CC BY
14
УДК 629.113.001
ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЦЕССА ИЗМЕРЕНИЯ ВЕСА ОСИ ДИАГНОСТИРУЕМОГО АВТОМОБИЛЯ СИЛОВЫМИ ТОРМОЗНЫМИ СТЕНДАМИ С БЕГОВЫМИ БАРАБАНАМИ
А.И.Федотов1, А.Н.Доморозов2
Иркутский государственный технический университет, 664074, г. Иркутск, ул. Лермонтова, 83.
Рассмотрен процесс измерения веса оси диагностируемого автомобиля силовыми тормозными стендами с беговыми барабанами в процессе диагностирования. Описан компьютерный комплекс для исследования процессов изменения силовых параметров в процессе диагностирования тормозной системы автомобиля, Ил.З. Библиогр.З назв.
Ключевые слове: диагностика; стенд; погрешность; эксплуатация; вес,
THE STUDY OF THE WEIGHT MEASURING PROCESS OF THE AXES OF THE AUTOMOBILE BEING DIAGNOSED BY POWER CHASSIS DYNAMOMETER BRAKING TEST BEDS A.I. Fedotov, A.N. Domorozov
Irkutsk State Technical University 83 Lermontov St., Irkutsk, 664074
The authors examine the process of the weight measuring of the axes of an automobile by power chassis dynamometer braking test beds during diagnosing, They describe a computer complex to study the processes of power parameters changing during the process of diagnosing the braking system of an automobile, 3 figures, 3 sources.
Keywords: diagnostics; stand; inaccuracy; exploitation; weight.
При диагностике автомобильного транспорта в процессе его эксплуатации повторяемость тех или иных результатов измерений диагностических параметров имеет очень важное значение для постановки диагноза, т.к. от этого зависит выпуск на линию или запрет эксплуатации автомобиля,
Как показывает проведенный анализ на кафедре «Автомобильный транспорт» ИрГТУ, отклонение измерений нагрузки на силовом тормозном стенде с беговыми барабанами (ТСББ) модели СТМ-3500, приходящейся на переднюю ось автомобиля Toyota-Corolla
лежит в диапазоне от 6494 Н до 7112 Н. Погрешность измерений нагрузки, приходящейся на переднюю ось, составила от -3,78% до +5,38%, а на заднюю ось - от -2% до +5,2% [1]. Гистограммы распределения измеренных значений нагрузки на оси автомобиля представлены на рис, 1.
Таким образом, погрешность измерения нагрузки на оси превышает 3%, регламентированных ГОСТ Р 51709-2001 [21, что недопустимо в условиях эксплуатации автомобильного транспорта. С целью выяснения причин столь большого разброса измеренных зна-
0,002
0,001
Gi= 6749,03 Н б2= 19117,22 Н2 б ■ 138,27 Н А =-3,78%
д =+5*38%
Дс.)
G2= 4895,435 Н бг = 3313,77 Н2 б » 57,56 Н А—2% Д- + 5,2%
6494 6600 6700 6800 6900 7000 7112 Gi
4797 4856 4915 4974 5033 5092 5150 G2,
Рис. 1. Распределение изморенных значений нагрузки на переднюю (а) и заднюю (б) оси автомобиля TOYOTA-COROLLA на стенде СТМ-3500: N - количество измерений; ni-количество наблюдений в классе
1Федотов Александр Иванович, доктор технических наук, профессор, проректор по инновационной деятельности, тел,: (3952)40-50=80, e-mail: [email protected]
Fedotov Alexander Ivanovich, a doctor of technical sciences, a pro-rector on Innovation Activity, Tel.: 40-50-80, e-mail; fai@istu,edu гДоморозов Алексей Николаевич, аспирант, тел.; (3952)40-51-36, 60-00-48, e-mail; [email protected] Domorozov Alexey Nikolaevich, a postgraduate, Tel.: (3952)40-51-36, 60-00-48, e-mail: [email protected]
7Л
ВЕСТНИК ИрГТУ №1 (37) 2000
чений веса автомобиля, приходящегося на его оси, были проведены экспериментальные исследования на силовом ТСББ в лаборатории кафедры «Автомобильный транспорт» ИрГТУ.
Компьютерный комплекс для исследования характера изменения силовых параметров в процессе диагностирования автомобиля собран на базе силового ТСББ модели СТМ-3500. При диагностировании автомобиля сигналы с датчиков поступают в блок усилителей-преобразователей и далее на вход аналого-цифрового преобразователя (АЦП), где преобразуются в цифровой сигнал и поступают в электронно-
вычислительную машину (ЭВМ), после чего выводятся на экран монитора, Цифро-аналоговый преобразователь (ЦАП), основываясь на сигналах АЦП, управляет силовой частью стенда СТМ-3500. В данном комплексе в блоке усилителей-преобразователей установили внештатный разъем для "захвата" сигналов с датчиков, которые поступают на вход АЦП L-CARD Ё-140 и далее в ЭВМ для дальнейшего исследования. Компьютерный комплекс позволяет получать характеристики изменения тормозных сил Rx, веса оси автомобиля R¿ в процессе его диагностирования. Внешний вид компьютерного комплекса представлен на рис. 2.
АЦП
L-CARD Е-140
ЭВМ
□
б в Рис. 2. Компьютерный исследовательский комплекс для получения характеристик силовых параметров на базе силового ТСББ модели СТМ-3500: а - структурная схема компьютерного комплекса;б - внешний вид усилителей - преобразователей сигналов с внештатным разъемом для "захвата" сигналов с датчиков; в - внешний вид компьютерного комплекса
ВЕСТНИК ИрГТУ NQ1 (37) 2009
75
в г
Рис. 3. Колебания веса оси диагностируемого автомобиля от времени: а - без фильтра; б-с фильтром от помех; в - при очень медленном наезде; г- с (рильтром от помех и колебаний
Повторяемость (сходимость) результатов измерений - это степень близости друг к другу независимых результатов измерений, полученных в условиях повторяемости: одним и тем же методом на идентичных объектах, в одной и той же лаборатории, одним и тем же оператором, с использованием одного и того же оборудования - в пределах короткого промежутка времени.
Экспериментальные исследования проводили в следующей последовательности. Подготовили автомобиль согласно ГОСТ-51709-2001 [2], стенд СТМ-3500 - согласно [3], внештатный разъём блока усилителей-преобразователей соединили через АЦП I-САРИ Е-140 с ЭВМ (см. рис. 2,6), после чего включили компьютерный комплекс, Завели двигатель автомобиля и установили автомобиль на расстоянии 50 см от стенда, затем, как сказано в руководстве по эксплуатации стенда [3], заезжали на стенд, при этом снимали показания с датчиков веса до момента затухания колебаний веса,
В ходе экспериментальных исследований были получены зависимости колебаний веса оси диагностируемого автомобиля от времени (рис. 3). На рис. 3,а,б,в видно, что вес оси колеблется довольно продолжительное время, Как показали исследования, компьютер стенда производит измерение веса оси
диагностируемого автомобиля по истечении 5 секунд с момента заезда автомобиля на стенд, но даже этого времени недостаточно для корректного определения веса, поскольку колебания, вызванные жесткостью подвески и резины, за это время полностью не затухают. Кроме того, влияние на измерение веса оказывают высокочастотные помехи, вызванные несовершенством измерительной системы стенда (отсутствие "экрана" на проводке), вносящие погрешность до 4%,
Избавиться от высокочастотных помех возможно с применением фильтра на базе конденсаторов разной ёмкости (рис. 3,6), погрешность при этом снижается до 3-4%. В ходе экспериментов было также доказано, что скорость заезда на стенд вносит погрешность до 12%, например, при очень медленном заезде (рис 3,в), а также тип и состояние подвески.
Таким образом, получение достоверных результатов при диагностировании тормозных систем на стендах с беговыми барабанами носит вероятностный характер, Повысить достоверность можно путем изменения его конструкции или электронных систем измерения, например, установка экранированных проводов или фильтров от помех. Увеличение времени задержки измерения веса более 5 сек. экономически нецелесообразно, т,к, увеличивается время диагностирования.
76
ВЕСТНИК ИрГТУ №1 (37) 2009
На рис. 3,г видно, что по истечении 2,5 секунд нет ни колебаний на датчиках веса, ни высокочастотных помех. Погрешность измерения составляет 1%. Для получения вышеуказанной зависимости был применен фильтр высокочастотных помех и фильтр колебаний, вызванных колебанием автомобиля на жесткостях подвески, покрышек и стенда с автомобилем на жест-костях датчиков веса.
Библиографический список
1. Бойко A.B. Совершенствование методов диагностики тормозных систем автомобилей в условиях эксплуатации на силовых стендах с беговыми барабанами: дис. ... канд.техн. наук: 05.22.10: защищена 25.06.08/ Бойко Александр Владимирович. Иркутск, 2008. 217 с.
2. ГОСТ Р 51709-2001. Автотранспортные средства Требования безопасности к техническому состоянию и методы проверки. Введ. 01.01.2002. М.; Изд-во стандартов, 2002. 28 с.
3. Стенды тормозные малогабаритные «СТМ-3500 М», М 220.000.00.00. РЭ
ВЕСТНИК ИрГТУ №1 (37) 2009
77
