автореферат диссертации по транспортному, горному и строительному машиностроению, 05.05.03, диссертация на тему:Снижение вибронагруженности полноприводного легкового автомобиля на стадии его доводки

На правах рукописи

Прасолов Алексей Вячеславович

СНИЖЕНИЕ ВИБРОНАГРУЖЕННОСТИ ПОЛНОПРИВОДНОГО ЛЕГКОВОГО АВТОМОБИЛЯ НА СТАДИИ ЕГО ДОВОДКИ

Специальность 05.05.03 - Колёсные и гусеничные машины

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание учёной степени кандидата технических наук

Тольятти 2009

003464494

Работа выполнена на кафедре «Автомобили и тракторы» Тольяттинского государственного университета.

Научный руководитель: Кандидат технических наук, доцент

С.Н. Корнилов |;

Кандидат технических наук, доцент М.В. Прокопьев.

Официальные оппоненты: Доктор технических наук, профессор

Н.М. Филькин Кандидат технических наук, С.В. Громовой

Ведущая организация: ООО «Анвис Рус», г. Тольятти.

Защита состоится 9 апреля 2009 года в 1400 часов на заседании диссерта-

ционного совета Д 212.065.03 в Ижевском государственном техническом университете по адресу: 426069, г. Ижевск, ул. Студенческая, дом 7, ИжГТУ, корп. 7.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Ижевского государственного технического университета.

Отзыв на автореферат в двух экземплярах, заверенных гербовой печатью, просим направить на имя учёного секретаря диссертационного совета.

Автореферат разослан « » 2009 г.

Учёный секретарь диссертационного совета, доктор технических наук, профессор_

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. Улучшение эксплуатационных свойств легковых автомобилей обусловлено ужесточением предъявляемых к ним требований нормативных документов и потребителей, соответствие которым особенно важно в условиях жесткой конкуренции между производителями автомобилей. Уровень вибронагруженности и внутреннего шума становится одним из главных показателей качества автомобиля и в значительной мере характеризует степень совершенства его конструкции.

При проектировании автомобиля процесс моделирования уровня вибрации и шума является наиболее сложным, для чего при построении математических моделей вводятся различные упрощения и используются эмпирические зависимости, полученные экспериментальным путем.

Одним из этапов проектирования автомобиля является его доводка, цель которой на реальном автомобиле довести различные параметры до соответствия нормам и требованиям. Методики доводки автомобиля по параметрам вибронагруженности и внутреннему шуму существуют у многих автопроизводителей, но являются «ноу-хау» и обусловлены наличием специального испытательного оборудования, методологического и программного обеспечения.

В связи с постоянным ужесточением норм внутреннего шума автомобиля, требований к уровню вибрации органов управления важно правильно и быстро оценить уровень вибронагруженности узлов автомобиля и предложить пути и средства его снижения, поэтому тема диссертации, направленная на снижение вибронагруженности и уровня внутреннего шума легкового автомобиля, является своевременной и актуальной.

Целью диссертационной работы является создание методики снижения вибронагруженности полноприводного легкового автомобиля на стадии его доводки путем оптимизации жесткостных характеристик подвески двигателя, трансмиссии и усилий осевого перемещения в компенсирующих устройствах карданных передач.

Методы исследования. В работе применены методы теории планирования эксперимента, математической статистики, численные методы математического анализа и оптимизации.

Объект исследования: полноприводный легковой автомобиль. Новизна работы. Научная новизна выполненной диссертации заключается в следующем:

1. Разработана расчетно-экспериментальная регрессионная модель колебаний полноприводного автомобиля для оптимизации вибронагруженности двигателя, трансмиссии и элементов салона в процессе разгона автомобиля;

2. Определено влияние усилия осевого перемещения в компенсирующих устройствах карданных передач на уровень вибронагруженности автомобиля;

3. Предложена методика оценки вибронагруженности узлов автомобиля при помощи единого обобщённого критерия оптимальности;

4. Создана методика доводки автомобиля по уровню вибрации, путем настройки совместной работы двигателя и трансмиссии, позволяющая провести оценку вибронагруженности автомобиля, дать рекомендации по выбору характеристик варьируемых факторов.

Практическая ценность. Определены жесткостные характеристики подвески двигателя, трансмиссии и усилия осевого перемещения в компенсирующих устройствах карданных передач автомобиля ВАЗ-21214, при которых максимальный уровень внутреннего шума снижен на 2,5 дБА. Разработано программное обеспечение, позволяющее анализировать влияние, оказываемое же-сткостными характеристиками подвески силового агрегата и усилием осевого перемещения в карданных передачах на уровень вибронагруженности узлов трансмиссии в процессе разгона автомобиля.

Реализация работы. На ОАО «АВТОВАЗ» результаты исследований вибронагруженности автомобиля ВАЗ-21214 учитывались при принятии решения о применении карданных шарниров АЮ для автомобиля ВАЗ-21214М, составлена инструкция по проведению факторных экспериментов на полноприводном динамометрическом стенде с беговыми барабанами. Результаты работы используются в учебном процессе на кафедре «Автомобили и тракторы» ТГУ.

Апробация работы. Основные положения диссертации были доложены и обсуждены на 49-ой Международной научно-технической конференции ААИ «Приоритеты развития отечественного автотракторостроения и подготовки инженерных и научных кадров», Москва, 2005г., Международном симпозиуме «Проектирование колесных машин», посвященному 175-летию МГТУ им. Н.Э.

Баумана, Москва 2005г., VI и VII Научно-практических конференциях молодых специалистов ОАО «АВТОВАЗ», Тольятти 2004, 2005г.г., Всероссийской научно-технической конференции «Проблемы и перспективы автомобилестроения в России», Ижевск 2007г., кафедре «Автомобили и тракторы» Тольяттинского государственного университета в 2004-2008 г.г.

Публикации. По теме диссертации опубликовано 8 работ, включая 2 публикации в изданиях, рекомендованных ВАК РФ для публикации материалов кандидатских диссертаций.

Структура и объём диссертации. Диссертационная работа состоит из введения, четырёх глав и выводов, списка литературы (127 наименований). Основная часть работы изложена на 125 страницах машинописного текста, содержит 34 рисунка и 23 таблицы.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обосновывается актуальность темы диссертационной работы, формулируется цель, научная новизна и практическая значимость полученных результатов.

В первой главе выполнен анализ работ, посвященных теоретическим и экспериментальным исследованиям виброактивности силового агрегата автомобиля. Рассмотрены различные факторы, влияющие на вибронагруженность легкового автомобиля, в том числе системы подрессоривания автомобильных двигателей и трансмиссии, конструктивные особенности карданных передач и колес. Проведен обзор динамических моделей колебаний силового агрегата автомобиля и их математических описаний.

Исследованию вибрации легковых автомобилей посвящено множество работ как теоретического, так и практического характера. Результаты исследований нашли свое отражение в работах ученых Ананьева И.В., Вермеюка В.Н., Гладова Г.И., Григорьева Е.А., Дементьева Ю.В., Емельянова А.Е., Колесника К.В., Ковальчука A.B., Кондрашкина A.C., Контанистова С.П., Корнилова С.Н., Корчемного Л.В., Латышева Г.В., Ломакина В.В., Лунева И.С., Минкина Л.М., На-следова П.В., Новокшонова В.К., Полунгяна A.A., Прокопьева М.В., Семенова В.М., Соломатина Н.С., Стефановича Ю.Г., Родионова В.Ф., Тольского В.Е., Умняш-кина В.А., Филькина Н.М., Фрумкина А.К., Цитовича И.С., Черепанова Л.А., Чудакова Е.А., Шарипова В.М., Шуплякова B.C., Яценко H.H., Astrom K.J.,

Balfour G., Hamzeh O.N., Lim В., Maucher P., Ponslet. E., Sakamoto Т., Schoggl P. и других известных отечественных и зарубежных ученых.

Учитывая тесную связь и зависимость уровня вибронагруженности и внутреннего шума автомобиля, проведен обзор работ на данную тему, определены основные показатели и нормативные документы, регламентирующие параметры шумо- и виброкомфорта.

Вопросам изучения вибронагруженности и внутреннего шума автомобилей посвящены работы Анкиновича Г.Г., Бочарова Н.Ф., Воронцова С.А., Гуд-цова В.Н., Косых А.Н., Латышева Г.В., Луканина В.Н., Лукина П.П., Лунева И.С., Нюнина Б.Н., Стрементарева В.А., Тольского В.Е., Chikamori S., Yoshi-kawa N. и др.

Оценивая общее состояние проблемы, сделаны следующие выводы:

1. Эксплуатационные свойства и комфортабельность управления автомобилем напрямую зависят от виброактивности силового агрегата и трансмиссии, а основной способ снижения передачи вибрации от двигателя - оптимизация характеристик опор подвески силового агрегата и трансмиссии;

2. Известные динамические модели колебаний силового агрегата полноприводных автомобилей не учитывают влияние усилия осевого перемещения в компенсирующих устройствах карданных передач на уровень вибронагруженности автомобиля;

3. При создании математических моделей для расчета колебаний силового агрегата используются допущения, которые влияют на точность и достоверность результатов;

4. Имеющиеся методики предназначены для использования при проектировании автомобиля, а их использование при доводке готового автомобиля, ходовых макетов, прототипов требует значительного усложнения моделей;

5. Авторы многих работ по снижению вибрации силового агрегата не исследуют их связь с уровнем шума в автомобиле;

6. Направление по доводке и экспериментальному исследованию легковых полноприводных автомобилей для снижения вибрации и шума малоизученно, а работы по исследованию колебаний многоосных транспортных средств и тракторов в данном случае не могут быть применимы в полном объеме;

7. Перечисленные методики не универсальны, в большинстве своем имеют

узконаправленную применяемость и рассчитаны на определенный тип автомобиля, расположение силового агрегата, и т.д.

На основании сделанных выводов сформулированы основные задачи диссертации:

1. Провести экспериментальные исследования вибрационного состояния автомобиля ВАЗ-21214 в режиме «плавного разгона» для оценки уровня виб-ронагруженности узлов автомобиля и подготовки исходных данных для наполнения регрессионной модели;

2. Разработать расчетно-экспериментальную регрессионную модель для моделирования вибронагруженности узлов автомобиля в процессе разгона, учитывающую влияние усилия осевого перемещения в компенсирующих устройствах карданных передач;

3. Разработать методику оценки вибронагруженности узлов автомобиля в процессе разгона, оценочный критерий, шкалу оценки;

4. Разработать методику оптимизации, для определения рациональных же-сткостных характеристик подвески двигателя, трансмиссии и усилия осевого перемещения в компенсирующих устройствах карданных передач;

5. Исследовать связь уровня вибронагруженности с уровнем внутреннего шума, с целью определения влияния предложенных изменений на внутренний шум;

6. Разработать рекомендации по снижению уровня вибронагруженности и внутреннего шума автомобиля.

Вторая глава посвящена проведению экспериментальных исследований по определению уровня вибронагруженности автомобиля ВАЗ-21214 и подготовке исходных данных для построения математической модели.

Согласно обзору работ, основной способ защиты кузова и трансмиссии от вибрации - правильный подбор характеристик опор подвески силового агрегата и трансмиссии. В данной работе, как фактор, существенно влияющий на уровень вибронагруженности автомобиля, рассмотрен такой параметр, как усилие осевого перемещения в компенсирующих устройствах карданных передач. На рис. 1 представлена структурная схема силового агрегата и трансмиссии автомобиля ВАЗ-21214, учитывающая характеристики упругости опор двигателя, коробки передач, раздаточной коробки и усилия осевого перемещения в компенсирующих устройствах карданных передач переднего и заднего мостов.

На рис.1 применены следующие сокращения: ДВС - двигатель, КП - коробка передач, РК - раздаточная коробка, ПМ- передний мост, ЗМ - задний мост, т.О и т.О| - соответственно центры качания заднего моста и карданной передачи.

Оценка вибрационного состояния элементов трансмиссии и кузова осуществлялась по величине виброускорений, зарегистрированных с помощью датчиков виброускорений. Замеры виброускорений выполнены при помощи аппаратуры сбора данных «SC-9060» ф. «РК SYSTEM», вибродатчиков типа AT 1105-10. Обработка записи показаний вибродатчиков производилась с помощью пакета программ «nSOFT». Трехкоординатные вибродатчики устанавливались в районе передних опор двигателя, около опоры коробки передач, на раздаточной коробке, на картере переднего моста, на картере заднего моста, однокоординатные - на днище около салазок сиденья водителя и в районе ног заднего левого пассажира, на рулевом колесе, на рычаге переключения передач.

На заднем и переднем мостах, двигателе, коробке передач и раздаточной коробке показания снимались по оси X (продольная ось автомобиля), Y (поперечная ось автомобиля) и по оси Z (вертикальная ось автомобиля). На рулевом колесе, рычаге переключения передач, днище салона у ног пассажира и водителя - только по оси Z.

Эксперименты по исследованию уровня вибрации проводились в соответствии с планом дробного факторного эксперимента 25"1 , в качестве дробной реплики был принят задний карданный вал Х3. Факторы варьировались на уровнях+1 и-1 (таблица 1).

Жесткостные характеристики опор подвески двигателя, коробки передач и раздаточной коробки определялись в Отделе исследования шумов и виброкомфорта Дирекции технического развития (ОИШВ ДТР) ОАО "АвтоВАЗ" с помощью специализированного стенда фирмы "МТБ". Испытания по определению экспериментальных зависимостей между крутящим моментом на приводном валу и возникающей вследствие этого при ходе подвески осевой силы проводились в Отделе доводки трансмиссии ДТР.

Таблица 1.

Кодированное обозначение Фактор Уровень+1 (базовый) Уровень-1 (экспериментальный)

X, Усилие осевой компенсации в карданном вале привода переднего моста за счет шлицевого соединения (2800 Н при Мкр=200 Нм) за счет ШРУСов ARJ (55 Н при Мкр=200 Нм)

х2 Жесткость опор раздаточной коробки статическая жесткость 315 Н/мм) жесткость снижена на 20% = 250 Н/мм)

X, Жесткость задней опоры силового агрегата статическая жесткость 315 Н/мм) жесткость снижена на 20% = 250 Н/мм)

Х4 Жесткость передней опоры силового агрегата статическая жесткость 550 Н/мм) жесткость снижена на 47% = 290 НУмм)

х5 Усилие осевой компенсации в карданном вале привода заднего моста за счет шлицевого соединения (2800 Н при Мкр=200 Нм) за счет ШРУСов ARJ (55 Н при Мкр=200 Нм)

Исследования уровня вибрации в автомобиле ВАЗ-21214 проводились в стендовых условия в аэроклиматической лаборатории Управления специальных испытаний ОАО «АВТОВАЗ» на стенде с беговыми барабанами ф.лБСНЕЫСК», состоящем из 4-х барабанов с индивидуальным приводом каждого барабана.

Для повышения точности исследуемых колебательных процессов был предложен режим записи показаний вибродатчиков при «плавном разгоне» автомобиля. Возможности динамометрического стенда позволяют производить запись плавного разгона автомобиля в течении 80-ти секунд. При этом на беговых барабанах реализуется кривая сопротивления, адекватная сопротивлению при движении в реальных дорожных условиях. Скорость воздушного потока изменяется в соответствии с усилием на барабанах.

Для обработки результатов записи виброускорений при «плавном разгоне» определен минимальный отрезок времени, за который исследуемый случайный колебательный процесс описывается адекватно, для чего был проведен эксперимент по замеру виброускорений на исследуемом автомобиле стандартной комплектации по действующей процедуре: режим замеров при постоянных значениях скоростей от 80 км/ч до 130км/ч с интервалом в 10 км/ч, время записи ЗОсекунд, места установки датчиков соответствовали описанным ранее.

Далее по каждому датчику для каждой скорости из 30-ти секундного отрезка записи определяем дисперсии Б2 для 2, 5, 10, 15, 22, 30, 60 равных по времени выборок. Для каждого варианта количества выборок рассчитываем критерий Кохрена в при уровне значимости р=0,01 и определяем принадлежность дисперсий одной генеральной совокупности. Если найденное по выборочным дисперсиям значение критерия Кохрена меньше табличного в < <3,.^ («,/), то дисперсии принадлежат одной генеральной совокупности. На рис. 2 показан сравнительный график расчетных и табличных значений критерия Кохрена в зависимости от количества дисперсий (для двигателя). По значению в точке пересечения двух графиков определяем максимальное количество дисперсий, при которых отрезок записи адекватно описывает исследуемый случайный колебательный процесс. Отношение длины записи к количеству дисперсий позывает минимальное время записи.

Количество дисперсий

Рис. 2. Сравнительный график критерия Кохрена

Минимальное время записи определяем для всех скоростных диапазонов каждого датчика. При исследовании колебаний, на различных датчиках резо-нансы наблюдались на скоростях 90, 100, 120 и 130 км/ч. При отсутствии явно выраженных резонансов длина записи, в которой дисперсии принадлежат одной генеральной совокупности, не превышает 1,3 секунды.

Для каждого варианта количества выборок рассчитываем критерий Фишера Р, чтобы определить адекватность записи в сравнении с ЗО-'ги секундным отрезком:

(1)

ЗОсе^рн)

где Б2 - оценка генеральной дисперсии.

При уровне значимости р = 0,01 процесс, записанный в интервале времени I = 1,3 секунды, описывается адекватно. Процесс длительностью 1,3 секунды стационарен.

Основываясь на проведенных вычислениях и субъективных оценках о наиболее вибронагруженных режимах движения, дальнейшие эксперименты по определению уровня вибронагруженности автомобиля ВАЗ-21214 проводили по разработанному режиму «плавного разгона» автомобиля от скорости 70 км/ч до 130 км/ч в течении 80 секунд, частота записи 625 замеров в секунду.

После проведения испытания имеется набор данных виброускорений по 19 датчикам для 9 точек замеров. На рисунке 3 показан пример записи при «плавном разгоне» с датчика, установленного на двигателе. Для упрощения работы с данными и удобства оценки записи вибродатчиков переведены в средние квадратичные отклонения виброускорений. Обработка данных производилась путем последовательного определения значений средних квадратичных отклонений виброускорений для каждого отрезка записи в 1,3 секунды, равных разгону автомобиля на 1 км/ч.

ъ

Скорость, км/ч Рис. 3. Показания вибродатчика двигателя

Определяем дисперсию, а затем среднее квадратичное отклонение последовательно для каждого отрезка в 1,3 секунды по формулам:

п-1

(2) (3)

Для трехкоординатных датчиков средние квадратичные отклонения по трем осям (ffx, cry, crz) складывались в один вектор, длина вектора определяется по формуле:

^ . (4)

Полученные данные показывают амплитуду виброускорений на исследуемых узлах с шагом в один километр. По рассчитанным значениям строим график зависимости средних квадратичных отклонений виброускорений от скорости автомобиля. На графике вибронагруженности заднего моста (рис. 4) кривые виброускорений располагаются на двух уровнях, причем все кривые с меньшим уровнем вибрации принадлежат комплектациям со ШРУС, то есть очевидна зависимость уровня колебаний от выбранных факторов эксперимента. На рис. 4 представлены только те комплектации, для которых будет определяться уровень внутреннего шума.

Рис. 4. Уровень вибронагруженности заднего моста в эксперименте

Для оценки уровня вибрации при разгоне автомобиля предложен частный критерий "<3", численно равный значению площади под кривой графика зависимости средних квадратичных отклонений виброускорений от скорости автомобиля, и является характеристикой мощности, затраченной на вибрацию рассматриваемых узлов. Значения критерия "С)" сведены в таблицу 2.

Таблица 2.

Значение критерия "О1

Комплектация зм РК кп пм две Водитель Пассажир Руль Рычаг

1 11,19 29,52 45,97 20,48 24,40 4,72 2,50 3,99 11,08

2 5,94 32,88 55,43 23,94 26,20 4,67 2,25 3,42 12,76

3 5,95 32,26 53,86 22,00 25,54 3,98 2,15 3,14 11,04

4 9,86 28,95 58,41 25,06 26,09 4,15 2,06 3,27 ¡2,56

5 5,81 29,22 56,14 21,49 24,65 5,21 2,58 3,38 11,55

6 9,66 21,96 55,93 25,31 25,44 4,07 2,41 3,07 12,66

7 11,19 25,89 49,37 21,14 23,56 4,33 2,42 3,62 12,12

5,89 27,96 54,11 20,05 25,10 3,80 2,08 3,14 12,69

9 6,01 30,33 53,24 22,59 26,25 6,10 2,53 3,10 11,36

10 9,80 22,50 52,73 25,31 26,47 5,73 2,44 3,19 11,53

11 11,87 24,35 51,06 22,79 26,05 5,43 2,57 3,97 11,49

12 5,81 24,35 51,07 25,87 25,06 4,88 2,29 3,82 11,37

13 12,58 28,87 44,42 21,31 25,26 4,91 2,75 3,69 10,89

14 5,80 28,92 65,09 25,96 30,86 4,63 2,25 3,43 11,66

15 5,99 33,67 61,61 22,64 28,35 4,31 2,10 2,98 11,17

16 11,33 30,02 53,96 26,17 27,32 4,91 2,43 4,29 12,21

Таким образом, уровень вибронагруженности всех 9-ти исследуемых уз'

лов представлен численным значением на каждой из 16-ти комплектаций.

В третьей главе описаны принципы построения регрессионной модели с учетом влияния исследуемых факторов. Изложены методики оценки уровня виб-ронагруженности узлов автомобиля и оптимизации исследуемых факторов.

По данным эксперимента проведен корреляционный анализ для определения зависимости уровня вибронагруженности на исследуемых узлах и исключения зависимых узлов из дальнейшей обработки с целью сокращения времени исследования, для чего использовался коэффициент корреляции Пирсона "г".

С целью снижения временных затрат и исключения ошибок при вычислительных операциях используем для определения коэффициентов корреляции программный пакет анализа данных «81а&1зса 6».

Согласно экспериментальной статистики, принято считать, что исследуемые величины имеют достаточную корреляционную зависимость, если коэффициент корреляции г > 0,6. С учетом невысокого объема выборки, используемой для определения коэффициента корреляции (N=16), для анализа выбираем значения коэффициента корреляции "г" при уровне значимости р <0,005. Исходными данными для вычисления коэффициента корреляции приняты значения критерия из таблицы 2.

Анализ коэффициентов корреляции показал высокую положительную корреляционную зависимость уровня вибрации на коробке передач и двигателе (г =0,7552, при р=0,001), а также на днище в районе ног водителя и заднего левого пассажира (г -0,6616, при р=0,005). Формулы линейной зависимости приведены ниже:

улес,= 12,6212 +0,2489УКШ; (5)

У,= "0.2054 + 2,0925Гп>с_р,. (6)

Дополнительно построены двухмерные диаграммы рассеяния, на которых визуально подтверждена линейная зависимость между исследуемыми переменными и определено отсутствие «выбросов». Следовательно, исключаем из дальнейшего анализа и оптимизации показания с датчиков коробки передач и пассажира.

Согласно результатам испытаний, имеется набор средних квадратичных отклонений виброускорений, описывающих уровень вибронагруженности на

каждом датчике при разгоне автомобиля от 70 до 130 км/ч с шагом в 1 км/ч (6720 значений для 7-ми датчиков).

Математическая модель для моделирования вибронагруженности силового агрегата, трансмиссии и элементов салона в процессе разгона автомобиля составлена по экспериментальным данным с помощью регрессионных уравнений.

На примере датчика заднего моста построение регрессионной модели выглядит следующим образом:

- исходные данные по датчику содержат 60 значений средних квадратичных отклонений виброускорений для интервала скоростей с 70 до 130 км/ч с шагом в 1 км/ч;

- составляются 60 выборок значений средних квадратичных отклонений виброускорений из 16-ти комплектаций соответственно для каждого шага в 1 км/ч;

- по 60-ти выборкам, составляются матрицы планирования и рассчитываются 60 уравнений регрессии.

Полученные 60 уравнений функционально описывают картину колебаний по датчику при изменении любого из пяти варьируемых факторов. Аналогичным образом составляются уравнения для остальных датчиков. В сумме колебательный процесс для 7-ти датчиков описан 420 уравнениями, которые образуют расчетно-экспериментальную регрессионную модель колебаний силового агрегата и кузова автомобиля ВАЗ - 21214.

Для модели составлялись уравнения регрессии, учитывающие парные взаимодействия, все коэффициенты принимались как значимые:

У~Ьа +6,*, +Ь2х 2 +¿3X3 +¿4*4 +¿>5*3 +¿12*1*2 +¿13*1*3 +¿14*1*4 +

¿15*,*5 + ¿23 *2 *3 + 624 *2 *4 + ¿25*2*5 + ¿34*3*4 + ¿35*3*5 + ¿45*4*5 , (7)

где у - значения средних квадратичных отклонений виброускорений, Ь; - коэффициенты уравнения, ^ - кодированные значения (-1; +1) факторов эксперимента.

Сходимость результатов расчетов А на регрессионной модели е исходными данными определялась путем отношения значений средних квадратичных отклонений виброускорений по регрессионной модели у;_раСчетж)е к аналогичным значениям по эксперименту ^экспериментальное и составляет около 93%.

Для анализа и оценки данных необходимо иметь исследуемые данные одной размерности, одного порядка и обобщенный критерий, включающий частные критерии с наложенными весовыми коэффициентами. Формирование обобщенного критерия производится с использованием обобщенной функции желательности, для этого частные критерии вибронагруженноста по исследуемым узлам (таблица 2) преобразовываем в безразмерную шкалу желательности <1 при помощи экспоненциальной зависимости:

й = ехр[- ехр(- 2')]. (8)

В выражении(8)

е'=ь0+&,-е, (9)

где Ь0, - коэффициенты, которые можно определить, если задать для двух значений критерия 2 соответствующие значения желательности с1.

Оценочная шкала со значениями желательности приведена на (рис.5а).

Рис. 5. Оценка исследуемых данных

Присвоение значимости осуществлялось путем задания граничным значениям частным критериям "С^" оценки в безразмерной шкале. Значению площади под кривой минимального уровня виброускорений присваивали значение 0,8 по шкале желательности, максимальному - значение 0,2 (рис.56). Изменять весомость частных критериев можно посредством задания для каждой частной желательности й? различных значений верхнего предела варьирования (напри-

мер 0,9 вместо 0,8) при сохранении неизменным значений нижнего предела варьирования.

Частные критерии с присвоенными весовыми коэффициентами сворачиваются с помощью обобщенного показателя желательности Б, который рассчитывается как среднее геометрическое частных функций желательности ^ :

где к - количество частных критериев в обобщённом показателе желательности.

Обобщенный показатель Б рассчитывается для любой комбинации датчиков в зависимости от поставленных требований. В таблице 3 приведены расчеты показателя Б для оценки колебаний салона Бсалона, трансмиссии и суммарного для всех датчиков Бе-

Таблица 3

Комплектация Стране 1)сШН1

1 0,548 0,552 0,549

2 0,487 0,432 0,463

3 0,562 0,765 0.642

4 0,470 0,523 0,492

5 0,664 0,586 0,629

6 0,535 0,517 П 0,527

7 0,600 0,556 0,580

8 0.704 0,514 0,615

9 0,588 0,473 0,536

10 0,513 0,528 0,519

11 0,519 0,462 0,494

12 0,555 0,561 0,558

13 0,471 0,616 0,528

14 0,363 0,627 0,459

15 0,452 0,749 0,561

16 0,349 0,358 0,353

Согласно данным таблицы, с точки зрения общего уровня колебаний, видно, что комплектация 3 лучшая в эксперименте, Бе = 0,642. Очевидно, что найденный оптимум ограничен имеющимися экспериментальными данными. Моделирование варьируемыми факторами эксперимента и их оптимизация осуществлялись с помощью регрессионной модели автомобиля «Нива».

Цель оптимизации исследуемых факторов автомобиля ВАЗ-21214 сводится к определению комплектации с минимальным уровнем вибрации, а именно определение таких значений варьируемых факторов, при которых обеспечивается минимальный уровень вибрации на всех исследуемых узлах.

Уровень вибрации всех датчиков в целом можно описать уравнением регрессии, составленном для обобщенного показателя желательности, суммарного для всех датчиков Dj:

D£ =0,533 + 0,022*, -0,015*2 + 0,009х3 +0,033*, -0,021*s + 0,001*,*2 --0,0066|з*,*з + O.OOS*,*4 +0,001*,*s -0,001*2*з -0,012*2*4 + 0,03*J*S -- 0,024*3*4 + 0,002*3*5 + 0,001*4д ■ (Ю)

С учетом количества неизвестных, оптимизация ведется при помощи пошаговой подстановки, для чего по уравнению 10 рассчитывается обобщенный показатель DE для всех возможных комбинаций варьируемых факторов Xi. В нашем случае значения жесткости опор целесообразно варьировать в пределах от -2 до +2, а значения усилия осевого перемещения карданных передач от -1 до +1. Шаг варьирования принят равным 0,5 для всех факторов. В итоге количество комбинаций составило более 18000, по которым определена область приемлемых значений DE и выбрана лучшая комплектация с Dj;raax = 0,877, которая получена при следующей комбинации варьируемых факторов: Xi = 1, Х2 = -2, Х3 = -2, Х4 = 2, Х5 = -1. При переводе в истинные значения комплектация выглядит следующим образом: передний карданный вал - стандартный, с осевой компенсацией за счет шлицевого соединения, опоры раздаточной коробки со статической жесткостью 217 Нм (снижена на 30%), опора коробки передач со статической жесткостью 217 Нм (снижена на 30%), передние опоры двигателя, со статической жесткостью 680 Нм (увеличена на 25%), задний карданный вал с опытными ШРУСами ARJ (усилие осевой компенсации снижено в 20 раз).

На рис.6 изображен график уровня вибронагруженности двигателя, на котором толстой сплошной линией показан уровень вибронагруженности базовой комплектации, тонкой сплошной - лучшей комплектации из эксперимента, штрихпунктирной - вибронагруженность оптимизированного варианта.

<а х

2 (V

I!

И

е ш я о

3 и

э ><

1а

* |Л

! о

Рис.

50 45 40 35 30 25 20 15 10 5 О

у

л

//V / г

у/

уг /

• * *

згг^-7 — Е >азовый ва риант

• • • Оптимизированный вариант — Лучшая из испытаний -!-к--1-

71 81 91

6. Результаты оптимизации

101

111

121 \/а, км/ч

В четвертой главе представлены результаты дорожных испытаний автомобиля ВАЗ-21214 по замеру внутреннего шума, проводимые для определения влияния факторов эксперимента на внутренний шум и определения корреляции уровня вибронагруженности и внутреннего шума, а также изложен алгоритм методики снижения вибронагруженности полноприводного легкового автомобиля на стадии его доводки путем оптимизации жесткостных характеристик подвески двигателя, трансмиссии и усилий осевого перемещения в компенсирующих устройствах карданных передач.

Дорожные испытания автомобиля ВАЗ-21214 по замеру внутреннего шума проводились по ГОСТ Р 51616-2000 на сухом асфальтобетонном покрытии специального прямолинейного участка дороги в безветренную погоду при температуре окружающего воздуха +5...+10°С. Уровень внешних акустических помех не превышал 58 дБ А. Измерения уровней внутреннего шума проводились в продольной плоскости симметрии автомобиля на уровне органов слуха для трех комплектаций: базовой (комплектация 1), лучшей по сумме всех датчиков =0,642 (комплектация 2) и одной произвольно выбранной рассчитанной по регрессионной модели (комплектация 3). График общего уровня шума при разгоне автомобиля на 4-й передаче для всех комплектаций показан на рис. 7.

I

|83 ¡8° |77

8 74 8. >5

I'71 68

___ / > / . / / О / — ^

Г\ / XV / . / !

/г [у ....

1 \ -Компл.1 — Компл.2 _| — - Компл.З

70 80 90 100 110 120 Va, км/ч

Рис. 7. График общего уровня шума при разгоне автомобиля на 4-й передачи

Результаты замеров общего уровня внутреннего шума для каждой комплектации и расчетов соответствующих значений обобщенного показателя желательности Б приведены в таблице 4.

Таблица 4.

Комплектация Осалона ^трансмиссии Шум в салоне, дБА (Интенсивный разгон на 4 пер. КП по ГОСТ Р 51616-2000) Шум в салоне, дБА (Интенсивный разгон на 3 передаче КП)

1 0,552 0,548 0,549 85,8 87,1

2 0,765 0,562 0,642 82,0 83,0

3 0,681 0,585 0,626 83,5 83,0

Согласно результатам испытаний автомобиля ВАЗ-21214 по замеру внутреннего шума для комплектации с лучшим значением показателя желательности Бе получено наибольшее снижение внутреннего шума, что показывает правильность выбранного метода оценки вибрации (с помощью частного критерия "С>" и обобщенного показателя В), а также косвенно подтверждает адекватность созданной расчетно-экспериментальной регрессионной модели автомобиля.

Таким образом, основным результатом работы стала методика снижения вибронагруженности и уровня внутреннего шума полноприводного легкового автомобиля на стадии его доводки. Алгоритм методики представлен на рисунке 8.

Рис. 8. Алгоритм методики

ЗАКЛЮЧЕНИЯ И ВЫВОДЫ

1. Проведены экспериментальные исследования уровня вибронагружен-ности автомобиля ВАЗ-21214 в процессе разгона на элементах управления, двигателе и узлах трансмиссии, включающие в себя методику проведения эксперимента, режима испытаний, методику обработки экспериментальных данных.

2. Разработана расчетно-экспериментальная регрессионная модель колебаний полноприводного автомобиля, учитывающая влияние жесткостных характеристик подвески двигателя, трансмиссии и усилий осевого перемещения в компенсирующих устройствах карданных передач. Отклонение результатов расчёта от результатов стендовых испытаний автомобиля составляет не более 7 %.

3. Разработана методика оценки и оптимизации уровня вибронагружен-ности, позволяющая провести анализ, посредством использования функции желательности и предложенного критерия оценки, а также выбрать рациональные, с точки зрения уровня вибрации, жесткостные характеристики подвески двигателя, трансмиссии и усилий осевого перемещения в компенсирующих устройствах карданных передач.

4. Разработана методика доводки автомобиля по уровню вибрации и внутреннему шуму, путем настройки совместной работы двигателя и трансмиссии.

5. Определены влияние жесткостных характеристик подвески двигателя, трансмиссии и усилий осевого перемещения в компенсирующих устройствах карданных передач на внутренний шум автомобиля и корреляция уровня внутреннего шума с вибронагруженностью исследуемых узлов автомобиля.

6. Для автомобиля ВАЗ-21214 «Нива» определена комплектация, при которой максимальный уровень внутреннего шума снижен на 2,5 дБА: передний карданный вал - стандартный, с осевой компенсацией за счет шлицевого соединения, опоры раздаточной коробки со статической жесткостью 217 Нм (снижена на 30%), опора коробки передач со статической жесткостью 217 Нм (снижена на 30%), передние опоры двигателя, со статической жесткостью 680 Нм

(увеличена на 25%), задний карданный вал с опытными ШРУСами ARJ (усилие осевой компенсации снижено в 20 раз).

Основные положения диссертационного исследования опубликованы в следующих работах:

1. Корнилов, С.Н. Постановка эксперимента по настройке силового агрегата и трансмиссии в легковом полноприводном автомобиле / С.Н. Корнилов, М.В. Прокопьев, A.B. Прасолов, Д.А. Рогачев // Сборник трудов «Современные тенденции развитая автомобилестроения в России». - Тольятти: ТГУ, 2004. Том 2.-С. 173-175.

2. Корнилов, С.Н. Формирование технических требований к трансмиссии автомобиля ВАЗ-21214М / С.Н. Корнилов, A.B. Прасолов, М.В. Прокопьев // Международный симпозиум «Проектирование колесных машин», посвященный 175-летию МГТУ им. Н.Э. Баумана. 21-22 марта 2005 г. Доклады. М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э.Баумана,2005.-С. 232-233.

3. Корнилов, С.Н. Логика обработки записи виброускорений на автомобиле / С.Н. Корнилов, A.B. Прасолов, М.В. Прокопьев, Е.А. Рублев // Международный научный симпозиум, поев. 140-летию МГТУ «МАМИ». Материалы 49-й международной научно-технической конференции ААИ «Приоритеты развития отечественного автотракторостроения и подготовки инженерных и научных кадров». 4.2. Москва, 23-24 марта 2005 г. М.: МГТУ «МАМИ», 2005.-С. 26-29.

4. Корнилов, С.Н. Анализ и оптимизация результатов эксперимента по определению виброускорений трансмиссии автомобиля ВАЗ 21214М / С.Н. Корнилов, A.B. Прасолов // Сборник докладов 4-й Всероссийской научно-технической конференции с международным участием «Современные тенденции развития автомобилестроения в России» 4.1. Тольятти, 25-26 мая 2005 г. Тольятти: ТГУ, 2005. - С. 190-192

5. Прокопьев, М.В. Разработка расчетно-экспериментальной регрессионной модели колебаний силового агрегата и кузова для доводки автомобиля ВАЗ-21214

по уровню вибрации / М.В. Прокопьев, A.B. Прасолов // Материалы Всероссийской научно-технической конференции «Проблемы и перспективы автомобилестроения в России, Ижевск 2007г. - С. 169-173.

6. Прасолов, A.B. Логика оптимизации экспериментальных данных уровня колебаний автомобиля ВАЗ-21214 с использованием множества Парето / A.B. Прасолов, М.В. Прокопьев // Проблемы и достижения автотранспортного комплекса: сборник материалов VI Всероссийской научно-технической конференции. Екатеринбург: УГТУ-УПИ, 2008. - С. 176-179.

7. Прокопьев, М.В. Применение корреляционного анализа при экспериментальном исследовании уровня колебаний в автомобиле ВАЗ-21214 / М.В. Прокопьев, A.B. Прасолов // Известия МГТУ «МАМИ». - М., - 2008. -№1(5).-С. 96-100.

8. Прокопьев, М.В. Подход к исследованию совместной работы двигателя и трансмиссии по критерию виброактивности / М.В. Прокопьев, A.B. Прасолов // Вестник Ижевского государственного технического университета, - Ижевск, -2008.-№2.-С. 11-16.

Подписано в печать 3.03,2009. Формат 60x84/16. Печать оперативная. Усл. п. л. 1,5. Уч-изд. л. 1,4. Тираж 100 экз. Заказ № 3-42-09.

Отпечатано в редакционно-издательском центре Тольятшнского государственного университета

445667, г. Тольятти, ул. Белорусская, 14

ВВЕДЕНИЕ.

Глава 1. Состояние вопроса по исследованию вибрации и внутреннего шума автомобиля. Цели и задачи диссертации.

1.1 Источники вибрации автомобиля. Обзор основных работ.

1.2 Обзор работ по исследованию внутреннего шума автомобиля.

1.3 Анализ методов моделирования колебательных процессов силового агрегата.

1.3.1 Обзор теоретических методов исследования вибрации и внутреннего шума автомобиля.

1.3.2 Обзор экспериментальных методов исследования вибрации и внутреннего шума автомобиля.

1.4 Краткие выводы по главе, цели и задачи диссертации.

Глава 2. Экспериментальное исследование вибронагруженности автомобиля ВАЗ-21214.

2.1 Подготовка эксперимента.

2.1.1 Описание и схема полноприводного динамометрического стенда.

2.1.2 Измеряемые параметры и регистрирующая аппаратура.

2.1.3 Подготовка объектов испытания.

2.2 Методика проведения эксперимента.

2.2.1 План проведения эксперимента.

2.2.2 Выбор режима испытаний.

2.2.3 Определение минимального времени записи виброускорений

2.3 Обработка экспериментальных данных.

2.4 Краткие выводы по главе.

Глава 3. Исследование колебаний силового агрегата и органов управления с помощью регрессионной модели.

3.1 Корреляционный анализ экспериментальных данных.

3.1.1 Постановка целей анализа, выбор программного обеспечения, описание алгоритма.

3.1.2 Определение зависимости между варьируемыми факторами и вибрацией исследуемых узлов.

3.1.3 Исследование зависимости с помощью двухмерных диаграмм рассеяния. Выводы о минимальном количестве датчиков.

3.2 Построение расчетно-экспериментальной регрессионной модели трансмиссии.

3.2.1 Выбор программного обеспечения и точности модели.

3.2.2 Определение коэффициентов уравнений регрессии.

3.2.3 Описание регрессионной модели.

3.3 Оптимизация исследуемых факторов по минимальному уровню вибрации.

3.3.1 Формирование обобщенного критерия оценки уровня вибрации.

3.3.2 Оптимизации исследуемых факторов при помощи расчетно-регрессионной модели.

3.4 Краткие выводы по главе.

Глава 4. Экспериментальное определение уровня внутреннего шума, создание методики доводки автомобиля по минимальному уровню вибрации

4.1 Дорожные испытания автомобиля по определению уровня внутреннего шума.

4.1.1 Методика проведения дорожных испытаний автомобиля.

4.1.2 Результаты дорожных испытаний автомобиля.

4.1.3 Корреляция экспериментальных данных.

4.2 Алгоритм методики.

4.3 Краткие выводы по главе.

Рост скоростей движения автомобилей, мощности и быстроходности их двигателей увеличили вибронагруженность силового агрегата автомобиля. Вибрационные нагрузки стали в значительной степени определять долговечность автомобиля и его комфортабельность, в частности, уровень шума, снижение которого приобретает все большее значение. Предельные значения уровней шума и вибрации оговорены в различных нормативных актах стран-импортеров и производителей автомобильной техники [12, 13, 1] и постоянно ужесточаются.

Наиболее сложным при проектировании является моделирование уровня вибрации и шума, для чего при построении математических моделей принимаются существенные допущения, а при моделировании шума в большинстве случаев используются эмпирические зависимости [40]. Моделирование данных процессов для полноприводных автомобилей усложняется дополнительными узлами трансмиссии и подвески, изменением распределения силовых нагрузок.

Одним из этапов производства автомобиля является «доводка». Он характеризуется испытаниями, экспериментами на реальных машинах, прототипах, ходовых макетах и т.п., проводимых с целью приведения параметров автомобиля до требуемых техническим заданием на автомобиль и нормативными документами. Проведение испытаний на реальном автомобиле исключает ошибки, связанные с неточностями математических моделей.

Технологии доводки автомобиля по уровню вибрации существуют у многих автопроизводителей, но являются «ноу-хау» и обусловлены наличием специальных методик, испытательного оборудования и программного обеспечения.

В настоящее время на ОАО «АВТОВАЗ» осуществляется постановка на производство модернизированной «Нивы LADA — 21214М ». Одним из главных требований технического задания на автомобиль является снижение уровня шума в салоне автомобиля и вибрации силового агрегата и трансмиссии. В условиях массового производства изменение точек крепления силового агрегата, существенных изменений конструкции узлов автомобиля сильно затруднено, что подразумевает для решения данной проблемы применение «доводочных» мероприятий.

Таким образом, разработка эффективных мер по снижению вибронагруженности легкового автомобиля относится к одной из важных научно-технических и практических проблем отечественного и зарубежного автомобилестроения, поэтому тема диссертации, направленная на снижение вибронагруженности легкового автомобиля от работы силового агрегата, уровня внутреннего шума, является своевременной и актуальной.

Целью исследования является создание методики снижения вибронагруженности полноприводного легкового автомобиля, на стадии его доводки, путем оптимизации жесткостных характеристик подвески двигателя, трансмиссии и усилий осевого перемещения в компенсирующих устройствах карданных передач. Это позволит на этапе доводки автомобиля выбрать оптимальную, с точки зрения вибрации, систему подрессоривания силового агрегата и параметров узлов трансмиссии, тем самым обеспечить выполнение требований по виброакустическому комфорту и уровню внутреннего шума.

Данная цель предполагает решение следующих задач:

1. Экспериментальное определение вибрационного состояния автомобиля ВАЗ-21214 в процессе разгона;

2. Разработка методики оценки вибронагруженности узлов автомобиля в процессе разгона, оценочного критерия, шкалы оценки;

3. Разработка расчетно-экспериментальной регрессионной модели для моделирования вибронагруженности узлов автомобиля в процессе разгона;

4. Разработка методики оптимизации жесткостных характеристик подвески двигателя, трансмиссии и усилия осевого перемещения в компенсирующих устройствах карданных передач;

5. Определение влияния исследуемых факторов на уровень внутреннего шума автомобиля;

6. Разработка рекомендаций по снижению уровня вибронагруженности и внутреннего шума автомобиля ВАЗ-21214.

Основные положения, выносимые на защиту:

1. Методика проведения и результаты экспериментального исследования вибрационного состояния автомобиля ВАЗ-21214 в процессе разгона;

2. Необходимость учета влияния усилия осевого перемещения в компенсирующих устройствах карданных передач на уровень вибронагруженности при движении автомобиля;

3. Расчетно-экспериментальная регрессионная модель колебаний полноприводного автомобиля для моделирования вибронагруженности двигателя, трансмиссии и салона в процессе разгона автомобиля;

4. Методика оценки вибронагруженности узлов автомобиля;

5. Методики оптимизации жесткостных характеристик подвески двигателя, трансмиссии и усилия осевого перемещения в компенсирующих устройствах карданных передач;

6. Результаты эксперимента по определению уровня внутреннего шума автомобиля и влияния исследуемых факторов на уровень внутреннего шума автомобиля;

7. Алгоритм методики настройки совместной работы двигателя и трансмиссии по минимальному уровню виброускорений на стадии доводки автомобиля.

Новизна работы. Научная новизна выполненной диссертации заключается в следующем:

1. Разработана расчетно-экспериментальная регрессионная модель колебаний полноприводного автомобиля для оптимизации вибронагруженности двигателя, трансмиссии и элементов салона в процессе разгона автомобиля;

2. Определено влияние усилия осевого перемещения в компенсирующих устройствах карданных передач на уровень вибронагруженности автомобиля;

3. Предложена методика оценки вибронагруженности узлов автомобиля при помощи единого обобщённого критерия оптимальности;

4. Создана методика доводки автомобиля по уровню вибрации и внутреннего шума, путем настройки совместной работы двигателя и трансмиссии, позволяющая провести оценку вибронагруженности автомобиля, дать рекомендации по выбору характеристик варьируемых факторов.

Практическая ценность работы. Разработано программное обеспечение, позволяющее в процессе разгона автомобиля анализировать влияние, оказываемое жесткостными характеристиками подвески силового агрегата и усилием осевого перемещения карданных передач на уровень вибронагруженности узлов трансмиссии. Определены жесткостные характеристики подвески двигателя, трансмиссии и усилия осевого перемещения в компенсирующих устройствах карданных передач автомобиля ВАЗ-21214, при которых максимальный уровень внутреннего шума снижен на 2,5 дБА.

Реализация работы. На ОАО «АВТОВАЗ» результаты исследований вибронагруженности автомобиля ВАЗ-21214 учитывались при принятии решения о применении шарниров равных угловых скоростей типа ARJ в карданной передаче автомобиля ВАЗ-21214М, составлена инструкция по проведению факторных экспериментов на полноприводном динамометрическом стенде с беговыми барабанами. Результаты работы используются в учебном процессе на кафедре «Автомобили и тракторы» ТГУ.

Апробация работы. Основные положения диссертации были доложены и обсуждены на 49-ой Международной научно-технической конференции ААИ «Приоритеты развития отечественного автотракторостроения и подготовки инженерных и научных кадров», Москва, 2005г., Международном симпозиуме

Проектирование колесных машин», посвященному 175-летию МГТУ им. Н.Э. Баумана, Москва 2005г., VI и VII Научно-практических конференциях молодых специалистов ОАО «АВТОВАЗ» Тольятти 2004, 2005г.г., на Всероссийской научно-техническая конференции «Проблемы и перспективы автомобилестроения в России» Ижевск 2007г., на кафедре «Автомобили и тракторы» Тольяттинского государственного университета в 2004-2008 г.г.

Публикации. Список научных трудов по диссертационной работе составляет 8 публикаций, включая 2 публикации в изданиях, рекомендованных ВАК РФ для публикации материалов кандидатских диссертаций.

Структура и объем диссертации. Результаты изложены на 125 страницах машинописного текста, иллюстрированного 23 таблицами, 34 рисунками.

Диссертация состоит из введения, 4-х глав с выводами по каждой главе, заключения, списка литературы и приложений.

ВЫВОДЫ И РЕКОМЕНДАЦИИ

1. Проведены экспериментальные исследования уровня вибронагруженности автомобиля ВАЗ-21214 в процессе разгона на элементах управления, двигателе и узлах трансмиссии, включающие в себя методику проведения эксперимента, режима испытаний, методику обработки экспериментальных данных.

2. Разработана расчетно-экспериментальная регрессионная модель колебаний полноприводного автомобиля, учитывающая влияние жесткостных характеристик подвески двигателя, трансмиссии и усилий осевого перемещения в компенсирующих устройствах карданных передач. Отклонение результатов расчёта от результатов стендовых испытаний автомобиля составляет не более 3 %.

3. Разработана методика оценки и оптимизации уровня вибронагруженности, позволяющая провести анализ, посредством использования функции желательности и предложенного критерия оценки, а также выбрать рациональные, с точки зрения уровня вибрации, жесткостные характеристики подвески двигателя, трансмиссии и усилий осевого перемещения в компенсирующих устройствах карданных передач.

4. Разработана методика доводки автомобиля по уровню вибрации и внутреннему шуму, путем настройки совместной работы двигателя и трансмиссии.

• 5. Определены влияние предложенных изменений на внутренний шум автомобиля и корреляция уровня внутреннего шума с вибронагруженностью.

6. Для автомобиля ВАЗ-21214 «Нива» определена комплектация, при которой максимальный уровень внутреннего шума снижен на 2,5 дБА: передний карданный вал — стандартный, с осевой компенсацией за счет шлицевого соединения, опоры раздаточной коробки со статической жесткостью 217 Нм (снижена на 30%), опора коробки передач со статической жесткостью 217 Нм (снижена на 30%), передние опоры двигателя, со статической жесткостью 680 13м (увеличена на 25%), задний карданный вал с опытными ШРУСами ARJ (усилие осевой компенсации снижено в 20 раз).

1. Автомобильные транспортные средства. Шум внутренний. Допустимые уровни и методы испытаний / ГОСТ Р 51616-2000. М.: Стандартинформ, 2006. -19 с.

2. Айзерман М. А. Классическая механика. М.: Наука, 1980. — 368с.

3. Амелина Н.И., Жак С.В., Петрикова Е.Я., Пятина Н.Н. Пакет прикладных программ нелинейного программирования со структурной адаптацией // Управляющие системы и машины. 1981. - № 5. - С. 112-115.

4. Ананьев И.В., Тимофеев П.Г., Колебания упругих систем в авиационных конструкциях и их демпфирование. М.: Машиностроение, 1965 - 526 с.

5. Ахназарова С.Л., Кафаров В.В. Оптимизация эксперимента в химии и химической технологии: Учебное пособие для химико-технологических вузов. Москва «Высшая школа», 1985.

6. Бабаков И. М. Теория колебаний. М.: Наука, 1968. 554с.

7. Беркер А. X., Вагнер И. Р. И д.р. Проектирование универсальных шарниров и ведущих валов / Пер. с англ. Ю. В. Попова. — Л.: Машиностроение. Ленингр. отд-ние, 1984. — 463 с, ил.

8. Бидерман В.Л., Теория механических колебаний. М.: Высшая школа, 1980, - 408с.

9. Борьба с шумом / Под ред. Е.Я.Юдина.-М.:Стройиздат, 1960.-701с.

10. Вермеюк В. Н. Нелинейные колебания в трансмиссии автомобиля: Дисс. канд.техн.наук. М., 1978. - 151 с.

11. Вибрации в технике: Справочник. В 6-ти т./Ред. совет: В.Н. Челомей (пред.). — М.: Машиностроение, 1978 Т.1. Колебания линейных систем/ Под ред. В.В. Болотина. 1978. 352с., ил.

12. Вибрационная безопасность. Общие требования/ ГОСТ 12.1.012.-2004. М.: Стандартинформ, 2008. -80 с.

13. Вибрация. Воздействие вибрации на человека. Средства измерений / ГОСТ ИСО 8041-2006. М.: Стандартинформ, 2008. -15 с.

14. Вибрация. Термины и определения/ ГОСТ 24346-80. М.: Гостстандарт, 1980. -28 с.

15. Григорьев Е.А., Периодические и случайные возмущающие силы и колебания автомобильных и тракторных двигателей: Дисс. док.техн.наук. -Волгоград: 1974. 403 с.

16. Гудцов В.Н., Лев Л.Е., Тольский В.Е., Некоторые результаты виброакустических исследований переднеприводного легкового автомобиля // Научные труды ВЗМИ. М.: 1982г.

17. Дементьев Ю.В., Исследование динамической нагруженности силового агрегата переднеприводного автомобиля: Дисс. канд.техн.наук. -М., 1981. -165 с

18. Дёрффель К. Статистика в аналитической химии. Пер. с нем. М.: Мир, -1994.-268с., ил.

19. Дёрффель К.Статистика в аналитической химии. Пер. с нем. М.: Мир, 1994-268 е., ил.

20. Диментенберг Ф.М., Колесников К.С. (ред.) Вибрации в техникес. справочник. Т. 3. Колебания машин, конструкций и их элементов (Машиностроение, 1980). Стр. 345-350.

21. Днейпер Н., Симт Г. Прикладной регрессионный анализ: В2-х кн. Кн.1/ Пер. с англ. — 2-е изд., перераб и доп. — М.: Финансы и статистика, 1986.366 е., ил. (Математико- статические методы за рубежом).

22. Доброгаев Р.П., Расчет вынужденных колебаний двигателя на подвеске с нелинейной характеристикой жесткости // Межвузовский сборник научных трудов «Автомобильные и тракторные двигатели» №8. — М.: 1996г.

23. Доброгаев Р.П., Расчет вынужденных колебаний двигателя на подвеске с нелинейной характеристикой жесткости при учете ее статического поджатия. // Межвузовский сборник научных трудов «Автомобильные и тракторные двигатели» №16. М.: 1998г.

24. Емельянов А.Е. Метод снижения вибронагруженности легкового полноприводного автомобиля путем выбора рациональных параметров системы подрессоривания силового агрегата. Диссертация канд.тех.наук. — М., 2004.

25. Иванов Н.И., Никифоров А.С. Основы виброакустики. Учебник для вузов — СПб.: Политехника, 2000. 482с.: ил.

26. Иофе В. К. и др. Справочник по акустике/Иофе В. К-, Корольков В. Г., Сапожков М. А./Под ред. М. А. Сапожкова. — М.: Связь, 1979. — 312 с.

27. Ковальчук А.В., Снижение вибронагруженности легкового автомобиля с передним поперечно расположенным силовым агрегатом: Дисс. канд.техн.наук. -Тольятти, 1991.-225 с

28. Кондрашкин А.С., Филькин Н.М. К вопросу построения критерия оптимальности моментов переключения передач при разгоне АТС // ЭВМ в исследованиях работы АТС: Межвузовский сборник научных трудов. М.: МИЛ, 1988.-С. 41-44.

29. Кондрашкин А.С., Филькин Н.М. Расчет оптимальных моментов переключения передач при разгоне// ЭВМ в исследованиях работы АТС: Межвузовский сборник научных трудов. М.: МИП, 1988. - С. 45-48.

30. Кондрашкин С.И., Контанистов С.П., Семенов В.М., Принципы построения математических моделей динамики движения автомобиля. — М.: Автомобильная промышленность, 1979 №7

31. Контанистов С.П., Исследование переходных процессов в динамической системе «Двигатель сцепление - трансмиссия - подвеска» грузового автомобиля: Дисс. канд.техн.наук. - М., 1979. - 255 с.

32. Корнилов С.Н., Силантьев С.Е., Гладкий М.С., Прокопьев М.В. Исследование фрикционных автоколебаний при трогании автомобиля с места // III научно-практическая конференция молодых специалистов АО

33. АвтоВАЗ». Сборник докладов участников конференции. Тольятти 2001. С. 9-11.

34. Корчемный Л.В., Минкин J1.M., Тольский В.Е., Математическое моделировании колебаний силового агрегата автомобиля и оценка его виброизоляции. -М.:Автомобильная промышленность, 1979 №2

35. Корчемный Л.В., Мишин Л.М., Тольский Б.Е. Математическое моделирование колебаний силового агрегата автомобиля и оценка его виброизоляции //Автомобильная промышленность.-1973.-№ 2. С. 2023.

36. Косых А.Н. Исследование вибронагруженности легкового автомобиля и ее влияние на акустическую характеристику: Дисс. канд.техн.наук. —М., 1981.-133 с

37. Крутолапов В.Е., Метод улучшения виброакустических характеристик кузова легкового автомобиля применением вибродемпфирующих материалов: Дисс. канд. техн. наук. Тольятти, 2006.

38. Латышев Г.В., Исследование колебаний силового агрегата автомобиля: Дисс. канд.техн.наук. -М., 1971. -144 с.

39. Латышев Г.В., Минкин Л.М., Тольский В.Е. Метод расчета колебаний силового агрегата автомобиля, возникающих от воздействия дорожных неровностей // Труды НАМИ. М. 1973, - Вып. 145. -С. 41-54.

40. Латышев Г.В., Тольский В.Е. Пути снижения шума легковых автомобилей // Сборник научных трудов НАМИ, 1983 г.

41. Ломакин В.В, Малкин И.В. Технология определения частоты резонанса и коэффициента потерь на стенде «MTS»: Журнал Автомобильных инженеров. Москва ООО «Издательский Дом ААИ ПРЕСС» №6 (47) 2007. - 29с.

42. Ломакин В.В. Исследование совместных колебаний систем трансмиссии и подвески трехосных автомобилей типа 6x6 при движении по неровностям. Дисс. канд.техн.наук. М.Д971.

43. Ломакин В.В., Вермеюк В.Н., Писарев В.Е., Черепанов Л.А., Оптимизация передачи колебаний от силового агрегата па кузов автомобиля // Известия высших учебных заведений «Машиностроение» — М.: Изд-во МГТУ им. Баумана. №2, 1979. С. 101 106.

44. Ломакин В.В., Черепанов Л.А., Вермеюк В.Н., Писарев В.Е., Теоретическое исследование вибронагруженности кузова полноприводного легкового автомобиля — М.: Машиностроение №6 1981.

45. Лоскутов В.Г., Носов A.M. О диалоговом и мультипроцессном режимах решения оптимизационных задач в пакете недифференцируемой оптимизации // Управляющие системы и машины. 1981. - № 2. - С. 131134.

46. Луканин В.Н., Гудцов В.Н., Бочаров Н.Ф. Снижение шума автомобиля. -М.: Машиностроение, 1981 .-158с.

47. Луканин В.Н., Шум автотракторных двигателей. -М.: Машиностроение, 1971.-271с.

48. Лукин П. П. Крутильные колебания в трансмиссии автомобиля и расчёт демпферного устройства. — М.: «МАМИ», 1977. — 55с.

49. Лукин П.П., Гаспарянц Г.А., Родионов В.Ф., Крутильные колебания в трансмиссии двигателя. Определение максимальных моментов в трансмиссии автомобиля. -М.: Машиностроение, 1984г.

50. Лукин П.П., Гусаков Н.В., Наследов П.В., Исследование крутильных колебаний в трансмиссии переднеприводного автомобиля с учетом реактивных элементов // Межвузовский сборник научных трудов «Безопасность и надежность автомобиля» — М.: 1981. — Вып. 3.

51. Масаидов М.С., Исследование крутильных колебаний в трансмиссии автомобиля: Дисс. канд.техн.наук. М., 1970. - 151 с.

52. Минаев А.А., К расчету динамической и виброакустической нагруженности трансмиссии переднеприводного легкового автомобиля // Сборник научных трудов НАМИ М.: 1983 г.

53. Минкин Л.М. Исследование динамической системы силовой агрегат -автомобиль // Труды НАМИ. М., 1979. - Вып. 174,с 44-49 С. 44-49.

54. Монахов О.И. Разработка 11L11I оптимизации нелинейных систем управления в условиях их автоматизированного проектирования// Приборы и системы управления. 1985. - № 1. - С. 14-15.

55. Наследов П.В, Исследование крутильных колебаний в трансмиссии переднеприводного автомобиля. Автореферат. Специальность 05.05.03. М. 1982.

56. Нгуен Гуй Чыонг Разработка метода виброакустической нагруженности и внутреннего шума автомобиля путем оптимизации упругих параметров силового агрегата. Дисс. канд.техн.наук. -М., 2008.-154 с.

57. Нейман И.Ш., Динамика авиационных двигателей. Книга первая. — М.: Оборонгиз, 1940 г. 476 с.

58. Новокшонов В.К., Снижение низкочастотной вибрации силового агрегата переднеприводного автомобиля (с поперечным расположением двигателя): Дисс. канд.техн.наук. М., 1986. -226 с.

59. Оксененко А.Я., Лурье З.Я., Левитин Г.С. Диалоговая система решения инженерных задач многокритериальной оптимизации // Управляющие системы и машины. 1988. - № 3. - С. 101-103.

60. ОСТ 37.001.275-84. Автотранспортные средства. Методы испытаний на плавность хода. М. 1984.

61. Павловский Я. Автомобильные кузова: Пер. с польск.-М. Машиностроение, 1977.-544с.

62. Пановко Я.Г., Введение в теорию механических колебаний. М.: Наука, 1980. - 270 с.

63. Полунгян А.А. «Динамика колесных машин». М.: МГТУ им. Н.Э. Баумана, 1975. - 68 с

64. Прокопьев М.В. Метод оценки фрикционных колебаний в трансмиссии при трогании легкового автомобиля: Дисс. канд. техн. наук. Тольятти, 2002.

65. Реклейтис Г., Рейвиндран А., Рэгсдел К. Оптимизация в технике: В 2-х кн. // Пер. с англ. В.Я. Алтаева и В.И. Моторина М.: Изд-во "Мир", 1986. -349 С.

66. Родионов В.Ф., Проектирование подвески силового агрегата легковых автомобилей. — М.: Автомобильная промышленность, 1962г. №4

67. Русаков С.С., Разработка методики оптимизации передаточных чисел механической ступенчатой трансмиссии легкового автомобиля с учётом режимов работы его двигателя: Дисс.канд.техн.наук. -Тольятти, 2007.-134 с.

68. Сеа Ж. Оптимизация. Теория и алгоритмы: Пер. с англ. М.: Мир, 1973. -244 С.

69. Семенов В.М., Контанистов С.П., Малов. С.С., Киршин В.Г., Анализ собственных частот колебаний динамической системы «двигатель -трансмиссия — движители — масса автомобиля на подвеске» // Труды НАМИ. — М., 1982, Вып. 185. с. 34-51.

70. Скучик Е. Основы акустики. М.: Мир, 1976. - Т. 1 -520с; Т.2 - 542с.

71. Скучик Е., Простые и сложные колебательные системы. М.: Мир, 1971, 557 с.

72. Соломатин Н.С. Снижение уровня крутильных колебаний в трансмиссии автомобиля применением демпфера сцепления с нелинейной характеристикой: Дисс. канд.техн.наук. -М., 1987.

73. Справочник по прикладной статистике. В 2-х т. Т.1:Пер. с англ. / Под ред. Э. Ллойда, У. Ледермана, Ю.Н. Тюрина. М.: Финансы и статистика, 1989.-5Юс.: ил.

74. Стрементарев В.А. Разработка методов снижения вибрации и шума легковых автомобилей. Дисс. канд.техн.наук. -М., 1984.-218 с

75. Тимошенко С.П., Колебания в инженерном деле. Пер. с амер. изд., 2-е изд., - М.:Наука, 1967, 444 с.

76. Тольский В.Е. Виброакустика автомобиля. М.: Машиностроение, 1988. -144с.: ил.

77. Тольский В.Е. Ограничение структурного шума внутри автомобиля// Автомобильная промышленность,!980,№12.-с.22-24.

78. Тольский В.Е., Исследование подвески силового агрегата автомобиля: Дисс. канд.техн.наук. М., 1964. -234 е.;

79. Тольский В.Е., Латышев Г.В. Корчемный Л.В., Минкин Л.М., Колебания силового агрегата автомобиля. М.: Машиностроение, 1976, 264 с.

80. Тольский В.Е., Назаров С.А., Воронцов С.А., Иванова Т.В. Динамические характеристики виброизоляторов. — М.: Автомобильная промышленность, 1985г. №7

81. Тольский В.Е., Некоторые результаты виброакустических исследований автомобилей. — М.: Автомобильная промышленность, 1981г. №4

82. Тольский В.Е., Улучшение показателей, характеризующих виброакустические свойства автомобилей. — М.: Автомобильная промышленность, 1983г. №5

83. Транспортные средства на высокоэластичных движителях / Н.Ф. Бочаров,

84. B.И. Гусев, В.М. Семенов и др. М.: Машиностроение, 1974. -208 с.

85. Тэйлор Р. Шум. Пер. с англ. Д. И. Арнольда. Под ред. М. А. Исаковича. М., «Мир», 1978, 308 с. с ил.

86. Умняшкин В.А., Филькин Н.М. Математические модели динамики машин с упруго-демпфирующими механическими звеньями // Вестник Уральского межрегионального отделения Академии транспорта. Курган: КГУ, 1998.1. C. 10-14.

87. Филькин Н.М. Оптимизация параметров конструкции энергосиловой установки транспортной машины: Дисс. д-ра техн. наук. Ижевск.: ИжГТУ. -2001. -427 С.

88. Фрумкин А.К. Теоретическое и экспериментальное исследование динамических нагрузок в колёсной машине. Дисс. док.техн.наук. 1958.

89. Цзе Ф.С., Морзе И.Е., Хинкл Р.Т., Механические колебания. М. Машиностроение, 1966 - 508 с.

90. Цитович И.С. Прочность и выносливость трансмиссий автомобилей, тракторов и тепловозов. — Дисс.докт.техн.наук. — М., 1967.-433с.

91. Цитович И.С., Митин Б.Е., Дзюнь В.А. Надежность трансмиссий автомобилей и тракторов. Минск. Наука и техника. 1985.

92. Черепанов Л.А., Исследование вибронагруженности силового агрегата и кузова автомобиля // Межвузовский сборник научных трудов «Виброакустика автомобиля», 1982г.

93. Шарипов В.М., Соколов А.В., Щеренков Г.М. Свойства пар трения современных автотракторных сцеплений с накладками на основе асбеста // Сборник надежность и повышение тягово-сцепных качеств тракторов. М. МАМИ, 1988. С. 61-71.

94. Шарипов В.М., Щеренков Г.М., Соколов А.В Обзор и анализ свойств новых фрикционных материалов для автотракторных сцеплений // Нагруженность, тяговые свойства, надежность и долговечность тракторов. МАМИ. М. 1989. С. 161-169.

95. Ю1.Штробель В. Современный автомобильный кузов: Пер. с нем.-М. Машиностроение, 1984.-264с.

96. Щупляков B.C., Колебания и нагруженность трансмиссии автомобиля. -М.: Транспорт, 1974. 328 с.

97. Эль-Нажжар Р.Х., Исследование связных колебаний силового агрегата автомбиля и трактора с учетом и без учета гироскопического момента: Дисс. канд.техн.наук. -М., 1976. -232 с.

98. Яценко Н.Н., Колебания, прочность и форсированные испытания грузовых автомобилей. — М.: Машиностроение, 1972. -368 с.

99. A. Geisberger, A. Kha.jepour, and F. Golnaraglii. Modelling of a hydraulic mount with a new MDOF decoupler using bondgraphs. Department of Mechanical Engineering. University of Waterloo. Waterloo. Ontario. Canada X2L 3G1

100. Albers A. Torque Control Isolation (TCI) The Smart Clutch // 4th International Symposium Baden-Baden April 20, 1990, pp. 81-107.

101. Albers A., Herbst D. Chatter Causes and Solutions // LuK for the best connection in comfort and economy, 6. Kolloquium 19/20.03.1998, pp. 23-46.

102. Astrom K.J. Control of Systems with Friction // The 4-th international conference on motion and vibration control. Switzerland. 1998.

103. Balfour G., Dupraz P., Ramsbottom M., Scotson P. Disesel fuel injection control for optimum driveability // SAE 2000 World congress. Detroit, Michigan. 2000. SAE Paper 2000-01-0265.

104. Bogacz R., Ryczek B. Dry friction self-excited vibrations; analysis and experiment // Engineering transactions. 1997.№ 3-4, pp. 487-504.

105. Chikamori S., Yoshikawa N. Analysis of drive train noise and vibration // International Journal of Vehicle Design. 1981. Vol. 2, №4. pp. 408-427.

106. Corcoran P.E., Ticks A. Hydraulic Engine Mount Characteristics// SAE paper, 1984. -№ 840407.-9 p.

107. Flower W.S. Understanding hydraulic mounts for improved vehicle noise, vibration and ride qualities// SAE paper, 1985. № 850975. P. 123 - 132.

108. Gao H., Barber G.C., Shillor M. Numerical simulation of engagement of a wet clutch with skewed surface roughness // STLE/ASME Tribology Conference 2224 October. San Francisco. 2001.

109. Geek P.E., Patton R.D. A primer on front wheel - drive engine mounts // Automotive Engineering. - 1984. - Vol. 92, № 5. - P.64-67.

110. Hamzeh O.N., Tworzydlo W. W., Chang H.J., Fryska S. Analysis of Friction-Induced Instabilities in a Simplified Aircraft Brake // SAE Brake Colloquium. 1999.

111. Karlsson J., Fredriksson J. Cylinder by-cylinder engine models Vs mean value engine models for use in powertrain control applications // SAE meeting. Detroit. 1999. SAE Paper 1999-01-0906.

112. Lim В., Jung K.K., Yoon K.H. Analysis of the squeal vibration of a drum brake // Inter noise. 25th Anniversary Congress — Liverpool. 1996. pp. 223-226.

113. Maucher P. Clutch Chatter Torsional vibrations in the Drive Train // 4th International Symposium Baden-Baden April 20, 1990, pp. 109-124.

114. McMillan A.J. A non-linear friction model for self-excited vibrations // Journal of Sound and Vibrations, 205(3), 1997, pp. 323-335.

115. Sakamoto T. What is friction? //KOYO Engineering journal English edition №158E. 2001.

116. Schoggl P., Ramschak E. "Adaptive driveability" improvement of driving pleasure and individualisation of platform vehicle // Engine and environment 2000. Graz. 2000.

117. StatSoft, Inc. (2001). Электронный учебник по статистике. Москва, StatSoft. WEB: http://www.statsoft.ru/home/textbookydefault.htm.

118. Svend Gade, Kevin Gatzwiller, Henrik Herlufsen. Torsional Operational Deflection Shapes (TODS) Measurements // Briiel & Kjaer Technical Review, №1, 1997. pp. 24-37.

119. Umeyama M., Kobayashi K., Hounoki S. and Otake Т., Toyota Motor Corporation, Japan: "The basic consideration of the two-mass flywheel with the torsional damper". Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers (IMechE 1990-10) с 420/020

120. West J.P. Hydraulically damped engine - mounting // Automotive Engineer. 1987. -V/12, № l.-P 17-19.