Исследование зависимости угла схождения управляемых колес автомобиля от бокового смещения

Размещено на http://www.allbest.ru/

Исследование зависимости угла схождения управляемых колес автомобиля от бокового смещения

А.В. Гаврилов

Аннотация

Приведены результаты модернизации стенда для экспресс-диагностики углов установки управляемых колес автомобиля. Модернизация стенда выполнена путем замены оптического датчика на потенциометрический датчик с линейной характеристикой изменения сопротивления и напряжения. Исследована зависимость угла схождения управляемых колес автомобиля от бокового смещения. Измерение бокового смещения управляемых колес автомобиля на экспресс-стенде позволит избежать во многих случаях заездов автомобиля на стационарные стенды, что позволит экономить время диагностирования. экспресс стенд автомобильный колесо

Ключевые слова: автомобиль; площадочный стенд; экспресс-диагностика; угол схождения; боковое смещение.

Углы установки управляемых колес автомобиля влияют на управляемость, износ шин, расход топлива. Потребность в регулировке углов схождения может возникнуть при смене шин, после ремонта ходовой части, рулевого управления, подвески. Для определения необходимости регулировки углов схождения возможно применение экспресс-диагностирования по величине бокового смещения управляемых колеса автомобиля.

Для экспресс-диагностирования углов схождения управляемых колес можно использовать площадочный стенд (рис. 1), разработанный на кафедре автомобильного транспорта ИРНИТУ [3].

Авторами была выполнена модернизация электронной части стенда.

Модернизация стенда осуществлена путем замены оптического датчика на потенциометрический датчик с линейной характеристикой изменения сопротивления и напряжения [2].

Потенциометрический датчик стенда (рис. 2) расположен на внутренней стороне сдвижной платформы 1 (рис. 1).

Потенциометрический датчик обладает такими преимуществами, как: простота конструкции, стабильность характеристик, небольшие габариты, возможность работы на переменном и постоянном токе.

Рис. 1. Стенд для экспресс-диагностирования управляемых колес автомобиля

Рис. 2. Потенциометрический датчик стенда

Для измерения величины бокового смещения была разработана схема измерительного комплекса, представленная на рис. 3.

Потенциометр имеет сопротивление дорожки 10 кОм, мощность 0,25 Вт. Резисторы для тензометрического моста также имеют сопротивление равное 10 кОм, мощностью 0,25 Вт.

Усиление схемы происходит при помощи предварительного усилителя ZЕT 410 с двумя входами. Каждый вход имеет по шесть клемм. Для подключения датчика используются только четыре из шести клемм [5].

Рис. 3. Схема измерительного комплекса

Клеммы с пометками U и GND служат для питания. Клеммы с пометками IN+ и IN- используются для снятия сигнала с датчика.

Точки тензометрического моста А и С подключаются к клеммам U и GND и питают весь тензометрический мост. Точки B и D используются для снятия сигнала.

Далее сигнал поступает в аналого-цифровой преобразователь ZЕT 210. Сигнал может отображаться на экране как в физических величинах (вольты), так и в геометрических (градусы, миллиметры).

Подключение к АЦП дало возможность визуализировать процесс измерения на персональном компьютере. Для визуализации использовались программные обеспечения ZЕTLАB и ZЕTVIЕW. Результаты измерения можно было получать как при помощи многоканального осциллографа, так и при помощи встроенного электронного вольтметра.

Зависимость перемещения площадки стенда в мм/м от милливольт получили при помощи тарировки. Данные обрабатывались в программе Miсrоsоft Ехсеl. После получения зависимости, представленной в виде уравнения, была разработана программа перевода милливольт в миллиметры на базе ZЕTVIЕW.

Экспериментальное исследование зависимости угла схождения управляемых колес от бокового смещения проводились на автомобиле УАЗ-3163 с зависимой подвеской в дилерском центре «МЦ-Иркутск».

Нормативные пределы изменения величины схождения для автомобиля УАЗ-3163 согласно программному обеспечению стенда «Huntеr» составляют от 6? до 15?.

Исходя из этого, были заданы 4 разных угла схождения колес: 6?, 9?, 12? и 15?.

Планирование эксперимента с использованием метода проверки статистических гипотез показало, что для получения зависимости схождения управляемых колес от бокового смещения необходимо выполнить по шесть измерений для каждого угла.

При экспериментальных исследованиях осуществлялись следующие операции для угла схождения 6?:

1. Заезд автомобиля на стенд «Huntеr» (рис. 4);

Рис. 4. Автомобиль, установленный на стенд «Huntеr»

2. Установка необходимых углов схождения передних колес;

3. Вывод автомобиля со стенда «Huntеr»;

4. Заезд автомобиля на модернизированный авторами стенд экспресс-диагностики (рис. 5);

5. Определение величины бокового смещения платформы стенда;

6. Вывод автомобиля со стенда экспресс-диагностики;

7. Пятикратное повторение операций 4, 5, 6.

Рис. 5. Автомобиль, установленный на стенд экспресс-диагностики

Для угла схождения 6? было определено распределение (рис. 6) и среднее значение L величины бокового смещения управляемых колес (табл. 1).

Рис. 6. Распределение величины смещения при угле схождения 6?

Такие же операции были выполнены для углов схождения 9?, 12? и 15?, результаты которых приведены в таблице.

Результаты экспериментальных исследований

По данным таблицы определена зависимость угла схождения управляемых колес от величины бокового смещения для автомобиля УАЗ-3163:

Коэффициент достоверности аппроксимации R2 = 0,9928 указывает на адекватность полученной модели.

Графически эта зависимость представлена на рис. 8.

Рис. 8. Зависимость угла схождения управляемых колес от величины бокового смещения

В программной среде ZЕTVIЕW величину бокового смещения и угол схождения колес можно визуально увидеть на мониторе компьютера (рис. 9).

Рис. 9. Визуализация полученной зависимости в программном обеспечении ZЕTVIЕW

Измерение бокового смещения управляемых колес автомобиля на экспресс-стенде позволит избежать во многих случаях заездов автомобиля на стационарные стенды, что позволит экономить время диагностирования.

Для более обоснованных рекомендаций по экспресс-диагностированию углов схождения управляемых колес необходимо провести обширные исследования с автомобилями разных марок и различного технического состояния.

Библиографический список

1. Беридзе В.А., Колчин В.С., Колчина З.В., Маломыжев О.Л. Основы теории надежности. Учебное пособие. Иркутск: Изд-во ИРНИТУ, 2015, 400 с.

2. Датчики [Электронный ресурс]. URL: http://studopedia.ru/3_180128_datchiki.html (12.11.2017).

3. Колчин В.С., Бойко А.В., Алексеев И.В., Пензин А.В. Измерительный комплекс для исследования влияния непараллельности осей автомобиля при экспресс-диагностирования на измерение углов установки колес автомобиля. Материалы 83-ей международной научно-технической конференции Ассоциации автомобильных инженеров «Особенности эксплуатации автотранспортных средств в дорожно-климатических условиях Сибири и Крайнего Севера. Проблемы сертификации, диагностики, контроля технического состояния». Иркутск, 18-20 сентября 2013 г. Иркутск: Изд-во ИрГТУ, 2013. С. 342-347.

4. Конструктивные особенности стендов для проверки и регулировки углов установки управляемых колес [Электронный ресурс]. URL: http://studopedia.ru /2_8115_konstruktivnie-osobennosti-stendov-dlya-proverki-i-regulirovki-uuk.html (12.11.2017).

5. Контрольно-измерительное оборудование ZETLAB [Электронный ресурс]. URL: https://zetlab.com/ (12.11.2017).

Размещено на Allbest.ru