Frolov A. Improvement of the method of determining the adhesion utilized of tires at dual wheels vehicle with the surface of the road pavement

Українська версія

Thesis for the degree of Doctor of Philosophy (PhD)

State registration number

0825U000221

Applicant for

Specialization

  • 274 - Автомобільний транспорт

27-06-2023

Specialized Academic Board

PhD 1578

Kharkiv National Automobile and Road University

Essay

A. Frolov. Improvement of the method of determining the adhesion utilized of tires at dual wheels vehicle with the surface of the road pavement. – Qualifying scientific work on the rights of the manuscript. Dissertation for obtaining the scientific degree of candidate of technical sciences (doctor of philosophy) in the specialty 274 – Automobile transport. – Kharkiv National Automobile and Highway University Ministry of Education and Science of Ukraine; Kharkiv National Automobile and Highway University Ministry of Education and Science of Ukraine, 2023. The dissertation is devoted to the improvement of the method of determining the adhesion utilized of the tires at dual wheels vehicle with the road surface, the study of the influence of the weight-geometric parameters of the wheeled vehicle on the value of the adhesion utilized of the single and dual tire of the vehicle wheels, the experimental study of the braking efficiency of the wheeled vehicle due to only the wheels of one of its axles, the development of the approach to determining the deceleration of the wheeled vehicle due to the method of determining the adhesion utilized of the tires at dual vehicle wheels. The relevance of the dissertation work is determined by the need to solve the scientific and practical task of improving the method of determining the adhesion utilized of tires at dual vehicle wheels with the road surface by obtaining new interconnections between the rigidity parameters of pneumatic tires of wheeled vehicle wheels and the adhesion utilized that realizes between the tire and the road surface. In Ukraine, as well as most other foreign countries of the world, all wheeled vehicles must meet the requirements of the UN/ECE international standard regarding the braking of vehicles categories M2, M3, N2 , N 3 and O, therefore the improvement and development of new methods that will improve the effectiveness of vehicle braking control at the stage of its design or experimental bringing to serial production, is an actual task. The lack of effective methods for evaluating the braking efficiency of wheeled vehicles at the stage of their design forces domestic automobile plants to use brake systems and components of foreign automobile components and systems manufacturers in the designs of domestic vehicle, which leads to an aggravation in the competitiveness of ukrainian vehicle on the world market. Based on the conducted theoretical and experimental research, a new approach is proposed, which allows to improve the method of determining the adhesion utilized of the dual wheels vehicle tires with the road surface and to improve the performance indicators of the vehicle at the stage of its design. During the conducted research, it was theoretically proven and experimentally confirmed that the value the adhesion utilized of the tire of single or dual wheels of the vehicle, together with the coordinates of the gravity center position of the vehicle relative to its axles, affect on deceleration value of the wheeled vehicle. This gives reason to conclude that their impact must be taken into account not only during the design of the vehicle, but also during the study of the circumstances of the occurrence of traffic incidents. Based on the analysis of the theoretical and experimental research results, for the further improvement of the method of determining the adhesion utilized of the tires of a dual vehicle wheels, an approach for determining the adhesion utilized by rigidity and deformation properties of pneumatic tires is proposed, which differs from the known one in that it is based on the change in the torsional rigidity of the pneumatic tire and the twisting angle of the tire relative to the road surface. In the work, a mathematical description of the improved method of determining the adhesion utilized, an approach for determining the torsional stiffness of single, dual, triple and more tires of wheels is performed. Approaches for determining the deceleration value of wheeled vehicles with more than two axles and which take into account the peculiarities of the influence not only the adhesion utilized, but coordinates of the gravity center position also, on deceleration value of the wheeled vehicle are proposed. Modeling of the working process of the tires interaction of a wheeled vehicle wheels with the road surface showed that the adhesion utilized does not change proportionally to the load on the dual tires of the wheeled vehicle wheels. It should also be noted that the adhesion utilized of dual and single tires of the vehicle wheels varies by no more than 13% - 20% under the same loading conditions on such wheels.

Research papers

Leontiev D., Klimenko V., Mykhalevych M., Don Y., Frolov A. (2020) Simulation of Working Process of the Electronic Brake System of the Heavy Vehicle. In: Palagin A., Anisimov A., Morozov A., Shkarlet S. (eds) Mathematical Modeling and Simulation of Systems. MODS 2019. Advances in Intelligent Systems and Computing, vol 1019. Springer, Cham, pp 50-61.

Leontiev, D., & Frolov, A. (2022). Determination of the average torsional stiffness of tires of a double vehicle wheel during its interaction with the road surface. Automobile Transport, 51, 14–25. https://doi.org/10.30977/AT.2219- 8342.2022.51.0.02

Bogomolov, V., Klimenko, V., Leontiev, D., Kuripka, O., Frolov, A., & Don, Y. (2021) Features of adaptive brake control of the secondary brake system of a multi-axle vehicle. Automobile Transport, 48, 27–37. https://doi.org/ 10.30977/AT.2219-8342.2021.48.0.27

Bogomolov, V., Klimenko, V., Leontiev, D., Frolov, A., Suhomlyn, O., & Kuripka, O. (2021) Features of braking of multi-axle vehicles depending on the layout of their axles. Automobile Transport, 49, 23–35. https://doi.org/ 10.30977/AT.2019-8342.2021.49.0.04

Рижих Л.О., Ломака С.Й., Фролов А.А. (2018) Щодо впливу вертикального навантаження на коефіцієнт зчеплення автомобільного колеса в режимі гальмування. «Перспективи розвитку дорожньо- транспортних та інженерно-комунікаційних інфраструктур» Збірник матеріалів міжнародної науково-технічної конференції. Ташкент, Узбекистан

Фролов А.А. (2018) Щодо впливу вертикального навантаження на коефіцієнт зчеплення автомобільного колеса. «Новітні технології розвитку автомобільного транспорту» Збірник тез доповідей міжнародної науково- практичної конференції. Харків : ХНАДУ

Leontiev D., Klimenko V., Mykhalevych M., Don Y., Frolov A. (2019) Simulation of working process of the electronic brake system of the heavy vehicle. Математичне та імітаційне моделювання систем. МОДС 2019 : тези доповідей Чотирнадцятої міжнародної науково-практичної конференції (Чернігів, 24 - 26 червня 2019 р.) / М-во освіти і науки України, Нац. академія наук України, Академія технологічних наук України, Інженерна академія України та ін. Чернігів : ЧНТУ

Фролов А.А., Шабратко О.С., Кошкаров А.Д. (2019) Методи вимірювання зчеплення автомобільного колеса з дорожнім покриттям. «Актуальні питання судової експертизи і криміналістики» Збірник матеріалів міжнародної науково-практичної конференції, присвяченої 150-річчю з дня народження Засл. проф. М.С. Бокаріуса. Харків. ХНДІСЕ

Фролов А.А., Альокса М.М. (2019) Вплив зносу шин на їх зчіпні властивості. «Новітні технології розвитку автомобільного транспорту» 8 Збірник тез доповідей міжнародної науково-практичної конференції. Харків : ХНАДУ

Фролов А.А., Рижих Л.О., Ломака С.Й. (2019) Методи вимірювання зчеплення автомобільного колеса з дорожнім покриттям. «Новітні технології розвитку автомобільного транспорту» Збірник тез доповідей міжнародної науково-практичної конференції. Харків : ХНАДУ

Леонтьєв Д.М., Фролов А.А., Федорченко В.І., Сухомлін О.В. (2021) Особливості гальмування багатовісних колісних транспортних засобів. «Новітні технології розвитку автомобільного транспорту» Збірник тез доповідей міжнародної науково-практичної конференції. Харків : ХНАДУ

Леонтьєв Д.М., Михалевич М.Г., Фролов А.А. (2018) Вплив вертикального навантаження на гальмівну силу та коефіцієнт зчеплення шини автомобільного колеса. Теорія та практика судової експертизи і криміналістики, 18, 383-392

Фролов А.А., Шабратко О.С. (2020) Дослідження шин вантажного транспортного засобу щодо визначення пошкоджень, які утворилися в результаті експлуатації або в результаті заводського дефекту. Теорія та практика судової експертизи і криміналістики. Харків: ХНДІСЕ, 21, 441-451

Files

Similar theses