64425

ОЦІНКА ЗАЛИШКОВОГО РЕСУРСУ КУЗОВА ЛЕГКОВОГО АВТОМОБІЛЯ У ЕКСПЛУАТАЦІЙНИХ УМОВАХ

Автореферат

Логистика и транспорт

Після проведення такого кваліфікованого ремонту автомобіля з малим пробігом за допомогою сучасних технологій досвідчений автоексперт не може визначити чи проводився ремонт кузова досліджуваного автомобіля.

Украинкский

2014-07-06

475.73 KB

0 чел.

ХАРКІВСЬКИЙ НАЦІОНАЛЬНИЙ

АВТОМОБІЛЬНО-ДОРОЖНІЙ УНІВЕРСИТЕТ

Биков Олексій Михайлович

УДК 629.3.014

ОЦІНКА ЗАЛИШКОВОГО РЕСУРСУ КУЗОВА ЛЕГКОВОГО АВТОМОБІЛЯ У ЕКСПЛУАТАЦІЙНИХ УМОВАХ

Спеціальність 05.22.20експлуатація і ремонт засобів транспорту

Автореферат

дисертації на здобуття наукового ступеня

кандидата технічних наук

2010

Дисертацією є рукопис.

Робота виконана в Харківському національному автомобільно-дорожньому університеті Міністерства освіти і науки України.

Науковий керівник: доктор технічних наук, професор 

Бажинов Олексій Васильович, 

Харківський національний автомобільно-дорожній університет, завідуючий кафедри автомобільної електроніки.

Офіційні опоненти: доктор технічних наук, професор 

Подригало Михайло Абович, 

Харківський національний автомобільно-дорожній університет, завідуючий кафедри технології машинобудування і ремонту машин. 

доктор технічних наук, доцент 

Кравченко Олександр Петрович, 

Східноукраїнський національний університет ім. В. Даля, завідувач кафедри організації перевезень та управління на автомобільному транспорті.

Захист відбудеться26 ”  травня  2010 р. о  1200  годині на засіданні спеціалізованої вченої ради Д 64.059.02 при Харківському національному автомобільно-дорожньому університеті за адресою: 61002, Україна, м.Харків, вул. Петровського, 25.

З дисертацією можна ознайомитись у бібліотеці Харківського національного автомобільно-дорожнього університету за адресою: 61002, Україна, м.Харків, вул. Петровського, 25.

Автореферат розісланий24квітня 2010 р.

Вчений секретар

Спеціалізованої вченої ради        І.С. Наглюк

ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

Актуальність теми. У сфері оцінки автомобільного транспорту спостерігається деяка невідповідність методик, що використовуються, для оцінки якості ремонту і технічного стану при покупці-продажу автомобілів на вторинному ринку автотранспорту. Пов'язано це з тим, що на сучасних станціях технічного обслуговування широко застосовується сучасне роботизовано не електронне ремонтно-діагностичне устаткування. Якість і точність ремонту кузова на такому устаткуванні близька до технології заводського виробництва кузовів. Точність вимірювання такого устаткування під час проведення діагностики і ремонту кузовних панелей доходить до 0,2 мм. Після проведення такого кваліфікованого ремонту автомобіля з малим пробігом за допомогою сучасних технологій досвідчений автоексперт не може визначити чи проводився ремонт кузова досліджуваного автомобіля. У той же час згідно з широковживаними методиками знос такого автомобіля мінімальний, звідси витікає, що ці методики недосконалі без застосування інструментальних методів перевірки стану кузова автомобіля. 

Необхідно звернути увагу на технічний та економічний аспект оцінки стану кузова. Метод забезпечує можливість після проведення інструментальної експертизи оцінки стану кузова зробити розрахунок його ресурсу і спрогнозувати динаміку зміни залишкового ресурсу залежно від подальших умов експлуатації. 

Зв’язок роботи з науковими програмами, планами, темами.

 Робота пов’язана з виконанням госпдоговірної тематики (договір         № 660408 від 10.01.08) за темоюДіагностика технічного стану для усунення несправностей систем, агрегатів та вузлів автомобілів та інших дорожніх транспортних засобів.

Результати виконаної роботи впроваджені в навчальний процес підготовки бакалаврів, спеціалістів та магістрів за спеціальностямиАвтомобілі та автомобільне господарство,Електричні системи та комплекси транспортних засобівта фахівців зі спеціальностіКонтролер технічного стану автомототехніки.

Мета і завдання дослідження. Метою роботи є удосконалення методів оцінки залишкового ресурсу кузова легкового автомобіля для експлуатаційних умов. 

Для досягнення поставленої мети  вирішувалися такі завдання:

особливості взаємодії динамічних і структурних параметрів, які характеризують ступінь зносу з’єднань кузова;

–встановлення аналітичних залежностей оцінки ресурсу кузова в експлуатаційних умовах та експериментально-теоретичне обґрунтування їх значень для конкретної моделі автомобіля;

–розробка методу, математичних моделей та алгоритму визначення ступеня зносу кузова і встановлення залишкового ресурсу за енергетичними витратами на виконання транспортної роботи, індивідуальних особливостей і технічного стану кузова конкретного автомобіля;

–розробка методики оцінки залишкового ресурсу кузова легкового автомобіля, яка враховує енергетичні витрати на виконану транспортну роботу.

 Об'єкт дослідження –процес визначення залишкового ресурсу кузова легкових автомобілів у процесі експлуатації. 

Предмет дослідженнявплив зовнішніх факторів на ресурс кузова легкового автомобіля з урахуванням умов експлуатації, енергетичних параметрів та виконання вимог безпеки руху. 

 Методи дослідження. Методика включала проведення теоретичних та експериментальних досліджень. У теоретичних дослідженнях використані методи системного аналізу, математичного моделювання та основні принципи системотехніки. Експериментальні дослідження виконані з використанням  комп'ютеризованого ремонтно-діагностичного устаткування нового покоління NajaCelette. За допомогою даного устаткування були проведені вимірювання геометричних величин та оцінка впливу різних експлуатаційних чинників на режими роботи і фізичний ресурс кузова легкового автомобіля. 

Наукова новизна одержаних результатів полягає у такому: 

–вперше аналітично встановлено зв'язок ресурсу кузова автомобіля з енергетичними параметрами залежно від обсягу транспортної роботи, швидкості руху і витрати палива, а також від індивідуальних особливостей конкретного автомобіля;

–одержані математичні моделі дозволяють оцінити ступінь впливу чинників (навантажувально-швидкісного режиму, технологічних і експлуатаційних параметрів) та отримати раціональні рішення щодо експлуатації автомобілів, а також визначити вплив зовнішніх умов на залишковий ресурс кузова легкового автомобіля.

Практичне значення одержаних результатів. На підставі одержаних наукових результатів запропоновано систему методичних аспектів застосування розроблених методів прогнозування та управління ресурсом кузова автомобіля для вибору раціональних рішень щодо експлуатації в заданих умовах. Розроблені методи визначення фізичного зносу дозволяють істотно удосконалити діючу систему технічного обслуговування і ремонту, проходження щорічного державного технічного огляду в органах ДАІ, оцінну діяльність, направлену на визначення залишкової вартості транспортних засобів для ринку автомобілів.

Особистий внесок здобувача Теоретичні та експериментальні результати досліджень, що виносяться на захист, отримані автором самостійно і викладені в основному в роботах, опублікованих без співавторів, а саме: 

–наведено математичний опис зміни ресурсу кузова легкового автомобіля з урахуванням конкретних умов експлуатації, енергетичних витрат на виконання транспортної роботи і конструктивних особливостей;

–проведено експериментальні дослідження з визначення залежності зміни ресурсу кузова від конкретних умов експлуатації;

–розроблено електронну програму для розрахунків і подальшого прогнозування залишкового ресурсу кузова з можливістю графічного відображення ступеня зносу кузова автомобіля;

–розроблено методологію і методику прогнозування залишкового ресурсу кузова легкового автомобіля;

–виконано аналіз і порівняння одержаних результатів розробленого методу з використовуваними.

 Апробація результатів дисертації. Основні положення і висновки дисертаційної роботи доповідалися і обговорювалися на семінарах кафедри автомобільної електроніки, кафедри технічної експлуатації і автомобільного сервісу; на щорічних науково-технічних конференціях; XIІ та ХІІІ міжнародних науково-технічних конференціяхТранспорт, экологияустойчивое развитие” –Варна: Технический университет,2006, 2007; ХІ та ХІІ міжнародних науково-технічних конференціяхАвтомобильный транспорт: проблемы и перспективы” –Севастополь: СевНТУ, 2008, 2009;     I международной научно-технической конференцииАвтомобиль и электроника. Современные технологии” –Харьков: ХНАДУ, 2009. 

 Публікації. Основні положення дисертаційного дослідження опубліковані в 5 наукових роботах, 4 з якиху фахових виданнях, затверджених ВАК України.

 Обсяг і структура роботи. Дисертація складається зі вступу, чотирьох розділів, висновків, додатків і списку використаних джерел. Повний обсяг дисертації 160 сторінок, в тому числі 37 рисунків 10 таблиць, 4 додатків на 8 сторінках, список використаних джерел з 97 найменувань на 9 сторінках.

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ

 У вступі обґрунтовано актуальність теми, сформульовано мету і завдання дослідження, розглянуто зв'язок роботи з іншими дослідженнями і темами, відображено наукову новизну і практичне значення одержаних результатів. 

 У першому розділі розглянуто ряд існуючих методик для визначення стану кузова легкового автомобіля. На основі аналізу численних досліджень можна виділити основні причини виникнення дефектів кузовів: якість лакофарбного покриття, корозія, статичні і динамічні знакозмінні силові навантаження, низька якість виготовлення кузовів, аварії, зіткнення,  старіння матеріалу кузова, зносу та ін.

Названі причини діють як разом, так і поодинці, сила їх впливу може бути різною. Переважання дії тієї або іншої причини або їх певного поєднання викликає появу відповідних груп дефектів: корозійного руйнування, розривів і тріщин, вм'ятин, перекосів і т.д.

Кожен з названих дефектів піддається впливу різних чинників, кількість яких дуже велика. Різноманітність чинників, що визначають технічний стан кузова, разом з його конструктивною складністю роблять неможливим визначення стану кузова аналітичним шляхом і потребують статистичних досліджень.

З усієї сукупності чинників найбільший інтерес представляють: конструктивні; технологічні; чинники, пов'язані з технічним обслуговуванням і ремонтом автомобілів; чинники, обумовлені навиками водіння автомобіля; дорожньо-кліматичні умови експлуатації; швидкісний режим руху автомобіля.

 У другому розділі для вирішення поставленого завдання був розроблений математичний опис зміни ресурсу кузова з урахуванням конкретних умов експлуатації.

Це проводиться на базі математичного апарату екстраполяції процесів, що описують взаємозв’язок змін діагностичних параметрів. Використання даного математичного апарату вимагає створення деякої математичної моделі процесу зміни положення, основних контрольних точок кузова (зміна геометрії кузова), створення алгоритму визначення ресурсу кузова автомобіля в цілому.

Оцінка зміни геометричних параметрів кузова ґрунтується на використанні деяких залежностей між діагностичними і структурними параметрами. Дані залежності відрізняються рядом особливостей. По-перше, вони повинні з достатньою точністю давати уявлення про стан кузова, що діагностується, по-друге, повинні надати можливість вимірювання з допустимою точністю. 

Математична модель для визначення залишкового ресурсу кузова складається для двох основних визначальних чинників, таких як витрата палива і  швидкість руху автомобіля. Також вона коректується впливом навантаження на автомобіль, дорожніми, кліматичними умовами експлуатації. 

Дослідження з визначення залежностей впливу технічного стану трансмісії, двигуна внутрішнього згоряння, підвіски та інші неодноразово проводилися і підтверджені математичними моделями. У даному дослідженні, направленому на визначення взаємозв’язку впливу стану кузова на витрату палива, для підтвердження тверджень використовуються відомі з літератури формули. 

Витрата палива є індикатором стану основних вузлів і агрегатів транспортного засобу, таких як трансмісія, ДВЗ, підвіска, стан коліс і шин, а також стан кузова. Кузов є основним силовим елементом автомобіля, на який вмонтовуються силові агрегати і системи. Відповідно він сприймає дію безлічі сил, які виникають під час експлуатації. Вплив енергетичних чинників на стан кузова автомобіля можна уявити у вигляді схеми, наведеної на (рис. 1). 

Сили, які впливають на кузов (рис.  2), можна умовно поділити на дві категорії: що постійно діють і діють під час руху автомобіля. До постійно діючих основних сил відносяться такі сили: тяжіння, інерції, зчеплення з дорожнім покриттям. До них додаються сили, що діють під час руху: сила крутного моменту ДВЗ, гальмівна сила, відцентрова сила, тягове зусилля  на колесах, сила тертя, сили опору та ін. Подолання і створення даних сил вимагає витрат енергії, тобто палива. 

Рис. 1. Взаємозв'язок впливу енергетичних чинників на кузов автомобіля

Рис. 2. Спрощена схема сил, що діють на транспортний засіб:

Qсум –сумарна витрата палива; Gaмаса автомобіля; Vа - середньотехнічна

швидкість автомобіля; Pп –сила дії підвіски автомобіля; Pггальмівна сила автомобіля; Pтяжсила тяжіння; Мкркрутний момент; Pдрушійна сила автомобіля

Можна припустити, що поява несправності хоч би в одному з вузлів або агрегатів приводить до завищення витрати палива. Не виключення і стан кузова автомобіля. Для проведення розрахунків запропоновано вибрати сумарну витрату палива, оскільки визначення і подальше прогнозування ресурсу кузова проводиться на певний проміжок часу. Проміжок часу в, свою чергу, визначається сумарним пробігом на прогнозований період, а це десятки тисяч кілометрів. За прогнозований проміжок часу передбачаються і враховуються несправності в основних вузлах та агрегатах автомобіля, які впливають на відхилення від норм споживання палива.

Поточне відхилення контрольної точки показує, на яку відстань під час експлуатації автомобіля перемістилася контрольна точка. Невелике відхилення в межах її робочої зони не викликає явної деформації деталей кузова та не впливає на експлуатаційні характеристики. Відхилення контрольної точки, що перевищує максимально допустиме значення, викликає появу напруг у деталях кузова і місцях кріплення до кузова вузлів та агрегатів. Це, у свою чергу, спричиняє передчасний знос деталей кузова, елементів підвіски, рульового керування і трансмісії та ін. 

 

 

Рис. 3. Вплив коефіцієнта відхилення геометричних параметрів кузова на залишковий ресурс кузова

При отриманні характеристики, рис. 3, не враховувалися інші чинники що впливають на ресурс. Значний вплив на геометричні параметри, як зазначалося раніше, має середня технічна швидкість руху автомобіля. При збільшенні швидкості руху автомобіля ресурс кузова зростає до певних значень швидкості  руху, а потім зменшується. 

Для отримання коректнішої моделі визначення значення залишкового ресурсу кузова необхідно провести коректування коефіцієнтами, що враховують зміну швидкості руху к1 і навантаження на автомобіль к2. Тоді рівняння запишеться у вигляді

 .    (1)

де   виміряне максимальне відхилення контрольної точки кузова;

  максимально допустиме відхилення контрольної точки кузова.

На підставі виконаних досліджень і розрахунків витікає, що коефіцієнти к1 і к2 можна визначити таким чином:

      (2)

де  –середня технічна швидкість автомобіля;

      –оптимальна швидкість автомобіля.

Середня технічна швидкість є змінною в даній моделі і вводиться при розрахунку прогнозування залишкового ресурсу кузова автомобіля.

Оптимальна швидкість руху залежить від нормативної максимально допустимої швидкості руху  автомобіля. Ці дані знаходимо в документації досліджуваного автомобіля. Для цієї математичної моделі знаходимо за формулою

  ,     (3)

де  –коефіцієнт, що визначає економічний режим роботи двигуна на середніх оборотах;

      –нормативна максимально допустима швидкість автомобіля.

 Якщо автомобіль використовується під навантаженням до формули (1) додається коефіцієнт к2, що характеризує завантаженість автомобіля. Для цього використовується формула.

     (4)

де  = 0...1коефіцієнт пасажиромісткості.

Таким чином формула (3) для оптимальної швидкості руху автомобіля під навантаженням має вигляд 

.    (5)

 Тоді значення корегуючого коефіцієнта к1 при 

.

  

При            (6)

.

Таким чином отримуємо кінцеву модель для розрахунку залишкового ресурсу кузова легкового автомобіля за середньою швидкістю руху 

.

При           (7)

.

Дана математична модель визначає залишковий ресурс кузова автомобіля опираючись на використання діагностичних значень середньої швидкості руху автомобіля, а також дозволяє зробити прогноз для подальшої експлуатації відносно швидкісного режиму і навантаження на автомобіль.

 Для побудови математичної моделі прогнозування ресурсу кузова за сумарною витратою палива наведено таке рівняння:

 ,     (8)

де Кікоефіцієнт індивідуальних якостей автомобіля;

    Qсумсумарна витрата палива, л;

    Кдкоефіцієнт, що враховує дорожні умови експлуатації на прогнозований період.

Для знаходження сумарної витрати палива скористаємося формулою

 ,     (9)

де Нлномінальна витрата палива л/100 км;

     Lнмаксимальний пробіг, при якому кузов потребує ремонту.

Коефіцієнт, що враховує дорожні умови експлуатації на прогнозований період, розраховуємо виходячи з нормативних. За різних дорожніх умов експлуатації Кд = 0,050.2.

Згідно з теоретичними розрахунками математична модель зміни ресурсу кузова залежно від паливно-економічних показників виглядає таким чином:

 .   (10)

При розрахунку залишкового ресурсу за допомогою такої моделі її складові вибираються залежно від марки і моделі автомобіля, що діагностується, оскільки ці дані індивідуальні для кожного автомобіля. 

Коефіцієнт дорожньо-кліматичних умов експлуатації вибирається згідно з нормами витрати палива на автомобільному транспорті. Норми включають витрату палива, необхідну для здійснення транспортного процесу.

 У третьому розділі викладено методику та описано апаратуру для проведення експериментальних досліджень зміни ресурсу кузовів від зовнішніх умов. 

Для вирішення поставленого завдання був вибраний комп'ютеризований ремонтно-вимірювальний комплекс NajaCelette. Даний комплекс дозволяє з високою точністю і швидкістю провести інструментальну діагностику і подальший ремонт кузова автомобіля. Саме висока точність проведення діагностики з подальшим прогнозуванням ресурсу кузова автомобіля робить цю методику затребуваною.  

Ремонтно-вимірювальний комплекс має широку базу даних геометричних параметрів кузовів легкових автомобілів, що робить його універсальним. Висока точність вимірювальної апаратури дозволяє давати достатньо точну характеристику автомобілю, що діагностується. 

Комплекс  NAJA включає два основні елементи (рис. 4): 

вимірювальний модуль об'ємного 3D-виміру;

комп'ютерний блок.

Рис. 4.  Комплекс для діагностики кузова автомобіля  NajaCelette

Діагностика кузова автомобіля з подальшим визначенням залишкового ресурсу полягає у вимірюванні геометричних параметрів його кузова (геометрії кузова). Діагностика геометрії кузова досягається знаходженням контрольних точок на поверхні діагностованого кузова автомобіля та побудовою площини вимірювання. Після порівняння одержаної площини з еталонною видається результат про зміну місцеположення контрольних точок. На підставі інтенсивності зміни місця розташування контрольних точок кузова можна зробити прогноз про стан кузова і таким чином розрахувати залишковий ресурс. 

Узявши за основу теоретичні дослідження та застосувавши їх до конкретного кузова автомобіля, було створено карту вимірювання геометричних параметрів кузова. На рис. 5 наведено діагностичну карту кузова Daewoo Lanos з позначенням контрольних точок. Колом показані точки з найменшим пріоритетом, а квадратом вказані основні контрольні точки. Основні контрольні точки є такими у результаті кріплення до них елементів підвіски, двигуна і трансмісії. Такий висновок можна зробити, проаналізувавши динаміку зміни всіх контрольних точок кузова автомобіля Daewoo Lanos.

При розрахунку залишкового ресурсу кузова за середньою технічною швидкістю руху автомобіля використовуються дані, одержані при проведенні діагностики. Підставивши одержані експериментальні дані у формулу (7) і прорахувавши їх для можливих швидкостей руху, отримуємо значення залишкового ресурсу кузова.

Значення середнього пробігу кузова автомобіля, при якому кузов потребує ремонту, пропонується розрахувати, виходячи з експертного значення, основаного на гарантійному терміні з урахуванням коефіцієнта запасу.

За результатами одержаних розрахунків можна побудувати порівняльні характеристики залежності ресурсу кузова від середньої технічної швидкості руху автомобіля з повним і мінімальним завантаженням відповідно α = 1 та        α = 0.

Рис. 5. Конструкція кузова Daewoo Lanos з позначенням контрольних точок

Рис. 6. Залежність ресурсу кузова від середньої технічної швидкості руху 

автомобіля Daewoo Lanos з навантаженням при α = 1

 

Під час аналізу одержаних значень простежується характерна залежність, одержана при побудові математичної моделі зміни ресурсу кузова від середньої технічної швидкості руху. При вивченні одержаних характеристик спостерігається зсув максимального ресурсу кузова до більшої швидкості руху під час руху з повним навантаженням, а саме під час руху автомобіля без навантаження, приймаючи коефіцієнт α = 0 (тільки водій), значення максимального ресурсу спостерігається при середній технічній швидкості 5055 км/год, а під час руху з повним завантаженням α = 1 (п’ять чоловік і вантаж) спостерігається зниження залишкового ресурсу і зсув значення максимального ресурсу і середньої технічної швидкості до     5565 км/год.

 

Рис. 7. Залежність ресурсу кузова від середньої технічної швидкості руху автомобіля Daewoo Lanos без навантаження при α = 0

Проаналізувавши викладене, можна зробити висновок, що під час руху автомобіля з повним завантаженням елементи підвіски, що знаходяться в стисненому стані, сильніше поглинають коливання, викликані нерівностями дороги. Дії на кузов автомобіля знижуються і це приводить до зростання допустимої середньотехнічної швидкості. Але при цьому спостерігається зниження ресурсу кузова приблизно на 40 %. Це обумовлено зростанням дії вібрацій викликаних двигуном і трансмісією, а також безпосередньо дією маси вантажу на кузов автомобіля.

Експеримент для перевірки теоретичних тверджень щодо математичної моделі визначення залишкового ресурсу кузова автомобіля за сумарною витратою палива проводився на автомобілях Daewoo Lanos шляхом складання за факторами: середньою витратою палива, стилем їзди водія, дорожньо-кліматичними умовами, а також зміною місця розташування контрольних точок. 

Сумарна витрата палива для автомобіля визначається, виходячи з даних максимального пробігу кузова автомобіля до проведення ремонту. 

На рис. 8 та 9 зображені розрахункова характеристика одержана під час складання математичної моделі, і характеристики одержані під час проведення експериментальних досліджень кузовів автомобілів Daewoo Lanos. Для підтвердження правдивості математичної моделі були вибрані декілька кузовів досліджених автомобілів з різними значеннями сумарної витрати палива і пробігу відповідно. Побудувавши за одержаними результатами характеристику можна зробити висновок, що ресурс кузова конкретної моделі автомобіля має свою особливу криву. Також проаналізувавши дану характеристику, можна з упевненістю переконатися у правильності вибору математичної моделі і підбору чинників, що діють на ресурс кузова легкового автомобіля.

 

Рис. 8. Характеристика зміни ресурсу кузова автомобіля Daewoo Lanos залежно від сумарної витрати палива

Рис. 9. Характеристика зміни ресурсу кузова автомобіля Daewoo Lanos залежно від геометричних параметрів кузова

При побудові залежності зміни ресурсу від стану геометричних параметрів кузова, рис. 8, розрахункові й експериментальні характеристики практично співпали. Можна зробити висновок про те, що до головних чинників, які впливають на ресурс кузова, відносимо геометричні параметри кузова і безпосередньо відхилення базових точок кузова. Це відхилення  приводить до зниження керованості автомобіля, курсової стійкості і безпеки в цілому. Причин зміни місця розташування основних контрольних точок багато, але головна причина, що знижує безпеку автомобіля, це руйнування деталей кузова в місцях розташування контрольних точок. 

Залежність ресурсу кузова автомобіля від сумарного пробігу ідентична залежності за сумарним пробігом, оскільки раніше було доведено, що сумарна витрата палива пропорційна пробігу автомобіля.

У четвертому розділі розроблено програму для автоматизованого розрахунку ресурсу кузовів досліджуваних легкових автомобілів. Викладено рекомендації щодо використання результатів дослідження. Наведено порівняльний аналіз розробленого та діючого методів.

Для зручності проведення розрахунків визначення і подальшого прогнозування ресурсу кузова легкового автомобіля пропонується використовувати електронну таблицю EXEL. Дана програма була вибрана, виходячи з таких її перевагдоступність, широка поширеність і простота використання цього програмного забезпечення. По-друге, одержання результатів у наочній формі як в числовому, так і у графічному форматі, а також можливість графічного порівняння одержаного результату проведеної діагностики з ідеальною розрахунковою характеристикою зміни стану кузова залежно від зовнішніх умов. По-третє, графічно можна спрогнозувати динаміку зниження ресурсу кузова на певний термін при плануванні режимів та умов експлуатації. 

 На підставі цих доводів було створено розрахунково-графічні програми: для розрахунку навантажувально-швидкісного режиму експлуатації, яка використовується для розрахунку і прогнозування ресурсу кузова залежно від середньої технічної швидкості і завантаженості автомобіля під час експлуатації; для розрахунку за сумарною витратою палива автомобілем. 

При створенні програм для розрахунків ресурсу зверталася увага на їхню точність і можливість застосування для розрахунку ресурсу всіх легкових автомобілів з несучим кузовом. Обмеженням кількості можливих автомобілів, що діагностуються, є база даних вимірювального комплексу NajaCelette. Але при проведенні своєчасного оновлення бази даних питання про обмеження відпадає. 

  а      б

Рис. 10. Інтерфейс програми для розрахунку прогнозування залишкового ресурсу кузова автомобіля

На діаграмі (рис. 10, а) зображено стовпці, що відображають стан ресурсу кузова при певній середньотехнічній швидкості руху з кроком в 10 км/год. Стовпці сірого кольору показують ресурс кузова при експлуатації без навантаження, чорногоз навантаженням, білогопоточний стан кузова автомобіля, що діагностується. 

Розрахунок залишкового ресурсу кузова від сумарної витрати палива за допомогою електронної програми проводиться аналогічно (рис.10, б), стовпці чорного кольору показують поточний стан кузова автомобіля, а сірого кольорумаксимальний ресурс кузова, що діагностується.

Процес розрахунку є поетапною процедурою обробки інформації, що надходить з поста діагностики і відділу експлуатації.

Обробка інформації ведеться з метою встановлення значення ресурсу кузова автомобіля для подальшого вибору умов експлуатації.

Характер цих завдань та умови їх реалізації на ЕОМ визначають структуру і склад забезпечення процесу прогнозування залишкового ресурсу кузова.

Технічне забезпечення підсистеми прогнозування складає діагностичне устаткування поста (станції) діагностики і обчислювальний комплекс на базі персональної ЕОМ. 

Нормами експлуатації автомобілів є: періодичність ТО, витрата запасних частин, термін служби автомобілів і агрегатів та ін. Залежно від тривалості та умов експлуатації норми коректують, а також прогнозують на майбутній період. При цьому враховують рівень надійності автомобілів.

Таким чином, ресурсу кузова слід оцінювати за такими параметрами, які визначають навантажувально-швидкісний режим роботи автомобіля (кузова): швидкість руху, витрата палива, повна вага, конструктивні особливості та т.і. залежно від експлуатаційних умов.

Таблиця 1

Порівняння показників зносу ТЗ при розрахунку різними методиками

 Марка, модель ТЗ

Срок служби, років

Значення зносу згідно з Державною методикою оцінки дорожніх ТЗ %

Значення зносу згідно з розробленою методикою оцінки залишкового ресурсу кузова ТЗ %

Різниця в оцінці ТЗ, %

ВАЗ 21011

48

Opel Omega

18

WV Golf 3

14

Daewoo Lanos

4

Daewoo Lanos

3

Daewoo Lanos

2

Аналізуючи одержані результати можна зробити висновок, що залишковий ресурс кузова легкового автомобіля, і зокрема його знос практично не залежить від часу експлуатації. Це помітно якщо провести порівняння результатів дослідження кузовів автомобіля WV Golf і Daewoo Lanos. Практично при різниці пробігів з початку експлуатації приблизно у 10% і однаковому візуальному стані кузова, при розрахунку згідно державній методиці різниця в зносі 1,5 рази. Це обумовлено тим, що в основу розрахунків закладений термін експлуатації ТЗ у роках, що не є коректним підходом при рішенні поставленої задачі, оскільки не враховуються режими експлуатації ТЗ. Одержані результати зносу при розрахунку за розробленою методикою від-різняються в 2 рази, що відповідає реальному стану кузова автомобіля (рис. 11).

Рис. 11. Порівняльна характеристика методик за пробігами та роками випуску досліджуваних автомобілів: аперевірка конкретного ТЗ з інтервалом в один рік;  

бТЗ з терміном служби до 3-х років без проведення  відновлювальних робот;

вТЗ з терміном служби більше 10 років без проведення  відновлювальних робіт

Порівняння одержаних результатів показує наступну залежність для ТЗ з терміном служби більш 10 років при розрахунку розробленою методикою спостерігається зниження зносу кузова від 5 до 10%. А для ТЗ з малим терміном служби завищення зносу кузова на 1520%. Обумовлено це застосуванням інструментального методу визначення зносу кузова ТЗ. Застосуванням усереднених коефіцієнтів використовуваних в розрахунку зносу державною методикою, в розробленій методиці поміняються коефіцієнти індивідуальних якостей ТЗ, що враховують конструкцію і стан кузова.

 

ВИСНОВКИ

1. Теоретичні та експериментальні дослідження дозволили класифікувати й оцінити значимість чинників, які впливають на зміну геометричних параметрів (контрольних точок) кузова легкового автомобіля. Найбільший вплив на ресурс кузова легкового автомобіля мають середньотехнічна швидкість руху, кількість вантажу, що перевозиться, і сумарна витрата палива.

. Уперше отриманий взаємозв’язок ресурсу кузова легкового автомобіля з енергетичними показниками, станом геометричних параметрів, середньотехнічною швидкістю на прикладі автомобіля Daewoo Lanos, який базується на діагностичних результатах оцінки геометричних параметрів і математичних моделях зміни розташування контрольних точок кріплення базових агрегатів.

. Встановлено, що енергетичні витрати за час експлуатації автомобіля викликають зміну ресурсу кузова легкового автомобіля в 24 рази. Найбільший ресурс кузова легкового автомобіля спостерігається при середній швидкості руху (0,60,7)Vmax та мінімальній сумарній витраті палива. Менше впливає конструкція підвіски автомобіля, яка впливає на зміну ресурсу кузова до 20 %.

. Виконані експериментальні дослідження за допомогою комп’ютерного вимірювального устаткування для перевірки геометричних параметрів кузовів автомобілів на базі ХНАДУ підтвердили основні теоретичні положення. 

. На підставі одержаних взаємозв’язків для оцінки ресурсу кузова легкового автомобіля розроблено комп’ютерну програму прогнозування терміну служби кузова, яка враховує різні умови експлуатації. Вона дозволяє виявляти оптимальний ресурс кузова автомобіля та момент його відправки у ремонт або на списання.

. Проведення порівняння розробленої методики з діючою “Державною методикою товарознавської експертизи при розрахунку фізичного зносу групи автомобілів з середньорічним пробігом від 20 до 40 тис. км і віком від 2 до 20 років. Було встановлено, що на початкових етапах експлуатації обидві методики визначають знос з різницею в 5 %, але зі збільшенням віку знижується показник зносу до 20 % для ТЗ з великим терміном експлуатації і завищується показник зносу до 15 % для ТЗ з малим терміном експлуатації. Це вказує на переваги розробленої методики при оцінці старих автомобілів з малими пробігами. Під час оцінки автомобілів віком до 3-х років з великими пробігами, спостерігається завищення відсотка зносу від 10 до 15%. Таким чином розроблена методика об'єктивніше оцінює дану групу автомобілів.

 . Результати дисертаційної роботи використовуються науково-виробничим підприємствомКарсис офіціальним дилером фірми Bosch, як перспективні для впровадження у роботу автосервісних підприємств.

СПИСОК ОПУБЛІКОВАНИХ ПРАЦЬ ЗА ТЕМОЮ ДИСЕРТАЦІЇ

  1.  Бажинов А.В. Определение ресурса кузова легкового автомобиля измерительным стендом NAJA/ А.В. Бажинов, А.М. Быков // Вестник ХНАДУ: сб. научных трудов.Харьков: Изд-во ХНАДУ 2006.Вып. 32. С. 58-60. Здобувачем виконано визначення пріоритетів дослідження та аналіз методик оцінки кузовів легкових автомобілів.
  2.  Быков А.М. Определение  видов  дефектов  кузовов  автомобилей /         О.М. Быков // Вісник Східноукраїнського національного університету       ім. В. Даля..Вип. 7 (125).  –С. 220-223. 
  3.  Быков А.М. Проведение мониторинга состояния кузова автомобиля для определения его остаточного ресурса / А.М. Быков // Вісник Східноукраїнського національного університету ім. В. Даля..Вип 8 (126).С. 129-132.
  4.  Быков А.М. Методика определения остаточного ресурса кузова автомобиля  / А.М. Быков // Вестник ХНАДУ: сб. научных трудов.Харьков: Изд-во. ХНАДУ. 2009.Вип.25.С. 159-162.
  5.  Быков А.М. Принципы методики определения ресурса кузова легкового автомобиля // Транспорт, экологияустойчивое развитие: сб. докладов ХІІ международной научно-технической конференции с международным участием / А.М. Быков.Варна, 2006.С. 356-360.

АНОТАЦІЯ

Биков О.М. Оцінка залишкового ресурсу кузова легкового автомобіля у експлуатаційних умовах.Рукопис.

 Дисертація на здобуття вченого ступеня кандидата технічних наук за фахом 05.22.20 - Експлуатація і ремонт засобів транспорту.Харківський національний автомобільно-дорожній університет, Харків, 2010.

 Дисертація присвячена питанням залишкового ресурсу кузова легкового автомобіля для заданих умов експлуатації. У роботі досліджені чинники, які впливають на зміну геометричних параметрів (контрольних точок) кузова легкового автомобіля. Це дозволило розробити нові методи оцінки ресурсу кузова легкового автомобіля залежно від узагальнюючих параметрів оцінки ресурсу транспортних машин в різних умовах експлуатації. На підставі одержаних закономірностей оцінки ресурсу кузова легкового автомобіля розроблено методику прогнозування терміну служби кузова, яка враховує його індивідуальні особливості. Розроблено програму для автоматизованого розрахунку і прогнозування залишкового ресурсу кузова легкового автомобіля. Проведено експериментальну перевірку теоретичних положень з визначення та прогнозування залишкового ресурсу кузова легкового автомобіля.

 Отримані результати використовуються науково-виробничим підприємствомКарсис офіціальним дилером фірми Bosch, як перспективні для впровадження у роботу автосервісних підприємств.

 Ключові слова: кузов автомобіля, ресурс кузова, контрольна точка, геометрія кузова, деформація кузова.

АННОТАЦИЯ

 Быков А.М. Оценка остаточного ресурса кузова легкового автомобиля в эксплуатационных условиях. - Рукопись.

 Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук по специальности 05.22.20 - Эксплуатация и ремонт средств транспорта.Харьковский национальный автомобильно-дорожный университет, Харьков, 2010.

Диссертация посвящена вопросам определения остаточного ресурса кузова легкового автомобиля для заданных условиях эксплуатации. В работе исследованы факторы, которые влияют на изменение геометрических параметров (контрольных точек) кузова легкового автомобиля. Это позволило разработать новые методы оценки ресурса кузова легкового автомобиля в зависимости от обобщающих параметров оценки ресурса транспортных машин в различных условиях эксплуатации. 

Получена взаимосвязь между энергетическими параметрами, тягово-скоростными характеристиками, геометрическими параметрами и их влияние на ресурс кузова в период эксплуатации автомобиля. Представлены математические модели описывающие изменение ресурса кузова с учетом влияния условий эксплуатации. Используемые модели описывают изменение ресурса кузова от его геометрических, энергетических и скоростных параметров за определенный период эксплуатации. Условия эксплуатации учитываются с использованием коэффициентов, учитывающих: индивидуальные качества исследуемого автомобиля, нагрузку при выполнении транспортной работы, средний скоростной режим движения автомобиля и дорожные условия эксплуатации за определенный период эксплуатации. Проведена проверка математической модели с помощью компьютерного моделирования при различных эксплуатационных условиях. Моделирование показало, что выбранная математическая модель полностью отображает процесс изменения ресурса кузова легкового автомобиля. 

Проведена экспериментальная проверка теоретических положений по определению и прогнозированию остаточного ресурса кузова легкового автомобиля. Выполнялась регистрация энергетических и геометрических параметров автомобилей. Обработка расчетных и экспериментальных данных позволяет проводить оценку не только текущего состояния кузова автомобиля, но и делать прогноз на дальнейший период эксплуатации. Сравнение полученного метода с широко применяемыми методами показало, несоответствие результатов используемых методов реальному состоянию кузова легкового автомобиля.

На основании полученных взаимосвязей оценки ресурса кузова легкового автомобиля разработана методика прогнозирования срока службы кузова, которая учитывает его индивидуальные особенности. Разработана программа для автоматизированного расчета и прогнозирования остаточного ресурса кузова легкового автомобиля, которая позволяет за короткое время провести комплексную диагностику кузова автомобиля с определением его текущего остаточного ресурса. Представлен метод прогнозирования изменения ресурса кузова в зависимости от эксплуатационных условий. 

Полученные результаты используются научно-производственным предприятиемКарсис официальным дилером фирмы Bosch, как перспективные для внедрения в работу автосервисных предприятий.

 Ключевые слова: кузов автомобиля, ресурс кузова, контрольная точка, геометрия кузова, деформация кузова.

ABSTRACT

  Bikov A. Estimation of remaining resource of passenger car body for the set external environments.Manuscript.

 Dissertation for competition of the academic degree of candidate of engineering sciences on specialty 05.22.20 operation and maintenance of vehicles.Kharkiv National Automobile and Highway University, Kharkiv, 2010.

Dissertation is devoted to the questions of remaining resource of basket of passenger car for the set external environments. In work research factors which influence on the change of geometrical parameters (controls points) of basket of passenger car. It allowed to develop the new methods of estimation of resource of basket of passenger car depending on the summarizing parameters of estimation of resource of transporting machines under various conditions exploitations. On the basis of the got conformities to the law of estimation of resource of basket of passenger car, the method of prognostication of term of service of basket, which takes into account his individual features, is developed. Developed program for the automated calculation and prognostication of remaining resource of basket of passenger car. Experimental verification of theoretical positions is conducted on determination and prognostication of remaining resource of basket of passenger car.

 It is drawn on got results scientifically by the production enterprise of  “Carsys” –official dealer of firm of Вosch, as perspective for introduction at work of autoservices enterprises.

 Keywords: car body, resource of car body, control point, geometry of car body, deformation of car.

17


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

15513. Етапи входження України до Великого князівсьва Литовського 22.72 KB
  Приєднання українських земель до Великого князівства Литовського Перервана традиція літописання зумовила наявність білих плям в історії польськолитовської доби. Через це частина істориків період існування Великого князівства Литовського до Люблінської унії 1569 р.
15514. Проектирование структуры и содержания дистанционного курса «Использование аудиоинформации при создании цифровых образовательных ресурсов» 1.92 MB
  КУРСОВАЯ РАБОТА Проектирование структуры и содержания дистанционного курса Использование аудиоинформации при создании цифровых образовательных ресурсов Содержание Введение 1. Теоретические основы проектирования дистанционных курсо
15515. Київська митрополія і Флорентійська унія 39.81 KB
  Відокремлення московської митрополії Після входження Києва до ЛитовськоРуської держави відбувається його поступове відродження як духовного та релігійного центру України. В той же час протягом ХIV поч.. ХV ст. у Києві та Москві періодично виникали ситуації коли одно...
15516. Кирило Розумовський 18.34 KB
  Війна мала два важливих наслідки. Поперше переконала російський уряд у неможливості вирішити свої південнозахідні проблеми без економічно сильної України з власним устроєм. Подруге ще раз показала українській громадськості життєву необхідність відновлення гетьманс...
15517. Кирило-Мефодіївське Братство 50 KB
  КирилоМефодіївське Братство Схожі матеріали Культурницький етап українського руху у Східній Україні в ХIХ столітті У 1834 р. цар Микола дозволив відкрити другий в Україні університет ім. св. Володимира в Києві. Засн...
15518. Реєстрове козацтво 16.67 KB
  Реєстрове козацтво Козацька старшина існувала у реєстровому козацькому війську що було створене у 1572 році. На чолі реєстрових козаків стояв гетьман якого обирали за погодженням з королівським урядом на загальній військовій раді. Першим гетьманом реєстрового війська
15519. Під владою Польщі. Зростання козацтва (друга пол. XVI - перша пол. XVII ст.) 19.53 KB
  Під владою Польщі. Зростання козацтва друга пол. XVI перша пол. XVII ст. антифеодальні виступи міщан. Між козаками селянами та міщанами уже сформувалися відносини спільності інтересів взаєморозуміння та взаємопідтримки. У 80х роках XVI ст. відбулося кілька локальних вист
15520. Колонізація після 1569 22.58 KB
  Наслідки Люблинської унії для України були величезні. Україна була розірвана: більша її частина перейшла до Польщі Галичина Холмщина Волинь Поділля Брацлавщина Київщина Підляшшя. За Великим Князівством Литовським залишилися білоруські землі по Вітебськ Оршу та Мс
15521. Конотопська битва або Соснівська битва (27 червня — 29 червня / 7 липня — 9 липня 1659 року) 21.53 KB
  Конотопська битва або Соснівська битва 27 червня 29 червня / 7 липня 9 липня 1659 року битва між військами Гетьмана Івана Виговського та Кримської Орди з одного боку і московським військом з іншого біля міста Конотопа сучасної Сумської області. Наслідки та значення Зв...