Способ определения коэффициента сопротивления качению колес автомобиля

Скачать PDF файл.

Текст

Смотреть все

(51) МПК (2006) НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КОЭФФИЦИЕНТА СОПРОТИВЛЕНИЯ КАЧЕНИЮ КОЛЕС АВТОМОБИЛЯ(71) Заявитель Государственное учреждение высшего профессионального образования Белорусско-Российский университет(72) Авторы Тарасик Владимир Петрович Дычкин Иван Михайлович Горбатенко Николай Николаевич Пузанова Ольга Владимировна(73) Патентообладатель Государственное учреждение высшего профессионального образования Белорусско-Российский университет(56) Басалаев В.Н. Адаптивный выбор оптимальных моментов переключений гидромеханической трансмиссии автомобиля // Известия Национальной академии наук Беларуси. - 2000. -1. С. 38-43.2011955 1, 1994.1386862 1, 1988.976778 , 1985.(57) Способ определения коэффициента сопротивления качению колес автомобиля, включающий операции измерения, обработки и анализа сигналов, несущих информацию о режимах работы двигателя и гидромеханической передачи автомобиля, а также операции формирования сигналов управления исполнительными механизмами, отличающийся тем, что осуществляют пробег снаряженного автомобиля массой 0 , а также пробег того же автомобиля с полной массойпри полностью нажатой педали подачи топлива и заблокированном гидротрансформаторе на одной и той же -ой передаче на горизонтальном участке дороги в одном и том же направлении при отсутствии помех движению и при достижении одной и той же заданной частоты вращения вала двигателя, рассчитывают и фиксируют в памяти ЭВМ соответственно достигнутое ускорение прямолинейного движения 0 ( ) снаряженного автомобиля массой 0 и приведенной массой 0 пр ( ) и достигнутое ускорение прямолинейного движенияа ( ) автомобиля с полной массойи приведенной массойапр ( ) , а коэффициент сопротивления качениюколес автомобиля вычисляют по формуле 0 пр ( )0 ( )апр ( )а ( ) Изобретение относится к области автомобилестроения и может быть использовано, в частности, в адаптивных системах автоматического управления тягово-скоростными режимами транспортного средства. 9806 1 2007.10.30 Коэффициентом сопротивления качениюназывается отношение продольной силы ,вызывающей качение колеса, к нормальной реакции дороги на колесо. Коэффициент сопротивления качениюнепосредственно влияет на величину силы сопротивления качению колеса, являющейся одной из составляющих суммарной силы сопротивления движению автомобиля, и поэтому входит в базу данных, позволяющих уточнить и наметить пути решения задачи управления движением автомобиля в соответствии с характером внешних событий или ситуаций. Причины возникновения потерь на качение колеса хорошо исследованы, однако, достаточно точных формул для определения коэффициента сопротивления качению нет. Поэтому в теории автомобиля используют значения этого коэффициента, полученные опытным путем в лабораторных условиях, обычно в ведомом режиме качения колеса 1. Коэффициент сопротивления качениюучитывает собственно трение качения колеса,гистерезисные потери в шине вследствие ее деформации и аэродинамические потери, обусловленные взаимодействием с воздушной средой. Значениезависит от множества факторов типа дорожного покрытия, формы и состояния его поверхности, материала и конструкции шины, ее деформации, давления воздуха в шине, скорости движения автомобиля, продольного и поперечного скольжения шины относительно дороги при движении по прямой и на повороте, колебания колес и шин 1, 3. Кроме того, значение коэффициентазависит от режима работы колеса например, для ведущего колеса оно значительно больше, чем для ведомого 2. Поэтому использование лабораторных результатов определения коэффициента сопротивления качению в системах автоматического управления тягово-скоростными режимами движения автомобиля, предъявляющих повышенные требования к точности информации об объекте управления и параметрах внешней среды, неизбежно приводит к погрешностям при формировании управляющих команд и снижает эффективность автоматизации управления. Наиболее близким к предлагаемому является способ определения коэффициента сопротивления качениюколес автомобиля, осуществляемый в процессе движения автомобиля с гидромеханической трансмиссией по реальному маршруту 4. Через определенные интервалы времени производится расчет на бортовой ЭВМ силы тяги ведущих колес автомобиля т, силы сопротивления воздуха , массы автомобиля а, а также параметров,характеризующих режимы работы двигателя и гидротрансформатора. При движении автомобиля с разблокированным гидротрансформатором в качестве исходной информации для расчета силы тяги т и массы автомобиля а служат заложенные в память бортовой ЭВМ характеристики гидротрансформатора, поступающая с датчиков угловой скорости двигателя, насосного и турбинного колес гидротрансформатора информация и определенные на ее основе для двух следующих с некоторым интервалом точек ускорения автомобиля. Величина коэффициента сопротивления качениювычисляется с использованием полученных значений силы тяги т, силы сопротивления воздухаи массы автомобиля а с учетом угла подъема дорожного полотнана режиме установившегося движения автомобиля по формуле где- ускорение свободного падения. Такому способу определения коэффициента сопротивления качению присуща возможность значительного отклонения полученной в результате расчета величины коэффи 2 9806 1 2007.10.30 циентаот его истинного значения, а также сложность оценки этого отклонения. Это связано, прежде всего, с существенными отклонениями характеристик гидротрансформатора,колеса которого, как правило, получают литьем, от внесенных в память ЭВМ его эталонных характеристик, полученных в лабораторных условиях для иного образца. Ошибка усугубляется неточностями расчета силы сопротивления воздуха, для определения которой также необходимы предварительные лабораторные исследования или дорожные испытания. Без знания ошибки в оценке этих параметров их использование в базе данных бортовой ЭВМ не дает уверенности в точности получаемых результатов. Сложность получения информации об управляющих переменных и снижение качества управления процессом из-за неизбежных ошибок, величина которых к тому же не оценена, являются существенными недостатками этого способа. Задачей изобретения является повышение достоверности определения коэффициента сопротивления качениюколес автомобиля при одновременном снижении требований к объему исходной информации и трудоемкости ее получения. Поставленная задача решается тем, что в способе определения коэффициента сопротивления качению колес автомобиля, включающем операции измерения, обработки и анализа сигналов, несущих информацию о режимах работы двигателя и гидромеханической передачи автомобиля, а также операции формирования сигналов управления исполнительными механизмами, согласно изобретению, осуществляют пробег снаряженного автомобиля массой 0, а также пробег того же автомобиля с полной массой а при полностью нажатой педали подачи топлива и заблокированном гидротрансформаторе на одной и той же -ой передаче на горизонтальном участке дороги в одном и том же направлении при отсутствии помех движению и при достижении одной и той же заданной частоты вращения вала двигателя рассчитывают и фиксируют в памяти ЭВМ соответственно достигнутое ускорение прямолинейного движения 0 снаряженного автомобиля массой 0 и приведенной массой 0 пр, и достигнутое ускорение прямолинейного движенияавтомобиля с полной массой а и приведенной массой п, а коэффициент сопротивления качениюколес автомобиля вычисляют по формуле, где- ускорение свободного падения. Пробеги автомобиля при определении коэффициента сопротивления качению могут быть совмещены с пробегами, предназначенными для определения известными способами параметров приведенных масс 0 п и апр и полной массы а автомобиля, или с пробегом,осуществляемым по прямому назначению автомобиля. Повышение достоверности определяемого коэффициента сопротивления качениюколес автомобиля достигается благодаря минимальному числу исходных данных, полученных притом в одинаковых условиях. В каждом из пробегов автомобиля фиксируемые при одном и том же значении частоты вращения вала двигателя, работающего на внешней скоростной характеристике, и при одной и той же -ой включенной передаче трансмиссии ускорения 0 и аа достигаются за счет доли мощности двигателя, остающейся после вычета из развиваемой двигателем мощности затрат на преодоление потерь на трение в трансмиссии, сопротивления качению колес и сопротивления воздуха. Следовательно, при всех прочих равных условиях сила, разгоняющая груженый автомобиль, будет меньше силы, разгоняющей порожний автомобиль, на величинувозросшего сопротивления качению колес автомобиля, обусловленного увеличением его массы(-0). С другой стороны, величинасоответствует разности сил инерции при разгоне снаряженного и груженого автомобиля и определяется с учетом развиваемых ускорений 0 и аа приведенных масс соответственно снаряженного автомобиля 0 и груженого автомобиля апр по формуле 0 пр 0 апр. В результате получаем равенство(0 )0 пр 0 апр, из которого следует Эта формула позволяет ограничиться минимумом исходных данных, получить которые достаточно просто с необходимой точностью, в результате повышается достоверность определения коэффициента сопротивления качениюколес автомобиля. Преимущество данного способа проявляется, в частности, при его использовании в системе автоматического управления трансмиссией автомобиля особо большой грузоподъемности, для которого определение характеристик гидротрансформатора и двигателя связано с определенными трудностями из-за большой их мощности. При разгоне автомобиля на горизонтальном участке дороги при полной подаче топлива и заблокированном гидротрансформаторе на одной из промежуточных передач после достижения двигателем в процессе разгона определенного, наперед заданного и хранимого в базе данных бортовой ЭВМ значения частоты вращения вала двигателя д, осуществляется определение и фиксация в памяти ЭВМ ускорений соответственно снаряженного а 0 и груженогоавтомобиля. Ускорения а 0 ивычисляются через угловое ускорение вала двигателя, получаемое, например, посредством численного дифференцирования сигналов датчика угловой скорости, либо определяются иными известными или возможными способами, например с помощью датчика продольного ускорения автомобиля. Параметры 0, , 0 пр, апр определяются, как правило, предварительно и заносятся в базу данных бортовой ЭВМ. Массы снаряженного 0 и груженого а автомобиля определяются либо взвешиванием, либо любым из известных или возможных способов. Приведенные массы снаряженного 0 пр и груженого пр автомобиля определяются либо расчетным путем на основе технической документации на автомобиль, либо экспериментально посредством известных или возможных способов. Таким образом, все исходные данные определяются с высокой точностью, что позволяет при использовании предлагаемого способа получить достоверные значения коэффициента сопротивления качениюколес автомобиля. Предлагаемый способ определения коэффициента сопротивления качению можно также использовать для автомобиля с механической трансмиссией, поскольку при заблокированном гидротрансформаторе гидромеханическая трансмиссия эквивалентна механической. 9806 1 2007.10.30 Источники информации 1. Автомобиль. Теория эксплуатационных свойств / А.С. Литвинов, Я.Е. Фаробин. . Машиностроение, 1989. - С. 23-35. 2. Чудаков Е.А. Избранные труды. Том . Теория автомобиля. - . Издательство Академии наук СССР, 1961. - С. 37-40. 3. Гришкевич А.И. Автомобили. Теория. - Мн. Вышэйшая школа, 1986. - С. 35-37. 4. Басалаев В Адаптивный выбор оптимальных моментов переключений гидромеханической трансмиссии автомобиля // ВесцБеларус. Сер. фз. тэхн. навук. - 2000.1. - С. 38-44. Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20. 5

МПК / Метки

МПК: B60W 10/00

Метки: сопротивления, определения, способ, коэффициента, колес, автомобиля, качению

Код ссылки

<a href="http://bypatents.com/5-9806-sposob-opredeleniya-koefficienta-soprotivleniya-kacheniyu-koles-avtomobilya.html" rel="bookmark" title="База патентов Беларуси">Способ определения коэффициента сопротивления качению колес автомобиля</a>

Похожие патенты