О торможении колесного транспортного средства, оборудованного автоматизированной системой регулирования тормозного усилия

Предлагается способ определения остановочного пути транспортного средства на основе коэффициента торможения и коэффициента использования силы сцепления автоматизированной системой регулирования тормозного усилия на примере многоосного автомобиля. Исследование заключалось в том, чтобы на основе реализуемого сцепления между шиной и опорной поверхностью расчетным путем определить параметры эффективности торможения многоосного колесного транспортного средства, оборудованного автоматизированной системой регулирования тормозного усилия. Наличие новых математических взаимосвязей между положением координаты центра тяжести транспортного средства, реализуемым сцеплениями его колес, и коэффициентом торможения автомобиля позволяет моделировать изменение замедления колесной машины в различных тормозных режимах ее движения. Обоснованы термины, описывающие взаимодействие эластичной шины с опорной поверхностью в режиме торможения колесной машины. Записаны уравнения, позволяющие рассчитать: положение координаты центра тяжести многоосного колесного транспортного средства относительно его передних и задних мостов; значение коэффициента торможения многоосной колесной машины на основе координат положения центра ее тяжести, сцеплений, которые реализуются между ее шинами и опорной поверхностью; распределение нагрузки между соответствующими передними и задними мостами транспортного средства. Для расчета остановочного пути колесного транспортного средства предлагается значение коэффициента использования силы сцепления принимать равным 0,83 независимо от изменения погодно-климатических условий, в которых эксплуатируется автомобиль (погрешность расчетов при принятом допущении не более 5 %). В графическом виде представлена расчетная схема положения координат центра тяжести многоосной колесной машины, дающая общее представление о перераспределении масс между передними и задними мостами автомобиля. Проанализированы научные публикации по изменению величины реализуемого сцепления между шиной и опорной поверхностью в режиме торможения автомобильного колеса при различных факторах. Предлагаемая концепция определения параметров эффективности торможения многоосной колесной машины уточняет некоторые положения теории движения автомобиля, в частности позволяет применить расчетный метод определения замедления автомобиля в задаче приращения вертикальных нагрузок на осях многоосного колесного транспортного средства в режиме торможения. Приведенный способ расчета коэффициентов распределения веса между смежными передними или задними мостами многоосной колесной машины повышает точность определения величины замедления автомобиля расчетным методом.

1. Pacejka, H. B. Tire and Vehicle Dynamics / H. B. Pacejka. SAE.: N SAE0013, 2005. 620 p.

2. Реализация интеллектуальных функций в электронно-пневматическом тормозном управлении транспортных средств / А. Н. Туренко [и др.]. Харьков: ХНАДУ, 2015. 450 с.

3. Acts Adopted by Bodies Created by International Agreements. Regulation No 13 of the Economic Commission for Europe of the United Nations (UN/ECE) – Uniform Provisions Concerning the Approval of Vehicles of Categories M, N and O with regard to Braking [Electronic Resource]: оn Condition 30.09.2010. Mode of access: https://eur-lex.europa.eu/LexUriServ/LexUriServ.do?uri=OJ:L:2010:2570001:0196:EN:PDF.

4. On the Dependency of Friction on Load: Theory and Experiment / O. M. Braun [et al.] // EPL (Europhysics Letters). 2016. Vol. 113, No 5. 56002 p. https://doi.org/10.1209/0295-5075/113/56002.

5. Tire-Pavement Friction Characteristics with Elastic Properties of Asphalt Pavements / M. Yu [et al.] // Applied Sciences. 2017. Vol. 7. 1123 p. https://doi.org/10.3390/app7111123.

6. Acosta, M. Road Friction Virtual Sensing: a Review of Estimation Techniques with Emphasis on Low Excitation Approaches / M. Acosta, S. Kanarachos, M. Blundell // Applied Sciences. 2017. Vol. 7, No 12. 1230 p. https://doi.org/10.3390/app7121230.

7. Jin, L.-Q. Tire-Road Friction Estimation and Traction Control Strategy for Motorized Electric Vehicle / L.-Q. Jin, M. Ling, W. Yue // PLoS ONE. 2017. Vol. 6, No 12. P. 1–18. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0179526.

8. Системы автоматического регулирования и практическая реализация алгоритма управления их исполнительными механизмами / С. И. Ломака [и др.] // Вестник национального технического университета «ХПИ». Серия: Транспортное машиностроение. 2009. Вып. 47. С. 9–18.

9. Khaleghian, S. A Technical Survey on Tire-Road Friction Estimation / S. Khaleghian, A. Emami, S. Taheri // Friction. 2017. Vol. 2, No 5. P. 123–146. https://doi.org/10.1007/s40544-017-0151-0.

10. Evaluating the Tire Wear Quantity and Differences Based on Vehicle and Road Coupling Method / B. Ma [et al.] // Advances in Mechanical Engineering. 2017. Vol. 9, No 5. 13 p. https://doi.org/10.1177/1687814017700063.

11. Measurement on Friction Coefficients of Tire Grounding Surface in Arbitrary Directions under High-Load / T. Ise [et al.] // Experimental Mechanics. 2017. Vol. 57, No 9. P. 1383–1393. https://doi.org/10.1007/s11340-017-0309-8.

12. Akutagawa, K. Technology for Reducing Tire Rolling Resistance / К. Akutagawa // Tribology Online. 2017. Vol. 12, No 3. P. 99–102. https://doi.org/10.2474/ trol.12.99.

13. Renski, A. Analysis of the Influence of the Drive Force Distribution between Axles on an Automobile Stability in its Curvilinear Motion / А. Renski // Conat 2016: International Congress of Automotive and Transport Engineering, 2017. P. 55–63. https://doi.org/10.1007/978-3-319-45447-4_6.

14. Grinchuk, P. S. On a Thermodynamic Mechanism of Dissipation of Mechanical Energy in Porous Elastomers as Applied to the Problem of Heating of Automobile Tires / P. S. Grinchuk, A. I. Shnip // Journal of Engineering Physics and Thermophysics. 2016. Vol. 89, No 6. P. 1358–1364. https://doi.org/10.1007/s10891-016-1501-x.

15. Леонтьев, Д. Н. Усовершенствованный алгоритм управления АБС / Д. Н. Леонтьев // Автомобильная промышленность. 2010. № 9. С. 25–28.

16. Леонтьев, Д. Н. Способ определения замедления многоосного автомобиля на основе реализуемых сцеплений его колес и расположения координаты центра масс / Д. Н. Леонтьев, А. Н. Туренко, В. А. Богомолов // Вiснiк Харьковского национального автомобильно-дорожного университета. 2016. Вып. 75. C. 13–17.

17. Leontiev, D. Specifics of Automobile Dual Wheels Interaction with the Supporting Surface / D. Leontiev, E. Don // Automobile Transport. 2016. Vol. 39. P. 74–79.

18. Zhang, X. A Hierarchical Estimator Development for Estimation of Tire-Road Friction Coefficient / X. Zhang, D. Göhlich // PLoS ONE. 2017. Vol. 2, No 12. P. 1–21. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0171085.

19. Slip Control of Electric Vehicle Based on Tire-Road Friction Coefficient Estimation / G. Cui [et al.] // Hindawi. Mathematical Problems in Engineering. 2017. 8 p. https://doi.org/10.1155/2017/3035124.

20. Ракляр, А. М. Исследование f–S-диаграмм дорог автополигона / А. М. Ракляр. М., 1978. 24 с.

21. Иларионов, В. А. Анализ тормозной динамичности автобуса / В. А. Иларионов, И. К. Пчелин // Труды ВКЭИавтобуспрома. Львов, 1975. С. 95–110.