Содержание к диссертации
Введение
Глава 1 Современное состояние вопроса. Цель и задачи исследования 11
1.1 Обеспечение безопасности транспортных работ, факторы, причины и обстоятельства аварийности на дорогах .11
1.1.1 Безопасность транспортных работ в агропромышленном производстве .13
1.2 Состояние аварийности в Российской Федерации, причины и последствия 18
1.2.1 Состояние аварийности в агропромышленном производстве 22
1.3 Транспортные средства, применяемые в агропромышленном производстве 23
1.4 Анализ исследования тормозных устройств для сельскохозяйственных транспортных средств .29
1.4.1 Современные тормозные устройства для автомобилей 33
1.5 Исследование систем повышения тормозной динамичности сельскохозяйственных транспортных средств .34
1.6.1 Антиблокировочные системы. Патентный поиск 38
Выводы по главе 44
Глава 2 Исследование влияния неисправностей сельскохозяйственных транспортных средств на безопасность транспортных работ .45
2.1 Статистические данные и классификация неисправностей
сельскохозяйственных транспортных средств .45
2.2 Оценка действий водителя по предотвращению последствий Подход к неисправностей сельскохозяйственных транспортных средств .48
2.2.1 Расчетный (аналитический) метод .53
2.2.2 Метод экспертного оценивания 55
2.2.3 Метод статистических испытаний 56
2.3 Технические устройства повышения безопасности транспортных работ .57
2.4 Мероприятия, направленные на повышение безопасности транспортных работ. Оценка эффективности мероприятий 62
2.5 Влияние свойств системы «Водитель – система управления – СТС» на безопасность транспортных работ .68
2.6 Статистические методы исследования безопасности транспортных работ, обусловленных неисправностями сельскохозяйственных транспортных средств 75
2.8. Связь безопасности транспортных работ с производственной эффективностью 84 Выводы по главе 87
Глава 3 Результаты исследований .88
3.1 Разработка тормозных устройств 88
3.1.1 Описание разработанного тормозного устройства для АТС 89
3.1.2 Описание разработанного тормоза автомобиля 98
3.1.3 Описание разработанного тормоза механических транспортных средств 108
3.2 Описание разработанной антиблокировочной системы .112
5.3 Описание разработанной педали управления автотранспортным средством .119
Выводы по главе 121
Глава 4 Внедрение. Оценка экономической эффективности результатов исследований .122
4.1 Внедрение результатов исследований .112
4.2 Расчет экономической эффективности от внедрения тормозного устройства 122
Выводы по главе 128
Общие выводы 129 Список литературы
- Анализ исследования тормозных устройств для сельскохозяйственных транспортных средств
- Оценка действий водителя по предотвращению последствий Подход к неисправностей сельскохозяйственных транспортных средств
- Описание разработанного тормоза автомобиля
- Расчет экономической эффективности от внедрения тормозного устройства
Введение к работе
Актуальность проблемы. Увеличение объема перевозок в агропромышленном производстве Российской Федерации, к 2020 году прогнозируется увеличение объема до 7,2 млрд. т, расширение номенклатуры перевозимых грузов, требует увеличения числа сельскохозяйственных транспортных средств (СТС), повышения их эффективности. Значительным резервом повышения эффективности является увеличение количества перевозимого груза за счет применения автомобилей большой грузоподъемности. Однако применение таких автомобилей в условиях возрастания интенсивности движения на дорогах, особую актуальность вызывают вопросы безопасности. В 2015 году в результате аварий на дорогах Российской Федерации погибло 23114 человек и 231197 человек получили травмы различной степени тяжести, при этом на долю агропромышленного комплекса (АПК), ежегодно приходится от 8 до 10% всех дорожно – транспортных происшествий (ДТП).
Анализ причин дорожно – транспортных происшествий в АПК показывает, что основная доля аварий происходит по вине водителей нарушающих Правила дорожного движения (до 80% всех ДТП). Способствует росту числа ДТП неисправности СТС, причем до 40% происшествий, отнесенных на технические причины, происходит из-за низких тормозных свойств сельскохозяйственных транспортных средств.
Остановить автомобиль большой грузоподъемности, может только высокоэффективная тормозная система, обеспечивающая оптимальное протекание процесса торможения. В перспективе совершенствование тормозных систем сельскохозяйственных транспортных средств связано с установкой дисковых тормозных устройств, позволяющих достичь высокого быстродействия, стабильности характеристик в широком диапазоне температур и давлений, а также установки антиблокировочных систем, улучшающих показатели устойчивости и управляемости при торможении.
Цель исследований – улучшение тормозных свойств сельскохозяйственных транспортных средств по условиям обеспечения безопасности транспортных работ.
Для достижения цели поставлены следующие задачи исследования:
1. Провести исследования обеспечения безопасности транспортных работ в
агропромышленном производстве, выявить факторы, причины, обстоятельства
дорожно – транспортных происшествий, связанных с неисправностями систем
сельскохозяйственных транспортных средств.
2. Обосновать вероятностную характеристику степени опасности
неисправностей сельскохозяйственных транспортных средств, обосновать
методы ее количественной оценки.
3. Обосновать математическую модель частного критерия оценки влияния
технических устройств, повышающих безопасность транспортных работ в
агропромышленном производстве.
4. Обосновать математическую модель критерия оценки эффективности
мероприятий, направленных на уменьшение интенсивности неисправностей
систем сельскохозяйственных транспортных средств.
-
По условиям обеспечения безопасности транспортных работ, обосновать показатель эффективности эксплуатации сельскохозяйственных транспортных средств.
-
Разработать конструктивные решения тормозных устройств и антиблокировочных систем, улучшающих тормозные свойства сельскохозяйственных транспортных средств.
Объект исследования. Состояние аварийности, процессы влияния технического состояния сельскохозяйственных транспортных средств на обеспечение безопасности транспортных работ.
Предмет исследования. Тормозные системы, системы устойчивости и управляемости сельскохозяйственной транспортной техники при торможении.
Научную новизну исследований составляют:
– вероятностная характеристика оценки влияния последствий неисправностей сельскохозяйственных транспортных средств на безопасность транспортных работ, методы ее определения;
– математическая модель исследований технических устройств,
повышающих безопасность транспортных работ, частный критерий их оценки;
– критерий эффективности эксплуатационных мероприятий, направленных на повышение безопасности транспортных работ в агропромышленном производстве;
– показатель производственной эффективности эксплуатации сельскохозяйственных транспортных средств с учетом обеспечения безопасности транспортных работ.
Достоверность результатов обеспечена: постановкой задач исследования с использованием апробированного математического аппарата на основе теории вероятностей и математической статистики; полученными результатами проведенных экспериментов; учетом всех факторов, объективно влияющих на результат исследований, принятыми допущениями и ограничениями; одобрением результатов исследований на научно – технических конференциях международного, всероссийского и межвузовского уровня.
Практическую значимость работы составляют:
– результаты состояния аварийности на транспортных работах
сельскохозяйственного производства, в том числе из-за неисправностей систем сельскохозяйственных транспортных средств;
– разработанная математическая модель количественной оценки влияния неисправностей сельскохозяйственных транспортных средств на безопасность транспортных работ в АПК;
– разработанные на патентном уровне тормозные устройства,
антиблокировочная система автомобиля, датчик антиблокировочной системы, позволяющие повысить тормозные свойства СТС.
Реализация результатов исследований. Результаты исследований
внедрены в ООО «Брянский автомобильный завод», в учебном процессе ФГБОУ ВО «Брянский государственный аграрный университет», ФГБОУ ВПО «Брянский государственный технический университет», ФГБОУ ВО «Брянский
государственный инженерно - технологический университет».
К защите представляются следующие научные результаты:
-
Результаты анализа обеспечения безопасности транспортных работ в агропромышленном производстве.
-
Методика исследований влияния на безопасность транспортных работ, последствий неисправностей сельскохозяйственных транспортных средств, характеристика оценки опасности неисправностей.
-
Частный критерий оценки влияния технических устройств, повышающих безопасность транспортных работ, математическая модель исследования.
-
Критерий оценки эффективности мероприятий, направленных на повышение безопасности транспортных работ обусловленных надежностью сельскохозяйственных транспортных средств.
5. Показатель эффективности эксплуатации сельскохозяйственных
транспортных средств, обусловленных обеспечением безопасности
транспортных работ.
6. Результаты разработки технических устройств, связанных с тормозными
системами, системами устойчивости и управляемости сельскохозяйственных
транспортных средств при торможении.
Апробация результатов исследования. Результаты исследований, основные положения диссертационной работы доложены и одобрены на международных, всероссийских и межвузовских научно-технических конференциях в Брянском ГАУ(2005 – 2015 гг), Брянском ГТУ (2009, 2014, 2015 г), Ростов ГАУ (2006 – 2010 гг), Государственный университет – учебно – научно – производственный комбинат « ГУ –УНПК», г. Орел (2014 г).
Публикации. Основные положения по теме диссертационной работы, опубликованы в 21 научной работе, в их числе 6 научных работ в изданиях рекомендованных ВАК (общий объем 1,27 п.л., автору принадлежит 0,99 п.л.), 1 монография, 7 патентов РФ, 7 работ в материалах научных конференций.
Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, 4 глав, изложена на 143 страницах основного текста, содержит 41 рисунок, 8 таблиц и приложений на 14 страницах, выводов, списка литературы, включающего 158 наименований.
Анализ исследования тормозных устройств для сельскохозяйственных транспортных средств
Рост автомобильного транспорта на дорогах Российской Федерации наряду с положительными моментами имеет и отрицательные последствия.
В ноябре 2005 года на заседании президиума Государственного совета по обеспечению безопасности дорожного движения (БДД) В.В. Путин обозначил проблему безопасности на российских дорогах весьма серьезной. Как отметил президент Российской Федерации В.В. Путин «….сложная обстановка с аварийностью и наличие тенденций к дальнейшему ухудшению ситуации во многом объясняется следующими причинами: – постоянно возрастающая мобильность населения; – уменьшение перевозок общественным транспортом и увеличение перевозок личным транспортом; – нарастающая диспропорция между увеличением количества автомобилей и протяженностью улично – дорожной сети, не рассчитанной на современные транспортные потоки; – недостаточная медицинская и доврачебная помощь пострадавшим в дорожно – транспортных происшествиях (ДТП); – сознательное нарушение водителями и пешеходами Правил дорожного движения (ПДД); – низкое качество подготовки водителей, недостаточное воспитание внутренней дисциплины, уважительного отношения к закону и правам других людей; – хамство на дорогах, бравада и лихачество, вождение автомобиля в алкогольном и наркотическом опьянении; – неудовлетворительная организация дорожного движения: отсутствие пешеходных переходов; отсутствие дорожных знаков; отсутствие указателей и другие».
Ежегодно дорожно – транспортные происшествия наносят экономике России ущерб, составляющий 2,2 – 2,6 процента ВВП [144,158].
Для решения проблемы аварийности постановлением Правительства Российской Федерации от 20.02.2006 г. №100 утверждена Федеральная целевая программа «Повышение безопасности дорожного движения в 2006 – 2012 годах». Целями Программы являются сокращение в 1,5 количества лиц, погибших в результате ДТП, и на 10% – количества ДТП с пострадавшими в 2012 году по сравнению с 2004 годом [144].
Однако в полном объеме, данная целевая Программа была не выполнена, несмотря на большие финансовые средства, которые были выделены для ее реализации. Поэтому исходя из такой ситуации Правительство РФ было вынуждено принять новую целевую Федеральную программу в 2013 году.
За последние 17 лет, начиная с 1999 года по 2015 год включительно, в Российской Федерации произошло 3658601 ДТП, в которых погибли 506302 и ранены 3831403 человека. Как показывают расследования ДТП около 60% пострадавших люди в возрасте до 45 лет. В 2015 году в Российской Федерации погибли 9083 водителя, 7138 пешеходов, 6359 пассажиров, 504 других участников движения [158]. Практика показывает, что значительное число ДТП обусловлено ошибками водителей, допускаемыми ими в результате недостаточной подготовки и опыта, недисциплинированности, пренебрежения требованиями Правил дорожного движения (ПДД).
В 2015 году по вине водителей нарушивших Правила дорожного движения произошло 157 943 (86%) ДТП, в которых погибли 19011 человек и 2017985 человек ранены. При этом ДТП из-за нарушения ПДД произошли в результате: выезда на полосу встречного движения произошло 13392 ДТП, в которых погибли 4930 человек; превышения установленной скорости погибли 1348 человек; нарушений требований сигнала светофора погибли 167 человек; нарушения проезда пешеходных переходов погибли 962 человека и других.
По причине алкогольного опьянения водителей погибли 1208 человек. Кроме нарушения водителями ПДД к причинам ДТП также относят: нервно-психическую напряженность труда водителя (23,62%), отвлечение внимания водителя при движении (19,34%), превышение скорости и спешка при маневрах в движении (14,71%), осознанное противоправное поведение водителя на дорогах (10,41%), ошибки в прогнозе и оценке дорожной обстановки (9,41%), пренебрежение плохой видимостью и усталость (9,11%), недостаточное знание ПДД (8,13%), переоценку своего мастерства вождения и недооценку опасной ситуации (6,12%). Значительное число происшествий с тяжелыми последствиями связано с засыпанием водителя за рулем в результате утомляемости и монотонности движения.
Аварийность на дорогах находится в прямой зависимости от стажа работы водителем. На каждые 100 ДТП от 7,1 до 7,3% совершается водителями со стажем управления менее одного года; от 10,8 до 11,5% – со стажем немногим более года; от 9,8 до 10,2% – со стажем от двух до трех лет; от 8,5 до 8,8% – со стажем от трех до четырех лет [145].
В 2015 году водители со стажем управления транспортным средством менее 2 – х лет совершили 14473 ДТП, в которых погибли 1540 человек и 20208 человек ранены [158]. На состояние аварийности влияет состояние транспортной дорожной сети, состояние которой требует дополнительных мер организационного характера и финансирования. Неудовлетворительное состояние улиц и дорог в 2015 году, стало причиной 63093 ДТП (34,3%). В данных дорожно – транспортных происшествиях 8016 человек погиб, 79193 человек ранен [158].
Определенную долю в скорбную статистку аварийности вносят технические неисправности транспортных средств. В Российской Федерации, из-за неисправностей транспортных средств, в год происходят от 5% до 10% всех дорожно-транспортных происшествий, при этом выводы экспертов констатируют, что несовершенство технической экспертизы в стране, из- за отсутствий хорошего оборудования, современных научных методик исследования причин ДТП, значительно занижает этот показатель. Результатом таких ДТП из-за технических неисправностей, как правило, становится, летальный исход. При этом конструктивные особенности отечественных транспортных средств, неудовлетворительные технологические процессы при проектировании и изготовлении машин, наоборот способствуют росту аварийности по техническим причинам. Полученные автором результаты исследований подтверждаются работами многих ученых России: И.В. Гальяновым, Н.Е. Сакович, В.В. Никулиным и др. [24,120]. Отказы и неисправности носят конструкционно – производственный характер от 23% до 36%), однако до 70% отказы и неисправности связаны с эксплуатацией транспортных средств [158].
Наличие в современных автотранспортных средствах многих сложных систем, способствует снижению надежности техники, по вине которой происходят ДТП. Дорожно-транспортные происшествия стали результатом неисправностей тормозной системы, рулевого управления, колес и шин, световых приборов, прочих элементов конструкции. При этом неисправности тормозной системы, при выполнении транспортных процессов, играют важную роль в безопасности транспортных работ. Как показывают исследования, для выхода из опасной ситуации на дорогах, предотвращении ДТП, водитель в 80% случаев применяет тормозную систему. Если все ДТП из-за технических неисправностей принять за 100% то 12%, всех ДТП по техническим причинам, произошли из-за неисправности рулевого управления, 31% неисправностей тормозной системы, 31% неисправностей внешних световых приборов, 19% неисправностей шин, колес, элементов кузова, 7% неисправностей иных элементов конструкции [158].
Оценка действий водителя по предотвращению последствий Подход к неисправностей сельскохозяйственных транспортных средств
Существенное влияние на состояние безопасности транспортных работ в агропромышленном производстве оказывает надежная и безотказная работа сельскохозяйственных транспортных средств
По статистическим данным ГИБДД по техническим причинам происходит до 5% всех ДТП в стране. Этот показатель будет отличаться от официальных данных по следующим факторам: количества лет эксплуатации и вида СТС; климатических условий, в которых эксплуатируется СТС; качества технического обслуживания и ремонта. Такие выводы подтверждаются исследованиями, проводимыми учеными научно – исследовательского центра (НИЦ) ГИБДД, которые проводились непосредственно по карточкам учета и актам расследования ДТП. При таких исследованиях показатель причинности технического состояния транспортных средств увеличивается до 15%, а техническое несовершенство средств контроля их технического состояния увеличивают этот показатель до 20%.
Анализ ДТП из-за неисправностей сельскохозяйственных транспортных средств представлен в таблице 2.1. Из таблицы 2.1 видно, что основной вклад в аварийность вносят неисправности тормозной системы, шасси, систем рулевого управления. Эти системы играют определяющую роль в возможности выполнения транспортных работ, последствия их неисправностей водителю очень трудно предотвратить, а в ряде случаев практически невозможно. Проблемами оценки влияния тормозных устройств на состояние безопасности транспортных процессов занимаются российские и зарубежные ученые, исследования которых описаны в работах многих ученых [20,26,31,38,45,46,79,88,112,114,115,120,122, 129,130].
Все многообразие возможных неисправностей СТС по причинности можно классифицировать тремя группами: конструктивно – производственные недостатки; некачественный ремонт; ошибки обслуживающего персонала допускаемые в процессе эксплуатации СТС. Такая классификация неисправностей необходима при разработке профилактических мероприятий, проведение которых необходимо для повышения безопасности транспортных работ.
При рассмотрении влияния неисправностей СТС на безопасность транспортных работ, необходима такая классификация, которая учитывала бы характер проявления их последствий. Исследования показали, что влияние отказов и неисправностей СТС на безопасность транспортных работ интенсивностью их проявления i , а также условной вероятностью предотвращения последствий, связанных с неисправностями rTi. Интенсивность неисправностей i рассчитывается методами теории надежности или определятся по статистическим данным эксплуатации транспортных средств. Расчет условной вероятности предотвращения последствий неисправности rTi СТС является сложной задачей, связанной с безопасностью транспортных работ. Для решения такой задачи требуются знания возможностей водителя самого сельскохозяйственного транспортного средства по предотвращению возможных последствий, связанных с неисправностью. Наиболее опасными отказами и неисправностями СТС являются те из них, которые приводят к аварии или катастрофе. В категорию опасных входят неисправности: разрушение колеса, неисправность сцепных элементов многозвенных автопоездов, разрушение конструкций рулевого управления, отказы тормозов и другие. Перечисленные отказы и неисправности являются недопустимыми в эксплуатации, здесь rTj = 0. Многие отказы и неисправности существенно не оказывают влияния на безопасность транспортных работ, здесь rTt=\. Такие неисправности в дальнейших исследованиях не будут рассматриваться. Достаточно много возникших отказов и неисправностей предотвращаются водителем, условная вероятность предотвращения их последствий находится в пределах 0 rTl. 1 Такие отказы и неисправности носят самый разнообразный характер, но конечным следствием их действий, становятся отклонение параметров движения СТС, от требуемых. В целом, по последствиям неисправности классифицируют на следующие категории:
1. Активные отказы и неисправности - способствуют изменению сил и моментов, которые действуют на сельскохозяйственные транспортные средства, они вызывают изменение параметров движения, которые бывают нежелательными. В зависимости от природы, активные отказы и неисправности классифицируются на неисправности быстрые и медленные; неисправности, апериодические и колебательные; неисправности кратковременные и постоянные.
Примерами активных отказов и неисправностей являются: отсоединение колеса; неисправность рулевого управления; неисправность тормозной системы и другие.
2. Пассивные отказы и неисправности не вызывают непосредственно изменения действующих на СТС сил и моментов, но меняют условия управления транспортным средством водителем, что в конечном итоге, может привести в усложнению дорожной ситуации.
Описание разработанного тормоза автомобиля
Отсюда следует, при равных значениях К Qk и К QS , с количественной точки зрения безразлично, в каком направлении проводить мероприятия, направленные на повышение безопасности транспортных работ: увеличение показателей надежности сельскохозяйственной транспортной техники; - снижение степени опасности ее неисправностей. При этом, если неисправность С ТС, помимо всего прочего, приводит к срыву выполнения производственного задания, то необходимо при оговоренных выше условиях в первую очередь проводить мероприятия по повышению надежности техники. Taкие мероприятия должны проводиться и в тех случаях, когда предотвращение последствий неисправностей затруднено или невозможно. Если неисправность техники не препятствует безопасному продолжению транспортных работ, то для таких неисправностей главным становится уменьшение степени их опасности.
Рассмотрим мероприятия, направленные на уменьшение степени опасности неисправностей. Эти мероприятия можно разделить на две группы— технические и эксплуатационные.
Технические мероприятия в основном связаны с применением на СТС, уменьшающих время вмешательства водителя и увеличивающих его располагаемое время при неисправностях.
Для уменьшения времени вмешательства водителя в управление и увеличения его располагаемого времени, на автомобиле необходимо применять системы разнообразной сигнализации водителю о неисправностях технических систем.
Эксплуатационные мероприятия в основном связаны с тренировкой водителей по распознаванию неисправностей и предотвращению их последствий, проводимой на тренажерах или учебных полигонах Заметим, что при неисправностях, вызывающих рефлекторное вмешательство водителя в управление, время его вмешательства тренировке практически не поддается. При таких неисправностях водители тренируют навыки распознавания источника неисправностью по поведению СТТ и принятия решения о предотвращении последствий неисправностей. К числу эксплуатационных мероприятий можно отнести рекомендации водителям при резком торможении, торможении в сложных погодных условиях. Поэтому при управлении водителю рекомендуется активная деятельность – в простейшем случае, например, держаться за рулевое колесо двумя руками, а не одной.
График построен для необходимых уровней акселерационных раздражителей. На этих графиках Р есть вероятность вмешательства водителя в управление за заданное время t после появления отказа. Из графиков следует, что при располагаемом времени 1 с, водитель с вероятностью 0,58 своевременно вмешивается в управление, если он держался за рулевое колесо двумя руками и только с вероятностью 0,25, если держался одной. 2.5 Влияние свойств системы «Водитель - система управления - СТС» на безопасность транспортных работ
При проектировании сельскохозяйственных транспортных средств, создаются характеристики контура " Водитель- системауправлен ия- СТС ». Контуру принадлежит особая роль в системе В-СТС-ОС, так как нормальное функционирование этой системы, в конечном счете, определяет уровень безопасности транспортных работ. Поэтому, если факторы, оказывающие неблагоприятное влияние на работоспособность контура " Водитель- системауправлен ия- СТС », необходимо рассматривать как недостатки в его работе, то уровень безопасности транспортных работ, закладываемый на этапе проектирования СТС, будет определяться устойчивостью этого контура при различных условиях транспортных процессов. Перед исследователями стоит непростая задача разработки математической модели оценки свойств контура «Водитель - система управления - СТС». Основная трудность в разработке математической модели системы управления СТС состоит в математическом описании действий водителя, затрудняет решение поставленной задачи случайность, нелинейность, нестационарность его действий, остальные элементы контура не вызывают особых принципиальных трудностей.
Однако, в настоящее время, уже существуют частные модели как разработанные так и разрабатываемые, которые позволяют исследовать устойчивость замкнутого контура управления, правильно описать действия водителя в конкретных дорожных ситуациях [122, 123].
Расчет экономической эффективности от внедрения тормозного устройства
Рассмотрим ограничения, связанные с моментом торможения колеса. Момент, создаваемый тормозом, препятствующий вращению, можно МЮР = k T p.t считать пропорциональным давлению торможения: ТОР ТТОР . Максимальный момент получается при максимальном давлении i max _ 7 max ТОР ТгТОР . При торможении катящегося колеса, на контакте, возникает сила Тк 5 создающая совместно с силой, приложенной к оси колеса, уравновешивающий момент Мк =TK(R-S) = Мтор . Пока соблюдается это равенство, качение колеса происходит без проскальзывания контакта относительно грунта. Угловая скорость колеса V w г, уменьшается при увеличении Мтор, так как покрышка растягивается перед контактом в окружном направлении и увеличивается путь, проходимый колесом за один оборот (растет радиус К-КАЧ), который при незаторможенном колесе равен і RKA4=(K- S) R где 0 – радиус колеса, м; величина обжатия колеса на стоянке, м. Сила контакта Тк ограничена по своей величине Тк — f-lTP P K MAX следовательно, ограничен и максимальный момент Мк — }ЛтрРкуК д) 113 создаваемый колесом. Величина Мк может меняться при эксплуатации транспортного средства в очень широких пределах как за счет изменения коэффициента МТР , зависящего от состояния дорожного покрытия и скорости движения транспортного средства, так и за счет силы РК , зависящей от массы транспортного средства. В начале движения ТК и Мк могут быть в несколько раз меньше, чем в конце. Обозначим давление торможения, при котором МТОР - МК , через р ПТ 1 О П Т ТОР . При торможении р ТОР РТОР момент, создаваемый тормозом, становится больше Mf . Возникающий избыточный момент ЛМ - МТОР — МК — SКIK , вызывает угловое замедление колеса, угловая скорость которого уменьшается и появляется проскальзывание контактной площадки колеса со скоростью t V CK=V- a RКАЧ = J sRМАХ dt CK-V-mpMAX 0 гд е RКМААЧХ - радиус качения при ТОР - М К При качении колеса с проскальзыванием (при юзе) работа dAИЗ = Т к СК производит износ покрышки, a работа аЛТОр = 1 к(у —УСК)Ш производит нагрев тормоза. Поэтому с увеличением проскальзывания возрастает износ покрышки (возрастает доля кинетической энергии транспортного средства, затрачиваемая на износ). Полностью заторможенное колесо скользит по дорожному покрытию одной точкой (юз). Коэффициент МТР и ТКМАХ при юзе несколько уменьшаются. При торможении МТОР МКМАХи сила ТТОР ТКМАХ. Для большинства колес из-за ограниченных возможностей размещения тормоза внутри барабана макси 114 мальный момент, который они в состоянии создать при рТОР , равен: M 0f = (0,35...0,40)PCTK(R-S). Из-за переменности величины Мк водитель оказывается не в состоянии выдерживать все время нужное давление торможения и выполнение этой задачи возлагают на специальное устройство, антиблокировочную систему.
Предлагается АБС, разработанная автором, принципиальная схема которой, изображена на рисунке 3.12 (патент №107736, приложение К).
Система работает следующим образом. При включении включателя 5 электрическая система АБС включается в систему электрообеспечения транспортного средства. После запуска двигателя компрессор 1 начинает нагнетать сжатый воздух в пневматическую систему транспортного средства. Через фильтр 2 и редуктор 3 воздух под давлением накапливается в ресивере и дежурит у тормозного крана. При нажатии на педаль управления тормозной системой, сжатый воздух подается в тормозную систему, включается включатель 4, при этом запитываются электрической энергией электромагнитные клапаны 9 и инерционные датчики 10 - электрический контур антиблокировочной системы готов к работе.
Воздух также через ускоритель 18 запитывает пневмоаккумулятор 13, через переключатели 12 подается к тормозам 11, колеса затормаживаются. При появлении блокировки колес (юза) на любом из колес срабатывает инерционный датчик 10 данного колеса, при этом замыкаются электрические контакты инерционного датчика 10, которые подают электрический сигнал на электромагнитный клапан 9. Электромагнитный клапан срабатывает, сжатый воздух стравливается из тормозной системы, давление в тормозе данного колеса уменьшается, юз прекращается, система АБС колеса возвращается в исходное рабочее состояние. В случае отказа основного тормозного контура давление воздуха, находящегося в пневмоаккумуляторе, через переключатели 11 поступает в тормоз колеса, колесо затормаживается.
Главным элементом системы АБС является датчик, (рис.3.13). Датчик инерционного типа, реагирующий на угловое замедление колеса Є К , возникающее при появлении избыточного момента торможения (при появлении проскальзывания). Рассмотрим работу датчика.