Сотрудники научно-исследовательской лаборатории компьютерной диагностики автомобилей ИРНИТУ модернизировали шинный тестер для измерения взаимодействия колеса с опорной поверхностью дороги в пятне контакта. Усовершенствовав конструкцию установки, ученые выявили циркулирующую мощность, влияющую на погрешности измерения тормозной силы и качества контроля тормозной системы автомобиля. Разработка может заинтересовать производителей оборудования для проверки технического состояния транспортных средств.
Отметим, что лаборатория компьютерной диагностики автомобилей является структурным подразделением кафедры автомобильного транспорта Иркутского технического университета, возглавляемой профессором Александром Федотовым. По его словам, приобретённое и созданное в лаборатории оборудование позволяет повысить эффективность контроля состояния автомобилей в условиях эксплуатации. Кроме того, это единственная лаборатория на территории стран СНГ, где можно проводить исследования по взаимодействию шин в пятне контакта с опорной поверхностью трассы.
Гордостью лаборатории является шинный тестер, предназначенный для измерения соприкосновения колеса с дорогой. Основу конструкции составляет металлическая рама с силовыми приводами, один из которых приводит в движение опорную поверхность, а второй вращает колесо. Установкой управляют при помощи компьютера.
В 2017 году стенд модернизировали. Под руководством А. Федотова преподаватель кафедры Олег Яньков в ходе диссертационного исследования внес изменения в его конструкцию. Он«Ежегодно жертвами автокатастроф в России становятся 25-30 тысяч человек, около 270 тысяч граждан получают увечья в результате аварий на дорогах. Поэтому повышение уровня безопасности дорожного движения – это вопрос государственной важности, над решением которого трудятся ведущие научные организации РФ, в том числе ИРНИТУ. Безопасность на дорогах зависит, в том числе, от состояния тормозной, антиблокировочной и противобуксовочной систем.Поверхность трассы обладает разными сцепными свойствами, а шины в процессе эксплуатации изнашиваются, соответственно процессы в пятне контакта изменяются. Специалисты в области автомобильной диагностики столкнулись с тем, что машины, техническое состояние которых проверили на существующих лабораторных стендах, выезжая на дорогу, не соответствует требованиям ГОСТа по тормозной эффективности и другим требованиям безопасности. Для того чтобы разобраться, как сделать контроль состояния авто более качественными, мы изучаем процессы внутри контакта шины. Семь лет назад коллектив лаборатории создал шинный тестер. Это стенд, позволяющий оценивать взаимодействие шины с плоской опорной и цилиндрической поверхностями. Подчеркиваю, что эта лабораторная установка, не имеющая аналогов в мире, предназначена не для внедрения в производство. Задача агрегата – помочь ответить на вопрос: «Какие должны быть стенды, чтобы после испытаний на них удалось спрогнозировать торможение в дорожных условиях» - сообщил А. Федотов.
отладил системы измерения скорости вращения колеса, движения опорной поверхности и распределения сил по длине пятна контакта.
О. Яньков совершил научное открытие, установив то, что в момент, когда шина перемешается по двум роликам стенда, в замкнутом контуре конструкции возникает циркулирующая паразитная мощность. Она влияет на погрешность измерения тормозных сил. Эти данные нужно учитывать, чтобы получить более точные результаты измерений.
Также автор внес изменения в колесное крепление. Ранее сотрудникам лаборатории приходилось разбирать большую часть стенда, чтобы снять колесо. Процесс занимал половину рабочего дня, теперь на это уходит не более двух минут.
Дополнительно ученик А. Федотова ввел механизм переключения режимов работы колеса: режимы чистого качения, блокировки и проскальзывания. Для увеличения точности исследования тормозной силы О. Яньков усовершенствовал ее узел. Ранее датчик измерения тормозной силы находился на раме стенда, из-за чего во время испытаний колесо перемещалось в вертикальном положении. Это негативно сказывалось на функциях датчика. Благодаря усилиям молодого конструктора теперь устройство передвигается вместе с колесом.
В модификации шинного тестера также принимали участие аспиранты Алексей Марков, Николай Кузнецов, третьекурсник Виктор Винокуров.
По результатам испытаний О. Яньков защитил кандидатскую диссертацию в октябре в ИРНИТУ, а 9 февраля ему присвоили звание кандидата технических наук.
Отметим, что этот проект не является единственным достижением лаборатории компьютерной диагностики автомобилей ИРНИТУ. В арсенале иркутских ученых есть двусторонний шинный тестер, один блок которого способен моделировать отклонения шины влево и вправо и тем самым определить силы, действующие на колесо во время поворота автомобиля. Эта информация помогает установить, сохранит ли машина устойчивость, поворачивая в сторону. А вторая часть тестера, расположенная с противоположной стороны, предназначена для исследования процессов торможения колеса.
Этот агрегат А. Федотов собрал в конце 1980-х - начале 1990-х годов, будучи сотрудником Восточно-Сибирского государственного технологического университета (г. Улан-Удэ). Несколько лет назад оборудование модернизировали в лаборатории ИРНИТУ. Тестер оснастили беговым барабаном с особой опорной поверхностью, покрытой специальной смесью. Рецептура состава держится в секрете и является ноу-хау ученых Иркутского «политеха» и представителей Сибирского автомобильно-дорожного университета (СибАДИ, г. Омск).
Напомним также что, в 2016 году профессор А. Федотов и его ученики из Бурятии (ВСГУТУ) изобрели еще один уникальный шинный тестер. Задача установки - измерять боковые реакции, возникающие во время движения колес. Предложенную авторами конструкцию отличает то, что впервые колесные узлы тестера способны поворачиваться навстречу друг другу. Основная часть тестера нового поколения – старый прицеп, предоставленный руководством автостоянки ИРНИТУ. Агрегат оснастили современной аппаратурой, убрали жесткую ось, установили пружинную подвеску, а каждое колесо оборудовали датчиком боковой силы.
Ольга Балабанова
