CC BY
41
УДК629.113.001
МЕТОД ИССЛЕДОВАНИЯ ВЕЛИЧИНЫ ПЕРЕМЕЩЕНИЯ КОЛЕС АВТОМОБИЛЯ ПРИ ДИАГНОСТИРОВАНИИ НА СТЕНДАХ С БЕГОВЫМИ БАРАБАНАМИ
© А.В. Бойко1, Н.Ю. Кузнецов2, Е.С. Аксаментов3, А.А. Хамуев4
Иркутский государственный технический университет, 664074, Россия, Иркутск, ул. Лермонтова, 83.
Предлагается разработанная методика определения перемещения колес автомобиля по роликам стенда при диагностировании тормозной системы автомобиля и определена количественная величина перемещения колеса.
Ил. 5. Табл. 2. Библиогр. 8 назв.
Ключевые слова: перемещение колеса; тормозной стенд; стенд с беговыми барабанами.
METHOD TO STUDY THE RATES OF VEHICLE WHEEL MOTIONS WHEN DIAGNOSING ON CHASSIS DYNAMOMETER TEST-BED
A.V. Boiko, N.Yu. Kuznetsov, E.S. Aksamentov, A.A. Khamuev
Irkutsk State Technical University, 83 Lermontov St., Irkutsk, 664074, Russia.
The paper proposes a developed method of determining vehicle wheel motion on test-bed rollers in diagnosing the vehicle braking system. The metric value of wheel motion is found. 5 figures. 2 tables. 8 sources.
Key words: wheel motion; roller test bench; chassis dynamometer test-bed.
Высокая аварийность транспорта негативно сказывается на состоянии экономики страны. На безопасность дорожного движения оказывают различные факторы: высокий рост количества автомобилей у населения; несовершенство системы организации движения; техническое состояние автомобиля и т.д.
По статистике ГИБДД МВД России, на неудовлетворительное техническое состояние автотранспортных средств (АТС) приходится всего 0,7 - 1,5% всех ДТП. К сожалению, анализ свидетельствует: количество таких ДТП на самом деле в 5-7 раз больше [2, с. 140-143. 5, с. 34-36. 6]. По данным Европейской комиссии министров транспорта (ЕКМТ), доля происшествий из-за неисправности автомобилей в общем количестве ДТП составляет: в Германии 13-21%, в США 17-27%, во Франции около 22%, в Венгрии 19-21%, в Дании 12-14% [2, с.140-143. 7].
Одним из решений проблем растущей аварийности на дороге является проверка технического состояния тормозной системы автомобиля. Её обычно осуществляют, как правило, на стендах с беговыми барабанами, но часто полученные данные не могут предоставить объективных показателей дальнейшего поведения транспортного средства на дороге.
Как известно, при диагностировании тормозной системы автомобиля на стенде с беговыми барабана-
ми машина и её колеса перемещаются на роликах стенда [3. 4]. Перемещение влияет на величину погрешности измерения диагностических параметров [3. 4. 8, с. 63-71]. Это происходит из-за перераспределения нагрузки между беговыми барабанами и нарушением контакта колеса с беговым барабаном стенда [4]. Причём, никто не задается вопросом: какова же эта величина и как она будет влиять на измерение силовых параметров? Вот почему на кафедре «Автомобильный транспорт» ИрГТУ было решено осуществить научные исследования влияния перемещения колеса по роликам стенда и предоставить новую методику диагностирования.
Сегодня всё большее распространение получают новые методы компьютерных технологий диагностирования технического состояния c использованием веб-камер, и, в частности, так называемый видеорегистрационный метод [1, с. 157-163]. См. рис. 1, 2, 3. Для определения перемещения автомобиля используются ноутбук и веб-камера.
Первое: устанавливаем автомобиль (1) на стенд с беговыми барабанами. (Исследовательская группа использовала стенд СТМ - 3500, для диагностирования тормозной системы автомобиля Toyota Corolla). Второе: размещаем веб-камеру (3) так, чтобы определяемые перемещения центра диагностируемого коле-
1 Бойко Александр Владимирович, кандидат технических наук, доцент кафедры автомобильного транспорта, тел.: 89149293650, e-mail: [email protected]
Boiko Alexander, Candidate of technical sciences, Associate Professor of the Department of Automobile Transport, tel.: 89149293650, e-mail: [email protected]
2Кузнецов Николай Юрьевич, студент, тел.: 89500802826, e-mail: [email protected]
Kuznetsov Nikolai, Student, tel.: 89500802826, e-mail: [email protected]
3Аксаментов Евгений Сергеевич, студент, тел.: 89501257449, e-mail: [email protected]
Aksamentov Evgeny, Student, tel.: 89501257449, e-mail: [email protected]
4Хамуев Анатолий Андреевич, студент, тел.: 89503991827, e-mail: [email protected]
Khamuev Anatoly, Student, tel.: 89503991827 , e-mail: tolik.khamuev.93 @ mail.ru
I ИЩИ I
Транспорт
са автомобиля находились в кадре. Третье: в центре вращения колеса автомобиля наклеиваем контрастный маркер (точку). Четвертое: проводим проверку тормозной системы автомобиля на стенде и одновременно записываем на персональный компьютер (4) видеосигнал с помощью неподвижной веб-камеры перемещения колеса автомобиля. Пятое: обрабатываем полученные данные и таким образом определяем значения перемещения колеса автомобиля при диагностировании тормозной системы автомобиля на стенде с беговыми барабанами.
Установка автомобиля на тормозном стенде с беговыми барабанами
Размещение веб-камеры
Наклеивание маркера на колесо
Проверка тормозной системы автомобиля на стенде с беговыми барабанами с одновременным записыванием видеосигнала перемещения колеса на компьютер через веб-камеру
Обработка полученных данных
Рис. 1. Функциональная схема видеорегистрационного метода определения перемещения колеса автомобиля на опорных роликах стенда
Рис. 2. Структурная схема исследовательского комплекса для определения перемещения колеса
автомобиля на опорных роликах стенда: 1- автомобиль; 2 - тормозной стенд с беговыми барабанами; 3 - веб-камера; 4 - персональный компьютер
Рис. 3. Общий вид колеса автомобиля Toyota Corolla
на роликах тормозного стенда СТМ - 3500 с установленной веб-камерой: 1 - маркер, наклеенный в центре вращения колеса; 2 - тормозной стенд с беговыми барабанами; 3 - веб-камера.
Обработка полученных данных заключается в определении перемещения колеса автомобиля в процессе диагностирования тормозной системы на роликах стенда. Для этого необходимо разбить видеопоток с веб-камеры на кадры. Получаются фотографии колеса в определенный момент времени. Далее, используя графический редактор, накладываем несколько фотографий друг на друга. Получаем наглядную картину перемещения колеса на роликах стенда при диагностировании тормозной системы автомобиля Toyota Corolla. (см. рис. 4). На изображении берется точка - центр маркированных меток, которые расположены в середине вращения диагностируемого на тормозном стенде автомобильного колеса. Отслеживаем перемещения этой точки в координатах X и Z. Таким образом вычисляем координаты точек (маркера) на изображениях, совпадающими с определенными номерами кадров.
Результаты перемещений колеса на фотографии при диагностировании тормозной системы автомобиля приведены в табл. 1.
Таблица 1
Перемещение колеса на фотографии при
диагностировании тормозной системы автомобиля на стенде с беговыми барабанами
Положение маркера хгр, мм zrp, мм
0 0 0
1 0,5 0,75
2 3 1
3 1 0,5
4 0 0
Для определения действительного перемещения колеса по координатным осям ОХ и 02 необходимо знать масштабный коэффициент.
Масштабный коэффициент определяется по формуле
М = ^, (1)
где Dfl - действительный диаметр диска колеса автомобиля Toyota Corolla, Dfl = 387 мм (визуально видимый диаметр диска колеса автомобиля); Drp - диаметр диска колеса автомобиля Toyota Corolla на фотографии, Drp = 73 мм. М - масштабный коэффициент равен 5,3.
Рис. 4. Анализ перемещения колеса на роликах тормозного стенда СТМ 3500 при диагностировании тормозной системы автомобиля Toyota Corolla
Действительное перемещения колеса с учетом масштабного коэффициента определяется по следующим формулам:
действительное перемещения колеса по горизонтали
Хд = *гР ■ М, (2)
действительное перемещения колеса по вертикали
гд = гГр ■ М, (3)
где хгр - горизонтальное перемещение колеса на фотографии, мм;
ггр - вертикальное перемещение колеса на фотографии, мм;
хд - действительное горизонтальное перемещение,
мм;
гд - действительное вертикальное перемещение, мм.
Результаты действительного перемещения колеса на фотографии при диагностировании тормозной системы автомобиля приведены в табл. 2.
После проведения расчетов получаем график перемещения колеса автомобиля Toyota Сorolla на роликах стенда при диагностировании тормозной системы автомобиля на стенде СТМ - 3500. См. рис. 5.
В результате установлено, что перемещение колеса автомобиля по горизонтальной оси OX составляет около 16 мм, по вертикальной оси OZ - более 5 мм. Необходимо также отметить, что под колеса не диагностируемой оси автомобиля Toyota Corolla устанавливали противооткатные устройства - «башмаки» (ограничители перемещения). Значение тормозной силы на колесе, по показанию тормозного стенда, бы-
ло 0,91 кН. Нагрузка на диагностируемой оси составляла 300 кг, удельная сила равнялась 0,6184.
Таблица 2
Действительное перемещение колеса при диагностировании тормозной системы автомобиля на стенде с беговыми барабанами_
Положение маркера хгр, мм z,p, мм
0 0 0
1 2,65 3,98
2 15,90 5,30
3 5,30 2,65
4 0 0
Яд, мм
4 1
t
fl J 1/1
о 5 10 15 Хд,мм
Рис. 5. График перемещения колеса при диагностировании тормозной системы автомобиля Toyota Corolla на стенде СТМ - 3500 с беговыми барабанами
Вывод. Достоинство разработанного метода заключается в простоте применения и не требует каких-либо конструктивных доработок в устройстве стенда или автомобиля. Поскольку метод основан на бесконтактном контроле параметров перемещения автомобильного колеса, становится возможным измерять скорость и ускорение по времени и диапазону.
В дальнейшем, используя видеорегистрационный метод, представляется возможным автоматизировать процесс определения перемещения колес автомобиля при диагностировании тормозной системы транспортного средства любой марки. Можно также определять не параллельность установки диагностируемой оси автомобиля относительно оси стенда. Зная величину не параллельности, нетрудно установить истинное значение относительной разности тормозных сил, которой оценивается устойчивость автомобиля при торможении. Тем самым становится вероятным повышение эффективности диагностирования тормозной системы автомобиля на стенде с беговыми барабанами, значительное снижение затрат, и как следствие -уменьшение количества ДТП на дорогах обусловленной технической причиной.
Статья поступила 06.02.2014 г.
Библиографический список
1. Блянкинштейн И.М., Смоленков Ф.Ю. Технология диа- ции Ассоциации автомобильных инженеров. Иркутск: Изд-во гностирования сочленений элементов подвески АТС: мате- ИрГТУ, 2013. С. 157-163.
риалы 83-й международной научно-технической конферен- 2. Брильков М.Н. Технический осмотр как форма контроля
технического состояния автотранспортных средств: материалы III международной научно-практической конференции «Перспективы развития и безопасность автотранспортного комплекса». Новокузнецк, 2013. С. 140-143.
3. Бойко А.В. Совершенствование метода диагностики тормозных систем автомобилей в условиях эксплуатации на силовых стендах с беговыми барабанами: дис. ... канд. техн. наук / Иркутский технический университет. Иркутск, 2008.
4. Димов Н.Н. Оценка возможности воспроизведения реальных режимов торможения автомобиля на стендах с беговыми барабанами: автореф. дис. ... канд. техн. наук / Харьковский автомобильно-дорожный институт им. Комсомола Украины. Харьков, 1987.
5. Зыков П.А. Реформа технического осмотра автотранс-
портных средств в России: материалы III международной научно-практической конференции «Перспективы развития и безопасность автотранспортного комплекса». Новокузнецк, 2013. С. 34-36.
6. Мороз С.М. Диагностирование при государственном техническом осмотре и техническом обслуживании автомобилей. Нижний Новгород: Изд-во НГТУ, 2002. 320 с.
7. Савич Е.Л. Инструментальный контроль и государственный технический осмотр автотранспортных средств. Минск: Новое знание, 2002. 320 с.
8. Федотов А.И., Бойко А.В., Потапов А.С. О повторяемости измерений параметров процесса торможения автомобиля на стенде с беговыми барабанами // Вестник Иркутского государственного технического университета. 2008. Т. 33. № 1. С. 63-71.
УДК 629.113
ОЦЕНКА СПРОСА НА АВТОМОБИЛЬНЫЕ ЗАПАСНЫЕ ЧАСТИ НА ОСНОВЕ МОДЕЛИ СМЕСИ ВЕРОЯТНОСТНЫХ РАСПРЕДЕЛЕНИЙ
© В.Н. Катаргин1, В.М. Терских2
Сибирский федеральный университет, 660074, Россия, г. Красноярск, ул. Киренского, 26.
Предложен метод определения спроса на автомобильные запасные части предприятий транспорта на основе расщепления смесей вероятностных распределений. Ил 3. Библиогр. 7 назв.
Ключевые слова: автомобильные запасные части; автомобильный сервис; прогнозирование спроса; складская логистика.
SPARE CAR PARTS DEMAND ESTIMATION BASED ON PROBABILITY DISTRIBUTION MIXTURE MODEL V.N. Katargin, V.M. Terskikh
Siberian Federal University,
26 Kirensky St., Krasnoyarsk, 660074, Russia.
The article introduces a method for determining a transportation enterprise demand for spare car parts based on splitting the mixtures of probability distributions. 3 figures. 7 sources.
Key words: spare car parts; automotive service; demand forecasting; warehouse logistics.
В процессе управления складом автомобильных запасных частей основной проблемой является оценка потребности в них в определенный момент времени. Широко известные способы прогнозирования, например, на основе трендов и коэффициентов сезонных (и прочих) колебаний обычно не дают удовлетворительных результатов, поскольку не отражают сути природы возникновения спроса. Справедливость необоснованности подобных подходов демонстрирует рис. 1.
Как правило, спрос на запасные части в магазинах или на предприятиях автомобильных дилеров невозможно описать достаточно точно с помощью известных законов распределения случайных величин (даже если бы они предпринимали такие попытки). Причиной тому является неоднородность спроса — в зависимости от типа предприятия спрос может представлять собой смесь вероятностных распределений. На рис. 1 представлено типичное распределение спроса на запасные части в дилерской СТО марки КАМАЗ: наряду с приобретением одной, двух или комплекта деталей зачастую присутствуют значения 5 шт., 10 шт., 20 шт. и т. д. Очевидным является факт наличия розничных и оптовых покупателей.
Можно предположить, что расчленение смесей вероятностных распределений позволит получить уравнение функции плотности f(x), описывающей закон распределения анализируемого спроса во всей (объединенной) генеральной совокупности. Это позволит получать на основе имитационного моделирования оптимальные значения параметров управления складом запасных частей. В перспективе также возможно получение более точных
1Катаргин Владимир Николаевич, кандидат технических наук, профессор кафедры транспорта, тел.: (391) 2498924, e -mail: [email protected]
Katargin Vladimir, Candidate of technical sciences, Professor of the Department of Transport, tel.: (391) 2498924, e-mail: [email protected]
2Терских Виктор Михайлович, ассистент кафедры транспорта, тел.: 89130414683, e-mail: [email protected] Terskikh Victor, Assistant Professor of the Department of Transport, tel.: 89130414683, e-mail: [email protected]
