автореферат диссертации по процессам и машинам агроинженерных систем, 05.20.03, диссертация на тему:Метод и средство диагностирования амортизаторов грузовых автомобилей и колесных тракторов без демонтажа их подвески

ВВЕДЕНИЕ

I. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА И ВЫБОР НАПРАВЛЕНИЯ ИССЛЕДОВАНИЙ

1.1. Методы и средства диагностирования технического состояния гидравлических амортизаторов транспортных средств.

1.2. Краткое технико-экономическое обоснование целесообразности совершенствования метода и средства диагностирования гидроамортизаторов подвесок. •

1.3. Программа и общая методика исследований

2. РЕЗУЛЬТАТЫ ТЕОРЕТИЧЕСКИХ ИССЛЕДОВАНИЙ

2.1. Анализ основных отказов амортизаторов автотракторных подвесок и разработка причинно-следственной . модели изменения их состояния

2.2. Теоретические предпосылки"к выбору методики диагностирования гасящих свойств подвески и гидравлических амортизаторов.

2.3. Исследование динамики колебателя диагностического стенда для оценки гасящих свойств подвески

2.4. Исследование влияния неупругого сопротивления в подвеске на диагностические параметры стевда с помощью ЭВЦМ.

3, ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ

3.1. Определение колебательных параметров опытного образца стенда для диагностирования гасящих свойств автотракторных подвесок . *

3.2. Результаты экспериментальных исследований диагностических возможностей стенда КИ-8905 ГОСНИТИ •

3.3. Оценка чувствительности диагностических параметров опытного стенда к неупругому сопротивлению в подвеске.

3.3.1. Предварительная оценка Чувствительности диагностических параметров . « . . . . . . •

3.3.2. К вопросу"о'нормировании чувствительности' стенда.

4. УСОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ МЕТОДА ДИАГНОСТИРОВАНИЯ ГАСЯЩИХ СВОЙСТВ ПОДВЕСОК ГРУЗОВЫХ АВТОМОБИЛЕЙ И КОЛЕСНЫХ ТРАКТОРОВ

4.1. Разработка нового стенда для диагностирования гасящих свойств подвесок транспортных средств

4.2. Испытание макета нового стенда для диагностирования гасящих свойств подвесок

4.3. Сравнение двух вариантов диагностирования под*-вески на макете-нового стенда

4.4. Сравнение точностных характеристик предложенно , го стенда и стенда типа Боге-Дуаль

4.5. Реализация результатов исследования

4.6. Экономическая эффективность результатов Исслё-' дования.• • • • •. • • • • • • • • •

ВЫВОДЫ И ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ.

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ.ИСТОЧНИКОВ

В "Основных направлениях экономического и социального развития СССР на 1981-1985 годы и на период до 1990 года", принятых ХХУТ съездом КПСС, указывается, что научно-технический прогресс в народном хозяйстве страны должен осуществляться на основе создания машин и оборудования, позволяющих значительно повысить производительность труда и качество продукции, сэкономить материальные и энергетические ресурсы.

Продовольственной программой СССР на период до 1990 года предусмотрено дальнейшее укрепление материально-технической базы сельского хозяйства. За одиннадцатую пятилетку сельскому хозяйству будет поставлено 1450 тыс. автомобилей и 1870 тыс. тракторов.

Сложившаяся система поддержания автомобилей и тракторов в работоспособном состоянии является недостаточно совершенной и требует значительных трудовых и денежных затрат. Такое положение обус-ловло, в частности, тем, что многие работы по техническому обслуживанию машин выполняются преждевременно, а их ремонт производится без достаточных оснований и в большем объеме, чем это требуется. Обеспечение высокой надежности автомобилей и тракторов и снижение затрат на поддержание их работоспособности может быть достигнуто только при разработке эффективных методов и средств диагностирования перед проведение технического обслуживания и ремонта.

Поступающие в сельскохозяйственное производство автомобили и тракторы эксплуатируются в основном по грунтовым дорогам, имеющим большое количество выбоин и неровностей, что существенно влияет на их тягово-динамические показатели, надежность и ресурс механизмов трансмиссии, сохранность перевозимого груза, утомляемость водителя и пассажиров, устойчивость и безопасность движения, а также износ шин.

Эксплуатация одних только автомобилей в наших условиях приносит стране ежегодные убытки около 4.млрд.рублей. Потери мощности при этом составляют 15. 20 млн.л.е., а часовой расход топлива достигает 4. .5 тыс.г. /3/

Приведенные показатели работы особенно заметно ухудшаются при эксплуатации автомобилей и колесных тракторов с неудовлетворительным техническим состоянием амортизаторов, при когорм нарушается интенсивность затухания колебаний подвески, ухудоаегся устойчивость движения и снижается долговечность ответственных узлов и деталей.

Поэтому в настоящей диссертации была поставлена цель разработать более совершенный, метод и средство для диагностирования гидравлических амортизаторов подвесок автомобилей и колесных тракторов сельскохозяйственного назначения, позволяющие повысить чувствительность оценочного параметра и снизить затраты на эксплуатацию. Научная новизна результатов проведенных исследований состоит в том, что в диссертации.исследован процесс диагностирования амортизаторов существующими методами и средствами, установлены аналитические зависимости между параметрами технического состояния гидроамортизаторов подвесоки диагностическими сигналами, возникающими при возбуждении колебательного процесса в подвеске транспортного средства на стенде. Обоснован наиболее эффективный диагностический параметр амортизаторов и установлены его предельные и допустимые значения. На основании полученных зависимостей усовершенствованы метод и средство диагностирования амортизаторов без демонтажа из подвески, позволяющие с достаточной точностью оценить гасящие свойства колебательного процесса в подвесках автомобилей и тракторов.

Практическая ценность полученных результатов состоит в разработке более совершенного метода и стенда для диагностирования амортизаторов без предварительного снятия их из подвески. Разработанный стенд КИ-6444-Ремдегаль для диагностирования амортизаторов признан изобретением (а.с. № 694788 и 1087803) и внедрен в Золотоношской райсельхозтехнике Черкасской области.

На защиту выносятся следующие основные положения,, полученные при проведении теоретических и экспериментальных исследований: выявление зависимости диагностического параметра амортизатора от его работоспособности; метод диагностирования амортизаторов подвески автомобилей и тракторов, основанный на принципе исключения из динамической колебательной системы шины колеса и проведении подрессоренных и не-подрессоренных масс, позволяющий определить техническое состояние гидравлических амортизаторов без демонтажа из подвески; стенд КИ-6444 для диагностирования гидравлических амортизаторов, который по чувствительности диагностического параметра имеет значительные преимущества перед отечественными и зарубежными стендами аналогичного назначения.

Диссертация выполнена в Украинском филиале ГОСНИТИ (ныне ВНИИВИД ВНПО "Ремдеталь") в 1971-1983 годах по плану научно-исследовательских работ на 1974 г (тема—- задание 3).

Э/24, Э/27

X. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА И ВЫБОР НАПРАВЛЕНИЯ. ИССЛЕДОВАНИЙ

ВЫВОДЫ И ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ

1. Существующие методы и средства для диагностирования гидравлических амортизаторов подвесок грузовых автомобилей и колесных тракторов являются трудоемкими и не обеспечивают требуемой точности диагностирования из-за недостаточной чувствительности. Поэтому преждевременному ремонту подвергаются свыше 30% амортизаторов авто тракторных подвесок.

2. На основании построенной причинно-следственной модели установлены функциональные связи амплитуды колебаний подвески с массой опорной площадки стенда, подрессоренной и неподрессоренной массами,силами трения в подвеске, жесткостью рессоры, шины и пружины стенда.

3. Полученные в процессе теоретических исследований аналитические зависимости позволили смоделировать колебательную динамическую систему подвески, обосновать допустимые и. предельные амплитудно-частотные характеристики колебаний неподрессоренной массы и массы опорной площадки стенда в различных условиях. Усиление резонансных колебаний приведенной массы в оптимальном интервале неупругого сопротивления подвески с амортизаторами находится в достоверно измеримых пределах от 12,3 до 17,4 мм.

4. С целью повышения точности определения технического состояния гидравлических амортизаторов из колебательной динамической системы необходимо исключить влияние шины колеса, а неподрессоренную массу транспортного средства и массу колебателя стенда необходимо объединить. С учетом этих принципиальных решений разработан новый метод диагностирования гидравлических амортизаторов, чувствительность которого в 1,5.2 раза выше чувствительности существующего метода.

5. Стевд для реализации предложенного метода диагностирования гидравлических амортизаторов подвесок автомобилей и тракторов должен иметь следующие конструктивные параметры: частоту вращения вала механизма возбуждения колебаний не более 16,7 Гц, ход возбуждения не более 15 мм, момент инерции маховика не менее 7,35 кгм^.

6. Наиболее эффективным диагностическим параметром, обеспечивающим необходимую чувствительность системы, является амплитуда колебаний подвески при резонансе. Для исследуемых подвесок в области резонансных частот этот параметр доджен составлять для автомобилей от 12 до 25 мм, а для тракторов от 7 до 15 мм.

7. Разработано техническое задание, на основании которого Украинским филиалом ЦОКТБ ГОСНИТИ (ныне Украинский филиал ЦОКПТБ ВНПО "Ремдеталь") спроектирован и изготовлен стенд КИ-6444 Рем-деталь для диагностирования автотракторных амортизаторов без демонтажа из подвески. Стенд выполнен на уровне изобретения СССР, а.с. №694788 и 1087803.

8. Производственная проверка на станции технического обслуживания Золотоношской райсельхозтехники Черкасской области показала, что стен.Д КИ-6444 Ремдеталь отвечает своему функциональному назначению и обеспечивает определение технического состояния амортизаторов автомобилей и тракторов без демонтажа из подвески.

Погрешность при измерении амплитуд не превышает 2,5$.

9. Ожидаемый годовой экономический эффект от использования, одного стенда КМ-6444 Ремдеталь при программе обслуживания не менее 800 автомобилей составит 12,5 тыс. рублей.

1. Яценко H.H., Прутчиков O.K. Плавность хода грузовых автомобилей.- М.: Машиностроение, 1969,- 220 с.

2. Говорущенко Н.Я. Диагностика технического состояния автомобилей.- М.: Транспорт, 1970.- 256 с.

3. Говорущенко Н.Я. Основы теории эксплуатации автомобилей.-Киев: Вища школа, 1971.- 230 с.

4. Ротенберг Р.В. Подвеска автомобиля.- Колебания и плавность хода.- Издание 3-е.- М.: Машиностроение, 1972.- 392 с.

5. Кирсанов Е.А. Исследование некоторых методов управления надежностью автомобилей в эксплуатации (на примере системы подвески).- М.: МАДИ, автореф. канд. дисс., 1971.

6. Волошин Ю.Л. и др. Исследование плавности хода колесного трактора класса 3 тс.- Тракторы и сельхозмашины, № II, 1972.- 6-8 с.

7. Кашуба Б.П. и др. Плавность хода гусеничного трактора T-I50.-Тракторы и сельхозмашины № б, 1973.- 7-9 с.

8. Проверка технического состояния амортизаторов в Англии.1971, № 2987, б с.

9. Зкспресс-информация "Гаражи и гаражное оборудование" ВИНИТИ, вып. 24, 1968, реф. 175.- Установка для проверки работоспособности амортизаторов без'снятия их с автомобиля.

10. Экспресс-информация "Гаражи и гаражное оборудование" ВИНИТИ, вып. 47, 1971, реф. 386.- Стенд для амортизаторов.

11. Кирса В.И., Даллакян Ю.Н. Техническое обслуживание гидравлических амортизаторов тракторов T-I50 и T-I50K.- Техника в сельском хозяйстве, 1974, № 4.- 69-71 с.

12. Даллакян Ю.Н., Дербаремдикер А.Д. Усовершенствование метода диагностирования систем подрессоривания и виброзащиты автомобилей и других колесных машин.- Э.И. Конструкции автомобилей.-М.: НИИНавтопром, 1982, № 3.- 27-33 с.

13. Воропаев Г.А. Влияние технического состояния амортизатора на износ автомобильных шин.- М.: ОНТИ, ГОСНИТИ, том II, 1967.207-210 с.

14. Дербаремдикер А.Д. Гидравлические амортизаторы автомобилей.-М.: Машиностроение, 1969.- 236 с.

15. Дербаремдикер АД., Соловьев И.К. Комбинированный двухрежим-ный стенд для испытаний подвески автомобиля при неустановившихся колебаниях.- Автомобильная промышленность, 1972, № 2, с. 41-44.

16. Порхаев В.Г. Высокопроизводительные средства для диагностики технического состояния автомобилей, их агрегатов.- М.: НИИНавтопром, 1970.- 62 с.

17. Дербаремдикер А.Д., Даллакян Ю.Н. Высокопроизводительные методы и средства для диагностики технического состояния гидравлических амортизаторов автомобилей.- М.: ОНТИ ГОСНИТИ, том 39, 1974.- 129-139:' с.

18. Копилевич Э.В., Пурник М.А., Федоров С.А. Диагностика подвески автомобилей.- М.: Транспорт, 1974.- 52 с.

19. Цимбалин В.Б. Диагностика качества подвески автомобиля по основным параметрам плавности хода.- Автомобильный транспорт, Техника.- Киев: 1970.

20. Певзнер Я.М., Гридасов Г.Г. Исследование влияния сухого трения в подвеске на колебания автомобиля при сложном возбуждении.- Автомобильная промышленность, 1970, № 5, с.19-23.

21. Шасси автомобиля ЗИЛ-130. Практика проектирования, испытаний и доводки / Под ред. проф. А.М.Кригера.-М.: Машиностроение, 1973.- 400 с.

22. Патент I.144.342 (Англия), Стенд для виброиспытаний подвески автомобиля.

23. Патент 1.232.372 (ФРГ), Устройство для испытания амортизаторов.

24. Патент 2.133.843 (США), Устройство для диагностирования амортизаторов.

25. Патент 2.923.147 (США), Приспособление для создания вынужденных колебаний дисбалансом.

26. Патент 2.934.940 (США), Способ диагностирования амортизаторов.

27. Патент 3.164.003 (США), Приспособление для диагностирования амортизаторов.

28. Патент 3.187.554 (США), Устройство для диагностирования амортизаторов.

29. Патент 3.477.273 (США), Способ оценки технического состояния амортизаторов.

30. Патент 1.585.294 (Франция), Установка для контроля амортизаторов транспортных средств.

31. Порхаев Б.Г. Новые виды гаражного оборудования, приборов и приспособлений для технического обслуживания и ремонта автомобилей.- М.: Обзор, НИИНавтопром, 1970.- 48 с.

32. Дербаремдикер А.Д., Даллакян Ю.Н., Дунаев A.B. Исследование характеристик диагностического стенда "БОГЕ" для оценки гасящих свойств подвески и амортизаторов автомобилей.- М.: ОНТИ ГОСНИТИ, том 40, 1975.- с. 180-186.

33. Mt ее ел ТМ. Рги/апл куЛ2а«ец/гегdÜmpM ¿т Fatzzwg , Атз,

34. Серов A.B. Современные станции диагностики автомобилей. Обзор,- М.: НИИНавтопром, 1971.- 163 с.

35. Стенд для испытания амортизаторов.- Э.И. Гаражи и гаражное оборудование.- ВШИТИ, вып. 25, реф. 165, 1971.

36. Фламиш 0. Диагностика для автомобилей. (Способы обнаружения скрытых неисправностей) /Перевод с венгерского/.: М.: Транспорт, 1973.- 208 с.

37. Еорц А.Д. и др. Диагностика технического состояния автомобиля.- М.: Транспорт, 1979.- 158 с.

38. Михлин В.М. и др. Техническая диагностика тракторов и зерноуборочных комбайнов.- М.: Колос, 1978.- 287 с.

39. Михлин В.М., Сельцер A.A. Методические указания по прогнозированию технического состояния машин.- М.: ОНТИ ГОСНИТИ, 1972.- Мб с.

40. Мирошников Л.В. и др. Диагностирование технического состояния автомобилей на автотранспортных предприятиях.- М.: Транспорт, 1977.- 264 с.

41. Федоров С.А. Определение технического состояния амортизаторов автомобилей в процессе эксплуатации.- Ленинград: ЛДНТП, 1971.- 32 с.

42. Яценко H.H. Колебания, прочность и форсированные испытания грузовых автомобилей.- М.: Машиностроение, 1972.- 372 с.

43. Силаев A.A. Спектральная теория подрессоривания транспортных машин.- М.: Машиностроение, 1972.- 192 с.

44. Кирса В.И. Причинно-следственная модель механизма и ее использование технической диагностикой.- М.: ОНТИ ГОСНИТИ, том. 43, 1975.-ШМс.

45. Барский Н.Б., Анилович В.Я., Кутьков Г.М. Динамика трактора.-М.: Машиностроение, 1973.- 280 с.

46. Методические указания по прогнозированию технического состояния машин.- М.: ОНТИ ГОСНИТИ, Колос, 1972.- 216 с.

47. Сергеев А.Г. Точность и достоверность диагностики автомобиля.-М.: Транспорт, 1980.- 188 с.

48. Веденяпин Г.В. Общая методика экспериментального исследования и обработки опытных данных.- М.: Колос, 1973.- 195 с.

49. Черкун В.Е. и др. Гидравлические системы тракторов T-I50 и T-I5CK (на украинском языке).- Киев: Урожай, 1974.- 160 с.

50. Положение о техническом обслуживании и ремонте подвижного состава автомобильного транспорта.- М.: Транспорт, 1973.48 с.

51. Положение о техническом обслуживании и ремонте подвижного состава автомобильного транспорта в сельском хозяйстве.- М.: Колос, 1974.- с.

52. Справочник по тракторам T-I50 и T-I5CK / Под ред. Б.П.Кашубы.-Харьков: Прапор, 1973.- 365 с.

53. Попов Д.А. и др. Системы подрессоривания современных тракторов.- М.: Машиностроение, 1974.- 176 с.

54. Михлин В.М. Прогнозирование состояния машин при технической диагностике. В сборнике статей "Надежность и ремонтопригодность машин".- М.: Изд-во стандартов, 1971.- 68-80 с.

55. Михлин В.М. и др. Техническая диагностика автомобилей. Серия "Ремонт и техническое обслуживание машинно-тракторного парка".-М.: ЦНИИТЭИ, 1970.- 47 с.

56. Дербаремдикер А.Д., Кирса В.И., Даллакян Ю.Н. Методические основы диагностирования гидроамортизаторов автотракторных подвесок.- М.: ОНТИ ГОСНИТИ, том. 64, 1981.- с.

57. Пархиловский И.Г. Автомобильные листовые рессоры.- М.: Маш-гиз, I97&- ZB2 С.

58. Дербаремдикер А.Д., Даллакян Ю.Н. К теории диагностики гасящих свойств колебательных систем.- Автомобильная промышленность, 1975, )Ь 12.- с. 13-17.

59. Дербаремдикер А.Д., Даллакян Ю.Н. Исследование динамики ко-лебателя диагностического стенда для оценки гасящих свойств подвески.- М.: ОНТИ ГОСНИТИ, том. 47, 1975.- с. 37-46.

60. Ден-Гартог Дж.П. Механические колебания.- М.: Физматгиз, I960.- ¿>2Г с.

61. Тимошенко С.П. Колебания в инженерном деле.- М.: Наука, 1967.444 с.

62. Артоболевский И.И. Теория механизмов.- М.: Наука, 1967.- 720 с.63. ßußßiazt Fachhe-ßt. Fcdezwv ' W Stossda'mp^M. . ATM ,

63. Дербаремдикер А.Д., Даллакян Ю.Н. Исследование на ЭЦВМ влияния неупругого сопротивления в автомобильной подвеске на диагностические параметры стенда для проверки амортизаторов.-М.: ОНТИ ГОСНИТИ, том. 50, 1976.- с. I2I-I38.

64. Базакуца В.А. Международная система единиц.- Харьков: Изд-во Харьковского университета, 1973.- 235 с.

65. Даллакян Ю.Н., Дербаремдикер А.Д., Кирса В.И. Стенд для диагностики амортизаторов, установленных на транспортном средстве. A.C. ©4788, бюллетень открытия, изобретения, промышленные образцы, товарные знаки.- 1979, № 40.- 147 с.

66. Дербаремдикер А.Д., Кирса В.И., Даллакян Ю.Н. Контроль работоспособности гидроамортизаторов.- Техника в сельском хозяйстве, 1981, № 12.- с. 42-43.