трусики женские украина

На головну

 Інструментальне та методологічне забезпечення експериментальних досліджень рульового управління автотранспортних засобів - Транспорт

Зміст

1. Експериментальне дослідження характеристик і стану рульового приводу легкових автомобілів

2. Методика та обладнання для лабораторних та стендових досліджень рульового приводу і шарнірів рульових тяг

3. Методика лабораторного дослідження рульового приводу

4. Конструкція стенду для оцінки технічного стану рульового управління легкових автомобілів

5. Методика виконання стендових досліджень експлуатаційного стану рульового керування автомобілів

6. Методика проведення дорожніх випробувань

6.1 Методика вимірювання зміщень в кінематичного ланцюга рульового приводу і в шарнірах рульових тяг при русі автомобіля

6.2 Измерительно-реєструє апаратура

7. Повний факторний експеримент - «24»

8. Аналіз результатів експериментальних досліджень

8.1 Результати лабораторних досліджень характеристик і стану рульового приводу і шарнірів рульових тяг

8.2 Результати стендових досліджень експлуатаційного стану рульового приводу легкових автомобілів

8.3 Результати дорожніх і порівняльних досліджень характеристик і стану рульового приводу

9. Діаграми складових кута вільного ходу рульового колеса

Бібліографічний список

1. Експериментальне дослідження характеристики стану рульового приводу легкових автомобілів

Експериментальні дослідження характеристик і стану рульового приводу виконані з метою визначення величин параметрів, необхідних для проведення та підтвердження висновків теоретичних досліджень робочих процесів в рульовому приводі, а також їх використання при моделюванні на ЕОМ процесів зміни експлуатаційного стану РП і його впливу на зміну експлуатаційних властивостей.

Як об'єкт експериментальних досліджень використовувалися кермові приводи серійних легкових автомобілів середнього та малого класів з незалежними передніми підвісками базових моделей ВАЗ, за якими накопичений необхідний статистичний матеріал. Випробовувані автомобілі були укомплектовані згідно заводським стандартам, а регулювальні характеристики підтримувалися в межах нормативних вимог.

Результати експериментальних досліджень, крім того, були використані при розробці та впровадженні обладнання для оцінки експлуатаційного стану рульового приводу і методики оптимізації параметрів рульового управління за критеріями експлуатаційних властивостей автомобіля.

Програмою передбачалося виконання експериментальних досліджень в чотири етапи, включаючи лабораторні та стендові дослідження, а також дорожні випробування екіпірованого автомобіля і порівняльні дослідження цього автомобіля на стенді.

Етап I - лабораторні дослідження характеристик і стану рульового приводу, а також параметрів експлуатаційного стану шарнірів рульових тяг легкових автомобілів. Завдання дослідження:

1. Експериментальним шляхом визначити окремо пружну деформацію (оборотні зсуву) і зазори (незворотні зсуву) в рухомих з'єднаннях рульового приводу.

2. Визначити гістерезисні характеристики зміщень в кінематичного ланцюга рульового приводу.

3. Визначити: відносні зміщення елементів рульових шарнірів в радіальному і осьовому напрямку; осьове зусилля пружини шарнірів; момент опору кульового пальця повороту; стабільність моменту опору кульового пальця повороту.

4. Виконати дисперсійний, кореляційний і регресійний аналізи для статистичних рядів рульових приводів автомобілів, нових і знятих з експлуатації рульових шарнірів.

5. Розробити обладнання для вимірювання названих величин.

Етап II - стендові дослідження експлуатаційного стану рульового приводу легкових автомобілів і режимів його оцінки в залежності від величини і характеру навантаження. Завдання дослідження:

1. Дослідити характер зміни критерію якості рульового приводу від силового навантаження для різних моделей автомобілів.

2. Виконати дисперсійний, кореляційний і регресійний аналізи для визначення характеру і тісноти зв'язків між параметрами, що характеризують експлуатаційний стан рульового приводу.

3. Виконати повний факторний експеримент «24» для побудови інтерполяційної формули, яка описує зміну зсувів в РП.

4. Експериментальним шляхом визначити значимість впливу зазорів в окремих сполученнях рульового приводу на формування сумарного люфту рульового колеса.

5. Розробити обладнання для оцінки експлуатаційного стану рульового приводу легкових автомобілів базових моделей.

Етап III - дорожні дослідження зсувів в кінематичного ланцюга рульового приводу залежно від характеру силового навантаження і стабілізуючих моментів на колесах передньої осі легкових автомобілів в різних режимах руху. Завдання дослідження:

1. Визначити зусилля в кожній половині рульового приводу автомобілів з незалежною передньою підвіскою по деформації поворотних важелів цапф передній осі в різних режимах руху і гальмування.

2. Одночасно визначити зміщення у кінематичного ланцюга рульового приводу і відносне зміщення елементів крайніх рульових шарнірів бічних рульових тяг.

3. Визначити амплітуду і частоту коливань кульового пальця в наконечнику рульової тяги при прямолінійному русі автомобіля.

4. Встановити характер зміни критерію якості рульового приводу в різних режимах руху та оцінити його вплив на зміну розглянутих експлуатаційних властивостей автомобілів.

5. Розробити метод вимірювання відносного зсуву в кінематичного ланцюга рульового приводу і відносного зсуву елементів рульових шарнірів в різних режимах руху і гальмування.

Етап IV - порівняльні дослідження екіпірованого для дорожніх випробувань автомобіля на стенді для оцінки, експлуатаційного стану рульового управління легкових автомобілів.

Виконані з метою обґрунтування режимів оцінки експлуатаційного стану »РП, дослідження впливу наводки та ін. Факторів на точність та достовірність дорожніх випробувань.

Експериментальні дослідження виконувалися на базі обласного виробничого об'єднання «Ростоблавтотехобслужіваніе», Шахтинський СТОА і Красносельском ГПАТП, де, згодом, розроблені обладнання та методика були впроваджені.

2. Методика та обладнання для лабораторних та стендових досліджень рульового приводу і шарнірів рульових тяг

Відомі пристрої для оцінки технічного стану рульового приводу автомобілів, що містять силовий циліндр для створення зусилля на керованому колесі і датчик положення штока циліндра, не дозволяють отримати залежність переміщення деталей рульового приводу від зусилля між керованими колесами.

Звідси випливає мале число контрольованих параметрів, неможливість оцінки роздільно величини люфтів і деформації в сполученнях РП, а також співвідношення кутів повороту керованих коліс при силовому замиканні в сполученнях РП.

Для здійснення силового способу оцінки експлуатаційного стану рульового приводу було сконструйовано пристрій, що містить силовий пневмоцилиндр для створення зусилля між дисками керованих коліс і датчик положення рухомого штока пневмоциліндра.

При цьому з метою підвищення точності та достовірності оцінки стану РП, а також збільшення числа контрольованих параметрів, пристрій забезпечений наконечниками, встановленими на корпусі і штоку силового пневмоциліндра, дисками для упору в обід керованих коліс, з'єднаними за допомогою кульових шарнірів з відповідними наконечниками, і встановленим на корпусі силового пневмоциліндра додатковим пневмоциліндром, порожнина якого через зворотний клапан повідомлена з порожниною зазначеного силового циліндра, при цьому згаданий датчик положення пов'язаний з двохкоординатним самописцем, які мають зв'язок з рухомим штоком додаткового циліндра.

Пристрій для оцінки експлуатаційного стану рульового приводу (рис.1) містить силовий пневмоцилиндр, що має корпус I і два штока: рухливий 2, що переміщається в направляючої втулці 3, і нерухомий 4. закріплений у втулці 5 штифтом 6. На кінцях штоків 2 і 4 встановлені наконечники 7, закріплені різьбовими штифтами 8.

В обох наконечниках різьбовими штифтами 9 рухомо фіксуються спеціальні кульові пальці 10, ввёрнутие в різьбові отвори, виконані в дисках II, притискаючи до них пружинні затиски 12, що фіксують пристрій на ободах дисків керованих коліс автомобіля.

На іншому кінці рухомого штока 2 штифтом 13 закріплений поршень 14, на якому між шайбами ??15 встановлені гумові манжети 16, стискувані гайками 17 з можливістю регулювання зусилля притиснення манжет до стінок силового пневмоциліндра. Усередині корпусу I на рухомому штоку 2 встановлена ??поворотна пружина 18 для стабільності вимірювань,

Безштокові порожнину силового пневмоциліндра 1 за допомогою шланга 19 і штуцера 20 з'єднана з джерелом стисненого повітря. Через зворотний клапан, що складається з кульки 21 і пружини 22, безштокові порожнину додаткового пневмоцилиндра з'єднана з джерелом стисненого повітря за допомогою штуцера 23 і шланга 24. Додатковий пневмоцилиндр 25 закріплений на корпусі 1 затискачем 26 і має шток 27, що переміщається в направляючої втулці 28, що має поршень з манжетою 29.

Двокоординатний самописець містить пластину 30, на якій з можливістю заміни кріпиться аркуш міліметрового паперу, і двуплечий важіль 31, шарнірно встановлений на корпусі I за допомогою кронштейну 32. На кінцях плечей важеля 31 закріплені вилки, одна з яких переміщує спеціальний рейсфейдер 33, а друга подпружинена і кінематично пов'язана з кільцем 36, яке фіксується в момент вимірювання на рухомому штоку 2. Пружини 37 і 38 служать для компенсації та реєстрації тиску повітря, повернення штока 27 після виміру.

Рис.1. Пристрій для оцінки експлуатаційного стану РП

3. Методика лабораторного дослідження рульового приводу

Пристрій для оцінки експлуатаційного стану рульового приводу фіксувалося за допомогою дисків 11 (рис. 1) зажимами 12 на ободах дисків керованих коліс, встановлених на поворотні майданчики, на висоті рульового приводу попереду передньої осі. Стиснене повітря з ресивера прямував в безштокові порожнину силового пневмоциліндра, створюючи зусилля між внутрішніми сторонами дисків керованих коліс.

Попередньо, таке ж за величиною зусилля створювалося між дисками КК і ззаду передній осі з метою забезпечення однозначності і достовірності результатів вимірювання. Причому діаметр силового пневмоциліндра підібраний так, що тиск 0,1 МПа відповідає зусиллю в РП 10 даН.

Під дією створюваного зусилля рульовий привід деформувався і шток 2 переміщувався, приводячи в рух фиксируемое під час вимірювання кільце 35 і за допомогою вильчатого наконечника двуплечий важіль 31. При цьому переміщення рейсфейдера 33 по направляючої 34 пропорційно збільшенню відстані між дисками КК.

Одночасно стиснуте повітря через зворотний клапан 21 надходив в безштокові порожнину реєстратора зусилля в РП - додаткового пневмоцилиндра 2 При цьому переміщення штока 27 і пов'язаної з ним пластини 30 з закріпленої міліметрової папером пропорційно зусиллю, створюваному силовим пневмоциліндром між дисками КК.

В результаті реєструвалася безпосередня графічна залежність приросту зміщення у кінематичного ланцюга рульового приводу від приросту зусилля в ньому, тобто залежність зміни критерію якості рульового приводу.

При виконанні лабораторних досліджень використані:

а) стандартні вироби: прилад НИИАТ-К-402, прилад 2183, прилад К-69, компресор з ресивером, манометр зразковий (0,6 МПа), індикатори годинникового типу ІГ-0,01, МЕХАНОТРОН 6MXIC і 6МХ5С, блок живлення БПИ -1 та вимірювальна система механотронов БВ-6125, трьохканальний самописець Н-326-3.

б) нестандартні вироби: пристрій для оцінки характеристик кермового приводу в двох варіантах виконання, комплекс пристосувань для реєстрації параметрів і стану рульового приводу, в тому числі і відносного зсуву елементів шарніра рульової тяги автомобіля.

Для забезпечення необхідної точності та достовірності вимірювання критерію якості РП його складові, крім того, реєструвалися:

а) зусилля - манометром зразковим вимірювалося тиск в силовому пневмоцилиндре і перераховується в зусилля в РП (відносна похибка 2-3%), а також методом тензометрирования (відносна похибка вимірювання 3-4%);

б) зміщення - МЕХАНОТРОН 6МХ5С з нарощеним мірним штифтом (відносна похибка 1-2%), а також індикатором годинникового типу ІГ-0,01 (відносна похибка 1-3%), обладнаним спеціальним подовженим загартованим наконечником для підвищення точності.

Відносна похибка вимірювань визначалася згідно роботі [1] по відношенню показань вимірювальних систем реєстраторів зусилля і зміщення до показань зразкових приладів в%. Нестабільність результатів оцінювалася також в% відношенні найбільшого відхилення результату показань до среднеарифметическому значенням.

Методика лабораторного дослідження рульових шарнірів. Дослідження виконані в два етапи і включали постановку експериментів для вибірок нових і зношених, знятих з автомобіля і встановлених в рульовій трапеції шарнірів рульових тяг.

Для вимірювання відносних зсувів елементів рульових шарнірів, знятих з автомобіля, в осьовому і радіальному напрямках було сконструйовано пристрій, що складається з підстави з укріпленої на ньому верхній траверс. Різьбовій наконечник рульової тяги встановлюється в корпусі втулки на траверсі за допомогою рухомого штока з поворотною пружиною. Вимірювання здійснювалося за допомогою динамометричного пристрою, в корпусі якого встановлена ??динамометрична скоба, препарована у відповідному діапазоні сил.

Зусилля на рухливий шток передавалося через динамометричним скобу і кульки допомогою навантажувального гвинта. Рульовий палець шарніра фіксувався в поворотному важелі цапфи, закріпленому на корпусі пристрою. Вимірювачами деформацій динамометричної скоби і відносного зсуву елементів шарнірів були індикатори ІГ-0,01.

Деформація поворотного важеля вимірювалася також методом тензометрирования, що дозволило використовувати результати для порівняльних випробувань в дорожніх і стендових умовах навантаження РП. Зусилля, що прикладається до кульового пальця за допомогою пари «різьбова втулка - навантажувальний гвинт» реєструвалося динамометром, протарірованним по зразковому приладу. Момент опору кульового пальця повороту вимірювався за допомогою важеля і динамометра.

Методика виконання лабораторних досліджень включала вимір моментів опору кульового пальця повороту в 4-х положеннях. Зусилля відриву кульового пальця при зміщенні у вертикальному напрямку і жорсткість осьової пружини шарніра при ході 2-3 мм визначалися окремо.

Радіальний зсув реєструвалося при зусиллях в, рульовому шарнірі 5, 10, 15, 20. 25, 30 і 40 даН. Осьовий зсув реєструвалося при зусиллях 10, 20 і 30 даН. Величина необоротних зсувів вимірювалася після додатки попереднього зусилля 30 даН.

Таріровка пристроїв проводилася за допомогою зразкових приладів - індикатора ІГ-0002 і динамометра ДОС-03.

4. Конструкція стенду для оцінки технічного стану рульового управління легкових автомобілів

Відомі стенди для оцінки технічного стану рульового керування автомобілів, що містять підставу, опорно-поворотні майданчики для установки на них керованих коліс, силовий циліндр зі штоком, забезпеченим наконечником для упору в обід керованого колеса.

Механізм орієнтації силового циліндра щодо осі обертання КК включає привід повороту, керований джерело тиску і вимірювальну систему, мають низьку точність оцінки технічного стану РУ через відсутність одночасної реєстрації зусилля, створюваного в рульовому управлінні, і деформацій його елементів. Крім того, вони не забезпечують горизонтального напрямку зусилля, створюваного силовим циліндром, при поворотах КК, а також попередньої деформації РП.

Підвищення точності оцінки технічного стану рульового управління досягається тим, що силовий циліндр розміщений між ободами обох керованих коліс і забезпечений додатковим наконечником, закріпленим на корпусі силового циліндра, і покажчиком, закріпленим на штоку силового циліндра і виконаним у вигляді кронштейна, що охоплює зовні одне з керованих коліс .

Вимірювальна система забезпечена кільцем, розміщеним на штоку силового циліндра з можливістю переміщення і фіксації в заданому положенні, перетворювачем тиску в переміщення, закріпленим на корпусі силового циліндра і виконаним у вигляді циліндра, а його безштокові порожнину повідомлена з безштокові порожниною силового циліндра і з керованим джерелом тиску , двохкоординатним самописцем, пов'язаним зі штоком циліндра і зі згаданим кільцем.

При цьому механізм орієнтації силового циліндра містить раму, прикріплену до корпусу силового циліндра і до втулок, шарнірно встановленими на горизонтальних осях, закріплених на підставі, а згаданий привід повороту з'єднаний з рамою. На підставі встановлені знімні напрямні для кожного керованого колеса, розташовані під однаковими кутами до поздовжньої осі.

Стенд для оцінки технічного стану рульового керування автомобілів, принципова схема якого наведена на малюнку 2, складається з встановлених на підставі 1 опорно-поворотних площадок 2, розташованих в бетонній ніші спільно з напрямними відбійниками 3. Опорно-поворотні майданчики мають можливість обертання навколо вертикальних осей і переміщення в поперечному напрямку з метою випробування автомобілів з різною колією керованих коліс.

Рис.2. Принципова схема стенда для оцінки технічного стану рульового управління і переднього моста автомобілів

На підставі 1 стенда встановлені шарніри 4, що допускають осьове і коливальний переміщення їх елементів із забезпеченням повернення за допомогою пружини До рухомим втулкам шарнірів 4 кріпиться рама 6 вимірювального механізму.

Стенд пов'язаний з пультом управління кабелем проводів 12 панелі знімання інформації, шлангом пневмопривода 13, тросом управління 14, фіксуючим в певному положенні кільце реєстратора переміщення, тросом управління осьовим переміщенням 15 і коливальним переміщенням 16 механізму орієнтації силового циліндра 7 щодо КК.

Пульт управління стендом включає підставу зі стійкою 17, педаль управління осьовим переміщенням 18 і рукоятку коливального переміщення 19 вимірювального механізму, кран плавної подачі повітря 20 в силовий циліндр і реєстратор тиску 21. Дистанційна установка в робоче положення кільця 11 здійснюється рукояткою 22. Інформація про експлуатаційному стані РУ, рй, РП та їх окремих вузлів видається на панель знімання інформації 23, показану на малюнку 3а.

Оцінка технічного стану рульового управління і його елементів здійснюється за рахунок реакції приростом відстані між дисками керованих коліс окремих вузлів РУ на задане зусилля, залежне від конструктивних параметрів і кутів установки коліс, створюване силовим циліндром, шляхом реєстрації величини переміщення рухомого штока щодо корпусу силового циліндра, а також залишкової деформації рульового приводу після зняття зусилля.

Для перетворення первинної інформації стенд містить логічний блок, в якому проводиться безперервне порівняння надходить інформації з еталонною записом і таріровочнимі характеристиками, а також передбачена можливість обробки результатів вимірювання методом найменших квадратів.

На малюнку 3 зображені загальний вигляд і монтажні схеми основних вузлів, що входять в логічний блок стенду:

а) панель знімання інформації 1, що містить вимикачі блоку живлення 2, контролю установки нуля реєстраторів стану рульового механізму 3 і рульового приводу 4. Для кожного рухомого сполучення кінематичної мети РП, крім того, передбачена видача інформації про їх справному, предотказном та аварійному стані наступних вузлів рульового управління і передньої підвіски, відповідно лівої і правої (по ходу) частини РП: крайніх шарнірів РП (ЛКШ і ПКШ), середніх шарнірів РП (ЛСШ і ПСШ) шарнірів сошки (ШС) і маятникового важеля (ШМ), підшипників маточин передніх коліс (ЛПС і ППС), сайлент - блоків (ЛСБ і ПСБ), рульового механізму (РМ) і рульового приводу в цілому (РП). Всі індикаторні лампочки запитані з одного боку на «-» - панель знімання інформації 1, а з іншого боку скоммутіровани з певною ділянкою плата згідно номера монтажної схеми.

б) спеціальна плата реєстратора стану рульового приводу з ділянками, що характеризують справне, предотказное і аварійний стан: 5, 6 і 7 - ЛКШ і ПКШ; 8, 9 і 10 - ЛСШ і ПСШ; II, I2 і 13 -ШС і ШМ; 14,15 і 16 - ЛПС і ППС; 17, 18 і 19 - ЛСБ і ПСБ; 23, 24 і 31 - рівня залишкової деформації рульового приводу в цілому. Додаткове призначення мають ділянки: 23, 24 - індикатори збою початкової установки рухомого контакту реєстратора зміщення в РП 2

в) плата реєстратора стану рульового механізму, що має ділянки: 26 - установки нуля рухомого контакту реєстратора 46; 27, 28 і 29 - справного, предотказного та аварійного стану РМ.

Рис. 3. Принципові і монтажні схеми: а) панелі с'ёмаінформаціі; б) спеціальних плат-реєстраторів стану рульового приводу; в) - рульового механізму

Місцезнаходження ділянок на спеціальній плата, що визначають рівень експлуатаційного стану РУ і його вузлів визначено як за результатами лабораторних досліджень РП, так і статистичних досліджень, для чого штучно задавалися відповідні рівні технічного стану вузлів РП та аналізувався критерій якості РП.

5. Методика виконання стендових досліджень експлуатаційного стану рульового керування автомобілів

У стендових умовах реєструвалися наступні параметри характеристик і стану РП: зміщення в кінематичного ланцюга, зазори в рухомих з'єднаннях, пружність РП, зусилля в РП - і на кермовому колесі, люфт рульового колеса, зазори в РМ і окремих сполученнях РП.

Випробуваний автомобіль, орієнтується по відношенню до поздовжньої осі стенда напрямними, розташованими спочатку оглядової канави, на якій змонтований стенд в тупиковому варіанті, заїжджає керованими колесами на опорно-поворотні майданчики стенду до упору в направляючі відбійники.

При взаємодії КК з цими напрямними створюються бічні сили, під дією яких поздовжня вісь транспортного засобу поєднується з поздовжньою віссю стенда, тобто відбувається додаткова орієнтація автомобіля. При цьому під дією зазначених бічних сил в рульовому управлінні створюються деформації заданого напрямку, що виключають невизначеність відносного розташування окремих вузлів рульового приводу.

За допомогою педалі 18 і рукоятки 19 з пульта управління стендом (рис.2) силовий циліндр вимірювального механізму встановлюється між дисками КК попереду передній осі на висоті РП. Точність установки контролюється зовнішнім покажчиком з боку пульта управління стендом і перевіряється включенням тумблера 4 (рис.3 а).

На рульове колесо встановлюється реєстратор стану рульового механізму, протарірованний по приладу НИИАТ-К-402. Правильність »установки рухомих контактів перевіряється шляхом включення тумблера 3 (рис. 3а) також на панелі знімання інформації стенду.

Від керованого джерела тиску подається стиснене повітря, плавно підвищуючи тиск до упору наконечників 25 (рис.2) в обода КК. Після чого фіксується кільце реєстратора переміщень держаком 22 з пульта управління і, контролюючи плавність розвивається тиску, створюється рівномірно наростаюче зусилля в рульовому приводі, яке визначається конструктивними особливостями автомобіля, до 30-50 даН.

При цьому попередній поворот рульового колеса на 30-40 ° черзі в обидві сторони орієнтує елементи рухливих сполученні РП певним чином, створюючи попередню деформацію у відповідних частинах рульового приводу згідно теоретичного аналізу. Це дозволяє отримати інформацію про стан окремо правої і лівої частин рульового приводу.

У результаті виходить безперервна залежність приросту відстані між дисками коліс від приросту зусилля між ними, що знімається зі спеціальною плата у вигляді електричного сигналу, що подається в логічний блок панелі знімання інформації. Плавно знижуючи тиск в безштокові порожнини силового циліндра, знову реєструється залежність деформації рульового управління від зусилля, що дозволяє оцінити залишкову деформацію рульового приводу.

Люфт і зусилля на кермовому колесі визначалося за «відомою методикою НИИАТа. Інформація про технічний стан рульового управління виноситься на панель знімання або подається в систему АСУ технічного управління АТП.

Таким чином, розроблена конструкція стенду забезпечує безперервну реєстрацію залежності деформації рульового управління від діючих зусиль, що дозволяє визначити зазори і деформації в окремих сполученнях РУ, підвищивши тим самим точність і достовірність оцінки його технічного стану. Крім того, стенд забезпечив можливість отримання пружних і гістерезисних характеристик РП і РМ, а також їх окремих сполучень.

Після зняття направляючих відбійників стенду реєстрація перерахованих параметрів можлива також при установці КК в ряд фіксованих кутових положень, забезпечуючи при цьому постійне горизонтальне напрямок створення зусилля в РП.

Тупиковий варіант стенду для оцінки технічного стану РУ, що дозволяє здійснити одночасне технічне обслуговування, контрольно-регулювальні операції та поточний ремонт РУ і передньої підвіски, апробований при впровадженні в п / о «Ростоблавтотехобслужіваніе».

6. Методика проведення дорожніх випробувань

Дорожні випробування характеристик і стану рульового приводу виконувалися на серійному автомобілі ВАЗ-21011 в реальних умовах руху в місті та на контрольних ділянках заміського шосе. Для проведення випробувань було отримано дозвіл ДАІ, а випробуваний автомобіль обладнаний не обходимо засобами забезпечення безпеки робіт.

Перед початком випробувань проводився технічний огляд автомобіля, в процесі якого регулювальні параметри ходової частини і рульового управління приводилися у відповідність з нормативними вимогами. Одночасно проводився прогрів і регулювання комплексу вимірювально-реєстраційної апаратури, і виконувалися контрольні заїзди для перевірки правильності настройки приладів.

Для проведення дорожніх випробувань легковий автомобіль був обраний з використанням методів блочного рандомізованого планування з вибірки автомобілів, досліджених в стендових умовах. Пробіг з початку експлуатації автомобіля склав 80 тис. Км, технічний стан рульового управління і переднього моста відповідало технічним умовам заводу-виробника, однак зазори в крайніх шарнірах РП мали величину порядку 0,25-0,30 мм.

Для полегшення розшифровки одержуваних у результаті дорожніх випробувань осциллограмм була складена технологічна карта, що включає опис режимів і умов випробувань, позначки часу проходження контрольних ділянок, статистичні дані - число і кути повороту рульового колеса і т.п.

У відповідності з поставленими в теоретичній частині завданнями вирішувалися наступні питання:

- Дослідження зміни сходження КК в процесі руху в різних режимах навантаження РП;

- Експериментальним шляхом в дорожніх умовах визначалися зусилля в рульовій трапеції, стабілізуючі моменти на КК і момент тертя в РП, амплітуда і частота коливання кульового пальця в наконечнику рульової тяги;

- Дослідження зміни критерію якості РП та оцінка його впливу на експлуатаційні властивості автомобіля в режимах прямолінійного і криволінійного несталого руху, входу і виходу з повороту, прямолінійного руху з фіксованим рульовим колесом і вільним кермом, службового, екстреного і службового гальмування з одночасним поворотом з різною початковою швидкості.

Заїзди випробуваного автомобіля вироблялися як на дорозі зі щебеневої покриттям, так і на дорозі 1 категорії з асфальтобетонним покриттям. Дослідження відносного зсуву елементів рульових шарнірів виконувалося при русі автомобіля на сухому і чистому прямолінійній відрізку асфальтобетонної дороги. Вплив наводки електрообладнання працюючого двигуна на реєструючу апаратуру оцінювалося на нерухомому автомобілі в режимі холостого ходу двигуна.

У процесі прямолінійного руху зі швидкостями 1,4; 2,8; 4,2; 5,6; 8,4; 28 м / с досліджувалася динаміка зміни критерію якості РП і відносні зміщення в шарнірах бічних рульових тяг в перерахованих умовах руху. Випробування вважалися недійсними і повторювалися, якщо не були витримані задані швидкості руху автомобіля.

Оцінним параметром впливу критерію якості РП на експлуатаційні властивості автомобіля прийнято зміна кута повороту кожного керованого колеса на величину зміщень в кінематичного ланцюга обох половин РП в різних режимах його навантаження. При цьому визначалися амплітуди і частоти коливань кульового пальця, оцінювалися моменти силового замикання в кінематичного ланцюга РП, записувалися величини зусиль на поворотних важелях і рульової сошки, і, одночасно, зміщення елементів крайніх рульових шарнірів і прирощення відстані в РП.

У процесі входу і виходу з повороту (в момент часу 1-5 с, в залежності від швидкості руху) досліджувалися величини і характер зміни зусиль на поворотних важелях цапф і рульової сошки, моменту тертя в РП, зміна кутів повороту КК на величину зміщень в РП .

Оцінним критерієм впливу зсувів в РП на параметри повороту автомобіля прийнято зміна кутів повороту КК з урахуванням бічного відведення еластичною шини. Після завершення входу або виходу з повороту настає силове замикання в РП і вплив зсув не значимо.

Випробуваний автомобіль не був обладнаний приладами реєстрації кутової швидкості обертання і бічного прискорення центру мас, тому для забезпечення величини останнього 4 м / с2 згідно [55,56] розрахунковим шляхом у кожному конкретному випадку визначалися необхідні радіус повороту і швидкість руху. Крім того, для невеликої зміни бічного прискорення використовувався баласт, що дозволяє в межах 100 кг змінювати масу автомобіля. У цьому випадку, результати дорожніх випробувань з допустимою похибкою можуть бути порівнянні з результатами теоретичного дослідження.

Контрольні заїзди в кожному-виді випробувань проводилися не менше трьох разів для кожного режиму руху. Результати осциллограмм оброблялися на ЕОМ «ЄС-1020» в режимі одновимірного статистичного аналізу і вводилися в математичну модель процесів зміни експлуатаційного стану РП та експлуатаційних властивостей автомобіля.

Зусилля в рульовому приводі і стабілізуючі моменти на керованих колесах реєструвалися відомим методом тензометрирования, для чого були використані тензорезистори, що дозволяють визначити деформацію поворотних важелів цапф і рульової сошки, а, отже, величину і напрямок зусиль, що діють на деталі рульового приводу.

Тензорезистори з'єднувалися по підлозі міст свій схемі згідно (рис. 4) і наклеювалися клеєм БФ-2 з подальшою термообробкою на спеціально підготовлені місця важелів поворотних цапф і рульової сошки. Їх ізоляція від зовнішнього середовища здійснювалася шаром ізоляційної стрічки з просоченням епоксидною смолою Е-40. Сигнали від тензодатчиків, посилені тензоусілітелем «Топаз-2», подавалися на шлейфовий осцилограф «Н-700» і записувалися на світлочутливий папір шириною 120 мм.

Ріс.4.Прінціпіальная схема вимірювання зміщень і зусиль у кінематичного ланцюга рульового приводу

З метою забезпечення заданої точності результатів дорожніх випробувань таріровка вимірювальних систем проводилася двома методами:

а) по черзі одне кероване колесо фіксувалося розпірним пристроєм, а друга демонтувалося і до його поворотному важелю прикладалося зусилля через динамометр ДОС-03 гідравлічним домкратом;

б) при від'єднаний рульової сошки і по черзі вивішених КК зусилля прикладалося до поворотного важеля з обох сторін при фіксованій поворотній цапфі.

Таріровка проводилася не менше п'яти разів в режимі навантаження і розвантаження, при розтягуванні і стисненні рульової трапеції з заданим зусиллям. Таріровка зусилля на рульовій сошці проводилася поворотом рульового колеса при фіксованих черзі керованих колесах, а також додатком зусилля до рульової сошки при фіксованому КК.

За результатами були отримані Таріровочние залежності, використані для зчитування з осцилограф величин і напрямів зусиль, що діють в РП. Величина масштабного коефіцієнта визначалася:

 , (1)

де Fi - i - я величина зусилля, Н;

hi - відповідна ордината на осциллограмме, мм.

Середньоквадратичне похибка масштабного коефіцієнта:

 . (2)

Наведена відносна похибка масштабного коефіцієнта:

 . ((3)

Отримані похибки масштабного коефіцієнта використані для оцінки точності результатів вимірювання зусиль при випробуванні

6.1 Методика вимірювання зміщень в кінематичного ланцюга рульового приводу і в шарнірах рульових тяг при русі автомобіля

Для отримання величин приросту відстані між важелями поворотних, цапф, тобто зміщень в кінематичного ланцюга рульової трапеції, була розроблена методика, яка грунтується на застосуванні прецизійних датчиків переміщень - механотронов - електронних ламп 6MX5 / IC, що використовуються в робототехніці, власна похибка вимірювання яких не більше 1%. МЕХАНОТРОН встановлювалися в спеціальний патрон, який кріпився за допомогою кронштейна до важелів поворотних цапф, тобто був жорстко з'єднаний з наконечником бічній рульової тяги. При цьому, запис відносних зсувів елементів рульових шарнірів велася в діапазоні величин кутів повороту керованих коліс до 5 °.

Зміщення в рульовій трапеції реєструвалися за допомогою розсувної подпружиненной лінійки, що складається з двох штанг, кінці яких шарнірно кріпилися до поворотним важелям цапф, забезпечуючи можливість реєстрації відносних зсувів в кінематичного ланцюга РП з одночасним поворотом КК і безпеку проведення випробувань.

Таріровка механотронов і вимірювальних систем проводилася за допомогою індикатора годинникового типу ІГ-0002 зі спеціальним загостреним розпеченим наконечником, який встановлювався на розсувну лінійку і на бічних рульових тягах. Величини зміщень задавалися за шкалою індикатора і, одночасно, записувалися на осцилограф сигнали механотронов, за якими потім будувалися Таріровочние залежності. Похибка вимірювання визначається аналогічно методиці вимірювання зусиль в РП при русі автомобіля.

6.2 Измерительно-реєструє апаратура

Вимірювальний комплекс, встановлений в переобладнаному салоні серійного автомобіля дозволяв реєструвати наступні параметри:

SШП (Л) - відносні радіальні зміщення кульового пальця в наконечнику правої і лівої бічних рульових тяг;

SРП - приріст відстані між важелями поворотних цапф, тобто зміщення в РП або зміна сходження КК;

Fп (Л) - зусилля на важелях поворотних цапф передньої підвіски;

F РС - зусилля на рульовій сошці;

VA - поздовжню швидкість поступального руху автомобіля;

t - час.

Комплекс вимірювально-реєструючої апаратури, розміщений в салоні автомобіля, включав електронні лампи 6MXIC і 6МХ5С - датчики, що перетворюють механічні переміщення в електричні величини, встановлені у спеціальних металевих патронах, забезпечених обмежувачами переміщень мірних штифтів. Останнє дозволило уникнути поломки механотронов внаслідок ударних навантажень та інших факторів, якими супроводжувався процес випробування рульового приводу.

Мірні штифти механотронов були нарощені у співвідношенні плечей, відповідно: вимірювачі відносних зсувів елементів шарнірів - лампи 6 МХIС - 1: 3 (діапазон вимірювання ± 0,5 мм, похибка 1,5-3%); вимірювачі зміщення у кінематичного ланцюга рульового приводу, тобто прирощення відстані між важелями поворотних цапф - лампа 6МХ5С -1: 5 (діапазон вимірювання ± 10 мм, похибка 2,5-3,5%).

Для керування та живлення механотронов був сконструйований спеціальний блок, що забезпечує настройку і візуальний контроль величини і напрямки сигналу, що подається в вимірювальні канали. Цей же блок використовувався для порівняння результатів в стендових і лабораторних умовах навантаження рульового приводу автомобіля.

Для вимірювання зміни сходження керованих коліс в процесі руху автомобіля розроблена методика реєстрації зсувів за допомогою сконструйованої розсувний лінійки, штанги якої подпружінени, а їх відносне переміщення реєструвалося в салоні допомогою Гібкова валу. На кінцях лінійки встановлені шарнірні наконечники, що дозволило реєструвати прирощення відстані між поворотними важелями рульової трапеції при будь-яких кутах повороту КК.

Переміщення гнучкого валу реєструвалося в салоні автомобіля МЕХАНОТРОН 6МХ5С, встановленому в патроні на спеціальному кронштейні, що допускає регулювання діапазону вимірювання зміщень і установку нульового значення вимірювального пристрою.

Відносне зміщення кульового пальця в наконечнику бічній рульової тяги реєструвалося МЕХАНОТРОН 6MXIC, встановленими так само на спеціальних кронштейнах, жорстко пов'язаних з важелями поворотних цапф, в металевих патронах. На цьому ж кронштейні шарнірно закріплювалася розсувна лінійка для вимірювання зміщень в кінематичного ланцюга рульового приводу при поворотах КК.

Зусилля на поворотних важелях цапф і рульової сошки реєструвалося методом тензометрирования за допомогою тензорезисторів, відповідно, 2ПКБ-10-200Х і 2ПКБ-10-100Х з базою 10 мм, з'єднаних по полумостовой схемою. При деформації поворотних важелів і рульової сошки електричний сигнал від тензодатчиків посилювався тензоусілітелем «Топаз-2», після чого надходив на вхід шлейфового осцилографа Н-700 і записувався на світлочутливий папір, одночасно реєструвалися і перераховані вище величини зсувів.

Осцилограф Н-700 і тензоусілітель «Топаз-2» встановлювалися на гумових амортизаторах в салоні автомобіля. Тензодатчики та вимірювальна апаратура були з'єднані екранованим кабелем. Позначки часу через 0,1 с виконувалися відмітчика осцилографа Н-700.

Харчування вимірювально-реєструючого комплексу здійснювалося постійним струмом напругою 24В, згідно зі схемою (рис.4) від двох акумуляторних батарей 6-СТ-7

На малюнку 5 наведено зразок осцилограми дорожніх випробувань.

Рис. 5 Запис зусиль на рульовій сошці, правому і лівому поворотних важелях цапфи і відносних зсувів кульового пальця в наконечнику правої і лівої бічних рульових тяг в процесі зрушення з місця на прямолінійній ділянці асфальтобетонного шосе. Спочатку осцилограми показано вплив наводки електрообладнання двигуна на сигнал вимірювачів

7. Повний факторний експеримент - «24»

Оцінка впливу факторів, що визначають формування зсувів в кінематичного ланцюга рульового приводу в процесі експлуатації, тобто зміна сходження керованих коліс, бажана нетривіальним способом, що дозволяють методи теорії планування експерименту.

З метою побудови інтерполяційних формул, а також оцінки значущості впливу досліджених раніше параметрів був поставлений повний факторний експеримент «24», а в якості математичної моделі використаний поліном другого ступеня, що дозволяє найбільш зручно порівнювати кілька функцій відгуків.

Виходячи з аналізу інформації, отриманої в ході лабораторних та стендових досліджень, був визначений мінімально необхідний обсяг випробувань, складено план експерименту, проведений відбір незалежних чинників, обґрунтовані функції відгуку та їх характеристики. Основними факторами, що визначають формування зсувів в кінематичного ланцюга РП, які однозначні, сумісні, керовані і незалежні в процесі одного досвіду, є: зусилля в рульовому приводі - Хт, величина зазорів в рухомих з'єднаннях РП - Х2, кут вільного ходу рульового колеса - Х3 і пробіг автомобіля - Х4. Кодування перерахованих факторів наведено в таблиці 1.

Таблиця 1Уровні факторів та інтервали варірованія для моделі ВАЗ-21011

 Фактори Рівні факторів

 Інтервал

 варірованія

 -1 0 +1

 х1 (Fpn), даН 20 жовтня 30 жовтня

 х2 (), мм 0,8 1,5 2.2 0.7

 х3 (рк), град 10 травня 15 травня

 х3 (lа), тис.км 20 50 80 30

В якості функцій відгуку були взяті: величина збільшення відстані між дисками керованих коліс (критерій якості РП) - У1, початкова величина сходження керованих коліс - У2 і різниця кутів повороту керованих коліс - У3. Перераховані фактори універсальні, кількісні, статистично ефективні, мають фізичний зміст, легко змінюються при випробуваннях на стенді.

Матриця планування повного факторного експерименту, складена з урахуванням рекомендацій роботи [82], і результати визначення функцій відгуку наведені в таблиці 2. Рандомизация дослідів в часі проведена з використанням таблиці випадкових чисел, що дозволило зменшити ймовірність появи систематичної помилки.

Результати експерименту оброблялися на ЕОМ «ЄС-1020». За допомогою розробленої програми розраховувалися рівняння регресії для кожної функції відгуку, визначався довірчий інтервал коефіцієнтів регресії і перевірялася адекватність отриманих математичних моделей. Рівняння регресії зазначених функцій відгуку з урахуванням кодування параметрів взяли наступний вигляд:

 (4)

 (5)

 (6)

Результати аналізу коефіцієнтів рівнянь регресії (4) - (6) зведені в таблицю 3.

Таблиця 2.Матріца планування та результати визначення функцій відгуку повного факторного експерименту «24»

 № х0 х1 х2 х3 х4 х1х2 х1х3 х1х4 х2х3 х2х4 х3х4 Y1 Y2 Y3

 1 + + - - - + + + + + + 0,24 0,75 1

 2 + + - - - - - - + + + 1,09 1,76 2

 3 + - + - - - + + - - + 0,81 1,25 1,75

 4 + + + - - + - - - - + 2,43 2,25 2

 5 + - - + - + - + - + - 0,25 1,25 1,5

 6 + + - + - - + - - + - 1,425 1,75 2,5

 7 + - + + - - - + + - - 0,29 1,35 1,75

 8 + + + + - + + - + - - 1,785 1,9 2

 9 + - - - + + + - + - - 0,235 1,25 1,25

 10 + + - - + - - + + - - 1,17 1,75 2,25

 11 + - + - + - + - - + - 0,48 1,75 1,75

 12 + + + - + + - + - + - 2,785 2,75 2,5

 13 + - - + + + - - - - + 0,436 1,75 1,5

 14 + + - + + - + + - - + 2,05 2,75 2,5

 15 + - + + + - - - + - + 0,51 1,75 1,75

 16 + + + + + + + + + - + 3,14 3,00 2,75

Таблиця 3.Дані до визначення довірчих інтервалів коефіцієнтів регресії

 Функції відгуку

 Дисперсія відтворюваності

 Критерій Кохрена Gi

 Помилка досвіду

 Довірчий інтервал

 y1 (S), мм 0,032 0,2011 0,002 0,0948

 y2 (), мм 2,190 0,2283 0,1369 0,7844

 y3 () ,. град 2,880 0,1739 0,1800 0,8904

Помилка відтворюваності оцінювалася по паралельних дослідів, виробленим в однакових умовах не менше двох разів. Однорідність дисперсій перевірялась за критерієм Кохрена. Помилка досвіду оцінювалася дисперсією коефіцієнтів регресії. Довірчі інтервали коефіцієнтів регресії визначені з урахуванням критерію Стьюдента tр = 2,12, визначеного для рівня значущості = 0,05 і числа ступенів свободи К = 1 Адекватність отриманих математичних моделей перевірялася за критерієм Фішера. Так, для рівняння регресії (4):

 , (7)

що дає підставу вважати отриману модель (4) адекватною.

Моделі, які описують рівняння регресії (5) і (6), виявилися неадекватними і в подальших дослідженнях не використовувалися.

Таким чином, остаточно рівняння (4.4 - залежність критерію якості рульового приводу від перерахованих факторів) приймає вигляд:

 (8)

Рівняння (8) використано для оцінки впливу досліджених раніше факторів на зміну критерію якості рульового приводу, тобто і на зміну експлуатаційних властивостей автомобіля.

8. Аналіз результатів експериментальних досліджень

8.1 Результати лабораторних досліджень характеристик і стану рульового приводу і шарнірів рульових тяг

Експериментальні дослідження показали, що критерій якості РП має роздільну здатність для оцінки роздільно величин оборотних (пружності РП) і необоротних (зазорів в рухомих з'єднаннях РП) зсувів. Характер зміни критерію якості РП дозволяє встановити предотказние значення рівня технічного стану окремих сполучень РП.

Статистичні спостереження показали, що відносно різка зміна критерію якості РП спостерігається для певних груп сполучень в певних інтервалах зусиль.

Для моделі «ГАЗ-24» (рис. 6) зазори в рульових шарнірах проявляються при зусиллі близько 25 даН, що залежить від конструктивних особливостей рульового приводу і переднього моста. Причому, погіршення технічного стану збільшує роздільну здатність інтегрального показника - критерію якості РП. Так, для автомобіля "ВАЗ 2103" з пробігом. 180 тис. Км, рульовий привід якого знаходиться в аварійному стані, критерій якості РП показує значне перевищення нормативних величин зазорів в підшипниках маточин коліс і рульових шарнірах, що випливає з малюнка 7.

Рис. 6. Залежність зміни зсувів в РП від зусилля між дисками КК для автомобіля «ГАЗ-24» з пробігом 25 тис. Км

Поширюючи відомий в аналітичній механіці метод віртуальних переміщень на кінематичну ланцюг РП, можна зробити висновок, що незворотні зміщення проявляються для окремих груп рухомих сполученні послідовно, відповідно до величинами коефіцієнтів приведення до радіусу диска керованого колеса. Діапазон зусиль до 30-40 даН для досліджених моделей автомобілів є достатнім для повної вибірки зазорів в рухомих з'єднаннях РП (за умови, що КК встановлені на поворотні майданчики) і відповідає Среднеексплуатаціонний діапазону навантаження РП.

Рис. 7.Експеріментальная залежність зміни критерію якості РП ВАЗ-2103 з пробігом 180 тис. Км і аварійним станом РП

Відзначено, що для автомобілів розглянутого класу через наявність у правій (по ходу руху) половині рульового приводу маятникового важеля, який при деформації РП переміщається у вертикальній площині, жорсткість її дещо менше жорсткості лівої половини, що визначило введення коригуючого коефіцієнта.

Вихідні дані для визначення роботи, що витрачається в рульовому приводі на подолання пружних деформацій і зазорів в рухомих з'єднаннях РП, визначалися за гістерезисних характеристикам зсувів. Останні знімалися при установці керованих коліс в п'ять фіксованих положень на поворотних майданчиках і записи приросту відстані між дисками КК від зусилля між ними на прямому і зворотному ході рухомого штока силового циліндра.

Гістерезисні характеристики зсувів в РП дозволили оцінити вплив стану різних груп рухомих сполученні РП і його пружності на величину моменту сил тертя в РП і на характер зміни кута повороту керованого колеса на величину зміщень в РП в різних режимах навантаження рульового приводу.

Експериментальні залежності приросту відстані між дисками керованих коліс від зусилля, створеного між ними попереду передньої осі, побудовані за результатами першого виміру (- - -), коли після створення початкових умов, тобто попередньої деформації РП, проявляютсяобратімие і незворотні зсуву, і третього виміру (° °), коли виявляються тільки оборотні зміщення, тобто пружні деформації.

Гістерезисні характеристики для моделі ВАЗ з пробігом 180 тис. Км, але з аварійним станом РП мають вигляд (рис. 8).

Однак, в цьому випадку робота необоротних зсувів досягає 52% всієї витраченої, що в 2,3 рази більше роботи, витраченої на подолання оборотних і необоротних зсувів в прямолінійній положенні керованих коліс першого автомобіля з пробігом 15 тис. Км. Деяке збільшення роботи для кутів повороту КК 10 ° по порівнянь з її значенням для 5 ° пояснюється формуванням зазорів в шарнірах осей поворотних стійок і зносом сайлент-блоків.

Таким чином, оборотні зміщення відіграють позитивну роль у гасінні плавно наростаючих зусиль в РП, викликаних дією макропрофіля дорожнього полотна. Робота необоротних зсувів компенсує дію плавно наростаючих навантажень, викликаних дією мікропрофілю дорожнього полотна та іншими збуреннями. Це покращує курсову стійкість руху і знижує стомлюваність водія.

Ріс.8.Гістерезісние характеристики зміщень в рульовому приводі від зусилля в ньому для різних кутових положень КК моделі 2103 з пробігом 183 тис. Км і аварійним технічним станом РП

Однак зростання величини зміщень в РП негативно позначається на керованості автомобіля, різко збільшуючи час перехідних процесів між поворотами рульового і керованих коліс, ускладнюючи забезпечення заданої траєкторій руху автомобіля і викликаючи збільшення стомлюваності водія.

Крім того, наявність необоротних зсувів в РП створює сприятливі умови для виникнення автоколивань КК і в сукупності з оборотними зсувами - резонансу коливань, знижуючи керованість автомобіля і підвищуючи знос шин. Це підтвердили дорожні випробування, а також висновки досліджень: А.С. Литвинова та ін.

Накопичені в лабораторних дослідженнях статистичні дані показали значний вплив характеристик і стану рульових шарнірів на критерій якості РП і формування зсувів у ньому. Так, на малюнках 9 і 10 показані зміни зазначених раніше критеріїв стану рульових шарнірів для вибірки (50 од.) Нових (° °), і (22 од.) Знятих з експлуатації (х - х) рульових шарнірів моделі ВАЗ, побудовані за величинами їх математичних очікувань.

Рис.9. Залежності зміни радіального зміщення в рульовому шарнірі від зусилля для: I - нових (50 од.) І 2 - зношених (22ед) шарнірів (за величинами математичних очікувань вибірка)

Рис.10. Залежність зміни моменту опору кульового пальця повороту від його кутового положення в наконечнику тяги, тобто стабільність для: I ~ нових і 2 - зношених шарнірів

З малюнка 9 випливає, що помітне збільшення відносного радіального зсуву елементів нових рульових шарнірів спостерігається при радіальному зусиллі більшому 35 даН, в той час як для зношених шарнірів помітне збільшення зсуву спостерігається yжe при величині радіального зусилля 10 даН і характер його зміни аналогічний такої ж залежності, але для рульового приводу в цілому (рис. 10).

Відзначено також, що додаток радіального зусилля до кульового пальця викликає його одночасне осьове переміщення, тобто «Вижимання» з гнізда наконечника рульової тяги, характер якого залежить від геометрії зносу сполучень рульового шарніра. Осьове зусилля пружини в міру зношування шарнірів зменшилася в 3 рази, а зазори зросли в 4,5 рази, причому спостерігалися випадки поломки пружини при втраті жорсткості.

Важливою характеристикою експлуатаційного стану рульових шарнірів є момент опору кульового пальця повороту і його стабільність, що визначають момент сил тертя в РП. Так, з малюнка 10 випливає, що момент опору кульового пальця повороту для зношених шарнірів зменшується в 9-10 разів, а його стабільність при повороті характеризує еліптичну геометрію зносу сполучення в порівнянні з новими шарнірами, але стабільність відсутній і для них.

Одновимірний статистичний аналіз вибірки нових рульових шарнірів показав, що дисперсія їх характеристик значна, крім зусилля відриву кульового пальця і ??жорсткості пружини шарніра, коефіцієнт варіації яких склав, відповідно, 0,13 і.-0,12. Для моментів опору кульового пальця повороту коефіцієнт варіації стабільний для всіх чотирьох положень і дорівнює 0,50-0,54.

При цьому статистичні ряди основних характеристик, що визначають експлуатаційний стан нових рульових шарнірів, тобто моменту опору кульового пальця повороту і відносного радіального зсуву відповідають експоненціальнимзакону розподілу.

Одновимірний статистичний аналіз вибірки знятих з експлуатації рульових шарнірів показав, що зусилля відриву кульового пальця зменшується в 8 разів в порівнянні з новими шарнірами і в 2 рази в порівнянні з жорсткістю пружини при ході кульового пальця. Момент опору кульового пальця повороту в порівнянні з новими шарнірами зменшився в 15 разів, а нестабільність зросла в 2 рази.

Це свідчить про різке порушення силового замикання і є причиною інтенсивного зносу поверхні рухливих сполучень. Причому радіальний зсув збільшилася з 0,118 до 0,417 мм, а його стабільність зменшилася в 2 рази зі збільшенням зусилля до 40 даН. Задовільний згоду з експоненціальним законом розподілу спостерігалося для жорсткості пружини, радіальних і необоротних зсувів.

Результати парного кореляційного аналізу характеристик і стану нових / знятих з експлуатації рульових шарнірів показали, що для нових шарнірів відносно високий ступінь кореляції характерна тільки між зусиллям відриву пружини шарніра і її жорсткістю - до 0,833, при цьому вплив лінійного та нелінійного характеру зв'язків рівнозначно. Також слабо (до 0,586) скорреліровани незворотні і відносні радіальні зміщення елементів.

Для знятих з експлуатації рульових шарнірів характерна тіснота кореляційного зв'язку, близької до функціональної між необоротними і відносними радіальними зміщеннями, причому більш характерний нелінійний ефект. При цьому, спостерігається зменшення кореляційного відносини з 0,979 до 0,928 при збільшенні радіального зусилля з 20 до 40 даН.

Результати множинного регресійного аналізу характеристик і стану нових та знятих з експлуатації рульових шарнірів ВАЗ показали, що для нових рульових шарнірів як відносні, так і незворотні радіальні зміщення елементів рульових шарнірів слабо скорреліровани (до 0,699) з розглянутими раніше характеристиками. Це означає, що в рівняннях регресії не враховані ряд факторів, пов'язаних з якістю збірки і дисперсією властивостей нових рульових шарнірів.

Для знятих з експлуатації рульових шарнірів характерна висока ступінь кореляції між відносними і незворотними радіальними зміщеннями і розглянутими критеріями експлуатаційного стану шарнірів, що досягає, відповідно: 0,976 і 0,974.

Це свідчить, що враховані найбільш значимі фактори, що визначають величини необоротних і відносних радіальних зміщень, які можуть служити критеріями оцінки експлуатаційного стану шарнірів, а найбільш значущі характеристики - момент опору кульового пальця повороту і жорсткість осьової пружини шарніра рульової тяги.

Таким чином, основні причини відмови рульових шарнірів - зниження жорсткості пружини і зменшення моменту опору повороту кульового пальця. Тому необхідні заходи щодо зменшення дисперсії властивостей нових рульових шарнірів при їх виготовленні і збірці.

8.2 Результати стендових досліджень експлуатаційного стану рульового приводу легкових автомобілів

У стендових умовах оцінювалася кінематика РП з урахуванням силового навантаження в діапазоні, відповідному середнім умовам експлуатації, та рівня його технічного стану. Для цього досліджувався характер зміни критерію якості РП при установці КК в ряд фіксованих положень в обидві сторони (рис. 11-12). Причому експериментальні точки не показані, тому результати оброблені методом найменших квадратів в логічному блоці стенду, а кут нахилу прямої характеризує усереднену величину критерію якості РП.

На малюнку 11 показана залежність приросту відстані між дисками КК від зусилля, створеного між ними, тобто зміна величини критерію якості РП при повороті КК в ряд фіксованих положень в обидві сторони для моделі «M-2140» з пробігом 30 тис. км. При цьому усереднені значення критерію якості РП розташовуються несиметрично при повороті КК вліво (рис. 11а) і вправо (рис. 11б) на один і той же кут, що свідчить про порушення заданої при проектуванні кінематики РП.

Звідси випливає, що автомобіль експлуатується з відведенням вправо, що проявляється великим зносом сполучень РП при установці КК вліво на кут до 10 °. Однак порушення кінематики РП несуттєво, але свідчить про порушення кутів установки керованих коліс та експлуатації шин зі зниженим тиском повітря.

На малюнку 12 показаний характер зміни критерію якості РП для автомобіля ВАЗ-2103 з пробігом 180 тис. Км і аварійним станом рульового приводу. Причому абсолютна величина критерію якості РП перевищує допустимі величини, а характер її зміни при повороті КК вправо (рис. 12а) відрізняється також значною несиметричністю розташування залежностей.

Найбільше значення критерію якості РП при кутах повороту 10 ° в обидві сторони свідчить про аварійний стан шарнірів осі поворотної стійки підвіски і сайлент-блоків і пояснюється зміною плечей, на величині яких докладено зусилля.

Для цього автомобіля характерне значне (25-30%) зниження чутливості до управління, що проявляється «рисканням» при русі.

Одновимірний статистичний аналіз характеристик та стану рульового приводу виконаний на прикладі вибірки автомобілів базових моделей ВАЗ. Причому була також підтверджена можливість роздільного визначення пружності і зазорів в рухомих з'єднаннях рульового приводу. Так, середня величина зсувів в РП при зусиллі в ньому 30 даН відрізняється від суми середніх величин пружності і зазорів в РП не більше 0,7%.

Найбільш стабільні пружність РП і зсув в його кінематичного ланцюга, коефіцієнт варіації яких, відповідно: 0,29 і 0,39, причому останній стабілізується з величини зусилля в РП 25 та Н. Найменш стабільні величина зазорів в сполученнях РП і пробіг автомобілів, коефіцієнт варіації яких, відповідно: 0,77 і 0,87.

Перевірка відповідності характеристик і стану рульового приводу законам розподілу показала, що задовільний згоду з нормальним законом розподілу мають незворотні зміщення тобто зазори в сполученнях РП і загальний пробіг, а з експоненціальним - зміщення в кінематичного ланцюга РП при всіх режимах навантаження і величина оборотних зсувів, тобто пружність рульового приводу.

а) б)

Рис. 11.Завісімості зміни критерію якості РП від кута повороту керованих коліс: а - вліво, б - вправо для автомобіля «Москвич - 2140» з пробігом 30 тис. Км

а) б)

Рис. 12.Завісімості зміни критерію якості РП від кута повороту КК: а - вправо, б - вліво для моделі ВАЗ-2103 з пробігом 180 тис. Км і аварійним технічним станом РП

Парний кореляційний аналіз виконаний для оцінки характеру і тісноти зв'язків між характеристиками і станом рульового приводу. При цьому розглянуті як лінійні, так і нелінійні ефекти взаємодії, а використання «індексу кореляції» дозволило розглядати параметри і не мають нормального спільного розподілу. Для розрахунку використані результати дисперсійного аналізу, дані по якому не наводяться, тому по них не були зроблені узагальнюючі висновки.

Результати парного кореляційного аналізу РП базових моделей ВАЗ / АЗЛК з урахуванням лінійного - Л і нелінійного - НЛ характеру зв'язків показали, що відносно високий ступінь кореляції відзначена тільки між критерієм якості РП і зазорами в його рухомих з'єднаннях, яка при створенні зусилля в РП від 10 до 30 даН збільшується з 0,697 до 0,906. Причому для моделей ВАЗ ці зв'язки мають більш виражений лінійний характер.

Таким чином, у порівнянні з вільним ходом рульового колеса, що має слабку кореляційний зв'язок з необоротними зміщеннями і практично відсутність кореляційної зв'язку з оборотними зсувами, більш стабільним оцінним параметром експлуатаційного стану рульового приводу є критерій якості РП.

Множинний регресійний аналіз виконаний для з'ясування тісноти, напрямку і характеру зв'язків між характеристиками і станом РП за умови одночасної дії не менше чотирьох факторів, що характеризують експлуатаційний стан рульового приводу.

З отриманих в результаті аналізу рівнянь регресії і параметрів їх оцінки випливає, що найбільшу тісноту зв'язку мають незворотні зміщення з критерієм якості, люфтом рульового колеса і пробігом автомобіля. Найбільший «вага» має критерій якості РП, причому переважає нелінійний характер впливу. Люфт рульового колеса впливає менш значуще і переважає лінійний характер.

На зміну критерію якості РП найбільший вплив роблять незворотні і оборотні зміщення у рухомих з'єднаннях РП, причому спостерігається лінійний характер впливу цих факторів, а значимість різко збільшується у міру наростання зусилля в РП з 10 до 30 даН, відповідно: з 0,147 до 1,04 і з 0,106 до 1,21.

Використовуючи «індекс кореляції», отримані рівняння порівнювалися і оцінювався ступінь їх близькості функціональної залежності. Так, для рівнянь, що описують залежність критерію якості РП від оборотних зсувів (пружності РП), люфту рульового колеса і пробігу автомобіля, зі збільшенням зусилля в рульовому приводі спостерігається зниження тісноти зв'язку, зменшення «індексу кореляції» з 0,616 до 0,408.

Для рівнянь, що описують залежність критерію якості РП від незворотних зсувів (зазорів в сполученнях РП), люфт рульового колеса і пробігу автомобіля, зі збільшенням зусилля в рульовому приводі тіснота зв'язку збільшується з 0,664 до 0,871.

Таким чином, нульова гіпотеза про те, що всі коефіцієнти регресії (крім вільного члена) дорівнюють нулю для критерію якості і необоротних зсувів в РП, відкидається, в той же час інші рівняння регресії можуть бути використані при моделюванні з допустимою похибкою.

Виконуючи аналіз інтерполяційної формули і результатів повного факторного експерименту «24» можна відзначити, що за силою впливу на критерій якості РП досліджені фактори розташовуються в наступному порядку: зусилля в РП, величина необоротних зсувів (зазорів) і пробіг автомобіля. Вплив люфту рульового колеса на формування критерію якості РП слід вважати незначним.

При зростанні перерахованих факторів зсуву в кінематичного ланцюга РП збільшуються, причому більшою мірою від зусилля в РП і величини зазорів. Вплив пробігу в 5 разів менш значуще порівняно із зусиллям в РП і в 2 рази - у порівнянні з зазорами. Ефекти взаємодій досліджених факторів, відповідно, в 5 і 1,5 рази менше лінійних ефектів.

При цьому найбільш значимо спільне вплив зусилля в РП і величини зазорів в його рухомих з'єднаннях, а спільне вплив зусилля в РП і пробігу автомобіля, а також люфту рульового колеса і пробігу на 30-35% менш значуще впливає на формування зсувів в кінематичного ланцюга рульового приводу . А так же, перераховані ефекти взаємодії при їх зростанні призводять до збільшення зсувів в кінематичного ланцюга РП. Ефект же взаємодії величини зазорів в рухомих з'єднаннях РП і люфту рульового колеса при їх зростанні призводить до зменшення зсувів в РП, що може бути пояснено з позицій формування вільного ходу рульового колеса, де частка рульового приводу менше частки рульового механізму, що буде розглянуто нижче.

8.3 Результати дорожніх і порівняльних досліджень характеристик і стану рульового приводу

Дослідження показали задовільні результати використання розробленого методу вимірювання зміщень в РП і рульових шарнірах.

Так, в режимі прямолінійного руху з вільним кермом на асфальтобетонному шосе зі швидкістю 8,4 м / с осцилографічна запис, (рис.13) показала, що величина зміщень елементів рульових шарнірів не перевищує 0,15-0,18 мм, а зусиль в рульовому приводі - 12-15даН

Частота коливань кульового пальця в наконечнику тяги в цьому режимі склала 3,5-4 Гц. Причому, спостерігалися ділянки силового замикання елементів рульових шарнірів в моменти часу 0,75-1,05 сек.

Збільшення швидкості до 16,8 м / с при фіксованому РК (рис. 14) призводить до виникнення високочастотних коливань зусиль у РП, причому частота коливання зусилля на лівому поворотному важелі цапфи в 1,05 - 1,15 рази більше, ніж на правому. Це пояснюється меншою жорсткістю правої половини РП за рахунок маятникового важеля і виправдовує введення коефіцієнта. Частота коливань кульового пальця в наконечниках рульових тяг при цьому зменшується до 2-2,5 Гц, однак амплітуда збільшується в 2-2,5 рази, досягаючи 0,35-0,45 мм. При цьому області силового замикання елементів рульових шарнірів спостерігаються в 2,5-3 рази рідше і за часом вони займають не більше 0,5-0,75 сек.

Ріс.5.13. Осцилографічна запис зусиль на рульовій сошці, правому і лівому поворотних важелях цапфи 2 відносних зсувів кульового пальця в

У зазначених режимах випробувань зміщення у правому та лівому рульових шарнірах відбуваються приблизно одночасно. Причому, синхронність чи не порушується ні при збільшенні швидкості, ні при русі з вільним або фіксованим рульовим колесом. Зсуву елементів рульових шарнірів, складаючись, викликають зміну сходження на 35-40%, що доводить доцільність введення середньої величини зсувів.

Характер зміни зміщення кульового пальця щодо наконечника тяги від зусилля на поворотному важелі за 1 сек після початку розгону на прямолінійній ділянці при фіксованому РК зі швидкості 11,2 м / с (рис. 15) аналогічний цим же залежностям, отриманим в стендових і порівняльних дослідженнях, що доводить доцільність застосування розробленої методики оцінки експлуатаційного стану РП і режими його навантаження. Величина зміщень для лівого рульового шарніра випробуваного автомобіля на 12-15% більше правого.

Рух по прямолінійній траєкторії і фіксованим РК зі швидкістю 16,4 м / с по щебеневої покриттю характеризується різким збільшенням амплітуди коливань зміщення в рульовому приводі (рис. 16) .Частота коливань в низькочастотної області при цьому 0,5-0,75 Гц.

Режим несталого руху в момент входу в поворот (3-5 сек) для радіуса повороту і швидкості, що забезпечують бічне прискорення 4 м / с2, характеризується різким коливанням величини і напряму зусилля, а також зміщення в РП, т.к. моменти на рульовій сошці і КК мають різні знаки. Це призводить до зниження чутливості випробуваного автомобіля до управління.

Результати осцилографування, оброблені на ЕОМ, наведені на малюнку 17, де показана залежність зміни критерію якості РП протягом 3 сек після початку входу в поворот. Причому вхід випробуваного автомобіля в правий поворот характеризується більш інтенсивним наростанням зусилля в лівій половині РП і відносно різким збільшенням зсуву. При вході в лівий поворот більший вплив мають пружні деформації, зусилля і зсув в РП наростають більш плавно.

Вхід автомобіля в поворот при тих же умовах, але на щебеневому покритті характеризується значними коливаннями зсувів в РП, що досягають 0,5-0,75 мм від середньої величини в момент входу в поворот.

Рис.1

Рис. 16. Експериментальна залежність зміни зсувів в РП від часу в процесі рульовим колесом

Рис. 18. Експериментальні залежності зміни зсувів в РП від зусилля в ньому в процесі виходу автомобіля з повороту: Л - лівого, П - правого зі швидкості 11,2 м / с з вільним кермом.

На малюнку 18 показана залежність зміни критерію якості РП протягом 3 сек після початку виходу з повороту. При виході з лівого повороту більш пружна права частина РП визначає плавну зміну зсувів в РП, а при виході з правого повороту формування зсувів в РП визначає ліва частина рульового приводу, де переважають зазори, через що вище інтенсивність зміни зсувів. Однак значних коливань зсувів в РП в цьому режимі не спостерігалося, що дозволяє вважати вплив критерію якості РП на ЕС менш істотним.

Зміщення в рульовому приводі найбільшою мірою впливають на зміну курсової стійкості автомобіля в режимі гальмування. Так, осцилограми зусиль на поворотних важелях і рульової сошки, а також відносних зсувів в рульових шарнірах в процесі службового гальмування з швидкості 11,2 м / с показують, що в момент початку гальмуванні на поворотних важелях спостерігається різкий стрибок зусилля, який через 0,25с передається на рульову сошку і викликає зміщення у шарнірі 0,5-0,55 мм.

З малюнка 19 випливає, що різке збільшення зсувів починається з зусилля на поворотному важелі цапфи 20 даН і стабілізується при 35 даН, а їх величина досягає 0,55 мм для лівого і 0,43 мм для правого шарнірів. Навантаження і зміщення в РП носять ударний характер.

Залежності зміни зсувів в РП від зусилля в процесі екстреного і службового гальмування з початкової швидкості 2,2,4 м / с наведені на малюнку 20. Звідси випливає, що при службовому гальмуванні інтенсивність наростання зусилля в РП має меншу величину, ніж при екстреному гальмуванні, що позначається на зміщенні в рульовому приводі.

У разі екстреного гальмування залежність зміщень в РП від зусиль має два екстремуми, а величина зсуву різко збільшується з 1мм при 30 даН до 4,5 мм при 60 даН, після чого інтенсивність наростання зсуву в РП стабілізується. Для службового гальмування характерно більш плавне наростання зсувів в РП, а його різке збільшення починається при досягненні зусилля в РП 60 даН.

Процес екстреного гальмування з одночасним поворотом викликає найбільше з усіх досліджених режимів навантаження РП. Зміщення в кінематичного ланцюга рульового приводу в цьому режимі підсумовуються як від дії сил стиснення в рульовій трапеції, так і від співвідношення кутів повороту керованих коліс. Причому в цьому режимі навантаження на поворотні важелі досягають I20-I50 даН для випробуваного автомобіля, а зміщення в рульовому приводі - 8-10 мм.

Рис.20 Залежності зміни зсувів в РП від зусилля в ньому в процесі (на протязі 3 з} екстреного - Е та службового - З гальмування зі швидкості 22,4 м / с з фіксованим рульовим колесом

Характер зміни критерію якості РП в процесі екстреного гальмування з одночасним поворотом слід з залежностей, отриманих експериментальним і розрахунковим шляхом, наведених на малюнку 21. При цьому крива залежності зсуву в рульовому приводі від зусилля в ньому як і у випадку екстреного гальмування має два екстремуми, але різке наростання зсуву припиняється тільки при досягненні зусилля в РП I05-IIO даН, його найбільша інтенсивність наростання спостерігається в діапазоні 60-70 даН. Причому спостерігалося задовільний згоду розрахункових і експериментальних залежностей - розбіжність не перевищує 8-10%.

Дорожні випробування показали, що в процесі усталеного кругового руху в кінематичного ланцюга рульового приводу настає силове замикання елементів рухомих сполученні, що визначає початкову величину зміщень в РП і виключає її коливання.

Порівняльні випробування екіпірованого для дорожніх досліджень автомобіля на стенді показали, що діапазон зусиль, створюваних у рульовому приводі в процесі оцінки його експлуатаційного стану, відповідає значенням зусиль у найбільш характерних в експлуатації режимах руху автомобіля і повністю дає уявлення про характеристики та стан рульового приводу конкретного випробуваного автомобіля . Ці ж результати використані для розмітки спеціальних плат блоку логіки стенду для оцінки експлуатаційного стану РП.

Таким чином, дорожні та порівняльні дослідження показали задовільний згоду розрахункових і експериментальних даних, розбіжність яких в середньому не перевищувала 7-8%. Крім того, була також підтверджена доцільність застосування одномасової математичної моделі для визначення стабілізуючих моментів на керованих колесах.

Результати випробувань показали також, що в рульовому приводі проводиться значна робота пружних деформацій по компенсації коливань керованих коліс і забезпеченню курсової стійкості. Робота необоротних зсувів при цьому також істотно впливає на забезпечення траєкторією стійкості, але знижує керованість і підвищує стомлюваність водія.

Рис. 21. Залежність зміни зсувів в РП від зусилля в ном в процесі (протягом-3 с) екстреного гальмування з одночасним поворотом вліво зі швидкості 22,4 м / с (розрахункова та експериментальна)

9. Діаграми складових кута вільного ходу рульового колеса

Значимість впливу зсувів в окремих сполученнях рульового приводу на формування сумарного люфту рульового колеса була експериментально досліджена на прикладі вибірки (25 од.) Автомобілів «ГАЗ-24Т». Причому, 1 мм зсувів в РП відповідає 2,5 ° кута повороту рульового колеса. При виконанні експериментальних досліджень використовувалися методи блочного рандомізованого планування, а їх результати були піддані одномерному статистичному і дисперсійному аналізу.

На малюнку 22 у вигляді діаграм наведені результати визначення за величинами математичних очікувань окремих зміщень в сполученнях, пружності РП і кутів вільного ходу рульового колеса. З (рис. 22а) випливає, що при використанні галузевої методики вимірювання вільний хід рульового колеса складається на 60% з люфту і пружних деформацій рульового механізму, а значимість зміщень в сполученнях РП становить 40%, в той час як рульовий привід має набагато складнішу кінематичну ланцюг ланок.

При цьому варіація люфту рульового колеса склала 0,653, відсоток відповідності нормативам - 28%, середня величина люфту РК перевищила норматив в 1,4 рази, а три автомобілі з нормативним люфтом РК мали аварійний стан РП.

При збільшенні зусилля на кермовому колесі до 2 даН (рис. 22б) люфт рульового колеса зростає з 14,14 ° до 32,09 °, але варіація при цьому знизилася до 0,418, що дозволяє стверджувати про більшої стабільності результатів такої методики вимірювання. При цьому частки рульового механізму і рульового приводу залишилися превшімі - 62% і 38%.

Після прикладання зусилля між дисками керованих коліс 30 даН були створені умови силового замикання елементів рухливих сполучень рульового приводу і по люфту рульового колеса оцінювалася пружна деформація РП. Так, з малюнка 22в випливає, що середня величина люфту рульового колеса зменшилася до 12,03 °, що дозволяє стверджувати, що на частку зазорів в сполученнях РП доводиться тільки близько 15% діагностичної інформації, яку несе в собі люфт рульового колеса. Однак варіація люфту РК залишилася значною - 0,628.

Збільшення зусилля на кермовому колесі до 2 даН в цьому випадку (рис. 22 г) зменшило варіацію люфту рульового колеса до 0,341, а його середня величина становила 29,42 °, що свідчить про зменшення інформації, що припадає на сполучення РП, до 9%. Причому частка рульового приводу в сумарному люфті рульового колеса зменшилася до 35%.

Рис. 22. Діаграми складових кута вільного ходу рульового колеса і зсувів в РП вибірки «ГАЗ-24» ,, побудовані за величинами математичних очікувань параметрів

Середня величина зміщень в рульовому приводі досліджених автомобілів «гaз-24» склала 1,33 мм. На частку необоротних зсувів (зазорів в сполученнях РП) припадає 60% (0,798 мм), а на частку оборотних зсувів (пружності РП) - 40% (0,532 мм) величини критерію якості РП, отриманої при зусиллі в РП 30 даН (рис. 22д ).

При цьому встановлені величини зусиль, при яких спостерігаються різкі зміни величини зміщень - «пороги», припущені раніше при дослідженні робочих процесів в РП, які склали 15 і 30 даН. Обидва «порогу» характеризуються помітним збільшенням варіації параметрів, зниженням стабільності результатів вимірювання на 15-17%.

На малюнку 22Е наведена діаграма, що відображає частку граничних значень зміщень в рульових шарнірах, побудована за рекомендаціями роботи [5]. Звідки випливає, що сумарна величина зазорів в РП, приведена до куту повороту рульового колеса досягає 9,6 °, тобто при допустимій величині люфту рульового колеса 10 ° на частку рульового механізму і пружні деформації, а також зазори в підшипниках маточин передніх коліс припадає всього 0,4 °, що не реально.

Таким чином, зі збільшенням навантаження на кермовому колесі і в рульовому приводі стабільність параметрів вимірювання зростає в 1,5-2 рази, але частка зміщень в сполученнях РП в цій інформації пропорційно зменшується, і вони мають таку ж тенденцію до зміни від режимів навантаження, як і люфт рульового колеса.

Причому люфт РК несе в основному інформацію про пружних деформаціях в РП і лише 10% цієї інформації припадає на зазори в сполученнях. Звідси випливає, що критерій якості РП є найбільш інформативним і достовірним параметром оцінки експлуатаційного стану рульового приводу.

На сучасному етапі чинної нормативно-технічною документацією кількісно регламентований тільки один параметр, що допускає можливість інструментальної перевірки рульового управління. Цим параметром є сумарний люфт рульового управління. Інші показники технічного стану рульового управління визначаються якісно - наявністю люфтів.

Під керівництвом автора інженерами Світкіним Б.Б. і ЯНЧЕВА Ю.І. був проведений аналіз змін технічного стану елементів рульового управління. Зокрема були проаналізовані:

1. Підшипник ступиці.

2. Підшипник верхньої опори телескопічної стійки.

3. Шарніри наконечників рульових тяг.

4. Шарніри важелів підвіски.

5. Сумарний люфт рульового управління.

Загальновідомо, що відмова зазначених елементів найбільш часто веде до порушення цілісності ланцюга рульового управління, а, отже, до високої ймовірності виникнення ДТП.

Для вимірювання зазначених елементів рульового управління використовувалися:

1. Індикатор годинникового типу ІГ-0,01, обладнаний спеціальним подовженим наконечником для підвищення точності.

2. Прилад К-526.

3. Комплекс спеціальних пристосувань для реєстрації кількісних значень параметрів.

Як об'єкт досліджень використовувалися елементи рульового управління і передньої підвіски серійних легкових автомобілів сімейств ВАЗ 2109 і ВАЗ 2110, за якими накопичений необхідний статистичний матеріал. У цьому випадку найбільш важливо знати показники граничних значень параметрів, режими контролю або примусових замін.

Дані експерименту оброблялися за допомогою статистичного пакету програми Microsoft Excel 2000.

Аналіз зміни величин сумарного люфту показав, що він змінюється в межах від 0,5 до 6-7 при среднеінтенсівном зміні параметра 0,2 за 10 тис.км пробігу (рис. 23).

При аналізі зносу підшипника верхньої опори телескопічної стійки було встановлено, що для автомобілів сімейства ВАЗ 2109 він знаходиться в межах 0,02 мм - 1мм при среднеінтенсівном зміні параметра 0,1мм за 10000 км пробігу. Для автомобілів сімейства ВАЗ 2110 знос підшипника лежить в межах 0,02 мм - 0,2 мм при среднеінтенсівном зміні параметра 0,04 мм за 10 тис.км пробігу.

Особливістю зносу наконечників рульових тяг є більш інтенсивний знос наконечників ВАЗ 2110. Він знаходиться в межах 0,01 мм - 0,16 мм. Інтенсивність зносу для ВАЗ 2110: 0,024мм за 10тис.км пробігу, для ВАЗ 2109: 0,014мм за 10тис.км пробігу.

Знос кульових шарнірів важеля підвіски знаходиться в межах 0 мм - 0,08 мм для ВАЗ 2110 і 0мм - 0,2мм для ВАЗ 2109. Інтенсивність зміни параметра: ВАЗ 2110- 0,018мм за 10 тис. Км; ВАЗ 2109- 0,03мм за 10тис.км (24).

Знос підшипника маточини автомобілів сімейства ВАЗ 2110 знаходиться в межах 0 мм - 0,05 мм. Інтенсивність зміни параметра залежно від стилю водіння наступна:

- Активний стиль - 0,006 мм за 10 тис.км пробігу.

- Нормальний стиль - 0,004 мм за 10 тис.км пробігу.

- Пасивний стиль водіння - 0,002 мм за 10 тис.км пробігу.

Рис. 23. Залежності зміни люфту РК від пробігу (ВАЗ-2110, ВАЗ-2109 (08))

Рис. 24. Залежність зміни зносу рульових шарнірів від пробега2108 (09) - лівий, 2108 (09) - правий, 2110 (11) - лівий, 2110 (11)

У зв'язку з виходом ГОСТ Р 51709-2001 виникла необхідність зміни методики перевірки сумарного люфту РУ, так як з цього ГОСТу сумарний люфт РУ необхідно перевірять з використанням приладів, що фіксують кут повороту рульового колеса від моменту початку руху керованих коліс АТС в одну сторону, до моменту початку їх руху в іншу сторону.

Використання застарілих приладів, що фіксують одночасно кут і зусилля повороту рульового колеса до досягнення на його ободі зусилля встановленої величини (0,75кгс, 1кгс, 1,25кгс), не допускається. У їх числі прилади моделей К-524, К-526, К-187, К-402 та ін. Вимірювання проводять від положення коліс, близького до нейтрального. Рульове колесо повертають до положення, відповідного початку повороту керованих коліс АТС в одну сторону, а потім - в іншу сторону до положення, відповідного початку повороту керованих коліс в протилежну сторону. При цьому вимірюють кут між зазначеними крайніми положеннями рульового колеса, який є сумарним люфтом в РУ.

Проведене дослідження показало, що в даний час використовуються тільки застарілі прилади, моделей К-524, К-526, К-187, К-402 та ін. Відповідно автомобілі проходять держтехогляд з грубим порушенням ГОСТу, що не може не позначитися на безпеці дорожнього руху .

Бібліографічний список

рульовий привід дорожній дослідження

1. Арінін І.М. Діагностування технічного стану автомобілів. - М .: Транспорт. 2008. - 176 с.

2. Артем'єв А.Н. Моделювання керованого руху автомобіля з метою оптимізації параметрів, які впливають на керованість. - Дис. ... Канд. техн. наук / О.М. Артем'єв. - М., 2008. - 158 с.

3. Афанасьєв Л.Л. Конструктивна безпеку автомобіля / Л.Л. Афанасьєв, А.Б.Д'яков, В.А. Іларіонов. - М .: Машинобудування, 2009. - 215

4. Боровський Б.Е. Безпека руху автомобільного транспорту / Б.Є. Боровський. - Л .: Лениздат, 2007. - 304 с.

5. Войлошніков В.В. Дослідження впливу жорсткості рульового управління на керованість автомобіля при криволінійному русі. Дис. канд. техн. наук / В.В. Войлошніков. - М., 2008. С. 185.

6. Гержод В.І. Технічний стан автомобілів і безпеку руху / В.І. Гержод. - К .: Техніка, 2008. - 149 с.

7. Гольд Б.В. Міцність і довговічність автомобіля / Б.В. Гольд. - М .: Машинобудування, 2007. - С. -328.

8. Джонс І.С. Вплив параметрів автомобіля на дорожньо-транспортні пригоди / І.С. Джонс - М .: Машинобудування, 2009. - С. 207.

9. Зубріській С.Г. Переобладнання АТС і їх конструктивна безпека / С.Г. Зубріській // Автомобільна промисловість. - 2008. - №1 - С. 21.

10. Катаєв М.М. Оцінка гальмівних властивостей автобусів сімейства ПАЗ за результатами інструментального контролю: Автореф. дис. 052210 / М.М. Катаєв // Володимирський державний університет. - Вл, 2007. - С16.

11. Кислицин Н.М. Визначення кутів установки керованих коліс при русі автомобіля / Н.М. Кислицин, Ю.В. Максимов // Автомобільна промисловість. - 2007. - №9. - С. 26-27.

12. Коллінз Д. Аналіз дорожньо-транспортних пригод / Д. Коллінз, Д. Морріс. - М .: Транспорт, 2011. - С. 128.

13. Кравець В.М. Законодавчі та споживчі вимоги до автомобілів: Навчальний посібник / В.М. Кравець, Е.В. Гориніна - Н .: Новгород, 2010. - 400 с.

14. Крузе В.В. Модель кінематики процесу навантаження шарнірних з'єднань рульового приводу легкових автомобілів з урахуванням коливань. - В кн .: Питання теорії зачеплення і прикладної механіки / В.В. Крузе, В.З. Русаков // Депонований збірник наук. тр. (Новочеркаський політехнічний ін-т). - ЦНІІНмаш, ВІНІТІ, 2011. - №7. - С.84.

15. Литвинов А.С. Дослідження кінематики рульового управління з урахуванням кінематики передньої підвіски / А.С. Литвинов, Ю.М. Нємцов, С.А. Тимофєєв // Автомобільна промисловість. - 2010. - №1. - С. 11-I3.

16. Малюков А.А. Наукові основи стендових випробувань автомобілів на активну безпеку. Дис. ... Док. тех. наук. - М., 2007. - 546 с.

17. Мірошников Л.В. Діагностування технічного стану автомобілів на автотранспортних підприємствах / Л.В. Мірошников, А.П. Болдін, В.І. Пал. - М .: Транспорт, 2007. - С. 262.

18. Михлин В.М. Методичні вказівки з прогнозування технічного стану машин / В.М. Михлин, А.А. Сельцер. - М .: Колос. 2009. - С. 215.

19. Мороз С. Державне регулювання відповідальності за технічний стан транспортних засобів / С. Мороз // Автомобільний транспорт. - 2010. - №12. - С. 39.

20. Нарбут А.Н. Рухомий склад автомобільного транспорту (робочі процеси і розрахунок механізмів і систем автомобілів) / А.Н.Нарбут. - М .: МАДІ (ГТУ), 2008. - С. 116.

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