Дугельний Володимир Миколайович. Покращення показників курсової стійкості легкового автомобіля з урахуванням силової неоднорідності його шин

Краткое описание

Дугельний Володимир Миколайович. Покращення показників курсової стійкості легкового автомобіля з урахуванням силової неоднорідності його шин : дис... канд. техн. наук: 05.22.02 / Національний транспортний ун-т. - К., 2006.

Дугельний В. М. Покращення показників курсової стійкості легкового автомобіля з урахуванням силової неоднорідності його шин - Рукопис.
Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.22.02 - Автомобілі та трактори. - Національний транспортний університет, Київ, 2006.
У роботі наведено результати дослідження впливу силової неоднорідності пневматичних шин на показники курсової стійкості легкового автомобіля.
Складено диференціальні рівняння руху автомобіля з урахуванням силової неоднорідності пневматичних шин, рішення яких дозволило визначити оптимальні значення крутильної жорсткості керованого колісного модуля.
Визначено умови небезпечно-безпечної втрати стійкості прямолінійного руху моделі автомобіля з керуючим колісним модулем, для якого взаємодія коліс з опорною поверхнею в бічному напрямку описана нелінійною гіпотезою відведення. Показано, що при безпечній втраті стійкості прямолінійного руху автомобіль із надлишковою повороткістю переходить на стійкий круговий режим досить великого радіуса; порушення умови безпечної втрати стійкості призводить до необмеженого росту бічної складової швидкості центра мас і спіралевидного руху автомобіля в площині дороги.
Матеріали дисертаційної роботи впроваджені СТО „Opel” ТОВ „Gratium Ltd” офіційного дилера „Adam Opel AG” при розробці нових методів діагностування технічного стану легкових автомобілів, а також відділенням автотехнічних експертиз і товарознавчої діяльності науково-дослідного експертно-криміналістичного центру при УМВС України в Донецькій області при проведенні автотехнічних експертиз дорожньо - транспортних пригод.

1. Курсова стійкість є одним з найбільш важливих експлуатаційних властивостей сучасного автомобіля. Постійне зростання швидкостей руху транспортних засобів викликає необхідність проведення оцінки показників курсової стійкості, пошуку шляхів оптимізації параметрів, що впливають на зазначені показники, тому що найчастіше втрата курсової стійкості транспортного засобу супроводжується виникненням дорожньо - транспортних пригод (ДТП).
Конструктивно параметри курсової стійкості автомобіля тісно пов'язані з пружними властивостями пневматичних шин, які в процесі експлуатації автомобіля не залишаються постійними, що приводить до зміни параметрів курсової стійкості, а отже й безпеки експлуатації автомобіля.
2. Установлено вплив нелінійного характеру сил відведення й силової неоднорідності пневматичної шини по її окружності, обумовленої наявністю кутового й конусного ефектів, на величину сумарних поперечних сил, що діють у плямі контакту шини з опорною поверхнею, що дозволяє прогнозувати стійкість і керованість автомобіля у всьому діапазоні керуючих параметрів: поздовжньої швидкості руху й кута повороту керованих коліс.
3. Розроблено математичну модель автомобіля, що враховує силову неоднорідність шини по її окружності при визначенні бічних реакцій, що дозволяє визначати параметри траєкторії руху центра мас автомобіля як на сталих, так і несталих режимах руху й установити момент втрати курсової стійкості.
4. Спроектований, виготовлений і налагоджений спеціальний стенд для випробування шин автомобіля, у якому враховані вимоги ГОСТ 4754-97 щодо випробування шин легкових автомобілів на силову неоднорідність. Випробування широко розповсюджених шин легкових автомобілів типу 175/70 R13 дозволили встановити:
фактичну величину коливання бічної сили в плямі контакту шини з дорогою, що викликане силовою неоднорідністю шин;
вплив зміни силових характеристик автомобільної шини на характер взаємодії шини з опорною поверхнею;
вплив зміни структурних параметрів автомобільної шини, зокрема, нерівномірного зношування рисунка протектора, ушкодження боковини шини на її силові характеристики й експлуатаційні властивості.
5. Визначено критичну швидкість руху автомобіля з урахуванням нелінійної характеристики залежності бічної сили від кута відведення, силової неоднорідності шини по її окружності для велосипедної моделі й моделі, що враховує колію автомобіля. Показано, що при силовій неоднорідності коліс передньої осі, що виражається у вигляді кутового ефекту і відповідає куту відведення ±0,1 рад, область стійкості розширюється - збільшується на 4,1 - 6,35 % критична швидкість прямолінійного руху й на 6,7 - 7,9 % критична швидкість кругових стаціонарних режимів.
6. Визначено умови небезпечно-безпечної втрати стійкості прямолінійного руху моделі автомобіля з керуючим колісним модулем, для якого взаємодія коліс з опорною поверхнею в бічному напрямку описана нелінійною гіпотезою відведення. Установлено оптимальні значення крутильної жорсткості керуючого колісного модуля для легкових автомобілів. Показано, що при безпечній втраті стійкості прямолінійного руху автомобіль із надлишковою повороткістю переходить на стійкий круговий режим досить великого радіуса; порушення умови безпечної втрати стійкості (коли коефіцієнт крутильної жорсткості керуючого колісного модуля виходить за межі оптимальних значень) призводить до необмеженого росту бічної складової швидкості центра мас і спіралевидного руху автомобіля в площині дороги.
7. Результати дослідження прийняті до впровадження СТО «Opel» ТОВ «Gratium Ltd» офіційного дилера «Adam Opel AG», а також відділенням автотехнічних експертиз і товарознавчої діяльності науково-дослідного експертно-криміналістичного центру при УМВС України в Донецькій області.