Анотація до роботи:

Яворський Я.П. Вдосконалення методу теплового розрахунку автомобільних дискових гальм при тривалих гальмуваннях на основі комп’ютерного моделювання. - Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.22.02 - автомобілі та трактори. - Національний університет “Львівська політехніка”. - Львів, 2003.

Дисертація присвячена обгрунтуванню та вдосконаленню методу теплового розрахунку дискових гальмових механізмів автомобільних коліс при тривалих режимах роботи. Розроблена теплова модель дискового гальма, яка відзначається великою інформаційною продуктивністю. Адекватність створеної моделі перевірена за результатами аналітичного розв’язку теплової задачі у випадку екстреного гальмування та стендових випробувань II для тривалого гальмування. Методом математичного моделювання досліджено вплив різних чинників на температурний режим і тепловий баланс дискових гальм. На основі цього методу та методу планування експерименту отримана регресійна формула для теплового розрахунку дискових гальм автотранспортних засобів при випробуваннях II. Результати досліджень дозволяють скоротити обсяг високовартісних експериментальних досліджень та поповнити банк даних для проектування дискових гальм автомобільних коліс.

1. Результати аналізу режимів роботи та енергонавантаженості гальмових механізмів автобусів в гірських умовах підкреслюють актуальність розв’язання задачі покращення їх енергоперетворюючих властивостей і слугують початковою інформацією для розроблення відповідної математичної моделі.

2. Підібрано та систематизовано початкові дані для розроблення алгоритму розрахункової теплової моделі дискового гальма при тривалих гальмуваннях, яка базується на програмному комплексі “Фур’є – 2”.

3. Розв’язанням зворотної задачі теплопровідності методом комп’ютерного моделювання за вислідами стендових випробувань отримано значення коефіцієнтів тепловіддачі, які для методу тривалих гальмувань (випробування ІІ) становлять для дискових гальм 34-36 Вт/м²град.

4. Застосування комп’ютерного моделювання показало, що покращення умов тепловіддічі з ростом a=20 Вт/м²град до a=50 Вт/м²град призводить до зниження температур поверхні диска в кінці попереднього етапу випробувань ІІ на 17%, а з урахуванням охолодження (під час розгону АТЗ) перед проведенням основного етапу – на 20%.

5. Досліджено розподіл температур диска у радіальному напрямі при різних його товщинах. Виявлено, що тільки на 4-й хвилині випробувань помітний прогрів диска поза зоною тертя за рахунок кондуктивного теплообміну. Характерним є явище великої різниці температур між зоною тертя і центром диска в кінці попереднього етапу випробувань, яка збільшується із зменшенням його товщини.

6. Показано нелінійний вплив товщини та діаметра диска на його температуру. Збільшення товщини диска з 15 мм до 45 мм призводить до зниження його температури в кінці попереднього та основного етапів випробувань приблизно на 60%. Збільшення ж діаметра диска від 340 до 500 мм знижує температуру на 45%.

7. Розроблена методика розрахунку теплового балансу дискових гальм на рівномірній сітковій моделі. Показано, що ріст коефіцієнта тепловіддачі з a=20 Вт/м²град до a=50 Вт/м²град призводить до збільшення розсіювань теплоти за час випробувань ІІ з 27% до 49%, а зміна товщини диска від 15 до 45 мм призводить до зменшення цього параметра з 59% до 30%.

8. Математичним плануванням експерименту отримана регресійна залежність для визначення температур поверхонь тертя дискових гальмових механізмів в кінці попереднього етапу ІІ. Показано, що найбільшу нелінійність у досліджувану модель вносять такі чинники, як товщина та діаметр гальмового диска.

9. Застосування комп’ютерного моделювання та математичного планування експериментів дають змогу значно скоротити обсяги високовартісних натурних випробувань гальмових механізмів для отримання бази даних з метою їх концептуального проектування.

Основний зміст дисертаційної роботи викладений у таких публікаціях:

1. Гудз Г.С., Яворский Я.П. Сравнительный анализ теплонагруженности дисковых тормозных механизмов автобусов при различных типах испытаний. Автомобильный транспорт // Сб.научн.тр. ХНАДУ. – Харьков, 2001, вып. 7-8. – С.50-52.

2. Яворський Я.П. Визначення впливу тепловіддачі на тепловий баланс дискових гальм при тривалих гальмуваннях. Зб.наук.пр. Інституту проблем моделювання в енергетиці НАНУ.- К., 2002, вип.15.- С.3-7.

3. Гудз Г.С., Яворський Я.П. Вплив умов охолодження на динаміку розподілу температур у диску автомобільного гальма. Зб.наук.пр. Інституту проблем моделювання в енергетиці НАНУ: Моделювання та інформаційні технології. –К., 2002, вип.17. – С.11-16.

4. Гудз Г.С., Яворский Я.П. Исследование влияния теплообмена на температурный режим автомобильных дисковых тормозов при длительных торможениях. Зб. наук.пр. Інституту проблем моделювання в енергетиці НАНУ: Моделювання та інформаційні технології. – К., - 2001, вип. 10. – С.51-58.

5. Гудз Г.С., Глобчак М.В., Яворський Я.П. Принципи та результати моделювання впливу конструктивних чинників на температурний режим дискових гальм при тривалих гальмуваннях. Зб.наук.пр. асоціації “Автобус”: Проектування, виробництво та експлуатація автотранспортних засобів і поїздів. –Львів, 2002, вип.6. – С.73-79.

6. Гудз Г.С., Королевич Л.М., Яворський Я.П. Тепловий розрахунок дискових гальм автомобільних коліс при тривалих гальмуваннях //Вісн.НУ “Львівська політехніка”: Динаміка, міцність та проектування машин і приладів. Львів, 2002, № 456. – С.44-48.

7. Гудз Г.С., Яворський Я.П. Вплив товщини гальмового диска на розподіл поверхневих температур в автомобільному гальмі. Сб. научн. тр. ХНАДУ: Автомобильный транспорт. – Харьков, 2002, вып. 10. - С. 44-46.

8. Гудз Г.С., Дем’янюк В.А., Яворський Я.П. Комп’ютерне моделювання теплових процесів у дисковому гальмі автобуса середнього класу при випробуваннях ІІ. Зб.наук. пр. Національного транспортного ун-ту: Системні методи керування, технологія та організація виробництва, ремонту і експлуатації автомобілів. - К., 2002, вип. 15. - С. 52-56.

9. Гудз Г.С., Глобчак М.В., Яворський Я.П. Вплив товщини диска на тепловий баланс дискового гальма при випробуваннях ІІ. Зб.наук.пр. асоціації “Автобус”: Проектування, виробництво та експлуатація автотранспортних засобів і поїздів. – Львів, 2003, вип.7.- С. 42-53.

10. Гудз Г.С., Глобчак М.В., Коляса О.Л., Яворський Я.П.. Техніко-економічне обгрунтування застосування теплових моделей гальм у конструкторській практиці // Тези доповідей 5-го міжнародн.симп. українськ. інж.-механ. у Львові. – Львів, 2001. – С.142-143.

11. Гудз Г.С., Коляса О.Л., Яворський Я.П. Теплова модель дискового гальмового механізму автомобільного колеса // Материалы международной научно-технической конференции “Новые технологии в машино–приборостроении и на транспорте”. – Севастополь: Изд-во Сев.ГТУ, 2001. – С. 296-301.

12. Гудз Г.С., Демьянюк В.А., Яворский Я.П. Оценка температурного режима тормозного диска автобуса на основании компьютерного моделирования испытаний ІІ // Материалы 5-ой международной научно-технической конференции “Автомобильный транспорт: проблемы и перспективы”. – Севастополь: Изд-во Сев. НТУ, 2002 . – С.27-29.

13. Гудз Г.С., Глобчак М. В., Осташук М.М., Яворський Я.П. Обгрунтування застосування дво-та тривимірних теплових моделей автомобільних дискових гальм // Тези доповідей 6-го міжнародн. симп. українськ. інж.–механ. у Львові. – Львів, 2003. – С. 188.