ХАРКІВСЬКИЙ ДЕРЖАВНИЙ АВТОМОБІЛЬНО-ДОРОЖНІЙ ТЕХНІЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ

ПЕТРОВ Віктор Володимирович

УДК 629.11.012-181.4+631.3 - 181.4

УДОСКОНАЛЕННЯ АМОРТИЗАТОРІВ ВАНТАЖНОГО АВТОМОБІЛЯ ПЕРШОГО КЛАСУ

(на прикладі ЗАЗ 13061)

Спеціальність 05.22.02 – Автомобілі та трактори

Автореферат

дисертації на здобуття наукового ступеня

кандидата технічних наук

Харків - 2001

Дисертацією є рукопис.

Робота виконана в Таврійській державній агротехнічній академії

Науковий керівник кандидат технічних наук, доцент

Діордієв Володимир Трифонович

Таврійська державна агротехнічна академія,

завідувач кафедри автоматизації

сільськогосподарського виробництва

Офіційні опоненти: доктор технічних наук, професор

Федосов Олександр Сергійович

Сумський державний аграрний університет,

завідувач кафедри основ проектування

кандидат технічних наук, доцент

Артюшенко Анатолій Дмитрович

Національний технічний університет (ХПІ)

доцент кафедри aвтомобіле і тракторобудування

Провідна установа ВАТ "Український науково-дослідний

інститут сільськогосподарського машино-

будування", Державний комітет промислової

політики України, м. Харків

Захист відбудеться: 20 червня 2001 р. о 1200 годині на засіданні вченої спеціалізованої ради Д 64.059.02 при Харківському державному автомобільно-дорожньому технічному університеті за адресою: 61002, Україна, м. Харків, вул. Петровського, 25.

З дисертацією можна ознайомитися у бібліотеці Харківського державного автомобільно-дорожнього технічному університету (м. Харків, вул. Петровського, 25).

Автореферат розісланий “18“ травня 2001 р.

Вчений секретар

спеціалізованої вченої ради

Д. 64.059.02 д.т.н., проф. А.М. Юрченко

ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

Вступ. Одним із шляхів підвищення ефективності функціонування і розвитку агропромислового комплексу являється зниження затрат сільськогосподарської продукції при її транспортуванні. Вирішення даної задачі може бути досягнуте як за рахунок подальшої спеціалізації транспортних засобів, що використовуються в умовах сільського господарства, так і підвищення надійності окремих систем існуючої техніки. Аналіз експлуатаційних показників вантажних автомобілів малих класів показав необхідність удосконалення амортизаторів вантажного автомобіля ЗАЗ 13061 з метою покращання його навантажувальних характеристик при русі по сільських дорогах.

Актуальність теми. Для перевезення невеликих (до 0,5 т) вантажів на малі і середні відстані в умовах сільськогосподарського виробництва України, досить широко використовується цілий перелік вантажних малогабаритних автомобілів малих класів, виконаних на базі серійних моделей легкових автомобілів, таких як: ЗАЗ, ВАЗ, “Москвич“, та ін. Однак, через надзвичайно важкі умови експлуатації такої техніки у сільськогосподарському секторі, спостерігаються передчасні відмови її вузлів і агрегатів, які переважно являються базового виконання.

Проведені статистичні дослідження виявили, що найбільша кількість відмов при цьому приходиться на систему передньої підвіски вітчизняного автомобіля ЗАЗ 13061, а найбільш вразливим елементом виявився амортизатор передньої стійки.

Тому дослідження по модернізації амортизатора передньої стійки даного автомобіля, удосконаленню технології його виготовлення і прогнозування експлуатаційних параметрів є перспективним напрямком поліпшення функціональних характеристик передньої підвіски автомобіля ЗАЗ 13061.

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

Обраний напрямок досліджень пов'язано із реалізацією комплексної програми відповідно до постанови Кабінету міністрів №732 від 15.04.1993 р. "Про реконструкцію автомобільного машинобудування" і планом НДР Таврійської державної агротехнічної академії по темі 01Х – 95 "Система оптимізації процесів технічного сервісу малогабаритного автомобільної техніки сільськогосподарського призначення на базі моделювання".

Мета і задачі дослідження. Метою роботи є підвищення працездатності підвіски вантажного автомобіля першого класу ЗАЗ 13061 шляхом удосконалювання амортизатора передньої стійки.

Для досягнення поставленої мети необхідно вирішити такі задачі:

·

· розробити технічні рішення та методику вибору параметрів амортизатора для підвищення його працездатності;

· одержати експериментальну оцінку функціональних якостей удосконаленого амортизатора і перевірити адекватність запропонованих технічних рішень і методик;

· розробити методичне забезпечення для системного підходу при використанні результатів досліджень.

Об'єкт дослідження – працездатність і ресурс передньої підвіски автомобіля ЗАЗ 13061.

Предмет дослідження – амортизатори передньої стійки автомобіля ЗАЗ 13061.

Методи дослідження. Теоретичні дослідження виконані з використанням положень теорій коливань і зносу. Дорожні випробування проводилися в реальних умовах при русі автомобіля по дорогах із різноманітним покриттям з обробкою експериментальних даних із використанням методів математичної статистики та теорії ймовірностей. Ресурсні випробування амортизаторів проводилися на спеціалізованих стендах із використанням методики активного експерименту.

Наукова новизна одержаних результатів.

Вперше з використанням теорії нелінійних диференціальних рівнянь і теорії внутрішнього тертя рідини отримана математична модель функціонування стійки передньої підвіски автомобіля першого класу, що враховує дисипативні і пружні характеристики буфера відбою; на основі теорії тертя твердих тіл і теорії імітаційного моделювання вперше отримана модель прогнозування ресурсу роботи амортизаторів.

Практичне значення одержаних результатів полягає в удосконаленні конструкції і впровадженні селективної зборки амортизатора передньої стійки вантажного малогабаритного автомобіля с.-г призначення ЗАЗ 13061. У конструкцію амортизатора замість пасивного поліуретанового введений активний гідравлічний буфер відбою, що значно підвищило якість роботи ходової частини автомобіля при експлуатації у важких дорожніх умовах. Селективна зборка модернізованих амортизаторів і комп'ютерна система прогнозування експлуатаційних показників передньої стійки автомобіля ЗАЗ 13061 впроваджені і пройшли випробування на ЗАТ СП "АвтоЗАЗ-ДЭУ", “КримАвтоЗАЗ-сервіс“, Мелітопольському заводі "Автогідроагрегат", ЗАТ ПКФ "Універсал" (м. Мелітополь), що підтверджується відповідними актами.

Особистий внесок здобувача. Дисертантом особисто:

·

· Проведені експериментальні дослідження залежності ресурсу роботи амортизатора у функції варіювання розмірів основних сполучень виробу.

· Розроблено конструкцію і визначені оптимальні параметри гідравлічного буфера відбою.

· Обгрунтовано основні положення селективної зборки амортизаторів передньої стійки на прикладі автомобіля ЗАЗ 13061.

· Розроблено комп'ютерну систему прогнозування експлуатаційних показників передньої стійки на прикладі автомобіля ЗАЗ 13061.

Апробація результатів дисертації. Основні результати досліджень, що містяться в дисертації, заслухані і обговорені на міжнародних науково-технічних семінарах, симпозіумах і конференціях: Міжнародна науково-практична конференція ”Моделювання процесів і технологічного устаткування в сільському господарстві” (Мелітополь, 1994 р.), ”Екологічні аспекти внесення добрив і обробка грунту" (м. Варшава, Інститут будівництва, механізації й електрифікації в сільському господарстві, 1996 р.), Науково-технічна конференція професорсько-викладацького складу, аспірантів і студентів (м. Мелітополь, ТДАТА, 1996), "Покращення показників теплових двигунів і ресурсозбереження" (м. Мелітополь, ТДАТА, 1997 р.), Науково-технічна конференція професорсько-викладацького складу, аспірантів і студентів (м. Москва, РАУ, 1997 р.), Науково-технічна конференція професорсько-викладацького складу, аспірантів і студентів (м. Мелітополь, ТДАТА, 1998-2000 рр.).

Публікації. Основні положення дисертації викладено у 10 друкованих роботах, в тому числі 9 - у фахових виданнях.

Структура та обсяг дисертації. Дисертаційна робота складається з вступу, чотирьох розділів, висновків, додатків, в яких містяться розрахункові таблиці, алгоритми та програми, а також акти впровадження.

Повний обсяг дисертації складає 167 сторінок, із них 130 сторінок основного тексту, в тому числі 43 ілюстрації на 37 сторінках і 14 таблиць на 15 сторінках, а також 12 додатків на 37 сторінках. Список використаних джерел містить 113 найменувань (в тому числі 8 на іноземній мові) – на 10 сторінках.

КОРОТКИЙ ЗМІСТ РОБОТИ

У вступі подана загальна характеристика дисертації: розкрито наукову новизну одержаних основних результатів, їх практичне значення, сформульовані актуальність, мета, задачі, об'єкт, предмет та методи дослідження; приведено особистий внесок здобувача, апробація результатів роботи та публікації.

У першому розділі "Стан питання та задачі дослідження" розглянуто перелік і основні характеристики вантажних автомобілів малих класів с.-г призначення. Приведено результати статистичних досліджень надійності окремих систем даної техніки, на базі яких визначено, що найбільше число відмов має передня підвіска автомобіля ЗАЗ 13061, найменш надійним елементом якої виявився амортизатор передньої стійки. У розділі виконано аналіз існуючих конструкцій підвісок вантажних автомобілів, у якому також проаналізована робота амортизатора автомобіля ЗАЗ 13061, виявлені основні причини передчасних його відмов при експлуатації в умовах с.-г виробництва, що явилося передумовою формулювання задачі його удосконалення.

Питаннями проектування, експлуатації ходової частини автомобілів і гідросистем займалися такі вчені як И.Н. Успенський, А.А. Мельников, А.Д. Дербаремдікер, Р.В. Ротенберг, М.А. Подригало, В.А. Дідур, В.Б. Юдовинський і ін. Їхні розробки створили основу для модернізації й ефективної експлуатації ходових систем вантажної малогабаритної автомобільної техніки.

У другому розділі "Дослідження та аналіз режимів навантаження амортизаторів" приводиться методика та обладнання для дослідження умов функціонування амортизаторів передньої підвіски вантажного автомобіля першого класу ЗАЗ 13061. Наведено результати обробки одержаних осцилограм механічного впливу на передню стійку автомобіля ЗАЗ 13061, який рухається по дорогам із різноманітним покриттям, на базі чого виконана перевірка числових реалізацій випадкових функцій часу на незалежність вимірів за критерієм серій, визначена стаціонарність процесу за критерієм Вілкоксона, а також отримані відповідні закони розподілення функцій.

Наведена методика та обгрунтовані режими стендових випробувань амортизатора з урахуванням апріорних експериментальних даних і застосуванням методу ентропійного аналізу. При цьому ентропія для кожного режиму руху автомобіля по дорогам із різноманітним покриттям визначається як

, (1)

де Sx - середньоквадратичне відхилення.

За результатами обробки осцилограм значення Sx для режимів руху по грунтовій дорозі та бруковій мостовій рівні відповідно:

(Sг) = 7,84; і (Sб) = 13.381.

А ентропії для цих режимів будуть складати:

H(x)г = 3.799; і H(x)б = 4.126.

А будь-яка зміна ступеня невизначеності, значення якої виражається ентропією, обумовлюється відповідною зміною кількості інформації, що представляє собою різницю значень ентропій

, (2)

У ідеальному випадку, при русі автомобіля по абсолютно гладкій поверхні можна було б прийняти H(x)г = 0, що можливо лише теоретично, а кількість інформації в цьому випадку дорівнювала б ентропії для режиму руху по бруковій мостовій

. (3)

Проте на практиці, зокрема для нашого випадку, H(x)г № 0, тому що навіть при русі автомобіля по ідеально рівній поверхні мають місце некомпенсовані обурення, у виді переміщення штока амортизатора за рахунок вібрацій двигуна, незбалансованості ходової частини, коливань аеродинамічного характеру і т.д., що в сукупності характеризується ентропією H(x)а. Практично для даних умов цей показник може відображати режим руху по асфальтобетонному покриттю, тобто

H(x)а = 3,37.

Отже, максимальна кількість інформації, яку можна одержати про досліджуваний процес висловиться в такий спосіб

. (4)

На підставі виразів (2) і (4) визначаємо кількісну оцінку рівня збільшення жорсткості умов функціонування автомобіля по бездоріжжю

. (5)

Отриманий по (5) результат узгоджується з припустимими межами для даного класу систем.

Подальшими розрахунками визначено коефіцієнт жорсткості параметрів стендових випробувань.

Отже, для моделювання функціонування автомобіля в умовах с.-г виробництва визначальні режими стендових випробувань необхідно збільшити на 20 - 25 %.

У третьому розділі "Моделювання режимів функціонування амортизаторів передньої підвіски ЗАЗ 13061" розроблено динамічну модель функціонування амортизатора автомобіля ЗАЗ 13061, виконані дослідження роботи передньої підвіски даного автомобіля з використанням методів активного експерименту, розроблено математичну модель для прогнозування ресурсу роботи спряження шток-сальник амортизатора.

Для одержання динамічної моделі функціонування, припущено, що передня стійка автомобіля ЗАЗ 13061 являє собою коливальну амортизуючу систему, що знаходяться під впливом зовнішньої сили. Тоді графічний еквівалент такої системи можна представити, як це показано на рис. 1.

Рис. 1. Динамічна модель передньої стійки

Рівняння руху у ній можна записати у вигляді:

(6)

де m - маса автомобіля, що доводиться на передню стійку. В роботі приймається, що ця величина дорівнює половині маси, яка приходиться на передній міст;

h - коефіцієнт опору амортизатора, який залежить від напрямку руху штока;

k - коефіцієнт жорсткості передньої пружини амортизатора;

x - відхилення маси від положення рівноваги;

F(t) - зовнішня сила, яка змінюється по гармонійному закону.

З огляду на те, що рідина при прямуванні поршня протікає через дросель, h можна записати в такому виді:

, (7)

де h0 - коефіцієнт тертя;

b0 і g0 – коефіцієнти, які враховують гідравлічні опори у амортизаторі.

Тоді загальне рівняння, що описує поведінку системи буде мати вигляд:

, (8)

де ;

,

де х0 – початкове відхилення штоку.

Після відповідних математичних перетворень одержано стандартне бікубічне рівняння,

, (9)

Підстановкою це рівняння приводимо до виду

,

де l та q – відповідні коефіцієнти отриманого рівняння.

Позначаючи дійсний корінь цього рівняння як

,

можна отримати А в абсолютних одиницях А0:

,

на базі котрого, із застосуванням аналітично-графічних методів, побудовані резонансні характеристики (рис. 2).

Рис. 2. Резонансні характеристики

Як видно із графіка, значення піку теоретичної резонансної кривої для випадку дії великої амплітуди зовнішньої сили знаходиться в межах 176 мм, а так як довжина повного ходу штока амортизатора дорівнює 143 мм, то це свідчить про необхідність доповнення амортизатора передньої стійки відповідним буфером ходу відбою.

З урахуванням сказаного, а також базуючись на реальних значеннях розмірів ходу поршня амортизатора для різноманітних умов експлуатації автомобіля, можна зробити висновок про можливість використання отриманих моделей для дослідження експлуатаційних характеристик передньої стійки, при прогнозуванні надійності її роботи. Для цього найбільш доцільним є застосування положень теорій зносу та активного експерименту.

Із застосуванням методики активного експерименту типу ПФЕ 23 одержано математичну модель у вигляді нормованого рівняння регресії:

Y= 1464.71 + 90.21X1 + 230.54X3 + 179.12 X1X2 – 87.54X2X3, (10)

де Y – число циклів роботи амортизатора до появи стійкої течії по штоку;

Х1 – зовнішній діаметр сальника;

Х2, Х3 – відповідно діаметри зовнішньої та внутрішньої кромок, що герметизують (рис. 3).

Рис. 3. Вузол сполучення сальникової групи з позначенням параметрів сальника, що варіюються

Графічна інтерпретація залежності Y = f(X3) як фактора з максимальним коефіцієнтом у рівнянні (10) свідчить про недостатній у більшості випадків ресурс роботи амортизатора (менше 2 млн. циклів) в умовах с.-г виробництва через появу стійкої течії амортизаційної рідини по штоку і вказує на необхідність розробки додаткових технічно-організаційних заходів покращення його функціональних характеристик.

Аналіз динаміки роботи амортизаторів передньої підвіски автомобіля ЗАЗ 13061 при русі по дорогах із різноманітним покриттям показав різноманітні закони розподілення довжини ходу штока по відношенню до сальника, що показано на рис. 4.

Ресурс сполучення шток-сальник визначається по відомій із теорії зношення формулі

(11)

де Fu - площа прохідного перетину зносу деталі;

D - діаметр штока;

Рб - бічне навантаження на шток;

Lk - розмір переміщення штока;

Ku - коефіцієнт зносу деталей сполучень типу "вал-втулка", що визначається за відомим виразом

(12)

де q - характеристика абразивного середовища сполучення [град] (для амортизаційних гідросистем q = 100…120°).

D2 – внутрішній діаметр сальника;

D1 - діаметр штока;

НВ - твердість матеріалу розглянутої деталі сполучення.

a - кут контакту сальника зі штоком при дії бічного навантаження.

Площа поздовжнього перетину штока буде різноманітною для різних умов покриття доріг, що буде враховано при розробці алгоритмів розрахунку експлуатаційних параметрів амортизатора.

Рис. 4. Розподіл довжини ходу штока амортизатора для доріг із різноманітним покриттям:

1 – брукова мостова; 2 – грунтова дорога; 3 – асфальтобетонне покриття

У четвертому розділі "Розробка конструктивних рішень по модернізації амортизатора передньої підвіски автомобіля ЗАЗ 13061" розглядаються причини низької надійності амортизаторів при експлуатації в умовах с.-г виробництва до яких можна віднести:

·

· інтенсивний знос кромки сальника через неприпустимо великий натяг даного сполучення;

· руйнація поліуретанової вставки буфера відбою при різких ударах поршня амортизатора в крайньому нижньому положенні колеса автомобіля.

· деформація основного сальника через значне відхилення геометричної точності форми резервуара амортизатора при її обробці роликовою прокаткою.

Тому в якості технічних заходів щодо поліпшення функціонування амортизатора пропонується таке:

1. Встановити замість відбійної поліуретанової вставки активний гідромеханічний демпфер відбою штока амортизатора.

2. Впровадити селективне складання амортизаторів, призначених для вантажного малогабаритного автомобіля с.-г призначення ЗАЗ 13061.

3. Покращення геометричної точності форми резервуара амортизатора через заміну обробки роликовою прокаткою на розточку.

Запропонований активний гідромеханічний буфер відбою штока амортизатора призначений для гасіння ударних навантажень при досягненні поршнем амортизатора верхнього положення, показаний на рис. 5.

Рис. 5. Пристрій активного гідробуфера відбою

Він складається з поршня 5 з дросельними канавками, ущільнюючого кільця 6 та шайби 7 із каліброваними отворами, а також пружини 4. При ході поршня 8 амортизатора убік гідробуфера відбою, він у верхньому положенні стикається з торцем поршня 5 і за рахунок перетоку амортизаційної рідини через дросельні канавки поршня 5 та калібровані отвори шайби 7 відбувається процес демпфування.

Навантажувальні характеристики амортизаторів (модернізованого і базового) подані на рис. 6. Тут показані залежності сили опору переміщення штока амортизатора при його розтягненні і стиску для швидкості Vi відповідно 0,6 м/с.

З моменту вступу до роботи гідробуфера відбою, швидкість руху штока також буде залежати від швидкості проходження рідини через дросельні канавки гідробуфера, усуваючи тим самим ударні навантаження, що мають місце у базовому амортизаторі, який обладнаний буфером відбою у вигляді поліуретанової вставки.

а) б)

Рис. 6. Навантажувальні характеристики базового (а) і модернізованого (б) амортизатора

З використанням комп'ютерного пакету MathCad, виконана апроксимація частини діаграми для режиму розтягу амортизатора. Крива, що апроксимує показана на рис. 6 (б) пунктирною лінією.

Для реалізації селективної зборки амортизаторів, їхні деталі, що сполучаються, а саме: шток, сальник і резервуар розподілені по розмірах на чотири основні групи. На вказаних деталях наноситься відповідна група, причому позначення сальника складається з двох цифр, перша з яких відображає співвідношення розмірів сполучення "резервуар - зовнішній діаметр сальника", а друга - сполучення "шток - діаметр внутрішньої герметизуючої кромки".

З урахуванням наявних осцилограм функціонування передньої стійки автомобіля ЗАЗ 13061 при його русі по дорогах із різноманітним покриттям і з огляду на дані про швидкісні режими як об'єкта досліджень, так і параметрів діагностичної апаратури, стає можливим прогнозування експлуатаційних показників амортизатора передньої стійки даного автомобіля.

Базуючись на результатах обробки осцилограм, визначена середня кількість циклів коливань амортизаційної стійки автомобіля ЗАЗ 13061 для доріг асфальтобетонних, грунтових та бруковій мостовій:

na = 0.5 ц/с; nгр = 0.75 ц/с; nб = 1.75 ц/с.

При відомій швидкості руху автомобіля Va = 40 км/г (0.011 км/с) знаходимо для указаних режимів число циклів роботи амортизатора на один кілометр буде складати:

Sа = 45 ц/км; Sгр = 68.18 ц/км; Sб = 159.1 ц/км.

На підставі отриманих даних, а також із урахуванням гарантованого числа циклів, обумовленого ТУ 3 05808563-002-96 (Nц = 2000000) одержані значення оптимального технічного ресурсу автомобіля до відмови амортизатора для указаних вище режимів.

Та = 43994 км; Тгр = 29334 км; Тб = 12570 км.

З огляду на гарантійний моторесурс автомобіля до капітального ремонту Тг=135000км, число замін сальника за даний період при експлуатації автомобіля по дорогах із різноманітним покриттям становить відповідно:

Na = 3.1; Nгр = 4.5; Nб = 10.8.

Отримані дані дозволяють визначити сумарну вартість технічного обслуговування амортизаторів передньої стійки при експлуатації автомобіля ЗАЗ 13061 у різноманітних умовах за період Ті.

Для реалізації системного підходу розроблена комп'ютерна система (КС), до задач якої входить прогнозування експлуатаційних показників амортизатора автомобіля ЗАЗ 13061, а також реалізація елементів технічного сервісу вантажних автомобілів малих класів с.-г призначення. Структура КС показана на рис. 7.

Рис. 7. Структура комп'ютерної системи

Для прогнозування функціональних показників роботи амортизатора передньої стійки автомобіля ЗАЗ 13061 розроблено відповідне програмне забезпечення

Економічне обгрунтування одержаних результатів досліджень включає порівняння варіантів використання на автомобілі ЗАЗ 13061 амортизаторів базових і модернізованих. Графоаналітичними методами визначені оптимальні експлуатаційні параметри автомобіля до і після капремонту, виконані розрахунки по технічному обгрунтуванню економічної доцільності впроваджених у конструкції амортизатора змін і розрахована кількість ТО в залежності від умов експлуатації.

В цілому, за рахунок модернізації амортизатора передньої підвіски автомобіля ЗАЗ 13061, річний економічний ефект по Мелітопольському району склав 7200 грн.

ВИСНОВКИ

1. Статистичні дослідження параметрів навантаженості та працездатності систем, вантажних автомобілів першого і другого класів, які експлуатуються на Україні показали, що на ходову частину приходиться від 21 до 42% відмов. Найбільше число відмов (42%) приходиться на ходову частину автомобіля ЗАЗ 13061.

2. У ходовій частині автомобіля ЗАЗ 13061 найбільше число відмов (44%) приходиться на передню підвіску, у котрої найменш надійним елементом являється стійка з числом відмов 42%. Найбільше число відмов у стійці приходиться на амортизатор (42%).

3. Рівень навантаженості ходової частини автомобіля при експлуатації на дорогах 4-5 класів зростає на 20-25% у порівнянні із дорогами 1-3 класів.

4. Експериментальний і теоретичний аналіз відмов амортизатора автомобіля ЗАЗ 13061 виявив дві основні їхні причини:

·

· недосконалістю конструкції буфера відбою.

5. Розроблені математичні моделі функціонування амортизатора передньої стійки на прикладі автомобіля ЗАЗ 13061 дозволили оптимізувати режими функціонування основних сполучень амортизатора, обгрунтувати параметри стендових іспитів і показали необхідність зміни конструкції амортизатора і технології обробки його резервуара.

6. Створена конструкція гідромеханічного буфера відбою дозволяє знизити динамічну навантаженість елементів ходової частини на 20-25% і, з урахуванням запропонованої методики вибору груп селективної зборки вузла ущільнення амортизатора, збільшити ресурс амортизатора на 12%, при одночасному підвищенні плавності ходу автомобіля.

7. Проведені експериментальні дослідження підтвердили адекватність отриманих математичних моделей. Теоретичні й експериментальні дані відрізняються не більш ніж на 10%.

8. Розроблені математичні моделі, реалізовані в комп'ютерному програмному забезпеченні, дозволили поліпшити якість ремонту амортизаторів передньої стійки, за рахунок чого отриманий підтверджений економічний ефект по Мелітопольському району 7200 грн.

9. Отримані результати можуть бути використані при проектуванні, експлуатації і ремонті передніх підвісок вантажних автомобілів першого класу.

СПИСОК ПРАЦЬ ЗА ТЕМОЮ ДИСЕРТАЦІЇЇ

1. V.A. Didur, V.T. Diordiev, V.V. Petrov System racjonalnej gospodarki maszynami rolniczymi v Ukraine. // I I I Miedzynarodowe sympozjum : Ekologiczne aspekty mechanizacji nawozenia ochrony roslin i uprawy gleby : Warszawa, IBMER – S. 211-214. (Особистий внесок здобувача – 60%. Визначені параметри оптимізації режимів використання сільськогосподарської техніки).

2. Петров В.В. Повышение ресурса работы передней стойки малогабаритного автомобиля с.-х назначения ЗАЗ – 13061. // Сб. науч. тр.: Ресурсосберегающие устройства и технологии: Мелитополь, ТГАТА, 1997. – Вып. 6., Т. 2. – С. 78-80.

3. Диордиев В.Т., Барышевский С.О., Петров В.В. Прогнозирование ресурса сопряжения шток-сальник амортизатора автомобиля с.-х назначения ЗАЗ – 13061. // Сб. науч. тр.: Ресурсосберегающие устройства и технологии : Мелитополь, ТГАТА, 1997. – Вып. 6., Т. 2. – С . 81-85.

(Особистий внесок здобувача – 70%. Розроблені динамічна і математична моделі амортизаторної стійки автомобіля ЗАЗ 13061).

4. Дидур В.А., Диордиев В.Т., Петров В.В. Повышение надежности элементов ходовой части малогабаритной автомобильной техники с.-х назначения. // Сб. науч. тр.: Отраслевое машиностроение: Мелитополь, ТГАТА, 1997. – Вып. 2., Т. 1. – С. 64-66.

(Особистий внесок здобувача – 65%. Проведені статистичні дослідження надійності систем малогабаритних автомобілів сільськогосподарського призначення виконана математична обробка їх результатів).

5. Петров В.В. Компьютерная система организации технического сервиса сельскохозяйственной малогабаритной техники. // Сб. науч. тр.: Труды Таврической государственной агротехнической академии. – Вып. 1., Т.3.- Мелитополь: ТГАТА, 1997. – C. 121-126.

6. Петров В.В. Методика та обладнання для стендових іспитів передньої стійки ЗАЗ 13061. // Сб. науч. тр.: Труды Таврической государственной агротехнической академии: Мелитополь, ТГАТА, 1998. – Вып. 1., Т. 7. с. 75-80.

7. Петров В.В., Діордієва Р.М. Техніко-економічне обгрунтування надійності передньої стійки МАВТ с.-г призначення. // Сб. науч. тр.: Труды Таврической государственной агротехнической академии: Мелитополь, ТГАТА, 1998. – Вып. 1., Т. 7. – С. 81-84.

(Особистий внесок здобувача – 80%. Розроблена методика економічних розрахунків, визначені оптимальні параметри для виконання ТО).

8. Петров В.В. Підвищення надійності роботи передньої стійки автомобіля ЗАЗ 13061. // Сб. науч. тр.: Труды Таврической государственной агротехнической академии: Мелитополь, ТГАТА, 1998. – Вып. 1., Т. 8. – С. 102-104.

9. Петров В.В. Улучшение функциональных характеристик амортизаторов передней подвески автомобиля ЗАЗ 13061 // Сб. науч. тр.: Труды Таврической государственной агротехнической академии. - Вып.2., Т.9. –Мелитополь, ТГАТА, 1999. – С. 90-95.

10. Юдовінський В.Б., Петров В.В., Діордієва Р.М. Комп'ютерне прогнозування ресурсу роботи амортизатора передньої підвіски автомобіля ЗАЗ 13061 // Зб. наук. пр.: Праці Таврійської державної агротехнічної академії. – Вип. 1., Т. 11. – Мелітополь, ТДАТА, 1999. – С. 42-45.

(Особистий внесок здобувача – 70%. Розроблена блок-схема та комп'ютерна програма розрахунку ресурсу роботи амортизатора).

АНОТАЦІЯ

УДК 629.11.012-181.4+631.3 – 181.4 Петров В.В. Удосконалення амортизаторів вантажного автомобіля першого класу (на прикладі ЗАЗ 13061). – Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.22.02 – Автомобілі та трактори. – Харківський державний автомобільно-дорожній технічний університет.

В дисертаційній роботі дається аналіз надійності функціонування окремих систем вантажної малогабаритної автомобільної техніки в умовах сільськогосподарського виробництва. За результатами досліджень розроблені технічні рішення для модернізації амортизатора передньої підвіски автомобіля ЗАЗ 1306. Вперше отримані математичні моделі роботи амортизаційної стійки передньої підвіски як коливальної динамічної системи та виконана формалізація функціонування амортизатора методом планування експерименту. Розроблена комп'ютерна система прогнозування ресурсу роботи амортизаторів та реалізації функцій технічного сервісу.

Ключові слова: функціональна характеристика, гідробуфер, динамічна модель, селективна зборка, армований сальник, геометрична точність форми.

АННОТАЦИЯ

УДК 629.11.012-181.4+631.3 – 181.4 Петров В.В. Совершенствование амортизаторов грузового автомобиля первого класса (на примере ЗАЗ 13061). – Рукопись.

Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук по специальности 05.22.02 – Автомобили и тракторы. – Харьковский государственный автомобильно-дорожный технический университет.

Обоснована актуальность выбранной темы исследований, сформулированы цель и задачи исследований. В диссертации рассмотрена задача улучшения функциональных характеристик ходовой части грузового малогабаритного автомобиля с.-х назначения ЗАЗ 13061. Приведены результаты статистических исследований параметров надежности грузовой малогабаритной техники на основании респондентского опроса предприятий – производителей комплектующих для такой техники и организаций технического сервиса Украины. Выявлено, что наименее надежным элементом ходовой части автомобиля ЗАЗ 13061 является амортизатор, ресурс работы которого значительно снижается при эксплуатации в тяжелых условиях с.-х производства. Исследованы причины отказов амортизатора, в числе которых, наиболее характерными оказались отказы из-за появления устойчивой течи жидкости по штоку при выходе из строя основного армированного сальника и разрушения полиуретановой отбойной пластины.

Анализ опубликованных работ по проектированию и эксплуатации ходовых систем автомобилей показал, что при их работе в тяжелых дорожных условиях, адекватных с.-х производству, узлы и детали данных систем должны быть специально адаптированы к этим условиям. А эксплуатация автомобилей, выполненных на базе серийной техники, требует модернизации базовых конструкций, к которым, в первую очередь, следует отнести амортизаторы.

Разработаны методики экспериментальных и теоретических исследований, выбраны соответствующие технические средства и методы расчетов. Выполнена формализация функционирования амортизационной стойки передней подвески, в виде ее динамической модели, определен характер теоретических резонансных кривых, отражающих процесс затухания колебаний при работе амортизатора, на основании чего сделан вывод о необходимости введения в его конструкцию соответствующих демпфирующих узлов.

На основании проведенных дорожных испытаний при движении автомобиля по дорогам с различным покрытием (асфальтобетонным, грунтовым, булыжной мостовой), получены соответствующие осциллограммы, компьютерная обработка которых позволила обосновать параметры стендовых испытаний для моделирования режимов работы автомобиля ЗАЗ 13061 в условиях с.-х производства посредством увеличения основных параметров (боковое усилие, температура и др.) в среднем на 20-25 %.

Проведенные экспериментальные исследования, с применением методов активного эксперимента и теории износа сопряжений типа "вал-втулка", позволили получить соответствующие математические алгоритмы для прогнозирования эксплуатационных показателей амортизаторов.

В качестве технических мероприятий по улучшению работы амортизаторов передней подвески автомобиля ЗАЗ 13061 предложен активный гидромеханический буфер хода отдачи, разработана система селективной сборки амортизаторов, внедрена новая технологическая операция обработки посадочного места резервуара амортизатора.

Результаты исследований внедрены и прошли производственную проверку на Мелитопольском заводе "Автогидроагрегат", ПКФ "Универсал" (г. Мелитополь), ЗАО СП "АвтоЗАЗ-ДЭУ", “КрымАвтоЗАЗ-сервис“.

Испытания модернизированных амортизаторов выявили их более высокие, по сравнению с базовыми, эксплуатационные показали при работе в условиях с.-х производства.

Технико-экономические расчеты подтвердили экономическую целесообразность разработанных в диссертации технических решений.

Ключевые слова: функциональная характеристика, гидробуфер, динамическая модель, селективная сборка, армированный сальник, геометрическая точность формы.

ABSTRACT

Petrov V.V. Refinement of shock absorbers of a lorry of the first class (considering as an example ZAZ-13061 ) – Manuscript.

Theses for a candidate's degree by speciality 05.22.02 – Motor-cars and tractors. – Kharkov state automobile-road technical university.

In the dissertation the author gives the functioning reliability analysis for several systems of the light-duty motor-cars in the conditions of agricultural manufacturing. As the result of the investigation, the technical decisions for the front suspention shock-absorber of the ZAZ-13061 motor-car were developed. For the first time the mathematical model of the shock-absorbing front suspention working as a vibrating dynamic system was gained and the shock-absorber functioning was formalized with the experimental design methods. The computer system was developed for shock-absorber working resource forecasting and the servicing function's realization.

Key words: functional characteristics, hydraulic buffer, dynamic model, selective assembly, reinforced gland, geometric form accuracy.