Delist.ru

Гидравлический стенд с автоматическим управлением для испытаний тормозной системы автомобилей (31.12.2008)

Автор: Болдырев Денис Владимирович

Тип дорожного покрытия Оптимальное значение скольжения (0 Изменение рабочего объема насоса ?q, %

Укатанный снег 0,1 10

Мокрый грунт 0,2 20

Сухой грунт 0,2 25

Сухой асфальт 0,3 30

Для подтверждения правильности математической модели был смоделирован процесс торможения автомобиля на разных дорожных покрытиях.

Выбрав в качестве объекта моделирования автомобиль БелАЗ-7514, было проверено какие результаты тормозного процесса будут получены на стенде при блокированном и разблокированном тормозном колесе . На рис. 11 представлены параметры торможения, из них видно, что при заблокированном колесе тормозной путь будет больше. А по рис. 12 видно, что суммарный тормозной момент выше у не блокированного колеса. Таким образом, моделирование процессов торможения на стенде соответствует поведению реального автомобиля при блокировки колес.

В пятой главе рассматривается Экспериментальное исследование динамики инерционного тормозного стенда проводилось в целях проверки разработанных математических моделей, правомерности принятых допущений, определения основных нелинейностей реального гидропривода. Для проведения испытаний тормозных систем автомобилей в МАДИ был создан экспериментальный стенд с комплексом измерительно-регистрирующей аппаратуры, имитирующий массу автомобиля, приходящую на одно колесо. Общий вид стенда приведен на рис. 13.

Для оценки адекватности созданных моделей регуляторов Sauer и MOOG, были экспериментально исследованы на стенде наиболее важные режимы. Так как при моделировании изменения коэффициента продольного сцепления колеса с дорогой, рабочий объем насоса будет изменяться максимум на 40%, то и на стенде были испытаны изменения рабочего объема насоса (qH(35 см3 .

Рис. 11. Результаты моделирования торможения: 1-скорость колесного диска, 2-скорость электродвигателя, 3-тормозной путь при разблокированном колесном диске; 4-скорость колесного диска, 5-скорость электродвигателя, 6-тормозной путь при блокированном колесном диске.

С целью улучшения характеристик переходного процесса была проведена модернизация обоих регуляторов. Было повышено давление питания с 1,4 МПа до 2,4 МПа. Увеличен рабочий ход золотника и увеличен коэффициент расхода золотника за счет удаления дросселя из подводного канала.

Сравнительные результаты после модернизации представлены на рис. 14 регулятор MOOG и на рис. 15 регулятор Sauer. Пунктиром обозначены кривые , построенные по результатам моделирования , сплошными линиями – полученные в результате эксперимента.

Рис. 12. Тормозные моменты 1- при разблокированном колесном диске, 2- при блокированном колесном диске.

Управление процессом работы регуляторов происходило со значением входного сигнала равным IВХ=40 mA

Для оценки качества экспериментальных зависимостей был применен критерий Фишера.

Согласно полученным данным, критерий Фишера для всех зависимостей оказался меньше критического значения. Следовательно, математические модели, описывающие регуляторы MOOG и Sauer, адекватны реальному процессу изменения рабочего объема насоса.

Для оценки адекватности математической модели работы стенда были проведены экспериментальные исследования на стенде. В частности исследовались процессы торможения на грунте. Настройка предохранительного клапана pКЛ=15,5 МПа. Частота вращения приводного двигателя nЭД=800 об/мин.

Управление процессом торможения осуществлялось с помощью алгоритма, в котором в качестве «установки» использовалось скольжение, значение которого было постоянно и равнялось 0,2.

Сравнительные результаты представлены на рис. 16.

Сравнение кривых изменения скоростей тормозного диска (колеса) и электродвигателя (автомобиль) свидетельствуют об удовлетворительной сходимости модели с экспериментом. Для оценки качества экспериментальных зависимостей был применен критерий Фишера. Согласно полученным данным, критерий Фишера для всех зависимостей оказался меньше критического значения. Следовательно, математическая модель, описывающая тормозной стенд, адекватна реальному процессу работы тормозного стенда.

Рис. 13. Общий вид тормозного инерционного стенда.

1- электродвигатель, 2-карданный вал, 3-насос, 4-предохранительный клапан, 5- гидромотор, 6-гидравлический бак, 7- фильтр, 8-манометр, 9- датчик скорости, 10- датчик давления.

Рис. 14. Сравнительные результаты динамики регулятора MOOG, экспериментальные и математической модели, после модернизации.

Рис. 15. Сравнительные результаты динамики регулятора Sauer, экспериментальные и математической модели, после модернизации.

Рис. 16. Сравнительные результаты торможения на стенде, экспериментальные и математической модели, для грунта.

Общие выводы:

На основе теоретических и экспериментальных исследований разработан новый тормозной стенд, который позволяет имитировать различные дорожные условия, т. е. изменение коэффициента продольного сцепления от скольжения.

Анализ ранее известных тормозных стендов и вновь разработанных схем тормозного стенда показал, что наиболее соответствующим предъявляемым требованиям по моделированию изменения коэффициента продольного сцепления от скольжения является стенд на базе гидрообъемной передачи с регулируемым насосом, с изменением рабочего объема от скольжения.

Разработанный стенд позволяет исследовать тормозные системы для различных категорий автомобилей (М1, М2, М3, N1, N2, N3) в том числе и оборудованных АБС, для которых необходимо моделировать изменение коэффициента продольного сцепления от скольжения.

Разработаны математические модели, новизна которых заключается в том, что становится возможным:

Математическая модель тормозного стенда дает возможность моделировать торможения с различными дорожными условиями, в том числе и изменение дорожных условий. Эта модель позволяет подобрать конструктивные параметры стенда,

Математические модели трех типовых электрогидравлических регуляторов рабочего объема насоса позволяют подобрать конструктивные параметры, обеспечивающие требуемые динамические характеристики (время переходного процесса, амплитуда). Эти математические модели могут быть использованы при разработке других гидравлических систем (привод барабана автобетоносмесителя, привод хода ратрака и т.д.).

Получены критерии качества работы регулятора рабочего объема насоса (время переходного процесса, относительная амплитуда). Подобраны конструктивные параметры, позволяющие обеспечить необходимое время переходного процесса. Эти данные могут быть использованы при создании гидравлических систем с подобными регуляторами.

По результатам математического моделирования работы тормозного стенда разработаны рекомендации по выбору конструктивных параметров стенда (рабочий объем гидромашин, геометрические параметры трубопроводов), что может ускорить проектирование новых подобных стендов.

Разработанный и созданный новый тормозной стенд позволил определить основные нелинейности реального тормозного стенда, необходимые для динамического расчета, а так же подтвердил, что разработанные математические модели и программы расчета могут использованы при проектировании подобных систем.

Сравнение переходных процессов, полученных экспериментально и расчетом на ЭВМ, показало их качественную корреляцию, расхождение не превышает 15%, что подтверждает приемлемость теоретических допущений, принятых при составлении математических моделей.

ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ ДИССЕРТАЦИИ ОПУБЛИКОВАНЫ В СЛЕДУЮЩИХ РАБОТАХ:

1. Болдырев Д.В. Анализ вариантов стендов для испытания гидравлического тормозного привода автомобиля./ / Гидропневмоавтоматика и гидропривод-2000: Сборник научных трудов. – Ковров: КГТА, 2000. – С. 85-95.

2. Болдырев Д.В. Инерционный тормозной стенд. / Строительные и дорожные машины. №8/2008

3. Болдырев Д.В. Принцип работа тормозного стенда. / Строительные и дорожные машины. №12/2008

загрузка...