Удосконалення керуючих і регулюючих апаратів пневматичного гальмового привода причепів

Размещено на http://www.allbest.ru/

Харківський національний автомобільно-дорожній університет

УДК 629.332+62.592.52

Спеціальність 05.22.02 - Автомобілі та трактори

АВТОРЕФЕРАТ

дисертації на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук

Удосконалення керуючих і регулюючих апаратів пневматичного гальмового привода причепів

Сараєв Олексій Вікторович



Дисертацією є рукопис

Робота виконана в Харківському національному автомобільно-дорожньому університеті Міністерства освіти і науки України

Науковий керівник: Лауреат державної премії України, кандидат технічних наук, професор Клименко Валерій Іванович, Харківський національний автомобільно-дорожній університет, завідувач кафедрою автомобілів

Офіційні опоненти: доктор технічних наук, професор Гудз Густав Стефанович, Державний університет “Львівська політехніка”, професор кафедри експлуатації та ремонту автомобільної техніки

кандидат технічних наук, доцент Антощенков Віктор Миколайович, Харківський державний технічний університет сільського господарства, доцент кафедри тракторів і автомобілів

Провідна установа: Інститут машин і систем НАН України та Міністерства промислової політики України, м. Харків

Захист відбудеться: 30.10.2002 р. о 13-30 годині на засіданні спеціалізованої вченої ради Д 64.059.02 при Харківському національному автомобільно-дорожньому університеті за адресою: 61002, м. Харків, вул. Петровського, 25

З дисертацією можна ознайомитися в бібліотеці Харківського національного автомобільно-дорожнього університету за адресою:

61002, м. Харків, вул. Петровського, 25

Автореферат розіслано 27.09.2002 р.

Вчений секретар спеціалізованої вченої ради, доктор технічних наук, професор В.О. Богомолов



Загальна характеристика роботи

Вступ. На початку 90-х років на кафедрі автомобілів Харківського автомобільно-дорожнього університету була розроблена серія нових регуляторів гальмових сил (РГС), що у даний час випускаються Вовчанським агрегатним заводом ("ВАЗ"). Переваги цих апаратів у швидкості спрацьовування сприяли їхньому успішному застосуванню на вантажних автомобілях і автобусах. Виняток склали причіпні автотранспортні засоби (ПАТЗ), на більшості яких, як і раніше, використовується застаріла конструкція РГС, яка має ряд технічних недоліків, пов'язаних з відсутністю точки зсуву початку регулювання та витратами на гістерезис. Поряд з цим сучасні РГС для напівпричепів зарубіжного виробництва вільні від вказаних недоліків і здатні забезпечувати не тільки процес регулювання гальмових сил, але і функції повітророзподільного клапана (ПРК) напівпричепа. Однак у випадку розриву живильної магістралі автоматичне гальмування напівпричепа з таким регулятором, відбувається не відразу після розриву й падіння тиску в живильній магістралі, а з деяким запізненням, що і характеризує наявність визначеної проблеми. У відомій конструкції ПРК, яка застосовується на вітчизняних напівпричепах і причепах, а також виконує аналогічну функцію автоматичного гальмування причепа при розриві живильної магістралі, ця проблема так само має місце, що підтверджується літературними джерелами. Вирішення цієї проблеми ускладнюється перспективою розширення діапазону функціонування ПГП причепів та напівпричепів за рахунок підвищення тиску, а також можливістю інтеграції ПРК і РГС в одному апараті пневматичного гальмового приводу напівпричепів.

Актуальність теми. При суміщенні регулятора гальмівних сил із повітророзподільником підвищується швидкодія пневматичного гальмового приводу причіпного автотранспортного засобу, спрощується й здешевлюється його конструкція. Тому задача поєднання РГС і ПРК в одному апараті для автомобілебудування є не тільки досить новою, але і дуже актуальною. Вирішити дану задачу з використанням застарілих конструкцій повітророзподільників та регуляторів, які у даний час застосовуються на причепах (напівпричепах) вітчизняного виробництва, не представляється можливим, оскільки в цьому випадку недоліки характеристик прототипів будуть властиві й суміщеній конструкції. На Україні ця проблема до теперішнього часу не досліджувалася.

Зв'язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Робота виконувалася відповідно з Постановою Національної Ради з питань безпечної життєдіяльності населення №3 від 25 грудня 1997 р. “Про відповідність вимогам охорони праці машин, транспортних засобів, обладнання, що виготовляються в Україні”. А також відповідно з планами науково-дослідницької роботи кафедри автомобілів ХНАДУ з проблеми: “Безпека дорожнього руху”, - і комплексної теми: “Системне проектування та конструювання транспортних засобів, які забезпечують необхідну активну безпеку дорожнього руху”.

Мета і задачі дослідження. Мета роботи - підвищити швидкодію пневматичного гальмового приводу причепа (напівпричепа) шляхом сполучення регулятора гальмових сил з повітророзподільним клапаном.

Відповідно до поставленої мети в роботі необхідно вирішити наступні основні задачі:

розробити критерій суміщення та методику проектування апаратів пневматичного гальмового приводу напівпричепа, які виконують функції РГС та ПРК;

розробити математичну модель пневматичного гальмового привода, що включає РГС із функціями ПРК, та дослідити процес автоматичного гальмування напівпричепа;

удосконалити характеристику ПРК для причепів;

удосконалити характеристику РГС для причепів;

провести експериментальні дослідження розроблених моделей.

Об'єкт дослідження - процес гальмування причепів (напівпричепів) із пневматичним гальмовим приводом.

Предмет дослідження - удосконалення керуючих і регулюючих апаратів пневматичного гальмового привода причепів.

Методи дослідження. З використанням теоретичних методів: аналізу, синтезу, моделювання і формалізації, - розроблені методика проектування та критерій суміщення повітророзподільника із регулятором гальмових сил у одному апараті, розроблені і досліджені фізична та математична моделі пневматичного гальмового приводу, що включає РГС із функціями ПРК.

За допомогою експерименту, вимірювань та порівнянь досліджені розроблені моделі РГС і ПРК.

Наукова новизна отриманих результатів.

На основі динамічного аналізу досліджуваного об'єкта, використовуючи газодинамічні диференціальні функції витрати ідеального газу, уперше розроблена фізична модель пневматичного гальмового привода, що включає регулятор гальмових сил з функціями повітророзподільного клапана, для дослідження процесу автоматичного гальмування причіпного автотранспортного засобу у випадку розриву живильної магістралі.

Практичне значення отриманих результатів. Основні наукові положення, практичні і методичні розробки використані і впроваджені на підприємствах: "Автокомпонент" ОАО "ПААЗ"; "АвтоКрАЗ"; ОАО "ВАЗ".

Особистий внесок дисертанта. Дисертант розробив:

- критерій суміщення РГС із ПРК в одному апараті пневматичного гальмового приводу;

- методику проектування РГС із функціями ПРК;

- математичну модель пневматичного гальмового приводу, що включає РГС із функціями ПРК;

- конструкцію РГС для причепів;

- схему підключення РГС із функцією прискорювального клапана до пневматичного гальмового приводу причепа;

- конструкцію ПРК для двохпровідного пневматичного гальмового приводу; пневматичний напівпричеп гальмування автоматичний

- виконав експериментальні дослідження розроблених РГС і ПРК.

Апробація результатів дисертації. Основні результати дисертації доповідалися й обговорювалися:

міжнародна наукова конференція "Автомобільний транспорт і дорожнє господарство на рубежі 3-го тисячоріччя", ХГАДТУ, 2000 р.;

64 науково-технічна та науково-методична сесія ХГАДТУ (м. Харків, 2000р.);

65 науково-технічна та науково-методична сесія ХГАДТУ (м. Харків, 2001р.).

66 науково-технічна та науково-методична сесія ХНАДУ (м. Харків, 2002р.).

Публікації. Основні результати роботи опубліковані в 3-х статтях у спеціалізованих журналах ВАК України, а також у заявці на винахід.

Структура й обсяг роботи. Дисертація складається з вступу, чотирьох розділів, списку використаної літератури, що складає з 134 найменувань на 11 сторінках. Повний обсяг дисертації складається з 200 сторінок, у тому числі з 41 малюнка на 18 сторінках, 8 таблиць на 4 сторінках і 3 додатків на 50 сторінках.



Зміст роботи

Вступ до дисертації містить обґрунтування актуальності теми, мету, задачі і методи дослідження, опис основних наукових результатів і їх новизну, відомості про практичну цінність.

У першому розділі "Аналіз процесу гальмування автопоїзда і вибір напрямку дослідження" проаналізовані відомі наукові праці, присвячені гальмуванню причепів і напівпричепів із ПГП, параметри, що характеризують процес гальмування ПАТЗ, основні конструкції і характеристики ПРК і РГС, особливості регулятора гальмових сил з функціями повітророзподільного клапана зарубіжного виробництва, а також математичні моделі ПГП.

Аналізуючи результати наукових досліджень, що зв'язані з процесом гальмування автотранспортних засобів, у тому числі і автопоїздів, таких вітчизняних та зарубіжних вчених, як: Автушко В.П., Бендас І.М., Богдан М.В., Борисов Л.Л., Бухарін М.А., Гаспарянц Г.А., Великанов А.А., Гредескул А.Б., Гуревіч Л.В., Дольберг В.І., Закін Я.Х., Кожевников В.І., Любушкін В.В., Меламуд Р.А., Метлюк Н.Ф., Мюллер В., Розанов В.Г., Топаліді В.А., Фаробін Я.Е., Шупляков В.С., - можна зробити висновок, що здебільшого в цих наукових працях досліджувався процес гальмування транспортних ланок, здійснюваний по команді водія в режимах робочого, екстренного чи аварійного гальмування. Поряд з цим, в умовах експлуатації автопоїзда завжди існує імовірність відриву причепа чи розриву керуючої або живильної магістралі, у результаті чого повинно здійснюватися автоматичне гальмування ПАТЗ.

У своїх роботах Гуревіч Л.В. та Меламуд Р.А. відзначають, що у даний час на вітчизняних автопоїздах існують проблеми, що пов'язані з недоліками у роботі повітророзподільного клапана у випадку розриву живильної магістралі і гальмування причепа.

Керування гальмуванням причепів (напівпричепів) вітчизняного виробництва забезпечують в основному дві моделі ПРК, що мають істотні недоліки. По-перше, ПРК випускаються в двох модифікаціях, призначених як для комбінованого пневматичного гальмового приводу, так і для однопровідного приводу, при цьому однопровідний ПГП вже заборонено сучасними міжнародними Правилами № 13 ЕЭК ООН. По-друге, конструкції ПРК виробництва Рославльського автоагрегатного заводу (“РААЗ”) забезпечують включення автоматичного гальмування причепа лише після того, як тиск у ресивері причепа упаде нижче 5,2*105 Па, що пов'язано з істотним запізнюванням за часом. У третіх, при використанні ПРК виробництва Полтавського автоагрегатного заводу (“ПААЗ”) може відбуватися помилкове спрацьовування автоматичного гальмування причепа у межах припустимих перепадах тиску у пневматичному гальмовому приводу.

Сучасні РГС зарубіжного виробництва здатні забезпечувати як процес регулювання гальмових сил, так і функції повітророзподільного клапана причепа. Але такий РГС, інтегрований із ПРК, наприклад, фірми "WАВСО", поряд з перевагами інтеграції має складний механізм регулювання гальмових сил, що включає два стежачих механізми, і складний механізм автоматичного гальмування, виконаний разом з прискорювальним клапаном. Автоматичне гальмування причепа, що здійснює регулятор, відбувається не відразу після розриву живильної магістралі, а після падіння тиску у живильній магістралі до 2,7*105 Па.

Вже доказано, що реальне розподілення осьових гальмових сил треба наближати до ідеального розподілення цих сил. На практиці це здійснюється за допомогою регулятора гальмівних сил. Сучасна конструкція регулятора гальмових сил до вантажних автомобілів та автобусів з пневматичним гальмовим приводом запропонована у роботах колективу авторів - Туренко А.М., Богомолов В.О., Клименко В.І., Рубанов О.А. Але у даний час на більшості причепів і напівпричепів, що випускаються на Україні, застосовується застаріла конструкція РГС виробництва “РААЗ”, яка має такі недоліки, як відсутність точки зсуву початку регулювання та великі втрати на гістерезис у порівнянні з зарубіжними аналогами. Тому розробка методики поєднання РГС і ПРК повинна супроводжуватися удосконалюванням характеристик цих апаратів.

На підставі виконаного аналізу були визначені задачі дослідження.

У другому розділі "Моделювання пневматичного гальмового привода причепа" розроблено критерій суміщення РГС із ПРК в одному апараті, запропонована нова схема поєднання РГС із ПРК, розроблена математична модель пневматичного гальмового приводу, що включає РГС із функціями ПРК та досліджено процес автоматичного гальмування причепу у випадку розриву живильної магістралі.

Розроблена нова схема суміщення РГС із ПРК у випадку розташування механізму автоматичного гальмування повітророзподільника у вигляді модуля замість верхньої кришки регулятора (рис.1), при цьому функціональні можливості регулятора поширюються, а конструкція його базового стежачого механізму не ускладнюеться, що вигідно відрізняє розроблену модель регулятора від зарубіжного аналога.

Суміщення РГС із ПРК в одному апараті повинно виконуватись у відповідності до запропонованого критерія:

(1)

де D1 - діаметр основного поршня механізму автоматичного гальмування; D2 - діаметр штока механізму автоматичного гальмування; D3 - діаметр поршня механізму, що стежить; D4 - діаметр додаткового поршня механізму автоматичного гальмування; pr - тиск стиснутого повітря в ресивері; pp - тиск стиснутого повітря в живильній магістралі; Ptr - сила тертя.

Виконання цього критерія забезпечує як відсутність передчасного спрацьовування автоматичного гальмування при припустимих коливаннях тиску у ПГП напівпричепа, так і автоматичне гальмування при розриві живильної магістралі.

Відповідно до процесу автоматичного гальмування причепу у випадку розриву живильної магістралі пневматичного гальмового приводу, що включає РГС з функцією ПРК, складена фізична модель (рис.2).

Динамічна характеристика ПГП у режимі автоматичного гальмування ПАТЗ у випадку розриву живильної магістралі буде складатися з послідовної роботи двох динамічних контурів моделі. Перший контур моделі відповідає спорожнюванню порожнини модуля автоматичного гальмування у атмосферу. Другий контур моделі відповідає наповненню порожнини регулятора і зв'язаної з нею порожнини гальмових камер.

У роботі першого та другого контурів моделі запропоновано виділити чотири ділянки (рис. 3). Перша ділянка відповідає спорожнюванню ємності, пов'язаної з живильною магістраллю, при її постійному обсязі і нерухомому механізмі автоматичного гальмування. Друга ділянка відповідає спорожнюванню цієї ж ємності, але з перемінним обсягом при русі механізму автоматичного гальмування, і третя ділянка - спорожнюванню ємності з постійним обсягом через живильну магістраль після включення механізму автоматичного гальмування.

Одночасно з роботою першого контуру моделі на рівні третої ділянки відбувається наповнення гальмових камер через другий контур моделі, що відповідає четвертій ділянці.

Час від моменту розриву живильної магістралі до моменту досягнення встановленого тиску в гальмових камерах відповідно до складеної моделі буде дорівнювати:



,(2)

де t1 - час спорожнювання ємності, що пов'язана з живильною магістраллю, при її постійному обсязі; t2 - час спорожнювання ємності, що пов'язана з живильною магістраллю, при русі механізму автоматичного гальмування; tн - час наповнення гальмових камер.

Диференціальні рівняння, що описують складену модель, з використанням функції витрати ідеального газу для процесу автоматичного гальмування ПАТЗ у випадку розриву живильної магістралі:

перша ділянка ,(3)

друга ділянка , (4)

третя ділянка . (5)

четверта ділянка , (6)

де µа, µ1, µ2 - поправочні коефіцієнти витрати повітря через дроселі; fа, f1, f2 - площі поперечних переріз каналів дроселів; ?kr - критична швидкість повітря; k - показник адіабати, k=1,4; V, V0, - обсяги ємності, що спорожняється; ра - атмосферний тиск повітря; коефіцієнт А=0,654; коефіцієнт В=1,13; ррd - величина тиску повітря в живильній магістралі, що відповідає початку руху механізму автоматичного гальмування; mp - маса елементів, що рухаються у РГС; у - переміщення механізму автоматичного гальмування; F - площа поршня механізму; р2 - тиск повітря в гальмових камерах; V2 - обсяг наповнюваної ємності; рр, рr, D1, D2, D4, Рtr - визначені у вираженні (1).

Математична модель вирішена за допомогою чисельного методу Рунге-Кута в програмному середовищі Mathlab. Доведено, що розроблена математична модель має рішення при різних початкових умовах, у першу чергу таких, як тиск у живильній магістралі і тиск у ресивері, що у реальних умовах змінюються постійно.

У третьому розділі "Удосконалення апаратів пневматичного гальмового привода причепів" визначені і реалізовані основні задачі модернізації ПРК і РГС, призначених для встановлення на причепах.

Ідея уніфікації і комплексної модернізації апаратів ПГП автопоїзда не є новою, але залишається досить актуальною для питань виробництва й експлуатації і в даний час. Можна виділити три основних складових ПГП причепів і напівпричепів: механізм регулювання гальмових сил, механізм прискорювального клапана, механізм автоматичного гальмування. При цьому РГС із функціями ПРК для напівпричепів є результатом синтезу всіх трьох механізмів. Тому становить інтерес розробка нової моделі ПРК для двохпровідного ПГП і нової конструкції РГС для причепів з урахуванням досліджень, виконаних у другому розділі.

Розроблений РГС із функціями ПРК трансформується у повітророзподільник шляхом простого виключення з конструкції деталей стежачого механізму по переміщенню (рис. 4 а). При виборі розрахункових параметрів ПРК також повинен виконуватись критерій суміщення (1). Отримана таким чином конструкція ПРК призначена тільки для двохпровідного ПГП і позбавлена недоліків, що властиві вітчизняним аналогам, тобто нема як запізнювання, так і передчасного спрацьовування гальмування причепу у випадку розриву живильної магістралі чи припустимих коливаннях тиску у живильній магістралі.

Вдосконалення РГС проводилося з умов забезпечення процесу регулювання гальмових сил на причепах з різною вантажопідйомністю, зменшення початкової нечутливості та витрат на гістерезис.

Виходячи з аналізу розподілу осьового навантаження сучасних причепів визначено, що необхідний коефіцієнт регулювання повинен розташовуватися у межах - (0.2…1). Конструктивно такий діапазон регулювання вихідного тиску керуючої магістралі можна забезпечити за допомогою РГС, у якому максимальна площа стежачого механізму з боку вихідного тиску буде в 5 разів більше мінімальної площі стежачого механізму з боку керуючого тиску, тобто d3/d1 = (рис. 4 б). Зменшення початкової нечутливості та витрат на гістерезис було досягнено за рахунок зміни конструкції стежачого механізму. Також треба відзначити, що конструкція РГС при повній завантаженості причепу має запас ходу стежачого механізму L, що запобігає механічному пошкодженню приводу регулятора. Ця несправність, як показує досвід експлуатації, є типовою для конструкцій РГС, що застосовуються на вітчизняних причепах.

У четвертому розділі "Експериментальні дослідження характеристик розроблених моделей" приводяться результати виконаних досліджень з метою підтвердження теоретичних передумов, відображених у попередніх розділах.

Під час проведення експериментальних досліджень були поставлені наступні задачі:

визначення часу падіння тиску в живильній магістралі протягом якого причіп (напівпричіп), цілком роз'єднаний з гальмовою системою тягача, є некерованим;

визначення часу від моменту розриву живильної магістралі до моменту досягнення встановленого тиску в гальмових камерах;

визначення тиску в живильній магістралі, при якому спрацьовує пристрій автоматичного гальмування причепа (напівпричепа);

побудова статичних характеристик розроблених апаратів.

Експериментальні дослідження проводилися як на напівпричепі моделі 9370, призначеного для експлуатації в складі з тягачем КамАЗ-5410, так і на спеціальному стенді для іспитів пневмоапаратів, що випускаються на підприємстві "ВАЗ".

Порівняльний аналіз отриманих осцилограм дозволяє наглядно оцінити динамічну характеристику серійного й удосконаленого ПГП напівпричепа у випадку розриву живильної магістралі (рис. 5). Характерною рисою динамічної характеристики серійного привода є відносно повільне падіння тиску в живильній магістралі до значення 5*105 Па (лінія 1), що викликає затримку початку підвищення тиску в гальмових камерах (лінія 2). Застосування розробленого РГС із функціями ПРК на напівпричепі моделі 9370 дозволяє скоротити час падіння тиску в живильній магістралі, протягом якого напівпричіп, цілком роз'єднаний з гальмовою системою тягача, є некерованим, з 3,4 с до 0,7 с, що сприяє в цілому скороченню на 60% часу від моменту розриву живильної магістралі до моменту досягнення встановленого тиску в гальмових камерах напівпричепа.

Для перевірки працездатності розробленої моделі РГС із функціями ПРК з урахуванням припустимих перепадів тиску в живильній магістралі і ресивері в межах 6,4*105-8,4*105 Па і вище проводилися стендові іспити. Установлено, що нормальні коливання повітря в живильній магістралі і ресивері в межах 6,4*105 - 10,4*105 Па не приводять до передчасного (помилкового) спрацьовування пристрою автоматичного гальмування (рис. 6). Це дозволяє використовувати розроблену модель РГС у перспективних гальмових приводах високого тиску.

Погрішність між розрахунковими й експериментальними даними не перевищує 7-11%.

Тиск в живильній магістралі, при якому спрацьовує пристрій автоматичного гальмування причепа (напівпричепа) визначено з отриманих динамічних характеристик, розглянутих вище. Установлено, що нижній поріг тиску в живильній магістралі, при якому спрацьовує пристрій автоматичного гальмування в розробленій моделі РГС із функціями ПРК на 4% вище у порівнянні з характеристикою зарубіжного аналога (рис. 7).

ПРК, отриманий шляхом трансформації з РГС із функціями ПРК, у режимі прискорювального клапана має характеристику з початковою нечутливістю до 0,33*105 Па (рис. 8 а), що порівняно з характеристиками вітчизняних і закордонних аналогів.

Аналізуючи характеристику розробленої моделі РГС для причепів (рис. 8 б), слід зазначити зниження початкової нечутливості в порівнянні з РГС виробництва "ВАЗ" з 0,35*105 Па до 0,05*105 Па, зменшення втрат на гістерезис на 10-14% у порівнянні з вітчизняними аналогами виробництва "РААЗ" і "ВАЗ" (рис. 9).



Висновки

1. У даний час на більшості причепів і напівпричепів, що випускаються на Україні, застосовуються застарілі конструкції регулятора гальмових сил і повітророзподільника, просте сполучення цих апаратів в одному неможливо через істотні недоліки їхніх характеристик, тому розробка методології сполучення керуючих і регулюючих апаратів пневматичного гальмового приводу причепа повинна супроводжуватися дослідженням і удосконалюванням їх характеристик.

2. Запропоновано критерій сполучення і методику проектування РГС із функціями ПРК, відповідно до яких пристрій автоматичного гальмування розташовується у виді модуля замість верхньої кришки регулятора, при цьому на відміну від закордонного аналога не відбувається ускладнення базової конструкції регулятора і втрата його універсальності.

3. Застосування розробленого РГС із функціями ПРК на напівпричепі моделі 9370 дозволяє скоротити час падіння тиску в живильній магістралі, протягом якого напівпричіп, цілком роз'єднаний з гальмовою системою тягача є некерованим, з 3,4 с до 0,7 с, що сприяє в цілому скороченню на 60% інтервалу часу від моменту розриву живильної магістралі до моменту досягнення встановленого тиску в гальмових камерах напівпричепа.

4. Установлено, що нормальні коливання повітря в живильній магістралі і ресивері в межах 6,4*105-10,4*105 Па та вище не приводять до передчасного (помилкового) спрацьовування пристрою автоматичного гальмування, що дозволяє використовувати розроблені моделі РГС та ПРК у перспективних гальмових приводах високого тиску.

5. Виконані експериментальні дослідження підтверджують справедливість розробленої математичної моделі, погрішність між розрахунковими й експериментальними даними не перевищує 7-11%.

6. Нижній поріг тиску в живильній магістралі, при якому спрацьовує пристрій автоматичного гальмування в розробленій моделі РГС із функціями ПРК на 4% вище у порівнянні з характеристикою зарубіжного аналога.

7. У розробленій моделі РГС для причепів досягнуто зниження початкової нечутливості у порівнянні з РГС виробництва "ВАЗ" з 0,35*105 Па до 0,05*105 Па.

8. У характеристиці розробленої моделі РГС для причепів витрати, пов'язані з гістерезисом, знижені на 10-14% у порівнянні з вітчизняними аналогами виробництва "РААЗ" і "ВАЗ".



Список опублікованих праць за темою дисертації

1. Туренко А.Н., Клименко В.И., Богомолов В.А., Сараев А.В. Анализ требований, предъявляемых к торможению тягача с прицепом (полуприцепом). - "Автомобильный транспорт" ХГАДТУ, в.3, 1999, 5-8 с. (проаналізував параметри процесу регулювання гальмових сил причепів і напівпричепів категорій О3, О4; внесок 60%).

2. Туренко А.Н., Клименко В.И., Богомолов В.А., Сараев А.В. Экспериментальный регулятор тормозных сил с функциями тормозного крана прицепа. - "Автомобильный транспорт" ХГАДТУ, в. 4, 2000, 5-7с. (представив функціональну схему і характеристики поєднаного РГС з ПРК; внесок 60%).

3. Туренко А.Н., Клименко В.И., Богомолов В.А., Сараев А.В. Аварийное и автоматическое торможение автопоезда. - "Вестник" ХГАДТУ, в.14, 2001, 36-38 с. (проаналізував нормативні критерії процесу автоматичного гальмування причіпних транспортних засобів; внесок 60%).

4. Туренко А.Н, Богомолов В.А., Клименко В.И. Сараев А.В. Уведомление о завершении формальной экспертизы по заявке на изобретение №2001020876. Регулятор тормозных сил, 2001 г. (розробив нову конструкцію РГС із функціями ПРК; внесок 60%)



Анотація

Сараєв О.В. Удосконалення керуючих і регулюючих апаратів пневматичного гальмового привода причепів. - Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.22.02 - Автомобілі і трактори. - Харківський національний автомобільно-дорожній університет, Харків, 2002.

Дисертація присвячена питанням удосконалення характеристик керуючих і регулюючих апаратів пневматичного гальмового привода причепів (напівпричепів). Ціль роботи - підвищити швидкодію пневматичного гальмового приводу причепа шляхом суміщення регулятора гальмових сил з повітророзподільним клапаном. У дисертації розроблені фізична та математична моделі пневматичного гальмового привода, що включає регулятор гальмових сил з функціями повітророзподільного клапана; розроблена методика суміщення регулятора гальмівних сил з повітророзподільним клапаном в одному апараті; запропоновано критерій суміщення регулятора гальмівних сил з повітророзподільним клапаном; розроблені конструкція регулятора гальмових сил з функціями повітророзподільного клапана, конструкція повітророзподільного клапана для двохпроводного пневматичного гальмового привода і конструкція регулятора гальмових сил для причепів.

Ключові слова: причепи (напівпричепи), пневматичний гальмовий привод, регулятор гальмових сил, повітророзподільний клапан, функції витрати газу, моделювання.



Аннотация

Сараев А.В. Совершенствование управляющих и регулирующих аппаратов пневматического тормозного привода прицепов. - Рукопись.

Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук по специальности 05.22.02 - Автомобили и тракторы. - Харьковский национальный автомобильно-дорожный университет, Харьков, 2002.

Диссертация посвящена вопросам совершенствования характеристик управляющих и регулирующих аппаратов пневматического тормозного привода прицепов. Цель работы - повысить быстродействие пневматического тормозного привода путем объединения регулятора тормозных сил с воздухораспределительным клапаном. Для выполнения намеченной цели процесс автоматического торможения прицепа в случае обрыва питающей магистрали условно был разбит на четыре участка в соответствии переходным процессам в пневматическом тормозном приводе, и каждый участок рассматривался в отдельности. Это позволило выделить основные факторы, влияющие на эффективность процесса, и теоретически исследовать их, используя метод моделирования и математической формализации. На основе динамического анализа исследуемого объекта, используя газодинамические дифференциальные функции расхода идеального газа, разработана математическая модель пневматического тормозного привода, включающего регулятор тормозных сил с функциями воздухораспределительного клапана. Доказано, что разработанная математическая модель имеет решение при различных начальных условиях, в первую очередь таких, как давление в питающей магистрали и давление в ресивере, величины которых в реальных условиях непрерывно изменяются. Модель позволяет оценить динамику привода с погрешностью не превышающей 7-11%.

Разработана методика проектирования совмещенной конструкции регулятора тормозных сил с воздухораспределительным клапаном, когда усовершенствованное устройство автоматического торможения воздухораспределителя в виде модуля располагается вместо верхней крышки регулятора, что не требует усложнения базовой конструкции регулятора и потери его универсальности в отличие от существующих зарубежных аналогов.

Предложен критерий совмещения регулятора тормозных сил с воздухораспределительным клапаном в одном аппарате, согласно которому обеспечивается дополнительная защита пневматического тормозного привода прицепа от преждевременного включения автоматического торможения при естественных колебаниях давления воздуха в питающей магистрали без потери быстродействия привода в случае разрыва питающей магистрали.

Применение разработанного регулятора с функциями воздухораспределителя на полуприцепе модели 9370 позволяет сократить время падения давления в питающей магистрали, в течение которого полуприцеп, полностью разъединенный с тормозной системой тягача является неуправляемым, с 3,4 с до 0,7 с, что способствует в целом сокращению на 60% интервала времени от момента разрыва питающей магистрали до момента достижения установленного давления в тормозных камерах полуприцепа.

Разработанная модель регулятора тормозных сил с функциями воздухораспределительного клапана может трансформироваться в воздухораспределительный клапан путем простого исключения из совмещенной конструкции деталей следящего механизма по перемещению: толкателя, сигнализирующего о загрузке прицепа, диафрагмы, изменяющей входное давление, и клапана начала регулирования. Стендовые испытания показали, что естественные колебания воздуха в питающей магистрали и ресивере в пределах 6,4*105-10,4*105 Па не приводят к преждевременному (ложному) срабатыванию модуля автоматического торможения воздухораспределителя и регулятора.

Разработана конструкция регулятора тормозных сил для прицепов на базе регулятора, выпускаемого Волчанским агрегатным заводом и предназначенного для автомобилей и автобусов. В новой конструкции упрощена функция ускорительного клапана и изменен нелинейный принцип регулирования на линейный. В соответствии с выполненным анализом распределения осевой нагрузки современных прицепов определен рациональный коэффициент регулирования и внесены изменения в конструкцию следящего механизма регулятора. Предусмотрен запас хода следящего механизма при отсутствии в нем способности к регулированию, что обеспечивает дополнительную защиту регулятора и его привода от механических нагрузок со стороны подвески прицепа. Наряду с кардинальными изменениями, внесенными в базовую конструкцию регулятора, полностью сохранены те элементы, которые обеспечивают преимущества работы базового регулятора - это верхнее расположение диафрагмы в следящем механизме, разгруженный двухседельный клапан и клапан начала регулирования. Все это позволило улучшить характеристику регулятора, снизив начальную нечувствительность до 0,05*105 Па и сократив потери, связанные с гистерезисом на 10-14% по сравнению с существующими отечественными аналогами.

Ключевые слова: прицепы (полуприцепы), пневматический тормозной привод, регулятор тормозных сил, воздухораспределительный клапан, функции расхода газа, моделирование.



Abstract

Sarayev А.V. Improvement of trailer pneumatic brake drive control and regulation mechanisms. - Manuscript.

Dissertation for scientific degree of Candidate of Science (Technology) in Specialty 05.22.02 - Automobiles and Tractors. - Kharkiv National Automobile and Road University, Kharkiv, 2002.

The dissertation is devoted to problems of improvement of trailer (semitrailer) pneumatic brake drive control and regulation mechanisms. The work is aimed at increase of trailer pneumatic brake drive operation speed by matching of braking force regulator to air distribution valve. In the dissertation physical and mathematical models have been developed including braking force regulator having functions of an air distribution valve; methods created to match braking force regulator to air distribution valve within one unit; criterion proposed how to braking force regulator to air distribution valve; braking force regulator having functions of air distribution valve designed as well as air distribution valve for two-way pneumatic brake drive and braking force regulator for trailers.

Keywords: trailers (semitrailers), pneumatic brake drive, braking force regulator, air distribution valve, gas consumption function, modeling.

Размещено на Allbest.ru

...