СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ НЕРАВНОМЕРНОСТИ ДЕЙСТВИЯ ТОРМОЗОВ АВТОМОБИЛЕЙ Российский патент 2004 года по МПК G01M17/07 

Изобретение относится к области технической диагностики, в частности к области встроенной диагностики тормозных систем автомобиля.

Известен способ определения неравномерности действия тормозов по проверке устойчивости автотранспортного средства (АТС) при торможении в дорожных условиях путем выполнения торможений в пределах нормативного коридора движения. Ось, правую и левую границы коридора движения предварительно обозначают параллельной разметкой на дорожном покрытии. АТС перед торможением должно двигаться прямолинейно с установленной начальной скоростью по оси коридора. Выход АТС какой-либо его частью за пределы нормативного коридора движения устанавливают визуально по положению проекции АТС на опорную поверхность или по прибору для проверки тормозных систем в дорожных условиях при превышении измеренной величиной смещения АТС в поперечном направлении половины разности ширины нормативного коридора движения и максимальной ширины АТС.

Недостатком этого способа является то, что неравномерность действия тормозов оценивается по косвенному показателю, что не обеспечивает необходимой точности измерения неравномерности действия тормозов.

Известен способ определения неравномерности действия тормозов, который основан на определении неравномерности путем одновременного вычисления интегралов от угловых замедлений колес одного моста в течение установленного времени τ на участке нарастания угловых замедлений

(см. Габитов Н.Ш. Исследование влияния встроенного диагностирования тормозов и системы зажигания на эксплуатационные свойства автомобиля: Дис....канд. техн. наук. - М., 1980. - 178с).

Недостатком этого способа является то, что неравномерность действия тормозов определяется по измерениям интегралов только от угловых замедлений колес, хотя известно, что угловые замедления колес зависят не только от величины тормозного момента, но и от состояния дорожного покрытия, вертикальной нагрузки на колеса и других факторов, которые определяют величину момента, создаваемого продольной реакцией дороги, что вытекает из известного уравнения.

где М_T - тормозной момент;

Мϕ - момент, создаваемый продольной реакцией дороги;

М_j - инерционный момент колеса.

Сущность предлагаемого способа вытекает из анализа указанного уравнения (1).

Инерционный момент колеса определяется по следующему выражению:

где J_К - момент инерции колеса;

- угловое ускорение колеса.

Известно, что

где Р_Z - нормальная реакция дороги;

P_x - тангенциальная реакция дороги;

r∂ - динамический радиус колеса;

ϕ - коэффициент продольного сцепления.

Для определения момента, создаваемого продольной реакцией дороги, необходимо знание характеристик взаимодействия колеса с дорогой.

Сцепление колеса с дорогой характеризуется величиной коэффициента сцепления ϕ _x, представляющего собой отношение тангенциальной реакции дороги к нормальной реакции на колесе:

Но в настоящее время не существует способов определения коэффициента сцепления ϕ _x в реальных условиях эксплуатации автомобилей без применения специальных методик и оборудования (см. Работа автомобильной шины. Под ред. В.И.Кнороза. М.: Транспорт, 1976, - с.120).

В последнее время выполнено большое количество исследований, в которых взаимодействие колеса с опорной поверхностью описывается ϕ -S зависимостями.

При этом коэффициент скольжения S определяется

где - теоретическая скорость колеса;

- радиус качения колеса в свободном режиме;

V_Д=r_кω _к - действительная скорость колеса;

r_к - радиус качения колеса, соответствующий передаваемому моменту через колесо;

ω _к - угловая скорость колеса.

В начальный момент, когда тормозной момент не превышает 60% значения, при котором наступает юз, происходит упругое проскальзывание шины, что вызывает соответствующее изменение радиуса качения колеса, который может быть определен с достаточной точностью по известной формуле (см. Петрушов и др. Сопротивление качению автомобилей и автопоездов. - М.: Машиностроение, 1975. – 225с.):

где Р_х - тангенциальная реакция дороги, Н;

γ - коэффициент тангенциальной эластичности шины, м/Н.

Используя формулы (5) и (6), получим следующее выражение закона проскальзывания при линейном изменении радиуса качения колеса

Отсюда выразим величину Р_х

С учетом (8) выражение (3) можно представить в виде

В связи с тем что практические данные для коэффициента γ более ограничены, чем для коэффициента тангенциальной эластичности λ , измеряемого в м/Нм, воспользуемся зависимостью (см. Петрушов и др. Сопротивление качению автомобилей и автопоездов. - М.: Машиностроение, 1975. – 225с.)

где - радиус качения колеса в ведомом режиме;

λ - коэффициент тангенциальной эластичности шин, м/Нм.

Тогда учитывая, что величины радиусов качения колеса в свободном и ведомом режимах с практической точностью можно считать равными (см. В.А.Петрушов, И.А.Стригин. Исследование тангенциальной эластичности автомобильных шин. Сб. науч. Трудов НАМИ. Вып. 97, М., 1968, с.3-11), выражение (9) с учетом (10) будет выглядеть следующим образом:

На дорогах с твердым покрытием можно считать, что динамический радиус колеса приблизительно равен статическому радиусу тогда зависимость (11) будет иметь следующий вид:

где - статический радиус колеса.

С учетом (2) и (12) выражение (1) будет иметь вид

Компоненты уравнения, являются функциями времени. Поэтому окончательно сумму моментов (1) можно представить в виде

Для повышения достоверности диагностирования за счет снижения влияния высокочастотных помех, обусловленных, например, неровностями дороги и т.д., проводятся измерения интегралов значений функций ϕ _х(τ ), ε (τ ) в течение установленного времени и по сумме этих интегралов оценивается величина тормозного момента в момент времени t+Δ t

где M(τ ) - величина, пропорциональная тормозному моменту в момент времени t+Δ t.

Таким образом, рассчитав величины M(τ )_пр и М(τ )_лев для двух колес одной оси, измеряя величины, входящие в формулу 16, например, с помощью устройств (А.с. 787220 (СССР). Устройство для определения неравномерности срабатывания тормозов транспортного средства. /Н.Ш.Габитов. - Опубл. в Б.И., 1980, №46; Патент №3664711 (США)), пропорциональные величинам тормозных моментов, можно определить относительную неравномерность действия тормозных механизмов одной оси по формуле

где M(τ )_пр, М(τ )_лев - значения величин, пропорциональные тормозным моментам на правом и левом колесах проверяемой оси АТС соответственно;

M(τ )_max - наибольшая из указанных величин.

Использование данного способа позволит значительно повысить точность определения неравномерности действия тормозов, обеспечит сокращение трудовых и материальных затрат на техническое обслуживание и ремонт тормозов автотранспортных средств и повышение безопасности дорожного движения.

Изобретение относится к области технической диагностики тормозных систем автомобилей. Способ позволяет измерять неравномерность действия тормозов автомобиля. Неравномерность действия тормозов определяется по величинам, пропорциональным суммам интегралов от угловых замедлений колес и интегралов, вычисленных за тот же промежуток времени от частного отделения коэффициентов скольжения S правого и левого колес на 1-S с последующим вычислением частного от деления разности полученных значений для правого и левого колес к наибольшему из них. Техническим результатом является повышение точности диагностирования, сокращение трудовых и материальных затрат на техническое обслуживание и ремонт тормозов автотранспортных средств и повышение безопасности дорожного движения.

Способ определения неравномерности действия тормозов автомобиля, заключающийся в измерении угловых замедлений правого и левого колес одной оси автомобиля и их интегрировании за определенный период времени, отличающийся тем, что к полученным результатам добавляются значения интегралов, вычисленных за тот же промежуток времени от частного от деления коэффициентов скольжения правого и левого колес на разницу единицы и коэффициентов скольжения правого и левого колес с последующим вычислением частного от деления разности полученных значений для правого и левого колес к наибольшему из них.