авторефераты диссертаций БЕСПЛАТНАЯ БИБЛИОТЕКА РОССИИ

КОНФЕРЕНЦИИ, КНИГИ, ПОСОБИЯ, НАУЧНЫЕ ИЗДАНИЯ

<< ГЛАВНАЯ
АГРОИНЖЕНЕРИЯ
АСТРОНОМИЯ
БЕЗОПАСНОСТЬ
БИОЛОГИЯ
ЗЕМЛЯ
ИНФОРМАТИКА
ИСКУССТВОВЕДЕНИЕ
ИСТОРИЯ
КУЛЬТУРОЛОГИЯ
МАШИНОСТРОЕНИЕ
МЕДИЦИНА
МЕТАЛЛУРГИЯ
МЕХАНИКА
ПЕДАГОГИКА
ПОЛИТИКА
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ
ПРОДОВОЛЬСТВИЕ
ПСИХОЛОГИЯ
РАДИОТЕХНИКА
СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
СОЦИОЛОГИЯ
СТРОИТЕЛЬСТВО
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ТРАНСПОРТ
ФАРМАЦЕВТИКА
ФИЗИКА
ФИЗИОЛОГИЯ
ФИЛОЛОГИЯ
ФИЛОСОФИЯ
ХИМИЯ
ЭКОНОМИКА
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
ЭНЕРГЕТИКА
ЮРИСПРУДЕНЦИЯ
ЯЗЫКОЗНАНИЕ
РАЗНОЕ
КОНТАКТЫ


Pages:     | 1 | 2 || 4 | 5 |

«ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Южно-Российский государственный университет ...»

-- [ Страница 3 ] --

Развитие коррозионной трещины [1] происходит при совместном действии коррозионной среды и растягивающих напряжений в металле.

Рост трещины можно рассматривать как непрерывный электрохимический процесс, в значительной степени ускоряемый наложенными напряжениями растяжения (рис. 4.7).

Рис. 4.7. Схема коррозионной трещины:

1 – направления растягивающих напряжений;

2 – трещина, заполненная электролитом;

3 – оксидная плёнка (катод коррозионной пары);

4 – непрерывно обновляемое острие трещины (анод коррозионной пары);

5 – максимально напряжённая зона металла На боковой поверхности трещины образуется оксидная плёнка про дуктов коррозии. Острая часть трещины, развивающаяся под воздействием концентрирующихся на этом участке напряжений растяжения, постоянно обновляется, поэтому не защищена оксидными плёнками. Возникает кор розионная пара, катодом которой служит вся боковая поверхность трещи ны, а анодом – остриё трещины.

Конечное разрушение металла наступает, когда, вследствие всё боль шей локализации напряжений, одна из трещин начинает ускорять свой рост во времени, а рост других трещин замедляется. Конечное разрушение металла происходит при преимущественном влиянии механического фак тора.

На коррозионное растрескивание также оказывает влияние адсорб ция, уменьшающая поверхностную энергию металла в вершинах трещин, что создаёт дополнительные условия для разрыва растягивающими напря жениями [1].

4.8. Коррозионная усталость металлов Переменные напряжения (растягивающие), в том числе и знакопере менные, как известно, вызывают явление усталости металлов. Если пере менные напряжения превышают величину предела усталости металла, то через некоторое число циклов переменных нагружений развиваются тре щины усталости, и деталь разрушается (рис. 4.8, кривая 1). Ниже предела усталости металл не разрушается даже при очень большом числе циклов.

Многие детали машин подвергаются одновременному воздействию переменных напряжений и коррозионной среды, что сильно снижает кор розионную стойкость металла. Разрушение металла под действием корро зионно-активной среды и знакопеременных напряжений называется корро зионной усталостью металла [49, 73]. При коррозионной усталости наблю дается снижение предела усталости по сравнению с пределом усталости в отсутствие коррозионной среды. Механизм разрушения металла в услови ях возникновения коррозионной усталости остаётся в основном тот же, что и при коррозионном растрескивании, но, естественно, должен относиться к периодам действия растягивающих напряжений. На рисунке 4.8 показана зависимость величины приложенных знакопеременных напряжений от числа циклов до разрушения стали без воздействия (кривая 1) и при воз действии коррозионной среды (кривая 2).

Рис. 4.8. Диаграмма Вёлера:

1 – усталости;

2 – коррозионной усталости;

А – А – предел усталости;

В – условный предел коррозионной усталости, 10 циклов Кривая усталости металла в коррозионной среде (рис. 4.8) по мере увеличения числа циклов непрерывно понижается, в отличие от кривой ус талости на воздухе, которая имеет горизонтальный участок, соответст вующий пределу выносливости. Таким образом, коррозионная усталость характеризуется отсутствием истинного предела выносливости и опреде ляется так называемым условным пределом выносливости при заданной базе испытания.

Кривые Вёлера при коррозионной усталости почти никогда не ха рактеризуются долговечностью, оцениваемой менее 103 циклами. Много цикловой усталости соответствует долговечность более 106 циклов. Число циклов в пределах между 103 и 106 расценивается как промежуточная дол говечность, имеющая асимптотический характер. При этом предел корро зионной выносливости зависит не только от количества циклов, но и от частоты изменения напряжений, т.е. в неявной форме – от продолжитель ности процесса. При уменьшении частоты число циклов до разрушения уменьшается, но продолжительность сопротивляемости разрушению уве личивается.

Сопротивление коррозионной усталости в основном всё же опреде ляется сопротивлением коррозии. В случае коррозионной усталости пре дел выносливости практически не зависит от предела прочной стали. Кор розионные усталостные трещины являются главным образом транскри сталлическими, в то время как в случае коррозии при отсутствии напряже ний – межкристаллическими.

Коррозионно-усталостная прочность металлов и сплавов (табл. 4.4) существенно зависит от их состава. Данные в таблице приведены для чис ла циклов 5·107.

Т а б л и ц а 4. Коррозионно-усталостная прочность металлов и сплавов Предел выносливости, кг/мм Предел Металл или сплав, его состав прочности, в пресной в морской и обработка на воздухе кг/мм2 воде воде Низкоуглеродистая сталь;

44 25 14 отжиг Никелевая сталь (3,7 % Ni;

63 34 15 0,26 % Cr;

0,28 % C);

закалка и отпуск Хромоникелевая нержавею- 81 36 31 щая сталь (18 % Cr, 25 % Ni) Никель-кремнистая сталь;

176 77 12 закалка и отпуск Переменные напряжения не вызывают усиления общей коррозии, но приводят к появлению сетки микротрещин, переходящих в крупную тре щину коррозионной усталости, что ускоряет разрушение деталей.

Обычные конструкционные стали при базе испытания 2·107 циклов снижают предел выносливости в условиях атмосферной коррозии до 20 %, в пресной воде вдвое, в морской воде вчетверо по сравнению с пределом выносливости на воздухе (сухом). Нержавеющие стали, как правило, име ют более высокую коррозионно-усталостную прочность. Обычно чем прочнее сталь, тем сильнее снижается её предел выносливости в коррози онной среде: для стали с пределом прочности в 1000 МПа он оказывается таким же, как для стали с пределом прочности в 400 МПа. Таким образом, для углеродистых и низколегированных сталей пропадают преимущества закалённой и отпущенной стали по сравнению с отожжённой. В процессе коррозионной усталости в металле развиваются трещины, пронизывающие кристаллиты (зерна). Причины коррозионной усталости – локализация электрохимических анодных процессов (при коррозии в растворах элек тролитов) и химических процессов (при газовой коррозии) на участках концентрации механических напряжений (поры, трещины, скопления ва кансий, дислокаций и т.п.). Интенсивность этих процессов зависит от аг рессивности коррозионной среды, температуры, рН, количества легирую щих примесей и условий нагружения.

Одна из особенностей коррозионной усталости углеродистых и низ колегированных сталей – повышение условного предела выносливости по мере увеличения размера деталей (при испытаниях на воздухе наблюдается обратная закономерность). Эта инверсия «масштабного фактора» наиболее заметна при увеличении диаметра образцов до 50–60 мм. Изучение кине тики коррозионно-усталостного разрушения позволяет прогнозировать ра ботоспособность деталей.

4.9. Основные законы прочности при переменных напряжениях.

Предел выносливости и опытное его определение Многие детали машин и сооружений (в том числе и кузова автобу сов) в эксплуатационных условиях подвергаются действию переменных напряжений, многократно изменяющихся во времени. Такие напряжения испытывают, например, оси железнодорожных вагонов, коленчатые валы и шатуны поршневых двигателей, поршневые штоки паровых машин, валики коробок скоростей, рессоры, клапанные пружины и другие детали [10].

Экспериментальные исследования и многочисленные поломки дета лей машин показывают, что при переменных нагрузках материал разруша ется при напряжениях значительно меньших, чем при постоянных нагруз ках, и в этом случае разрушающее напряжение может быть ниже не только предела прочности, но и предела текучести и упругости материала. Предел прочности в и предел текучести т, полученные из статических испыта ний, не могут являться характеристиками прочности материала при пере менных напряжениях. При расчётах на прочность в машиностроении всё большее значение приобретает другая характеристика прочности материа ла, а именно предел усталости, или выносливости, определяемый на осно ве испытаний материала при переменных напряжениях.

Можно отметить, что общепринятый термин усталость [27], вве дённый более полувека назад, с точки зрения терминологии, по-видимому, не самый удачный, поскольку явление разрушения при переменных на пряжениях значительно отличается от биологической усталости. Напри мер, трудно обнаружить появление каких-либо прогрессирующих измене ний в свойствах материала в процессе переменного нагружения, а разру шение зачастую может происходить внезапно без заметных признаков его приближения. Кроме того, во время «отдыха», когда на деталь не действу ет никакая нагрузка, не происходит «залечивание» или исчезновение эф фектов предварительного циклического нагружения, т.е. повреждения в процессе усталости накапливаются и, как правило, являются необратимы ми. Разрушение при переменных напряжениях, как показывают многочис ленные исследования, начинается с образования в наиболее напряжённом месте детали микротрещин, которые, постепенно развиваясь при нагруже нии детали, проникают вглубь, объединяясь в макротрещины, тем самым всё более ослабляя её, приводя последнюю к разрушению.

Это явление понижения прочности материала при переменных на пряжениях за счёт прогрессивно развивающихся микротрещин называется усталостью материала. Свойство материала сопротивляться разрушению от усталости называют выносливостью. Усталость охватывает две значи тельно отличающиеся друг от друга области циклического нагружения и деформирования, в каждой из которых разрушение является, по-видимому, следствием действия различных физических механизмов.

Одна из этих областей – циклическое нагружение, при котором во время каждого цикла возникают значительные пластические деформации.

Эта область характеризуется большими по величине нагрузками и малыми долговечностями, т.е. небольшим числом циклов до усталостного разру шения. Обычно эта область называется малоцикловой или деформационной усталостью.

Другая область – циклическое нагружение, при котором деформация во время каждого цикла в значительной степени упруга. Для этой области характерны малые нагрузки и большие долговечности, т.е. большое число циклов до разрушения. Эта область обычно называется многоцикловой ус талостью. Малоцикловая усталость обычно ассоциируется с областью, для которой число циклов до разрушения не превышает 104…105, а много цикловая усталость – с областью, которая характеризуется долговечностью 106…108 циклов.

На основании многочисленных экспериментальных исследований по прочности материала при различных случаях периодического изменения напряжений сделаны следующие выводы:

1. Переменные во времени напряжения могут вызвать разрушение материала при максимальных напряжениях, значительно меньших предела прочности или даже предела текучести.

2. Число циклов нагружения N до разрушения зависит от наиболь шего по абсолютной величине max и амплитудного напряжений a. При одном и том же max величина N уменьшается с увеличе нием a. Так, например, из двух циклов с равными максимальны ми напряжениями (рис. 4.9) цикл, изображённый линией 2, как имеющий большую амплитуду при анализе прочности, будет бо лее опасным, чем цикл 1.

Рис. 4.9. Графики переменных напряжений с различными амплитудами 3. Если наибольшее по абсолютной величине напряжение max меньше некоторого определённого значения, то при постоянном коэффи циенте несимметрии r образец из чёрного металла может выдержать без разрушения от усталости неограниченное число циклов нагрузки. Это на пряжение называется пределом выносливости, или пределом усталости, и обозначается r или r, где индекс r – коэффициент несимметрии.

Например, 1 – предел выносливости при симметричном цикле из менения нормальных напряжений;

0 и 0 – пределы выносливости при пульсирующем цикле изменения нормальных и касательных напряжений соответственно.

Рассматривая условно предел прочности в как «предел выносливо сти» при статическом нагружении, будем иметь в = +1.

Предел выносливости является основной характеристикой усталост ной прочности материалов, и его определение также важно как определе ние предела прочности в и предела текучести т (или 0, 2 ), ибо при пе ременных напряжениях допускаемое напряжение должно быть меньше предела выносливости.

Как показали опыты по изучению выносливости материалов, сим метричный знакопеременный цикл является наиболее опасным для их прочности, причём симметричный цикл при изгибе вращающегося образца нетрудно осуществить в лабораторных условиях при опытном определе нии предела выносливости. Поэтому подавляющее большинство опытных данных по оценке усталостной прочности материалов получено для изгиба при симметричном цикле.

Для определения предела выносливости из испытуемого материала берут серию образцов, одинаковых по размерам, форме и обработке, в ко личестве 6…10 штук. Первый образец нагружают так, что в нём возникает максимальное рабочее напряжение 1, заведомо большее, чем предел вы носливости. Образец испытывают на машине до разрушения, которое про исходит при некотором числе циклов N1. Второй испытуемый образец нагружают меньшей нагрузкой того же цикла, и возникающее в нём мак симальное рабочее напряжение 2 будет меньше 1, а число циклов до разрушения N2, очевидно, будет больше N1. При дальнейших испытаниях напряжение от образца к образцу продолжают снижать до тех пор, пока очередной образец выдержит, не разрушаясь, Nб циклов, где Nб – данное техническими условиями для каждого материала число циклов, называе мое базой для определения предела выносливости. При определении пре дела выносливости (усталости) разность между напряжениями для послед них двух образцов (разрушившегося и неразрушившегося) не должна пре вышать 0,2 МПа.

По полученным опытным данным строится кривая выносливости (рис. 4.10), дающая графическую зависимость между величиной макси мального напряжения max и количеством циклов нагружения, необходи мых для разрушения образца. На рисунке 4.10 кружочком со стрелкой по мечен опыт, при котором образец выдержал заранее обусловленное коли чество перемен напряжений и не разрушился. Для машиностроительных сталей и многих материалов (см. рис. 4.10) кривая на начальном участке – резко монотонно убывающая, а затем на среднем участке переходит в сла бонаклонную часть.

Рис. 4.10. Кривая выносливости (кривая Вёлера) в координатах N- max для чёрных металлов База для определения предела выносливости устанавливается в зави симости от материала образца. Обычно предел выносливости образцов из чёрного металла определяют на базе (5…10) 106 циклов, а образцов из цветного металла – на базе 108 циклов.

Если обозначить наибольшее напряжение несломавшегося образца, выдержавшего базовое число циклов Nб, через r, а ближайшее напряже ние сломавшегося образца – n, то напряжение r может быть принято за предел выносливости при условии, если отношение ( n r ) r не пре вышает определённой величины. В настоящее время эта величина не нор мализована [3]. Иногда при испытаниях принимают значение её равной 10 % при условии, что разность ( n r ) 10 МПа. Часто величина преде ла выносливости определяется приближенно по кривой выносливости как численное значение ординаты точки пересечения кривой выносливости с вертикалью, проведённой на расстоянии, равном принятой базе Nб. Часто кривые выносливости строят в полулогарифмических lg N (рис. 4.11) или логарифмических координатах lg lg N (рис. 4.12).

Рис. 4.11. Кривая выносливости в полулогарифмических координатах для чёрных металлов Рис. 4.12. Кривая выносливости в логарифмических координатах для чёрных металлов Пользование логарифмической шкалой для значений числа циклов N удобно тем, что возможно на небольшой длине диаграммы расположить как малые, так и большие значения количества циклов N с той же относи тельной точностью. Кроме того, в этом случае кривая выносливости часто получает очень простой вид: она состоит из двух прямых линий – наклон ной и горизонтальной. Существует ещё понятие предела ограниченной вы носливости, под которым понимают наибольшее (по абсолютной величи не) напряжение цикла, которое материал может выдержать заданное огра ниченное число циклов Nогр, где Nогр Nб. Иногда из условия эксплуатации машины заранее известно, что деталь за время своей работы воспринимает значительно меньшее число циклов, чем принятое при определении преде ла выносливости. В этом случае более экономично расчёт детали вести на долговечность, а не исходить из предела выносливости. Долговечностью называют свойство объекта (изделия, элемента конструкции) сохранять работоспособность до наступления предельного состояния при установ ленной системе технического обслуживания и ремонтов. Долговечность измеряется в единицах времени наработки, календарного времени, циклах, моточасах и т.п.

Под предельным состоянием понимается состояние, при котором дальнейшая эксплуатация должна быть прекращена из-за неустранимого нарушения требований безопасности или снижения эффективности экс плуатации.

Расчётное и экспериментальное определение долговечности необхо димо для установления назначенного ресурса ответственных элементов конструкции (например двигателя самолета) – допустимого общего време ни нахождения их в эксплуатации при соблюдении требований безопасности.

Кривая выносливости (см. рис. 4.10) позволяет решить вопрос о дол говечности образца, так как абсциссы точек этой кривой (N1, N2,…) опре деляют долговечность образца при соответствующих значениях макси мального напряжения цикла. При решении практических задач расчёта де талей машин на долговечность часто пользуются аналитическими зависи мостями, полученными на основе принятого некоторого «канонического»

закона усталости металлов.

В настоящее время изменилось представление о пределе усталости как о напряжении, при котором деталь может выдержать бесконечно большое число циклов нагружений, т.е. является «вечной». Такая трактов ка предела усталости не подтверждается результатами массовых опытов по изучению усталостной прочности деталей машин. Другими словами, со временный расчёт деталей машин на долговечность требует решительного отказа от трактовки предела усталости в качестве напряжения, которое де таль может выдержать бесконечно большое число раз. Поэтому в ранних работах по усталостной прочности второй участок (см. рис. 4.10) прини мался горизонтальным. Однако исследования на большой базе N 5· показали, что у большинства конструкционных материалов происходит постепенное снижение предела выносливости. Однако не следует считать, что усталостные поломки конструкции неизбежны. Даже при непрерывной работе с частотой колебаний 103 Гц в течение 50 лет (при расчётах примем 360 дней в году) накапливается N = 103·3,6·103·8,64·103·50 = 1,555·1012 циклов.

В качестве вывода можно отметить, что под коррозионно-усталост ным разрушением автобусных кузовов в процессе эксплуатации необхо димо представлять одновременное воздействие коррозионной среды и ме ханических переменных напряжений на элементы конструкции. Действие которых зависит от большого количества факторов, как внутренних и внешних, так и конструктивных и механических, описываемых различного рода зависимостями. Поэтому рассматривая процессы коррозионно усталостного разрушения автобусных кузовов, необходимо тщательно и взвешенно подходить к вопросам выбора и ранжирования оценочных по казателей и их достоверного описания.

Рассмотрены теоретические основы создания методики оценки проч ности конструкции кузова автобуса с учётом коррозионно-усталостного изнашивания в процессе эксплуатации. При условии обеспечения заданно го уровня прочности кузова автобуса (узлов и элементов, а также сварных соединений) на протяжении всего жизненного цикла.

ГЛАВА ПОДОБИЕ ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ ГИДРОСИСТЕМ АВТОТРАНСПОРТНЫХ СРЕДСТВ 5.1. Анализ методов и средств управления качеством функционирования автотранспортных средств в процессе их жизненного цикла 5.1.1. Жизненный цикл автотранспортных средств различного назначения Одной из современных научно-технических проблем является про блема системной поддержки жизненного цикла объектов техники и техно логий, сформулированная как проблема CALS-технологий (Continuous Acqusition and Life cycle Support). Дословно аббревиатура CALS означает «непрерывность поставок продукции и поддержки её жизненного цикла».

Вторая часть определения заключается в «оптимизации процессов обслу живания, ремонта, снабжения запасными частями и модернизации», в том числе путём разработки и внедрения интерактивных электронных техниче ских руководств (ИЭТР).

В большинстве ведущих стран мира имеются специализированные организации, центры по исследованию и решению задач по этой проблеме (в России таким центром является АНО НИЦ CALS-технологий «При кладная логистика»).

Отмеченная проблема прямо или косвенно отражена в ряде прави тельственных документов, касающихся государственной политики России в области науки. К таким документам относятся: «Приоритетные направ ления развития науки, технологий и техники Российской Федерации», «Перечень критических технологий Российской Федерации», утверждён ных Президентом Российской Федерации 30 марта 2002 г. Одним из при оритетных направлений исследований в рамках этих документов является направление «Информационная интеграция и системная поддержка жиз ненного цикла продукции (CALS-, CAM-, CAE-технологии)».

Из приведённого анализа состояния проблемы системной поддержки жизненного цикла объектов техники и технологии следует очевидный вы вод о её актуальности. Одновременно с этим очевидно и то, что решение этой проблемы в настоящее время связывается с использованием соответ ствующей информационной инфраструктуры, информационной поддержки этих объектов.

На наш взгляд, решение этой проблемы будет более эффективным, если информационная поддержка будет сопровождаться использованием единых для определённого класса технических систем обобщённых, мате матических и иных моделей управления жизненным циклом этих объектов и их аналогов.

Проблема управления жизненным циклом автотранспортных средств в аспекте CALS-технологий, на наш взгляд, актуальна, особенно при соз дании ИЭТР, создании методов и средств диагностики.

Основными этапами жизненного цикла автотранспортных средств являются (рис. 5.1): анализ потребности автотранспортных средств (марке тинг);

проектирование;

производство;

продажа и поставки;

эксплуатация.

Целью данной работы в аспекте CALS-технологий является исследо вание процессов, разработка методов и средств такого основного этапа жизненного цикла автотранспортных средств, как эксплуатация. Для дос тижения этой цели в работе исследуются и раскрываются соответствую щие вопросы.

Рис. 5.1. Концептуальная модель CALS-технологий для автотранспортных средств 5.1.2. Методы и средства управления жизненным циклом автотранспортных средств на этапе эксплуатации Методы и средства оценки технического состояния гидросистем автотранспортных средств Комплектующие узлы гидропривода обычно испытываются заводом изготовителем, который гарантирует их работоспособность на номиналь ных режимах, как правило, в течение 18 месяцев. Вместе с тем, перед ис пользованием в ответственных гидроприводах потребитель часто осущест вляет входной контроль узлов собственными силами. Испытания прово дятся с использованием диагностических приборов.

При испытаниях за результаты измерения принимают среднее ариф метическое не менее трёх значений измеряемого параметра.

Давление измеряется манометрами или мановакуумметрами по ГОСТ 8625–77, ГОСТ 2405–80, разность давлений – дифференциальными манометрами по ГОСТ 18140–84 или по показаниям двух манометров.

Расход жидкости контролируется с помощью расходомеров, напри мер, тахометрического расходомерного комплекса с датчиком ТДР по ОСТ 103594–72 и унифицированной преобразовательно-показывающей аппаратуры типов П4 и ЦУР или счётчика жидкости шестерёнчатого ШЖУ-25М-16 ТУ25-02-1922-76. Малые расходы (утечки) контролируются с помощью мензурки и секундомера.

Рабочий объём определяется геометрическим расчётом или методом мерной ёмкости, заключающимся в перекачивании объёма V (см3) масла в мерную ёмкость при вращении вала гидромашины с частотой 10–20 об/мин и давлении, создаваемом маслом, находящимся в подпиточном баке на вы соте 500–800 мм выше уровня входного отверстия гидромашины. Рабочий объём рассчитывается как отношение V к количеству полных оборотов ва ла. Объёмы до 2 л измеряются стеклянными мензурками или колбами, а свыше 2 л – мерными баками. Для визуального контроля уровня применя ются маслоуказатели или погружаемые в масло стержни с рисками пре дельно допустимых уровней. Автоматический контроль уровня осуществ ляется с помощью реле контроля уровня по ОСТ2 С53-5–81, принцип ра боты которых основан на взаимодействии вмонтированного в поплавок магнита с магнитоуправляемым контактом (герконом). Уровень масла в мерных баках контролируется с помощью прозрачных масломерных тру бок.

Температуру масла в лабораторных условиях измеряют стеклянными термометрами. Для дистанционного (до 6–25 м) измерения температуры масла в баках, отсчёта показаний и сигнализации об отклонении от задан ного диапазона применяют манометрические термометры, реле РНТ- (ТУ25.02.312–71).

Вязкость измеряют с помощью вискозиметров ВПЖ-2 (ГОСТ 10028–81) или полуавтоматических лабораторных вискозиметров ВЛК-1Б.

Уровень загрязнения масла определяется с помощью анализаторов загрязнения, в основу которых положен фотометрически-счётный метод подсчёта частиц определённых размерных групп.

Перемещения определяются универсальными средствами измерения длины, а в динамических процессах – различными датчиками.

Скорость определяют с помощью линейки и секундомера;

удобно пользоваться прибором, состоящим из двух бесконтактных выключателей БВК, расположенных друг от друга на определённом (базовом) расстоя нии, и электросекундомера, фиксирующего время прохождения движу щимся органом базового расстояния.

Время контролируется механическими секундомерами (ГОСТ 5072–79), электросекундомерами ПВ-52, цифровыми электронными частотомерами Ф5080, Ф5041, 43-33, 43-34 или 43-35;

малые отрезки времени измеряются путём осциллографирования переходных процессов. Мощность определя ется косвенным методом: одновременное измерение частоты вращения и крутящего момента на валу гидромашины, а также одновременное измере ние давления и расхода.

Насосы. Полный и объёмный КПД насоса:

pQ Qn = норм и = 0, (5.1) 60 N элэл N 0n где эл – КПД электродвигателя (р, МПа;

Q, л/мин;

N, кВт;

n, об/мин), ко торые сравниваются с указанными в паспорте. В процессе испытаний кон тролируются также шум насоса, пульсации давления, наружные утечки и наличие пены на поверхности масла в баке.

Гидроцилиндры. Механический КПД цилиндра мех = P/100( pном F1 pсл F2 ), (5.2) где pсл – давление в сливной линии;

F1 и F2 – площади поршня в поршне вой и штоковой плоскостях, а полный КПД 100 F = мех, (5.3) 100 F1 + q где – скорость движения штока при нагрузке, соответствующей перепаду давлений в плоскостях, равному рном;

q – внутренние утечки.

Гидроаппаратура. У всех гидравлических аппаратов проверяются функционирование, прочность, наружная герметичность, ресурс и масса.

Кроме того, для отдельных групп аппаратов проверяются показатели, ука занные в таблице 5.1. Проверка функционирования проводится в начале испытаний при минимальном давлении и после опрессовки аппарата дав лением 1,5 рном в течение 3 мин (одновременно проверяется показатель № в таблице 5.1). Для проверки запаса прочности новые образцы гидравлических аппаратов подвергают разрушающему давлению (~4 Рном) на мультиплика торе давления с коэффициентом мультипликации 1:20;

последующая экс плуатация аппаратов не допускается. При проверке показателя № (см. табл. 5.1) определяют функционирование распределителя при макси мальном расходе и минимально допустимых значениях параметров систе мы управления. Показатели № 5, 8 и 9 (табл. 5.1) проверяют путём осцил лографирования.

Т а б л и ц а 5. Основные проверяемые показатели гидроаппаратуры Типы аппаратуры Гидрораспределители испытаний (рис 2.10) Предохранительные Регуляторы расхода клапаны непрямого Обратные клапаны Схема стендов для Редукционные Гидроклапаны Дроссели давления действия клапаны Показатель 1. Внутренняя герметичность + + + + а 2. Зависимость перепада + + б давлений от расхода 3. Максимальный расход + б или при рном г 4. Зависимость давления + + + настройки от расхода 5. Диапазон давления управ- + ления 6. Давление открывания + в 7. Время срабатывания + г 8. Максимальное число сраба- + тываний 9. Плавность регулирования + + + + + + и диапазон настройки 10. Изменение редуцирован- + в ного давления при изменении давления на входе 11. Зависимость расхода + + д от вязкости 12. Зависимость расхода + + от разности давлений на входе и выходе 13. Минимальный стабильный + + расход 14. Допустимое отклонение + расхода На рисунке 5.2 представлены схемы стендов для испытания гидро аппаратуры.

Рис. 5.2. Схемы стендов для испытаний гидроаппаратуры (см. табл. 5.1):

1 – бак;

2 – насос;

3 – предохранительный клапан;

4 – манометр;

5 – термометр;

6 – фильтр;

7 – испытываемый аппарат;

8 – мензурка;

9 – аккумулятор;

10 – вентиль;

11 – дроссель;

12 – расходомер;

13 – распределитель;

14 – измерительный преобразователь (датчик);

15 – дифференциальный манометр Примечание. Для позиций 3, 4, 6, 11, 14 в скобках указаны порядковые номера устройств Интерактивные электронные технические руководства Одним из важнейших компонентов CALS-технологий является обес печение персонала предприятий эксплуатационной и ремонтной докумен тацией, выполненной в электронном виде. Характерным свойством такой документации является её интерактивность, т.е. возможность для обслу живающего и ремонтного персонала получать необходимые сведения о процессах, процедурах в форме прямого диалога с компьютером.

Для реализации такой возможности, а также для презентации проек тов и для обучения персонала, занимающегося обслуживанием и эксплуа тацией изделий, создаются интерактивные электронные технические руко водства (ИЭТР). В них содержатся описания изделий, технологии эксплуа тации, поясняются приёмы обслуживания, методы диагностики и ремонта.

В частности, в технических руководствах должны быть сведения о плани ровании регламентных работ, типовых отказах, способах обнаружения не исправностей и замены неисправных компонентов, испытательном обору довании, способах заказа материалов, запасных частей и т.д.

Особенно актуален этот вопрос для организаций, полностью пере шедших на безбумажную технологию разработки, выпуска, сопровожде ния изделий и обучения производственного персонала.

Обобщённой целью создания ИЭТР является:

- обеспечение пользователя информацией о технологии выполнения операций с изделием, потребности в необходимых инструментах и материалах, количестве и квалификации персонала;

- диагностика оборудования и поиск неисправностей;

- подготовка и реализация автоматизированного заказа материалов и запасных частей;

- планирование и учёт проведения регламентных работ;

- экспорт и импорт данных между потребителем и производителем.

К ИЭТР предъявляются повышенные требования. Это, прежде всего, представление документов в электронном виде, открытость пособий и ру ководств, т.е. их приспособленность к внесению изменений и конвертиро ванию форматов, должная степень интерактивности и управления данны ми, адаптация учебного материала к конкретным запросам пользователей, малые затраты на создание документов для новых версий.

ИЭТР может содержать как простые информационные объекты – текстовую и графическую информацию (аудио- и видеоданные), так и сложные – гипертекстовые документы, интерактивные схемы, экспертные оценки и т.д.

По одной из существующих систем классификации (рис. 5.3) выде ляют пять классов ИЭТР.

ИЭТР первого класса представляет собой набор изображений, полу ченных сканированием страниц документации. Страницы индексированы в соответствии с содержанием, списком иллюстраций, списком таблиц и т.п.

Индексация позволяет отобразить растровое представление необходимого раздела документации сразу после его выбора в содержании. Данный тип ИЭТР сохраняет ориентированность страниц и может быть выведен на пе чать без предварительной обработки. Преимущества ИЭТР первого класса:

большие объёмы бумажной документации заменяет компактный электрон ный носитель. Недостатки ИЭТР первого класса: не добавляет никаких но вых функций по сравнению с бумажными руководствами.

Рис. 5.3. Классификация интерактивных электронных технических руководств (ИЭТР) ИЭТР второго класса представляет собой совокупность текстовых электронных документов. Оглавление ИЭТР содержит ссылки на соответ ствующие разделы технического руководства. ИЭТР может содержать пе рекрёстные ссылки, таблицы, иллюстрации, ссылки на аудио- и видеодан ные. Предусматривается функция поиска данных. ИЭТР может быть про смотрен на экране и распечатан без предварительной обработки. Преиму щества ИЭТР второго класса: возможность использования аудио- и видео фрагментов, графических изображений и возможность осуществлять поиск по тексту документа. Недостатки ИЭТР второго класса: ограниченные возможности обработки информации.

В ИЭТР третьего класса данные хранятся как объекты внутри храни лища информации, имеющего иерархическую структуру. Дублирование многократно используемых данных предотвращается системой ссылок на однократно описанные данные. Начиная с третьего класса, руководства представляют собой документы, имеющие три компонента: структуру, оформление и содержание. Кроме того, начиная с третьего класса, ИЭТР имеют стандартизированный интерфейс пользователя. Преимущества ИЭТР третьего класса: существует возможность стандартизировать струк туру, оформление и пользовательский интерфейс руководств (например, в соответствии с отраслевыми стандартами на эксплуатационную докумен тацию), стандартизированный интерфейс пользователя позволяет облег чить работу с ИЭТР. Недостатки ИЭТР третьего класса: при создании ру ководств к сложным промышленным изделиям появляются проблемы управления большим объёмом информации.

В ИЭТР четвёртого класса содержатся интерактивные базы данных.

Преимущества этого класса ИЭТР: можно создавать технические руково дства большого объёма. Основным недостатком ИЭТР этого класса явля ется отсутствие системы диагностики изделия.

В ИЭТР пятого класса содержатся интегрированные базы данных.

Эти ИЭТР предоставляют возможность прямого взаимодействия с элек тронными модулями диагностики изделий, что существенно облегчает об служивание и ремонт изделия. Основным преимуществом пятого класса является возможность проведения диагностики изделия. Недостатком ИЭТР пятого класса является очень высокая стоимость создания.

Вариант использования конкретного класса ИЭТР, в общем случае, зависит от сложности изделия, от финансовых и технических возможно стей пользователя.

Следует подчеркнуть, что пятый класс ИЭТР – класс высокого уров ня, где присутствует встраиваемая система диагностики и определения не исправностей, локализация проблемы и её решение.

Понятие Единого Информационного Пространства (ЕИП) является ключевым понятием CALS-технологий. Потребитель является полноправ ным участником жизненного цикла изделия на этапе эксплуатации и ему необходимо обеспечить доступ в ЕИП. Однако использование для этих це лей PDM-системы нецелесообразно в силу её большой стоимости и значи тельного срока внедрения и освоения.

Учитывая это, а также то, что потребителю необходимы только экс плуатационные данные об изделии, в качестве средства доступа к ЕИП он будет использовать не PDM-систему, а интерактивные электронные техни ческие руководства. Интерактивное электронное техническое руководство предоставляется заказчику в электронной форме на мобильном носителе (CD), либо при помощи Internet.

Одной из задач данной работы является создание методов и средств диагностики гидросистем автотранспортных средств. Поэтому, разрабаты вая ИЭТР для серийных систем диагностики автотранспортных средств, необходимо дополнять эти руководства блоками диагностики гидросистем.

5.2. Модели управления техническим состоянием гидросистем машин коммунального назначения на этапе эксплуатации 5.2.1. Метод подобия функционирования гидросистем как основа управления техническим состоянием машин коммунального назначения Общие положения метода подобия функционирования технических систем В данном параграфе излагается концепция нового вида подобия – подобие функционирования и нового метода исследования систем – мето да подобия функционирования систем. Концепция формулируется на основе исследования проблемы и критического анализа известных теоре тических исследований в области теории подобия, функциональной взаи мозаменяемости, обобщённого анализа, синергетики, принятия решений (рис. 5.4).

Приведённый анализ положений этих теорий показывает, что они могут служить лишь исходной теоретической базой для решения проблем подобия функционирования технических систем. Теоремы теории подобия и дополнительные положения к ним содержат лишь условия и принципы установления подобия явлений и объектов материального мира, но не формулируют единых условий достижения, сохранения и оценки подобия функционирования объектов исследования, в частности, систем в условиях нестационарности количественных соотношений между их параметрами на различных этапах их жизненного цикла.

Понятие «подобие функционирования систем» трактуется как вза имно однозначное соответствие выполнения системой-оригиналом сходст венных с системой-аналогом выходных функций, тождественность мате матических описаний которых, включающих постоянные по составу и пе ременные по значениям, в общем случае, входные воздействия и внутрен ние параметры, устанавливается постоянством значений соответствующих частных и обобщённых критериев качества и индикаторов подобия функ ционирования. При этом в качестве системы-аналога может быть пред ставлена сама система-оригинал с базовыми («идеальными», нормативны ми, прогнозируемыми и т.п.) значениями и составом параметров, функций.

Рис. 5.4. Анализ потенциала современных теорий по решению проблем функционирования систем Установлено, что к критериям качества функционирования систем относятся частные (определяющие) и обобщённые (определяемые) крите рии и индикаторы подобия функционирования. Основным принципом формулирования критериев является необходимость учёта в критериаль ных выражениях для соответственных выходных характеристик (yi) всех существенных параметров входных задающих (xk), возмущающих и управ ляющих (sk) воздействий, внутренних структурных и технологических (zi) параметров системы и времени (t).

Частные функциональные зависимости имеют вид: для определяющих x, x ij, z ij, s ij,t i {ixk } = f xki ik ij ij ij yi k j ij ij ij i {izk} = fzk zik, x, zij, sij,t yi (5.4) k j ij s, x ij, z ij, s ij,t i {isk } = f isk ik ij ij ij yi k j и определяемых (обобщённых) критериев подобия функционирования {( )} { yi } = f yi ixk, izk, isk. (5.5) При этом с использованием методов анализа размерностей и на ос нове известных методов регрессионного анализа, экспертных оценок фор мулируются принципы синтеза этих критериев, а также обобщённых кри териальных выражений подобия функционирования технических систем для yi-x характеристик:

{ yi } = { f ( yi, ixk, izk, isk, xij ij, zij ij, sij ij, t yii ). (5.6) Обосновывается тезис об этих критериальных выражениях как обобщённых параметрах функционирования технических систем.

Авторами формулируются принципы синтеза частных и обобщённых индикаторов подобия функционирования технических и комплексных сис тем и обосновывается тезис об этих индикаторах как математических мо делях (методических средствах) оценки и достижения заданного качества функционирования систем. Обобщённые индикаторы подобия функциони рования типа:

{ } C yi = C x iC z iCsi (5.7) формируются с учётом характера влияния (прямой или обратной мультип ликативности) на изменение выходной характеристики соответственных ей параметров системы.

На основе обобщения полученных результатов анализа и синтеза ав торами сделан такой концептуальный вывод: понятие «подобие функцио нирования систем» является научной категорией, отражающей соответст вие систем материального мира одного целевого назначения на различных этапах их жизненного цикла, при котором сохраняется постоянство и ра венство их критериев качества функционирования, характерных для сис тем-аналогов, и реализуется принцип: «подобие достигаемой цели – при физическом неподобии (аналогии) системы-оригинала». В этой же работе раскрыта сущность таких понятий, как «метод подобия функционирования систем» и «модель подобия функционирования системы».

Понятие «метод подобия функционирования систем» формулирует ся в работе как научно-практический метод исследования технической системы с целью достижения на всех этапах её «жизненного цикла» вы ходных показателей функционирования, аналогичных показателям систе мы-аналога при общей методологической базе: анализе и синтезе соответ ственных критериев и индикаторов подобия функционирования системы оригинала и системы-аналога. В работе установлено, что для системной поддержки жизненного цикла этих систем должны использоваться обоб щённые, ориентированные на заданное качество функционирования моде ли. Эти модели должны представлять возможность как для достижения, отслеживания, оценки, так и для сохранения этого качества по отношению к заданному качеству. А это означает, что в основе таких моделей и в це лом методологии поддержки жизненного цикла систем должно быть подо бие функционирования объектов (систем, явлений, процессов, состояний).

Поэтому очевидной является проблема разработки методологии создания и отработки моделей подобия функционирования систем определённого класса и целевого назначения, которые можно было бы использовать на всех этапах «жизненного цикла» этих систем в качестве единой математи ческой базы для их анализа и синтеза. И при этом модели должны содер жать в качестве целевой функции частные и обобщённые критерии качест ва функционирования, т.е. i =idem, и индикаторы подобия, которые опре деляются на основе соответствующего анализа, исследования самой сис темы и её физической аналогии.

В аспекте рассматриваемых в работе проблем под моделью подобия функционирования систем предложено понимать комплекс математиче ских образов и представлений об объекте исследования, включающий:

функциональные зависимости выходных характеристик систем от их внешних и внутренних параметров;

необходимые условия подобия функ ционирования подсистем и самой системы;

критериальные уравнения и индикаторы подобия функционирования, а также условия однозначности системы-оригинала и системы-аналога.

Моделирование подобия функционирования систем трактуется как процесс исследования системы моделями, основанными на подобии про цесса её функционирования по отношению к процессу функционирования аналога и включающими ряд необходимых и достаточных условий.

К таким математически обоснованным условиям метода ПФТС мож но отнести:

- функциональное и размерное соответствие комплексов парамет ров внешних задающих и возмущающих (управляющих) воздейст вий их соответственным выходным характеристикам подсистем системы;

- подобие функционирования подсистем аналогу (в частном случае, самой подсистеме или её заданному состоянию);

- подобие функционирования исследуемой системы аналогу (в ча стном случае, самой системе или её заданному состоянию);

- подобие функционирования систем аналогичного функционально го назначения;

- условия однозначности аналога;

- условия однозначности исследуемой системы;

- целевая модель подобия функционирования системы, соответству ющая конкретной задаче исследования на данном этапе её жиз ненного цикла.

Автором метода сформулированы и исследованы теоретические по ложения (условия и следствия к ним) подобия функционирования подсис тем однородных и неоднородных, с постоянными и переменными целями, обратимых и с переменным вектором действия, автономных и действую щих в составе системы, а также систем с последовательным и параллель ным объединением подсистем, систем с обратными связями.

На основе выдвинутых положений о подобии функционирования систем в работе сформулирована и обоснована теорема о подобии функ ционирования систем. Эта теорема гласит: система в любой заданный мо мент времени выполняет заданные функции подобно (подобно по выход ным характеристикам функционирования) своему аналогу по целевому на значению, если при этом выполняется равенство единице обобщённых ин дикаторов подобия её соответственных выходных характеристик при ра венстве определяемых и определяющих критериев подобия. Кроме того, даются формулировки следствий из этой теоремы:

– Следствие 1. При подобии функционирования систем сохраняется равенство их определяющих и определяемых критериев подобия значени ям соответственных критериев, характерным для момента времени, приня того за исходное.

– Следствие 2. Подобие явлений, которые происходят в геометриче ски подобных системах, подчиняющихся одним и тем же уравнениям свя зи, у которых моноваленты находятся в численно постоянном отношении и составленные из них критерии равны, представляет собой частный случай подобия функционирования систем.

– Следствие 3. Для восстановления заданного качества функциони рования системы при изменившихся условиях однозначности достаточно изменения отношений моновалент, входящих в обобщённые индикаторы подобия функционирования с целью восстановления равенства единице этих индикаторов.

Наглядное представление параметров машин показано на рис. 5.5, где по оси абсцисс отложены значения мощности N, а по оси ординат – Py безразмерный комплекс величин, являющийся мерой эффективности N использования развиваемой мощности машин.

Т а б л и ц а 5. Сравнительная характеристика современных автомобилей Расход Максимальная Полная Р Автомобиль, Мощность топлива Длина скорость, масса модель N, л/с q, а/м l, мм N км/ч Р, кг л/100 км BMW 740i 286 250 2325 9,9 4985 7, Mercedes 394 250 2710 13,7 5115 6, S Audi A8 3,7 291 250 2110 12,6 4995 6, ГАЗ 195 160 2000 15,0 5630 6, «Чайка»

Bentley 408 250 2970 13,3 5270 6, Turbo S Jaguar 326 250 2295 10,3 5025 6, XJP 4, Maserati 284 265 1525 10,7 4225 5, Ghibli 2, Porsche 911 408 290 1840 10,3 4245 4, Toyota Supra 330 250 1620 10,3 4520 4, 3,0i Ferrari F50 520 325 1510 18,5 4480 3, Audi A4 1,8 125 205 1790 7,5 4480 11, Daewoo 90 171 1530 6,5 4480 10, Nexia 1,5i Hyundai 90 180 1440 6,2 4105 10, Accent 1,5i Renault 113 200 1775 8,0 4510 11, Laguna 2,0i BMW 316i 102 188 1600 7,5 4210 11, ВАЗ 2110 79 165 1485 7,5 4265 11, Рис. 5.5. Параметры легковых автомобилей, выраженные в безразмерных координатах На основании изложенного можно сделать вывод, что теории подо бия и размерностей можно с успехом применять для расчёта основных па раметров автомашин и анализа их взаимосвязи.

Рассмотрим тенденцию на автомобильном транспорте увеличивать размеры и скорости транспортирующих машин независимо от усовершен ствования их типа.

При материальном подобии с одинаковыми машинами и грузами c = 1.

Следовательно, 3 mc = clc = lc. (5.8) Полагаем, что машины функционируют одинаковым образом и сжи гают топлива пропорционально тоннажу, т.е. развиваемая мощность N c lc3.

Отношение мощностей и расходов топлива на тонно-километр соот ветственно равно:

N c = c lc 3, (5.9) c Nc Pc =.

Gc vc (5.10) = c lc 3, при c = 1 получаем lc Приравнивая правые части равенств c lc = vc, (5.11) откуда vн Рм vc = 3 lc = =. (5.12) vм Рн При равенстве пробегов более быстрая машина имеет преимущество, так как расходы Рн (машины в натуре) и Рм (машины-модели) по транспор ту (тонна на километр) оказываются обратно пропорциональными скоро стям.

Пусть lc = 1700 и м = 50 км/ч.

Тогда v v Р vc = 3 lc = 3 1,7 = 1,2 = н = н = м, (5.13) vм 50 Рн откуда м = 60 км/ч и Pн = 0,832 Pм.

Таким образом, стоимость провоза тонны на километр снижается примерно на 17 %. Кроме того, преимуществом является и более быстрая доставка груза.

Пусть скорость обеих машин одинакова, т.е. vс=1. Тогда:

N Q 33 N c = clc vc = 1 lc 1 = н = н = Qc, (5.14) N м Qм где Qм и Qн – количества горючего, поглощаемого машинами в одинаковое время, т.е. в этом случае Qс =Nc. (5.15) Полагаем, что на обеих машинах объёмы и тоннажи Т находятся в одинаковом отношении:

T lc = Tc = н. (5.16) Tм Следовательно, отношение стоимостей перевозки груза на километр Q пути равно:

T Qc N c lc2 1 Qн Tн Qн Qм = === = = 0,60.

: : (5.17) Tc Tc lc lc Qм Tм Tн Tм 1, Таким образом, экономия порядка 40 % достигается на перевозках грузов большой машиной (без потерь скорости).

Как видно из рассмотренных примеров, тенденция к увеличению размеров транспортных машин экономически оправдана.

Рассуждения можно провести иначе. Принимая, что силы тяги и со противления, а также мощность пропорциональны квадрату длин, а вес и полезная нагрузка пропорциональны кубу длины, получаем Q N l2 =. (5.18) T T l 3 lc Следовательно, затраты энергии (стоимости) на перевозку единицы груза уменьшаются с увеличением линейных размеров любых видов транспорта.


Диагностика двигателя автомобиля методом подобия функционирования технических систем Известны различные методы, способы и средства диагностики авто мобиля и, в частности, экспресс-диагностики. Но, как правило, все они ос нованы на использовании специальных методов, систем диагностирования.

В работе справедливо отмечается, что «...один из важных этапов диагно стирования (поиск развившихся дефектов) при отказе автомобиля в пути водитель вынужден проводить сам без специализированных средств».

Очевидно, что это замечание справедливо и для случая развивающихся или зарождающихся дефектов.

С целью устранения указанных недостатков и дальнейшего решения проблемы эскпресс-диагностики автомобиля самим водителем, предлага ется использовать запатентованный в России способ определения техниче ского состояния автомобиля, основанный на использовании теории подо бия функционирования технических систем.

Сущность разработки метода и порядок его реализации заключаются в следующем [46, 48]:

1. Вначале устанавливают состав эксплуатационных показателей ав томобиля. Такими показателями могут быть, например, мощность двигате ля N;

скорость автомобиля Vа;

температура смазочной жидкости м ;

дав ление масла Рм;

температура охлаждающей жидкости ох ;

удельный эф фективный расход топлива g;

угловая скорость коленчатого вала ;

кру тящий момент на коленвалу Мкр и др.

2. Устанавливают состав функциональных параметров деталей, сбо рочных единиц, агрегатов автомобиля, количественное изменение которых в процессе эксплуатации последних может явиться причиной изменения эксплуатационных показателей (причиной появления неисправностей).

К таким параметрам для автомобиля можно отнести, например, суммарный зазор в замках поршневых колец Fз;

зазор между рычагами и кулачками распредвала l кл ;

величину зазора в сопряжении вкладыш-шейка коленвала l вкл ;

жёсткость пружины редукционного клапана масляного на соса С, суммарная величина зазора в маслонасосе мн и другие.

3. Формируют функциональные зависимости, связывающие эксплуа тационные показатели и функциональные параметры, типа:

N = f1 (Fз, l кл,, g, М кр ), (5.19) N = f1 (, Fз,, l вкл, мн, С ). (5.20) 4. Используя известные теоремы теории подобия и принципы теории размерностей, формируют критерии подобия функционирования (критерии технического состояния) автомобиля.

Сформированные критерии подобия, например для зависимостей (5.16) и (5.17), представлены в таблице 5.3.

Т а б л и ц а 5. Некоторые критерии подобия функционирования для экспресс-диагностики автомобиля Основные критерии Уточняющие критерии 1 = Fвс Fз-1;

2 = g Fз-1 2 ;

1 - N = N M кр з = l кл F 0, 4 = Fз 1;

5 = l вкл Fз0,5 ;

рм = РМ F С 0,5 - 6 = мл Fз0, з Согласно второй теореме теории подобия отдельные критерии мож но перемножать, получая новые, комплексные критерии. Учитывая это и перемножая, например, критерии 2 и 3, 5 и 6, получим интересные критерии:

23 = gl кл / Fз3/ 2 2 ;

5-6 = l вкл мн / Fз. (5.21) Подставляя в критериальные зависимости значения эксплуатацион ных показателей и функциональных параметров, заданные в технических условиях на изготовление автомобиля, получают числовые значения для всех критериев подобия. Эти значения в дальнейшем принимаются посто янными для всех состояний автомобиля.

5. Используя выражения для критериев подобия, водитель в процессе эксплуатации автомобиля по изменению эксплуатационных показателей может не только установить причину изменения состояния автомобиля, но и определить количественно величину изменения функциональных пара метров (например, увеличение зазоров в замках поршневых колец) без раз борочных операций. Так, например, при падении давления масла в масло системе, водитель по критериям рм, 5 и 6 может сделать заключение о возможных причинах появления этого признака неисправности (увеличе ние зазора в замках поршневых колец или «посадка» пружины редукцион ного клапана – по критерию рм ). Выбрав наиболее вероятную причину (например, износ колец) и исключив при этом из анализа, например, маслонасос как недавно установленный, а также вязкость масла и зазор во вкладышах (как не подлежащий сомнению), и приняв значения и со ответствующими техническим требованиям, водитель по выражению Fз = 4 1 может определить действительное значение увеличения за зора в замках поршневых колец. Сравнив это значение с исходным значе нием, водитель может сделать заключение о возможной замене колец.

Для более точного обнаружения причин неисправностей (для увели чения глубины поиска) одновременно используют несколько критериев, в состав которых входит эксплуатационный показатель, принятый за диаг ностический признак ухудшения технического состояния автомобиля.

Очевидно, что критерии подобия могут быть разработаны для раз личных типов автомобилей;

для этого разработана программа расчёта на ЭВМ.

Практическая проверка эффективности способа экспресс-диагнос тики автомобиля выполнялась при оценке технического состояния автомо биля на физической модели, в качестве которой был принят автомобиль ВАЗ-2106.

В качестве исходных значений эксплуатационных показателей и функциональных параметров, соответствующих исправному состоянию автомобиля, были приняты значения, заданные техническими условиями завода-изготовителя (табл. 5.4).

Т а б л и ц а 5. Исходные значения показателей, параметров Наименование показателей Обочна- Размер Числовое значение параметров чение ность 1 2 3 1. Суммарная площадь замка колец Fз (1,845... 3,338)·10-6 м цилиндра двигателя 2. Угловая скорость вращения колен С- 89,012...565, вала двигателя 3. Максимальный крутящий момент max M кр 116 Н·м по ГОСТ 14846– 4. Зазор в механизме привода клапа кл (0,14...0,17)·10-3 м нов между кулачками и рычагами 5. Номинальная мощность 55,5·10-3 Вт N по ГОСТ 14846– (0,16... 0,19)·10- Рш 6. Давление в шинах 165/80Р13 Па 7. Объём масла в системе смазки м 3,75·10- Vм двигателя 8. Объём охлаждающей жидкости м 9,85·10- Vох в системе охлаждения 9. Кинематическая вязкость масла м 2/ С (9,5...10,5) ·10- М-6з/10Г1 (двигатель прогрет) Окончание табл. 5. 1 2 3 10. Зазоры между шейками коленвала lвкл менее 0,02·10-3 м и вкладышами 11. Суммарная величина зазора в мас мн (0,203...0,452)·10-3 м ляном насосе 12. Прогиб ремня привода водяного (10...15)·10-3 м А насоса 13. Жёсткость пружины редукционно 3355,56...3622,22 Н/м С го клапана масляного насоса 14. Давление масла в системе смазки (0,35...0,45) Рм Па двигателя 15. Удельный эффективный расход (7,784...9,313) G кг/Вт·с топлива (0,507...7,99) 10 м2·С Fвc 16. Время-сечение 17. Площадь лобового сопротивления 2,04 м Fлс автомобиля 18. Суммарная жёсткость пружин кла Скл 30158,8...33322,97 Н/м панов 19. Наибольшая скорость автомобиля Uа 41,11 м/с с полной массой Подставляя принятые значения показателей и параметров в критери альные зависимости, приведённые выше, получили значения критериев:

N = 5,834...0,846;

1 = 0,245...13,536;

2 = 6,27 106...8,72 108 ;

3 = 0,13...0,093;

(5.22) рм = (1,58...2,47 ) 1014 ;

4 = 17,287...179,771;

5 = 0,015...0,011;

6 = 0,149...0,247.

В процессе экспериментальной эксплуатации автомобиля ВАЗ- (заводской номер двигателя 2401722) была замечена тенденция к сниже нию давления масла в системе смазки двигателя. По данным водителя бы ло установлено, что общий пробег автомобиля составил 148 тыс. км. При наработке в 120 тыс. км были заменены вкладыши и поршневые кольца, соответственно, были прошлифованы шейки коленчатого вала и расточен блок цилиндра. В системе смазки двигателя после капремонта уже трижды производилась замена масла (М-63/10Г1);

замены производились после 120, 130 и 140 тыс. км пробега автомобиля.

Для определения неисправности в системе, например, смазки двига теля, вызвавшей падение давления масла, воспользовались составленными и вычисленными критериями подобия ( -критериями) – применительно к диагностируемому автомобилю:

рм = РМ Fз0,5 С 1;

1 = Fз 1;

(5.23) 0,5 0, 2 = l вкл Fз ;

3 = мн Fз.

В качестве измеряемых параметров в данном случае были приняты Рм, и, искомых Fз С, мн, l вкл.

Измерив действительные значения давления масла в системе смазки, угловую скорость вращения коленчатого вала двигателя и кинематическую вязкость масла (на прогретом двигателе), получили, что:

PМ = 0,27 106 Па;

= 89,7...560,2 с 1;

(5.24) = 9,6 106, м 2 /с.

В данном случае, используя четвёртую критериальную зависимость, можно определить суммарную площадь замка колец цилиндра двигателя:

Fз = 1 /. (5.25) Расчётное значение суммарной площади замка колец двигателя ( Fз ( p) = (1,850…3,081) 10-6, м 2 попадает в интервал допустимых значений для данного параметра принятых по данным завода-изготовителя [F]=А.

Следовательно, можно заключить, что по данному параметру неисправ ность отсутствует.

Далее, используя критериальную зависимость тсрм-критерия, опреде лили жёсткость пружины редукционного клапана масляного насоса (используя действительные значения Рм и Р3):

С = Рм Fз0,5 / рм. (5.26) Получили, что С=(2324,5…19184,21), Нм-1. Это значение выходит за рамки допустимых значений. Расчётное значение жёсткости говорит о том, что пружина редукционного клапана масляного насоса «слабая». Это по зволяет сделать вывод о необходимости замены её.

Были исследованы два оставшихся параметра, которые могли бы быть причиной падения давления масла в системе смазки двигателя. Ис пользуя вторую и третью критериальные зависимости, определили вели чину зазоров между шейками коленчатого вала и вкладышами, а также за зоров в масляном насосе (l вкл, мн ) :

l вкл = 6 Fз0,5 ;

мн = 5 Fз0,5 (5.27) и, произведя расчёты, получили:

l вкл = (0,02...0,019 ) 103 м;

(5.28) мн = (0,203...0,434 )10 м.

Данные параметры находятся в пределах нормы (см. табл. 5.4) и, следовательно, не являются причинами неисправности (падение давления масла).


Таким образом, состояние смазки двигателя неисправно по парамет ру «Жёсткость пружины редукционного клапана масляного насоса».

Данный пример показывает корректность как самого метода подобия функционирования технических систем при оценке технического состоя нии транспортных средств, так и запатентованного способа.

5.2.2. Разработка обобщённых математических моделей подобия функционирования гидросистем автотранспортных средств Модели управления техническим состоянием автотранспортных средств Обобщённая математическая модель насоса. Общие для всех типов насосов функциональные зависимости выходных характеристик от ком плекса параметров-аргументов, характеризующих входные воздействия и конструктивно-технологические особенности насосов, имеют вид:

Qн = f1 (n, q, E, в, 3, р,, l,, т, max );

М н = f 2 ( pн, q, Fp,, r, J, Fтр, Pут, f щ,, µ ), (5.29) где n, q, QH – частота вращения вала, характерный объём и подача насо са;

Е, µ, – модуль упругости, плотность и динамическая вязкость масла;

рн, Рут – давление нагнетателя и перепад давления на элементе утечек;

Qyт, fщ – величина утечек и площадь щели (на элементе утечек);

, l – зазор в цилиндро-поршневой группе и длина нагнетающего элемента (поршня) на соса;

J – момент инерции движущихся элементов насоса;

– коэффициент сжатия;

Fтр – приведённая сила трения в насосе;

r – радиус вращения масс;

, – конструктивные коэффициенты;

Мн – момент на валу насоса.

На основании этих зависимостей с помощью специально разрабо танной программы KRI33N.bas получены частные критерии подобия функционирования по выходной характеристике QH:

Q q E Q = ;

q = 1,5 ;

E = ;

= ;

n f 1,5 P n f f F µ V ;

f тр = 0тр ;

= ;

V = 1,5 ;

µ = n f Pн q q, f (5.30) 0, N тр J q r ;

= PH ;

r = 0,33 ;

J = 0,33 0,67 ;

N тр = 0, q Pн PH µ q Ру Qµ 0,33 q 0, fщ Р у = ;

Q = 0,33 ;

f щ = 0,67 ;

= 0,33 0,67.

PH q PH µ Рн q Частные критерии подобия имеют определённый физический смысл:

Q Q = – критерий теоретической подачи насоса;

nq q q q = 1,5 = = k пл – критерий, характеризующий приведённую fn l f площадь f-нагнетающего элемента (поршня, плунжера, пластины, торцево го сечения впадины между зубьями шестерён) соответствующих типов на сосов, длину l рабочих ходов этих элементов или их количество в насосе;

Е Е = – критерий, характеризующий номинальную жёсткость рабочей Р V жидкости;

V = 1,5 – критерий несовершенства герметичности насоса;

f = – критерий приведённых потерь частоты вращения вала насоса n f (по аналогии с электроприводом – скольжение).

Для характеристики МН такими критериями являются:

µ µ = – критерий теоретического (индикаторного) момента на валу на Pн q соса;

= РН – критерий упругой деформации рабочей жидкости;

N тр N тр = – критерий потерь на трение в сопряжениях насоса;

0, Pн q J q 0, J = 0,33 0,67 – критерий потерь на инерционное гидромеханическое со PH µ Qµ 0, противление;

Q = 0,33 – критерий потерь на гидромеханическое сопро PH q q 0, тивление рабочей жидкости;

= 0,33 0,67 – критерий потерь на внут PH µ Ру реннее (вязкое) сопротивление рабочей среды;

Pу = – критерий по Рн fщ r терь на преодоление утечек рабочей жидкости;

r = ;

fщ = – кри 0, q 0, q терии особенностей конструкции насоса.

Полученные критерии подобия позволяют получить обобщённые критериальные уравнения и обобщённые индикаторы подобия функциони рования для выходных характеристик подсистем гидропривода.

При этом следует иметь в виду, что обобщённые критериальные уравнения получают путём объединения частных критериев подобия с учётом вида зависимости (прямой или обратной) между выходной харак теристикой и параметром, для которого сформирован частный критерий.

В данном случае обобщённые критериальные уравнения имеют вид:

n 2 f n3 qPf Q = Q E V ;

(5.31) f 1,5 ЕV щ м в f щ PH q 0,67 rJN трQP МН =. (5.32) Е r N Q PвµЕf щ Обобщённые индикаторы подобия функционирования по выходным характеристикам, представляющие собой отношения обобщённых крите риальных уравнений для исследуемого насоса и его аналога, имеют вид:

1, CЩ СЕ СV C = СQ 2 3 C n f n Cq C P C f 0 (5.33) СРН Сq,67CrC J C N тр CQCP = 1.

CМ Н СPв СµСE C f щ Обобщённая математическая модель гидромотора. Функциональ ные зависимости выходных характеристик, определяющих их взаимную связь с входными воздействиями и параметрами конструктивно-техноло гических особенностей гидромоторов, имеют вид:

( ) М гм = f1 Pвх, q,, J, M тр, Pут, Qут, f щ, ;

, (5.34) nгм = f 2 (Q, q,, Е, Qут, Pут, f щ, ).

где Мтр, Рвх – момент трения и давление нагнетателя.

Частные критерии подобия функционирования для гидромоторов имеют вид:

E n 1,5 q f ;

q = f 1,5 ;

= f 0,5 ;

E = n = ;

P QP Q Q М 2 Q 2 q = ;

Мг = ;

q = 3 ;

P вх J Pf щ J (5.35) М тр P = Pвх ;

М mp = ;

P = ;

Pвх Pвх J f щ2 Q Q = 0,5 2 2,5 ;

f щ = 2. Pвх J J Обобщённые критериальные уравнения подобия функционирования для выходных характеристик гидромотора имеют вид:

М Рв щ Pq0,67 rJN трQ Мг = ;

(5.36) Е у 1Т Q N Qf pэ f у2 ЕРу nq 1 у nг =. (5.37) Е q 2PQу Обобщённые индикаторы подобия функционирования по выходным характеристикам для исследуемого гидромотора и его аналога имеют вид:

Cq CC pCCQу = 1;

Сn 2 СQ C f p Cу CЕ Сру (5.38) СрвСµСЕ С fу СМ 2.

0, С рСq Cу С N тр СQ C Аналогично рассмотренной выше методике, были получены частные и обобщённые критериальные уравнения и индикаторы подобия для дру гих подсистем гидропривода. При этом функциональные зависимости приняты в общем виде, так как конкретный состав параметров определяет ся исследователем конкретной задачей и принятой системой ограничений и допущений.

Обобщённая математическая модель гидроцилиндра. Функциональ ные зависимости выходных характеристик имеют вид:

Vш = f1 (Q, d ц,,, Рц, Е, V );

(5.39) N ш = f1 (Pц, Fn, mnд, Fстр, µ, Fвт, ). (5.40) Частные критерии подобия функционирования для гидроцилиндров имеют вид:

Q ш 2 dц Е ш = ;

Е = ;

d = ;

= 4 ;

P P Q V lQ f S VV = V ;

l = 3 ;

f n = n2 ;

S = ;

S (5.41) f ц Р Q NS ;

= ;

= ;

N = ;

fц = P 4 P FS FS µFS0, 25 Fвл µ = ;

Fвл = ;

= Р.

2 FS Обобщённая математическая модель клапанов давления. Функцио нальные зависимости выходных характеристик клапанов давления имеют вид:

Рвх = f (Fna, Cпp, µ, Fтр, N пp, Qут, 3,, l3 ). (5.42) Частные критерии подобия функционирования клапанов давления:

F F Рf кл ;

С mp = тр ;

Fтр = тр ;

Р = N пp N пр N тр Q Q ум = 0,5ут µ;

0,5 ;

= 2 N тр ;

(5.43) µ f кл N пр f кл l l = 0,5 f кл Обобщённая математическая модель распределителей с электро управлением. Функциональные зависимости выходных характеристик рас пределителей с электроуправлением имеют вид:

Qвых = f (Qвх, зр, lnp, d n, Pзс, Р р,, f ор );

(5.44) Р = f (Qвых, f on,, µ, зр, l np, ) (5.45) tср = f (mn, E, Cnp, Fтр, i, R, U, µ, C,, T ). (5.46) Получены частные критерии подобия функционирования для рас пределителей с электроуправлением:

РР Qvi Qvi = ;

Р Р = ;

= 2 ;

Р Qвх f ор d l = Qвх ;

l = 0,5 ;

d = 0,5 ;

(5.47) Рf op f op f op 0,5 = f op. Qвх Обобщённая математическая модель распределителей с гидро управлением. Функциональные зависимости выходных характеристик рас пределителей с гидроуправлением могут быть представлены в виде:

Qвых = f (Qвх, зр, lnp, d n, Р р,, f op );

(5.48) Р = f (Qвых, f oп,, µ, зр, lпр, ) (5.49) tср = f (mn, E, Cпр, Fтр, i, R, U, µ, C,, T ). (5.50) Обобщённая математическая модель распределителей с пропор циональным управлением. Функциональные зависимости выходных харак теристик этого типа распределителей с пропорциональным управлением в общем аналогичны рассмотренным выше, а частные критерии подобия функционирования для распределителей этого типа имеют вид:

Р = Р ;

f op fop = 0,67 0,67 0,66 ;

= 1,33 0,33 Qvi,66 ;

(5.51) Qvi µ µ l = 0,33 0,33 0,33 ;

l = 0,33 0,33 0,33.

Qvi µ Qvi µ Обобщённая математическая модель реле давления. Функциональ ные зависимости выходных характеристик реле давления имеют вид:

Р = f (Cп, N п, Fт, d пл, µ ), (5.52) где Cп Nп – жёсткость, усилие и диаметр пружины реле;

FT – сила трения;

dпл, µ – конструктивный размер и перепад давления.

Частные критерии подобия функционирования реле давления:

Р Fm N пл Р = d пл ;

N пл = ;

Fm = ;

C пл d пл Спл Спл d пл (5.53) С ру N nу ср = ;

N nу.

С nу r С пл 5.2.3. Область использования обобщённых моделей подобия функционирования гидросистем В общем случае выражения для частных и обобщённых критериев, индикаторов подобия и критериальных выражений могут иметь несколько областей существования, определяющих по существу сущность теоретиче ских принципов конструкторско-технологического обеспечения техниче ского состояния автотранспортных средств на этапах их жизненного цикла.

Эти области существования, с учётом (15) и (16), определяются вы ражениями, например, по выходным характеристикам СQ ^ См:

CQ ^ CM = 1;

CQ ^ CM 1 = const;

(5.54) CQ ^ CM 1 = var.

Теоретические принципы обеспечения технического состояния АТС на этапе технической эксплуатации (на одном из этапов жизненного цикла) с учётом этих выражений формулируется следующим образом:

первый принцип – принцип сохранения технического состояния АТС, математическое представление которого определяется вы ражением типа CQ ^ CM = 1;

второй принцип: CQ ^ CM 1 = const – принцип детерминиро ванного изменения технического состояния АТС;

третий принцип: CQ ^ CM 1 = var – принцип обеспечения техни ческого состояния АТС при стохастическом изменении парамет ров его подсистем;

четвёртый принцип – принцип определения соответствия дейст вительных значений параметров АТС их нормативным значениям, т.е. Сi = const.

Можно утверждать, что сформулированные выше теоретические принципы реализуются на таких этапах технической эксплуатации АТС, как:

модернизация, при решении вопросов взаимозаменяемости (принцип второй);

создание новых конструкций и технологий (принцип третий);

диагностика (принцип третий);

параметрические исследования (принцип четвёртый).

Естественно, что эти принципы должны использоваться совместно со структурно-фукциональными моделями и моделями принятия решений.

Ссылки на 15 и 16 – это формулы обобщённых индикаторов подобия Ci.

5.3. Разработка методов и средств экспериментальной апробации гидросистем автотранспортных средств 5.3.1. Методика и средства диагностики элементов гидросистем Установка для диагностики элементов гидросистем. Установка для безразборной диагностики элементов гидросистем состоит из насосной станции, гидротестера, верстака.

Гидравлическая схема насосной установки показана на рисунке 5.6.

В установке масло от пластинчатого насоса НП, приводимого электродви гателем ЭД через фильтр Ф и обратный клапан К01, исключающий воз можность слива масла из гидросистемы при неработающем насосе, посту пает в гидросистему под давлением, определяемым настройкой гидрокла пана давления ГД (или сопротивлением гидросистемы). Масло, сливаю щееся из гидросистемы и ГДУ, через подпорный клапан К02 поступает в радиатор AT, защищённый от перегрузки клапаном К03. Давление в на порной и сливной линиях контролируется манометром МН, подключён ным через золотник ЗМН. В установках с диагностикой дополнительно контролируются давление в напорной линии (реле давления РД), уровень (реле РУ) и температура (реле РТ) масла в баке.

Принимаем гидротестер модели РГП5-021 (рис. 5.7).

Рис. 5.6. Гидравлическая схема насосной станции Гидротестер типа РГП5-021 – переносной прибор, предназначенный для измерения давления, температуры, объёмного расхода, частоты враще ния и других параметров гидравлических систем стационарных и мобиль ных машин, с возможностью одновременной записи и отображения ин формации, поступающей с датчиков.

В состав гидротестера входят:

1. Измерительный блок. Состоит из гидроплиты с вмонтированными в неё датчиками давления, температуры и расхода. Датчики обеспечивают диапазон измерения температуры 0–100 °С, давления – 1,5–400 бар, расхо да 1–250 л. Имеется возможность установки реверсивного датчика расхода.

2. Электронный блок. Получает информацию от измерительного блока и датчиков посредством соединительных шнуров и передает её на переносной компьютер с помощью беспроводной системы ZigBee, обеспе чивающей дальность связи до 1200 м в прямой видимости и до 100 м в по мещении. Электронный блок имеет 16 аналоговых и 16 дискретных вхо дов. Имеется возможность подключения к переносному компьютеру с по мощью обычного USB шнура.

3. Переносной компьютер с предустановленной операционной сис темой и программным обеспечением, необходимым для работы Microsoft Windows XP®.

4. Датчик количества оборотов (тахометр), дискретный сигнал. Так же гидротестер может дополнительно комплектоваться датчиками давле ния, температуры с возможностью их включения в любое место гидросис темы.

5. Приёмо-передающее устройство на основе современного стандар та передачи данных ZigBee. Подключается к переносному компьютеру по средством USB интерфейса. Возможность беспроводной связи между ком пьютером и гидротестером позволяет наладчику производить измерения, находясь в безопасной зоне.

Рис. 5.7. Схема гидротестера модели РГП5- Прибор обеспечивает два режима отображения информации: ото бражение в режиме реального времени (подобно манометру);

режим запи си данных, в котором одновременно с отображением на экране данные за писываются в память. После завершения измерений записанные данные могут быть распечатаны на принтере или экспортированы в Microsoft Word® документ.

Методика диагностики. Диагностика гидроэлементов выполняется на участке диагностики гидро-, электро- и тормозных систем с целью их возможной выбраковки, определения возможных причин неисправностей, связанных с изменением физических и конструктивных параметров дета лей и с целью регулировки отреставрированных гидроэлементов.

Диагностика выполняется в определённой последовательности:

1. Монтаж (закрепление) гидроэлемента на верстаке.

2. Монтаж (подключение) гидроэлемента.

3. Подключение к гидроэлементу сливного маслопровода от уста новки.

4. Предварительная регулировка (при необходимости) гидротестера и гидроэлемента.

5. Включение насосной установки.

6. Предварительное снятие показателей гидротестера.

7. Формирование предварительного вывода о возможной причине неисправности гидроэлемента и целесообразности её устранения:

- в случае нецелесообразности устранения причины гидроэлемент выбраковывается;

- в случае целесообразности устранения причины формируется вы вод о методе устранения: путём регулировочных операций или пу тём замены деталей.

8. Реализация сформированного вывода.

9. После реставрации гидроэлемента выполняется настройка (регу лировка) гидроэлемента на заданный (требуемый) режим его ра боты по расходу, давлению.

Методика диагностики насоса. В основу диагностики насосов гид росистем автотранспортных средств положены частные и обобщённые критерии и индикаторы подобия функционирования элементов гидросис тем, на основе которых формируются целевые обобщённые критериальные выражения по интересующему диагноста параметру и обобщённые инди каторы подобия функционирования исследуемых объектов.

В процессе диагностики были использованы (рис. 5.8) обобщённое критериальное выражение по µ :

QPH µ µ= (5.55) n Q и обобщённый индикатор ПФ систем CQ C PH Cµ =. (5.56) Cn По выражению (3.1) определяют расчётом действительное значение вязкости масла µ при измеренных гидротестером QН и РН и соответст вующему им значению n вала насоса.

Рис. 5.8. Структура методики диагностики гидросистем автотранспортных средств (маршрут 1) При несоответствии действительного значения µ её заданному, исхо дящему значению [µ ], т.е. µ [µ ], принимаются инженерные решения о возможности замены масла или о регулировке давления или расхода в сис теме гидронасоса. Эти же выражения (3.1) и (3.2) могут быть использова ны для определения величины регулировки давления при уменьшении расхода Q вследствие наличия утечек.

Методика проверки гидросистем на наличие в ней неисправности.

Проверка гидросистем на наличие неисправностей осуществляется анало гично рассмотренной выше методике, согласно алгоритму (рис. 5.9) и приве дённым на рисунке обобщённым критериальным выражениям по µ ;

;

;

q соответственно:

I 1, 49 q 0, µ н = 1, 49 (5.57) ;

I PH 3 2 µ РН q = ;

(5.58) I I 2 Qу, fщ = ;

(5.59) РН,55 µ 0, Qу µ 0, q= (5.60) Q PH, и соответственным индикаторным ПФС:

С 1, 49 Cq, I Сµ = ;

(5.61) C PH С РН C q С = ;

(5.62) С I СI2 CQ, С fщ = ;

(5.63) CРн55 Cµ, 0, CQу Сµ, Сq =. (5.64) CP0, H Рис. 5.9. Структура методики диагностики гидросистем автотранспортных средств (маршрут 2) 5.3.2. Стендовая диагностика Диагностика тормозной системы Средства диагностики. Средством диагностики тормозной системы служит электронный стенд динамической проверки автомобилей фирмы «HEKA Auto Test GmbH» (Германия), который обеспечивает непосредст венное измерение тормозной силы рабочей и стояночной тормозных сис тем, схождения колёс и дают оценку состояния подвески автомобиля по амплитудам колебания после торможения.

При использовании соответствующего датчика (в комплект поставки входит как опция) измеряет усилия на педали тормоза при тестировании.

Стенд состоит из двух или четырёх тормозных модулей, модуля из мерения схождения колес, коммутационного блока и специализированного дисплея. Для обработки, распечатки и сохранения данных стенд подклю чают к компьютеру.

В основу работы тормозных модулей положен принцип прямого из мерения тормозной силы с помощью силоизмерительных датчиков, уста новленных под рельефными платформами.

Датчики измеряют приложенную к поверхности платформы силу, возникающую при торможении испытуемого автомобиля. Тормозные уси лия сканируются датчиками в течение всего времени торможения и обра батываются компьютером, при этом значение максимальной тормозной силы в (Н) высвечивается на дисплее стенда. Все текущие значения тор мозной силы с интервалом в 0,15 сек. выдаются на принтер и показывают ся на распечатке. Если в память компьютера ввести вес автомобиля и нор мы схождения колёс, то программа рассчитает эффективность и устойчи вость торможения, сравнит их с нормами ГОСТ (они заложены в компью терную программу стенда) и на распечатке выдаст не только их значение, но и напишет, соответствуют ли полученные данные требованиям ГОСТ.

Компьютерная программа стенда позволяет мастеру занести в распе чатку любые выявленные у автомобиля дефекты: износ шин, разрядка ак кумулятора и т.д., всё, что обнаружено при приёмке или в ходе техобслу живания.

Дисплей оборудован цветовым индикатором (красный, жёлтый, зе лёный) эффективности торможения и неравномерности тормозных сил ко лёс по каждой оси.

Динамический метод измерений позволяет легко определять тормоз ные усилия даже на автомобилях с полным постоянным приводом колёс.



Pages:     | 1 | 2 || 4 | 5 |
 





 
© 2013 www.libed.ru - «Бесплатная библиотека научно-практических конференций»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.