Разработка импульсного магнитоэлектрического усилителя рулевого привода и исследование основных его показателей : На примере автомобиля

• Автор: Оленев, Сергей Евгеньевич
• Шифр специальности: 05.02.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2001
• Место защиты: Владимир
• Количество страниц: 151 с. : ил

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1. КЛАССИФИКАЦИЯ, ОБЗОР МЕТОДОВ И СРЕДСТВ, ОБЛЕГЧАЮЩИХ УПРАВЛЕНИЕ ТРАНСПОРТНЫМ СРЕДСТВОМ

1.1. Общая классификация

1.2. Пневматический усилитель руля

1.3. Гидравлический и комбинированный усилители

1.4. Электрический усилитель рулевого привода

1.5. Импульсный электромагнитный усилитель руля

Выводы по первой главе

ГЛАВА 2. РАЗРАБОТКА ИМПУЛЬСНОГО МАГНИТОЭЛЕКТРИЧЕСКОГО УСИЛИТЕЛЯ РУЛЕВОГО УПРАВЛЕНИЯ АВТОМОБИЛЯ
2.1. Задачи разработки
2.2. Особенности работы усилителя
2.3. Силы и моменты, действующие на рулевой механизм
с усилителем
2.4. Уравнение движения вала рулевого механизма,
снабженного усилителем
2.5. Расчет и оптимизация параметров магнитной
системы усилителя
Выводы по второй главе
ГЛАВА 3. ИССЛЕДОВАНИЕ ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ ИМПУЛЬСНОГО МАГНИТОЭЛЕКТРИЧЕСКОГО УСИЛИТЕЛЯ РУЛЯ
3.1. Энергетические соотношения в приводе вала рулевого механизма при различных режимах движения автомобиля
3.2. Чувствительность действия усилителя
3.3. Эффективность усилителя и маневренность автомобиля
на поворотах
3.4. Прямое и обратное действие усилителя
3.5. Затраты электрической энергии, производимые
усилителем
Выводы по третьей главе
ГЛАВА 4. РАЗРАБОТКА СХЕМЫ ФОРМИРОВАНИЯ ИМПУЛЬСА ПРИВОДА ДЛЯ УСИЛИТЕЛЯ
4Л. Анализ возможных путей построения структурных схем для
привода усилителя
4.2 Формирование двойного импульса привода
4.3 Нелинейная коррекция показателя эффективности
4.4 Микропроцессорная система управления усилителем
Выводы по четвертой главе
ГЛАВА 5. МЕТОДИКА ПРОЕКТИРОВОЧНОГО РАСЧЕТА ИМПУЛЬСНОГО МАГНИТОЭЛЕКТРИЧЕСКОГО УСИЛИТЕЛЯ
5.1 Исходные данные
5.2 Выбор конструктивной схемы усилителя
5.3 Экспериментальная проверка методики
проектировочного расчета
5.4 Импульсный магнитоэлектрический усилитель руля
транспортного средства
Выводы по пятой главе
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
ПРИЛОЖЕНИЯ
ВВЕДЕНИЕ
В Концепции государственной транспортной политики Российской Федерации, одобренной постановлением Правительства от 8.09. 97 №1143, говорится, что стратегической целью является формирование транспортной системы. Указанная система должна гарантированно и эффективно удовлетворять потребности в перевозках пассажиров и грузов, а также способствовать повышению безопасности перевозок.
Безопасность дорожного движения тесно связана с условиями работы водителей транспортных средств, а именно, со степенью их утомляемости в процессе работы. Чем сложнее дорожная обстановка, тем больше усилий прикладывает водитель при управлении транспортным средством, которые сопровождаются соответствующими энергетическими затратами. Известно, что процесс приема и переработки информации, содержащейся в дорожной обстановке, вызывает у водителя изменение эмоционального напряжения. Так, например, одной из причин непроизвольного действия водителя на рулевое колесо и связанное с ним «рыскание» транспортного средства является его стремление найти такое положение автомобиля в поперечном сечении дороги, при котором эмоциональные сдвиги от воздействия дорожной обстановки справа и слева по направлению движения будут минимальными. Точно также, при возникновении какого-либо препятствия, факт роста эмоционального напряжения приводит к снятию ноги с педали акселератора, а затем по достижению предельного уровня эмоционального напряжения - к нажатию тормозной педали.
Таким образом, мышечное усилие и психофизиологическое напряжение, направленные на гашение внешних раздражителей при движении, приводят в конечном счете к усилению действия сердечно-сосудистой системы, которая доставляет в мышцы достаточное количество энергетических веществ, и последующей утомляемости водителя. Для повышения
С учетом текущей площади перекрытия магнитами катушки выражение (2.13) запишется
Для уменьшения значения Ту,, необходимо использовать СФИП с большим входным сопротивлением, что снизит потери, приходящиеся на энергию освобождения.
Кроме того, в небольших количествах электрическая энергия затрачивается при протекании в СФИП темнового тока (при выключенном ключе), который образует в катушке магнитное поле. При взаимодействии этого поля с магнитами возникает сила, величина которой с учетом выражений (2.8) и (2.9) равна
где С - сила, возникающая от прохождения в катушке привода темнового тока, Н; У0 ~ темновой ток СФИП, А.
При малом значении Л этой силой можно пренебречь. Если значение этого тока повысить, то можно добиться такого режима работы усилителя, при котором он будет амортизировать удары колес о мелкие неровности дороги, воспринимаемые водителем через руль. В этом случае при подходе магнитов к катушке они будут встречать противодействие со стороны си-
(2.15)