Электронная библиотека Веда
Цели библиотеки
Скачать бесплатно
Доставка литературы
Доставка диссертаций
Размещение литературы
Контактные данные
Я ищу:
Библиотечный каталог российских и украинских диссертаций

Вы находитесь:
Диссертационные работы России
Технические науки
Колесные и гусеничные машины

Диссертационная работа:

Голубев Юрий Анатольевич. Метод оценки эффективности применения автоматического регулировочного рычага с целью повышения безопасности автомобилей : Дис. ... канд. техн. наук : 05.05.03 : Набережные Челны, 2004 142 c. РГБ ОД, 61:05-5/805

смотреть содержание
смотреть введение
Содержание к работе:

СПИСОК ИДЕНТИФИКАТОРОВ 4

ВВЕДЕНИЕ 6

1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ 12

1.1. Тенденции развития тормозных систем автомобилей 12

  1. Анализ результатов исследований влияния параметров тормозной системы на тормозные свойства 23

  2. Анализ рабочих характеристик автоматических регулировочных

рычагов 32

Выводы по главе и задачи исследования 40

2. МАТЕМАТИЧЕКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ИЗМЕНЕНИЯ ХОДА
ШТОКА ТОРМОЗНОЙ КАМЕРЫ, 42

  1. Разработка схем процесса регулировки зазора и выбор из них наиболее рациональной 42

  2. Математическая модель изменения хода штока тормозной камеры 49

  3. Определение зависимости минимального зазора, поддерживаемого

автоматическим регулировочным рычагом. 59

Выводы по главе. 62

3. ОЦЕНКА ЭФФЕКТИВНОСТИ ПРИМЕНЕНИЯ
АВТОМАТИЧЕСКОГО РЕГУЛИРОВОЧНОГО РЫЧАГА И
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ 63

  1. Метод оценки эффективности применения автоматического регулировочного рычага с точки зрения повышения безопасности автомобилей 63

  2. Определение рабочей характеристики и оценка эффективности применения автоматических регулировочных рычагов 66

  3. Экспериментальное определение рабочей характеристики автоматического регулировочного рычага 72

3.4. Метод определения коэффициента удельного износа накладки от 79
работы трения

3.5. Проверка адекватности разработанной математической модели 81

Выводы по главе 83

4. РАЗРАБОТКА И ОЦЕНКА ЭКОНОМИЧЕСКОЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ ВНЕДРЕНИЯ АВТОМАТИЧЕСКОГО РЕГУЛИРОВОЧНОГО

РЫЧАГА 85

  1. Разработка автоматического регулировочного рычага 73

  2. Оценка экономической эффективности внедрения автоматического регулировочного рычага в тормозную систему развозного автомобиля

КамАЗ-4308 90

Выводы по главе 105

ЗАКЛЮЧЕНИЕ И ВЫВОДЫ 106

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ

ЛИТЕРАТУРЫ 108

ПРИЛОЖЕНИЯ 118

4 СПИСОК ИДЕНТИФИКАТОРОВ

АРР - автоматический регулировочный рычаг;

ТО - техническое обслуживание;

ЕЭК ООН - Европейская экономическая комиссия организации объединенных наций;

ДРиВНР - департамент развития и внедрения новых разработок;

АБС - антиблокировочная система;

НИОКР — научно-исследовательские и опытно-конструкторские работы;

НТЦ - научно-технический центр;

/ - передаточное отношение автоматического регулировочного рычага;

С - свободный ход;

к- опережение включения блокирующей муфты;

z - дискретность;

Ау—диапазон поддерживаемого зазора;

у -зазор;

Аурточность регулировки;

Упш ~ минимальный зазор, поддерживаемый автоматическим регулировочным рычагом;

/-уменьшение избыточного зазора за одно торможение;

Е - деформация тормозного барабана и элементов привода тормозного механизма;

D - избыточный ход штока;

F —регулировка;

&юи— коэффициент износа накладки (определяет увеличение хода штока

тормозной камеры за одно торможение автомобиля с полной массой с максимальной скорости в условиях полного использования сцепления;

5 ТЭА - технико-экономический анализ;

ЧТС - чистая текущая стоимость;

ДЧР - дисконтированные чистые расходы;

УДЧР - удельные дисконтированные чистые расходы;

PI - рентабельности инвестиций;

ВКО - внутренний коэффициент окупаемости;

ТО - текущая окупаемость;

ДЦП - дисконтированный денежный поток;

Эгбюджетный (государственный) эффект.

Введение к работе:

Актуальность проблемы. Эффективность работы автомобильного транспорта существенно влияет на производительность труда всех отраслей промышленности и сельского хозяйства. Развитие рыночных отношений привело к созданию многоукладности экономики и развитию конкуренции на товарных рынках, поэтому большое значение приобретают разработка конкурентоспособных автомобилей, совершенствование конструкции агрегатов автотранспортных средств, улучшение их эксплуатационных свойств, в том числе и тормозных.

Революционное развитие электроники, всеобщая компьютеризация, а так же успехи, достигнутые за последние десятилетия в фундаментальных и прикладных науках, открывают новые возможности для качественного изменения конструкции автомобиля и развития автомобильной техники.

Существует множество направлений дальнейшего повышения технического уровня автомобильной техники: экологичность, экономичность, тягово-скоростные свойства, эргономические свойства, надежность и т.д.. Но особо важную роль на современном этапе развития автомобилестроения играет безопасность, так как от нее непосредственно зависят жизнь и здоровье людей, сохранность автомобилей и грузов (только в 2003 г. в России число ДТП, погибших и раненых составило соответственно 182,2 тыс.; 35,6 тыс.; 245,4 тыс.), состояние окружающей среды [44]. Это находит отражение в постоянно ужесточающихся, требованиях к активной и пассивной безопасности Правил ЕЭК ООН. Безопасность зависит от надежности функционирования систем, механизмов и деталей автомобиля, обеспечивающих его безаварийную работу. В первую очередь к ним относится тормозная система (по исследованиям ученых Германии дефекты тормозной системы способствуют возникновению 67% ава-

7 рий обусловленных влиянием технического состояния автомобиля и его агрегатов [44]) и, следовательно, входящий в нее тормозной механизм.

С ростом интенсивности движения постоянно ужесточаются требования к эффективности и надежности тормозных систем автомобилей. Требования к тормозному управлению автомобилей обусловлены ГОСТ 22895-77 и международными правилами (Правила №13 ЕЭК ООН).

Тормозная система является основным гарантом безопасности движения, поэтому особое значение в повышение уровня безопасности автотранспортных средств имеет расчет тормозных механизмов.

В барабанных тормозных механизмах с кулачковым разжимным устройством регулировка зазора между накладкой и барабаном осуществляется с помощью регулировочного рычага.

Первым регулировочным рычагом, используемым в тормозных механизмах, является регулировочный рычаг с ручной регулировкой зазора. Его главным достоинством является простота конструкции и надежность. Данная конструкция долгие годы использовалась на автомобилях. И даже в первое время, после появления автоматических регулировочных рычагов (АРР) из-за недостаточной отработанности их конструкций предпочтение отдавалось механизмам с ручной регулировкой. Качество регулировки при этом находилось на низком уровне. Так, по данным национального управления безопасности движения автомобильного транспорта США, у 40% эксплуатируемых грузовых автомобилей, оборудованных механическим регулировочным рычагом, по крайней мере, один тормозной механизм не отрегулирован [5].

При техническом обслуживании автомобиля с механическим регулировочным рычагом в тормозном механизме устанавливается необходимый зазор между накладкой и барабаном. В целях уменьшения трудоемкости технического обслуживания следующая регулировка производится только спустя определенный период времени, то есть на следующем ТО, до которого накладка успе-

8 вает износиться на значительную величину. Вследствие этого зазор поддерживается в большом диапазоне, что негативно отражается на тормозных свойствах. Начавшийся в 80-е годы период постепенного перехода автомобилестроителей с конструкции регулировочных рычагов с ручной регулировкой зазора на АРР является результатом общей тенденции развития автомобилестроения: повышение функциональных свойств автономных систем и механизмов автомобиля и уменьшение трудоемкости их обслуживания.

С вводом восьмой поправки в Правила №13 ЕЭК ООН об обязательном применении АРР отечественные производители начали внедрять их в конструкцию автомобилей. Таким образом, ужесточение требований сертификационных органов об обязательном соответствии сертификационным требованиям всех выпускаемых автомобилей привело к значительному росту потребности ОАО «КАМАЗ» и других автопроизводителей в АРР. В настоящее время на отдельных моделях автомобилей КамАЗ используются АРР шведской фирмы «HALDEX». Их закупка приводит к повышению себестоимости автомобиля и, следовательно, к потере части прибыли. Таким образом, возникает острая необходимость в исследованиях в области проектирования, оценки эффективности и производства автоматических регулировочных рычагов в России.

Поддерживаемый зазор, и как следствие тормозные свойства и безопасность автомобиля зависят от параметров АРР. При разработке АРР возникает необходимость оценки эффективности его применения с точки зрения повышения безопасности автомобиля. Необходимость такой оценки возникает так же при выборе альтернативных вариантов внедрения различных АРР. Анализ литературы в области тормозных систем позволил сделать вывод, что зазор между накладкой и барабаном зависит от свободного хода АРР и деформации элементов привода тормозного механизма, при этом в ней не рассматривается влияние на поддерживаемый зазор других параметров АРР и автомобиля. Предложенные авторами формулы не позволяют определить допускаемую не-

9 равномерность тормозных моментов и допускаемое увеличение тормозного пути, вызванные непостоянством зазора в тормозном механизме. В связи с тем, что проблема разработки и оценки эффективности АРР не полностью решена, тема диссертации актуальна.

Объект исследования. Тормозной механизм барабанного типа с кулачковым разжимным устройством, оборудованный АРР.

Предмет исследования. Методы оценки эффективности применения АРР.

Цель диссертационной работы - разработка метода оценки эффективности применения АРР с точки зрения повышения безопасности автомобилей.

Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:

разработать схемы процесса регулировки зазора и выбрать из них наиболее рациональную;

разработать математическую модель изменения хода штока тормозной камеры;

разработать аналитическую зависимость минимального зазора, поддерживаемого АРР;

провести экспериментальное исследование АРР, подтверждающее адекватность разработанной математической модели;

разработать метод оценки эффективности применения АРР с точки зрения повышения безопасности автомобилей. » >

Методы исследований. В работе использованы методы теоретической механики, математического моделирования, математического анализа, экспериментальные методы стендовых испытаний АРР и тормозных накладок.

Научной новизной работы являются:

- впервые разработанная математическая модель изменения хода штока
тормозной камеры, отражающая изменение хода штока от числа тормо-

10 жений, позволяющая моделировать изменение полного хода штока и зазора между накладками и барабаном для различных режимов нагружения тормозного механизма;

аналитическая зависимость минимального зазора между накладками и тормозным барабаном, поддерживаемого АРР, отличающаяся от известной учетом его дискретности, позволяющая определить минимальный зазор, поддерживаемый АРР;

впервые полученный метод и алгоритм оценки эффективности применения АРР, заключающийся в определении точности регулировки и диапазона поддерживаемого зазора, а также в расчете допускаемой неравномерности тормозных моментов и увеличения тормозного пути, позволяющий сравнивать различные АРР и определять их влияние на тормозные свойства;

- АРР (заявка № 204132689 от 9.11.2004), отличающийся от известных
наличием кулачковой втулки, имеющей винтовую проточку; поводка,
имеющего паз и блокирующей муфты, насаженной на вал червяка, позво
ляющий повысить тормозные свойства за счет реализации большего диа
пазона значений передаточного отношения и дискретности АРР.
Практическая ценность. Предложенная аналитическая зависимость ми
нимального зазора между накладками и тормозным барабаном, поддерживае
мого АРР позволяет на стадии разработки АРР определить его параметры,
обеспечивающие поддержание заданного минимального зазора в тормозном
механизме. Математическая модель изменения хода штока тормозной камеры
позволяет на стадии проектирования АРР моделировать изменение полного хо
да штока и зазора между накладками и барабаном. Разработанный метод оцен
ки эффективности применения АРР позволяет оценить эффективность его
применения на стадии разработки и выбора альтернативных вариантов внедре-

ния различных АРР. Разработанный АРР способствует повышению тормозных свойств автомобилей.

Достоверность полученных результатов подтверждается строгостью применения математических методов решения, основных положений механики, согласованностью результатов теоретических исследований с результатом эксперимента, внедрением результатов исследований в ОАО «КАМАЗ», публикацией и апробацией основных положений работы на научно-технических конференциях.

Реализация результатов. Результаты теоретических исследований, а так же разработанный метод оценки эффективности применения АРР используются в Департаменте развития и внедрения новых разработок (ДРиВНР) ОАО «КАМАЗ» при выполнение опытно-конструкторских работ и в учебном процессе в Камском государственном политехническом институте.

Апробация работы. Результаты исследований доложены на III международной научно-практической конференции «Автомобиль и техносфера» (Казань, 2003), в ДРиВНР ОАО «КАМАЗ» (Набережные Челны, 2003) , а так же на заседаниях кафедры «Автомобили и автомобильные перевозки» Камского государственного политехнического института (Набережные Челны , 2004).

Публикации. Материалы диссертации опубликованы в 9 статьях с общим объемом 6,4 печатных листов.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, выводов и рекомендаций, списка литературы и приложений. Работа изложена на 140 страницах машинописного текста, содержит 13 таблиц, 33 рисунка, 7 приложений, список использованной литературы включает 104 наименования.

Подобные работы
Карпов Валерий Владимирович
Разработка методов оценки безопасности маневра автомобиля
Дыгало Владислав Геннадьевич
Разработка средств и методов лабораторной оценки активной безопасности автомобиля с АБС с учетом действий водителя
Омран Кахтан
Прогнозирование вибрационной безопасности автомобиля с вторичной системой подрессоривания кузова из полимерных композиционных материалов
Петров Роман Леонидович
Экологическая безопасность автомобилей ВАЗ в полном жизненном цикле
Тумасов Антон Владимирович
Разработка методики расчетной оценки пассивной безопасности кузовов и кабин автомобилей при опрокидывании
Орлов Лев Николаевич
Комплексная оценка безопасности и несущей способности кабин, кузовов автомобилей, автобусов
Швеёв Андрей Иванович
Повышение долговечности разжимных кулаков тормозной системы автомобиля на основе разработанного метода реновации
Переладов Алексей Сергеевич
Метод повышения эффективности полноприводных автомобилей с учетом негативного влияния движителя на грунт
Емельянов Анатолий Евгеньевич
Метод снижения вибронагруженности легкового полноприводного автомобиля путем выбора рациональных параметров системы подрессоривания силового агрегата
Скуба Денис Владиславович
Разработка методов дизайн-проектирования легковых автомобилей

© Научная электронная библиотека «Веда», 2003-2013.
info@lib.ua-ru.net