Определение оптимальных параметров и надежности гидроусилительного агрегата рулевого управления автотранспортных средств

• Автор: Меркулов, Николай Михайлович
• Шифр специальности: 05.04.13
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2002
• Место защиты: Тула
• Количество страниц: 156 с. : ил

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
1. АНАЛИЗ КОНСТРУКТИВНЫХ СХЕМ, РЕЖИМОВ РАБОТЫ И МЕТОДОВ ОПТИМИЗАЦИИ И НАДЕЖНОСТИ ГИДРОУСИЛИТЕЛЬНОГО АГРЕГАТА РУЛЕВОГО УПРАВЛЕНИЯ
1.1. Анализ конструктивных схем и условий эксплуатации
1.2. Надёжность гидроусилительного агрегата и методы её расчёта.
1.3. Методы оптимизации
1.4.Цель и задачи исследования
1.5. Выводы
2. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПОКАЗАТЕЛЕЙ НАДЕЖНОСТИ ГИДРОУСИЛИТЕЛЬНОГО АГРЕГАТА
2.1. Определение уровня надежности
2.2. Условия реализуемости конструкционной и функциональной надежности
2.3. Диагностирование технического состояния гидроусилительного агрегата
2.4. Определение показателей надежности
2.5. Выводы
3. РАЗРАБОТКА МЕТОДИКИ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ОПТИМАЛЬНЫХ ПАРАМЕТРОВ И ОБОБЩЁННОЙ МАТЕМАТИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ ГИДРОУСИЛИТЕЛЬНОГО АГРЕГАТА РУЛЕВОГО УПРАВЛЕНИЯ АВТОТРАНСПОРТНЫХ СРЕДСТВ
3.1 Методика оптимизации
3.2. Разработка обобщённой математической модели гидроусилительного агрегата системы рулевого управления
3.3. Исследование обобщённой математической модели
3.4. Выводы
4. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ГИДРОУСИЛИТЕЛЬНОГО АГРЕГАТА РУЛЕВОГО УПРАВЛЕНИЯ
4.1 Планирование эксперимента, методика и аппаратура исследований.
4.2. Исследование режимов работы гидроусилительного агрегата
4.3 Определение оптимальных параметров гидроусилительного агрегата и
реализация технических решений по повышению его надежности и эффективности работы
4.4. Выводы
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ЛИТЕРАТУРА
ПРИЛОЖЕНИЯ
ВВЕДЕНИЕ
Актуальность работы. Эксплуатация автотранспортных средств и особенно скоростного автомобильного транспорта представляет повышенные требования к легкости управления, точности вождения и безопасности движения.
Применение гидроусилительного агрегата рулевого управления улучшает маневренность и облегчает управление автотранспортными средствами. Однако в процессе эксплуатации в результате износа элементов гидроусилительного агрегата и рулевого управления, механических сопряжений, ухудшается их работоспособность, что вызывает повышение усилия на рулевое колесо, неустойчивое движение направляющих колес автотранспортных средств, запаздывание начала поворота колес относительно поворота рулевого колеса и колебание направляющих колес. Это связано с повышением утомляемости водителя, недоиспользованием энергетических возможностей автотранспортных средств и особенно скоростного автомобильного транспорта и их отклонением от заданного направления движения, что снижает качество управления.
Из-за потери управляемости происходит 30% автомобильных катастроф. Причем большинство автомобильных происшествий связано с заносом и отклонением от траектории незаторможенного автомобиля на дорогах с сухим покрытием.
В связи с этим, определение оптимальных параметров и надежности гидроусилительного агрегата рулевого управления для улучшения труда водителя, повышения работоспособности рулевого управления, точности вождения, безопасности движения и использования энергетических возможностей автотранспортных средств является актуальной научной задачей.
Цель работы состоит в установлении зависимостей для определения оптимальных параметров гидроусилительного агрегата рулевого управления на основе обеспечения надежности его работы, направленных на достижение требуемого уровня повышения эффективности управления, безопасности
движения и использования энергетических возможностей автотранспортных средств.
Идея работы заключается в обеспечении требуемой надежности гидроусилительного агрегата рулевого управления, достигаемой определением его оптимальных параметров, для повышения эффективности управления, безопасности движения и использования энергетических возможностей автотранспортных средств.
Метод исследования - комплексный, включающий анализ и научное обобщение, математическое моделирование, вычислительный и производственный эксперимент, методы теории вероятностей и математической статистики с использованием ПЭВМ.
Научные положения, выносимые на защиту и их новизна:
- установлены зависимости для определения оптимальных параметров гидроусилительного агрегата на основе исследований обобщенной математической модели переходных процессов в системе рулевого управления и требуемого уровня надежности его работы;
- получены зависимости для расчета уровня надежности гидроусилительного агрегата на основе функциональной связи с коэффициентом технического уровня системы рулевого управления, и, условия реализуемости надежности, определяемые свойствами и условиями работы конструкционных материалов и их элементов и соответствием функциональных параметров условиям эксплуатации;
- определены оптимальные параметры гидроусилительного агрегата, обеспечивающие требуемые уровень надежности системы рулевого управления, управляемости, безопасности движения и использования энергетических возможностей автотранспортных средств.
Достоверность научных положений, выводов и рекомендаций диссертационной работы обоснована аргументированностью математических выкладок и корректностью постановки задач и методов исследования, адекватностью теоретических и экспериментальных исследований, расхождение ме-

При применении ГУА возникновение отказов связано с вероятностью появления свойственных им условий эксплуатации.
где tдBк и 1аВк - допустимое время восстановления ГУА, определяемое соответственно свойствами и условиями работы конструкционных материалов и
появления условий работы конструкционных материалов, приводящих к раз-
ления условий работы ГУА, приводящих к снижению эффективности его эксплуатации или простоям из-за неполного соответствия параметров ГУА условиям эксплуатации автотранспортных средств.
Поскольку простой автотранспортных средств, в данном случае, связан с допустимым временем замены ГУА, то исходя из условия равной вероятности
Из зависимостей (2.1) - (2.20) следует, что уровень надежности ГУА и технической системы ГУА - рулевое управление определяется надежностью работы конструкционных материалов и их элементов qнк и функциональной надежностью qнФ, которые устанавливаются из условия равной вероятности отказа.
(2.18)

(2.19)
соответствием их параметров условиям эксплуатации; Рук{() - вероятность
рушению, износу и деформации элементов ГУА; Ру (*) - вероятность появ-
(2.20)