CC BY
34
УДК 629
ОЦЕНКА ВЛИЯНИЯ ДЕФОРМАЦИИ СТЕНДОВ С БЕГОВЫМИ БАРАБАНАМИ НА ПОГРЕШНОСТИ ИЗМЕРЕНИЯ ДИАГНОСТИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ ТОРМОЗНЫХ СИСТЕМ АВТОМОБИЛЕЙ В ПРОЦЕССЕ ИХ ЭКСПЛУАТАЦИИ
А.Н.Доморозов1, А.И.Федотов2
Иркутский государственный технический университет, 664074, г. Иркутск, ул. Лермонтова, 83.
Дана оценка влияния деформаций стендов с беговыми барабанами на погрешности измерения диагностических параметров, характеризующих тормозные системы автомобилей в процессе их эксплуатации. Применен конечно-элементный анализ для оценки деформаций рамы стенда в зависимости от нагрузки с использованием пакета прикладных программ NX Nastran. Ил.4. Библиогр.6 назв.
Ключевые слова: тормозной стенд с беговыми барабанами, эксплуатация, деформация, погрешность, конечные элементы.
ESTIMATION OF DEFORMATION INFLUENCE OF THE CHASSIS DYNAMOMETER BRAKING TEST BEDS ON MEASUREMENT INACCURACY OF DIAGNOSTIC PARAMETERS OF AUTOMOBILE BRAKING SYSTEMS WHILE IN EXPLOITATION A.N.Domorozov, A.I.Fedotov
Irkutsk State Technical University, 83 Lermontov St., Irkutsk, 664074
The author evaluates the influence of chassis dynamometer braking test beds on measurement inaccuracies of diagnostic parameters characteristic of automobiles braking systems while in exploitation. The author applied the finite element analysis to estimate the deformations of the test bed frame depending on the load with the use of the package of application programs NX NASRAN. 4 figures. 6 sources.
Key words: chassis dynamometer braking test bed, exploitation, deformation, inaccuracy, finite elements.
На сегодняшний день разными фирмами производится большое количество контрольно-диагностического оборудования, в том числе тормозные стенды с беговыми барабанами (ТСББ) это связано с бурным ростом автомобильного парка во всем мире.
Современные ТСББ (рис.1) - это металлоемкая конструкция с большим количеством узлов трения и вращающихся деталей[1, 2]. В связи с обильным разнообразием тормозных СББ нет единых требований к их эксплуатационным качествам. Неясно, как в период эксплуатации они изменяются и как влияют на погрешности измерения диагностических параметров.
Проведенные на кафедре «Автомобильный транспорт» Иркутского государственного технического университета экспериментальные исследования повторяемости результатов измерений силовых параметров тормозной системы автомобилей на ТСББ показали, что измеренные 40 раз значения диагностических параметров на левом колесе автомобиля отличаются друг от друга в пределах от -27% до +21,9%, а на правом колесе - в пределах от -40%, до +26,9% [3].
Исследования [4] показывают возможность оценки погрешностей измерения диагностических параметров и разработки эксплуатационных требований к ТСББ.
Для оценки влияния конструктивных особенностей ТСББ на погрешность измерения диагностических параметров проводились статические, динамические экспериментальные и аналитические исследования по определению влияния деформации ТССБ модели СТМ-3500 на погрешность измерения тормозной силы. Доработана и усовершенствована конечно-элементная модель (КЭМ) рамы стенда [4], в неё добавлены КЭМ тензометрических датчиков веса автомобиля. Статические исследования проводились в двух режимах под нагрузкой (3500 кг) на стенд и без нее. Данные прогиба рамы стенда под действием статической нагрузки находились с использованием КЭМ в среде NX Nastran, далее стенд нагружался нормальной силой, соответствующей определенному прогибу рамы стенда (рис. 2).
1Доморозов Алексей Николаевич, аспирант, тел.: 60-00-48, e-mail: [email protected] Domorozov Alexey Nikolaevich, a post graduate, tel.: 60-00-48, e-mail: [email protected]
2Федотов Александр Иванович, доктор технических наук, профессор, проректор по инновационной деятельности ИрГТУ, тел.: 40-50-80, e-mail: [email protected]
Fedotov Alexander Ivanovich, a doctor of technical sciences, a professor, vice rector of innovation work ISTU, tel.: 40-50-80, e-mail: [email protected]
Рис. 1. Стенд силовой БйЕ-2304 фирмы САЯТЕС: а - общий вид стенда; б - кинематическая схема: ведущий ролик - балансирный мотор-редуктор; 1,6,7 - подшипниковые опоры; 2 - датчик силы (преобразователь силы); 3 - беговой барабан; 4 - балансирный мотор-редуктор; 5 - приводной электродвигатель
2М0
- дпинэ поперечнсго ШЕР.ппррэ рамы
Д <мм)
Рис.2. Зависимость прогиба поперечного швеллера рамы стенда от нагрузки оси диагностируемого автомобиля
1Т|11Я1Ч||111а1Г I II. Ы|11ЫП11 ¡1 К.ЧМ
С^илмтнзи- тч трос с Ьи*иыг ОмдоЗилы
. -ИшИН % '' НШШШ*
I 11ЧК11 ШШП.'ННН^ —| | — 1 Д . | I - | ■ 1 — ■
~1мн:1 <111.1 г |]!
1 X
I
I МЧкИ ИЛШ'ННи
Соли
\ ,1.11'Шк ■ Н.1М
* На шгиримр рр.тгшри
I 1М. !!■ ■1ННКПКК1Г ЫИ-р*1
Рис. 3. Тарировка стенда СТМ-3500 с учетом влияния статической нагрузки: а - внешний вид тарировочного комплекса; б - схема тарировки
а
□ 1 1 3 4 5 е
нагруэка гр/вм1 г, помощью тарироЕочногэ рыч^гл (кН)
а
^ 4
С 1 ; о 1 0 показания динамометра (кН}
б
0 12 3 4 5 6 ппгаэаннп ди н ама метра [ЮН]
в
Рис. 4. Тарировочные зависимости системы измерения тормозной силы стенда СТМ-3500, полученные: а- стандартной (заводской) методикой; б - с учетом силовых потерь в элементах кинематической цепи; в - с учетом силовых потерь в элементах кинематической цепи при нагрузке на стенд в 3500 кг
Прогиб рамы контролировался индикаторами часового типа в определенных точках [4]. Для приложения нагрузки на стенд изготовлено нагружающее устройство, которое закреплено анкерными болтами на фундаменте. По средствам резьбовой передачи нагрузка передается на опоры беговых барабанов и далее на раму стенда, тем самым деформируя её в зависимости от момента затяжки нагружающих болтов (рис. 3,а).
Нагрузка, имитирующая тормозное усилие, прикладывается к беговому барабану с помощью жесткого прутка, закрученного на половину сегмента барабана и соединенного с динамометром. К динамометру дискретно прикладываются варьируемые усилия известной величины и сравниваются с показаниями систем измерения тормозных сил стенда (рис. 3,б) [5]. Результаты экспериментальной оценки влияния деформации стенда на погрешность измерения представлены на рис. 4.
Необходимо учесть, что эксперименты по определению точности измерения тормозной силы были проведены также в динамике и при этом были учтены дополнительные барбатажные потери, зависящие от температуры окружающей среды. При действии на стенд нагрузки в 3500кг запускался режим свободного прокручивания роликов и по показаниям компьютера стенда определялось влияние нагрузки (закусывание элементов стенда, барбатажные потери) на погрешность измерения тормозной силы. Отклонений от ГОСТ Р - 51709-2001 [6] обнаружено не было. Таким образом, полученные результаты позволяют сделать следующие выводы:
1. Погрешности систем измерения тормозных сил современных стендов СТМ-3500 значительны и могут достигать 11,4%, что не соответствует требованиям ГОСТ Р 51709-2001.
2. Влияние нагрузки на стенд вносит незначительную погрешность в измерение тормозной силы, так, например, нагрузка в 3500 кг увеличила погрешность от гистерезиса с 1,5% до 3,6%.
3. Анализ причины возникновения погрешностей в процессе диагностирования тормозных систем автомобилей на ТСББ требует дальнейших исследований.
Библиографический список
1. Руководство по эксплуатации СТС 10У.14.00.00.000 РЭ.
2. Стенды тормозные малогабаритные «СТМ-3500М». Паспорт М 020.000.00.00 ПС.
3. Федотов А. И. Результаты экспериментальных исследований процесса торможения автомобиля на современном тормозном стенде СТМ 3500 / А.И.Федотов, А.В.Бойко // Сб. трудов. Мат-лы междунар. научно-практ. конф. «Актуальные проблемы эксплуатации машинотракторного парка, технического сервиса, энергетики и экологической безопасности в агропромышленном комплексе». - Иркутск, 2007. - С. 146-150.
4. Доморозов А.Н. Исследование жесткости современных тормозных стендов с беговыми барабанами / А.Н.Доморозов // Сб. трудов. Мат-лы междунар. научно-практ. конф. «Актуальные проблемы эксплуатации машинотракторного парка, тех-
нического сервиса, энергетики и экологической безопасности в агропромышленном комплексе». - Иркутск, 2007 С. 95-98.
5. Федотов А.И. Анализ погрешностей измерения тормозных сил на стендах с беговыми барабанами / А.И.Федотов, А.Г.Осипов, А.В.Бойко // Материалы III Всероссийской научно-техн. конф. «Транспортные системы Сибири» - Красноярск, 2005. - С. 196-199.
6. 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.
УДК 656.135.073
РАЦИОНАЛЬНЫЕ ПРИНЦИПЫ ОЦЕНКИ И РАЗРАБОТКИ СТРУКТУР УЛИЧНО-ДОРОЖНЫХ СЕТЕЙ И КОМПЛЕКСНЫХ ТРАНСПОРТНЫХ СХЕМ КРУПНЫХ ГОРОДОВ
В.Г.Живоглядов1, И.А.Головкин2
Северо-Кавказский институт бизнеса, инженерных и информационных технологий, 352900, г. Армавир, ул. Дзержинского, 62.
Рассмотрены принципы разработки и место комплексных транспортных схем в структурах генеральных планов городов. Представлен новый метод расчета коэффициента непрямолинейности, построенный на геометрических принципах.
Ил. 4. Табл. 5. Библиогр. 7 назв.
Ключевые слова: УДС, схема, непрямолинейность, альтернативный город, плотность
RATIONAL PRINCIPLES OF ESTIMATION AND DEVELOPMENT OF STREET NETWORKS STRUCTURES AND COMPLEX TRAFFIC LAYOUTS OF LARGE CITIES V.G. Zhivoglyadov, I.A. Golovkin
North-Caucasian Institute of Business, Engineering and Innovation Technologies. 62 Dzerzhinsky St., Armavir, 3529000.
The authors consider the development principles and the place of complex traffic layouts in the structures of cities' master plans. They present a new method to calculate a nonlinear coefficient, built on geometrical principles. 4 figures. 5 tables. 7 sources.
Key words: street networks, a layout, nonlinearity, an alternative city, density.
Наличие узких межмагистральных (150+200м), магистральных (20+50м) пространств не способствует созданию оптимальных улично-дорожных сетей (УДС) и комплексных транспортных схем (КТС), эффективной организации и управлению дорожным движением [1, 2, 3, 4, 5]. Сложилась порочная практика в разработке генеральных планов городов в аспекте технологий их производства, в которой, к сожалению, принципы зависимости структур транспортных схем от улично-дорожных сетей не учитываются. Вначале разрабатываются генеральные планы [1], их градостроительные и планировочные решения, а потом разрабатываются и оптимизируются транспортные схемы и улично-дорожные сети [1], что противоречит принципам оптимальности [1]. Поэтому улично-дорожные сети изначально нерациональны и не соответствуют принципам размещения на них оптимальных транспортных схем, что дает основание для внесения коррективов в [1].
В частности, авторам известны лишь рекомендации [1], которыми следует руководствоваться при формировании структур УДС и комплексных транспортных схем. В п.1.5 [1] сказано: "УДС города является частью городских путей сообщения, обеспечивающих необходимые грузовые и пассажирские связи между отдельными функциональными зонами..." В свою очередь пути сообщения, по мнению авторов, являются частью УДС, поскольку прокладываются по уличным пространствам.
Нельзя не согласиться с трактовкой п. 1.6 -1.8 [1], но в то же время их установки, а именно: кратчайшие связи между грузообразующими и грузополучающими объектами; необходимые скорости сообщения; безопасность движения и др. не реализуются. Причина заключается в изначальной нерациональной планировке элементов УДС, пассажиро- и грузообразующих узлов, мест проживания, приложения труда, отдыха, образовательных, культурно-бытовых объектов и др.
Прямолинейность сети - один из главных показателей экономичности системы улиц и дорог города, оценивается коэффициентом непрямолинейности [1], который регламентируется в пределах 1,1 - 1.3 и более. Это означает, что отклонение от прямой (по воздушной линии) составляет в среднем 10 - 40% (1 и 10км; 10 и 100 км) - (4 и 10 км; 40 и 100 км). Метод, на базе которого строился этот регламент, в [1] не представлен.
Такие же рекомендации в [1] относительно коэффициента непрямолинейности применять при разработке комплексных транспортных схем - не более 1,2, а при связях с главным транспортным узлом - не более 1,15. Таким образом, при этом регламенте остаются не охваченные транспортной схемой за пределами коэффициента,
1Живоглядов Владимир Георгиевич, кандидат технических наук, зав. кафедрой организации и безопасности движения. Zhivoglyadov Vladimir Georgievich - a candidate of technical sciences, the head of the Chair of Organization and Traffic Safety.
2Головкин Игорь Александрович, первый заместитель директора департамента архитектуры и градостроительства Администрации МО г. Краснодара.
Golovkin Igor Alexandrovich, the first deputy director of the department of architecture and city planning of Administration of Municipal Formation of Krasnodar
