Проектирование и расчет автомобиля

Формирование стабильности агрегатов

Формирование стабильности агрегатов

Одним з наголовніших показників якості продукції є надійність. Надійність це властивість об`єкту виконувати задані функції, зберігаючи в часі значення встановлених експлуатаційних показників в заданих межах і умовах використання, технічного обслуговування, ремонта, зберігання і транспортування.

Довговічність – властивість виробу зберігати працездатність до настання граничного стану з встановленою системою технічного обслуговування і ремонтів.

Перед автомобільною промисловістю стоїть задача збільшити ресурс автомобільних двигунів до першого капітального ремонту і забезпечити вторинний ресурс не менше 80% від первичного. Виконання цієї задачі від автомобільних підприємств та організацій потребує великих творчих зусиль і напруженої роботи. З кожним етапом підвищення ресурсу потрубні більш сучасні інженерні рішення, як з конструкції і технології виготовлення двигунів і підвищенню якості використовуваних матеріалів і виробів суміжних виробництв, так і підвищення культури експлуатації і ремонту.

В результаті досліджень проведених автомобільним інститутом визначені і класифіковані головні шляхи підвищення надійності і довговічності двигунів:

1.Выявлення слабих вузлів деталей, що пов`язано з аналізом факторів, впливаючих на довговічність двигуна в експлуатації створенням методик прискорених досліджень деталей, вузлів і двигунів і визначенням сроків їх служби.

2. Покращення умов роботи деталей і вузлів двигателей і вузлів двигунів шляхом захисту поверхностей тертя від абразивних частин, забруднень, покращення системі змащування, покращення приробіток і деталей.

3. Удосконалення конструкції, застосовуваних матеріалів і технології виготовлення деталей шляхом удосконалення компоновки двигуна, конструкції деталей, оптимізації мікро- і макрогеометрії поверхонь, стабілізації форм і розмірів, підвищення усталосної і термічної стійкості деталей, удосконалення властивостей матеріалів комплектуючих виробів и т.д.

4. Підвищення культури експлуатації і якості ремонту, в особливості створення і використання методів діагностики технічного стану двигунів , забезпечення технології ремонту на рівні технології виготовлення двигунів.

Вказані основні направлення робіт з підвищення надійності і довговічності двигунів повинні бути прикреплені чіткою системою організації робіт з підвищення якості на фірмових станціях технічного обслуговування, їх зв`язку з науково-дослідницькими і експлуатаційними організаціями, а також с підприємствами-суміжниками.

Забезпечення надійності є важливим етапом підвищення технічного рівня і удосконалення якості колісних машин, до групи яких відносяться автомобілі.

Функціональна нестабільність елементів системи “водій – автомобіль – дорожнє середовище” (ВАДС) є причиною параметричних і, у кінцевому рахунку, функціональних відмовлень, що призводять до значного матеріального збитку і людських жертв.

Важливу роль у забезпеченні активної безпеки автомобілів відіграє справність та функціональність агрегатів та механізмів.

Надійність та якість агрегатів є важливим чинником, що забезпечує безпеку дорожнього руху. Досвід експлуатації показує, що при проектуванні необхідно не тільки забезпечити відповідність показників ефективності, якості та надійності, але і легко доступність та ремонтопригодність та  створити умови для збереження цих показників у плині всього періоду експлуатації.

Стабільність  властивостей роботи агрегатів у плині всього періоду експлуатації забезпечує необхідний технічний рівень і конкурентноздатність різних фірм. Відповідність цих властивостей пропонованим вимогам можна забезпечити при прогнозуванні на стадії проектування розвитку вимог до робочих властивостей як нових машин, так і машин, що перебувають в експлуатації.

Стабілізація робочих властивостей агрегатів може здійснюватися як за рахунок застосування різних автоматичних пристроїв, так і за рахунок створення вузлів й агрегатів робочого управління зі стабільними вихідними характеристиками.

Аналіз відомих робіт показав, що найбільш нестабільними елементами систем і агрегатів є механізми, що розсіюють теплову енергію та підвернені найбільшим навантаженням, що генерується при робочому процесі. У роботі запропоновано підходити до оцінки ефективності технічних з урахуванням функціональної стабільності її елементів.

При створенні й дослідженні технічних систем і агрегатів часто виникає питання:

“Що ми повинні одержати”? “Як цього добитися”? При цьому всі розрахункові параметри отримані коректно, а конструктивні й технологічні заходи виконані правильно. Відповідь на це питання можна знайти, підходячи до процесу створення нових машин з позиції функціональної стабільності.

При проектуванні технічних систем виникає необхідність оцінки того, наскільки доцільне введення якогось вдосконалення (додаткового пристрою), що теоретично підвищує ефективність роботи об'єкта. Відомі випадки, коли установка додаткового елемента не дає на практиці бажаного ефекту, а іноді - і знижує показники роботи технічної системи. У більшості випадків ефект або не спостерігається, або є незначним. Прикладом може служити масове застосування змішувачів повітря і палива на легкових автомобілях 1980 -1990 рік. Це пов'язане з тим, що очікуване підвищення ефективності системи живлення не дало змогу покращити змішування в повному обсязі і досягнути ідеальної суміші.

Використання теорії функціональної стабільності при створенні нових технічних систем і, зокрема автомобілів і тракторів, дозволить підвищити технічний рівень виробів, зменшити вартість конструкторських і доводочних робіт. Проведений аналіз стану питання дозволив сформулювати задачі дослідження з позицій забезпечення стабільності гальмових властивостей колісних машин на стадії проектування.

Аналіз технічного рівня сучасних агрегатів машин і стану питання дослідження їхніх властивостей показав необхідність створення методології формування стабільності робочих властивостей на стадії проектування. Стабільність є умовою адекватності функціонування управління тим чи іншим агрегатом, тобто необхідною умовою їхнього функціонування.

Оскільки під стабільністю розуміється стан рівноваги, що відповідає критеріям функціонування, то при нормуванні гальмових властивостей АТЗ на стадії проектування необхідно враховувати як перспективу росту вимог до зазначених властивостей, так і погіршення останніх із часом (збільшенням наробітки). Отримані аналітичні залежності дозволяють прогнозувати вимоги до ефективності роботи агрегатів АТЗ на період часу, що цікавить, визначати нормативи й вносити зміни в чинні стандарти, що можливо на основі запропонованої методики.

Агрегат це сукупність механізмів, а одже є найбільш нестабільним елементом управління, що забезпечує роботу одразу кількох і більше механізмів та систем. Нестабільність роботи агрегату здійснює істотний вплив на зниження загального КПД роботи усіх механізмів.

Проведений статистичний аналіз коефіцієнтів тертя між деталями (на прикладі автомобілів сімейства ВАЗ) показав їхній широкий діапазон, що істотно впливає на зношування і передчасний вихід зі строю;

Наприклад при гальмуванні відбуваються втрати енергії двигуна за рахунок розсіювання кінетичної енергії колісної машини й витрати, на управління гальмовим приводом і гальмовими механізмами. Тому до ремонту необхідно відноситися ємко і на основі практичного дослідження розробити шлях до  Витрати енергії на управління дисковим гальмом відкритого типу становлять 15 Дж (на один гальмовий механізм), а для одного барабанного гальма - 700 Дж, що визначено на підставі проведеного теоретичного дослідження.

Використання запропонованої енергетичної передатної функції гальмових механізмів, а також проведеного експериментального дослідження дозволили визначити, що дискове гальмо відкритого типу є найбільш перспективним для застосування як на легкових, так і на вантажних автомобілях за енергопперетворювальними властивостями.

Енергетичний підхід до проектування гальмового управління в цілому й гальмових механізмах окремо дозволив виробити рекомендації з вибору розподілу гальмових сил між осями, що забезпечує необхідні властивості колісних машин (включаючи курсову стійкість при гальмуванні), і їхню стабільність у процесі експлуатації.