трусики женские украина

На головну

 Дослідження робочих процесів в рульовому приводі автомобілів - Транспорт

Зміст

1. Дослідження впливу зсувів в кінематичного ланцюга рульового приводу на роботу і момент сил тертя

2. Розрахунок шляху тертя і швидкості відносного ковзання елементів шарнірів рульових тяг

3. Дослідження залежності зміни сходження керованих коліс від пружності, зазорів в сполученнях і зусилля в рульовому приводі

4. Силовий спосіб оцінки характеристик і стану рульового приводу

5. Теоретичне обґрунтування критеріїв оцінки експлуатаційного стану рульового приводу і шарнірів рульових тяг

5.1 Обгрунтування критерію якості рульового приводу

5.2 Обгрунтування критеріїв оцінки експлуатаційного стану шарнірів рульових тяг з осьової пружиною

Бібліографічний список

1. Дослідження впливу зсувів в кінематичного ланцюга рульового приводу на роботу і момент сил тертя

Вихідний характеристикою робочих процесів в рульовому приводі автомобілів можна вважати величину зміни кута сходження керованих коліс і співвідношення їх кутів повороту. Обидві величини в процесі експлуатації змінюються в залежності від ряду конструктивних і експлуатаційних факторів.

Робочі процеси в РП, що має ланки, зв'язані силовим замиканням з пружною зв'язком [3], супроводжуються безперервними відносними зсувами елементів, які відбуваються під дією змінних за величиною і напрямком поперечних, дотичних і вертикальних сил, що створюють повертають моменти щодо осі поворотної стійки передньої підвіски.

Залежно від співвідношення сумарних моментів, що діють на кожне кероване колесо, в рульовому приводі автомобілів з рульовою трапецією, розташованої позаду передньої осі, виникає розтяг, причому початкове сходження збільшується або стиснення - зменшується.

Таким чином, характеристикою робочих процесів в РП є робота, витрачена на подолання сил тертя в рухомих з'єднаннях РП і вибірку зміщень в його кінематичного ланцюга. При цьому, корисною роботою вважається витрачена на забезпечення курсової стійкості, тобто на гасіння коливань керованих коліс, викликаних стохастическими навантаженнями.

Цю роботу в основному виробляють оборотні зміщення, обумовлені пружністю РП, вона виконується без участі водія в режимах руху по траєкторії, близькій до прямолінійною, коли виконується велика частина транспортної роботи.

Частина ж роботи, витраченої водієм на забезпечення заданої траєкторії руху, витрачається на подолання необоротних зсувів, викликаних зазорами в рухомих з'єднаннях рульового приводу.

Ця робота затрачається непродуктивно, зменшує силове передавальне число РУ, викликає збільшення стомлюваності водія та інтенсивності зносу шарнірів рульових тяг, різко знижує заданий при проектуванні автомобіля рівень експлуатаційних властивостей.

У процесі руху автомобіля робота сил, прикладених до рульового колеса для підтримки заданої траєкторії руху, витрачається на зміну кінетичної енергії повороту рульового вала і пов'язаних з ним деталей, а також повороту керованих коліс. При цьому долаються активні сили, викликані впливом мікропрофілю дорожнього полотна, момент опору керованих коліс повороту, викликаний стабілізуючим моментом, і сили тертя в рухомих з'єднаннях рульового приводу, які можуть бути приведені до поворотного важеля цапфи і виражені моментом тертя.

Аналітичний вираз зв'язку перерахованих сил, моментів і кутів повороту випливає з теореми про зміну кінетичної енергії системи рульового управління і може бути представлено у вигляді рівності робіт - витраченої на рульовому колесі і отриманої на керованих колесах:

 (1)

Приймемо допущення:

і,

т.к.в 10 в розглянутих режимах руху.

Кут повороту керованого колеса з урахуванням кута повороту рульової сошки на величину зміщень в кінематичного ланцюга РП дорівнює:

 (2)

Тоді вираз (1) приймає вигляд:

 (3)

При усталеному русі рульового колеса рівність робіт, здійснених в рульовому приводі на рульовій сошці і керованих колесах урахуванням моменту сил тертя в рухомих з'єднаннях РП має вигляд:

 . (4)

Звідси отримуємо залежності впливу величини зміщень в РП на:

а) кут повороту керованого колеса:

 ; (5)

б) момент сил тертя в рухомих з'єднаннях рульового приводу:

 (6)

З виразу (5) випливає, що зі збільшенням зміщень в РП, які є основним параметром технічного стану рульового приводу, зменшується кутове передавальне число рульового управління, тобто зменшується кут повороту керованих коліс на одиницю повороту рульового колеса. З виразу (6) випливає, що при цьому також зменшується і момент сил тертя в рухомих з'єднаннях РП, що породжує ударний характер навантаження і прогресивне збільшення зсувів в РП.

Ці причини викликають збільшення сумарного кута повороту рульового колеса для підтримки заданої траєкторії руху на одиницю шляху, частина якого служить для компенсації люфтів в рульовому управлінні. У цьому випадку рівняння робіт, витрачених в рульовому приводі тільки на подолання сил тертя в рухомих з'єднаннях та компенсацію зсувів в них, з урахуванням (3), приймає вигляд:

 (7)

Звідси шляхом інтегрування при відомих початкових умовах можна отримати вираз залежності кута повороту КК від зсувів в кінематичного ланцюга рульового приводу автомобіля.

Шарніри рульових тяг, враховуючи їх кількість, є основними елементами, що формують зміщення у кінематичного ланцюга рульового приводу автомобілів. Це визначає необхідність аналізу робіт сил тертя в них, які можна визначити як різницю робіт, що здійснюється рульової сошкою і отриманої на поворотних важелях цапф.

При цьому елементарна робота визначається:

а) рульової сошки: (8)

б) поворотного важеля: (9)

Для визначення цих робіт необхідно представити моменти на рульовій сошці і поворотному важелі функціями їх кутів повороту. З цією метою введемо коефіцієнт пропорційності наростання моменту щодо кута повороту (те ж - зусилля в РП щодо зміщення в ньому), фізичний зміст якого випливає з діаграми (рис.1) дорівнює:

 . (10)

Рис.1. Діаграма робіт: витраченої на рульовій сошці на подолання необоротних зсувів в РП та отриманої на поворотному важелі.

Тоді робота, витрачена на рульовій сошці і отримана на поворотному важелі цапфи, дорівнюватиме, відповідно:

 , (11)

 . (12)

Робота сил тертя для обох половин рульового приводу дорівнює:

 . (13)

Враховуючи, що кут повороту рульової сошки можна виразити:

 . (14)

Вираз (13) може бути приведене до вигляду:

 (15)

Виходячи з фізичних процесів, що протікають в рульовому приводі, розділимо всю область зсувів в РП і відповідних їм зусиль на чотири діапазони згідно діаграмі (рис.2). У першому діапазоні переважають попередні зміщення, викликані силами в'язкого тертя в рухомих з'єднаннях РП. Їх величина незначна (до 0,15 мм), вони повністю вибираються при зусиллі 10 Н.

У другому діапазоні переважають необоротні зміщення, викликані наявністю зазорів в сполученнях що носять ізносний характер. Їх величина не перевищує 1,5-2 мм для технічно справних автомобілів при зусиллі 30-50 даН, після зняття якого вони не компенсуються.

У третьому діапазоні мають місце оборотні зміщення, викликані пружністю елементів РП. Вони досягають 8-10 мм при середньо експлуатаційних навантаженнях в РП не вище 300 даН, після зняття яких вони компенсуються. У четвертому діапазоні мають місце тільки залишкові зміщення, викликані пластичним деформуванням деталей і є критерієм міцності властивостей.

Рис.2. Діаграма діапазонів зусиль і зсувів в кінематичного ланцюга РП, яка випливає з фізичних процесів в рульовому приводі

Таким чином, за умови, що поворот рульової сошки відбувається в межах зсувів в кінематичного ланцюга РП, враховуючи прийняті раніше допущення, робота, витрачена на подолання моментів тертя в рухомих з'єднаннях, зазорів і пружності РП, дорівнює:

 , (16)

Або

 . (17)

Тоді момент сил тертя в сполученнях рульового приводу дорівнює:

 . (18)

Тому для розглянутого випадку повороту рульової сошки на величину зміщень в РП, робота сил тертя може бути визначена:

 , (19)

що представляє зручність для експериментальних досліджень, в умовах яких коефіцієнт короваю критерієм якості РП.

2. Розрахунок шляху тертя і швидкості відносного ковзання елементів шарнірів рульових тяг

В даний час проблема надійності вузлів і систем автомобіля дуже актуальна. Надійність рульового приводу є однією зі складових надійності автомобіля в цілому.

Шарнірні з'єднання рульових тяг автомобілів є основним елементами, що регламентують надійність рульового приводу [2]. Робочі процеси в них характеризуються значною кількістю циклів відносного ковзання елементів шарніра. При цьому особливу важливість набуває фактор, що враховує перехід тертя спокою в тертя ковзання, коли долаються "точки спокою". Остання обставина є причиною збільшення інтенсивності зношування шарніра, незважаючи на деяке її ослаблення через нестаціонарності процесу навантаження рульового приводу.

Для автомобілів з незалежною передньою підвіскою навантаження рульових шарнірів визначається трьома факторами: керманичами впливами водія, коливаннями коліс відносно осі поворотної стійки і коливаннями підвіски. При цьому швидкість руху сприяє збільшенню інтенсивності збуджень і при зростанні стає фактором, що визначає частоту і амплітуду коливань коліс.

З практики технічної експлуатації автомобілів відомо, що найбільший знос мають шарнірні з'єднання важелів поворотних цапф і бічних рульових тяг (крайні кермові шарніри). Основна причина в тому, що ці шарніри з'єднують без пружних елементів безпружинну масу колісного вузла передньої підвіски і підресорену масу кузова. Це визначає інтенсивні динамічні навантаження на елементи шарніра, частково сприймаються його пружиною.

Аналізуючи просторове ковзання елементів рульових шарнірів, слід зазначити, що характеристикою робочих процесів є шлях тертя і швидкість відносного ковзання. Використовуючи методику Фоллерта Людера для шарнірів автомобілів МАЗ, та розглянувши додатково процес відносного переміщення елементів шарніра від коливань підвіски для досліджуваних моделей, визначимо сумарний шлях тертя, віднесений до площі тертя з діаметром, рівним діаметру кульового пальця, на 1000 км пробігу для автомобілів ВАЗ.

Шлях тертя у разі імітації процесу основних кутових переміщень керованих коліс випадковою послідовністю, що має місце від рульових впливів водія, може бути визначений:

 , (20)

де- середньостатистичний кут повороту кульового пальця, град;

d - діаметр кульового пальця, мм.

Шлях тертя у разі імітації процесу основних кутових переміщень керованих коліс гармонійним процесом, що має місце при коливаннях керованих коліс відносно осі поворотної стійки і при коливаннях передньої підвіски, може бути визначений:

 , (21)

де n - число коливань на 1 км шляху;

- Кут розмаху, град.

Так, відносна величина шляху тертя при русі на брукового шосе зі швидкістю 8,4 м / с визначена таким чином:

а) від рульових впливів водія:

;

б) від коливань коліс відносно осі поворотної стоки:

;

в) від коливань передньої підвіски:

.

Результати розрахунку зведені у таблиці 1. Вихідні дані взяті з роботи Гольда Б.В. [3], отримані експериментально.

Характеристикою робочих процесів в рульовому шарнірі є також, швидкість відносного ковзання його елементів. Відомо [6], що головними механізмами порушення працездатності рульових шарнірів є окислительное, абразивне зношування і утомлююча викришування поверхонь тертя. Кінематичної характеристикою цих механізмів є середня швидкість ковзання кульового пальця в наконечнику рульової тяги:

 . (22)

Таблиця 1 Результати розрахунку відносних величин шляху тертя і швидкості ковзання елементів шарнірів рульових тяг автомобілів ВАЗ-2105

 Характер навантаження рульових шарнірів Швидкість руху, м / с Тип дорожнього покриття Вихідні дані для розрахунку Відносна величина шляху тертя, м / 1000 km Відносна швидкість ковзання, мм / с

 Рульове

 вплив водія 8,4 асфальтобетон

 n k = 18, 4,8

 = 8 ° 20 13,26 1,45

 (30) брукову шосе

 n k = 18, 11,5

 = 8 ° 20 31,77 3,46

 16,8 асфальтобетон

 n k = 5, 4,8

 = 2 ° 20 0,92 0,12

 (60) брукову шосе

 n k = 5, 11,5

 = 2 ° 20 2,21 0,29

 Коливання коліс

 навколо осі поворотної стійки 8,4 асфальтобетон

 f k = 4, 1 / c

 = 0,1 ° 36,84 57,84

 (30) брукову шосе

 f k = 12, 1 / c

 = 0,1 ° 110,52 173,52

 16,8 асфальтобетон

 f k = 2,5 1 / c

 = 0,15 ° 17,23 27,11

 (60) брукову шосе

 f k = 8, 1 / c

 = 0,15 ° 55,14 86,76

 Коливання передньої підвіски 8,4 асфальтобетон

 f k = 3, 1 / c

 = 2,8 ° 386,04 1214,64

 (30) брукову шосе

 f k = 8, 1 / c

 = 2,8 ° 1031,59 3239,03

 16,8 асфальтобетон

 f k = 1,6 1 / c

 f k = 3, 1 / c

 = 2,8 ° = 3,6 ° 102,95 416,45

 (60)

 брукову

 шосе

 f k = 3,5 1 / c

 = 3,6 ° 225,20 910,98

Максимальна швидкість відносного переміщення деталей, що труться залежить від параметрів і кінематики кермового приводу і може бути визначена за рекомендацією Фоллерта Людера:

 , (23)

де- кутова швидкість обертання кульового пальця;

- Максимальна амплітуда відхилення.

Результати розрахунку відносної швидкості ковзання кульового пальця в наконечнику для розглянутих умов наведені в таблиці 1.

У цих умовах особливої ??важливості набуває оптимальна жорсткість осьової пружини рульового шарніра, яка повинна перевищувати інерційні зусилля, що виникають від маси рульових тяг при русі з коливаннями.

3. Дослідження залежності зміни сходження керованих коліс від пружності, зазорів в сполученнях і зусилля в рульовому приводі

Зміна сходження керованих коліс відбувається під дією Среднеексплуатаціонний навантажень з інтенсивністю, яка залежить від його початкової величини. Воно викликане зсувами в кінематичного ланцюга рульового приводу, які формуються за рахунок пружності деталей та рухомих сполученні РП з одного боку і зазорами, викликаними зносом і деформацією елементів рухомих сполученні, а також ослабленням кріплень і втратою міцності деталей РП з іншого. Зміна величини початкового сходження коліс проявляється взаємними відносними зсувами ланок кінематичного ланцюга рульового приводу, які можуть бути приведені до збільшенню відстані між дисками керованих коліс. Процес формування зсувів в РП розглянемо у вигляді схеми, де зображена плоска модель рульового приводу автомобілів розглянутого класу. Досліджуємо спочатку цей процес при допущенні, що в рульовому приводі діє зусилля 30 даН, достатню для вибору зазорів і початку деформації РП. При цьому, зміна сходження відбувається тільки під дією пружності і зазорів, інші чинники можна вважати постійними. Тоді, згідно з позначеннями (рис. 3) сходження, виміряний як різниця відстаней між заокраінамі дисків керованих коліс попереду і ззаду передній осі на висоті центрів коліс, одно:

 (24)

Кут сходження керованих коліс можна виразити:

 (25)

де Срп- сумарна пружність елементів рульового приводу, мм / даний; Dрп- сумарна величина зазорів в сполученнях РП, що припадає на одиницю прикладеного зусилля при вимірі, мм / даН.- коефіцієнт приведення до висоти центрів коліс, що враховує вимір зсувів на висоті РП. ВАЗ, АЗЛК - = 1,25, ГАЗ- = 1,30; - коефіцієнт пропорційності між величинами сходження, виміряними по різниці відстаней і куту повороту керованих коліс.

ВАЗ (АЗЛК) - = I4 · I0-4рад = 0,08 ° = 4,8 хв; ГАЗ - = 13,2 I0-4рад = 0,075 ° == 4,5 хв.

Рис. 3 Схема формування зсувів в кінематичного ланцюга рульового приводу автомобілів з незалежною передньою підвіскою з позначенням рухливих сполученні і зазорів в них.

Коеффіціентпоказивает, що зміщення в РП на I мм відповідає куту повороту одного керованого колеса для моделей ВАЗ на 9,6 хв (0,16 °) за умови, що другий колесо нерухомо. Величини обох коефіцієнтів залежать від кутів установки керованих коліс, конструктивних особливостей рульового приводу і передньої підвіски, шин і тиску повітря в них.

У подальшому дослідженні буде використана величина сходження, виміряна по різниці відстаней між дисками коліс на висоті рульового приводу (представляє зручність для експериментальних досліджень), т.к. вона змінюється на подвійну величину зміщень в РП:

 (26)

 (27)

 (28)

Знак і величина другого доданка залежностей (24) - (27) визначається величиною і напрямком зусилля в рульовому приводі, яке викликане дією моментів на керованих колесах і може бути приведене до зусиллю, прикладеному до дисків керованих коліс в місці вимірювання величини сходження (рис.3 ). Рухливі сполучення рульового приводу знаходяться на різній відстані від заокраін дисків керованих коліс, між якими вимірюється сходження, тому зміщення в них повинні бути приведені до радіусу диска колеса. Методика приведення і ранжування коефіцієнтів викладена автором

 (29)

де, згідно позначенням на схемі рульового приводу (рис.):

Процес зміни сходження керованих коліс по залежності (29) моделювався на ЕОМ "НАІРІ-2" шляхом перебору задаються значень пружності і зазорів в окремих сполученнях РП, допустимі величини яких взяті з інструктивних матеріалів автомобільних заводів, а також робіт і наведені в таблиці 2. Моделювання показало, що сумарна дія допустимих величин перерахованих параметрів при зусиллі в РП до 50 даН може викликати зміщення у кінематичного ланцюга рульового приводу до 10,68 мм, тобто змінити сходження на величину, в 3-5 разів більшу початкового значення, і викликати поворот керованих коліс до 150 · 10-4рад (0,85 °) кожне. Однак лінійний характер залежності (29) вносить істотну погрішність в оцінку впливу зазорів в сполученнях, пружності і зусилля в РП на зміну сходження і поворот керованого колеса. Тому, на підставі аналізу фізичної суті процесу формування зсувів в РП та результатів експериментальних досліджень досить представницької вибірки (105 автомобілів) шляхом спільного моделювання процесу зміни сходження і його вплив на зміну експлуатаційних властивостей автомобілів було підібрано апроксимували вираз залежності зміни сходження, тобто зсувів в РП від перерахованих факторів з допустимою похибкою.

Таблиця 2 Вихідні дані для моделювання величини зміни сходження

 № п / п Найменування параметра Позна-чення Середнє значення Інтервал варірованія Крок варірованія

 I. Зазори в підшипниках маточин передніх коліс

 S 1 0,05, мм 0 - 0,1 0,025

 2. Зазори в шарнірах поворотної стійки

 S 2 0,25, мм 0 - 0,5 0,05

 Зазори в крайніх рульових шарнірах

 S 3 0,15, мм 0 - 0,3 0,05

 4. Зазори в середніх рульових шарнірах

 S 4 0,10, мм 0 - 0,3 0,05

 5.

 Зазори в шарнірах рульової сошки і

 маятникового важеля

 S 6, S 7 0,15, мм 0 - 0,3 0,05

 6. Гнучкість рульової сошки

 З pc

 0,0085 0,005-0,010 0,0005

 7. Пружність середньої-рульової тяги

 З cт

 0,0042 0,002-0,006 0,0005

 8. Пружність поворотних важелів цапфи

 З пp

 0,0083 0,005-0,010 0,0005

 9. Пружність бічних рульових тяг

 З бт

 0,0047 0,002-0,006 0,0005

 (30)

 (31)

При цьому прийнято припущення, що зусилля в РП стискає рульову трапецію, тобто зменшує початкове сходження (має місце в більшості режимів руху). Поділ діапазону зусиль в РП до і більше 30 даН викликано наявністю двох екстремумів цієї залежності з урахуванням результатів дорожніх і стендових випробувань автомобіля ВАЗ. Однак при моделюванні досягнуто задовільний суміщення цих залежностей, що дозволяє описати процес в діапазоні зусиль до 150 даН.

В результаті моделювання процесу зміни сходження керованих коліс по залежностях (30, 31) отримані номограми (рис.4) залежностей зміни сходження від зусилля в рульовому приводі, пружності та рівня його технічного стану, зручні для практичного застосування при регулюванні та оптимізації характеристик та стану РП і ПМ.

4. Силовий спосіб оцінки характеристик і стану рульового приводу

ГОСТ 25478-82 вказує на необхідність введення інструментальних методів контролю рульового приводу і його шарнірних зчленувань. Однак, крім сумарного люфту рульового колеса, загальновизнаний критерій оцінки експлуатаційного стану рульового приводу відсутня.

Існуючі способи випробування рульового керування автомобілів полягають у додатку зусиль до поворотним майданчикам або безпосередньо до шини. При цьому величина вимірюваного параметра (сумарного люфту) виражається побічно, шляхом вимірювання кутів повороту майданчиків (або бічних сил). Існуючі методи оцінки експлуатаційного стану РП не володіють необхідною достовірністю через неможливість роздільного визначення величин пружності і зазорів в рухомих з'єднаннях, які роблять не однозначне вплив на експлуатаційні властивості автомобілів.

У цьому зв'язку для вирішення завдань дисертаційної роботи розроблено силовий спосіб випробування рульових механізмів автомобілів, що полягає в установці керованих коліс на поворотні майданчики і додатку зусиль, навантажує рульовий привід, і вимірі виникає деформації.

При цьому, з метою підвищення достовірності результатів випробування, зусилля прикладають безпосередньо до дисків коліс, однакові за величиною і протилежно спрямовані, вимірюють прирощення відстані між дисками коліс і за величиною і характером зміни ставлення цього приросту до навантажувати зусиллю роблять оцінку експлуатаційного стану рульового приводу.

Під експлуатаційним станом РП розуміється сукупність характеристик - пружність, момент сил тертя, кінематика РП і технічного стану - величина зносів і деформацій сполучень, ослаблення кріплень і зміна міцності властивостей деталей, дефекти збірки. Запропонований параметр названий критерієм якості РП - SFі є інтегральним (комплексним) показником характеристик і стану рульового приводу автомобілів.

Спосіб випробування рульового приводу автомобілів здійснюється наступним чином. Автомобіль встановлюється керованими колесами на поворотні майданчики, задні колеса фіксуються колодками. Потім між дисками керованих коліс попереду передній осі в горизонтальній площині на висоті рульового приводу встановлюється пневмоцилиндр, що створює однакові за величиною, протилежно спрямовані зусилля.

У ресівері створюється постійний тиск в 0,5 МПа, звідки за допомогою редуктора в пневмоцилиндр плавно подається повітря, забезпечуючи рівномірне приріст величини зусилля. Одночасно і безперервно зі створенням зусиль між внутрішніми сторонами дисків керованих коліс вимірюється прирощення відстані між ними. Оцінка експлуатаційного стану РП проводиться за величиною і характером зміни відношення приросту відстані між дисками до збільшенню зусилля між ними при установці керованих коліс в ряд кутових положень в обидві сторони

Таким чином, реалізація силового способу дозволяє підвищити достовірність і точність оцінки експлуатаційного стану рульового приводу, виключивши вплив дисперсії пружних властивостей шин і деформації деталей РУ не пов'язаних з РП [140]. Це дозволяє домогтися стабільності результатів вимірювання і здійснити комплексне дослідження впливу характеристик і стану рульового приводу на експлуатаційні властивості автомобілів. Експериментальне обладнання дозволило отримати безперервну графічний запис залежності зміни критерію якості РП, приклад якої для автомобіля з аварійним технічним станом РП наведено на малюнку 5. Тут показана тарувальна характеристика пристрою - 1, залежності зміни зсувів в РП від величини прикладається зусилля на прямому - 2 і зворотному - 3 ході штока силового пневмоциліндра. Заштриховані площі можуть бути перераховані в роботу пружних деформацій і зазорів в зчленуваннях РП.

На малюнку 6 показано залежність зміни зміщенні в кінематичного ланцюга РП від зусилля в ньому, перерахована з урахуванням масштабних коефіцієнтів і тарировочной характеристики в декартову систему координат з безпосередньою графічної залежності, отриманої автомобіля, експлуатаційний стан якого відповідало нормативним вимогам (пробіг 2тис.км), на який були встановлені крайні кермові шарніри з зазорами 0,170-0,175 мм.

З малюнка 6 слід можливість роздільного визначення зазорів і деформацій у рухомих дієвідмінах РП. Так, люфту відповідає найбільше і стрибкоподібне зсув на одиницю створюваного зусилля, що характеризується кутом нахилу залежності -при зусиллі 16-18 даН.

Пружна деформація елементів рухомих сполученні (Не деталей, для деформації яких необхідно набагато більше зусилля) характеризується плавним і стабільним зміщенням на одиницю сили і меншим кутом -. Подолання в'язкого тертя характеризується найменшим кутом - (рис.6).

Рис.5. Графічна залежність зміни критерію якості РП, отримана експериментально: I - тарувальна характеристика пристрою, 2 і 3 - залежності на прямому і зворотному ході

Рис. 6. Залежність зміни критерію якості РП, перерахована в декартову систему координат для моделі "Москвич - 2140"

Кінематика рульового приводу оцінюється в умовах силового навантаження по співвідношенню кутів повороту керованих коліс при установці їх в заданий кутове положення в обидві сторони на один і той же кут шляхом порівняння приросту відстаней між ними з відстанню між дисками керованих коліс в положенні прямолінійного руху.

Поворот керованих коліс здійснюється як рульовим колесом, так і додатком зусиль до керованих коліс, причому в певних режимах випробування це дозволить збільшити обсяг інформації, тому рухливі сполучення реагують на зусилля по черзі, відповідно до коефіцієнтів приведення зміщень до радіусу диска колеса [4]. При правильній кінематиці РП гістограма (рис.7) буде симетричною.

Характер зносу, тобто геометрію зносу рухливих сполучень можна оцінити за величиною приросту відстані між 'дисками (а не за абсолютною величиною відстані) після створення зусилля між ними також при установці коліс в ряд кутових положень. Так, з діаграми (рис.8) слід нерівномірність зносу рухомих сполученні та експлуатація автомобіля з відведенням вправо від заданої траєкторії руху.

Рис.7. Гістограма абсолютних величин зміщень в кінематичного ланцюга рульового приводу, отриманих при установці керованих коліс в ряд фіксованих положень в обидві сторони

Рис. 8. Діаграма величин зазорів (люфт) в шарнірних сполученнях рульової трапеції, отримана при установці керованих коліс в ряд фіксованих положень в обидві сторони

5. Теоретичне обґрунтування критеріїв оцінки експлуатаційного стану рульового приводу і шарнірів рульових тяг

5.1 Обгрунтування критерію якості рульового приводу

Критерій якості РП - SFявляется інтегральним (комплексним) параметром оцінки пружності, моменту сил тертя, кінематики та рівня технічного стану рульового приводу. Його величина за окремий проміжок часу дорівнює відношенню приросту відстані між дисками керованих коліс до величини приросту плавно наростаючого зусилля, створюваного між ними. Критерій якості РП відповідає вимогам, що пред'являються до діагностичного параметру, тобто володіє чутливістю, стабільністю, однозначністю, високою інформативністю, доступністю і низькою трудомісткістю вимірювання. Він дозволяє оцінити якість і оптимізувати параметри рульового приводу і кутів установки коліс на всіх стадіях проектування, виробництва і експлуатації автомобілів.

Критерій якості РП може бути представлений межею відношення приросту зміщення в рульовому приводі, тобто зміни сходження керованих коліс, до величини приросту зусилля в ньому, при прагненні останнього до нуля, тобто похідною від функції:

 . (32)

Похідну (32) слід розглядати як приватну похідну функції ряду змінних, однією з змінних - зусиллю в рульовому приводі автомобіля:

 . (33)

Зусилля в рульовому приводі, що є основною характеристикою робочих процесів, в момент вимірювання критерію якості РП можна вважати єдиною змінною величиною, розглядаючи інші фактори постійними, в межах допустимої похибки.

Висловлюючи похідну (32) через диференціали змінних і враховуючи, що критерій якості РП є похідною складної функції, тобто дорівнює добутку похідних за часом від функції і аргументу, отримаємо:

 . (34)

Таким чином, повний диференціал функцііімеет вигляд:

 . (35)

Якщо задати функціюв параметричному вигляді, то маємо:

 . (36)

Причому, перший функцію (36) можна визначити, задаючи плавним збільшенням зусилля в рульовому приводі в процесі випробування, однак виключити проміжний параметр t аналітично неможливо, тому на зміщення впливає ще й ряд інших факторів.

Враховуючи мету, поставлену в роботі, а також те, що робочі процеси рульового приводу характеризуються в першу чергу зсувами в його кінематичного ланцюга, що відбуваються тільки під дією зусиль, і зручність експериментального отримання графічного запису цієї залежності, звернемося до геометричного змістом похідної. Тоді критерій якості РП може бути представлений тангенсом кута між дотичною до кривої функції даної її точці (тобто для даного дискретного значення сили в рульовому приводі) і віссю ОF:

 . (37)

Причому, при побудові графічної залежності зсуву від зусилля в РП в декартовій системі координат необхідне дотримання рівних (пропорційних) масштабів осей для порівнюваних випадків.

Геометрична інтерпретація критерію якості РП випливає з малюнків 5 і 6.

Критерій якості має роздільну здатність для роздільного визначення величин зсуву, викликаних дією різних факторів, при забезпеченні заданої похибки вимірювання. Розроблена методика вимірювання дозволяє оцінити характеристики і стан окремих груп рухливих сполучень, тобто поелементну оцінку експлуатаційного стану сполученні рульового приводу, тому останні реагують на зусилля між дисками коліс не одночасно, а відповідно з коефіцієнтами приведення зсувів згідно з принципом "віртуальних переміщень" аналітичної механіки.

При цьому, поворот рульового колеса на кут 35-40 ° орієнтує відносне розташування елементів рухомих сполученні певним чином, що випливає з малюнка Так, рівняння (29) складено для випадку, коли після попередньої деформації рульового приводу (створення рівного за величиною, але прикладеного ззаду передній осі зусилля) зусилля прикладається попереду передній осі до дисків.

Однак, після повороту рульового колеса на вказаний кут сполучення рульового приводу деформовані зусиллям з боку рульової сошки. Після повороту рульового колеса, зусилля, прикладене також між дисками керованих коліс попереду передній осі, вибирає зазори в певних групах рухомих сполученні РП (рис. 3). У цьому випадку, залежність зміни сходження на величину зміщень (29) набуває вигляду, відповідно для повороту рульового колеса:

 вліво (38.1)

 вправо (38.2)

Рівність цих зміщень є критерієм правильності кінематики кермового приводу і робить позитивний вплив на експлуатаційні властивості в режимах криволінійного руху.

У подальшому дослідженні буде використана середня величина зміщень в кінематичного ланцюга РП у разі несталого руху по криволінійній траєкторії:

 . (39)

5.2 Обгрунтування критеріїв оцінки експлуатаційного стану шарнірів рульових тяг з осьової пружиною

Кінематична ланцюг рульового приводу включає на менше чотирьох шарнірних з'єднань, які призначені для рухомого з'єднання рульових тяг за умови їх переміщення в просторі по складних траєкторіях. В даний час є більше 20 конструктивних варіантів і типорозмірів кульових шарнірів рульових тяг вітчизняних автомобілів з навантаженням на вісь до 10 тонн [3, 4].

Кермові шарніри розглянутих моделей легкових автомобілів різні за конструкції. Так, кульовий палець шарніра "ГАЗ-24" сполучається з металевим вкладишем, запресованим в наконечник, а площа контакту - найменша з усіх конструкцій; рульової шарнір АЗЛК має два вкладиші, а ВАЗ - один, розрізної, причому поверхню контакту з кульовим пальцем найбільша з усіх конструкцій.

Крім того, шарніри рульового приводу однієї моделі також можуть мати конструктивні відмінності. Так, кульовий палець маятникового важеля моделі 2140 має не сферичну, а овальну форму і між вкладишами встановлена ??додаткова пластмасова втулка для запобігання провертання середньої рульової тяги навколо її поздовжньої осі.

Відповідно до класифікації Лисова М.І. [6], кермові шарніри легкових автомобілів мають просту кінематику, тобто переміщення кульового пальця щодо головки шарніра відбуваються за рахунок ковзання його сферичної поверхні відносно поверхні вкладишів у всіх напрямках. Всі вони мають однаковий спосіб усунення зазорів, що виникають при зносі - автоматичні, з пружиною осьового дії.

При аналізі робочих процесів в рульових шарнірах визначалися питомі тиску з умови навантаження рульового приводу зусиллям 30 даН і відсутності зазорів в них, які склали, відповідно: ГАЗ-24 - 0,476 МПа, АЗЛК - 0,264 МПа і ВАЗ - 0,186 МПа, що дозволило обгрунтувати діапазони зусиль при оцінці експлуатаційного стану.

З аналізу конструкцій шарнірних з'єднань рульових тяг випливає, що їх експлуатаційний стан характеризується критеріями:

- Fпр- осьове зусилля при переміщенні кульового пальця і ??подоланні зусилля стиснення пружини шарніра і опору переміщенню вкладиша в наконечнику тяги (корпусі);

- Mшп- момент опору кульового пальця повороту;

- Км- коефіцієнт стабільності моменту опору кульового пальця повороту при його установці в ряд кутових положень;

- Sа- оборотне і необоротне відносне зміщення кульового пальця в осьовому напрямку;

- Sr- оборотне і необоротне відносне зміщення кульового пальця в радіальному напрямку.

Крім моменту опору повороту і коефіцієнта його стабільності інші критерії експлуатаційного стану рульових шарнірів доступні для вимірювання безпосередньо на автомобілі.

Осьове зусилля переміщення кульового пальця і ??момент опору його повороту характеризують конструктивні фактори, що визначають експлуатаційний стан рульових шарнірів. Відносні зміщення елементів шарніра в осьовому і радіальному напрямку характеризують експлуатаційні фактори та технічний стан рульового шарніра.

З практики технічної експлуатації автомобілів [2, 6] відомо, що відмова рульових шарнірів настає в більшості випадків через втрату жорсткості пружини шарніра. Після чого спостерігається різке наростання інтенсивності зносу сполучення. Тому, величину моменту опору повороту і осьове зусилля пружини слід вважати основними критеріями експлуатаційного стану шарнірів.

Таким чином, розглянуті критерії оцінки експлуатаційного стану рульового приводу і його елементів відображають робочі процеси в них і дозволяють виконати комплексне дослідження впливу характеристик і стану рульового приводу на експлуатаційні властивості.

шарнір рульової привід тертя ковзання

Бібліографічний список

1. Власов B.M. Організація технічного контролю і діагностики в регіональних автотранспортних системах. - Автомобільний і міський транспорт. (Підсумки науки і техніки. ВІНІТІ). - М .: 2006. - №11. - С. 1-66.

2. Волошин Г.Я. Аналіз дорожньо-транспортних пригод / Г.Я. Волошин, В. П. Мартинов, А. Г. Романов. - М .: Транспорт, 2007. - 240 с.

3. Герамі В.Д. Концепція формування системи міського пасажирського громадського транспорту / В.Д. Герамі // Автотранспортне підприємство. - 2008. - №5. - С. 8.

4. Говорущенко Н.Я. Діагностика технічного стану автомобілів / Н.Я. Говорущенко. - М .: Транспорт, 2010. - С. 54.

5. Гольд Б.В. Міцність і довговічність автомобіля / Б.В. Гольд. - М .: Машинобудування, 2008. - С. -328.

6. Денисов А.С. Основи формування експлуатаційно-ремонтного циклу автомобілів / А.С. Денисов. - Саратов: Сарат. держ. техн. ун-т, 2009. - 352 с.

7. Дмитрієв С.М. Дорожньо-патрульна служба: Посібник для співробітників ГИБДД / С.М. Дмитрієв. - М .: Спарк, 2010. - 656 с.

8. Іванов В.М. Пасивна безпека / В.М. Іванов, В.А. Лялін. - М .: Транспорт, 2009. - 304 с., Іл., Табл.

9. Іларіонов В.А. Стабілізація керованих коліс автомобіля / В.А. Іларіонов. - М .: Транспорт, 2006. - 167 с.

10. Келдиш М.В. Шиммі переднього колеса триколісного шасі. - М: Бюро нової техніки НКАП, 2008. - С. 1-32.

11. Клинковштейн Г.І. Організація роботи служби безпеки руху на автомобільному транспорті: Учеб. посібник / Г.І. Клинковштейн, М.А. ЛУКОВЕЦЬКЕ. - М .: МАДІ, 2010. - 73 с.

Авіація і космонавтика
Автоматизація та управління
Архітектура
Астрологія
Астрономія
Банківська справа
Безпека життєдіяльності
Біографії
Біологія
Біологія і хімія
Біржова справа
Ботаніка та сільське господарство
Валютні відносини
Ветеринарія
Військова кафедра
Географія
Геодезія
Геологія
Діловодство
Гроші та кредит
Природознавство
Журналістика
Зарубіжна література
Зоологія
Видавнича справа та поліграфія
Інвестиції
Інформатика
Історія
Історія техніки
Комунікації і зв'язок
Косметологія
Короткий зміст творів
Криміналістика
Кримінологія
Криптологія
Кулінарія
Культура і мистецтво
Культурологія
Логіка
Логістика
Маркетинг
Математика
Медицина, здоров'я
Медичні науки
Менеджмент
Металургія
Музика
Наука і техніка
Нарисна геометрія
Фільми онлайн
Педагогіка
Підприємництво
Промисловість, виробництво
Психологія
Психологія, педагогіка
Радіоелектроніка
Реклама
Релігія і міфологія
Риторика
Різне
Сексологія
Соціологія
Статистика
Страхування
Будівельні науки
Будівництво
Схемотехніка
Теорія організації
Теплотехніка
Технологія
Товарознавство
Транспорт
Туризм
Управління
Керуючі науки
Фізика
Фізкультура і спорт
Філософія
Фінансові науки
Фінанси
Фотографія
Хімія
Цифрові пристрої
Екологія
Економіка
Економіко-математичне моделювання
Економічна географія
Економічна теорія
Етика

8ref.com

© 8ref.com - українські реферати


енциклопедія  бефстроганов  рагу  оселедець  солянка