Программное обеспечение разработали сотрудники кафедры «Автомобильный транспорт» НИ ИрГТУ доктор технических наук, профессор Александр Федотов и кандидат технических наук, доцент Евгений Портнягин. С помощью пространственной математической модели ученые-автомобилисты ИрГТУ наглядно показывают, как поведет себя в процессе торможения автомобиль, оснащенный антиблокировочными системами (АБС) и без них. Математическое описание систем и механизмов автомобиля позволяет рассчитывать координаты и параметры движения автомобиля, тормозящего как в составе АБС, так и без неё с заданной начальной скорости. Программа разработана в программной среде TurboBasic.
«Любому школьнику понятно, что от того, как работает тормозная система, зависит не только сохранность автомобиля, но и безопасность людей. Созданием оптимальной конструкции автоматизированной тормозной системы озабочены ученые из многих университетов и представители ведущих автомобильных фирм мира», - отметил Александр Федотов.
Основное предназначение антиблокировочной системы - предотвращать блокировку тормозящих колес и сохранять контроль над автомобилем посредством обеспечения курсовой устойчивости и маневренности. Тем не менее, AБС не гарантирует непременного уменьшения тормозного пути во всех условиях эксплуатации.
«Может показаться странным, но колесо, которое не вращается, обеспечивает более длинный тормозной путь. Максимальная тормозная сила обеспечивается, если колесо будет вращаться примерно на 20 % медленнее. Однако водитель не может самостоятельно поддерживать такой режим. Стоит только нажать на педаль чуть-чуть сильнее, и за сотую долю секунды колеса блокируются. Система автоматического регулирования - АБС предназначена для того, чтобы автоматизировать процесс торможения колес автомобиля в реальных дорожных условиях, будь то лед, снег, песок или асфальт», - пояснил А.Федотов.
В ряде случаев АБС позволяет достичь существенно более короткого тормозного пути, чем при её отсутствии, сохранить контроль водителя над автомобилем во время экстренного торможения, то есть сохранить возможность совершения манёвра. Сочетание двух этих факторов делает АБС высокоэффективной системой в обеспечении активной безопасности транспортных средств.
«Программные продукты, по которым мы получили свидетельство о государственной регистрации, позволяют моделировать процесс торможения автомобиля. Первая программа касается процесса торможения колеса в составе АБС. Вторая и третья разработки гораздо более сложные. С их помощью можно на программном уровне оценивать, как поведет себя автомобиль, если АБС работает хорошо, или будет работать недостаточно эффективно».
«В программу вводятся основные конструктивные параметры автомобиля - коэффициент продольного сцепления шин с дорогой, который зависит от качества шин и дорожных условий (асфальтобетонное покрытие, мокрый асфальт, снег, гололед), и коэффициент поперечного сцепления, который зависит от тех же факторов. Чем лучше сцепление шин с дорогой, тем эти коэффициенты ближе к единице. Для расчета используются: начальная скорость автомобиля, скорость изменения давления в тормозном приводе гидравлической системой, а также параметр проскальзывания шин, по которому регулируется процесс торможения - уставка на срабатывание АБС. Математическая модель включает несколько десятков дифференциальных уравнений. Разработанная на её основе программа позволяет получать графики, благодаря которым можно анализировать тормозной путь и траекторию движения автомобиля в заданных дорожных условиях и при известных конструктивных параметрах автомобиля, тормозные силы на передних и задних колесах, их скорости вращения. Программа позволяет установить, сможет ли автомобиль изменить траекторию движения и тем самым избежать столкновения», - рассказывает А. Федотов.
В программе с 3-хфазовым циклом регулирования АБС параметры задаются те же, но предусмотрена фаза выдержки давления. График показывает, что такая АБС значительно сокращает тормозной путь и значительно улучшает режимы торможения колес. Программа позволяет на уровне расчета без затрат на приобретение дорогостоящих шин, выполнять анализ процесса торможения, автомобиля с АБС и без нее. Также данное программное обеспечение полезно при проведении экспертизы ДТП автомобилей с АБС.
Александр Федотов возглавляет научную школу компьютерной диагностики современных автомобилей и руководит работой кафедры автомобильного транспорта в Иркутском техническом университете. Ученый читает курсы «Диагностика автомобиля», «Теория автомобиля», «Конструкция, расчет, потребительские свойства автомобилей», «Основы научных исследований» и др. Второй автор программного обеспечения Евгений Портнягин в 2009 году защитил кандидатскую диссертацию по диагностике антиблокировочной системы на уникальном стенде ИрГТУ, конструкция которого защищена шестью патентами на изобретение.
Наталья Розова
