Методика повышения управляемости и устойчивости легких коммерческих автомобилей путем выбора рациональных параметров системы подрессоривания тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.05.03, кандидат наук Бутин Данила Александрович

• Бутин Данила Александрович
• кандидат наук
• 2022

Оглавление диссертации кандидат наук Бутин Данила Александрович

ВВЕДЕНИЕ

1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА И ОБОСНОВАНИЕ ЗАДАЧ ИССЛЕДОВАНИЯ

1.1. Анализ работ, посвященных исследованию управляемости и устойчивости автомобилей

1.2. Критерии и методы оценки управляемости и устойчивости автомобиля

1.3. Цели и задачи

2. ИМИТАЦИОННОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ДВИЖЕНИЯ АВТОМОБИЛЯ И МЕТОДИКА ПОВЫШЕНИЯ СВОЙСТВ УПРАВЛЯЕМОСТИ И УСТОЙЧИВОСТИ

2.1. Имитационная модель легкого коммерческого автомобиля

2.2. Методика повышения свойств управляемости и устойчивости

3. ПОВЫШЕНИЯ СВОЙСТВ УПРАВЛЯЕМОСТИ И УСТОЙЧИВОСТИ АВТОМОБИЛЕЙ ПО РЕЗУЛЬТАТАМ КОМПЬЮТЕРНОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ

3.1. Эксперимент повышения свойств управляемости

3.1.1. Исследование статической управляемости стандартного автомобиля

3.1.2. Исследование управляемости автомобиля модификации №1 со смещенным центром тяжести

3.1.3. Исследование управляемости автомобиля модификации №2

3.2. Эксперимент повышения свойств устойчивости

3.2.1. Исследование устойчивости автомобиля модификации №2

3.2.2. Исследование устойчивости автомобиля модификации №2

с увеличенным сопротивлением амортизаторов

3.2.3. Исследование устойчивости автомобиля модификации №3

с увеличенной угловой жесткостью подвесок

3.3. Проверочный анализ статической управляемости автомобиля

модификации №3

3.4. Оценка эффективности методики

4. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ОЦЕНКА УПРАВЛЯЕМОСТИ ЛЕГКОГО

КОММЕРЧЕСКОГО АВТОМОБИЛЯ

4.1. Исследования управляемости легкого коммерческого автомобиля

4.2. Исследование характеристик шины

4.3. Верификация модели автомобиля

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

ПРИЛОЖЕНИЯ

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность темы исследования

Разработка и создание более прогрессивных транспортных средств, совершенствование конструкции, улучшение их эксплуатационных качеств, повышение уровня безопасности - естественные тенденции в автомобилестроении. Эта тенденция ведет к повышению скоростей движения автомобильного потока, что положительно сказывается на показателях грузоперевозок автотранспортом. Среди свойств транспортных систем управляемость и устойчивость являются важнейшими показателями качества, определяющими безопасность и уверенность движения. Эти свойства снижают вероятность самопроизвольного движения и способствуют возможности быстрого маневрирования.

Управление транспортным средством (ТС) с недостаточными указанными свойствами затруднительно, так как машина имеет непостоянную траекторию, велик риск невыполнения убавляющей команды либо выполнения с большой задержкой. Такое движение требует постоянной корректировки, увеличивая нервное напряжение воздействия и приложения дополнительных усилий.

ТС с оптимальной управляемостью и устойчивостью будут не только повышать безопасность дорожного движения, но и уменьшать нагрузку, оказываемую на водителей, что улучшит эффективность транспортного обслуживания. Снижение вероятности дорожно-транспортных происшествий, сохранение и поддержание трудоспособности населения, повышение производительности труда всегда находилось в сфере государственных интересов Российской Федерации.

Управляемость и устойчивость движения ТС должны обеспечиваться конструктивными параметрами самого автомобиля, устойчивостью движения и стабильностью при управлении. Движение транспортной машины сопровождается чередующимися с разным периодом, амплитудой и скважностью управляющими воздействиями водителя для поддержания траектории,

препятствующих действиям внешних и внутренних факторов. Внедрение полной или частичной автоматизации в управление автомобилем требует доскональных знаний об управляемом объекте. В связи с этим проведение исследований в области оценки и повышения устойчивости легких коммерческих автомобилей является актуальной задачей. Цель исследования

Повышение управляемости и устойчивости легких коммерческих автомобилей на этапе их проектирования путем выбора рациональных параметров системы подрессоривания. Задачи исследования

1. Установить критерии оценки управляемости и устойчивости;

2. Разработать имитационную многомассовую модель автомобиля, отражающую физическую суть протекающих процессов и позволяющую моделировать испытания управляемости и устойчивости исследуемого автомобиля;

3. Провести исследования управляемости и устойчивости методом имитационного моделирования;

4. Провести натурное исследование управляемости объекта исследования;

5. Провести анализ адекватности разработанной математической модели;

6. Разработать методику повышения показателей управляемости и устойчивости;

7. Практически реализовать результаты исследований. Методы исследования

При решении задач диссертационного исследования было произведено имитационное моделирование движение автомобиля. Проводился динамический анализ объекта исследования. Верификация математической модели осуществлялась на основе лабораторно-дорожных испытаний натурного объекта, оснащенного системой роботизированного управления поворотом рулевого колеса. При проведении экспериментальных исследований использовалось

высокоточное программно-аппаратное обеспечение, реализующее спутниковую технологию глобального позиционирования.

Научная новизна

1. Предложен способ оценки устойчивости автомобиля, отличающийся от существующих тем, что при частотном анализе используется амплитудная модуляция, что позволило провести исследование всей границы устойчивости.

2. Предложена оригинальная оценка статической чувствительности автомобиля к управлению по вероятности распределения коэффициента поворачиваемости, оценивающейся по среднеквадратичному отклонению и коэффициенту вариации.

3. Разработана методика повышения свойств управляемости и устойчивости автомобиля. Особенностью методики является разделение параметров автомобиля по группам влияния.

4. Предложен метод оценки устойчивости движения по площади области неустойчивости, минимальной амплитуды неустойчивости, минимальной и максимальной частоты неустойчивости.

Практическая значимость работы:

• Получены зависимости изменения свойств управляемости и устойчивости от конструктивных параметров систем подрессоривания автомобиля.

• Разработана методика повышения и оценки свойств управляемости и устойчивости легких коммерческих автомобилей путем выбора рациональных параметров системы подрессоривания.

Реализация работы

Результаты исследования применены при разработке и модернизации легких коммерческих автомобилей. Теоретические и экспериментальные исследования изложены в двух отчётах НИР, переданы в ООО «ОИЦ» вместе с моделью легкого коммерческого автомобиля A21R32 NEXT, разработанной в программном пакете MSC ADAMS, и модель шины Cordiant Business 185/75

R16C. Данные, полученные в результате исследований автомобиля, применяются в обучающем процессе студентов на кафедре «АиТ» НГТУ им. Р.Е. Алексеева.

На защиту выносятся

1) Теоретическая разработка - модель криволинейного движения автомобиля, учитывающая изменение бокового увода шин от нормальной нагрузки и поперечного угла наклона, а также запаздывание нарастания бокового увода.

2) Научно-методологическая разработка - методика повышения и оценки свойств управляемости и устойчивости легкого коммерческого автомобиля путем выбора рациональных параметров систем подрессоривания.

3) Научно-техническая разработка - выработаны рекомендации по выбору параметров систем подрессоривания, с целью повышения свойств управляемости и устойчивости легкого коммерческого автомобиля.

Степень достоверности результатов

Достоверность результатов моделирования подтверждена лабораторно-дорожными испытаниями с применением современного сертифицированного высокоточного комплекса RaceLogic VBOX.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Методика повышения управляемости и устойчивости легких коммерческих автомобилей путем выбора рациональных параметров системы подрессоривания»

Апробация работы

Основные положения работы и результаты исследований докладывались и обсуждались на научно-технических семинарах кафедры «Автомобили и тракторы» (Н.Новгород, НГТУ им. Р.Е.Алексеева, 2021 г.); XVI Международной конференции Workshop NDTCS-2015 (Гродно, 2015 г.); XVII Российской конференции пользователей систем MSC (Москва, 2015 г.); 103-й Международной технической конференции Ассоциации Автомобильных инженеров (п. Автополигон, Центр испытаний НАМИ, 2018 г.); XIV международной молодежной научно - технической конференции «Будущее технической науки» (Н. Новгород, 2015 г.)

Публикации

По теме диссертационной работы опубликовано 10 научно-технических работ, в том числе 5 в рецензируемых журналах, рекомендованных ВАК, 5 статей в журналах, входящих в международную базу Scopus или Web of Science.

Структура и объем работы

Диссертация состоит из введения, четырёх глав, основного текста, выводов, списка источников и приложений. Работа изложена на 176 листах машинного текста, содержит 102 рисунка, 23 таблицу, приложения на 41 страницах. Список литературы содержит 130 наименований.

1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА И ОБОСНОВАНИЕ ЗАДАЧ

ИССЛЕДОВАНИЯ

В главе приводятся краткая история рассматриваемого вопроса, анализ методов и условий определения кинематических, силовых и динамических параметров, формирующих траекторию движения автомобиля.

1.1. Анализ работ, посвященных исследованию управляемости

и устойчивости автомобилей

Автомобиль представляет собой механическую систему с разнообразным характером связей отдельных элементов и сложными законами их относительных перемещений. Одна из задач теории автомобиля - установление законов связей и их влияния на показатели управляемости и устойчивости всего автомобиля. Наиболее известными авторами, внесшими свой вклад в исследования управляемости и устойчивости автомобилей, являются: Антонов Д. А., Бахмутов С. В., Брянский Ю.А., Гинцбург Л.Л., Гольдин Г. В., Гришкевич А. И., Добрин А. С, Жуковский Н.Е., Железнов Е. И., Котиев Г.О., Кравц В.Н., Кушвид Р. П., Литвинов А. С, Ляпунов А. М., Певзнер Я., Ревин А. А., Фаробин Я. Е., Хачатуров А. А., Ходес И. В., Чудаков Е. А., Ellis J.R.., Broulheit G., Olley M., Milliken W.F., Milliken D. L. и др.

Одним из первых основателей теории автомобиля является Жуковский Н. Е. который в 1923 г. опубликовал статью «Силы инерции автомобиля при его движении под управлением рулем» [48]. В ней решалась задача криволинейного движения двухосного автомобиля в виде стационарного движения в повороте с помощью плоскопараллельной схемы с учетом расположения центра тяжести над опорной поверхностью. При расчете применялось множество допущений: идеализированная кинематика поворота управляемых колес, качение колес без увода, не учитывалась упругие свойства подвески и несущей системы. На основании параметров движения были рассчитаны вертикальный и боковые силы на колесах, а также выведено условие критического по опрокидыванию движения

в повороте. Описан процесс потери управляемости при недостаточном сцеплении шин передней оси для сдерживания инерциальных сил.

Чудаков Е. А. при исследовании управляемости и устойчивости автомобиля, кроме эластичности колес, учитывал влияние таких факторов, как: боковой ветер, уклон дороги, стабилизация управляемых колес, кинематическая схема подвески [93, 94]. Результаты были опубликованы в 1935 г. Анализ управляемости и устойчивости автомобиля производился по графику угловой скорости и радиуса движения в зависимости от угла поворота управляемых колес и скорости движения. Про управляемость автомобиля он писал следующее: «Под управляемостью автомобиля разумеется его способность при движении точно следовать повороту управляемых колёс. Плохая управляемость автомобиля характеризуется стремлением автомобиля самопроизвольно изменять направление движения, а при повороте рулевого колеса двигаться по кривой, не точно соответствующей повороту управляемых колес».

Методом расчета было доказано, что уменьшение боковой эластичности шины ведет к улучшению управляемости. Боковой ветер и уклон дороги снижают критическую скорость устойчивого движения. Критериями неустойчивости оси принималось отношение коэффициента боковой устойчивости п к коэффициенту тяговой силы у в зависимости от скорости движения и радиуса поворота:

ч = ЦЧ (1.1)

где п - коэффициент боковой неустойчивости оси; ¥у - боковая сила на оси; О -вес автомобиля приходящейся на эту ось.

У = ^, (1.2)

где у - коэффициент тяговой силы; ^ - продольная сила на оси; О - вес автомобиля приходящейся на эту ось.

В результате исследований были выведены зависимости между конструктивными параметрами автомобиля и его устойчивостью. Установлено, что устойчивость против заноса в значительной мере зависит от расположения

центра тяжести. Так же установлено, что высота центра тяжести влияет на боковую устойчивость. Стабилизаторы поперечной устойчивости повышают боковую устойчивость за счет уменьшения бокового смещения центра тяжести. Но все эти выводы были сделаны для статического режима движения без учета упругости подвесок и несущего кузова. Исследование движения с учетом эластичности шин проводилось на линейном участке зависимости эластичности шин. Это означает узкий диапазон режимов движения, рассматриваемых при исследованиях.

В 1947 г. Певзнер Я. М. в книге «Теория устойчивости автомобиля» рассматривает движение автомобиля в горизонтальной плоскости с учетом характеристик увода пневматических шин [66, 67]. Большое внимание уделено устойчивости движения при значительных боковых уводах. Оценка устойчивости движения автомобиля производится по геометрическому признаку, если кривая бокового скольжения переходит в прямую, параллельную оси абсцисс, то стационарное движение считается неустойчивым. При расчете учитывалось влияние продольных и тормозных сил на боковой увод шин. Рассмотрено влияние аэродинамических сил на управляемость автомобиля. Основное допущение при расчете - не учитывалась упругость подвесок и кузова.

Антонов Д. А. занимался теорией устойчивости движения многоосных машин [1 - 6]. Наиболее значимая его работа «Теория устойчивости движения многоосных автомобилей» была опубликована в 1978 г. Оценочным параметром в устойчивости автомобиля использовалась удельная боковая сила на колесах. Были выведены следующие определения управляемости и устойчивости. Управляемость автомобиля - свойство его конструкции реализовать заданный режим движения и исполнять сигнал управления с необходимой точностью и быстродействием при минимальном уровне психомоторных затрат со стороны водителя. Устойчивость - «прочность» заданного водителем режима. При исследованиях было установлено что, кроме характеристик шин, на критическую скорость устойчивости влияют следующие параметры: геометрические размеры

автомобиля, положение центра тяжести, число осей, размещение осей по базе, жесткость подвесок и амортизаторов, тип дифференциалов в мостах, схема рулевого управления и др.

Литвинов А. С. под управляемостью автомобиля в 1971 г. подразумевал совокупность его свойств, характеризующих возможность изменять в соответствии с желанием водителя направление движения и траекторию направляющей точки. Анализ управляемости производился по радиусам движения и углам увода колес. Был проведен анализ влияния детальности модели на показатели управляемости и устойчивости [60, 61, 62]. Исследования проводились со следующими моделями: линеаризованной и нелинейной, плоской одномассовой и одномассовой пространственной моделью, а также двухмассовой. Линейная одномассовая модель позволяет получить лишь качественные характеристики движения, для исследования характеристик поворотов при больших боковых силах и исследования конструктивных параметров необходимо использовать нелинейные модели. В результате было установлено, что основной особенностью, связанной с боковой эластичностью колес автомобиля, является запаздывание его реакций. Это запаздывание проявляется в замедленном нарастании угловых скоростей поворота автомобиля, наличии переходных процессов.

Бахмутов С. В. известен в основном работами, связанными с вездеходными и многоосными транспортными средствами, а именно их исследованию и возможностям улучшения их показателей [8]. В работе используется метод прямых оценок силовых реакций автомобиля на управляющее и внешнее воздействие. Оценка управляемости автомобиля по критериям запасов управляющего и стабилизирующего момента. Динамическая управляемость оценивается в обобщённых частотных характеристиках АЧХ и ФЧХ автомобиля соответственно для угловой скорости поворота автомобиля и бокового ускорения. Разработан и внедрен маневр «связка» для исследований управляемости по силовым зависимостям. Адекватность используемой математической модели

выполнялась посредством критерия Фишера. Методика улучшения управляемости автомобиля состояла из двухэтапной многокритериальной оптимизации его параметров. Бахмутов C.B. вводит дополнительные показатели управляемости: 1) чувствительность к управлению; 2) чувствительность к уводу; 3) градиент недостаточной поворачиваемости; 4) индекс устойчивости; 5) эффективность управления; 6) эффективность стабилизации; 7) запас управляющего момента; 8) запас стабилизирующего момента. Для изменения управляемости и устойчивости использовался 51 параметр автомобиля (характеристики шины, характеристики упругих и демпфирующих элементов, кинематика подвески и рулевого управления).

Неймарк Ю.И., Фуфаев Н.А., Левин М.А. занимались динамикой неголономных связей [63, 59]. Сложность этой темы заключалась в пересечении множества знаний: механики неголономных связей, тензорного исчисления, теории дифференциальных уравнений и дифференциальной геометрии. Такой же подход использовался при моделировании пневматической шины, в которой определялись связи между фазовыми переменными катящегося деформируемого колеса и силами, действующими на колесо со стороны опорной плоскости. Теория качения шины учитывала все шесть степеней свободы колеса. Частотный подход в моделировании шины позволил использовать её даже при нестационарных режимах качения и при исследовании эффекта Шимми.

Работы Балакиной Е. В. в основном посвящены взаимодействию шины с опорным основанием. Ей разработана методика совершенствования шасси автомобиля на предпроектном этапе с целью улучшения устойчивости автомобиля в режиме торможения [20, 21]. В результате исследований было выявлено 32 основных конструктивных параметра шасси, оказывающих значительное влияние на эксплуатационные свойства.

Кушвид Р. П. в работе «Прогнозирование показателей управляемости и устойчивости автомобиля с использованием комплекса экспериментальных и теоретических методов» описывает методику создания достоверной модели

автомобиля [55, 56]. Впервые был произведен теоретический расчет оптимальной зависимости поворота колес по критерию минимизации износа шин. Разработанные методы позволяют дифференцированно получать оценку кинематической поворачиваемости автомобиля, шинной, креновой и аэродинамической поворачиваемости.

Богомолов С. В. разработал одномассовую модель автомобиля с шестью степенями свободы, позволяющую рассматривать как установившиеся, так и неустановившиеся режимы движения [23]. Разработана серия алгоритмов для определения оценочных показателей управляемости и устойчивости автомобиля по параметрам его движения. Определен вклад отдельных агрегатов в общую картину управляемости и устойчивости, эффекты от их взаимодействия, а также степень влияния отдельных варьируемых параметров на показатели управляемости и устойчивости. Развитием темы двухэтапной оптимизации и усложнением модели автомобиля занимался Висич Р.Б. [26]. В модель были добавлены кинематические зависимости ориентации колес от внешних факторов.

Жилейкин М. М. разработал принципы повышения показателей устойчивости и управляемости двухосных и многоосных колесных машин, оснащенных различными типами трансмиссий. В исследованиях степень поворачиваемости ТС оценивается по углу отклонения линейной скорости автомобиля от продольной оси [47]. Разработаны алгоритмы работы системы динамической стабилизации с применением методов нечеткой логики для двухосных автомобилей.

Санкин Ю. Н. предлагает частотный метод оценки курсовой устойчивости автомобиля [69 - 72]. Курсовая устойчивость исследуется частотными методами, что дает возможность осуществлять априорную оценку критической скорости автомобиля и параметров, влияющих на устойчивость, с меньшими материальными и временными затратами, чем при имитационном моделировании. Частотный метод основан на моделировании динамических свойств автомобиля дифференциальными уравнениями и их последующего преобразования по

Лапласу. Анализ управляемости и устойчивости производится по графикам амплитудно-фазо-частотных характеристик (АФЧХ). Для исследования управляемости использовалась модель Рокара и модель, учитывающая поперечные колебания кузова. Отмечено сильное влияние характеристик виброопор крепления кузова к раме на устойчивость автомобиля.

Ходес И. В. производил оценку управляемости автомобиля по коэффициенту чувствительности к повороту рулевого колеса [87 - 90]. Переходные процессы анализировал по угловой скорости автомобиля. Устойчивость и управляемость понимается автором как свойства машины выдерживать заданную через рулевой механизм водителем траекторию, включая прямолинейное движение и режим поворота с задаваемым радиусом, в том числе под влиянием внешних сил. Для оценки управляемости и устойчивости используются такие параметры, как: поперечные колебания в горизонтальной плоскости, угол курса и поперечного смещения.

Гурьянов М.В. разрабатывает частотный метод оценки курсовой устойчивости автомобиля [40], которую автор определяет посредством анализа линейной и угловой АФЧХ соответствующих передаточных функций. Эти функции могут быть получены как теоретическим, так и экспериментальным путем. Натурный эксперимент проводится для подтверждения теоретических изысканий, а также построения и анализа экспериментальных АФЧХ передаточных функций автомобиля.

Лата В. Н. в учебном пособии «Основы моделирования управляемого движения автомобиля» описал исследование управляемости автомобиля. Статическая чувствительность автомобиля к повороту колес недостаточная, нейтральная, избыточная [57, 58]. Градиент недостаточной поворачиваемости (understeer gradient, oversteer gradient) - коэффициент, показывающий, на какой дополнительный угол необходимо повернуть колеса для движения по заданной траектории. Оценка автомобиля в нестационарном движении производится по реакциям на типовое управляющее воздействие на рулевое колесо. Динамическая

управляемость оценивается в обобщенных частотных характеристиках АЧХ и ФЧХ автомобиля соответственно для угловой скорости поворота автомобиля и бокового ускорения.

Ахмедов А. А. в работе «Улучшение управляемости и устойчивости автомобиля при движении по неровной дороге методами многокритериальной параметрической оптимизации» [7] определил, что неровности дорожной поверхности ухудшают показатели АЧХ и ФЧХ управляемости. Для улучшения управляемости и устойчивости изменялись следующие конструктивные параметры: угловые жесткости передней и задней подвески; демпфирование в передней и задней подвеске; боковые смещения и довороты колес; передаточное отношение рулевого колеса; характеристики бокового увода шин. Управляемость и устойчивость оценивалась по критериям АЧХ и ФЧХ бокового ускорения в ЦТ и скорости рысканья автомобиля.

Работы зарубежных учёных по вопросам управляемости

и устойчивости

С 1900 до 1930 года акцент делался на улучшение способности управлять автомобилем, что привело к кинематическим исследованиям геометрии подвески и рулевого управления. Одним из успешных результатов стало улучшение конструкции рулевого управления Аккерманом (Ackermann) в 1927 г. В тот период одной из наиболее острых проблем ТС был эффект Шимми рулевого управления. Объяснением это явления занимался Г.Брулье (G. Broulheit), он ввел понятие бокового скольжения и угла скольжения в 1925 г [100, 101]. Г. Брулье обнаружил явление бокового псевдоскольжения (увода), заключающееся в изменении траектории автомобиля под действием боковых сил, например, на повороте, в сравнении с тем, что должно было бы быть, если бы колеса были абсолютно твердыми. Явление увода шин учитывалось во всех следующих исследованиях управляемости и устойчивости автомобиля. Продолжателями исследования характеристик шин были Брулье, Беккер, Фромм и Марун.

В 1930-х годах компания General Motors (GM) разработала первую независимую подвеску. Одним из недостатков подвески оказалась рассогласованность кинематики рулевых тяг и рычагов подвески. Эта рассогласованность приводила к негативному повороту колес. Одним из исследователей данного фактора оказался М. Оллей (Olley M.), который в 1934 г. опубликовал доклад о чрезмерной и недостаточной поворачиваемости [116, 117].

В 1935 г. компания Goodyear Tire and Rubber Company начала испытания стенда для определения характеристик шин. Стенд был барабанного типа. Результаты исследования характеристик шин, включая данные о силе и стабилизирующем моменте были опубликованы Евансом Р.Д. (Evans R.D.) [104].

Шлиппе Б. и Дитрих Р. в 1941 г. представили модель контакта деформируемой шины с дорожным полотном без проскальзывания, названную впоследствии «струнной теорией» [129].

В 1950 г. Уокер Л. (Walker) ввел понятие нейтральной рулевой линии и запаса устойчивости [130]. Уокер использовал их в качестве критериев курсовой устойчивости в стационарном режиме движения автомобиля.

Милликен У.Ф. и Милликен Д. Л. (Milliken W. F., Milliken D. L.) -инженеры гоночных автомобилей в США с 1948 г. уделяли много внимания управляемости и устойчивости автомобилей. Они анализировали влияние на управляемость таких факторов, как: геометрия подвески, аэродинамика, упругие и демпфирующие свойства подвески, жесткость кузова и конечно эластичность шин [112, 113, 114]. Лабораторная установка для исследований характеристик автомобильных шин гусеничного типа позволила сделать много в области качения шин. Анализ управляемости и устойчивости автомобиля выполнялся по графикам сил и моментов, продольных и боковых ускорений, но для настройки автомобиля применялся комплекс телеметрического оборудования с записью всевозможных параметров автомобиля.

В 1969 г. под редакцией профессора Эллиса Д.Р. (Ellis J. R.) в Великобритании была издана книга об управляемости автомобиля [95, 105]. В

книге подобно разобрано движение автомобиля и способы оценки управляемости и устойчивости. В качестве критериев использовались графики угловой скорости, угла увода, угла крена, бокового ускорения, траектории. При оценке модели сравнивались результаты натурных испытаний и моделирования. Так, разница в траекториях называется траекторной ошибкой. Движение автомобиля описывается дифференциальными уравнениями и матрицами.

В 1973 г. Фрэнк Х. С. (Frank H. S.) представил модель ТС, содержащую четырнадцать степеней свободы [127]. Пружинящей массе было присвоено шесть степеней свободы, четыре были связаны с движением подвески в четырех углах ТС, а также четыре вращательные степени свободы были назначены на колеса. При решении уравнений использовался метод Лагранжа.

Пасейка Г. Б. (Pacejka H.B.) предоставляет как базовые, так и расширенные знания о механическом поведении пневматической шины и ее влиянии на динамические характеристики ТС [118 - 123]. Теоретическая трактовка данного вопроса подкрепляется на протяжении всей работы практическими экспериментальными наблюдениями, и книга также фокусируется на развитии понимания, на основе которого могут быть разработаны и использованы математические модели поведения шин.

В книге Раджеша Р. (Rajamani R.) Vehicle Dynamics and Control описываются современные системы активной безопасности автомобиля: удержание в полосе, курсовая устойчивость, антиблокировочность, адаптивный круиз контроль и др. Управляемость ТС в повороте оценивается по графикам зависимости угла увода от бокового ускорения [124].

Георг Р. (Georg R.) занимался имитационным моделированием динамики автомобилей. Особенность работы в расчете устойчивого прохождения поворота при действии на колесах сил торможения и тяги [108].

Обтекание движущегося автомобиля потоком воздуха сопровождается возникновением аэродинамических сил и моментов относительно трех осей координат; они оказывают заметное влияние на ездовые свойства автомобиля.

Схема аэродинамических сил представлена на рис. 1.1. При движении автомобиля в безветренную погоду на него действует продольная и подъемная силы и продольный момент. Эти дополнительные силы и моменты приводят к отклонению от курса и сходу с траектории автомобиля. При боковом ветре дополнительно появляется боковая сила, поворачивающий и поперечный момент. Это явление называется «устойчивость к боковому ветру». Исследования бокового ветра на автомобиль описывается в работах следующих авторов: Фиала E.) [106, 107], Гнадлера (Gnadler К) [109], Мичке (Mitschke M.) [111], Зоргатца (Sorgatz и.) [125].

А!

¥2

Рис. 1.1 - Система координат для измерения аэродинамических сил и моментов:

1 - сила аэродинамического сопротивления; 2 - боковая сила; 3 - подъемная сила;

4 - поперечный момент (момент крена); 5 - продольный момент (момент галопирования);

6 - поворачивающий момент

1.2. Критерии и методы оценки управляемости и устойчивости

автомобиля

Методы оценок управляемости и устойчивости можно разделить на два вида: методы для сертификации ТС и методы для исследований свойств управляемости и устойчивости. От первых требуются качественные оценки и допускаются даже субъективные оценки. Вторые предполагают количественные оценки и только объективные данные.

До 01.01.2006 г. параметры управляемости и устойчивости автомобиля регламентировались отраслевым стандартом ОСТ 37.001.487-89, представляющим общие технические требования. Методика испытаний на стадии сертификации автомобиля регламентировалась ОСТ 37.001.471-88, РД 37.001.005-86, ГОСТ Р 52302-2012. Международные стандарты автомобилей активной безопасности ISO 3888, ISO 4138, ISO 7401, ISO 7975, ISO/TR 8725, ISO/TR 8726, ISO9816, ISO 12021-1, ISO 14512, VDA, SAE J1441. Распространение систем активной безопасности заставило кардинально пересмотреть стандарты, в итоге появились стандарты 49 CFR Parts 571 & 585 в США, Правила № 13 Н в России, глобальные технические правила №. 8 ELECTRONIC STABILITY CONTROL SYSTEMS и федеральный стандарт безопасности FMVSS 126.

Определения управляемости и устойчивости по ОСТ 37.001.051-86:

• «управляемость автомобиля - свойство автомобиля подчиняться траекторному и курсовому управлению». Под траекторным управлением понимается управление автомобилем по сохранению или изменению направления скорости движения, под курсовым управлением понимается управление по ориентации его продольной оси.

• «устойчивость автомобиля - свойство автомобиля сохранять в заданных пределах, независимо от скорости движения и действия внешних, инерционных и гравитационных сил, направление скорости движения и ориентацию продольной и вертикальной осей при определенном управлении».

ОН 025 319— 68 оценочные параметры управляемости:

1. Управляемость — «способность автомобиля, управляемого водителем, сохранять заданное направление движения в определенной дорожно-климатической обстановке или изменять его по желанию водителя, выраженному воздействием на рулевое управление. Дорожно-климатическая обстановка - совокупность свойств и состояния дорожного покрытия, условий движения и климатических условий».

2. Устойчивость курсовая — «способность автомобиля, управляемого водителем, сохранять заданное направление прямолинейного движения при действии на него внешних возмущающих сил».

3. Устойчивость (собственная) — «способность автомобиля без участия водителя (с закрепленным или свободным рулевым управлением) противостоять действию внешних .возмущающих сил».

4. Запас статической устойчивости — «отношение расстояния по горизонтали от центра тяжести до линии нейтральной поворачиваемости на высоте центра тяжести автомобиля к длине колесной базы».

5. Линия нейтральной поворачиваемости— «геометрическое место точек, лежащих в плоскости симметрии автомобиля на различной высоте, в которых приложение боковой силы не вызывает поворота движущегося автомобиля относительно вертикальной оси».

6. Поворачиваемость статическая — «способность автомобиля двигаться по траектории постоянной кривизны с постоянной скоростью при закрепленном рулевом управлении».

7. Поворачиваемость недостаточная, нейтральная н избыточная — «свойства автомобиля соответственно увеличивать, не изменять или уменьшать радиус поворота при увеличении скорости движения по окружности с закрепленным рулевым управлением».

8. Поворачиваемость динамическая (собственная) — «способность автомобиля изменять направление движения в соответствии с поворотом рулевого колеса, производимым по определенному наперед заданному закону».

Испытание «Рывок руля» из Правил № 13 Н служит для оценки переходных процессов при управлении ТС. Это исследование можно сравнить со ступенчатым изменением входного сигнала, в теории автоматического управления, после которого система переходит в новое равновесное состояние. При исследовании управляемости автомобиля входным звеном является рулевое колесо, а выходным

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Бутин Данила Александрович, 2022 год

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Антонов, Д. А. Теория устойчивости движения многоосных автомобилей / Д. А. Антонов. - М.: Машиностроение, 1978. - 216 с.

2. Антонов, Д. А. Расчет устойчивости движения многоосных автомобилей / Д. А. Антонов. - М.: Машиностроение, 1984. - 164с.

3. Антонов, Д. А. Метод построения устойчивости многоосных автомобилей автомобилей //Автомобильная промышленность. - 1961. - №11.

4. Антонов, Д. А. Об оценке устойчивости кругового движения многоосных автомобилей. // Автомобильная промышленность. - 1962. - №3.

5. Антонов, Д. А. К расчету проектируемых автомобилей на устойчивость движения. / Автомобильная промышленность. - 1963. - №9.

6. Антонов, Д. А. О статическом методе испытаний устойчивости установившегося движения. // Автомобильная промышленность. - 1965. - №11.

7. Ахмедов, А. А. Улучшение управляемости и устойчивости автомобиля при движении по неровной дороге методами многокритериальной параметрической оптимизации: дис. ... канд. тех. наук: 05.05.03. - М., 2004. - 169 с.

8. Бахмутов, С. В. Научные основы параметрической оптимизации автомобиля по критериям управляемости и устойчивости: дис. ... докт. тех. наук наук: 05.05.03. - М., - 2001.

9. Бахмутов, С. В Метод экспериментального определения силовых реакций автомобиля при движении. / С. В. Бахмутов, О. И. Карузин, Е. О. Рыков // Активная и пассивная безопасность и надежность автомобиля. - Межвуз. сб. науч. трудов. - М.: МАМИ, 1984. - С. 286-300.

10. Бахмутов, С. В. Силовой метод оценки управляемости и устойчивости автомобиля / С. В. Бахмутов, Е. О. Рыков, Ю. В. Шемякин // Автомобильная промышленность, - 1991. № 3. - С. 16-19.

11. Бахмутов, С. В. Обобщенная силовая диаграмма как инструмент оценки устойчивости и управляемости автомобиля / С. В. Бахмутов, Е. О. Рыков, Ю. В. Шемякин // Автомобильная промышленность. -1992. - №9. - С. 15-18.

12. Бахмутов, С. В. Повышение активной безопасности автомобиля методом прямой оценки его силовых реакций на управляющие и возмущающие воздействия / С. В. Бахмутов, Е. О. Рыков, Ю. В. Шемякин // Механика-94 труды международной науч.-техн. конф. - Вильнюс, ВТУ. 1994.

13. Бахмутов, С. В. Выбор и анализ критериев для параметрической оптимизации автомобиля по управляемости и устойчивости / С. В. Бахмутов, С. В. Богомолов // Динамика автомобиля: труды XI научн. техн. конф. ААИ, -Дмитров, НИЦИАМТ. - 1995.

14. Бахмутов, С. В. Повышение показателей управляемости и устойчивости автомобиля методом многокритериальной оптимизации устойчивости / С. В. Бахмутов, С. В. Богомолов // Активная безопасность автомобиля: труды XV конф. ААИ, - Дмитров, НИЦИАМТ, - 1996.

15. Бахмутов, С. В. Технология двухэтапной оптимизации эксплуатационных свойств автомобиля. / С. В. Бахмутов, С. В. Богомолов, Р. Б. Висич // Автомобильная промышленность. - №12. - 1998.

16. Бахмутов, С. В. Многокритериальная параметрическая оптимизация в задачах совершенствования характеристик управляемости и устойчивости автотранспортных средств / С. В. Бахмутов, А. А. Ахмедов // Известия МГТУ МАМИ. - 2007. - №2(4). - С.19-30.

17. Бахмутов, С. В. Совершенствование методики решения многокритериальных параметрических задач по заданным критериям качества и программного обеспечения как основы центра компетенции оптимального проектирования автотранспортной техники / С. В. Бахмутов, А. А. Ахмедов // Наука и образование. - 2013. - №6. - С. 119-130.

18. Бахмутов, С. В. Корреляционный анализ "параметры автомобиля критерии управляемости и устойчивости" при поиске оптимальных конструктивных решений / С. В. Бахмутов, С. В. Богомолов, Р.Б. Висич // Тр. XXXI конф. ААИ, -М.: МГТУ МАМИ, - 2000.

19. Бахмутов, С. В. Оценка силовых реакций автомобиля на управляющие и возмущающие воздействия / С. В. Бахмутов. - М., - 2001. - 135 с.

20. Балакина, Е. В. Экспериментальные исследования радиальной жесткости наклоненного колеса / Е. В. Балакина [и др.]// Вестник ИрГТУ. - 2018. - Т. 22. -№8. - С. 173-180.

21. Балакина, Е. В. Улучшение устойчивости движения колесной машины в режиме торможения на основе предпроектного выбора параметров элементов шасси: дис. ... докт. тех. наук: 05.05.03. - Волгоград , 2011. - 418 с.

22. Беляков, В. В. Адекватность управляемости имитационной модели легкого коммерческого автомобиля / В. В. Беляков, А. В. Тумасов, Д. А. Бутин, А. С. Вашурин // Труды НГТУ им. Р.Е. Алексеева. - 2021. - №1(132). - С. 62-69.

23. Богомолов, С. В. Методика совершенствования управляемости и устойчивости автомобиля на основе многокритериальной оптимизации его реакций на управляющие и возмущающие воздействия: дис. ... канд. тех. наук: 05.05.03. - М. 2000. - 110 с.

24. Брянский, Ю. А. Управляемость большегрузных автомобилей / Ю. А. Брянский. - М.: Машиностроение, - 1983. - 177 с.

25. Брянский, Ю. А. Испытания гоночных автомобилей Б-88,К-87 / Ю. А. Брянский. - М.: МАДИ, -133 с.

26. Брянский, Ю. А. Влияние стабильности контакта колеса с дорогой на устойчивость и управляемость автомобиля в критических режимах движения / Ю. А. Брянский, И. М. Ермилин. // Автомобильная промышленность. - 1983, - 10.

27. Бутин, Д. А. Частотный метод оценки курсовой устойчивости многомассовой имитационной модели автомобиля / Д. А. Бутин, В. В. Беляков // Труды НГТУ им. Р.Е. Алексеева. - 2020. - №1(128). - С. 105-112.

28. Бутин, Д. А. Исследование режимов качения пневматической шины при испытаниях управляемости и устойчивости / Д. А. Бутин [и др.] // Труды НГТУ им. Р.Е. Алексеева. - 2018. - №3(122). - С. 107-110.

29. Висич, Р. Б. Многокритериальная оптимизация конструкции подвески автомобиля по показателям управляемости и устойчивости: дис. ... канд. тех. наук: 05.05.03. - М., 2002.

30. Гинцбург, Л. Л. Некоторые вопросы управляемости автомобилей // Автомобильная промышленность, - 1964. - С. 8-11.

31. Гинцбург, Л. Л. Методы оценки управляемости автомобиля на поворотах / Л.Л. Гинцбург, М.А. Носенков. // Автомобильная промышленность. -1971. - №2,

- 65с.

32. Гинцбург, Л. Л. Устойчивость управляемого движения автомобиля относительно траектории / Л. Л. Гинцбург // Автомобильная промышленность. -1977. - С.27-31.

33. Гинцбург, Л. Л. Теория управляемого движения автомобиля относительно заданной траектории: Автореферат дисс. ... докт. техн. наук. М., - 1988 -32 с.

34. Гинцбург, Л. Л. Модель водителя для исследования движения автомобиля по заданной траектории / Л. Л. Гинцбург // Автомобильная промышленность. -1997, - №8. - С.23-29.

35. Гинцбург, Л. Л. Экспериментально-расчетный метод определения реакций автомобиля на управление / Л. Л. Гинцбург // Труды НАМИ. - М., - 1973, - 141,

- С. 42-73.

36. Гинцбург, Л. Л. Оптимизация стационарных и переходных реакций автомобиля на поворот руля / Л. Л. Гинцбург, [и др.] // Совершенствование

технико-экономических показателей автомобильной техники., М.: труды НАМИ.

- 1981. - Вып. 182, - С. 49-56.

37. Гольдин, Г. В. Расчётная схема рулевого управления автомобиля при исследовании его устойчивости и управляемости / Г. В. Гольдин [и др.] Сборник трудов МАДИ, - М.: МАДИ - 1972. - 92 с.

38. Гольдин, Г. В. Уравнения кинематических связей для общего случая движения эластичного колеса / Г. В. Гольдин [и др.] // Устойчивость управляемого движения автомобиля. - М.: МАДИ, - 1971. - С. 48-55.

39. Гольдин, Г. В. Упругая модель эластичного колеса и её применение для расчёта реакций дороги, действующих на колесо / Г. В. Гольдин [и др.] // Устойчивость управляемого движения автомобиля. - М.: МАДИ, - 1971.

- С. 56-65.

40. Гурьянов, М. В. Частотный метод оценки курсовой устойчивости автомобиля на основе его моделей в виде систем с многими степенями свободы и нелинейным взаимодействием шин с дорожным покрытием - Дис. ... канд. техн. наук: 05.13.18. - Ульяновск, 2007. - 226 с.

41. Гришкевич, А. И. Автомобили. Теория. / А. И. Гришкевич. - М.: Высшая шк. - 1986. - 206 с.

42. Добрин, А. С. Об устойчивости движения многоосных автомобилей относительно заданной траектории / А. С. Добрин, В. С. Дульцев // Изв. вузов. Машиностроение. - 1971.-№ 6. - С. 118 - 124.

43. Добрин, А. С. Устойчивость и управляемость автомобиля при неустановившемся движении / Автомобильная промышленность. - 1968. - № 9. -С. 25-28.

44. Добрин, А. С. Исследование движения автомобиля по заданной траектории. Труды семинара по управляемости и устойчивости автомобилей. - М., НАМИ, -1966, - Вып.135, - С. 65.

45. Добрин, А. С. Об устойчивости движения многоосных автомобилей относительно заданной траектории / А. С. Добрин, B. С Дульцев // Изв. вузов, - 1971, -№6, - С. 118-124.

46. Добрин, А. С. Математическая модель движения многоосных колесных машин по криволинейной траектории / А. С. Добрин, B. С Дульцев // Вопросы автомобилестроения. - 1973. - Вып.1. - С. 164-170.

47. Жилейкин, М. М. Стабилизация движения двухосных колесных машин за счет перераспределения крутящих моментов между ведущими колесами // Изв. вузов. Машиностроение. - 2017. - №3 (684). - С. 31-38.

48. Жуковский, Н. Е. Силы инерции автомобиля при его движении под управлением рулем // Мотор. - 1923. - №1.

49. Кнороз, В. И Влияние увода на сопротивление качению шин / В. И. Кнороз, Р.Г. Макарян, Ю.М. Юрьев // Автомобильная промышленность. - 1972. - №11. -С. 15-17.

50. Кнороз, В. И. Работа автомобильной шины / В. И. Кнороз. - М., Транспорт, 1976. - 229 с.

51. Кравец, В. Н. Теория автомобиля: учеб. пособие / В. Н. Кравец. - Н. Новгород: НГТУ им. Р. Е. Алексеева, - 2007. - 368 с.

52. Кравец, В. Н. Теория автомобиля: учеб. для вузов / В.Н. Кравец, В.В. Селифонов. - М.: Гринлайт+. - 2011. - 884 с.

53. Кравец, В. Н. Теория движения автомобиля: учебник / В.Н. Кравец; - Н. Новгород: НГТУ им. Р.Е. Алексеева. - 2014. - 697 с.

54. Кравец, В. Н. Особенности испытаний внедорожных специализированных автомобилей на устойчивость и управляемость / В. Н. Кравец, В.П. Моргунов // Надежность и активная безопасность автомобиля: межвуз. сб. научн. тр. - М.: МАМИ. - 1985. - С. 3-6.

55. Кушвид, Р.П. Экспериментально-теоретический комплекс для определения реакций автомобиля на внешние возмущения и износ шин / Р.П. Кушвид, - М.: Машиностроение, 2004. - 1 64 с.

56. Кушвид, Р. П. Прогнозирование показателей управляемости и устойчивости автомобиля с использованием комплекса экспериментальных и теоретических методов: дис. ... докт. техн .наук. - М.: МГТУ МАМИ, 2004.

- 348 с.

57. Лата, В. Н. Выбор и исследование критериев управляемости автомобиля по частотным характеристикам его реакций на управление: дисс. ... канд. техн. наук.,

- М.: МАМИ, 1989. -192с.

58. Лата, В. Н. Основы моделирования управляемого движения автомобиля : учеб. пособие / В.Н. Лата. - Тольятти : Изд-во ТГУ, 2012.- 67 с.

59. Левин, М. А. Теория качения деформируемого колеса / М. А. Левин, Н. А. Фуфаев. - М., Наука, - 1989. - 269 с.

60. Литвинов, А. С. Управляемость и устойчивость автомобиля / А. С. Литвинов. - М.: Машиностроение. - 1971. - 415 с.

61. Литвинов, А. С. Автомобиль: Теория эксплуатационных свойств / А. С. Литвинов, Я. Е. Фаробин // Учебник для вузов. - М.: Машиностроение. - 1989.

- 240 с.

62. Литвинов, А. С. Особенности неустановившегося поворота автомобилей / Автомобильная промышленность. - 1960. - №6 - С. 3-7.

63. Неймарк, Ю.И. Динамика неголономных систем / Ю.И. Неймарк, Н. А. Фуфаев // - М.: Наука, 1967. - 520 с.

64. Носенков, М. А. Влияние чувствительности автомобиля к повороту руля на управляемость и устойчивость движения / М. А. Носенков, М. М. Бахмутский, В. М. Торно // Автомобильная промышленность. - 1980. - №4. - С. 24-26.

65. Огороднов, С. М. Повышение устойчивости прямолинейного движения трехколесного транспортного средства: дис. канд. тех. наук: 05.05.03: Волгоград, 1991. - 135 с.

66. Певзнер, Я. М. Теория устойчивости автомобиля / Я. М. Певзнер. - М.: Машгиз, 1947. - 156 с.

67. Певзнер, Я. М. Испытания устойчивости автомобиля / Я. М. Певзнер. - М.: Машгиз, 1946. - 52 с.

68. Раймпель, Й. Шасси автомобиля / Й. Раймпель; [Сокр. пер. с нем. В. П. Агапова]. - М. : Машиностроение, 1983. - 356 с.

69. Санкин, Ю. Н. Динамика несущих систем металлорежущих станков/ Ю.Н.Санкин. - М.: Машиностроение. 1986. - 96 с.

70. Санкин, Ю. Н. Динамическиехарактеристики вызко-упругих систем с распределенными параметрами / Ю.Н. Санкин. - Саратов: Изд-во Сарат. ун-та, 1977. - 312 с.

71. Санкин, Ю. Н. Исследование устойчивости линейного автомобиля как системы со многими степенями свободы методом вырожденных дифференциальных уравнений / Ю. Н. Санкин, М. В. Гурьянов // Вестник Ульяновского гос. тех. ун-та. - 2003. - N1/2. - С. 25-28.

72. Санкин, Ю. Н. Частотный метод оценки курсовой устойчивости автомобиля как системы со многими степенями свобод / Ю. Н. Санкин, М. В. Гурьянов // Вестник Ульяновского гос. тех. ун-та. - 2004. - №3. - С. 20-23.

73. Сингх, М., Титли А. Системы: декомпозиция, оптимизация и управление / М. Сингх, , А. Титли. - М.: Машиностроение, - 1986.

74. ISO 7401 Дорожные транспортные средства. Испытательные методы определения поперечных переходных реакций. - Switzerland, International Organkation for Standardkation, - 1988. - 11 с.

75. ISO 4138 Легковые автомобили. Методы испытаний при установившемся круговом движении. - Switzerland, International Organkation for Standardkation, -1988. - 4 с.

76. SAE, J670 Терминология описания динамики транспортных средств. Стандарт. - Switzerland. Vehicle Dynamics Committee. - 1952.

77. Торопов, Е. И Проведение натурных испытаний для отладки программно-аппаратного комплекса для оценки управляемости легких коммерческих автомобилей, оснащенных системами электронными контроля устойчивости. Особенности выполнения маневров на сухом и влажном асфальте / Е. И. Торопов [и др.] // Труды НГТУ им. Р. Е. Алексеева. - 2017. - №4 (119). - С. 172-177.

78. Торопов, Е. И. Верификация методики виртуально-физических исследований динамики криволинейного движения автомобилей по результатам дорожных испытаний / А. С. Вашурин, А. В. Тумасов, А. А. Васильев // Труды НГТУ им. Р. Е. Алексеева. - 2019. №2 (125). - С. 210-216.

79. ОСТ 37.001.051-86 Управляемость и устойчивость автотранспортных средств. Термины и определения. - М.: НАМИ, 1986

80. ОСТ 37.001.471-88 Управляемость и устойчивость автотранспортных средств. Методы испытаний. - М.: НАМИ, 1988

81. ОСТ 37.001.487-89 Управляемость и устойчивость автомобилей. Общие технические требования. - М.: НАМИ, 1991.

82. ОН 925 319-68 Оценочные параметры управляемости. - М.: НАМИ, 1968.

83. ОСТ 37.001.471-88 Управляемость и устойчивость автотранспортных средств. Методы испытаний. - М.: НАМИ, 1989. - 47с.

84. Фалькевич, Б. С. Теория автомобиля / Б. С. Фалькевич. - М.: Машгиз, 1963. - 240 с.

85. Фаробин, Я. Е. Теория поворота транспортных машин / Я. Е. Фаробин. -М.: Машиностроение, - 1970. - 176 с.

86. Фаробин, Я. Е. Разработка методологии комплексной оценки управляемости автомобильных транспортных средств/ Я. Е. Фаробин, Н. С. Гринберг, Ю. А. Самойленко // Известия вузов. - 1988. - №4. - С. 88-92.

87. Ходес, И. В. Повышение технического уровня колесной машины на базе расчетно - теоретического обоснования параметров управляемости: монография /.

— Волгоград: ВолгГТУ, 2005. - 363 с.

88. Ходес, И.В. Управляемость и активная безопасность автомобиля (водителю, механику, инженеру): - Волгоград: ВолгГТУ, 2010. - 140 с.

89. Ходес, И. В. Управляемость двухосной тягово - транспортной колесной машины: - Волгоград, ВолгГТУ.: 2003.- 80 с.

90. Ходес, И.В. Ходовая система как резерв управляемости колёсной машины / И.В. Ходес, А.Н. Дербенцев, О.Б. Ригин // Автомобильная промышленность. -2010. - № 1. - С. 30-31.

91. Хачатуров, А.А Динамика системы "дорога-шина-автомобиль-водитель"/ А.А. Хачатуров [и др.]. - М., Машиностроение, 1976.

92. Четаев, Н. Г. Устойчивость движения / Н. Г. Четаев. — М: Наука, 1965.

— 234 с.

93. Чудаков, Е. А. Теория автомобиля / Е. А. Чудаков. — М.: Машгиз, 1950.

— 344 с.

94. Чудаков, Е. А. К вопросу об устойчивости автомобиля при повороте // Изв. АН СССР. Отделение технических наук. - 1937. - № 6.

95. Эллис, Д. Р. Управляемость автомобиля: [пер. с англ.]. - М.: Машиностроение, 1975. - 216 с.

96. Bakker, E. Tire Modeling for Use in Vehicle Dynamics Studies / E. Bakker, L. Nyborg, H.B. Pacejka: SAE Paper № 870421, 1987. - 20 p.

97. Bakker, E. A New Tire Model with an Application in Vehicle Dynamics Studies / E. Bakker, H.B. Pacejka, L. Lidner. SAE Paper № 890087, 1989.

98. Becker, G. Schwingungen in Automobillenkungen ('Shimmy') / G. Becker, H. Fromm, H. Maruhn. - Berlin, - 1931.

99. Bernard, J.E. Tire shear force generation during combined steering and braking maneuvres / J.E. Bernard, L. Segel, R.E. Wild/ SAE Paper 770852, - 1977.

100. Broulhiet, G. The Suspension of the Automobile Steering Mechanism Shimmy and Tramp / G. Broulhiet // BULL Soc. / Ing. Civ. Fr. 78, July 1925. P. 540-554

101. Broulhiet, G. La Suspension de la Direction de la Voiture Automobile: Shimmy et Dandinement / G. Broulhiet, Societe des Ingenieurs Civils de France Bulletin, V. 78,

- 1925.

102. Chiesa, A. Vehicle Stability Studied with a Non-Linear Seven Degree Model / A. Chiesa, L. Rinonapoli // SAE Trans. - 1967. V. 76, P 708

103. Dugoff, H. An analysis of tire traction properties and their influence on vehicle dynamics performance / H. Dugoff, P.S. Fancher, L.Segel // FISITA Int. Auto. Safety Conference, 1970. SAE Paper 700377.

104. Evans, R.D. Properties of tires affecting riding, steering, and handling / R.D. Evans, Journal of the Society of Automotive Engineers, - 1935. V36. n2. P. 41.

105. Ellis, J R. Measurements of Vehicle Handling Characteristics For Ride and Handling / J R. Ellis, R.S. Sharp. Proc. 1967-68 V. 182. Pt. 3B. 71-81 p..

106. Fiala, E. Seintenkrafte am Rollenden Luftereifen Zeitschrift Vdi 96 29 - 1954.

107. Fiala, E. Lenkreaktionen bei Seitewind. VDI-Zeitung Bd. 109. 1966 S. 1333.

108. Georg, R. Vehicle dynamics. Regensburg / R. Georg // Fachhochschule Regensburg University of applied sciences hochschule für technik Wirtschaft soziales, 2006. - P. 200.

109. Gnadler, R. Umfassendes ersatzsystem zur theoreticshen Untersuchung der Fahreigenschaften von vierradrigen Kraftfahrzeugen. Automobil Idustrie, Bd. 16.

- 1971. - P. 75-84.

110. ISO TR 8725. Road vehicles Transient open-loop response test procedure with one period of sinusoidal input, Switzerland, International Organkation for Standardkation. 1988. P. 11.

111. Mitschke, M. Fahrer - Fahrzeug - Windboen / M. Mitschke, ATZ, Bd. 71

- 1969. P. 347-351

112. Milliken, W.F. The Static Directional Stability and Control of The Automobile / W.F. Milliken [et all] // SAE 760712. - 1976. - P. 11.

113. Milliken, J.W. General Introduction to a Programme of Dynamic Reseach / J.W. Milliken, D.W. Whitcomb // Proc. Auto. Div. I. Mech. E. 1956, vol 171, 287-309 p.

114. Milliken, W.F. Race Car Vehicle Dynamics / W.F. Milliken, D.L. Milliken, // SAE Order № R-146. - USA, 1995. - P. 465.

115. Nyquist, H. Regeneration theory // Bell System Technical Journal, - 1932. № 11,

- P. 126-147.

116. Olley, M. Stable and Unstable Steering / M. Olley // Unpublished Report, General Motors. - 1934. P. 73-81.

117. Olley, M. Suspension and Handling / M. Olley, Engineering Report, General Motors, - 1937.

118. Pacejka, H. B. Non-linearities in Road Vehicl Dynamics / H. B. Pacejka, Vehicle System Dynamics. 1986, №15, 5. - P. 237-254.

119. Pacejka, H. B. Tyre and Vehicle Dynamics / H. B. Pacejka, - Oxford: Butterworth-Heinemann, 2002. - P. 657.

120. Pacejka, H. B. The Magic Formula Tyre Model / H. B. Pacejka, E. Bakker // Proc. 1st Int. Colloquium on Tyre Models for Vehicle Dynamic Analysis, Swets&Zeitlinger, Lisse, 1993. P. 1-18.

121. Pacejka, H. B. Reseach in Vehicle Dynamics and Tyre Mechanics // DGT PROGB REPT 7. 1982. - P. 3-4.

122. Pacejka, H.B. The wheel shimmy phenomenon: A theoretical and experimental investigation with particular reference to the non-linear problem Technical // Uneversity of Delft, 1966. P. 12-14.

123. Pacejka, H.B. Simplified Analisis oif Safety-State Turning Behaviour of Motor Vehicle, - 1973, - VS22, - P. 161-183.

124. Rajamani, R. Vehicle Dynamics and Control / R. Rajamani, 2006, - P. 471.

125. Rice, R.S. Static Stability and Control of the Automobile Utilizing the Moment Method / R.S. Rice, W.F. Milliken. -1980, - P. 15 SAE 800847.

126. Sorgatz, U. Simulation of directional behavior of road vehicles / U. Sorgatz, Swets&Zeitlinger B.V. - Amsterdam: Vehicle Systems Dynamics. - 1975, - vol. 5,

- P. 47-66.

127. Speckhart, F.H. A Computer Simulation for Three-Dimensional Vehicle Dynamics // SAE Technical Paper Series, 1973, Paper #730526.

128. Vu Trieu, Minh. Vehicle steering dynamic calculation and simulation / Minh. Vu Trieu, Annals & Proceedings of DAAAM International. - 2012. - № 23.

- P. 237-242.

129. Von Schlippe, B. Das flattern eines beneuten Rades / B. Von Schlippe, R. Dietrich, Beriant der LilinthalGesellseharft, 1941. P. 140.

130. Walker, G.E.L. Directional stability, a study of factors involved in private car design // G.E.L. Walker, Automobile Engineer. - 1950, - V40, - №530-533,

- P. 281-370.

ПРИЛОЖЕНИЯ

ПРИЛОЖЕНИЕ 1 ИССЛЕДОВАНИЯ УПРАВЛЯЕМОСТИ АВТОМОБИЛЯ Управляемость автомобиля модификации №1

30

25

¡8 20 д

§ 15 р

ок10 С

5

10

30

Рис. 1.1.

20 Время, с Скорость движения автомобиля

40

0

0

Время, с

Рис. 1.2 - Угол поворота рулевого колеса

Время, с

Время, с

Рис. 1.4 - Скорость вращения автомобиля вокруг вертикальной оси 0,5

-4,5

Время, с Рис. 1.5 - Угол увода автомобиля

25

X 20 ь,

§ 15 р

3 10

10

30

20 Время, с

Рис. 1.6. - Скорость движения автомобиля

40

5

0

0

Время, с

Рис. 1.7- Угол поворота рулевого колеса

2 6

,е о

? 4

е р

е

еп 2

40

8

0

с

18

а

& 16

14 12

с10

л

р

ь т с

о р

о к С

2 0

0

10

30

40

20 Время, с

Рис. 1.9- Скорость вращения автомобиля вокруг вертикальной оси

40

Время, с

Рис. 1.10- Угол увода автомобиля

8

6

4

Управляемость автомобиля модификации №3

30

25

с

2 20

ь,

т с 15

о р

о к 10

С

5

0

50

150

100 Время, с

Рис. 1.11- Скорость движения автомобиля

200

0

Время, с

Рис. 1.12 - Угол поворота рулевого колеса

м5

,е и

н4

е р

окр3 с

У2

0

50

150

100 Время, с

Рис. 1.13 - Ускорение поперечное в центре тяжести

8

7

6

1

0

Время, с

Рис. 1.14 - Скорость вращения автомобиля вокруг вертикальной оси

Рис. 1.15 - Угол увода автомобиля

ИССЛЕДОВАНИЯ УСТОЙЧИВОСТИ АВТОМОБИЛЯ Устойчивости автомобиля модификации №2 Частота поворота рулевого колеса 0,3 Гц

25

20

и

ь, 15

т

с

110 к С

5

0

0 100 200 300 400 500

Время, с

Рис. 1.16 - Скорость движения автомобиля

—

600

д а

& 400

а,

сле 200

о

к

ог 0

о в

8 -200

лу

р

5 -400 о

огУ -600

0

100

200

300

400

500

Время, с

Рис. 1.17 - Угол поворота рулевого колеса

0

100

400

500

200 300

Время, с

-10

0 100 200 300 400 500

Время, с

Рис. 1.19 - Ускорение поперечное в центре тяжести

20

ь, 15

т

с

оор10

к

С

5

50

150

100 Время, с

Рис. 1.20 - Скорость движения автомобиля

200

д

а р

г

600

400

а

сле 200

ло к

ог 0

о в

ч -200

у

р

§ -400

огУ -600

0 50 100 150

Время, с

Рис. 1.21 - Угол поворота рулевого колеса

200

0 50 100 150 200

0

0

ч

и

^ 10

-15

0 50 100 150 200

Время, с

Рис. 1.23 - Ускорение поперечное в центре тяжести

20

и

ь, 15

т

с

110 к С

5

0

0 50 100 150 200 250

Время, с

Рис. 1.24 - Скорость движения автомобиля

600

д а

& 400

а,

сле 200

ло

к

ог 0

о в

% -200

§ -400

огУ -600

80 60

а

рг 40 ья, 20 н

ак 0

с

3 -20 р

$ -40 оср -60 оСк -80 -100

0 50 100 150 200 250

Время, с

0 50 100 150 200 250

Время, с

Рис. 1.25 - Угол поворота рулевого колеса

N

с

§ -10

-15