Скачать 3.93 Mb.
|
На реальных стендах фаза скольжения исключается применением следящих антиблокировочных роликов-датчиков. Максимальная тормозная сила, а, следовательно, и тормозная мощность развивается в точке 2 (см. рис. 1), где колесо катится примерно с 20 % проскальзыванием. В этих условиях потребная мощность электродвигателя одного блока беговых роликов ![]() ![]() ![]() где первое слагаемое – потери на трение качения; второе – на трение скольжения колеса по роликам стенда; ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() После преобразований ![]() Отсюда, зная параметры привода, можно определить максимально-возможную массу, приходящуюся на ось автомобиля при проверке тормозов с переходом колеса в режим скольжения: ![]()
Значения масс, рассчитанные по формуле (2) для стендов с использованием мотор-барабанов при ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() Для автомобилей с указанной и меньшей массами на ось, удельная тормозная сила ![]() где ![]() ![]() Удельная тормозная сила равна коэффициенту сцепления ![]() Вместе с тем, согласно требованиям ГОСТ Р 51709–2001 [3], тормоза автомобилей категории М1 признаются исправными при условии ![]() ![]() Запас по удельной тормозной силе указывает на недостаточную корректность формулы (2) и на возможность увеличения расчетного предела нагрузки на ролики, если допустить другой цикл работы стенда, когда проверяется автомобиль с массой на ось больше расчетной (см. табл.2). Таблица 2. Расчетные значения максимальных масс, приходящихся на оси проверяемых автомобилей
В этом случае, в начальной фазе торможения, при достижении некоторого значения тормозной силы, ролики стенда остановятся без проскальзывания относительно колес из-за дефицита мощности привода. Остановившийся ролик-датчик отключит электродвигатели от сети, и тормозная сила упадет до нуля (см. рис.2). В рассмотренном цикле торможения, исходя из трансформированной формулы (3), ![]() ![]() ![]() Тормозная сила в этом случае не зависит от коэффициента сцепления колес с роликами, а определяется исключительно тяговыми характеристиками привода: ![]() где ![]() Окончательно, с учетом расстояния между осями роликов (см. рис. 2) ![]() Значения наибольшей массы, приходящейся на ось проверяемого автомобиля, рассчитанные по формуле (4), приведены во второй строке табл. 2. Анализ табл. 2 показывает, что некоторые мотор-барабаны рассмотренных типоразмеров могут быть использованы в стендах проверки тормозов автомобилей. В частности, стенд на базе мотор-барабанов МБ2 допускает нагрузку на ось до 20 кН и применим для контроля тормозных систем легковых автомобилей, а стенд с барабанами МБ4 – для грузовых автомобилей и автобусов. Мотор-барабаны МБ3 можно использовать в универсальных стендах. Применение типоразмера МБ5 в стендах проверки тормозов нецелесообразно из-за больших габаритов, массы и стоимости. Исходя из этих же соображений, на первом этапе проектирования и освоения производства, наиболее перспективны стенды с барабанами МБ2 и МБ3. На кафедре «Автомобильный транспорт и сервис автомобилей» ЮУрГУ разработана чертежно-техническая документация на стенд проверки тормозных систем легковых автомобилей на базе мотор-барабанов МБ2 и на универсальный стенд с мотор-барабанами МБ3 для автомобилей с нагрузкой на ось до 70 кН. Приводные и натяжные барабаны скомпонованы попарно в каждом из двух блоков роликов и соединены цепной передачей. Тормозные силы измеряются датчиками балансирного подвеса приводных мотор-барабанов. Блоки роликов смонтированы на одной общей раме, которая опирается на датчики весоизмерителя. Разрабатывается вариант универсального стенда для автобусов и грузовых автомобилей с нагрузкой на ось до 140 кН, в котором все четыре барабана МБ3 приводные. Кроме расширения функциональных возможностей без увеличения габаритов, применение независимых индивидуальных приводов беговых роликов позволит отказаться от соединяющей их цепной передачи, что упростит конструкцию стенда. Библиографический список 1. Мотор-барабаны приводные и натяжные: Технические характеристики. ISO9001:2000. – Псков: ОАО Псковский завод механических приводов, 2003. – 46 с. 2. Говорущенко Н.Я. Диагностика технического состояния автомобилей/ Н.Я. Говорущенко. – М.: Транспорт, 1970. – 256 с. 3. Государственный стандарт Российской Федерации ГОСТ Р 51709–2001. Изменение №1. Автотранспортные средства. Требования безопасности к техническому состоянию и методы проверки. – М.: ИПК «Издательство стандартов», 2006. – 28 с. Принцип оперативной диагностики дорожной конструкции и модель его реализации В.И. Кычкин, В.С. Юшков В настоящее время в дорожном хозяйстве Пермского края разрабатываются и применяются принципы управления качеством продукции на основе новейших средств получения оперативной информации в секторах строительства, реконструкции, ремонта и содержания автомобильных дорог. Очевидно, что для повышения эффективности функционирования отрасли актуальным является прогрессивная технология обеспечения эксплуатационной надежности дорог по фактическому состоянию. Существующие методики идентификации технического состояния продукции в большинстве случаев предполагают применение систематизированных математических моделей, описывающих свойства и режимы работы моделируемых дорожных конструкций. Создание и внедрение в практику таких систем требует решения ряда научных и методических проблем, для решения которых ведутся исследования и разработки с учетом удовлетворенности всех заинтересованных сторон (потребителей, работников, поставщиков, владельцев, руководства, общества). Действительно, внедрение прогрессивных технологий в определенной мере возмущает подвижное равновесие системы и в ней возникает реакция, стремящаяся свести к минимуму эффект активного внешнего воздействия [2]. Целью работы является создание научно – методического обеспечения системы вибродиагностики автомобильных дорог неразрушающими методами. Система диагностики является необходимым элементом управления надежностью дорожной сети по сигналам о состоянии ее элементов. Если система управления в ответ на сигнал об отказе по транспортно – эксплуатационным параметрам исключает участок дороги из процесса функционирования, то происходит изменение внутренней структуры, реконфигурация режимов эксплуатации автомобильной дороги. Но для решения такой задачи необходимы управляющие сигналы, указывающие на отказы (физические эффекты, с определенной вероятностью свидетельствующие о возможности отказа), что значительно сокращает время выработки сигнала, управляющего надежностью, обеспечивая высокую степень безотказности и отказоустойчивости. В отличие от продукции машиностроения, наполнение факторов потери функциональных свойств дорожной конструкции осуществляется достаточно длительное время и в этой связи деградация параметров, характеризующих качество дороги, относится к отрасли знаний, называемой реологией [3]. Развитие физических и математических методов решения задач диагностики дает необходимый аппарат оперативного управления надежностью, исключающего возникновение отказов. В результате анализа строится математическая модель внешних воздействий, способствующих отказам, и реологических свойств материалов слоев дорожной конструкции. В силу большого числа влияющих факторов и их недостаточно полного знания эти модели имеют нечеткий или вероятностный характер. Непрерывность процессов в материалах слоев дороги вызывает изменение физико – механических параметров конструкции и отказ наступает в результате накопления необходимых изменений в объекте диагностике, а различная степень проявления этих изменений на внешних характеристиках дорог определяет различие в проявлении отказов для наблюдателя. Поэтому изменение во времени физического состояния слоев дороги, обусловленное необратимыми процессами деградации, является наиболее общей причиной возникновения отказов. По–видимому, нарушение структурной и физической целостности такой сложной системы, как конструкция автомобильной дороги приводит к необходимости ранней диагностики объекта, состояние которого можно определить, как безопасное, когда в системе отсутствуют необходимые условия возникновения деградации свойств; состояние – опасной ситуации, когда в системе существуют необходимые условия, но отсутствуют достаточные для возникновения неустойчивых явлений; и, наконец, состояние происшествия, когда в системе существуют необходимые и достаточные условия, которые с определенной вероятностью свидетельствуют о наступление отказа. С точки зрения информационных технологий количественными свойствами информации являются показатели своевременности, полноты и достоверности. Сценарий ранней оперативной диагностики дорожной конструкции должен включать в себя три вида событий: инициирующие, внутренние и конечные. В рамках осуществления системы вибродиагностики дорог представляется возможным решить следующие задачи: – разработать систему вибромониторинга дорог в составе действующей системы отрасли; – разработать математическую модель зависимости вибрационно-структурных характеристик слоев дорог, основанную на теории колебаний и моделировании вибрационных процессов; – выявить степень влияния изменения жесткостных и массовых характеристик конструкции дорог на наблюдаемых параметрах динамических процессов в слоях дороги; – предложить методику определения сроков вибромониторинга дорог с применением решения о техническом состоянии объекта диагностики; – разработать алгоритмическое и программное обеспечение, позволяющее автоматизировать функции принятие решения о состоянии слоев основания дорожной конструкции. Формальная постановка задачи заключается в определении связи между структурными параметрами дорожной конструкции и наблюдаемыми характеристиками вибрационных сигналов поверхности дорожной одежды. Таким образом, можно представить наличие следующих элементов рассматриваемой системы: ![]() ![]() ![]() ![]() Существование множества факторов, влияющих на модуль упругости материала основания дороги предопределяет установление наиболее существенных из них, которые должны быть включены в модель диагностики. Обычно проводят ранговую корреляцию и строят диаграмму рангов, отражающую влияние этих факторов на частоту и амплитуду колебаний. К основным потребительским свойствам дорог относят: скорость, непрерывность, безопасность и удобство движения, пропускную способность, уровень загрузки движения, способность пропускать автотранспортные средства (АТС) с разрешенными для движения осевыми нагрузками и габаритами. Необходимым и достаточным условием требуемого набора количественных значений параметров состояния дороги является отсутствие по истечении ряда лет ее эксплуатации колеи, выбоин и трещин. Модель системы «дорожная одежда – основание» может быть представлена в общем виде: ![]() ![]() Параметры и операции заданы таким образом, что: ![]() ![]() Любая операция, выполненная над имеющими в модели параметрами, дает результаты, которые являются параметрами, входящими в модель. Аналогичным образом может быть представлена и другая модель рассматриваемой системы. Решения полученные на различных моделях могут отличаться, это может быть обусловлено избранным методом предпочтений или принципиальным отсутствием для задачи единственного решения. Объем знаний должен быть адекватен решающей задаче. В этой связи важным является за счет аналитических результатов превратить многомерное дискретное представление информации в компактную непрерывную модель. Таким образом, рассмотрим четыре динамических модели системы «дорожная одежда – основание»: m1 ẍ1 + C1(x1 – x2) = 0 m2 ẍ 2 + C1(x1 – x2) + C2x2 = 0 , где m1 и m2 – массы верхнего и нижнего слоя; С1 и С2 – жесткости дорожного покрытия и основания, расчетные соотношения: 1) ![]() ![]() ![]() Расчет Uгр осуществляется по методики [4]. Собственные частоты колебаний масс определяются по зависимости: ![]() Математическая модель распространения волн [1]: ![]() ![]() ![]() ![]() Одномассовая математическая модель: ![]() где ![]() ![]() ![]() Если основание пористое, то активная масса может быть определена с применением соотношения: ![]() Активная масса волновой модели определяется по соотношению «среднего времени»: ![]() ![]() Дефекты поверхности такого рода коррелируют с модулем упругости дорожной одежды и основания дороги. В связи с указанным строим модель диагностики на основе оператора, связывающего вектор наблюдаемых параметров с вектором структурных параметров. При этом рассмотрим переход от шкалы отношений и интервалов, в которых обычно измеряются характеристики дороги, к шкале порядка. Упрощение достигается за счет того, что параметры принятых моделей вибрационного состояния дорожной конструкции усредняются и обучение системы диагностики дороги по вибрационным сигналам с определенной погрешностью позволяет при сокращении времени и затрат оценивать порядок модуля упругости конструкции основания дороги. Кроме того, это позволяет перейти к лингвистическим, естественным выводам по состоянию объекта, например: «если уровень вибрации высокий, а частота колебаний низкая, то модуль упругости основания низкий». Особое место занимает проблема нагрузки на дорожную конструкцию. В стандартных методах принято использование тарированного падающего груза. Наше предположение заключается в том, что динамический процесс, развиваясь в наружных слоях дороги от колес АТС, формирует виброканал, параметры которого могут служить диагностическим сигналом. Если представить схему нагружения в форме баллистической модели, то особенность генератора колебаний определяем импульс нагрузки, а весь дальнейший процесс распространения колебаний есть собственные колебания конструкции или волновая картина распространения возмущений. Будем исходить из того, что АТС движется по неровностям вида: ![]() Усилия взаимодействия колеса автомобиля с дорожным покрытием при модели жесткой шины имеет вид: ![]() Рис. 1. Изменение жесткости основания в зависимости от модуля материала основания и принятой модели Проверка адекватности модели осуществлена путем сопоставления результатов расчета с данными, полученными измерением частоты колебаний реального участка дороги «Сосновый Бор – Гайва» (Пермский край). В качестве прибора использовался «Вибран – 2.0». Сопоставление результатов показывает, что изучаемые характеристики воспроизводятся в модели диагностики удовлетворительно. Рис. 2. Изменение частоты основания в зависимости от модуля материала основания по средней модели жесткости Рис. 3. Изменение частоты в зависимости от активной массы основания (Е = 300 кг/см2) |
![]() | Программа по формированию навыков безопасного поведения на дорогах... В 6 классе это звено состоит из изучения развития общества, его структуры (сфер) и взаимодействия людей в обществе, что является... | ![]() | Уже с давних времён непременным атрибутом праздничного стола были О его огромной разрушительной силе и о тех последствиях физического и нравственного характера, к которым ведёт излишнее его употребление.... |
![]() | Урок по физике в 7-б классе «Скорость в нашей жизни» Учебный проект – это возможность делать что-то интересное самостоятельно, в группе или самому, максимально используя свои возможности;... | ![]() | Реферат по теме: «Влияние Интернета на жизнь современного человека» Каждый человек имеет дома компьютер, каждый второй человек имеет компьютер, подключенный к Интернету. В наше время нельзя обойтись... |
![]() | Программа по формированию навыков безопасного поведения на дорогах... Проблемы, которые включены в данный курс, позволят каждому учащемуся почувствовать личностную значимость правовых знаний, помогут... | ![]() | Рабочая программа по дисциплине В. В лингвострановедение Живой язык существует в мире его носителей и изучение его без знания этого мира, т е фоновых знаний превращает его в мертвый, лишая... |
![]() | Программа работы по формированию устойчивого интереса к изучению... Изменился, в частности, и статус школы: она стала общественно-государственной, отражающей интересы, как государства, так и общества... | ![]() | План урока Законопослушный человек. Противозаконное поведение. Причины... «законопослушное поведение», что это нормальное, обычное поведение большинства людей; развивать познавательные интересы учащихся,... |
![]() | Программа по формированию навыков безопасного поведения на дорогах... Дать знания, умения и навыки, возможности их применения для решения разнообразных задач | ![]() | Методическая разработка урока черчения: «Технический рисунок и его... В настоящее время графические умения учащихся – важнейший аспект обучения. Графическая грамотность расширяет возможности учащихся,... |
![]() | "Разработка и создание компьютерной презентации средствами программы Power Point" Образовательная рассмотреть возможности программы Power Point, выработать умения и навыки создания и оформления компьютерной презентации,... | ![]() | «Действительный человек есть ряд его деяний. Если совокупность его... ... |
![]() | «Действительный человек есть ряд его деяний. Если совокупность его... ... | ![]() | Реферат "Урок основная форма производственного обучения" Именно под его руководством учащиеся приобретают профессиональные знания, умения и навыки, участвуют в создании, учатся творческому... |
![]() | «Искусство складывания» автор программы Оригами развивает различные навыки и способности учащихся. Занятия оригами позволяют детям удовлетворить свои познавательные интересы,... | ![]() | Уроках математики Возможности индивидуального и возрастного развития детей поистине поразительны. И эти природные безграничные возможности ребенка... |