namiТруды НАМИTrudy NAMI0135-3152ФГУП «НАМИ»nami-131Research ArticleАВТОМОБИЛЕСТРОЕНИЕAUTOMOBILE DEVELOPMENTПрименение итерационного метода при расчёте тормозных свойств седельного автопоезда с учётом перераспределения вертикальных реакцийThe iterative method usage in calculating road vehicle braking properties considering the redistribution of vertical reactionsМалиновскийМ. П.MalinovskiyM. P.

канд. техн. наук, доцент, Кафедра тягачей и амфибийных машин

г. Москва 125319

PhD (Eng), associate professor, Department of haulers and amphibious machines

Moscow 125319

ntbmadi@gmail.comСмолкоЕ. С.SmolkoE. S.

студент, Конструкторско-механический факультет

г. Москва 125319

student, Faculty of Mechanical Engineering

Moscow 125319

ФГБОУ ВО «Московский автомобильно-дорожный государственный технический университет (МАДИ)»РоссияMoscow Automobile and Road Construction State Technical University (MADI)Russian Federation202014072020013647Copyright © Малиновский М.П., Смолко Е.С., 20202020Малиновский М.П., Смолко Е.С.Malinovskiy M.P., Smolko E.S.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://nami.elpub.ru/jour/article/view/131Введение

Введение. Одним из основных этапов проектирования транспортных средств специального назначения является расчёт тормозной системы. При расчёте тормозных показателей по динамической характеристике строится тормозная диаграмма в виде графика зависимости замедления, тормозного давления или удельной тормозной силы от времени. На каждой оси сравниваются максимальная тормозная сила и предел по сцеплению. Затем определяются время нарастания давления и тормозной путь.

Цель исследования – выявить недостатки интегрального метода расчёта тормозного пути и провести необходимые уточнения.

Методология и методы

Методология и методы. Известны интегральный и итерационный методы расчёта тормозного пути по тормозной диаграмме. Более точных результатов можно достичь, применив итерационный метод на каждом шаге дифференцирования. Однако при проектировочных и оценочных расчётах достаточно точности, которая обеспечивается интегральным методом с учётом приведённых в настоящей статье уточнений. Время нарастания давления в пневматическом тормозном приводе определяется с использованием метода линейной аппроксимации.

Результаты и научная новизна. В ходе исследований установлено, что в традиционном интегральном методе не учитывается зависимость времени реализации сцепления от коэффициента сцепления, массы груза, перераспределения вертикальных реакций под действием замедления и высоты центра масс звеньев автопоезда. Кроме того, не учитываются соотношение максимальной тормозной силы и предела по сцеплению, а также влияние типоразмера тормозных камер и коэффициента трения между фрикционными поверхностями тормозных механизмов. Авторами предложена новая уточнённая методика расчёта тормозных свойств.

Практическая значимость

Практическая значимость. Результаты исследований необходимо учитывать при разработке тормозных систем, систем автоматического экстренного торможения и систем автономного управления, а также их можно использовать в учебном процессе.

Introduction

Introduction. One of the main stages in the design of special-purpose vehicles is the calculation of the brake system. When calculating the braking performance dynamically, the braking diagram is constructed in the form of a graph of deceleration dependence, the braking pressure or a specific time braking force. On each axis, the maximum braking force and traction limit are compared. Then, the increasing pressure time and the stopping distance are determined.

The purpose of the study was to identify the integral method shortcomings when calculating the braking distance and to carry out the necessary refinements.

Methodology and research methods. The integral and iterative methods for calculating the braking distance due to the braking diagram are known. More accurate results can be achieved by applying the iterative method at each step of differentiation. However, in the design and evaluation calculations, the accuracy ensured by the integral method is sufficient taking into account the refinements given in this article. The pressure rise time in the pneumatic brake actuator is determined by means of the linear approximation method.

Scientific novelty and results. In the course of research it has been found that the traditional integral method did not take into account the dependence of the clutch implementation time on the adhesion coefficient, mass of the load, vertical reactions redistribution under the deceleration influence and the mass center height of different parts of a road vehicle. Besides, the ratio of the maximum braking force and the adhesion limit was not also taken into consideration, as well as the influence of the brake chambers size and the friction coefficient between the friction surfaces of the brake mechanisms. The authors proposed a new refined method for calculating the braking properties.

Practical significance

Practical significance. The research results should be taken into account when developing brake systems, automatic emergency braking systems and autonomous control systems. They can also be used in the educational process.

транспортные средства специального назначенияпневматический тормозной приводтормозная диаграммавремя быстродействиятормозной путьантиблокировочный циклнелинейная функцияперераспределение вертикальных реакцийspecial-purpose vehiclespneumatic brake drivebrake diagramspeedbraking distanceanti-lock cyclenonlinear functionredistribution of vertical reactionsReferencesМалиновский М.П. Психическая напряжённость в транспортном потоке: причины, следствия, меры противодействия // Автомобиль. Дорога. Инфраструктура. – 2018. – № 4. – С. 3.Malinovskiy M.P. [Mental tension in the transport flow: causes, consequences, countermeasures]. Avtomobil’. Doroga. Infrastruktura, 2018, no. 4, p. 3. (In Russian)Кристальный С.Р., Попов Н.В., Фомичёв В.А. Проблемы функционирования антиблокировочных систем автомобилей, оснащённых шипованными шинами // Вестник МАДИ. – 2012. – Вып. 2. – С. 10а–17.Kristal’nyy S.R., Popov N.V., Fomichev V.A. [The functioning problems of anti-lock braking system on vehicles, equipped with means of anti-sliping]. Vestnik MADI, 2012, issue 2, pp. 10а–17. (In Russian)Иванов А.М., Кристальный С.Р., Попов Н.В. Системы автоматического экстренного торможения: монография. – М.: МАДИ, 2018. – 180 с.Ivanov A.M., Kristal›nyy S.R., Popov N.V. [Automatic Emergency Braking Systems: Monograph]. Moscow, MADI Publ., 2018. 180 p. (In Russian)Кристальный С.Р., Топорков М.А., Фомичёв В.А., Попов Н.В. Критерии оценки эффективности действия систем электронного контроля устойчивости автомобилей // Автомобиль. Дорога. Инфраструктура. 2015. – № 2. – С. 2.Kristal›nyy S.R., Toporkov M.A., Fomichev V.A., Popov N.V. [The criteria for evaluating the efficiency of the electronic stability control systems of vehicles]. Avtomobil’. Doroga. Infrastruktura, 2015, no. 2, p. 2. (In Russian)Петренко А.М. Методические указания к лабораторным работам по дисциплине «Теория специальных транспортных средств». Ч. 1. – М.: МАДИ, 2003. – 54 с.Petrenko A.M. [Guidelines for laboratory work in the discipline “Theory of special vehicles”. Part 1]. Moscow, MADI Publ., 2003. 54 p. (In Russian)Малиновский М.П. Итерационный метод расчёта антиблокировочного цикла // Автомобильная промышленность. – 2011. – № 5. – С. 33–35.Malinovskiy M.P. [Iterative method for calculating the anti-lock cycle]. Avtomobil’naya promyshlennost’, 2011, no. 5, pp. 33–35. (In Russian)Гладов Г.И., Петренко А.М. Специальные транспортные средства: Теория: учебник / под ред. Г.И. Гладова. – М.: Академкнига, 2006. – 215 с.Gladov G.I., Petrenko A.M. [Special vehicles: Theory: textbook. Ed. by Gladov G.I.]. Moscow, Akademkniga Publ., 2006. 215 p. (In Russian)Жуков И.С., Дыгало В.Г. Оценка тепловой нагруженности пар трения автоматизированной тормозной системы автомобиля // Труды НГТУ им. Р.Е. Алексеева. – 2018. – № 3. – С. 147–152.Zhukov I.S., Dygalo V.G. [Assessment of thermal loading of friction pairs of an automated vehicle brake system]. Trudy NGTU im. R.E. Alekseeva, 2018, no. 3, pp. 147–152. (In Russian)Павлов В.В. Проектировочные расчёты транспортных средств специального назначения (ТССН): учебное пособие. – М.: МАДИ, 2014. – 116 с.Pavlov V.V. [Design calculations of special purpose vehicles (SPV): a training manual]. Moscow, MADI Publ., 2014. 116 p. (In Russian)Ахметшин А.М., Рязанцев В.А. Исследования процесса торможения автомобиля с АБС // Журнал автомобильных инженеров. – 2015. – № 1. – С. 16–19.Akhmetshin A.M., Ryazantsev V.A. [Researches of process of braking of the vehicle with ABS]. Zhurnal avtomobil’nykh inzhenerov, 2015, no. 1, pp. 16–19. (In Russian)Балакина Е.В., Сарбаев Д.С. К вопросу об определении коэффициента продольного скольжения колеса // Автомобильная промышленность. – 2018. № 10. – С. 25–27.Balakina E.V., Sarbaev D.S. [To the question about definition of longitudinal wheel sliding]. Avtomobil’naya promyshlennost’, 2018, no. 10, pp. 25–27. (In Russian)Дыгало В.Г., Ревин А.А. Общие принципы формирования полунатурных моделей при проектировании тормозной системы автомобиля с АБС // Известия Волгоградского государственного технического университета. Серия: Наземные транспортные системы. 2013. – Т. 7, № 21. – С. 10–16.Dygalo V.G., Revin A.A. [General principles for the formation of semi-natural models in the design of the braking system of a car with ABS]. Izvestiya Volgogradskogo gosudarstvennogo tekhnicheskogo universiteta. Seriya: Nazemnye transportnye sistemy, 2013, vol. 7, no. 21, pp. 10–16. (In Russian)Борисов С.В., Камитов М.С., Осипов В.И. Оптимизация параметров амортизатора // Автомобиль. Дорога. Инфраструктура. – 2016. – № 2. – C. 1.Borisov S.V., Kamitov M.S., Osipov V.I. [Optimization of the nonlinear shock absorber characteristic]. Avtomobil’. Doroga. Infrastruktura, 2016, no. 2, pp. 1. (In Russian)Малиновский М.П., Ролдугин В.Д., Кулешова Н.А. Расчёт быстродействия пневматического тормозного привода на колёсных транспортных средствах специального назначения // Вестник МАДИ. – 2016. Вып. 4. – С. 68–74.Malinovskiy M.P., Roldugin V.D., Kuleshova N.A. [Calculation of reaction time of pneumatic brake actuators on wheeled special purpose vehicles]. Vestnik MADI, 2016, issue 4, pp. 68–74. (In Russian)

The authors declare that there are no conflicts of interest present.