Научная статья на тему 'Совершенствование методики оценки качества покрышек автомобилей'

Совершенствование методики оценки качества покрышек автомобилей Текст научной статьи по специальности «Автомобильный транспорт»

CC BY
209
29
Поделиться
Ключевые слова
ПОКРЫШКА АВТОМОБИЛЯ / МИРОВЫЕ ПРОИЗВОДИТЕЛИ / КРИТЕРИИ КАЧЕСТВА / ФУНКЦИЯ ЖЕЛАТЕЛЬНОСТИ / РАНЖИРОВАНИЕ

Аннотация научной статьи по транспорту, автор научной работы — Пылева Т. К.

Проанализирована целесообразность увеличения числа частных критериев оценки качества покрышек автомобилей. Предложены четыре дополнительных критерия оценки желательности конструкции покрышки. Для 12 моделей шипованных покрышек выполнено численное ранжирование обобщенного качества с использованием 18-ти частных критериев.

Похожие темы научных работ по транспорту , автор научной работы — Пылева Т.К.,

PERFECTING OF PROCEDURE OF AUTOMOBILES COVERS QUALITY EVALUATION

The expediency of augmentation of automobiles covers quality evaluation is given. For padding crite-rion the quality evaluation of covers' construction are proposed. For tvelve models of crampon covers a numerical ranking of generalized quality with using of 18 proprietary criteria is carried out.

Не можете найти то что вам нужно? Попробуйте наш сервис подбора литературы.

Текст научной работы на тему «Совершенствование методики оценки качества покрышек автомобилей»

УДК 629.3.027.543.2

СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ МЕТОДИКИ ОЦЕНКИ КАЧЕСТВА ПОКРЫШЕК АВТОМОБИЛЕЙ

Т.К. Пылева, к. т.н., ст. научн. сотр., НТУ «ХПИ»

Аннотация. Проанализирована целесообразность увеличения числа частных критериев оценки качества покрышек автомобилей. Предложены четыре дополнительных критерия оценки желательности конструкции покрышки. Для 12 моделей шипованных покрышек выполнено численное ранжирование обобщенного качества с использованием 18-ти частных критериев.

Ключевые слова: покрышка автомобиля, мировые производители, критерии качества, функция желательности, ранжирование.

Введение

Одним из определяющих звеньев сложной системы, характеризуемой понятием «водитель-авто -мобиль-дорога», является покрышка колеса транспортного средства.

Одновременный учет экспериментально, а в перспективе - расчетно устанавливаемых значений совокупности частных критериев как характеристик интегрированного качества покрышки обязательно требует последующего достоверного интерпретирования результатов. Последнее требование является необходимым условием получения высокого качества решения, обеспечивающего наиболее эффективные компромиссные показатели функционирования автомобиля.

Практическая реализация указанного требования является актуальной задачей для разработчиков транспортных средств и покрышек к ним, достаточно важной для обоснованного выбора и эффективного применения новых моделей покрышек ведущих мировых производителей.

Анализ публикаций

Наиболее распространенным способом многокритериальной оценки интегрированного качества сложных технических систем, в том числе покрышек автомобилей, является использование функции полезности либо бального варианта использования данной функции [1]. При этом полагают, что на основе выполненных экспертных оценок существует возможность установления наиболее важных критериев качества и значений весовых коэффициентов при них, а установленные критерии и коэффициенты впоследствии достоверно предопределяют качество рассматриваемой конструкции.

Можно выделить два основных недостатка указанного метода.

1. Неоспоримо, что ранжирование интегрированного качества совокупности покрышек различных конструкций будет предопределено назначенными весовыми коэффициентами. Однако алгоритм определения данных коэффициентов для оценки качества покрышек автомобилей отсутствует. Это обстоятельство приводит к парадоксальному результату, когда обработка неизменной серии данных тщательно поставленного экспериментально -го исследования может иметь отличительные результаты [2, 3].

2. Ограничение весомости части критериев качества конструкции объективно закладывает отставание создаваемого образца от теоретически лучшего образца-аналога. Здесь совершенствование моделей анализа за счет учета новых, дополнительных критериев качества неразрывно связано с назначением малого «веса» для «дополнительных» критериев. Указанное обстоятельство в процессе многокритериальной оптимизации конструкции приводит к получению наилучшего численного результата при ухудшении значений «дополнительных» критериев. Примером изложенного может являться уменьшенный «вес» расхода топлива по сравнению с критерием длины тормозного пути для оценки зимней шипованной шины [4]. Здесь при рассмотрении шин 12-ти мировых производителей экспериментально установлено, что, например, шина Pirelli winter S performance (Турция) имеет наилучший показатель по длине тормозного пути на льду и наихудший по расходу топлива, а Bridgestone WT-14 (Япония) обладает прямо противоположной совокупностью качеств. Однако лучший мировой опыт свидетельствует о реальной возможности преодоления указанного противоречия. Напри-

мер, шина Dunlop SP Arctic M3 (Финляндия) занимает вторую позицию по обоим представленным критериям [2].

Ликвидировать недостатки, связанные с использованием функции полезности, возможно путем перехода к применению в процедурах анализа и оптимизации конструкций обобщенной функции желательности [1, 3, 5]

Не можете найти то что вам нужно? Попробуйте наш сервис подбора литературы.

Ук

D = (d • d2 •...• dk) ^ 1, (1)

dt e [0;1], i = 1, 2,..., к, (2)

где dt — частные функции желательности.

В [3] на основе оценки качества шипованной покрышки 175/70R13 по 14 экспериментально установленным частным критериям выявлено, что лучшие мировые производители достигли результата одновременного улучшения совокупности всех рассмотренных в статье критериев. Полученные данные свидетельствуют о необходимости дополнительного расширения совокупности частных критериев качества покрышки.

Цель и постановка задачи

Целью данной работы является разработка уточненной интегрированной модели оценки качества шипованной покрышки, позволяющей достоверно выполнять ранжирование качества покрышек различного конструктивного исполнения.

Основными задачами исследования являются:

1. Выбор расширенного числа критериев качества покрышки, получение новых соответствующих частных функций желательности вида (2).

2. Получение достоверных сведений о ранжировании покрышек лучших мировых производителей с использованием разработанной модели.

3. Установление практической необходимости увеличения количества критериев качества покрышек автомобилей на основе анализа значений обобщенной функции желательности (1).

Результаты решения задачи

В [3] выполнено ранжирование 12 моделей шипованных покрышек 175/70R13 при использовании 14 следующих частных критериев их качества:

1. Время разгона с места до скорости 50 км/ч, покрытие - снег.

2. Время разгона с места до скорости 50 км/ч, покрытие - лед.

Не можете найти то что вам нужно? Попробуйте наш сервис подбора литературы.

3. Длина тормозного пути со скорости 50 км/ч, колеса заблокированы, покрытие - лед.

4. Длина тормозного пути со скорости 50 км/ч, колеса заблокированы, покрытие - снег.

5. Максимальная скорость объезда неподвижного препятствия, покрытие - лед.

6. Расход топлива при скорости 60 км/час на горизонтальном километровом участке пути.

7. Расход топлива при скорости 90 км/час на горизонтальном километровом участке пути.

8. Проходимость по глубокому снегу.

9. Удобство управления разгоном.

10. Удобство управления торможением.

11. Курсовая устойчивость автомобиля.

12. Управляемость автомобилем.

13. Плавность хода.

14. Акустический комфорт.

Перечень моделей исследованных покрышек представлен в табл. 1.

Таблица 1 Покрышки различных производителей, экспериментально исследованные по единой программе

№ п.п Модель Индекс скорости Страна

Не можете найти то что вам нужно? Попробуйте наш сервис подбора литературы.

1 Gislaved Frost II Q Швеция

2 Dunlop SP Arctic M3 T Финляндия

3 Goodyear Ultra Greep 400 Q Великобри- тания

4 Michelin Ivalo Q Европейский Союз

5 Nokian Hakkapeliitta 1 T Финляндия

6 Pirelli winter S performance Q Турция

7 Bridgestone WT-14 Q Япония

8 Partner M 232 Q Россия

9 Cooper Weathe Master S/T S США

10 НИИШП И-508 S Россия

11 Matador MP 57 Sibir T Россия

12 КАМА-578 S Россия

Частные критерии обобщенного качества покрышек отвечают рекомендациям [2]. Соответствующие им частные функции желательности можно представить в виде [5]

= ехр(-ехр(-^ - ¿2 • У!)) , I = 1, 2,..., к , (3)

где у1 - абсолютное значение !-го критерия качества. Методика определения коэффициентов ¿1 и Ь2, а также их значения представлены в [3].

Не можете найти то что вам нужно? Попробуйте наш сервис подбора литературы.

Выполним анализ необходимости дальнейшего увеличения количества рассматриваемых критериев. Из табл. 1 видно, что представленные покрышки имеют различный индекс скорости. При этом величина скорости, на которую рассчитаны различные шины, лежит в широких пределах -

160-190 км/ч (индекс скорости Q-T). Этот факт необходимо учитывать при оценке обобщенного качества покрышек.

Рассмотрим результаты определения длины тормозного пути автомобиля (ВАЗ2110) на льду [3]. Здесь покрышки производителей Gislaved и Dunlop имеют практически равный тормозной путь. Однако, на второй покрышке, в отличие от первой, автомобиль имеет существенный занос -до 45°. Аналогичные данные можно привести по данным определения тормозного пути на снегу. Здесь близкие результаты имеют покрышки Matador и КАМА. В данном случае на второй покрышке, в отличие от первой, автомобиль имеет занос до 90°. Представленные данные свидетельствуют о необходимости учета явления заноса, возникающего на практике.

При движении автомобиля в сложных дорожных условиях в ряде случаев имеет место буксование [3]. Буксование транспортного средства - четвертый, ранее неучитываемый, критерий оценки качества покрышки. В дополнение к комплексу представленных выше 14 критериев качества он должен быть учтен вследствие наличия критерия №8 - проходимости по глубокому снегу.

Таким образом, имеем 4 дополнительных критерия. С использованием экспериментальных данных [2] для 12 моделей покрышек нами определены коэффициенты b1, b2 для трех критериев качества. Эти данные представлены в табл. 2.

Таблица 2 Дополнительные критерии качества покрышки

№ п/п Критерий b1 b2

1 Максимальная скорость -3,11 0,024

2 Занос при торможении, покрытие - лед 1,5 -0,008

3 Занос при торможении, покрытие - снег 1,5 -0,008

Важно отметить, что использование функции (2) в сочетании с единой шкалой желательности [5] позволяет количественно оценить значимость качественных критериев. На этой основе для четвертого нового критерия, буксования в глубоком снегу, нами выбраны следующие соотношения: отсутствие буксования - d =0,8; допустимость буксования - d =0,7; недопустимость буксования -d =0,6.

С учетом представленных новых критериев для всех 12 моделей покрышек нами установлены значения обобщенной желательности Б. На рис. 1 приведены результаты ранжирования этих покрышек на основе использования всех 18 критериев качества. Следует отметить, что здесь и в табл. 1 нумерация моделей покрышек соответст-

вует ранжированию их обобщенной желательности на основе использования 14 ранее рассмотренных критериев.

Б ||—I_____________________________________________

0,72-------------------------[—II—II и ------------

Не можете найти то что вам нужно? Попробуйте наш сервис подбора литературы.

0,68-----------------------------------------------

1 2 4 5 3 6 9 10 7 11 8 12

Рис. 1. Обобщенная желательность шипованных покрышек 12 производителей

Из рис. 1 видно, 8 из 12 покрышек изменили свое положение по шкале желательности Б. Тем самым существенно повышена достоверность оценок обобщенного качества покрышек. Таким образом, поставленная в работе цель достигнута.

Выводы

1. Предложены новые четыре критерия оценки качества покрышки автомобиля, существенно влияющие на качество функционирования системы «водитель-автомобиль-дорога». Установлены соответствующие частные функции желательности конструкций шипованных покрышек вида (3).

2. На основе уточненной обобщенной функции желательности вида (1) выполнено ранжирование шипованных покрышек 12 производителей.

3. Установлена практическая ценность использования расширенного числа критериев качества покрышек. Установлено, что увеличение числа частных критериев качества с 14 до 18 привело к изменению количественных оценок качества для 2/3 рассмотренных покрышек.

Литература

1. Фасхиев Х.А. Анализ методов оценки конку-

рентоспособности автомобилей // Машиностроитель. - 2001. - №5. - С. 17-25.

2. Мишин С. Колючие шины // За рулем .- 1998. -

№ 10. - С. 56-60.

3. Пылева Т.К. Оценка качества шипованных по-

крышек автомобилей на основе данных комплексного тестирования // Механіка та машинобудування. - 2006. - №1. - С.156-163.

Не можете найти то что вам нужно? Попробуйте наш сервис подбора литературы.

4. Мишин С. Колючие шины // За рулем. - 1998. -

№ 9. - С. 88-91.

5. Планирование эксперимента в технике / Бара-

бащук В.И., Креденцер Б.П., Мирошниченко В.И.. - К.: Техніка, 1984. - 200 с.

Рецензент: Ф.И. Абрамчук, профессор, д.т.н., ХНАДУ.

Статья поступила в редакцию 28 января 2007 г.