Методика выполнения стендовых исследований эксплуатационного состояния рулевого управления автомобилей

5. Методика выполнения стендовых исследований эксплуатационного состояния рулевого управления автомобилей

В стендовых условиях регистрировались следующие параметры характеристик и состояния РП: смещения в кинематической цепи, зазоры в подвижных сопряжениях, упругость РП, усилие в РП - и на рулевом колесе, люфт рулевого колеса, зазоры в РМ и отдельных сопряжениях РП.

Испытуемый автомобиль, ориентируемый по отношению к продольной оси стенда направляющими, расположенными вначале осмотровой канавы, на которой смонтирован стенд в тупиковом варианте, заезжает управляемыми колёсами на опорно-поворотные площадки стенда до упора в направляющие отбойники.

При взаимодействии УК с этими направляющими создаются боковые силы, под действием которых продольная ось транспортного средства совмещается с продольной осью стенда, т.е. происходит дополнительная ориентация автомобиля. При этом под действием указанных боковых сил в рулевом управлении создаются деформации заданного направления, исключающие неопределённость относительного расположения отдельных узлов рулевого привода.

С помощью педали 18 и рукоятки 19 с пульта управления стендом (рис.2) силовой цилиндр измерительного механизма устанавливается между дисками УК впереди передней оси на высоте РП. Точность установки контролируется наружным указателем со стороны пульта управления стендом и проверяется включением тумблера 4 (рис.3 а).

На рулевое колесо устанавливается регистратор состояния рулевого механизма, протарированный по прибору НИИАТ-К-402. Правильность» установки подвижных контактов проверяется путём включения тумблера 3 (рис. 3а) также на панели съёма информации стенда.

От управляемого источника давления подаётся сжатый воздух, плавно повышая давление до упора наконечников 25 (рис.2) в обода УК. После чего фиксируется кольцо регистратора перемещений рукоятью 22 с пульта управления и, контролируя плавность развиваемого давления, создаётся равномерно нарастающее усилие в рулевом приводе, которое определяется конструктивными особенностями автомобиля, до 30-50 даН.

При этом предварительный поворот рулевого колеса на 30-40° поочерёдно в обе стороны ориентирует элементы подвижных сопряжении РП определённым образом, создавая предварительную деформацию в соответствующих частях рулевого привода согласно теоретического анализу. Это позволяет получить информацию о состоянии отдельно правой и левой частей рулевого привода.

В результате получается непрерывная зависимость приращения расстояния между дисками колёс от приращения усилия между ними, снимаемая со специальной плата в виде электрического сигнала, подаваемого в логический блок панели съёма информации. Плавно снижая давление в бесштоковой полости силового цилиндра, вновь регистрируется зависимость деформации рулевого управления от усилия, что позволяет оценить остаточную деформацию рулевого привода.

Люфт и усилие на рулевом колесе определялось по «известной методике НИИАТа. Информация о техническом состоянии рулевого управления выносится на панель съёма или подаётся в систему АСУ технического управления АТП.

Таким образом, разработанная конструкция стенда обеспечивает непрерывную регистрацию зависимости деформации рулевого управления от действующих усилий, что позволяет определить зазоры и деформации в отдельных сопряжениях РУ, повысив тем самым точность и достоверность оценки его технического состояния. Кроме того, стенд обеспечил возможность получения упругих и гистерезисных характеристик РП и РМ, а также их отдельных сопряжений.

После снятия направляющих отбойников стенда регистрация перечисленных параметров возможна также при установке УК в ряд фиксированных угловых положений, обеспечивая при этом постоянное горизонтальное направление создания усилия в РП.

Тупиковый вариант стенда для оценки технического состояния РУ, позволяющий осуществить одновременное техническое обслуживание, контрольно-регулировочные операции и текущий ремонт РУ и передней подвески, апробирован при внедрении в п/о «Ростоблавтотехобслуживание».

6. Методика проведения дорожных испытаний

Дорожные испытания характеристик и состояния рулевого привода выполнялись на серийном автомобиле ВАЗ-21011 в реальных условиях движения в городе и на контрольных участках загородного шоссе. Для проведения испытаний было получено разрешение ГАИ, а испытуемый автомобиль оборудован не обходимыми средствами обеспечения безопасности работ.

Перед началом испытаний производился технический осмотр автомобиля, в процессе которого регулировочные параметры ходовой части и рулевого управления приводились в соответствие с нормативными требованиями. Одновременно производился прогрев и регулировка комплекса измерительно-регистрационной аппаратуры, и выполнялись контрольные заезды для проверки правильности настройки приборов.

Для проведения дорожных испытаний легковой автомобиль был выбран с использованием методов блочного рандомизированного планирования из выборки автомобилей, исследованных в стендовых условиях. Пробег с начала эксплуатации автомобиля составил 80 тыс. км, техническое состояние рулевого управления и переднего моста соответствовало техническим условиям завода-изготовителя, однако зазоры в крайних шарнирах РП имели величину порядка 0,25-0,30 мм.

Для облегчения расшифровки получаемых в результате дорожных испытаний осциллограмм была составлена технологическая карта, включающая описание режимов и условий испытаний, отметки времени прохождения контрольных участков, статистические данные - число и углы поворота рулевого колеса и т.п.

В соответствии с поставленными в теоретической части задачами решались следующие вопросы:

-  исследование изменения схождения УК в процессе движения в различных режимах нагружения РП;

-  экспериментальным путём в дорожных условиях определялись усилия в рулевой трапеции, стабилизирующие моменты на УК и момент трения в РП, амплитуда и частота колебания шарового пальца в наконечнике рулевой тяги;

-  исследование изменения критерия качества РП и оценка его влияния на эксплуатационные свойства автомобиля в режимах прямолинейного и криволинейного неустановившегося движения, входа и выхода из поворота, прямолинейного движения с фиксированным рулевым колесом и свободным рулём, служебного, экстренного и служебного торможения с одновременным поворотом с различной начальной скорости.

Заезды испытуемого автомобиля производились как на дороге со щебёночным покрытием, так и на дороге 1 категории с асфальтобетонным покрытием. Исследование относительного смещения элементов рулевых шарниров выполнялось при движении автомобиля на сухом и чистом прямолинейном отрезке асфальтобетонной дороги. Влияние наводки электрооборудования работающего двигателя на регистрирующую аппаратуру оценивалось на неподвижном автомобиле в режиме холостого хода двигателя.

В процессе прямолинейного движения со скоростями 1,4; 2,8; 4,2; 5,6; 8,4; 28 м/с исследовалась динамика изменения критерия качества РП и относительные смещения в шарнирах боковых рулевых тяг в перечисленных условиях движения. Испытания считались недействительными и повторялись, если не были выдержаны заданные скорости движения автомобиля.

Оценочным параметром влияния критерия качества РП на эксплуатационные свойства автомобиля принято изменение угла поворота каждого управляемого колеса на величину смещений в кинематической цепи обеих половин РП в различных режимах его нагружения. При этом определялись амплитуды и частоты колебаний шарового пальца, оценивались моменты силового замыкания в кинематической цепи РП, записывались величины усилий на поворотных рычагах и рулевой сошке, и, одновременно, смещения элементов крайних рулевых шарниров и приращение расстояния в РП.

В процессе входа и выхода из поворота (в момент времени 1-5 с, в зависимости от скорости движения) исследовались величины и характер изменения усилий на поворотных рычагах цапф и рулевой сошке, момента трения в РП, изменение углов поворота УК на величину смещений в РП.

Оценочным критерием влияния смещений в РП на параметры поворота автомобиля принято изменение углов поворота УК с учётом бокового увода эластичной шины. После завершения входа или выхода из поворота наступает силовое замыкание в РП и влияние смещений не значимо.

Испытуемый автомобиль не был оборудован приборами регистрации угловой скорости вращения и бокового ускорения центра масс, поэтому для обеспечения величины последнего 4 м/с2 согласно [55,56] расчётным путём в каждом конкретном случае определялись необходимые радиус поворота и скорость движения. Кроме того, для небольшого изменения бокового ускорения использовался балласт, позволяющий в пределах 100 кг изменять массу автомобиля. В этом случае, результаты дорожных испытаний с допустимой погрешностью могут быть сопоставимы с результатами теоретического исследования.

Контрольные заезды в каждом-виде испытаний проводились не менее трёх раз для каждого режима движения. Результаты осциллограмм обрабатывались на ЭВМ «ЕС-1020» в режиме одномерного статистического анализа и вводились в математическую модель процессов изменения эксплуатационного состояния РП и эксплуатационных свойств автомобиля.

Усилия в рулевом приводе и стабилизирующие моменты на управляемых колёсах регистрировались известным методом тензометрирования, для чего были использованы тензорезисторы, позволяющие определить деформацию поворотных рычагов цапф и рулевой сошки, а, следовательно, величину и направление усилий, действующих на детали рулевого привода.

Тензорезисторы соединялись по полу мост свой схеме согласно (рис. 4) и наклеивались клеем БФ-2 с последующей термообработкой на специально подготовленные места рычагов поворотных цапф и рулевой сошки. Их изоляция от внешней среды осуществлялась слоем изоленты с пропиткой эпоксидной смолой Э-40. Сигналы от тензодатчиков, усиленные тензоусилителем «Топаз-2», подавались на шлейфовый осциллограф «Н-700» и записывались на светочувствительную бумагу шириной 120 мм.

Рис.4.Принципиальная схема измерения смещений и усилий в кинематической цепи рулевого привода

С целью обеспечения заданной точности результатов дорожных испытаний тарировка измерительных систем производилась двумя методами:

а) поочерёдно одно управляемое колесо фиксировалось распорным устройством, а второе демонтировалось и к его поворотному рычагу прикладывалось усилие через динамометр ДОС-03 гидравлическим домкратом;

б) при отсоединённой рулевой сошке и поочерёдно вывешенных УК усилие прикладывалось к поворотному рычагу с обеих сторон при фиксированной поворотной цапфе.

Тарировка производилась не менее пяти раз в режиме нагрузки и разгрузки, при растяжении и сжатии рулевой трапеции с заданным усилием. Тарировка усилия на рулевой сошке производилась поворотом рулевого колеса при фиксированных поочерёдно управляемых колёсах, а также приложением усилия к рулевой сошке при фиксированном УК.

По результатам были получены тарировочные зависимости, использованные для считывания с осциллограф величин и направлений усилий, действующих в РП. Величина масштабного коэффициента определялась:

где Fi - i – я величина усилия, Н;

hi - соответствующая ордината на осциллограмме, мм.

Среднеквадратическая погрешность масштабного коэффициента:

Приведённая относительная погрешность масштабного коэффициента:

Полученные погрешности масштабного коэффициента использованы для оценки точности результатов измерения усилий при испытании

Похожие работы

Инструментальное и методологическое обеспечение полигонных и стендовых исследований маневра автотранспортных средств

Скачать

42758

1

28

... и др., а также приобретен преподавателями ВУЗов ценный опыт ездовых испытаний автомобилей. 3. Оценка параметров устойчивости и управляемости АТС в стендовых условиях Устойчивость и управляемость АТС в значительной степени определяют активную безопасность автотранспортных средств (АТС) и, следовательно, общий уровень безопасности дорожного движения (БДД). В настоящее время международные и ...

Организация исследования запаховых следов человека в органах внутренних дел

Скачать

178490

4

4

... запаховых следов человека, организации и ведение отчетности. 4. Порядок взаимодействия экспертно-криминалистических центров с кинологической и другими службами органов внутренних дел. Рассмотрена организация проведения экспертиз и исследований запаховых следов человека в экспертно-криминалистических подразделениях органов внутренних дел РФ. Предложены решения ряда организационных вопросов по ...

Следы рук человека и их использование в дактилоскопических учетах

Скачать

116560

0

0

... ) запаховых следов с объектов испарением и конденсацией образующих такие следы веществ. На этом этапе была разработана и апробирована методика судебной экспертизы запаховых следов человека с использованием тестирующих запахоносителей и сигналов собак-детекторов в качестве средств исследования. С помощью эталонных проб решена задача контроля и расшифровки сигнального поведения применяемых собак. ...