Параметрична ідентифікація умов тепловіддачі автомобільних вентильованих дискових гальм на режимах випробувань ІІ Текст научной статьи по специальности «Электротехника, электронная техника, информационные технологии»

Нащональний лкотехшчний унiверситет УкраТни

УДК 629.113 1нж. О.Р. Клипко - НУ '^bsiscbrn полтехмка "

ПАРАМЕТРИЧНА 1ДЕНТИФ1КАЦ1Я УМОВ ТЕПЛОВ1ДДАЧ1 АВТОМОБ1ЛЬНИХ ВЕНТИЛЬОВАНИХ ДИСКОВИХ ГАЛЬМ НА РЕЖИМАХ ВИПРОБУВАНЬ II

Висв1тлено принципи параметрично'1 щентифшацп коефщенпв тепловiддачi вентильованих дискових гальм автотранспортних 3aco6iB при випробуваннях II на n^craBi розв'язку зовшшньо'1 зворотно'1 задачi теплопровiдностi комп'ютерним моде-люванням.

Ключов1 слова: вентильованi диcковi гальма, математичне моделювання, зво-ротна задача теплопровщносп, випробування II.

Eng. O.R. KlipKo-NU "L'vivs'kaPolitekhnica"

Parametrical authentication of terms of heat emission of the motor-car ventilated disk brakes in modes of tests II

Lighted principles up of parametrical authentication of coefficients of heat emission of the ventilated disk brakes of vehicles at the tests II on the basis of decision of external reverse task of heat conductivity by the computer design.

Keywords: ventilated disk brakes, mathematical design, reverse task of heat conductivity, test II.

Постановка проблеми. Серед чинниюв, як зумовлюють вплив на пе-ре61г дшсних вихщних характеристик гальмових мехашзм1в АТЗ, одне з чшь-них мюць посщають ix температурш режими. Вони не в останню чергу виз-начаються умовами тепловщдач1 гальм при вщповщних режимах роботи. Особливо це актуально для самовентильованих дискових гальм, де наявна вщмшна оргашзащя повггряних потоюв пор1вняно з традицшними суцшьни-ми дисками, що недостатньо ще вивчено.

Анaлiз останшх дослiджень та публiкaцiй. Про позитивний ефект, який спричинюеться наявшстю вентиляцшних канал1в у гальмових дисках, йдеться в низщ робгг, проте вш або не шдтверджуеться кшьюсними характеристиками [1, 2], або ж в них не наводиться пор1вняльний анал1з з невен-тильованими дисками [3, 4].

Метою роботи е визначення дшсних значень коефщенлв тепловщда-ч1 вентильованих дискових гальм розв'язанням зовнiшньоi зворотноi задач1 теплопровщност (ЗЗТ) комп'ютерним моделюванням за вислщами дорожшх випробувань.

Виклад мaтерiaлу. При розрахунковому дослщженш динамiки тем-пературних полiв у дискових гальмах нео6xiдно розв'язати систему рiвнянь у часткових похщних, якi описують процеси теплопереносу в об'ектах з розпо-дiленими параметрами за вщповщних крайових умов [5].

д

дх

д дх

Xd (x, y, z )д

дх

Лп (х, У, z)

д дх

д ду

д ду

Л (х У, z )д

ду_

Лп (х, у, z)

д ду

д дх

Ли (х, у, z)

д дх

+ -

д ду

Ли (х, у, z)

д дz

д ' дz

ду

Л (х y, z )д

дz

Лп (х, у, z)

д д z

д

+ б(х, у, z) = CdAd^, у, z)—; (3)

дт

дХ

+ 0(х, у, z) = Спрп(х, у, z) —;(4)

дт

+ -

д д z

Ли (х, у, z)

д д z

Сири(х, у, z)д; (5) дт

192

Збiрник нaуково-технiчних праць

де: Т - температура; х, у, г - поточш координати; ^ (х, у, ¿) - коефщент теп-лопровiдностi гальмового диска; V (х, у, г) - коефщент теплопровщност гальмово! накладки; (х, у, г) - коефщент теплопровiдностi колодки; са-ра (х, у, г) - об'емна теплоемшсть гальмового диска; сп-рп (х, у, г) - об'емна теплоемшсть гальмово! накладки; ск-рк (х, у, 2) - об'емна теплоемшсть гальмово! колодки; Q (х, у, I) - густина теплового потоку; т - час.

Оскшьки ця задача належить до нестащонарних контактних теплових задач в областях некласично! форми за неоднорiдних граничних та складних початкових умов, то вона не мае точного аналггичного розв'язку.

Тому в шженернш практищ, поряд з експериментом, застосовуються методи математичного моделювання теплових процесiв у гальмах, фрагмент яких показано на рис. 1.

Рис. 1. Фрагмент дискового гальма з вентильованим диском

Для розв'язку рiвнянь (1) - (3) використано розрахунковий модуль, ство-рений на базi програмного комплексу "Фур'е - 2ХУ7", який дае змогу розв'язу-вати двовимiрнi та тривимiрнi задачi теплопереносу в дiалоговому режимi та отримувати результати у зручному та наочному для використання вигляд^

На рис. 2 показано сггкову модель переднього вентильованого дискового гальма автобуса А - 172, методику побудови яко! описано в робот [7]. На цш моделi дослщжувався температурний режим гальм при випробуваннях II [8] за допомогою означеного вище програмного комплексу.

Проблемним у цьому випадку е правильне задання граничних умов 3-го роду на зовшштх поверхнях пар тертя та у вентиляцiйних каналах диска, оскльки результати наявних аналтгичних розрахунюв коефiцiентiв тепловiддачi а станов-лять широкий диапазон, який характеризуемся навiть триразовою розбiжнiстю.

Тому останшм часом велика увага придiляеться розв'язку зворотних задач теплопровщност (ЗЗТ), в яких за наявними (досить обмеженими) дани-ми про температуру всередиш тша можна реконструювати його температур-не поле, визначати теплофiзичнi властивост та геометричнi характеристики, iдентифiкувати початковi та граничнi умови, а також уточнювати саму мате-матичну модель явища.

3. Технологiя та устаткування деревообробних шдприемств

193

Нащональний лкотехшчний унiверситет Украши

Рис. 2. Сткова модель вентильованого дискового гальма

Принципову схему вимiрювального комплексу гальмiвних властивос-тей АТЗ показано на рис. 3.

Рис. 3. Принципова схема вимiрювального комплексу АТЗ

Комплекс передбачае: давачi швидкост руху, пройденого шляху, про-фiлю дороги, тиску повггря, тензодавачi з пiдсилювачем та термопари. Сиг-нали вiд системи давачiв через аналоговий перетворювач подаються на комп'ютер типу "notebook".

Саме за допомогою використання розв'язку ЗЗТ на пiдставi дорожнiх випробувань автобуса А - 172 на одному з прських маршру^в Карпат (с. Ла-терка - с. Н. Ворота), який приблизно е^валентний за ухилом та протяжшс-тю до вимог випробувань II, здшснено параметричну iдентифiкацiю граничних умов 3-го роду. У цьому випадку проводили 3 за1зди автобуса з вщомими початковими умовами та граничними умовами 2-го роду для передшх гальмо-вих механiзмiв.

За результатами випробувань виконували наближене моделювання температурних режимiв гальм, i за збiгом температурних кривих визначали граничнi умови 3-го роду, тобто числовi значення коефiцiента тепловiддачi а, якi вкладались у межi 38-42 Вт/м *град.

194

Збiрник науково-технiчних праць

На рис. 4 показано результати експериментальних дослiджень температур-них режимiв гальм, з якими порiвнянi результати комп'ютерного моделювання.

Рис. 4. Змша температур поверхонь тертя переднього гальмового мехашзму автобуса А-172 nid час випробувань II: 1 - результати моделювання; 2 - результати дорожтх випробувань; тпе та тое - тривал1сть в1дпов1дно попереднього та основного етатв випробувань II

Висновок. Дослщжено, що за допомогою розв'язку зворотно! задачi теплопровщносл комп'ютерним моделюванням за вислщами дорожнiх випробувань II автотранспортних засобiв можна щентифжувати достовiрнi умо-ви тепловiддачi гальмових механiзмiв.

Л1тература

1. Тормозные устройства: Справочник/ Под ред. М.П. Александрова. - М.: Машиностроение, 1985. - 312 с.

2. Оржевский И.С. Автомобильные дисковые тормоза. - М.: НИИНавтопром, 1966. - 64 с.

3. Гредескул А.Б., Меламуд Р.А., Кушов В.Я., Доля В.К. Термонагруженность вентилируемых тормозных дисков// Автомобильная промышленость. - 1983., № 6. - С. 16-17.

4. Rain Bolt Jack D., Schwarts H.W., Harfter L.L. Controlling heat in disk brakes// Automot. Eng. 1975. - Р. 47-56.

5. Лыков А.В. Теория теплопроводности. - М.: Высш. шк., 1967. - 600 с.

6. Гудз Г.С., Коляса О.Л., Тарапон А.Г. Расчетный модуль для исследования температурных полей в дисковых тормозах автотранспортных средств// Зб. наук. пр. 1ПМЕ НАНУ "Моделювання та шформацшш технологи". - К.: ЮМЕ НАНУ. - 2001, вип. 8. -С. 45-50.

7. Гудз Г.С., Клипко О.Р., Тарапон О.Г. Методика побудови комп'ютерно! модем автомобильного гальма з вентилящйними каналами в диску// Зб. наук. пр. 1ПМЕ НАНУ iм. Г. С. Пухова "Моделювання та шформацшш технологи". - К.: 1ПМЕ НАНУ. - 2006, вип. 37. - С. 182-187.

8. Правила № 13 ЕСК ООН. Единообразные предписания, касающиеся официального утверждения транспортных средств в отношении торможения. - Женева: 1978. - 150 с.

УДК 620.22:677](075.8) Асист. Г.В. Озимок -Льв1вський мститут

економжи Ь туризму; доц. А.П. Закустов, канд. екон. наук;

асист. М.Н. Коваль - Льв1вська КА

УДОСКОНАЛЕННЯ ЕКСПЕРТНИХ МЕТОД1В ДОСЛ1ДЖЕННЯ РОЗРИВНИХ ХАРАКТЕРИСТИК МАТЕР1АЛ1В

Розглянуто питання щодо можливого удосконалення методу оцшки мщносп текстильних та шших матерiалiв на розривання при визначенш комплексних показ-ниюв роботи розриву.

3. Технолопя та устаткування деревообробних шдприемств

195