же принцип, закладываемый в алгоритмы АБС, может
также использоваться и при создании алгоритмов ПБС (противобуксовочной системы), с той лишь разницей, что функция ПБС должна работать всегда, а функция АБС включается только лишь, когда педаль тормоза нажата и имеется сигнал на включение от стоп-сигналов транспортного средства.
Выводы
При конструировании антиблокировочной системы для более точного определения
+ KP
предельных уставок - a и - AS, закладываемых в алгоритмы работы АБС на различных дорожных поверхностях, необходимо повышать точность изготовления измерительной части АБС. Поскольку разнообразие алгоритмов при таком подходе реализации функции АБС ограничено, дальнейшее развитие алгоритмов состоит в оптимальном определении уставок и создании адаптивных алгоритмов с переменными уставками, что позволит повысить эффективность работы АБС во всем диапазоне коэффициентов сцепления автомобильного колеса с опорной поверхностью.
Литература
1. Dr. Kluschkin «АП!-1оск breaking system» KB-Moscow. 5p - 2005.
2. Техническая информация для клиентов «Knorr-bremse» Y 489 M00 062, Редакция КБ Москва 45с. - 1999г.
3. Иванов В.Г. Антиблокировочные системы с доэкстремальным управлением // Сб. трудов конференции «Механика машин на пороге 3 тысячелетия». - Минск, 2001. - с. 368-374.
0,1
Раздел 1. Наземные транспортные средства, энергетические установки и двигатели.
4. Марти А.Н. , Занозин С.Г. К вопросу об АБС, работающей в режиме реального времени // Автомобильная промышленность, 2006, №7 - №9.
5. Б. ЕЦеу «Адаптация датчиков вращения и проектирование импульсного колеса» КВ-Мо8ео1№. 7р - 2005.
Взаимосвязь показателей жесткости шин и эксплуатационных свойств
автомобиля
Кондрашов В.Н., Воронин В.В., к.т.н. Карпухин К.Е.
МГТУ «МАМИ»
Повышение активной безопасности автомобиля - одно из приоритетных направлений развития мирового автомобилестроения. Это находит свое отражение в постоянном поиске и реализации путей улучшения устойчивости движения и управляемости автомобилей, а также в постоянном совершенствовании международных стандартов, в том числе, «Правил ЕЭК ООН». При этом устойчивость и управляемость - это те качества автомобиля, которые наиболее важны с точки зрения безопасности движения. И поскольку интенсивность движения из года в год возрастает, проблема улучшения этих качеств становится все значительнее. Именно поэтому конструкторы, совершенствующие автомобили, уделяют ей особое внимание.
Свойства управляемости и устойчивости, как уже было сказано, тесно взаимосвязаны и имеют много общих черт. Они зависят от одних и тех же конструктивных параметров элементов шасси: колес, шин, подвески, рулевого управления, а также геометрических параметров автомобиля и расположения его центра масс, определяющих перераспределение нагрузок по осям и бортам. Сочетание же значений этих конструктивных параметров при заданных свойствах дорожного покрытия определяют явления и их характеристики в пятнах контакта колес с дорогой, в результате чего автомобиль ведет себя тем или иным образом в заданной дорожной ситуации.
При решении задач, связанных с оценкой управляемости движения колесных машин, требуется рассматривать совместно явления увода всех колес и самоповорота управляемых колес.
По ГОСТ 17697-72 «Автомобили. Качение колеса. Термины и определения», угол увода (увод колеса) - это угол между вектором поступательной скорости колеса и его продольной центральной осью при качении без бокового скольжения.
Из сказанного, а также из физических причин, обусловливающих увод эластичного колеса, следует, что к определению увода можно подходить с разных сторон. Например, с одной стороны, увод можно определять через деформацию шины, с другой стороны - через соотношение боковой Уку и продольной Укх составляющих поступательной скорости колеса , как показано на рис. 1.
Из рисунка следует, что
V
чг=— (1)
^ кх ■
* л/
= -Г (2)
ПК ,
где г - угол увода; Лу - снос продольной реакции опорной поверхности, определяемый боковой деформацией шины; 1ПК - половина длины пятна контакта колеса с опорной поверхностью.
Эластичная шина характеризуется следующими показателями жесткости:
