В статье предложен способ измерения радиуса поворота автомобильной дороги с использованием технических средств антиблокировочной системы автомобиля.
Ключевые слова: способ измерения, радиус поворота автомобильной дороги, антиблокировочная система.
При рекогносцировке будущих маршрутов для транспортных средств и оценке возможности движения по этим маршрутам большое значение имеет измерение радиусов поворота автомобильных дорог. Особую актуальность этот вопрос приобретает для крупногабаритной специальной техники.
В настоящее время для измерения радиусов поворота автомобильных дорог на практике используют методы, которые предусматривают геометрические построения непосредственно на местности, например, метод хорды, метод вешек, метод касательных и угла между ними. Все эти методы достаточно громоздки и требуют значительных временных затрат. В связи с этим в статье предлагается способ автоматизации измерения радиуса поворота автомобильной дороги.
Известно, что колесные транспортные средства оборудованы межколесными дифференциалами, позволяющими при прохождении поворотов колесам одной оси вращаться с разными угловыми скоростями. Частоты вращения колес будут различными, так как при движении на повороте колесо, идущее по внешней кромке дороги, проходит больший путь. Будем считать движение в кривой равномерным, что легко достигается, если водитель специально не изменяет скорость движения на повороте. Кроме того, допустим, что на автомобиле установлены свободные (не самоблокирующиеся межколесные дифференциалы). На рис. 1 изображена кинематическая схема движения колес одной оси автомобиля, как двух материальных точек.
Рис. 1. Кинематическая схема движения колес одной оси на повороте
Движение колес, как материальных точек, можно описать системой двух уравнений
где ω — циклическая частота вращения колес, как материальных точек; V 1 , V 2 — абсолютные значения линейных скоростей колес, идущих по внешней и по внутренней кромке дороги соответственно; R — радиус поворота, м; l — расстояние между колесами, м.
Разрешив систему (1) относительно радиуса дороги, получим
Скорости V 1 и V 2 связаны с частотами вращения колес известными соотношениями:
где r d — динамический радиус колеса, м; n 1 и n 2 — частоты вращения колес, идущих по внешней и по внутренней кромке дороги соответственно.
Подставив выражения (3) и (4) в зависимость (2) и проведя не сложные преобразования, получим
Следует отметить, что размерность частот вращения колес может быть любой удобной для считывания, так как она сокращается в выражении (5).
Таким образом, задача автоматического измерения радиуса поворота автомобильной дороги сводится к необходимости измерения частот вращения колес одной оси при прохождении поворота и программного расчета радиуса поворота с использованием зависимости (5).
Современные автомобили оборудуются многоканальными антиблокировочными системами (АБС), в составе которых уже имеются датчики частот вращения каждого из колес, а также контроллер АБС на основе микропроцессора. Не составляет большого труда «обучить» контроллер АБС дополнительной функции, либо использовать другой микропроцессор, получающий информацию о частотах вращения колес от контроллера АБС для расчета радиуса поворота автомобильной дороги. Кроме этого, потребуется схема сопряжения и отображения информации.
Литература:
- Вахламов В. К. Автомобили. Эксплуатационные свойства. — М.: Академия, 2006. — 240 с.
- Вахламов В. К. Конструкция, расчет и эксплуатационные свойства автомобилей. — М.: Академия, 2009. — 560 с.
- Литвинов А. С., Фаробин Я. Е. Автомобиль. Теория эксплуатационных свойств. — М.: Машиностроение, 1989. — 240 с.
- Селифонов В. В., Хусаинов А. Ш., Ломакин В. В. Теория автомобиля: Учебное пособие. — М.: МГТУ «МАМИ», 2007. — 102 с.
