CC BY
187
УДК 621.396.96
КОНСТРУКТИВНІ ОСОБЛИВОСТІ ТА АЛГОРИТМИ РОБОТИ КОМПЛЕКСУ ОЦІНКИ ХОДОВИХ ХАРАКТЕРИСТИК ДТЗ
Ю.І. Бударецький, к.т.н., заст. директора з наукової роботи філії ТОВ «НВП «Ефір-С», м. Львів, М.Г. Грубель, к.т.н., Львівський інститут Сухопутних військ, Н.В. Кулько, інженер-програміст філії ТОВ «НВП «Ефір-С», м. Львів,
С.М. Назаркевич, асистент, НУ «Львівська політехніка»
Анотація. Розглядаються конструктивні особливості й алгоритми роботи автоматизованого контрольно-випробувального комплексу при проведенні дорожніх випробувань ДТЗ.
Ключові слова: автоматизований контрольно-випробувальний комплекс, дорожні випробування.
Вступ
Суттєвою складовою процесу створення нової техніки в машинобудуванні є проведення випробувань і дослідження отриманих характеристик дослідних зразків. Особливо це стосується такої галузі машинобудування як автомобілебудування. Тому створення високоточних автоматизованих контрольно-випробувальних комплексів (АКВК) для проведення шляхових випробувань дорожньо-транспортних засобів (ДТЗ) є актуальною науково-технічною проблемою.
Аналіз публікацій
Нормативні документи вказують, що для офіційного затвердження будь-якого ДТЗ ефективність його основних характеристик повинна визначатися в ході дорожніх випробувань. На таких випробуваннях оцінюються швидкісні, гальмівні характеристики ДТЗ і його паливна економічність. Об’єм і вимоги до проведення дорожніх випробувань встановлюються відповідними нормативними документами [1, 2].
При проведенні швидкісних випробувань оцінці піддаються такі показники і характеристики швидкісних властивостей ДТЗ як:
- максимальна швидкість;
- час розгону на заданому шляху;
- час розгону до заданої швидкості;
- швидкісна характеристика «Розгін-вибіг»;
- швидкісна характеристика «Розгін на передачі, що забезпечує максимальну швидкість» [1].
Ефективність гальмівних систем оцінюється за довжиною гальмівного шляху і/або визначається за допомогою вимірювання середнього значення граничного уповільнення, які визначаються в процесі гальмівних випробувань ДТЗ [2].
В [3, 4] показано, що проведення дорожніх випробувань за оцінкою гальмівних, швидкісних, паливо-економічних та експлуатаційних характеристик ДТЗ, насамперед, повно-приводних, при русі по ґрунтових і піщаних дорогах та бездоріжжю, на базі традиційного для автомобілебудування «п’ятого колеса» не забезпечує достатньої точності фіксації фактичної швидкості руху та пройденого шляху. Кардинальним рішенням для випробувань, в т.ч. і на бездоріжжі, є безконтактне вимірювання фактичної швидкості, прискорення руху і пройденого шляху за допомогою допплерівського радіолокатора, приймально-передавальний модуль (ППМ) якого виконано з двома приймально-передавальними антенами, діаграми спрямованості яких розташовані під кутом 90° і направлені вперед-назад під кутом 45° відносно полотна
дороги. Таке рішення значно зменшує похибки оцінки параметрів руху за рахунок поздовжніх коливань ДТЗ відносно його центра мас та повністю виключає характерні суттєві похибки традиційних методів вимірювання, які викликані пробуксовуванням тягових коліс. Інші особливості побудови ППМ розглянуто в [5].
Основна частина
Для зручності кріплення ППМ на транспортному засобі розроблено спеціальну магнітну платформу (рис. 1). Кріплення чотирьох магнітних фрагментів на платформі виконано з можливістю їх вільного повороту навколо продовжних осей. Це дозволяє оперативно адаптувати платформу до поверхонь різної кривизни і встановлювати ППМ на будь-яких ДТЗ зі сталевими та елементами конструкції з інших магнітних матеріалів (рис. 2 - 4).
Рис.1. Магнітна платформа
Рис. 2. Монтаж ППМ на автобусі
Рис. 3. Монтаж ППМ на КамАЗ-4310
Рис. 4. Монтаж ППМ на Ниттег М998
В основу створеного на базі розглянутого ППМ АКВК покладено також:
- реалізацію роботи ППМ в тій частині міліметрового діапазону хвиль, в якій згасання у приземному шарі атмосфери досягає максимуму (60 ГГц), що забезпечує високі показники схованості, перешкодостійкості й електромагнітної сумісності;
- використання цифрової системи фазового автоматичного регулювання частоти для синхронізації відбитого від полотна дороги сигналу та імпульсного методу для вимірювання пройденого шляху, швидкості, прискорення (сповільнення) руху, витрати палива і часу, що дозволило створити уніфікований блок вимірювань (БВ) на основі однокристального мікроконтролера, який забезпечує обробку інформації від різнотипних датчиків, у т.ч. додаткових;
- наявність портативного комп’ютера (ПК), який проводить реєстрацію одержаної інформації, її обробку і відображення результатів в реальному масштабі часу як в табличному, так і у графічному вигляді в усіх режимах руху ДТЗ.
Конструктивно БВ разом з джерелами вторинного електроживлення розміщений в портативному корпусі типу „кейс-дипломат” (рж. 5).
Рис. 5. Автоматизований контрольно-випробувальний комплекс для дорожніх випробувань ДТЗ
Програмне забезпечення (ПЗ) АКВК функціонує в середовищі операційних систем Windows-95 або Windows N1. Після запуску ПЗ з’являється вікно, показане на рис. 6.
Рис. 6
ПЗ забезпечує вибір одного з можливих режимів АКВК шляхом активізації кнопок, виведених в середній частині вікна, а саме:
- «Р» (робочий режим);
- «ФК» (функціональний контроль);
- «К» (калібровка);
- «У» (ручне встановлення порогових значень і масштабуючих коефіцієнтів).
Крім вказаних, у середній частині вікна виведені кнопки:
- «Start» (команда початку реєстрації та обробки інформації, що приймається);
- «Stop» (команда закінчення реєстрації та обробки інформації, що приймається);
- «Печать» (команда виводу на друк результатів вимірювання).
Для переводу АКВК в обраний режим потрібно активувати відповідну кнопку. Індикація вибраного режиму роботи здійснюється підсвічуванням активованої кнопки червоним кольором.
Время Путь Скорость .
часы мин. сек м км/час
00 0032.0 48.57143 3.509
00 0032.2 48.87500 3.509
00 00 32.4 49.17857 3.509
00 00 32.6 49.48214 3.509
00 00 32.8 49.78571 3.509
00 0033.0 50.08929 3.509
00 0033.2 50.39286 3.509
Рис. 7
При справності всіх блоків можливе переведення АКВК в робочий режим. В цьому режимі ПЗ забезпечує обробку як поточної інформації, яка поступає з БВ, так і інформації, записаної у файл за результатами попередніх випробувань. Вибір інформації, що обробляється, відбувається шляхом активізації відповідного джерела. Результати обробки вибраного джерела інформації відображаються в таблиці параметрів руху (рис. 7), при чому попередні результати обробки в таблиці знаходяться вище наступних. При надходженні інформації від блоку вимірювань результати обробки відображаються в реальному масштабі часу в таблиці й одночасно інформація записується у файл з можливістю її аналізу після закінчення сеансу випробувань.
При переводі АКВК в режим “Р” видається вікно для запиту додаткових даних для встановлення дискретності реєстрації і виводу інформації на друк (рис. 8).
Після включення живлення ПЗ переводить АКВК в режим функціонального контролю. За результатами функціонального контролю у верхній частині вікна (рис. 6) індикується відповідний стан працездатності АКВК з локалізацією несправності з точністю до конструктивно закінченої одиниці. При цьому справні блоки підсвічуються салатним кольором, а несправні - червоним. Якщо є потреба, АКВК переводиться в режим «ФК» активізацією однойменної кнопки.
Рис. 8
Вибір необхідного варіанта відбувається шляхом активації необхідного тексту таблиці. Після цього необхідно активізувати кнопку «Да».
Для завершення режиму «Р» при джерелі інформації «от БИЗ в файл» необхідно активізувати кнопку «Stop». При цьому буде видано сповіщення про місце знаходження і назву
файла, в який записувалась остання інформація.
Для переводу АКВК в режим «Калібровка» необхідно встановити ДТС, на якому встановлено АКВК на початку атестованої ділянки шляху довжиною 1000 м і активізувати кнопку «К». При цьому вона підсвітиться червоним світлом. Після цього дозволяється рух ДТЗ. При зупинці ДТЗ на відмітці 1000 м режим «К» закінчується і видається сповіщення з отриманими за результатами калібрування поправочними коефіцієнтами К1, К2 (рис. 9). При цьому забирається підсвічування кнопки «К».
\ш
/Д Параметры К1, К2 изменились,
! \ старые К1 = 0.8504874, К2= 0.5317109
-----1 новые , К1 = 0.8504874, К2= 0.5317103 .
Запомнить новые?
Да ] Выход
Рис. 9
Для запису параметрів К1, К2 необхідно активізувати кнопку «Да». В разі похибки проходження ДТЗ атестованої ділянки шляху довжиною 1000 м («переїзд», «недоїзд») необхідно активізувати кнопку «Вьіход» і повторити активацію режиму «Калибровка».
Крім автоматичного вводу калібровочних коефіцієнтів, ПЗ дозволяє зміну параметрів АКВК і введення поправочних коефіцієнтів у ручному режимі (режим «Установка»). Після його активації (кнопка «У») з’являється вікно запиту пароля доступу (рис. 10).
Рис. 10
При введенні несистемного пароля й активації будь-якої з кнопок видається вікно, призначене для запиту порогових значень швидкостей і прискорень руху (рис. 11).
Предупреждение
Рис. 11
При введенні системного пароля й активації кнопки «Да» видається вікно, призначене для запиту порогових значень швидкостей і прискорень руху, а також поправочних коефіцієнтів для вибору типу й алгоритмів роботи систем синхронізації та корекції розрахунків вихідних параметрів (рис. 12).
Перемен. Значение Перемен. Значениеяиапаз.имп. Перемен. Значение яиапаз.имп Перемен. Значение
1.6 0.0300000 8. Кп1 1.0000000 0-0.05 24. Кп17 .0000000 14-16 52. т 11.0000000
2.1 порі 120.000000 а Кп2 1.0000000 0.05-0.1 25. Кпі 8 .0000000 16-18 53. р 11.0000000
3.1 пор2 110.000000 10. КпЗ 1.0000000 0.1-0.2 2Є. Кп19 .0000000 Ш20 54. ДР -1С 0
4. f порЗ 1300.00000 11. Кп4 1.0000000 0.2-0.5 27. Кп20 .0000000 20-25 42. КЗ 11.0000000
5. І пор4 11200.00000 12. Кп5 1.0000000 0.5-1 28. Кп21 .0000000 25-30 40. К1
6. Упорі 0.0000000 13. Кпб 1.0000000 1.0-1.5 2Э Кп22 .0000000 30-35
7. 3 пор 14. Кп7 1.0000000 1 „п 30. Кп23
Применить
43. А 1.5000000 15. Кп8 1.0000000 2-3 31. Кп24 .0000000 40-50
44. РІ¥ 64.0000000 16. Кп9 1.0000000 3-4 32. Кп25 .0000000 50-75 55. Фаза \2 "3
45. N 512 17. КгіІІ 1.0000000 4-5 33. Кп26 .0000000 75-100 г5Є. Тп - Период | С 1 сек С? 0.1 с “57. Режим регистращ-<8" рабочий
46. кі 1.0000000 10. КгїІ 1 1.0000000 5-6 34. Кп27 .0000000 100-150
47. к2 1.0000000 19. Кпі 2 1.0000000 Є - 7 35. Кп28 .0000000 150-200
48. 01 |1 20. Кпі 3 1.0000000 7-8 36. Кп28 .0000000 200 • 300 С технологический
49. 02 |1 21. Кп14 1.0000000 8-10 37. КпЗО .0000000 300 - 400 58. Є 10.0000000
50. 03 22. Кпі 5 1.0000000 10-12 38. КпЗІ .0000000 400 • 600 58. ь 10.0000000
51. 04 ь 23. Кп1 Є 1.0000000 12-14 39. Кп32 .0000000 600 - 800 тормоз 10.1000000
Формулы Фаз гФункц.Контроль проверка— Результат ФК (фаза Рк, № б.ТсрДІІ))
гі ,3,7.14,1 В для ЗІЗ.Уі- ч І2 50 - (БИЗ] •I
|;п„™ "4 Выход
Рис. 12
При цьому величини у світлих віконечках задаються безпосередньо набором необхідних значень. Для забезпечення їх подальшого використання необхідно активізувати кнопку «Применить». При цьому введені величини записуються в поточний каталог (у файл з розширенням «*^Ъ>) при виході з програми, а при вході в програму установлюються з цього файла. Для зручності роботи у правому нижньому віконечку таблиці виводяться результати калібровки АКВК.
Крім вказаних режимів роботи, ПЗ формує ряд сервісних можливостей, доступ до яких забезпечується за допомогою правої кнопки маніпулятора (випадаюче меню).
Так, наприклад, ПЗ забезпечує діалог спілкування з оператором як українською, так і
російською мовою. Для встановлення необхідної мови в меню необхідно активізувати відповідну кнопку в меню, що випадає.
Для встановлення параметрів інформаційного обміну між апаратною частиною АКВК і ПК у випадаючому меню необхідно активізувати кнопку «Параметры СОМ порта». При цьому ПЗ видається вікно відповідно до рис. 13.
СОМ порт Номер |МИ1 т |
Скорость 19200
Количество бі* В
Четность д
Стоп бит д
Да | Выход |
Рис. 13
Для перегляду потоків інформаційного обміну послідовним каналом RS-232 необхідно активізувати кнопку «Индикация обмена». При цьому ПЗ видається вікно, представлене на рис. 14.
Висновки
Наведені конструктивні особливості й алгоритми роботи забезпечують зручність обслуговування і використання АКВК при проведенні ходових випробувань ДТЗ, адаптацію його характеристик до різних умов експлуатації, а досягнуті точності характеристики дозволяють атестувати комплекс як засіб вимірювальної техніки для забезпечення таких випробувань.
Література
1. Автотранспортные средства. Скоростные
свойства. Методы испытаний. ГОСТ 22576-90 (СТ СЭВ 68-93-89).
2. Правила № 13. Единообразные предписа-
ния, касающиеся официального утверждения транспортных средств категорий М, N и О в отношении торможения.
3. Крайник Л.В., Бударецький Ю.І., Мит-
ник Я.Ф., Грубель М.Г. Автоматизований вимірювальний комплекс для досліджень паливно-швидкісних характеристик АТЗ на різних типах доріг // Вестник ХНАДУ. - Харьков: ХНАДУ. - 2007. -Вып. 38. - С. 318 - 320.
4. Ткачук П.П., Грубель М.Г., Крайник Л.В.,
Бударецький Ю.І. Дорожні випробування і оцінка паливної економічності пов-ноприводних автомобілів на різних типах доріг // Автошляховик України. -2007. - № 5. - С. 12 - 15.
5. Бударецький Ю.І., Грубель М.Г., Нау-
мець М.О. Особливості побудови ППМ автоматизованого контрольно-випробувального комплексу ДТЗ. (Стаття друкується).
Рецензент: Ф.І. Абрамчук, професор, д.т.н., ХНАДУ.
Стаття надійшла до редакції 26 листопада 2008 р.
Рис. 14
