Литвинов управляемость и устойчивость автомобиля
Управляемость и устойчивость автомобиля. Литвинов А. 1971
Инструкция по уходу за грузовым автомобилем АМО-3 в 2.5 тонны. 1932
Акт сдачи-приёмки этапа 1 от 19 декабря 2014
Акт сдачи-приёмки этапа 2.1 от 30 июня 2015
Акт сдачи-приёмки этапа 2 от 29 апреля 2015
Акт сдачи-приёмки этапа 3.1 от 18 декабря 2015
Акт сдачи-приёмки этапа 3 от 2 октября 2015
Дополнительное соглашение № 3 к государственному контракту ЕПМ-ОКР
Дополнительное соглашение № 1 к государственному контракту ЕПМ-ОКР
Дополнительное соглашение № 5 к государственному контракту ЕПМ-ОКР
ФОРУМ ПТИА-АВТО
Актуальная информация о технической экспертизе и сертификации транспортных средств при тюнинге, переоборудовании, модернизации и ремонте, а также о проверке цистерн для перевозки опасных грузов
Устойчивость и управляемость автомобиля
Устойчивость и управляемость автомобиля
Сообщение Алексей » 23 мар 2017, 14:00
Устойчивость — это способность автомобиля двигаться в разнообразных условиях без опрокидывания, заноса и увода. Понятия устойчивость и управляемость тесно переплетаются и их следует рассмотреть совместно. Причинами, вызывающими нарушение устойчивости и управляемости автомобиля, наиболее часто являются воздействующие на автомобиль боковые силы. Особенно высокие требования к устойчивости предъявляются при работе автомобиля на скользких дорогах и при движении с большими скоростями.
Различают:
-продольную;
-поперечную;
-боковую устойчивость автомобиля.
Способность автомобиля сохранять устойчивость в поперечном направлении (поперек дороги) называется поперечной устойчивостью, например при движении по дороге с поперечным уклоном или по косогору. Потеря автомобилем поперечной устойчивости (опрокидывание через левые или правые колеса) тем менее вероятна, чем шире колея (расстояние между колесами) и ниже расположен центр тяжести. Значительное повышение центра тяжести вследствие высоты груза снижает поперечную устойчивость автомобиля.
Технический Регламент Таможенного Союза (ТР ТС 018/2011) предъявляет требования к поперечной статической устойчивости транспортного средства при испытаниях при опрокидывании для транспортных средств категорий M, N, O (применительно к категории М1 – только для транспортных средств категории G только в отношении подпункта 4.2.1, Приложение 3).
ТР ТС 018/2011 определяет, что под углом статической устойчивости αсу понимается угол наклона опорной поверхности α опрокидывающей платформы относительно горизонтальной плоскости, при котором произошел отрыв всех колес одной стороны одиночного транспортного средства максимальной массы от опорной поверхности платформы. Величина угла αсу, полученная в результате технического расчета, должна быть не менее нормативного значения αн = 21° зависящего от коэффициента qs поперечной устойчивости транспортного средства и определяемого расчетным путем по формулам.
Боковой устойчивостью называют способность автомобиля противостоять влиянию боковых сил, вызывающих скольжение задней или передней оси в сторону (боковой занос).
Рис. 2. Сила сцепления колес с дорогой, изображенная в виде круга, используется: а — на создание силы тяги (вектор Р); б — на создание тормозной силы (вектор Рт ); в — на удержание автомобиля от боковых сил (вектор Рб); г — на создание силы тяги и удержание автомобиля от боковых сил (вектор Рs ); д — на создание тормозной силы и удержание автомобиля от боковых сил (вектор Ръ )
Загородное шоссе иногда имеет выпуклый поперечный профиль, часто переходящий на повороте в односторонний уклон, как в сторону центра поворота, так и в сторону от центра поворота. В последнем случае боковая устойчивость автомобиля резко снижается, так как боковая сила, вызывающая занос, и центробежная сила, опрокидывающая автомобиль, направлены в одну сторону от центра поворота.
Известны случаи, когда боковой занос заканчивается опрокидыванием автомобиля. Опрокидывание автомобиля может также произойти от резкого поворота руля на высокой скорости.
Управляемость автомобиля
Управляемость — свойство автомобиля изменять направление движения при изменении положения управляемых колес. Качественно это свойство можно оценивать по степени приближения фактической траектории движения автомобиля к желаемой. В реальных дорожных условиях постоянно возникает необходимость корректирования или изменения направления движения автомобиля. Это достигается воздействиями водителя через рулевое управление на управляемые колеса. Действия водителя, направленные на сохранение или изменение величины и направления скорости движения, а также ориентации продольной оси автомобиля, называются управлением. Управление автомобилем является основной производственной функцией водителя. Для успешного осуществления этой функции автомобиль должен обладать соответствующими свойствами: адекватно реагировать на управляющие воздействия водителя; обеспечивать устойчивое прямолинейное движение и движение на повороте; сохранять нейтральное положение управляемых колес (занимаемое ими при прямолинейном движении) и автоматически возвращаться в него после совершения поворота; исключать колебания управляемых колес. Эти свойства определяют надежность и эффективность управления автомобилем и его устойчивое движение. Свойства управляемости и устойчивости тесно взаимосвязаны и имеют много общих черт. Они зависят от одних и тех же параметров механизмов автомобиля — рулевого управления, подвески, шин, распределения масс между мостами и др. Различие состоит лишь в способах оценки критических параметров движения автомобиля. Параметры, характеризующие свойства устойчивости, определяются без учета управляющих воздействий, а параметры, характеризующие свойства управляемости, — с их учетом. Для оценки управляемости автомобиля предложено множество показателей. Устойчивость управления характеризуется свойством системы водитель — автомобиль выполнять с оговоренной заранее точностью на заданном отрезке пути задаваемые характеристики движения. Характеристики движения определяют зависимости изменения скорости, траектории, курсового угла и угла крена подрессоренной массы в функции времени или пути. В правилах ООН № 79, в ГОСТ Р 31507-2012 и предусмотрены следующие показатели и характеристики управляемости автомобиля и автопоезда [20]:
1) скорость самовозврата рулевого колеса;
2) остаточное значение угла поворота рулевого колеса;
3) заброс угла поворота рулевого колеса;
4) время стабилизации;
5) усилие на рулевом колесе при повороте на месте;
6) усилие на рулевом колесе при движении автомобиля по круговой траектории;
7) характеристика траекторной управляемости при установившемся круговом движении;
8) характеристика заброса угловой скорости автомобиля (или прицепа) над установившимся значением этой скорости при входе в поворот;
9) характеристика обратного заброса угловой скорости прицепа при входе в поворот;
11) максимальная скорость выполнения маневра «поворот»;
12) характеристика углов поворота рулевого колеса;
13) характеристика скоростей поворота рулевого колеса;
14) средняя скорость корректирующих поворотов рулевого колеса при прямолинейном движении.
Устойчивость автомобиля вместе с его управляемостью и тормозной динамичностью обусловливают безопасность движения.
Управляемость и устойчивость автомобиля. / А.С. Литвинов
О произведении
Другие книги автора
ПРЕСС-ВАЛКОВЫЙ ИЗМЕЛЬЧИТЕЛЬ Федеральный институт промышленной собственности, отделение ВПТБ
Устройство для измерения нормальных сил Федеральный институт промышленной собственности, отделение ВПТБ
Устройство для измерения силы Федеральный институт промышленной собственности, отделение ВПТБ
Автомобиль М-20 «Победа» / Андрей Сергеевич Литвинов Тюменская областная научная библиотека им. Д. И. Менделеева
Шасси автомобиля : Конструкция и элементы расчета Новосибирская государственная областная научная библиотека
Шасси автомобиля. Конструкция и элементы расчета / А.С. Литвинов, Р.В. Ротенберг, А.К. Фрумкин Иркутская областная государственная универсальная научная библиотека им. И.И.Молчанова-Сибирского
Пожалуйста, авторизуйтесь
Ссылка скопирована в буфер обмена
Вы запросили доступ к охраняемому произведению.
Это издание охраняется авторским правом. Доступ к нему может быть предоставлен в помещении библиотек — участников НЭБ, имеющих электронный читальный зал НЭБ (ЭЧЗ).
В связи с тем что сейчас посещение читальных залов библиотек ограничено, документ доступен онлайн. Для чтения необходима авторизация через «Госуслуги».
Для получения доступа нажмите кнопку «Читать (ЕСИА)».
Если вы являетесь правообладателем этого документа, сообщите нам об этом. Заполните форму.
Методика расчетной оценки управляемости и устойчивости автомобиля на основе результатов полигонных испытаний – часть 1
На правах рукописи
Шадрин Сергей Сергеевич
МЕТОДИКА РАСЧЕТНОЙ ОЦЕНКИ
УПРАВЛЯЕМОСТИ И УСТОЙЧИВОСТИ АВТОМОБИЛЯ
НА ОСНОВЕ РЕЗУЛЬТАТОВ ПОЛИГОННЫХ ИСПЫТАНИЙ
Специальность 05.05.03 – колесные и гусеничные машины
диссертации на соискание ученой степени
кандидата технических наук
Работа выполнена в Московском автомобильно-дорожном институте (государственном техническом университете) на кафедре «Автомобили»
доктор технических наук, профессор Иванов Андрей Михайлович
доктор технических наук, профессор
Борисевич Владимир Борисович
кандидат технических наук, профессор
Селифонов Валерий Викторович
(научно-исследовательский автомобильный и автомоторный институт)
Защита состоится «28» декабря 2009 г. в 10 ч. 00 мин. на заседании диссертационного совета Д 212.126.04 ВАК РФ при МАДИ (ГТУ) по адресу: 125319, Москва, Ленинградский проспект 64, ауд. 42.
С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке университета.
Автореферат разослан «____» ноября 2009 г.
Отзывы на реферат просим представлять в двух экземплярах с подписью, заверенной печатью, в адрес диссертационного совета.
Телефон для справок 8-499-155-93-24
Ученый секретарь совета
доктор технических наук, В. А. Максимов
ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ
Управляемость и устойчивость автомобиля являются важнейшими эксплуатационными свойствами и составляющими активной безопасности автомобиля, оценке этих свойств во всем мире придается большое значение.
Расчетные методики оценки рассматриваемых свойств зачастую теряют свои преимущества ввиду отсутствия достоверных исходных данных об исследуемом объекте. Трудно получить исходные данные характеристик взаимодействия рассматриваемых пневматических шин с опорной поверхностью, характеристик систем подрессоривания объекта исследования, главных моментов инерции, коэффициентов сопротивления движению и т. д.
Многообразие экспериментальных методик оценки управляемости и устойчивости превращает процесс проведения испытаний в длительный и дорогостоящий. Кроме того, современные методики, предусматривающие задание четкого управляющего воздействия на рулевое колесо требуют применения рулевых роботов, имеющих высокую стоимость.
Разработка методики расчетной оценки параметров управляемости и устойчивости автомобиля, базирующейся на получении исходных данных для математической модели движения автомобиля на основе результатов ограниченного количества полигонных испытаний, позволит оценить динамику движения исследуемого объекта посредством имитационного моделирования, что может быть применено для сокращения сроков проектирования, испытаний, доводки АТС, проведения НИОКР и является актуальным.
Целью данной работы является разработка методики расчетной оценки управляемости и устойчивости автомобиля с помощью математической модели движения, исходные данные для которой получены на основе результатов ускоренных полигонных испытаний.
В соответствии с поставленной целью была сформулирована следующая программа исследований:
— спланировать и провести натурный эксперимент;
— расчетными методами идентифицировать максимальное количество заведомо неизвестных параметров автомобиля, используя при этом наименьшее количество измерений;
— по экспериментальным данным разработать математическую модель автомобиля, отражающую физическую суть протекающих процессов и позволяющую моделировать различные испытания исследуемого автомобиля;
— проверить адекватность разработанной математической модели;
— посредством имитационного моделирования провести испытания, требующие применения рулевых роботов.
Динамические процессы управляемого движения легкового автомобиля.
Теоретические исследования проводились на основе фундаментальных положений теоретической механики и теории автомобиля. Реализация разработанной методики осуществлялась с использованием пакетов прикладных программ TurboLab, MatLab. Экспериментальные исследования проводились в условиях испытательного полигона ФГУП НИЦИАМТ НАМИ.
Научная новизна результатов проведенного исследования
Научная новизна диссертационной работы заключается:
§ в создании методики расчетной оценки управляемости и устойчивости автомобиля на основе исходных данных, полученных по результатам ускоренных полигонных испытаний;
§ в разработке метода идентификации конструктивных свойств и параметров автомобиля по проведению статического взвешивания и трех экспериментальных заездов (прямолинейное движение накатом, стационарное круговое движение, «змейка») с фиксацией пяти кинематических параметров (продольная и боковая скорости, угловая скорость относительно вертикальной оси, боковое ускорение, угол поворота рулевого колеса);
§ в разработке имитационной модели криволинейного движения автомобиля, сочетающей структурированное аналитическое описание динамики автомобиля с экспериментально-расчетными эмпирическими зависимостями «приведенных» шин и др.;
§ в предложении расчетной зависимости боковой реакции, действующей в пятне контакта «приведенной» пневматической шины с опорной поверхностью, от угла увода при нестационарном движении.
Практическая значимость результатов диссертации
Предложена методика, позволяющая проводить имитационное моделирование криволинейного движения автомобиля с высокой точностью, определяемой экспериментальным характером получения исходных данных.
Разработанный метод получения характеристик «приведенной» шины позволяет оценить степень динамического запаздывания реакции автомобиля на управляющее воздействие.
Реализация результатов работы
Разработанная методика может быть использована при проектировании, испытаниях и доводке АТС. Может быть использована для определения степени влияния систем динамической стабилизации на свойства управляемости и устойчивости автомобиля в сравнении с базовым и для сравнения эксплуатационных свойств разных автомобилей, в том числе одной модели.
Разработанная методика расчетной оценки управляемости и устойчивости может быть использована в учебном процессе, как элемент компьютерного моделирования динамических процессов.
Разработанная методика внедрена в учебный и научно-исследовательский процесс МАДИ (ГТУ) и МГТУ МАМИ.
На защиту выносятся:
1. Методики расчетной оценки управляемости и устойчивости автомобиля.
2. Метод идентификации конструктивных свойств и параметров автомобиля по проведению ограниченного количества испытаний.
3. Имитационная модель криволинейного движения автомобиля.
4. Расчетная зависимость «приведенной» боковой реакции, действующей в пятне контакта пневматической шины с опорной поверхностью, от угла увода при нестационарном движении.
5. Результаты применения методики.
Основные результаты исследований были доложены на 65, 66, 67 научно-методических и научно-исследовательских конференциях Московского автомобильно-дорожного института (ГТУ), всероссийской научно-практической конференции молодых ученых «Российский автопром: теоретические и прикладные проблемы механики и машиностроения» института машиноведения им. Благонравова РАН, научно-технической конференции, посвященной 70-летию факультета «Специальное машиностроение» МГТУ им. Н. Э. Баумана, 61-ой конференции «Перспективы развития автомобильной техники. Конструктивная безопасность АТС», международной научно-практической конференции «Прогресс транспортных средств и систем – 2009»
По теме диссертации опубликовано четыре печатных работ, в т. ч. 1 в изданиях из перечня ВАК РФ.
Диссертация состоит из введения, пяти глав, основных выводов, списка литературы (127 наименований) и приложения.
Диссертация изложена на 132 страницах машинописного текста, содержит 1 таблицу и 57 рисунков.
Во введении раскрывается актуальность проблемы, обозначаются пути ее решения, формулируется цель исследования.
В первой главе проводится обзор и анализ работ в области управляемости и устойчивости автомобиля, приводятся критерии оценки рассматриваемых свойств, исследуется состояние вопроса математического моделирования динамики движения автомобиля.
Исследованиям управляемости и устойчивости посвятили свои работы: А. С.Литвинов, Д. А.Антонов, Б. Л.Бухин, А. Б.Дик, Я. Е.Фаробин, Е. А.Чудаков, С. В.Бахмутов, Л. Л.Гинцбург, Р. П.Кушвид, В. Г.Бутылин, О. В.Майборода, Э. Н.Никульников, Я. М.Певзнер, А. А.Хачатуров, J. R.Ellis, Y. Furukawa, H. B.Pacejka и др.
Проведенный анализ позволяет сделать следующие выводы: 1) для оценки свойств управляемости и устойчивости существует достаточное количество показателей и методик; 2) расчетные методы оценки рассматриваемых свойств зачастую теряют свои преимущества ввиду отсутствия достоверных исходных данных об исследуемом объекте; 3) разнообразие экспериментальных методов превращает процесс проведения испытаний в длительный и дорогостоящий. Проведенный анализ позволил сформулировать цель и задачи исследования.
Вторая глава посвящена подготовке и проведению эксперимента.
Методика повышения устойчивости и улучшения управляемости автомобиля с комбинированной энергетической установкой при изменении типа привода в процессе движения тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.05.03, кандидат технических наук Баулина, Елена Евгеньевна
Оглавление диссертации кандидат технических наук Баулина, Елена Евгеньевна
1. АНАЛИЗ ТИПОВ ПРИВОДОВ СОВРЕМЕННЫХ АВТОМОБИЛЕЙ.
1.1. Анализ существующей терминологии, относящейся к автомобилям с КЭУ.
1.2. Классификация КЭУ.
1.2.1. Классификация по функциям.
1.2.2. Классификация по схемам.
1.3. Проблемы управляемости и устойчивости автомобилей с переменным типом привода.
1.4. Приводы автомобилей с подключаемыми ведущими мостами.
1.5. Выводы по главе.
2. АНАЛИЗ РАБОТ, ПОСВЯЩЁННЫХ ИССЛЕДОВАНИЯМ УСТОЙЧИВОСТИ
И УПРАВЛЯЕМОСТИ АВТОМОБИЛЯ.
2.1. Анализ терминологии в отношении устойчивости и управляемости автомобиля.
2.2. Математическое моделирование движения автомобиля при решении задач его управляемости и устойчивости.
2.3. Критерии оценки устойчивости и управляемости автомобиля.
Рекомендованный список диссертаций по специальности «Колесные и гусеничные машины», 05.05.03 шифр ВАК
Анализ и выбор эффективного распределителя мощности в трансмиссии легкового автомобиля и квадрицикла 2012 год, кандидат технических наук Пономарев, Василий Михайлович
Выбор и обоснование конструктивных параметров межколесного самоблокирующегося дифференциала легкового автомобиля 2008 год, кандидат технических наук Каверина, Эвелина Витальевна
Разработка методики оптимизации законов управления автоматической трансмиссией полноприводного автомобиля по ряду эксплуатационных показателей 2010 год, кандидат технических наук Гусаков, Дмитрий Николаевич
Научные методы совершенствования трансмиссии и рулевого управления при модернизации автомобилей многоцелевого назначения 2013 год, доктор технических наук Мурог, Игорь Александрович
Улучшение некоторых технико-эксплуатационных свойств автомобиля с помощью комбинированной энергоустановки 2006 год, кандидат технических наук Ноздрин, Алексей Васильевич
Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Методика повышения устойчивости и улучшения управляемости автомобиля с комбинированной энергетической установкой при изменении типа привода в процессе движения»
Наибольшие проблемы, создаваемые автомобилем, связаны с установкой на нём двигателя внутреннего сгорания (ДВС). Одним из основных его недостатков, на который в настоящее время обращают особое внимание, является’ выделение токсичных веществ с отработавшими газами (ОГ), что связано с применяемым топливом и особенностями рабочего процесса ДВС. Современное состояние науки и техники не позволяет существенно снизить количество и токсичность ОГ по сравнению с резульt татами, достигнутыми к настоящему времени.
Необходимо отметить, что в настоящее время не существует альтернативного источника механической энергии. Попытки применить электрический двигатель (ЭД) не привели к практическим результатам, так как в настоящее время не существует дешёвых и легких накопителей электрической энергии. Кроме того, если оценивать эффективность всего цикла получения электрической энергии от её источника (ГЭС, ТЭЦ, АЭС) и до привода автомобиля в движение, то КПД такой системы может оказаться меньше, чем у ДВС. Применение на автомобилях водорода также не нашло широкого распространения в силу ряда недостатков. Поэтому пути решения проблемы нужно искать в оптимизации алгоритмов работы традиционного силового агрегата.
Количество вредных выбросов связано с количеством топлива, потребляемого ДВС. Таким образом, снижение путевого расхода топлива автомобиля может привести к снижению токсичности ОГ автомобиля.
Дальнейшее существенное повышение топливной экономичности ДВС (т.е. снижение его удельного расхода) практически невозможно. Топливную экономичность автомобилягможно несколько повысить, если обеспечить работу ДВС по характеристике минимальных удельных расходов-топлива (ХМУР) с обеспечением минимальной токсичности выхлопных газов, сохраняя4 при-этом все необходимые показатели производительности транспортной единицы. В-этом случае скорость автомобиля может регулироваться за счёт изменения передаточного числа трансмиссии, которое задается водителем. Такой способ регулирования применяется-на автомобилях с механическими, бесступенчатыми трансмиссиями.
Совместить работу ДВС по характеристике минимальных удельных расходов и использовать рекуперацию энергии возможно применением на автомобиле комбинированной энергетической установки (КЭУ)1. Автомобили с КЭУ отличаются от традиционных наличием двух двигателей (ДВС и электрического), имеющих разные источники энергии и работающих по определённому алгоритму.
Серийное производство автомобилей с КЭУ началось в 1997 году. Расширяется круг производителей, охватывая большинство ведущих фирм, включая такие как Toyota, Lexus, Honda, Citroen, Audi и др. Труднее назвать фирму, не имеющую в своей производственной программе автомобиль подобного типа или не заявившую о своих намерениях начать разработку и производство.
В 2006 г. в Японии было продано 90410 автомобилей с КЭУ, что на 47,6% больше, чем в 2005 г. В 2006 году продажи автомобилей с КЭУ в США выросли на 22% в сравнении с 2005 годом и занимали 1,5% рынка новых легковых автомобилей. В 2007 году продажи автомобилей с КЭУ в США выросли на 38% в сравнении с 2006 годом и занимали уже 2,15% рынка новых легковых автомобилей. Столь быстрые темпы роста производства можно объяснить тем, что автомобили с КЭУ обладают рядом достоинств и в ближайшее время могут существенно потеснить на рынке традиционные автомобили.
Наиболее перспективно применение автомобилей с КЭУ в крупных городах с большим автомобильным парком. КЭУ могут устанавливаться на городских автобусах, легковых автомобилях, развозных грузовиках. Кроме того, применение КЭУ це
Возможны различные схемы КЭУ: последовательная; параллельная; дифференциальная. В’случае параллельной схемы КЭУ с приводом на разные оси от разных источников энергии, при переходе с работы от одного двигателя на работу от другого у автомобиля неизбежно меняется его тип привода. Например; движение автомобиля^ начавшееся на электродвигателе с приводом на переднюю ось, может продолжиться на ДВС с приводом на заднюю, и наоборот. Алгоритм управления КЭУ автоматизирован, и, как правило, создаётся с целью повышения топливной экономичности автомобиля при сохранении; энергетического баланса. В этом случае переключение силовой установки происходит независимо от типа привода автомобиля. Таким ;образом, смена привода не зависит от водителя и дорожно-климатических условий- может произойти в любой момент во время? движения, в том числе на относительно высокой скорости, при изменении направления движения автомобиля. Особенно неприятными5 могут быть последствия неожиданной смены типа привода при движении по скользким дорогам, т. к. могут привести к потере устойчивости автомобиля; Следовательно,, возникает необходимость исследования влияния смены привода на устойчивость и управляемость автомобиля.
Таким образом, предметом исследования становится легковой автомобиль с КЭУ и изучение его поведения при смене типа привода во время движения по криволинейной траектории.