jkZevgZy gZmqgZy [b[ebhl dZ 2004 МОСКВА СЕНТЯБРЬ 2004 ВЫСТАВОЧНЬМ...

Вологодская областная универсальная научная библиотека www.booksite.ru

2004

М О С КВ АСЕНТЯБРЬ 2004

ВЫСТАВОЧНЬМ КОМПЛЕКС"КРОКУС ЭКСПО"

л*-4 « . Организаторы:

Ш Мыистерсво промышленное™, ю у ю j и техногюгий Российской Федерации; Государственный комитет Росойокой Федераа<*1' по стандартизации и метрологии (ГО С СТА Н Д А РТ РФ);

'IV ФЕ̂гдогср»ми[ф01ыш1ен«йf* чадхр Рхсии; Р с г а ш а я Акадешм

Наук; ЗАО ХЕН ИМ А'

Комитет Государственной Думы Р о сси й ской Ф е д е р а ц и и ло промышленности, строительству и н а у к о е м к и м т е х н о л о г и я м : Министерство внутренних дел А х о й сю й Ф еяеоад ч Правительства Москвы и Московской области; Всероссийская Организация Качеаза.

«InterТРЕТЬЯ М ЕЖ Д УНАРО Д Н АЯ С П Е Ц И А Л И З И Р О В А Н Н А Я В Ы С ТА В К А

Пневматика, Гидравлика. Приводы и их элементы.

господа!Приглашаем Вас принять участив в Международной специализированной выставке « IN T E R

Т Е М А Т И К А В Ы С Т А В К И :

Пневмогидравлические и пневматические приводы, пневмодвигатели, пневмоцилиндры, пневмоклапаны, пневмовыключатели, пневматическое оборудование и пневмоинструмент, элементы и средства пневмоавтоматики, пневматические системы управления, пневмоаппаратура.

Гидропривод, сервопривод, гидравлические насосы, гидродвигатели, гидроцилиндры, гидроклапаны, гидроусилители, гидрораспределители, гидроаккумуляторы, гидрокомплектующие, гидроагрегаты и установки, аппаратура гидравлических систем и диагностического оборудования.

Электроприводы, электродвигатели, двигатели внутреннего сгорания, мотор-редукторы и редукторы, подъёмные механизмы, муфты, тормоза и тормозные системы, подшипники, ременные и цепные передачи, рукава высокого давления, уплотнительные прокладки и принадлежности, арматура, трубопроводы и соединительные элементы, масла, смазочные вещества и материалы, оборудование централизованных систем, услуги: капитальный ремонт, восстановление и модернизация оборудования.

Компрессоры и их системы, производство, очистка, хранение, использование, распределение и обогащение сжатого воздуха, вакуумные насосы, вакуумные установки, компоненты и технологии, вакуумно-измерительные устройства, вакуумная сушка.

Во время работы выставки проводится научно-практическая конференция Тидропневмопривод и гидропневмоавтоматика в современном машиностроении. Состояние и перспективы".

ГЛ АВНЫЙ ИНФОРМАЦИОННЫЙ OnOMCOF»:

и н ф о р м а ц и о н н а я п о д д е р ж к а

Г

оргкомитет129223, Россия, Москва, а/я 10 тел.: (095) 937-4081

937-4082 J 937-4018 [W J

E-mail: [email protected]

*МА5Щ О А О "ИЗДАПЛЬСТВО ±А "М АШ ИНОСТРОЕНИЕ" www.m iif.pu


mailto:[email protected]

http://www.miif.pu

ЕЖЕМЕСЯЧНЫЙНАУЧНО-ТЕХНИЧЕСКИЙЖУРНАЛ

Издается с мая 1930 года

Москва "М аш иностроение"

У Ч Р Е Д И Т Е Д И :

МИНИСТЕРСТВО ПРОМЫШЛЕННОСТИ, НАУКИ И ТЕХНОЛОГИЙ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ,

О АО 'АВТОСЕЛЬХОЗМАШ-ХОЛДИНП

АВЮМОВИЛЬНАЯ промышленность

№ 6 • июнь • 2004

ЭКОНОМИКАИ ОРГАНИЗАЦИЯ ПРОИЗВОДСТВА

УДК 629.114.5

Р о сси й ск и й авто б ус:

UEHA И КАЧЕСТВО

Д-р техн. наук В. Г. ДАЖИН

Вологодский ГГУ

Исследования на тему "Качество российских автобусов и требования российского рынка городских пассажирских перевозок" показали следующее.

В период реформирования экономики предприятия пассажирского транспорта оказались в условиях своего рода "военного коммунизма". Массовые перевозки льготных ("бесплатных") пассажиров, административные ограничения цен на билеты и грубые просчеты с использованием альтернативного транспорта (маршрутных такси) привели к тому, что эти предприятия лишились амортизационных отчислений и, следовательно, возможности обеспечивать воспроизводство подвижного состава. Вскоре стало очевидным: откладывать приобретение новых автобусов уже нельзя. Поэтому там, где было возможно, власти начали выделять бюджетные средства для данной цели, причем постепенно сложились два основных источника пополнения автобусного парка — отечественные заводы и вторичный рынок из стран Западной Европы. Правда, в настоящее время возможности вторичного рынка из-за высоких таможенных пошлин на подержанные автобусы существенно сузились. Однако новые зарубежные изделия под столь жесткие ограничения не подпадают. Поэтому закономерен вопрос: а выгодны ли они, эти изделия?

В связи с тем, что в России имеется значительный опыт эксплуатации автобусов, поставленных в 1996— 1997 гг. по кредитам Всемирного банка и закупленных

достаточно богатыми регионами на собственные средства, а также собранных на российских заводах, возможность ответить на данный вопрос есть: их эффективность можно сравнить с эффективностью автобусов российского производства.

Такие исследования проведены. В их ходе каждая модель была представлена по меньшей мере 100 автобусами, и лишь продукция В АП "Волжанин" изучалась по 11 машинам. Что касается метода исследования, то, к сожалению, в Российской Федерации единая методика расчета эффективности автобусов отсутствует, а там, где она сложилась (например, в Мосгортрансе), не сформировалось единого ее понимания. Это, по всей видимости, не создает проблем для внутрихозяйственной деятельности, но с точки зрения анализа ситуации в стране возникают большие трудности. Поэтому пришлось провести уточняющие исследования и расчеты, связанные с оценкой затрат на эксплуатацию автобусов конкретных моделей определенного возрастного состава, и воспользоваться расчетной формулой, идеология которой рассмотрена в "АП" ранее (№ 5, 1996):

э = __ LzJ___________

X К3°Т + 37° + 3f М + 3,Ш + 3">/0 + *>'■ 1 ] + ( V Knn>- V <X+d)T

(Здесь, напомним, Э — интегральная оценка эффективности, например, приведенных км пробега на 1 руб. приведенных затрат; — нормативный коэффициент, который равен единице, если автобус сертифицирован, и нулю, если не сертифицирован; Т — срок службы автобуса до списания, Lt — средний его годовой пробег в /-м году; d — коэффициент дисконтиро

©ISSN 0005-2337. Издательство “Машиностроение”, “Автомобильная промышленность”, 2004 г.t*4


вания, т. е. уценки будущих затрат и доходов; 3?Т, ~то 0эм 0ш ,н3,- , 3f ,3 ( ,3, — соответственно затраты на оплату труда с начислениями, техническое обслуживание и ремонт, эксплуатационные материалы, шины и накладные расходы в /-м году; Зп — затраты на приобретение, растаможивание и доставку автобуса; Зл — ликвидная его цена; Кпп — коэффициент потребительской привлекательности автобуса.)

Формула дает результат, приведенный к моменту оценки, обычно — покупки автобуса, получить который несложно. Однако для этого, конечно, нужно знать, как меняются объем транспортной работы и затраты по годам эксплуатации.

Есть и другие сложности. Так, достаточно "капризный" вопрос — определение коэффициента d дисконтирования. В принципе он равен размеру ставки по банковскому кредиту, т. е. в современных условиях составляет от 0,15 до 0,22. Однако автобусы часто приобретают за счет муниципального бюджета, по лизингу, значительная часть которого оплачивается из внешних источников. В таких случаях коэффициент дисконтирования ниже. Поэтому в расчетах исходное его значение принимали равным кредитной ставке Всемирного банка (7,7 %), а к нему приплюсовывали наценку Минфина РФ (1 %), т. е. d = 0,0087.

Далее. При выборе автобуса невозможно исключить человеческий фактор, и эту задачу решает коэффициент потребительской привлекательности: он дает оценку таким важным показателям, как удобство обслуживания и ремонта, дизайн, уровень пола в автобусе. Их невозможно выразить в рублях, но они играют довольно важную роль при эксплуатации автобуса, особенно в городских условиях. Поэтому коэффициент потребительской привлекательности определяли на основании экспертного опроса. Причем за эталон (АГПП = 1) принималась привлекательность модели, хорошо известной экспертам. Например, автобусов "Икарус-260" и "Икарус-280". Другие модели образуют ряд, который сопоставляется с эталонными моделями.

В качестве экспертов желательно привлекать практиков, непосредственно занимающихся эксплуатацией автобусов. Однако число моделей, участвующих в исследовании, может быть достаточно большим, и подобрать экспертов, хорошо знающих все модели ряда, весьма сложно. Поэтому рекомендуется использовать

"составных" экспертов: некоторые модели оценивают одни эксперты, частично те же и остальные модели — другие, но относительно общего эталона. Согласованность мнений экспертов проверяется с помощью коэффициента конкордации. (Специалистам автомобильной промышленности будет любопытно узнать, что работники служб эксплуатации понятия не имеют, какова цена того или иного автобуса. Но для целей исследования это обстоятельство оказалось интерес- j ным.) Средний результат, который обобщает мнения 10 экспертов по большим автобусам и семи — по особо большим, приведен в табл. 1, а оценки эффективности этих автобусов — в табл. 2. Причем в последнем случае учитывались результаты восьми лет эксплуатации большинства автобусов, а у новых моделей — не менее пяти лет.

И еще одно. В связи с тем, что за восемь лет выработать ресурс автобуса невозможно, с помощью экстраполяции, справедливость которой была обоснована, составлялся прогноз пробегов и затрат до достижения среднего ресурса. (Средние ресурсы рассчитаны или приняты по аналогам следующими: ЛиАЗ-677 — 480 тыс. км; ЛиАЗ-5256 и "Икарус-283" — 500 тыс. км; "Волжанин-5270", "Икарус-260", "Икарус-280", "Каро- са-Б 732", "Кароса-741" — 520 тыс. км; АКА-6226 —1 млн км, остальных — 700 тыс. км). Ликвидной ценой из-за ее малости пренебрегли.

И последнее из предварительных замечаний. Результаты эксплуатации автобусов существенно зависят от уровня организации движения; организации технического обслуживания и ремонта; от того, насколько данная модель освоена в парке, и т. д. Например, даже в Москве коэффициенты выпуска одинаковых автобусов у разных предприятий могут различаться почти вдвое. Поэтому в табл. 2 за "истину" приняли лучшие результаты автотранспортного предприятия, которые удалось получить на территории России.

Особенно важно при эксплуатации быстро устранять отказы и не "комплексовать" по этому поводу. Характерный пример: турецкие "Мерседес-Бенц Т-0345 поставки 1996—1997 гг., мягко говоря, не отличались высокой надежностью. При таком потоке отказов отечественная техника стояла бы намертво. Однако самоотверженная работа турецких сервисных бригад, которые появлялись на месте немедленно после вызова, обеспечила не только приемлемую эффективность (см. табл. 2), но и наиболее высокий средний годовой про

Таблица 1

Автобусы Кпп модели автобусов

Большиегородские

"Икарус-460”

"Икарус-415"

ЛиАЗ-677 ЛиАЗ-5256.40

ЛиАЗ-5256.25

МерседесТ-0325

МерседесТ-0345

МАЗ-ЮЗ, МАЗ-104

"Волжанин-5270"

"Кароса-Б735"

1,0 1,095 0,72 0,805 0,97 1Д9 1,0 0,895 0,81 0,945

Особобольшиегородские

"Икарус-280"

"Икарус-435"

"Икарус-280.33

"Икарус-283"

"Кароса- Б 741"

"Кароса- Б 841"

АКА-6226 — — —

1,0 1,086 1,1 0,92 1,007 1,036 1,225 — — —

2 Автомобильная промышленность, 2004, № 6


Таблица 2

АвтобусПриведен

ный ресурс, тыс. км

Приведенные затраты, тыс. руб.

ПРИ *пп = 1

Затраты на приобретение запасных

частей, тыс. руб.

Интегральные оценки приве

денных км пробега

на I тыс. руб. приведенных

затрат при Кпп = 1ПП

Интегральные оценки приве

денных км пробега

на 1 тыс. руб. приведенных

затрат при А,,,, из табл. 1

Интегральные оценки 10 место-км пробега на 1 руб. приведенных за

трат при*пп = 1

Интегральные оценки 10 место-км пробега на 1 руб. приведенных затрат при Кпп

из табл. 1

ЛиАЗ-677 375 4785 1140 63 57,4 6,111 5,57ЛиАЗ-5256.40 409 4959 1746 61 56,2 7,137 6,58ЛиАЗ-5256.25 342,5 4412 2190 52 51,2 6,084 5,99"Икарус-266" 456 5346 3270 53 53 5,3 5,3"Икарус-415" 463 5979 3885 47 48,9 5,687 6,03"Мерседес Т-0325" 524,5 5994 4185 52 58,5 6,292 7,08"Мерседес Т-0345” 537 6898 4299 48 48 5,808 5,8МАЗ-103 390,4 5713 1842 52 49,5 6,396 6,09"Волжанин-5270" 308 4301 1890 63 57,1 6,3 5,71"Кароса-732" 368 5395 3372 48 46,3 4,8 4,63"Икарус-280" 417 6512 4137 49 49 7,203 7,2"Икарус-283" 394 6469 4770 35 32,9 7,175 6,74"Икарус-435" 456 7953 5010 35 36,8 5,425 5,71АКА-6226 577 11530 5400 34 32,8 5,814 6,36"Кароса-Б 741" 351 6618 4980 30 30,2 5,04 5,07

бег (по 88—91 тыс. км в Омске в первые годы эксплуатации).

Фирменное сопровождение своей продукции, таким образом, обязательно. Если автобус на рядовых городских маршрутах имеет пробег меньше, чем по 70—75 тыс. км в первые три года эксплуатации, завод- изготовитель должен бить тревогу и предпринимать реальные меры по исправлению положения. Ибо, скорее всего, покупатель самостоятельно не справился с ремонтом автобусов или организовал работу плохо. А это, волей-неволей, ведет к утрате имиджа фирмы.

Можно заметить, что в сознании специалистов по эксплуатации автобусов рейтинг отечественной продукции уступает рейтингу импортной (см. табл. 1), хотя по эффективности (см. табл. 2) ситуация иногда прямо противоположная. Можно было бы понять, если бы речь шла о разных конструкторских решениях или эксплуатационных показателях. Но вот один и тот же автобус ЛиАЗ-5256. Комплектация двигателем "Катерпиллер" и коробкой передач’"Цанрадфабрик", которые пассажир даже не видит, поднимает рейтинг модели ЛиАЗ-5256.25 на 16,5 %, делает ее дороже и хуже по сравнению с моделью ЛиАЗ-5256.40, укомплектованной двигателем КамАЗ и коробкой "Фойт" казанского производства. Потому что фирма "Катерпиллер" не балует покупателей обслуживанием своей продукции, а с двигателем КамАЗ-740 проблем нет. Вот данные по Санкт-Петербургу: 107 автобусов ЛиАЗ-5256.40 имеют коэффициент выпуска 0,856 и среднесуточный пробег 232,16 км, а 138 автобусов ЛиАЗ-5256.25 — соответственно 0,56 и 165,05 км.

Автобусы, оснащенные двигателями ЯМЗ, также зарекомендовали себя неплохо.

Отсюда следует, что реклама российских автобусов должна быть более активной. При этом нельзя забывать, что структура затрат на эксплуатацию отечествен

ных и импортных автобусов существенно различна. Отечественный автобус дешевле, но его эксплуатация требует повышенных трудовых затрат. Импортный автобус много дороже, но трудоемкость технического обслуживания и ремонта у него заметно меньше. Покупая дорогой автобус для Германии, где 1 нормо-ч рабочего времени оценивается в 30 амер. долл., предприниматель рассчитывает вернуть расходы на последующих ремонтах. В России же 1 нормо-ч стоит - 0,88 долл., и перспектива оправдать дорогую покупку отсутствует полностью.

Пока ситуация не изменится, никакие призывы достичь европейского качества отечественному автобусо- строению помочь не могут. Причина отставания от европейского качества не на чертежной доске и не на сборочной линии. Она — в крайне низком уровне оплаты труда подавляющего большинства граждан России.

Сегодня, как видно из табл. 2, большие российские автобусы по соотношению цена—качество для массовых пассажирских перевозок выглядят вполне достойно, а их экономическая эффективность выше, чем у их зарубежных конкурентов. Ниша особо больших автобусов российских моделей остается свободной, их производи-

‘ тель имеет основания надеяться на успех. Доказательство тому — опыт Тушинского и Курганского заводов по сборке "Икарусов" с отечественными комплектующими.

Стоит заметить, однако, что существует значительная ниша, связанная с обслуживанием представительских функций, туристических комплексов и т. д., где автобусы, предназначенные для массовой перевозки пассажиров, могут не подойти. В этом плане сборка комфортных и совершенных моделей по кооперации с европейскими фирмами на отечественных предприятиях помогла бы не только закрыть определенный сегмент рынка, но и послужить хорошей школой освоения передовых технологий в России.

Автомобильная промышленность, 2004, № 6 3


УД К 621.002

О п т и м и з а ц и я п а р а м е т р о в

ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ОБОРУДОВАНИЯ

МЕХАНООБРАБАТЫВАЮЩЕГО

ПРОИЗВОДСТВА

Д-р техн. наук И.И. ЛАМИН, В.В. ВАСИЛЬЕВ

МГТУ "МАМИ"

Анализ нынешних параметров механообрабатывающего оборудования в автомобилестроении свидетельствует об их значительном несоответствии требованиям современного производства. Это объясняется чаще всего неправильным выбором типа оборудования, уровня его автоматизации, концентрации операций и т. п. В результате реальный экономический эффект получается значительно меньше возможного. И если учесть, что доля капитальных затрат автозавода на технологическое оборудование составляет порядка 80—85 %, а абсолютные затраты — миллиарды амер. долл., становится очевидным: проблема оптимизации параметров и структуры парка технологического оборудования — одна из жизненно важных. Любые ошибочные решения здесь просто опасны. Причем характерно, что такие решения принимаются еще на стадии подготовки заданий на проектирование и поставку оборудования.

Таковы факты. Их причина очевидна. Задание — это документ, в котором необходимое заказчику решение должно базироваться на разработке вариантов технологических процессов и их сравнительном анализе, учете цен на оборудование на международном рынке. Однако такую работу, тем более в полном объеме, заказчик выполнить самостоятельно не может, поскольку, как правило, не располагает полной информацией о возможностях предприятия-изготовителя оборудования.

Казалось бы, разработку оптимального решения должна взять на себя станкостроительная фирма после проведения специальных исследований условий производства заказчика. Но станкостроители на эту дополнительную работу не идут.

Во-первых, потому, что, получив заявку на поставку оборудования, станкостроительное предприятие обычно само разрабатывает стадию "Техническое предложение" проекта и на ее основе формулирует свой вариант решения. Заказчику это выгодно. Дело в том, что трудоемкость работ данной стадии составляет -30 % стоимости всего проекта. Но этот этап выполняется до заключения контракта на поставку оборудования. То есть заказчик, получив предложение фирмы и по ка- ким-либо причинам отклонив его, работу не оплачивает. Причем такой "бесплатной" проектной работы у станкостроительной фирмы набирается -85—90 %. Затраты, естественно, приходится закладывать в цену изготовленного оборудования, снижая конкурентоспособность предприятия и заставляя его максимально экономить на этапе разработки своих предложений.

Во-вторых, современные станкостроительные фирмы предпочитают работать "под заказчика", стремясь свои решения по технологическому процессу и оборудованию максимально приблизить к требованиям за

дания на проектирование. Такая идеология не дает возможности создать оптимальный вариант процесса, но обеспечивает большую вероятность подписания контракта.

По названным причинам разработанные станкостроительными фирмами технические предложения, согласованные и подписанные контракты на изготовление и поставку оборудования очень часто не обеспечивают главные требования к производству, т. е. получение продукции высокого качества, запланирован- * ных объемов ее выпуска и достижение максимального экономического эффекта.

Из сказанного со всей очевидностью следует: подходы к оптимизации структуры парка и параметров оборудования механообрабатывающих производств нужно менять. В первую очередь необходимо отказаться от традиционной процедуры разработки многочисленных дискретных вариантов технологических процессов и перейти к использованию непрерывных функций эффективности производства; а во-вторую — ориентироваться на многопараметрические, многофакторные и многокритериальные имитационные модели механосборочных автомобильных производств, обеспечивающие расчет и оптимизацию основных параметров технологических процессов и оборудования.

Общий случай структуры основных этапов предпро- ектного метода расчета параметров технологического процесса и механообрабатывающего оборудования, базирующийся на таком подходе, приведен на рис. 1.

Как видно из рисунка, основу метода составляет имитационная модель, которая объединяет технические и экономические параметры технологического процесса и механообрабатывающего оборудования с некоторой совокупностью исходных факторов, входящих в задание на проектирование. Данная модель — пятиуровневая.

Первый уровень предусматривает преобразование исходных факторов в значения, удобные для использования в функциональных зависимостях, которые модель образует. Причем очевидно, что наибольшего изменения требуют факторы, характеризующие обрабатываемую деталь. Их, в соответствии с требованиями математического аппарата, преобразуют в коэффициенты технологичности конструкции детали.

Исходные данные (факторы) (

I уровень Преобразование исходных данных |I

Я уровень Работа с базами данных

*Ш уровень Расчет промежуточных

параметров1

| Ж уровень Оптимизация параметров 1*

| Y уровень Расчет выходных параметров |

Результаты расчетов параметров технологического процесса ___________ и механообрабатывающего оборудования_____________

Рис. 1. Блок-схема имитационной модели расчета и оптимизации технологического процесса и обрабатывающего оборудования



Второй уровень — блоки функциональных зависимостей, используемых для расчета промежуточных параметров технологического процесса и оборудования. К их числу относятся темп выпуска, общее число элементарных операций, варианты комбинаций инструментов и т. п.

Третий уровень — базы данных, содержащие сведения о классах и типах деталей отрасли, характеристиках заготовок, видах обработки поверхностей, обору

довании, инструментах, режимах резания и т. д. Обращение к базам возможно с любого уровня.

Четвертый уровень — оптимизация параметров. Она выполняется по четырем критериям — концентрации операций, уровню автоматизации, производительности и затратам.

Пятый уровень — расчеты и корректировка всех выходных параметров технологического процесса и оборудования на основании результатов, полученных на четвертом уровне.

В качестве математического аппарата оптимизационной модели для задач подобного типа впервые применена комбинация методов пошагового интерполирования (его суть состоит в том, что искомый параметр вычисляют по функции нескольких независимых переменных, каждую из которых, в свою очередь, находят путем последовательного исследования ее влияния на функцию, т. е. шагов) и полуэмпирических вычислений с помощью известных зависимостей, по которым рассчитываются экономические параметры.

Применительно к созданию оптимизационной модели предварительного проектирования пошаговое интерполирование обладает существенными достоинствами: не ограничивает числа параметров и исходных факторов при условии, что они имеют числовое выражение; ранжирует факторы по степени их влияния на значение параметра; позволяет обоснованно выбрать требуемую номенклатуру факторов по заданной точности расчетов; на каждом шаге вычислений применять различные функции, обеспечивающие большее приближение к описанию статистических данных; получить требуемую точность значений параметров технологического процесса и механообрабатывающего оборудования при относительно небольшом объеме статистической информации.

Общая номенклатура факторов, используемых в имитационной модели, приведена на рис. 2. Она состоит из трех групп: первая характеризует обрабатываемую деталь, вторая — заготовку, третья определяет производственные и экономические факторы пред- приятия-заказчика оборудования. Причем каждая из них, как видим, представляет собой довольно сложную систему данных в количественном или качественном выражении. Выход на конкретные блоки расчетных модулей модели в этом случае возможен при последовательном прохождении структурных графов, построенных для всех групп данных. Рассмотрим, как это делается, на примере типовых корпусных деталей автомобиля.

Анализ показывает, что соотношение элементарных операций по видам механообработки следующее: сверление — 38,3 %; нарезание резьб — 26,8; точение — 11,5; зенкерование — 6,4; развертывание — 3,8; про-

I _________ Исходные данные (факторы)

I_____Деталь |

I Наименование' I| Материал |

1 Твердость I

Габаритные размеры

I1 Масса |

Переченьобрабатываемых

поверхностей1

Требования к точности

Требования к шероховатости

Рекомендуемые маршруты обработки

поверхностей

Рис. 2. Исходные данные, используемые в имитационной модели

чие — 0,2 %. Их выполняют на оборудовании трех типов: станки серийного производства (универсальные, револьверные, с программным управлением, обрабатывающие центры), агрегатные станки (одно- и многопозиционные), автоматические линии (со спутниками и без них, синхронные и несинхронные).

Но при решении конкретной задачи нужно, очевидно, разрабатывать и анализировать только такие варианты, которые обеспечивают изготовление изделий требуемого качества и заданной производительностью. Это позволяет при создании оптимизационной модели применить метод выбора варианта в зависимости от экономического эффекта. И, например, в случаях, когда рассматриваемые технические предложения отличаются друг от друга только единовременными и текущими затратами, в качестве экономического критерия использовать их суммарный минимум (3rmin).

Годовые суммарные затраты при использовании у-го варианта процесса можно представить состоящими из двух статей расходов — 3 1 = И — годовых теку-

< щих издержек при производстве продукции без учета отчислений на реновацию и 32 — годовых затрат, зависящих от капитальных единовременных вложений в производство (формула № 1 в табл. 1).

Текущие издержки можно определить через себестоимость (С) изготовления изделия и годовую программу его выпуска (N ), т. е. по формуле № 2 (см. табл. 1), а 32 — по формуле № 3.

В итоге суммарные годовые затраты 32, очевидно, нужно рассчитывать по формуле № 4.

В данной формуле ряд факторов (М , 6, р, 5т1п, кр, Ен) остаются постоянными для всех возможных вариантов технологических процессов. Поэтому их следует представить в виде формулы № 5.

| Заготовка | Показатели1 производства

Метод 1получения Программа

1 выпускаМасса | 1

1 НакладныеТвердость расходы

поверхностей 11 Заработная

Глубина плата рабочихдефектного 1

слоя Заработная1 плата наладчиков

Шероховатость 1поверхностей Начисления на

1 заработную платуТочностьразмеров Количество смен

работы

Наличие свободной производственной

_____площади



Таблица 1

№ формулы Формула Примечания

1 = 31 + 32 = И + (*р + £Н)Ц И — годовые текущие издержки; к — коэффициент реновации; Ен — банковский кредит; Ц — стоимость оборудования

2 3, = И = CN = {М + (5 + P )V W A r С — себестоимость изделия; N — годовая программа его выпуска; М — цена заготовки без стоимости отходов; 5 — начисления на заработную плату; р — доля накладных расходов; л, — фактическая трудоемкость изготовления изделия

3 32 = <*p + £ „> X U A 1

Ц( — стоимость единицы оборудования, задействованного на /-й операции; St — число единиц этого оборудования; / — число операций в технологическом процессе

4 3, - [М + (8 + « V v J A T + (*р + £„) 2 I V ,i- 1

—

5h

/« l—

6 Тм — я,ятио̂ гио'̂ мат̂ мас̂ точ'̂ заг п — число обрабатываемых деталей; т тио — среднее число переходов обработки поверхности типовой детали; /ти0 — среднее время выполнения элементарной операции на этой детали; Кмят — коэффициент, учитывающий физико-механические характеристики ее материала; Кмлс — коэффициент, учитывающий ее массу; — коэффициент, учитывающий средний квалитет точности размеров ее обрабатываемых поверхностей; Кэяг — коэффициент, учитывающий квалитет точности ее обрабатываемых размеров

7 TM = o.2e ^ lIT<хр а2 — условные обозначения постоянных коэффициентов и показателей степени, полученные в результате исследований; IT — квалитет точности

8 3 ;= V A oh.* ) / р / 2 - функции; АТкон — коэффициент концентрации операций

9 3, = a,W*KOH> " « y N e ^ —

10 32 = (a2 + a3N)ellK%a,N * —

11 3Z = a yNe~','K"M (a2 + a 3N)eyiKm,N * —

Фактическую трудоемкость /ф, входящую в формулу № 4, можно получить через суммарное машинное время Тм обработки изделия (формула № 6) и коэффициент Км многостаночного обслуживания.

Чтобы воспользоваться формулой № 6, необходимо, как известно, иметь три группы данных:

данные, полученные из анализа конструкции детали, для изготовления которой заказывается оборудование, и дополнительных сведений, связанных с условиями производства заказчика (материал и масса детали, метод получения заготовки, число обрабатываемых поверхностей, средний квалитет точности обрабатываемых поверхностей и др.);

среднее число т тао переходов обработки и среднее время tJK0 выполнения одной элементарной операции типовой детали, получаемые из базы данных по группам деталей этого класса;

коэффициенты или зависимости, выполняющие функции корректировки и определяемые путем исследования влияния первых двух групп факторов на искомые параметры и критерии оптимизации.

На первых двух группах останавливаться не будем: как их определять, хорошо известно. По третьей же приведем некоторые примеры. В частности, рассмотрим, как точность обработки поверхности корпусной

детали на операциях точения и фрезерования влияет на машинное время.

В основе этих исследований лежат расчеты режимов резания, выполненные для двух условных корпусных деталей из серого чугуна и алюминиевого сплава. Обе заготовки получены методами литья с точностью размеров порядка 16—17 квалитетов. Режимы обработки рассчитаны из условия применения твердосплавных инструментов.

Результаты исследований приведены на рис. 3, а полученные по ним теоретические зависимости машинного времени от квалитета точности обработки поверхности — в табл. 2.

Такого рода зависимости определены для основных факторов, входящих в структуру имитационной модели. В результате целевые функции расчета параметров технологического процесса и оборудования получены

Таблица 2

Вид обработки Материал детали Теоретическаязависимость

ТочениеТочениеФрезерованиеФрезерование

Серый чугун Алюминиевый сплав Серый чугун Алюминиевый сплав

Т = 7,15с_0’23/г Ты = З,57е~°'231т Ти = 1,78е-°,23/г Тн = 0,89е-0,23/г



в формах, не требующих подробной проработки технологического процесса изготовления детали. Например, формула № 6 для расчета суммарного машинного времени в результате преобразований приобретает вид формулы № 7.

Теперь вернемся еще раз к формуле № 5.В первом ее слагаемом, характеризующем текущие

затраты 3j производства, фактическая трудоемкость изготовления изделия зависит от числа производственных рабочих на участке, которое, в свою очередь, определяется типами используемого оборудования и, в конечном счете, концентрацией Ккон технологических операций.

Во втором слагаемом, которое характеризует затраты, связанные с капитальными вложениями, цена тех-

ljнологического оборудования на участке ^ Ц /,^ за-

/ = 1висит от числа операций, числа lj типов оборудования и количества этого оборудования, что также определяется через концентрацию А'кон операций и годовую программу выпуска N. Если обозначить эти зависимости ч ер езф о р м у л а затрат примет вид формулы № 8.

Из нее следует, что при увеличении концентрации операций для фиксированного значения программы выпуска число производственных рабочих сокращается, уменьшаются фонд заработной платы и годовые текущие затраты. Обобщенная зависимость, характеризующая эту тенденцию, приведена на рис. 4. Причем ее можно заменить экспоненциальной линией (формула № 9).

Затраты 32, связанные со стоимостью технологического оборудования, в зависимости от концентрации операций для трех (Л^, N2 и N3) значений программ выпуска, при условии, что Nx > N2 > N3, показаны на рис. 5. Математическая обработка этих зависимостей дает формулу № 10.

Как видно из рис. 4 и 5, зависимость затрат 3j от концентрации операций монотонно убывающая, а затрат 32 — монотонно возрастающая.

КВалитет точности

Рис. 3. Зависимость Гм от квалитета точности обработки:1 — серый чугун, точение; 2 — алюминиевый сплав, точе

ние; 3 — серый чугун, фрезерование; 4 — алюминиевый сплав, фрезерование

0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,1 0,8К кон

Рис. 4. Зависимость текущих годовых производственных затрат от концентрации операций

0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,1 0,8К кон —

Рис. 5. Зависимость капитальных годовых затрат от концентрации операций

0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,1 0,8К кон

Рис. 6. Зависимость суммарных годовых затрат от концентрации операций

С учетом преобразований функция суммарных годовых затрат в зависимости от концентрации операции и заданной программы выпуска приобретает вид формулы № 9. Результаты выполненных по ней расчетов приведены на рис. 6. Из него видно: минимальные значения затрат и соответствующие им оптимальные величины концентрации операций зависят от

< программы выпуска изделий: с ее увеличением К возрастает, а имитационная модель позволяет рассчитать величину этого роста.

Суммарные годовые затраты 3£ могут иметь только одну точку экстремума, минимум, который можно определить, взяв частную производную от функции (№ 9) по концентрации операций Ккон и приравняв ее нулю.

Полученное оптимальное значение концентрации операций позволяет на следующем, пятом, уровне модели определить основные технико-экономические параметры технологического процесса, включающие типы и характеристики оборудования, его количество, численность рабочих и наладчиков, стоимость комплекта оборудования и другие параметры, используемые при разработке задания на проектирование.



факты

Производство автомобильной техники предприятиями России, Украины и Белоруссии в I-м квартале 2004 г. и планы некоторых предприятий на 2004 г.

(По даннымОАО "ACM-холдинг")

Объемы выпуска, шт. План на 2004 г.

Предприятие-изготовитель январь-март2004

январь-март2003

прирост, объемвыпуска,

шт

ГОДОВОЙприрост,

А в т о м о б и л и гр у з о в ы еЗИЛ 3 169 2 818. + 12,5 16 800 +28,8ГАЗ 29 019 23 201 +25,1 122 000 + 12 ,6Завод автомобилей малых серий 174 - — ♦* **(Нижний Новгород)КамАЗ 5 864 4 745 +23,6 26400 +9,7АЗ ’’Урал" 1 356 1 471 -7 ,6 6 200 +3,4СП "ИВЕКО-УралАЗ" 11 16 -31,2 ** **УАЗ 4 999 5 220 -11,2 23 400 +3,7"Амур" (Свердловская обл.) 64 - - ** **

"Иж-Авто” 4 098 3 672 + 11,6 15 000 -4,6БЗКТ 9 7 +28,6 120 +344,4"Русич-КЗКТ" 10 9 + 11,1 73 + 135,5* Неф АЗ 48 171 -71,9 ** **♦САЗ 243 277 -12,3 1 200 +20,5"Автотор" 15 36 -58,3 2000 + 146"Бецема" 4 25 -84,0 80 +6,7"ВАЗинтерсервис" 675 762 -11,4 2 500 -23,1"Уралспецтехника" 5 7 -28,6 ** **•Завод криогенного машиностроения 75 90 -16,7 *♦ **(Тверская обл.)•"Метровагонмаш" 168 254 -33,9 1 200 -7,6МАЗ 4 621 3 961 + 16,7 ** **МЗКТ 82 66 +24,2 ♦ * **БелАЗ 206 244 -15,6 ** **МоАЗ 17 12 +41,7 ** **КрАЗ 368 76 +384,2 ** ♦ *ЛуАЗ 55 10 +450,0 ** **

А в т о м о б и л и л е г к о в ы еГАЗ 16 352 8 514 +92,1 68400 +20,4Завод автомобилей малых серий 5 - — ** *♦(Нижний Новгород)УАЗ 8 456 7 932 +6,6 36 250 + 10,7КамАЗ 9 138 8 701 +5,0 40 000 0,0АвтоВАЗ, в том числе: 173 859 136 816 +27,1 68 450 -2,2

основное производство 170 612 133 901 +27,4 ** **опытное производство 3 247 2 915 + 11,4 ** ♦ *

ПСА "Бронто" 169 173 -2,3 1 400 + 103,5СеАЗ 3 619 4 441 -18,5 20 000 0,0СП "GM-АвтоВАЗ" 9 451 1 259 +650,7 55 150 + 150,0"Рос л ад а" 2 940 9 378 -68,7 10 500 -62,0"Иж-Авто", в том числе: 18 552 17 416 +6,5 ** ♦ *

"Иж" 7 429 7 190 +3,3 ** **ВАЗ 11 084 10 226 +8,4 ♦* ♦ *

"Киа Спектра" 39 - - ** **"Автотор" 2 682 1 524 +76,0 24 000 + 185,0ТагАЗ 3 504 699 +401,3 21 000 +250,0"Автомобильная компания" 16 — — ♦* **(Карачаево -Черкессия)"Автофрамос" 342 206 +66,0 1 290 +4,1"Лада-Тул" (Самарская обл.) < 149 120 +24,2 800 84,3"Супер-Авто" (Самара) 60 88 -31,8 500 +6,4"Форд" (Всеволожск) 5 446 2 496 + 118,2 27 199 +64,0ЗАЗ 21 404 8 374 + 155,6 *♦ ♦*

ЛуАЗ 5 076 3 593 +41,3 ** **

"Автоагрегат" (Краснодон) 7 23 -69,6 ** ♦♦

"Анто-Рус" 730 961 -24,0 ** **

КрАСЗ (Кременчуг) 3 906 1 322 +!95,5 ** **

Т р о л л е й б у с ы"Тролза” 11 36 -69,4 ** **

В М3 (г. Вологда) 5 — — ** *♦

ВЗТМ (г. Волгоград) 10 10 0,0 ♦ ♦ *♦

ТМЗ (г. Санкт-Петербург) 1 7 -85,7 *♦ **

Ремонтный ТТЗ (г. Уфа) 15 22 -31,8 ** **

МАЗ 11 1 + 1 000,0 *♦ ♦*



Предприятие-изготовительОбъемы выпуска шт. План на 2004 г.

янва|>ьг-ма|Л январь-март;2003

придаст, объем выпуска, цп

годовой прирост, %

А в т о б ус ыЗИЛ 14 21 -33,3 120 +73,9ГАЗ 5 829 8 643 -32,6 31 470 -13,3Завод автомобилей малых серий (Нижний Новгород) 2 487 - - ** **АЗ "Урал" 148 169 -12,4 536 +3,1УАЗ 4 912 5 304 -7,4 19 330 -10,3ПАЗ 2 500 2 495 +0,2 1 050 -7,3ЛиАЗ 416 244 +70,5 1 900 + 13,8ГолАЗ 29 9 +222,2 250 +93,8♦КАвЗ 317 186 +70,4 2 000 +24,5*"Вика ЛТД" 22 10 + 120,0 ** *#В АП "Волжанин" 9 49 -81,6 240 -2,0НефАЗ, в том числе: 213 135 +57,8 1 310 +80,7

* вахтовые 28 30 -6,7 ** **НефАЗ-5299 185 105 +76,2 ** **

"Тушино-Авто" 97 97 0,0 790 +54,2МАРЗ 31 60 -48,3 ** +45,2"Скания-Питер" 29 14 + 107,1 140 +549,6*"Семар" (Нижегородская обл.) 24 62 -61,3 ** **Другие предприятия РФ 1 27 -96,3 ** **МАЗ 111 108 +2,8 ** **ЛАЗ 150 90 +66,7 ♦* **Черкасский автобусный завод 409 203 + 101,5 ** **Бориспольский автобусный завод 89 31 + 187,1 *♦ **

* На шасси производства других отечественных предприятий. ** Нет данных.

КОНСТРУКЦИИАВТОТРАНСПОРТНЫХ СРЕДСТВ

УДК 629.113/Л 15

А в т о м о б и л и н и ж е г о р о д с к о й к о н с т р у к т о р с к о й ш к о л ыЮ.В. КУДРЯВЦЕВ ГАЗ

Нижегородский (Горьковский) автозавод, вступивший в строй в январе 1932 г., как известно, создавался по проекту и при тесном сотрудничестве с американской фирмой "Форд".

Однако даже самые первые его автомобили ГАЗ-А и ГАЗ-АА не были точными копиями американских моделей: специалисты конструкторского подразделения технического отдела, образованного 5 июля 1929 г. (за 2,5 года до официального пуска предприятия), существенно доработали прототипы.

Базовые модели, принятые к производству, оказались довольно удачными и весьма успешно заменили гужевой транспорт в наиболее динамично развивавшихся отраслях народного хозяйства. Но конструкторской службе автозавода пришлось напряженно работать как над модернизацией серийных автомобилей, так и над расширением модельного ряда. В частности, над созданием транспортных средств повышенной проходимости и нового легкового автомобиля — ГАЗ-М1.

Причем семейство легковых автомобилей на базе ГАЗ-М1 (1936 г.) было довольно многочисленным и включало помимо базового седана и пикапа с четырехцилиндровым двигателем мощностью 37 кВт (50 л. с.) аналогичные модификации модели ГАЗ-11 (1940 г.) с новым шестицилиндровым двигателем (56 кВт, или 76 л. с.), ставшим в дальнейшем основным двигателем для разнообразной техники, выпускавшейся не только ГАЗом, но и другими заводами (грузовые и легковые автомобили, автобусы, танки, бронетранспортеры, автопогрузчики, компрессорные установки и др.).

На базе ГАЗ-11 были сконструированы полноприводные легковые автомобили — семейство ГАЗ-61 (1941 г.). Последних удалось изготовить немного, но именно на основе агрегатов трансмиссии ГАЗ-61 в



A.A. JIumapm

кратчайшие сроки завод разработал и наладил выпуск "командирских” автомобилей ГАЗ-64 (после модернизации 1942 г. — ГАЗ-67Б) с четырехцилиндровым двигателем "эмки", а также легких бронеавтомобилей БА-64 для разведки и связи.

Возможно, эти конструкции и отставали от "мировой автомобильной моды", но в тех условиях они успешно выполняли свои функции, отличались простотой в обслуживании и ремонте, надежностью и экономичностью. Что лишний раз подтвердило самое тяжелое из возможных испытаний — военными временем и дорогами.

С 1933 г. в техническом отделе ГАЗа ввели должность главного конструктора, которую занял Андрей Александрович Липгарт. Именно с его именем связано становление конструкторского коллектива, а точнее — конструкторской школы ГАЗа, способной решать и решавшей множество, порой совершенно различных, задач по разработке, доводке и модернизации массовых легковых и грузовых автомобилей, специальной (в том числе боевой) техники и др. И решать на высочайшем уровне, о чем свидетельствуют Сталинские (Государственные) премии, присужденные конструкторам ГАЗа: в 1942 г. — за "легковой автомобиль нового типа" и "новый танк" (Т-60); в 1943 г. — за "усовершенствованный танк" (Т-70); в 1947 г. — за

"грузовой автомобиль ГАЗ-51"; в 1950 г. — за легковой автомобиль среднего класса "Победа" (ГАЗ-20); в 1951 г. — за "представительский легковой автомобиль ЗИМ" (ГАЗ- 12). Андрей Александрович руководил конструкторской службой завода 18 лет.

Послевоенное поколение автомобилей, разработанное на ГАЗе в годы Великой Отечественной, возглавил новый грузовой автомобиль ГАЗ-51 с шестицилиндровым рядным бензиновым двигателем (модернизированный ГАЗ-11) мощностью 51,5 кВт (70 л. с.). Базовая модель имела грузоподъемность 2,5 т и стала вскоре самой массовой в стране, применявшейся буквально во всех отраслях народного хозяйства. Для вооруженных сил в 1946 г. разработана полноприводная модель ГАЗ-63, максимально унифицированная с базовой по узлам и агрегатам, а несколько позже — бронетранспортер ГАЗ-40. Автомобили семейства ГАЗ-51 собирались также на предприятиях в Польше, Китае и Северной Корее.

Базовой легковой моделью стал автомобиль ГАЗ-М20 "Победа" с несущим кузовом "понтонной" формы и четырехцилиндровым рядным двигателем, подобным по конструкции шестицилиндровому ГАЗ-51 и унифицированным с ним по многим деталям и узлам. Этот же силовой агрегат рабочим объемом 2,1 л и мощностью 38 кВт (52 л. с.) применялся на новом внедорожнике — ГАЗ-69 (родоначальнике семейства УАЗ), а также на полноприводной модификации "Победы" — ГАЗ-М72. (В дальнейшем, до середины 1990-х годов, двигатель успешно применялся на польских микроавтобусах "Жук" и "Ныса".) <

В 1950 г. завод начал выпускать еще одну легковую модель — ГАЗ-12 (ЗИМ). Автомобиль представительского класса, он был значительно тяжелее ГАЗ-20 и оснащался более мощным (66 кВт, или 90 л. с.) шестицилиндровым двигателем, а в трансмиссии помимо механической трехступенчатой коробки передач имел гидротрансформатор. Использовали ГАЗ-12 не только как служебный автомобиль для государственных учреждений, но также (модифика

Легкий бронеавтомобиль БА-64

Легкий танк Т-70



ции) — в качестве автомобиля-такси и автомобиля "скорой помощи".

В 1957 г. на смену ГАЗ-20 пришла новая модель — ГАЗ-21 "Волга", завоевавшая "Гран-При" на выставке в Брюсселе и огромную популярность в стране и за рубежом. В конструкции этого автомобиля многие решения унаследованы от предшественника, но доведены до нового уровня надежности. Появились на нем и новые — телескопические амортизаторы, центральный стояночный тормоз, сцепление с дисками увеличенного диаметра, измененный задний мост (гипоидный редуктор, кованые полуоси со ступицами-фланцами и др.), 2,45-литровый двигатель мощностью 52—55 кВт (70—75 л. с.). Кроме нескольких модификаций и комплектаций седана ГАЗ-21, на его базе выпускались универсалы ГАЗ-22 и модификация последнего для службы "скорой помощи".

Параллельно с конструированием рядного четырехцилиндрового двигателя специалистами ГАЗа велись работы над V-образными шести- и восьмицилиндровым агрегатами. Шестицилиндровый планировалось устанавливать на новые малотоннажные автомобили, однако средства на подготовку его производства выделены не были, и проект пришлось "заморозить". Восьмицилиндровый двигатель впервые был применен (в форсированном варианте, с автоматической коробкой передач и гидротрансформатором) на новом представительском автомобиле ГАЗ-13 "Чайка", выпуск которого начался в 1959 г. (модель также стала обладателем "Гран-При" Брюссельской промышленной выставки). В дальнейшем этот двигатель стал базовым для широкой гаммы самой разнообразной отечественной техники следующего поколения.

Так, в 1964 г. начался выпуск нового базового грузового автомобиля ГАЗ-53 (грузоподъемностью 3 т), а в 1965 г. — ГАЗ-53А (4 т), ставшего в 1970-х гг. наиболее массовым в СССР, особенно в сельском хозяйстве, где на ГАЗы приходилось -70 % всего автопарка.

Полноприводная модель нового поколения, ГАЗ-66, поставленная на производство в 1963 г., отличалась от базовой компоновкой, но

была в значительной степени унифицирована с ней по узлам и агрегатам. В результате получился автомобиль, обладающий выдающейся проходимостью, высокими надежностью и ремонтопригодностью. Например, в 1966 г. два ГАЗ-66 совершили пробег по маршруту Горький—Владивосток протяженностью ~10 тыс. км, который проходил по малонаселенным областям Сибири, Забайкалья и Дальнего Востока с крайне слаборазвитой дорожной сетью. В частности, в Читинской области 2 тыс. км — в условиях полного бездорожья. И практически без замечаний. Не случайно ГАЗ-66 неоднократно модернизировали и поставляли в Вооруженные Силы вплоть до 1999 г., т. е. в течение 35 лет.

ГАЗ-66 успешно применяли не только в армии, но и в народном хозяйстве (строители, геологи, нефтяники, пожарные и др.). Однако были в производственной программе ГАЗа и разработки специального военного назначения: БРДМ и БТР-60, за создание которых в 1968 г. конструкторский коллектив был удостоен Государственной премии.

Базовым легковым автомобилем 1970-х годов стала модель ГАЗ-24, кардинально отличавшаяся от предшественника, ГАЗ-21. Двигатель был глубоко модернизирован (с изменением конструкции базовых деталей, цилиндропоршневой группы и всего навесного оборудования, повышением степени сжатия, увеличением мощности до 70 кВт, или 95 л. с.), а трансмиссия, подвеска, тормозная система, рулевое управление и кузов — спроектированы "с чистого листа". Заложенные в ГАЗ-24 технические и дизайнерские решения обеспечили автомобилю высокую надежность и популярность у потребителей, позволили заводу создать широкую гамму модификаций и провести несколько основательных модернизаций.

Следующий этап в развитии конструкции автомобилей ГАЗ, можно сказать, начался в 1979 г., когда автозавод освоил выпуск новой представительской модели ГАЗ-14 "Чайка". Однако жизнь этой модели по "политическим" причинам оказалась недолгой: в 1988 г. под лозунгом "борьбы с привилегиями" автомо

jБронетранспортер ГАЗ-40

ГАЗ-66



Бронетранспортер БТР-80

биль приказали снять с производства, а оборудование уничтожить.

Некоторые стилистические решения ГАЗ-14 нашли применение в новой модели среднего класса — ГАЗ-ЗЮ2 (1982 г.), ставшей основным "служебным" автомобилем конца 1980-х годов. При ее создании вновь прошел модернизацию двигатель (использовался форкамерный вариант мощностью 77 кВт, или 105 л. с.); на ней применили дисковые передние тормоза, уменьшили передаточное число главной передачи, благодаря чему максимальная скорость составила 152 км/ч.

На грузовых и специальных автомобилях ГАЗ в 1980-х годах решили отказаться от бензиновых двигателей и устанавливать дизели. Первыми дизельным ГАЗами стали БТР-80 (1982 г.) и ГАЗ-4Э01 (1986 г.). Затем - ГАЗ-ЗЗОб (1994 г.) и ГАЗ-3309 (1995 г.) с четырех- и шестицилиндровыми дизелями воздушного охлаждения. Однако "дизелизация" шла с большим трудом, и наиболее массовым по-прежнему оставался бензиновый автомобиль — ГАЗ-3307.

Социально-политические и экономические перемены 1990-х годов в стране заставили завод коренным образом пересмотреть номенклатуру выпускаемой продукции. Приоритет получили легкие коммерческие семейства "ГАЗель" и "Соболь", включающие автомобили бортовые, фургоны, грузопассажирские, пассажирские, медицинские, модификации колесных формул 4x2 и 4x4. Всего — 20 модификаций и 285 комплектаций. Базовым двигателем для этих семейств, а также модернизированных легковых автомобилей (ГАЗ-ЗПО) стал 16-клапанный ЗМЗ-406.

Выпускаются, хотя и в несколько меньших объемах, среднетоннажные автомобили. Причем на дизельных модификациях теперь применяется

новый шестицилиндровый дизель водяного охлаждения, а полноприводный автомобиль двойного применения (ГАЗ-3308 "Садко") максимально унифицирован с базовой "гражданской" моделью. Кроме того, разработано и готовится к выпуску семейство среднетоннажных автомобилей нового поколения — "Валдай".

Продолжается работа по модернизации легкового автомобиля: заменена на бесшкворневую передняя подвеска, использованы новые дисковые передние тормоза, пятиступенчатая коробка передач, задний мост, передние и задние световые приборы, замки дверей, панель приборов, сиденья, отделка салона. По существу, от прототипа (ГАЗ-24) у модернизированного автомобиля остались лишь очертания несущего кузова и частично — остекление.

Важное место, как и в прежние годы, в программе завода и его конструкторской службы занимает специальная техника. В частности, автомобили модульного типа семейства "Водник" (1995 г.), состоящего из 26 вариантов специальных (в том числе боевых) машин с разнообразными надстройками, устанавливаемыми на одно и то же шасси.

Кроме того, продолжается работа над гусеничной техникой. На смену тягачам-транспортерам первого (ГАЗ-47, 1951 г.) и второго (ГАЗ-71 и ГАЗ-73, 1967 г.) поколений пришли машины третьего — ГАЗ-3402 и ГАЗ-3403 (1985 г.); созданы, но пока не подготовлены к производству (по экономическим причинам) машины четвертого поколения — ГАЗ-3932 и ГАЗ-3933, а также вездеход пятого поколения ГАЗ-3409 (2000 г.). Обладая низким удельным давлением на грунт, они широко и успешно применяются геологами и нефтяниками, выполняют роль автомобилей "скорой помощи" в условиях тундры

12

ГАЗ-2217 "Соболь” ГАЗ-ЗП05 ’’Волга'' ГАЗ-33081 "Садко"

Автомобильная промышленность, 2004, № 6


Гусеничный транспортер ГАЗ-47 ГАЗ-3932 ГАЗ-3409 "Бобр"

на Крайнем Севере и Дальнем Востоке. Разработчики гусеничных машин моделей ГАЭ-3402 и ГАЭ-3403 в 1986 г. удостоены Государственной премии.

ГАЗ всегда щедро делился кадрами и оказал значительное влияние на формирование конструкторских подразделений большинства автозаводов страны. Достаточно напомнить, что именно специалисты — выходцы с ГАЗа долгие годы возглавляли конструкторские коллективы ВАЗа (B.C. Соловьев), КАЗа и ЗИЛа (А.М. Кригер), АЗЛК (Н.И. Борисов), ПАЗа и ЗАЗа (Ю.Н. Сороч- кин), МАЗа (Л.В. Косткин), БАЗа (Р.А. Розов и ИЛ. Юрин), УАЗа (М.И. Казаков, П.И. Музюкин и В.Ф. Чирканов), ЗМЗ (Д.И. Гороховский и П.Э. Сыркин), Мытищин

ского машиностроительного завода (Н.А. Астров), руководили Центральным автополигоном и НАМИ (В.А. Ануфриев), Главным научно- техническим управлением (управлением конструкторских и экспериментальных работ) Министерства автомобильной промышленности СССР (Л.В. Косткин и В.А. Ануфриев). А поскольку каждый вновь назначенный главный конструктор, как правило, приезжал на новый завод со своими заместителями и группой ведущих конструкторов (на Волжский автозавод, например, — группа конструкторов в количестве 30 человек), опыт сложившейся к тому времени конструкторской школы ГАЗа получил широчайшее распространение.

Руководили бывшие конструкторы и испытатели ГАЗа и автомобильными кафедрами ряда высших учебных заведений. Среди них: МГГУ имени Н.Э. Баумана, Нижегородский и Владимирский государственные технические университеты, Нижегородская государственная сельскохозяйственная академия и др. Здесь преподавали в разное время и преподают сейчас более 20 профессоров и доцентов, прошедших на ГАЗе "курс практического конструирования". Семидесятипятилетние традиции нижегородской конструкторской школы находят продолжение в новых автомобилях и других работах нового поколения специалистов на предприятиях России, стран ближнего и дальнего зарубежья.

УДК 621.43

С т р у к т у р а и в ы б о р п а р а м е т р о в

ПЕРСПЕКТИВНОЙ ТОПЛИВНОЙ СИСТЕМЫ ДИЗЕЛЯ

Канд. техн. наук Е.В. КУЗНЕЦОВ

Белорусско-российский университет

В настоящее время на дизелях применяют три типа систем подачи топлива: разделенные, где топливные насосы высокого давления и форсунки соединяются довольно длинными трубопроводами; с насос-форсунками; аккумуляторные. Каждая из них, естественно, имеет свои достоинства и недостатки.

Так, системы первого типа привлекают простотой конструкции, в состав которой входят гидроуправляемые форсунки, механический регулятор цикловой подачи топлива, собственно насос и трубопроводы. Однако за простоту приходится платить. Во-первых, в трубопроводах высокого давления возникают колебательные процессы, что приводит к подвпрыскам топлива на такте расширения и ухудшает экономичность и токсичность дизеля; во-вторых, их механические регуляторы цикловой подачи топлива в принципе не способны работать с тем необходимым числом инфор

мационных переменных, которое нужно, чтобы обеспечить наивыгоднейшие законы регулирования этой подачи; в-третьих, из-за значительных ударных нагрузок в ТНВД и гидродинамических потерь в трубопроводах высокого давления в этих системах трудно интенсифицировать цикловые подачи, поэтому угол <рв впрыскивания превышает 25* п. к. в.; в-четвертых, при использовании ТНВД секционного типа сложно обеспечить идентичность цикловых подач по цилиндрам, что увеличивает интенсивность крутильных колеба-

; ний вращающихся масс в дизеле и трансмиссии, а значит — и неравномерность изнашивания деталей.

Основное достоинство систем с насос-форсунками — возможность создавать очень высокие давления впрыскивания топлива. Однако и недостатков у них не меньше, чем у систем первого типа. Эти те же и даже большие трудности с обеспечением идентичности цикловых подач по цилиндрам; отсутствие электрических исполнительных устройств в регуляторах цикловых подач; большое число прецизионных пар (по две на каждый цилиндр), что повышает себестоимость топливной аппаратуры; значительные размеры насос- форсунок и приводов их регулирования, что усложняет компоновку дизеля.



Достоинства аккумуляторных систем: электронное управление; весьма высокие (100 МПа, или 1000 кгс/см2, и выше) давления в гидроаккумуляторе обеспечивают малые углы впрыскивания и даже многоступенчатый впрыск, позволяющий управлять процессом горения топлива, снижать скорость нарастания давления в цилиндре, т. е. жесткость работы дизеля, а значит, улучшать такие важнейшие показатели последнего, как материалоемкость и надежность. Их недостатки: большое число, три на каждый цилиндр, прецизионных пар (две в форсунке и одна в ТНВД); значительная мощность, затрачиваемая на работу гидравлической части (при впрыскивании часть топлива идет в линию слива, в гидроаккумуляторе нужно поддерживать высокое рабочее давление) и электрической (высокая энергия импульса управления форсункой) частей, т. е. низкий КПД системы.

Например, если подсчитать мощность NB, необходимую для обеспечения разовой цикловой подачи gj. топлива в цилиндр четырехцилиндрового дизеля средней (74 кВт, или 100 л. с.) мощности, оборудованного разделенной системой топливоподачи, то при обеспечиваемых ею параметрах (#ц = 80 мм3; Рв * 40 МПа,

или 400 кгс/см2; /„ = <рв/<рд = 2 “ С)

N, = gu/Pe/>, = 1,6 кВт (2,2 л. с.).Но в системах третьего типа давление впрыскива

ния в 3 раза и более выше, чем в системах первого. Значит, во столько же раз выше мощность, которая снимается с коленчатого вала системой подачи топлива. К тому же с целью повышения быстродействия электрофорсунок их обмотки запитывают напряжением 70 В и более, при этом сила тока составляет 20 А. То есть электрический контур системы подачи топлива потребляет не менее 1,5 кВт (2 л. с.). Эта мощность также отбирается у дизеля. Если же учесть КПД приводов ТНВД и генератора, наличие утечек топлива, которые прогрессивно возрастают при увеличении рв, число прецизионных пар и износ деталей двигателя, то третья система топливоподачи уменьшает номинальную эффективную мощность дизеля примерно на 10 %, а на режимах частичных нагрузок — и того больше.

Таким образом, можно сделать вывод: ни одну из ныне применяемых систем топливоподачи нельзя назвать идеальной. А причины того, что некоторым производителям, особенно западным, удалось в последние годы резко снизить удельный расход топлива у выпускаемых ими дизелей (например, у дизелей, оборудованных системами третьего типа, он составляет 170—180 г/(кВт*ч), или 125—132 г/(л. с. *ч)), наверное, следует искать в высоком качестве изготовления данных изделий и выборе оптимальных параметров их рабочих процессов. И возможности здесь, конечно, не бесконечны. Поэтому нужно внедрять новые решения. И наиболее приемлемое из них — новая система, которая объединяла бы достоинства существующих систем и не имела бы их недостатков.

В схему такой системы входят (рис. 1): топливный бак 7; подкачивающий насос 2; фильтр J; нерегулируемый плунжерный ТНВД 4 с нагнетательными клапанами (по числу цилиндров дизеля), кинематически связанный с коленчатым валом дизеля и синхронизированный с положением поршней; электромагнитный клапан слива 5; датчик 6 положения поршня (хп) и угловой скорости (сод) коленчатого вала; гидроуправляемые форсунки 7 (по числу цилиндров дизеля); электронный блок 8 управления; датчик 9 положения (уд) педали акселератора. Возможны, разумеется, и другие датчики (например, температуры охлаждающей жидкости, температуры окружающей среды, дымности отработавших газов и т. п.).

Принцип работы данной системы следующий.Как и в серийных системах, подкачивающий насос

забирает топливо из бака, прокачивает его через фильтры и подает на вход ТНВД. При набегании кулачка приводного вала на толкатель плунжера последний, перемещаясь, повышает давление топлива, в результате чего открывается соответствующий нагнетательный клапан и начинается подача топлива к форсунке, а через нее — в цилиндр дизеля.

Всей работой управляет блок 8. При поступлении сигналов от датчиков он согласно заложенному алгоритму определяет и задает момент начала и длительность включения электромагнитного клапана слива. После открытия этого клапана давление в нагнетательной полости ТНВД падает, и процесс подачи топлива к форсунке и далее в цилиндр дизеля прекращается. То есть клапан слива выполняет функции отсечной кромки плунжера и перепускного окна гильзы традиционного ТНВД.

ТНВД рассматриваемой системы — распределительного типа, с одним плунжером, но с несколькими нагнетательными клапанами. Поэтому он последовательно подает топливо в разные цилиндры под одним и тем же давлением. Кроме того, электромагнитный клапан слива тоже один. В итоге обеспечивается одинаковая цикловая подача топлива в каждый цилиндр дизеля, причем идентичность доз, подаваемых в разные цилиндры, сохраняется вне зависимости от скоростного и нагрузочного режимов работы дизеля. Хотя величина доз (цикловых подач) по режимам, разумеется, меняется.



Система имеет минимальное число прецизионных пар ("игла — корпус распылителя" в форсунке и "плунжер — гильза” в ТНВД). Причем конструкция плунжера и всего ТНВД существенно упрощается.

КПД данной системы значительно выше, чем, скажем, аккумуляторной системы "Коммон Райл". Уже хотя бы потому, что здесь не нужно поддерживать высокое давление в гидроаккумуляторе, а при впрыскивании направлять часть сжатого до высоких давлений топлива на слив. Потому что ТНВД подает ровно столько топлива, сколько требуется на данном режиме. Наивыгоднейшие характеристики дизеля обеспечивает электронный блок управления, регулирующий момент подачи напряжения на электромагнитный клапан слива ТНВД. При этом не требуется высокая мощность электрического импульса управления электроклапаном, так как величину цикловой подачи топлива определяет не длительность электрического импульса (как в системе "Коммон Райл"), а начало этого импульса относительно начала подачи топлива, т. е. после закрытия плунжером впускного окна гильзы ТНВД. Причем даже желательно, чтобы электроклапан закрывался с некоторым запаздыванием, обеспечивая заполнение над плунжерной полости при сбега- нии кулачка с толкателя (когда последний движется вниз), а не только через впускное окно гильзы. За счет этого будет минимизироваться вероятность наступления кавитации после впрыскивания, имеющей место в традиционных ТНВД, что приводит к разрушению кромки плунжеров со всеми вытекающими отсюда последствиями — повышением токсичности отработавших газов, увеличением разности цикловых подач по цилиндрам и т. д.

Параметры данной системы подачи топлива выбираются с помощью специально разработанной для этой цели математической модели. ЭВМ, решая соответствующие уравнения, определяет давления рв в над- плунжерной полости ТНВД как функции положения Атн плунжера и переменного коэффициента ат сжатия

топлива с учетом утечек Qy в магистрали высокого давления, количества Qc топлива, сливаемого через электроклапан ТНВД, и количества QB топлива, впрыскиваемого в цилиндр через форсунку.

Так, кинематические параметры движения иглы распылителя форсунки и якоря электроклапана ТНВД рассчитываются соответственно по дифференциальным уравнениям (формула № 1 в таблице), текущие скорости якоря (ия) и иглы (ии) и перемещения хя и хи этих элементов — методом численного интегрирования ускорений Уя и уи с шагом dt, что позволяет найти входящие в формулы № 1 упругие и диссипативные силы.

Текущее значение силы тока в катушке электроклапана слива ТНВД оценивается по дифференциальному уравнению в формуле № 2; электромагнитная сила притяжения якоря электроклапана к сердечнику — по формуле № 3, предложенной Н.П. Вашкевичем, Н.П. Сергеевым и Г.Н. Чижухиным; подъем плунжера ТНВД на каждом шаге dt — на основе геометрических соотношений (формула № 4).

Зная текущую величину hm подъема плунжера ТНВД, легко определить вытесненный им объем (формула № 5).

Из соотношения для коэффициента сц. сжатия топлива ( а т’ Рв = dV, где V — полный объем полостей сжатия) определяется давление рв в нагнетательной магистрали ТНВД. При этом учитывается, что при давлениях впрыскивания, характерных для дизелей, а,, существенно зависит от рв (формула № 6).

Расходы QB, Qc, Qy топлива оцениваются по известным из классической гидравлики зависимостям (см. "АП" 2001, № 3). С их помощью вычисляются массы топлива, ушедшие из нагнетательной магистрали за счет утечек (ту) и слива (тс), также впрыснутая в цилиндр через форсунку (тв). Затем определяются потери давления от утечек (dpy), слива через электроклапан (dpe) и от впрыскивания (dpB), которые на каждом шаге dt отнимаются от давления рв в нагнетательной магистрали.


1 F + F - F - Fj _ 1 эм -* р. я 1 пр. я ■* с. ятя

F F F; — р. И П̂р. И С. И■'И и ,

/*эм — электромагнитная сила притяжения якоря электроклапана к сердечнику; F’ Fp и — силы давления топлива на якорь и иглу распылителя форсунки; г пр я, Fnp it — силы пружин якоря и иглы; Fc я, Fc и — силы сопротивления движению якоря и иглы; тя, тн — массы якоря и иглы

2 d l= U~ ! R dt d l — приращение силы тока за шаг dt интегрирования; U — напряжение на катушке сливного клапана; R — активное сопротивление катушки; L — индуктивное сопротивление катушки

3 р _ ( Iz \2 ^0^5 z — число витков катушки; 6 — зазор между сердечником и якорем; ц0 = 4л * 107 — магнитная проницаемость среды в зазоре 5; Аб — площадь зазора между якорем и сердечником клапана; к = 1+100 — коэффициент, зависящий от конструкции магнитопровода электроклапана

4 ^тн = Ч “ Г0 = - Г0 rnj — текущий радиус подъема кулачка вала ТНВД за угол <р . поворота этого вала; г0 — радиус нерабочей части кулачка; Ir = drjd<$n — интенсивность подъема кулачка

5 dV= 4u.ah™ — площадь поперечного сечения плунжера ТНВД

6 a , = 4000 40- р°р(5 + 0,163f c )

р — плотность топлива; рв — давление в нагнетательной магистрали ТНВД



о 36 72 108 144 град.п.к.в.4>в — *~

Рис. 2. Зависимость перемещений иглы форсунки ФД-22 и якоря сливного клапана модифицированного ТНВД НД-21 от угла поворота коленчатого вала дизеля Д-243

Рис. 3. Уменьшение давления в нагнетательной полости плунжера ТНВД за счет утечек, слива через электроклапан и впрыскивания топлива в цилиндр дизеля

<Ре— ~Рис. 4. Зависимость давления ръ в нагнетательной полости плунжера ТНВД и массы тТ впрыснутого в цилиндр топлива от угла поворота коленчатого вала

Некоторые результаты моделирования работы рассматриваемой новой системы применительно к дизелю Д-243 Минского моторного завода приведены на рис. 2—4. Учитывая значительную инерционность катушки электроклапана (ее индуктивность составила -1,5 мн), напряжение на нее подается со значительным опережением по отношению к началу подъема плунжера (Дфв = 10—70° п. к. в.). (На рисунках угол <рв п.к.в., равный нулю, соответствует подключению катушки клапана к источнику питания.) Из

m i

86.7

( 65,0 9ц 43,3

21.7 0

Ptmax

МПа71.9

59.446.934.5 22,0

Ptmax

10 22 34<Рв

46 68 град.

Рис. 5. Оптимальная регулировочная характеристика ТНВД со сливным клапаном

меняя Д<р, получили регулировочную характеристику системы, приведенную на рис. 5. Ее должен обеспечивать электронный блок управления. Там же показана зависимость максимального давления р в тах впрыскивания от угла опережения включения электроклапана. Вывод очевиден: новая система существенно улучшает характеристики дизеля. И не только дизеля Д-243, конечно. Кроме того, она гораздо дешевле в производстве, чем любая из традиционных систем питания.

УДК 629.113.004

И н д у к ц и о н н о - д и н а м и ч е с к а я м а ш и н а —СТАРТЕР-ГЕНЕРАТОР ДЛЯ Д В С КОМБИНИРОВАННОЙ СИЛОВОЙ УСТАНОВКИЮ.О. ПЕТИНОВ, Е.А. ЦАПКОВ, С.В. КАРТУНОВ

Тольятгинский ГУ

Идея совместить в одной электромашине стартер и генератор появилась в автомобилестроении не менее четверти века назад. Однако ее внедрению препятствовало отсутствие силовой и микропроцессорной электроники, пригодной для эксплуатации на автомобиле, а также мощных накопителей энергии. Препятствовала тому и определенная осторожность автомобильных фирм в плане перехода на более высокие, чем традиционно применяемые ( 12— 24 В) уровни напряжения. Теперь

же, когда успехи электроники стали несомненными, разработчики автомобильных электрических систем все больше сходятся во мнении, что совмещенная электромашина может стать обязательной частью силовой установки автомобиля, взяв на себя задачу поддержания работы ДВС на пусковых и переходных режимах. Особенно в случае комбинированных (гибридных) силовых установок. Более того, уже первые эксперименты со стартер-генератором мощностью до 10 кВт, втисну

том в "прокрустово ложе" между ДВС и коробкой передач, позволили существенно улучшить потребительские качества автомобиля: снизились токсичность его отработавших газов, шумность и расход топлива (до 15 %).

В самом деле: что такое гибридная силовая установка? Это единый комплекс (устройство), куда входят ДВС, электрическая машина, накопители первичной энергии, преобразователи этой энергии в электрическую, накопители электрической энергии и управляющая электроника. Используя первичную энергию (энергию топлива), такой комплекс обеспечивает движение автомобиля на всех режимах, питание вторичных потребителей, пополняет запас накопителей электрической энергии. Основные "взаимоотношения" между его составляющими следующие: ДВС



преобразует энергию топлива в механическую и частично в тепловую, работая в наиболее экономичном режиме с постоянной частотой вращения коленчатого вала; электрическая машина разгоняет ДВС до пусковой частоты. После пуска эта машина обеспечивает движение автомобиля и заряжает накопители.

Такое распределение функций между ДВС и электрической машиной позволяет, как показывает опыт, экономить до 30 % топлива. Далее для простоты оценок предположим, что суммарная мощность комбинированной силовой установки, необходимая для легкового автомобиля, составляет-100 кВт и что соотношение мощностей ДВС и электромашин равно 1:1. Тогда, если на автомобиле установлен ДВС мощностью 50 кВт, то мощность электрической машины-двигателя, работающей параллельно ДВС* тоже должна быть равна 50 кВт. Для машины-генератора при мощном накопителе в этом случае, что тоже доказано опытом, вполне достаточна мощность в 10 кВт.

Достаточна она и для пуска ДВС.Таким образом, проблем с мощ

ностью электрической машины для комбинированной силовой установки, как видим, нет. Проблема, скорее, в выборе типа этой машины. Ведь к ней предъявляется много требований, причем противоречивых. Во-первых, она должна развивать высокие пусковые моменты, во-вторых, не иметь больших потерь на переходных режимах; в-третьих, ей противопоказаны обмотки на роторе, связанные с неподвижной ее частью; в-четвертых, ее удельная масса не должна превышать 1 кг/кВт; в-пятых, ее ресурс должен быть близок к ресурсу ДВС.

Таким требованиям в определенной мере соответствует трехфазный асинхронный двигатель с коротко- замкнутой обмоткой на роторе. Правда, при работе в режиме генератора (индукторный режим) его удельные показатели оказываются хуже, чем в режиме двигателя. Но в данном случае это несущественно, так как от генератора требуется мощность, на порядок меньшая, чем от двигателя. Поэтому в настоящее время многие автомобильные фирмы (в том числе ВАЗ), занимающиеся

Рис. 1. Схема индукционно-динамической электромашины

автомобилями с комбинированными силовыми установками, отдают предпочтение именно классической асинхронной электрической машине. Или (реже) — машине с постоянными магнитами на роторе.

Однако оба решения — не из лучших. Асинхронная машина требует достаточно сложной преобразовательной установки; машина с постоянными магнитами сложна в изготовлении, ее характеристики в условиях возможного перемагничивания и вибрационных нагрузок неустойчивы. С этих точек зрения более перспективной могла бы быть машина индукторного типа: ее конструкция достаточно проста; она технологична в изготовлении; обладает высокой надежностью.

Все это обеспечивается, прежде всего, безобмоточным ротором, который представляет собой ферромагнитный цилиндр с открытыми пазами на его поверхности. Но у индукторных машин есть один важный недостаток: их КПД не превышает50 %. Поэтому без существенного (принципиального) усовершенствования индукторныё машины тоже вряд ли способны решить рассматриваемую проблему.

Ее решение — в другом. Примерно 20 лет назад один из специалистов Тольятгинского ГУ, Н.А. Иванников, в качестве варианта двигателя для кодоимпульсных сейсмоисточников предложил использовать ин- дукционно-динамический двигатель (ИДД) вращательного движения, который по своему устройству близок к асинхронному, но работает совершенно по иному принципу.

Статор 1 данного двигателя имеет (рис. 1) явно выраженные полюса, на которых располагается катушечная обмотка 2 возбуждения индуктора. В открытых пазах ротора 3, число которых равно числу полюсов статора, размещены стержни 4 обмотки ротора, выполненные по типу "беличьей клетки", т. е. стержни по торцам ротора соединены между собой короткозамкнутыми кольцами.

При протекании по обмотке возбуждения импульса тока вокруг нее возникает импульсный магнитный поток Ф, траектория которого на рисунке показана стрелками. В результате электромагнитного взаимодействия между контурами с током, образованными обмотками статора и ротора, возникает электромагнитный момент, величина которого соответствует формуле

(В ней /в, /ю — токи в обмотке возбуждения и короткозамкнутой обмотке ротора; т — взаимная индуктивность обмоток ротора и статора; Q — угловое перемещение ротора; Ьэ — эквивалентная индуктивность обмотки возбуждения.) Если импульс тока подается одновременно во все катушки обмотки возбуждения, то суммарный момент увеличивается в п раз, где п — число таких катушек.

Под действием результирующего момента М ротор электродвигателя повернется в направлении / (см. рис. 1). Причем эквивалентная индуктивность обмотки возбуждения будет меняться: она максимальна при совпадении оси паза ротора с продольной осью двигателя и минимальна при совпадении оси паза ротора с поперечной его осью q. Производная dLJdQ изменяет свой знак на границах дуги, ограниченной данными осями. Это иллюстрирует рис. 2, на котором показана развертка машины в плоскости чертежа для двух предельных положений ротора (рис. 2, а) и соответствующий график изменения эквивалентной индуктивности (рис. 2, б).

Из приведенной выше формулы следует, что электромагнитный момент М, развиваемый двигателем, изменяет свое направление при смене знака производной dLJdQ и ра



вен нулю одновременно с ней. Поэтому для эффективной работы ИДД необходимо, чтобы ток в обмотке возбуждения существовал при вполне определенных положениях ротора относительно статора: импульс тока должен начинаться не раньше, чем ось паза ротора совпадет с поперечной осью q двигателя, и заканчиваться не позднее, чем ось того же паза совпадет с продольной осью d двигателя.

Таким образом, индукционнодинамический двигатель развивает импульсный электромагнитный момент, направление которого зависит только от положения ротора в полюсной системе статора во время протекания тока по его обмотке возбуждения, что свойственно параметрическим электрическим машинам. Но от известных параметрических машин (типичным пример которых — шаговые двигатели) он отличается наличием короткозамкнутой обмотки на роторе, которая существенно улучшает его удельные энергетические характеристики. Дело в том, что у него, как и в шаговых двигателях, величина электромагнитной силы (момента), действующей на каждый зубец ротора, прямо пропорциональна квадрату индукции в рабочем зазоре 8. Кроме того, из-за демпфирования магнитного потока намагничивающей силой короткозамкнутой обмотки ротора индукция в рабочем зазоре значительно выше, чем во всех известных машинах, и, как показывает опыт, достигает 2—5 Т без насыщения маг

Рис. 2. Развертка (а) индукционно-динамической машины и зависимость (б) индуктивности обмотки возбуждения от положения ротора в магнитной системе статора

нитной системы. Благодаря этому резко возрастает величина импульсной электромагнитной силы, действующей на каждый зубец (стержень) ротора. В итоге индукционно-динамический двигатель имеет более высокие, чем все известные электрические машины, удельные показатели по пусковому моменту.

Таковы теоретические соображения. Исследования, проведенные на реальном двигателе, полностью их подтвердили. Они показали: импульсный индукционно-динамический двигатель по простоте конструкции не уступает асинхронному двигателю с короткозамкнутым ро

тором и обладает широким диапазоном регулирования частоты вращения, причем не требует сложной схемы регулирования; величина среднего электромагнитного момента, развиваемого им, не зависит от частоты вращения и определяется только величиной энергии, вводимой от накопителя в рабочий воздушный зазор; его КПД находится на уровне асинхронных короткозамкнутых двигателей соответствующей мощности; система импульсного возбуждения позволяет формировать любую наперед заданную механическую характеристику.

Вывод очевиден: из электрических машин, пригодных для комбинированных силовых установок российских автомобилей, наиболее предпочтителен именно индукционнодинамический двигатель вращательного движения. Однако этот тип машин мало исследован и практического применения не нашел. В том числе и потому, что зарубежные автомобилестроительные фирмы уже начали серийный выпуск автомобилей с комбинированными установками, оснащенными, как уже упоминалось, асинхронными машинами или машинами с постоянными магнитами на роторе. Значит, чтобы перейти на индукционно-динамические машины, нужно перестраивать сложившееся производство. Российские же автозаводы — лишь в самом начале пути, следовательно, могут, используя оригинальную разработку российских ученых, избежать положения догоняющих.

УДК 629.11.012.8:539.4

А в т о м о б и л ь с А Б С .П р о ч н о с т н о й ра с ч е т п о д в е с к и

Д-р техн. наук А.А. РЕВИН,кандидаты техн. наук С.В. РЕУНОВ и К.В. ЧЕРНЫШОВ

Волгоградский ГТУ

Проведенные в ВолгГТУ исследования нагружен- ности элементов шасси автомобиля с АБС в процессе торможения показали, что при определенных условиях изменение рабочего процесса затормаживания колес может сказаться на надежности элементов подвески и даже вызвать их разрушение при сравнительно малом числе циклов нагружения. Данное явление требует своего объяснения, поскольку при традиционном

расчете элементов подвески на прочность величины действующих на рычаги подвески продольных сил от тормозных реакций обычно определяются на основе максимального значения коэффициента сцепления и прилагаемой нормальной нагрузки.

Поэтому для объяснения причин разрушения потребовались дополнительные исследования, которые велись по двум взаимоувязанным направлениям. Первое из них связано с уточнением величин действующих в элементах конструкции сил с учетом возникающих в продольном направлении колебаний в пределах податливости элементов подвески при циклическом изменении тормозных моментов при работе АБС ("АП", 2004, № 5); второе — с уточненными расчетами рычагов на прочность. Данное направление рассмот-



рено ниже на примере верхнего рычага передней подвески легкового автомобиля "Москвич-2140". (Выбор автомобиля обусловлен проведенным дорожным экспериментом и широким распространением трапециевидных подвесок с А-образными рычагами.)

Данный рычаг с помощью резинометаллических шарниров связан с осью качания, а через сферический шарнир — с поворотной цапфой (рис. 1). Расчет процесса торможения оборудованного АБС автомобиля "Москвич-2140", выполненный на математической модели, показал: при торможении на верхний рычаг через сферический шарнир параллельно продольной оси автомобиля действует сила, достигающая 5 кН (510 кгс). Но действует она в сторону, противоположную направлению движения автомобиля.

Так как деформация резинометаллических шарниров невелика и, следовательно, не влечет существенного изменения угла приложения нагрузки, то можно считать, что верхний рычаг связан с осью качания жестко. Тогда, с учетом сделанного допущения, конечноэлементная модель рычага будет иметь вид, показанный рис. 2, и состоять из 4817 узлов и 4695 пластинчатых конечных элементов.

Статический расчет на прочность и анализ устойчивости рычага выполняли при следующих условиях: материал рычага — высокоуглеродистая сталь, для которой модуль упругости равен 21 • 104 МПа; модуль сдвига — 8,08 • 104 МПа; коэффициент Пуассона — 0,3; пределы текучести при растяжении и сжатии — 4 • 102 МПа; предел текучести при сдвиге — 2 • 102 МПа. Действующую на рычаг нагрузку прикладывали в отдельных узлах, расположенных по контуру отверстий крепления сферического шарнира, — так, чтобы равнодействующая была равна силе F и совпадала с ней по направлению. Считалось также, что силы во всех узлах равны. Тогда компоненты вектора нагрузки, исходя из рис. 1 и того, что F= 5 кН, будут равны: F = F- cosl5° = 4829 Н; F’ = F • sinl5° = 1294 Н.X у

Результат статического расчета приведен на рис. 3. Максимальные напряжения а тах по Мизесу в рычаге и максимальные его деформации Дтах составляют 515,3 МПа и 0,6 мм соответственно.

Коэффициент пт запаса прочности по пределу текучести, т. е. отношение предела текучести материала к максимальным напряжениям в рычаге, равен 0,776. Коэффициент (31 первой критической нагрузки — 50,9. Следовательно, нагрузка, при которой произойдет потеря устойчивости рычага, определится из соотношения F *13 = |3|F = 254,5 кН. Но так как коэффициент пуj запаса по первой форме устойчивости составляет те же 50,9, то рычаг устойчивости не потеряет.

Из результатов статического расчета видно, что наибольшие напряжения имеют порядок предела текучести для заданного материала. В то же время критическая нагрузка превышает принятую в расчете в 50,9 раза. Следовательно, необходимо выполнить дополнительный нелинейный расчет, т. е. с учетом пластических характеристик материала определить нагрузки, при которых возникают пластические деформации.

Рис. 1. Схема приложения нагрузок к верхнему рычагу подвески: 1 — ось качения верхнего рычага; 2 — центр сферического

шарнира

Рис. 2. Расчетная конечно-элементная модель верхнего рычага подвески

Рис. 3. Напряженно-деформированное состояние верхнего рычага подвески



МПа мм

F —

Рис. 4. Зависимость напряжений в верхнем рычаге подвески и его перемещения от усилия F

Примем упруго-пластичный (билинейный) тип нелинейности с касательным модулем упругости для участка упрочнения ЕТ = 0,105 МПа. Тогда пластический модуль определится из выражения Н — ЕТ/ 1 — E j/E = = 0,105 МПа. (Здесь Е — модуль упругости первого участка; Ет — касательный модуль упругости для уча

стка упрочнения при его линейной аппроксимации.) Будем считать также, что закон упрочнения, определяющий характер изменения поверхности текучести в процессе пластического деформирования материала, — изотропный. В качестве критерия пластичности возьмем критерий пластичности Мизеса. Тогда напряженно-деформированное состояние рычага при максимальном значении нагрузки, полученное в результате нелинейного анализа, будет таким, как это показано на рис. 3, а то, как изменяются напряжения Мизеса в наиболее нагруженном элементе 92, а также суммарное перемещение наиболее удаленной от оси качания точки (узел 1604), — на рис. 4.

Из последнего рисунка видно, что тогда, когда в процессе торможения нагрузка F достигает значения 3,5 кН (360 кгс), эквивалентные напряжения в рычаге превышают предел текучести материала. Что и приводит к пластическим деформациям рычага даже в течение небольшого числа циклов нагружения.

Из сказанного следует: при установке АБС на автомобиль "Москвич-2140" его верхний рычаг необходимо усилить. Например, наварить два прутка диаметром 3 мм по граням рычага. Но могут быть и другие решения, разумеется.

УДК 629.11.012.813

Ги д р о а м о р т и з а т о р ,АДАПТИРУЮЩИЙСЯ к ДОРОЖНЫМ УСЛОВИЯМ

Кандидаты техн. наук Ю.П. ВОЛКОВ, И.М. ГЕРАСИМОВ и П.К. МАРЕЦКИЙ

С.-Петербургский ГПУ,ОАО "ВНИИтранспортного машиностроения"

На автомобилях, предназначенных для движения в различных условиях, в том числе вне дорог, т. е. автомобилях-внедорожниках, используют, как известно, гидравлические амортизаторы с высоким усилием хода сжатия. Это делается для того, чтобы снизить вероятность "пробоя" подвески на дорогах с большими неровностями. Но "медаль", как всегда, имеет и обратную сторону: при часто повторяющихся невысоких неровностях "сильные" амортизаторы повышают вертикальные ускорения подрессоренных масс автомобиля и имеют склонность к перегреву. То есть, если оценивать автомобиль-внедорожник с точки зрения комфорта для водителя и пассажиров, назвать его пригодным для всех дорог явно нельзя.

Решить данную проблему можно, создав регулируемый амортизатор. Однако такие конструкции, как правило, дороги и малонадежны в эксплуатации. Поэтому была сделана попытка разработать нерегулируемый амортизатор, приспосабливающийся к различным дорожным условиям. В частности, реализуя сжимаемость рабочей жидкости, используемой в амортизато

рах. То есть способ, на первый взгляд, парадоксальный. Ведь при расчетах характеристик амортизаторов всегда принимается, что жидкости несжимаемы. Тем не менее это не совсем так. Например, если посмотреть на модуль Еж объемной упругости жидкостей, заливаемых в амортизаторы, то оказывается, что его величина хотя и очень велика, но вовсе не бесконечна. Например, для жидкости АЖ-12Т она составляет ~1670 МПа, или 16700 кгс/см2. Поэтому по аналогии с обобщенным законом Гука при уменьшении занятого жидкостью объема на величину А V приращение АР давления можно подсчитать по формуле А Р= Еж' A V/V.

Если в двухтрубном автомобильном гидроамортизаторе заглушить дроссельные отверстия и затем нажимать на шток, то перемещение X последнего до момента открытия предохранительного клапана может служить количественной оценкой сжатия жидкости. Расчетная формула следующая:

Х = Р С* V ./Е * 4 г -

В ней Рсж — усилие клапана сжатия; 5 ^ — площадь поперечного сечения штока.

Конструкторы автомобильных амортизаторов обычно считают, и не без оснований, что при работе амортизатора роль перемещения X настолько незначительна, что ею можно пренебречь. Действительно, практически для всех отечественных серийных амортизаторов она не превышает 10—12 мм. Даже у длинноходового амортизатора МАЗ, созданного специально для спортивного автомобиля КамАЗ, перемещение X составля-



ет 24 мм. То есть можно сказать, что сжатие жидкости в таких амортизаторах практически не влияет на их характеристики.

Очевидно, что увеличить перемещение X при заданном Рсж можно лишь за счет увеличения объема жидкости. И если к последней формуле подходить с позиций чистой математики, то наиболее выгодный путь решения задачи — это уменьшение величины S (она в квадрате). Однако в амортизаторах, предназначенных для эксплуатации в плохих дорожных условиях, диаметр штока, наоборот, приходится увеличивать. Иначе под действием высоких осевых нагрузок он может потерять продольную устойчивость. Так что остается один путь — диаметр рабочего цилиндра.

Данный путь — вполне реален. Например, если диаметр штока упоминавшегося выше специального амортизатора МАЗ изменить с 20 до 27 мм, что равноценно росту площади поперечного сечения штока с 3,14 до 5,72 см2, а диаметр цилиндра — с 50 до 100 мм, объем рабочей жидкости возрастет до ~2000 см3, а Х — с 24 до 70 мм, или в 2,9 раза.

Таким образом, исходная идея реализуема. Гидравлический амортизатор, приспосабливающийся к различным дорожным условиям, можно создать, не встраивая в него какие-либо дополнительные устройства.

Чтобы подтвердить сделанный вывод и определить расчетным путем рабочие характеристики такого амортизатора, была построена математическая модель изменения давлений в полостях амортизатора, описываемая двумя дифференциальными уравнениями:

^ V * - G 12-G ,3>

> ' ^ = Y 2 ( - ( s n - s im) - x + Ql2).

(Здесь Pv Р2 — соответственно давления в полостях сжатия и отбоя; Fj, V2 — объемы этих полостей;^ — скорость перемещения штока; Ql2, Ql3 — расходы из полости сжатия в полость отбоя и в компенсационную камеру, давление в которой близко к атмосферному.) Результаты выполненных по ним расчетов амортизатора, статическая характеристика которого приведена на рис. 1, показаны на рис. 2 и 3.

Так, на рис. 2 показаны рабочие диаграммы амортизатора как с учетом (кривая 7), так и без учета (кривая 2) сжатия жидкости при полном ходе штока, равном 10 см, и частоте 1,92 Гц. Из него видно: сжимаемость жидкости обеспечивает более плавное, чем по статической характеристике, увеличение усилия в начале хода сжатия.

Из рис. 3, на котором даны диаграммы амортизатора при различных амплитудах, но одинаковой максимальной скорости штока, равной 1,7 м/с, следует: при небольшой амплитуде и высокой частоте перемещения штока (кривая 4), характерной для движения автомобиля по высокочастотному дорожному профилю, усилие в конце хода сжатия не превышает 10 кН (1,1 тс), в то время как по статической характеристике оно

Рис. 1

Рис. 2

Рис. 3

почти вдвое больше. Для движения же по разбитым дорогам с большой высотой неровностей (кривые 1—3) характерны большие амплитуды перемещения колес. И сопротивление на штоке достигает максимума вбли-

< зи середины его хода. То есть в статическом положении, где требуется максимальное гашение колебаний подрессоренных масс автомобиля. Таким образом, релаксационный амортизатор лучше приспосабливается к различным дорожным условиям, чем обычный.

Данный благоприятный эффект был, по-видимому, замечен некоторыми зарубежными фирмами. Так, двухтрубный амортизатор типоразмера Т70 фирмы "Боге" при диаметре штока 28 мм и максимальном усилии на ходе сжатия со скоростью 0,524 м/с, равном 20 кН, или 2,2 тс (данное усилие можно условно принять за усилие срабатывания клапана хода сжатия), дает X = 31,5 мм при давлении 32,5 МПа (325 кгс/см2). Для амортизатора того же типоразмера фирмы "Фих-



тель и Закс", имеющего диаметр штока 22 мм и усилие сжатия при скорости 0,524 м/с, равное 0,8 кН (82 кгс), величина X составляет 33 мм.

К сказанному необходимо добавить еще одно. Из формулы для определения X следует, что упругий ход амортизатора обратно пропорционален модулю Есж объемной упругости рабочей жидкости. Но данный показатель зависит от природы жидкости. Например, при температуре 293 К (20 °С) и в диапазоне давлений до 20 МПа (200 кгс/см2) £сж = 1200-^2100 МПа (12 000-^21 000 кгс/см2). Меньшие его значения, а значит, большая сжимаемость присущи полиэтилсилико-

новым жидкостям и жидкостям типа ПЭС-5, большими значениями обладают специальные тормозные жидкости типа НГЖ-4; применяемые в амортизаторах жидкости (масла) минерального происхождения занимают промежуточное значение. Следовательно, за счет применения "сжимаемой" жидкости упругий ход штока амортизатора может быть увеличен примерно на -2 5 -3 0 %.

Итак, можно считать доказанным: упругий ход, получаемый за счет сжатия жидкости в амортизаторе, способствует его приспособляемости к различным дорожным условиям.

УДК 629.032.004.28

О с о б е н н о с т и д в и ж е н и я

КОЛЕСНЫХ МАШИН ПО НЕРОВНЫМ ГРУНТОВЫМ ПОВЕРХНОСТЯМД-р техн. наук Я.С. АГЕЙКИН, канд. техн. наук Н.С. ВОЛЬСКАЯ

МГИУ

Проблемы движения колесных машин по грунтовым и деформирующимся, но ровным, а также по неровным, но твердым дорогам к настоящему времени изучены достаточно глубоко. Однако реальные грунтовые поверхности, по которым приходится передвигаться колесным машинам, гораздо сложнее: они одновременно и деформируемые, и неровные. Поэтому процессы взаимодействия машины с ними осложняются, с одной стороны, взаимообусловленным ВЛИЯ-

Л/с. 1. Зависимость деформации мягкого грунта (глубины колеи) от вертикальной нагрузки на колесо и толщины мягкого слоя:

1 — толщина большая; 2 — толщина малая

нием ее колебаний на деформацию грунта (глубину колеи) и соответственно на все показатели взаимодействия колес с грунтом, а с другой — влиянием деформации грунта на показатели колебаний машины. Иначе говоря, глубина колеи определяется диапазоном колебаний нормальной нагрузки Р , действующей на колеса, и характеристикой деформируемости грунта (зависимостью деформации h последнего от нормальной нагрузки).

Типичные характеристики деформируемости мягких грунтов различной толщины приведены на рис. 1. Из него видно: в случае большой толщины мягкого грунта при приросте APz динамической нагрузки (кривая 1) прирост A h глубины колеи больше, чем при уменьшении этой нагрузки: глубина изменяется соответственно на 50 и 30 %. То есть из-за колебаний машины глубина колеи, затраты энергии на деформацию грунта, сопротивление движению и расход топлива увеличиваются. В случае тонкого слоя грунта (кривая 2) картина обратная: при действии дополнительной динамической составляющей нагрузки глубина колеи возрастает только на 10 %, а при уменьшении нагрузки на ту же величину — уменьшается на 30 %.

Амплитуда (размах) колебаний нормальной нагрузки на колеса определяется, очевидно, колебаниями машины на неровностях и демпфирующими свойствами грунта. Причем при рассмотрении колебаний колесных машин обычно используют упрощенные модели колебательных систем: для двух- и трехосных (рис. 2, а), у которых выполняется условие ab = R (а и b координаты центров передней и задней частей подрессоренных масс машины, R — радиус инерции относительно оси, проходящей через центр масс и перпендикулярной продольной оси), колебания передней и задней подрессоренных масс машины принимаются независимыми, а для многоосных (рис. 2,6) — схемы без не- подрессоренных масс (из-за их малости, по сравнению с подрессоренной массой). Деформации грунта представляются двумя составляющими — упругой и пластической.

Рассмотрим некоторые результаты исследований, проведенных с помощью разработанных авторами математических моделей.



Рис. 2. Колебательные модели двухосной (а) и четырехосной (б) машин

О 1.57 3,14 4,71 рад/ссо — *-

а)1,0

0,8 0,6

О Л 0,2

кг/м 3 . 1160

I 1120 ? 1080

1040 1000

1,57 3,14 4,71 рад/са —»-

6)

1,5 7 •3,14 4,71 рад/сы —*-

В)1,57 3,14 4,71 рад/си —

г)

Рис. 3. Зависимость глубины колеи (а), коэффициента сопротивлению (б), коэффициента буксования (в) и плотности грунта (г) от частоты вращения колеса (скорости движения) машины в течение одного колебания ее корпуса

Рис. 4. Зависимость вертикального ускорения двухосной машины от частоты вращения ее колес (скорости движения) и твердости грунта:

1 — грунт твердый; 2 — грунт мягкий

Так, на рис. 3 показаны характеристики изменения глубины И колеи, коэффициента/сопротивления движению, коэффициента 5б буксования колес и плотности р грунта в течение одного периода колебаний корпуса машины, построенные по следующим исходным данным: грунт — суглинистый, его плотность р — 1050 кг/м3, относительная влажность W — 80 %; глубина Я мягкого слоя — 0,7 м; давление Р в пятне контакта шины с опорной поверхностью — 0,08 МПа (0,8 кгс/см2); скорость v движения машины — 2,5 м/с (12,96 км/ч).

Рис. 4 демонстрирует различие ускорений вертикальных колебаний и, соответственно, дополнительных динамических нагрузок при движении по твердым и мягким поверхностям с одинаковыми неровностя

ми. Как видим, на мягком грунте динамические нагрузки значительно меньше.

Результаты, приведенные на рис. 3 и 4, получены применительно к схеме рис. 2, а с характеристиками, показанными выше, и спектральной плотностью микрорельефа Sq(Q) = 10- 4<2-2.

Расчет выполнен и для схемы рис. 2, б. В качестве исходных был взят грунт с Н = 0,3 м, р = 1000 кг/м3 и W = 80 % и спектральная плотность микрорельефа S(Q) = Ю- 4 * £Г2. Результаты этого расчета даны в таблице. Различие показателей по осям машины объясняется в основном двумя факторами: разными нормальными нагрузками на колеса в результате вертикальных и угловых колебаний корпуса машины; увеличением плотности и уменьшением толщины мягкого слоя грунта из-за прохода колес предыдущих осей.

На рис. 5 показано влияние скорости движения машины на глубину колеи и сопротивление качению для неровной и ровной грунтовых поверхностей. Из него следует: на неровной грунтовой поверхности это влияние действительно неоднозначно, поскольку определяется двумя противоречивыми факторами: при повышении скорости движения (скорости вращения колес без скольжения), во-первых, уменьшается время действия нагрузки от колес на грунт, а следовательно

8 10 12 14 16 18 20 22 м /сV — ►

а)0,13

0,12 0,11 0,10 -

0,090 2 4 6 8 10 12 14- 16 18 20 22 м /с

V — ►_______________________ ____________________

Рис. 5. Зависимость глубины колеи (а) и коэффициента сопротивления качению (б) от скорости движения машины и колебательного изменения вертикальной нагрузки:

1 — нагрузка максимальная; 2 — нагрузка средняя; 3 — нагрузка равна нулю (движение по ровной поверхности); 4 — нагрузка минимальная; 5 — неровная поверхность; 6 — ровная поверхность

Автомобильная промышленность, 2004, № 6 23Вологодская областная универсальная научная библиотека

www.booksite.ru

О) — ►

Рис. 6. Зависимость вертикального ускорения четырехосной машины от частоты вращения ее колес (скорости движения) и статического прогиба упругого элемента подвески:

1 — Луп = 5 см; 2 —Ауп = 10 см; 3 — Луп = 20 см

меньше глубина колеи и сопротивление качению; во-вторых, возрастают динамические нагрузки, что увеличивает глубину колеи и сопротивление качению. (В рассмотренном примере превалирует, начиная со скорости 5 м/с, второй фактор.)

Дополнительные динамические нагрузки и соответствующие глубина колеи и сопротивления качению существенно уменьшаются (см. рис. 6 и таблицу) за счет снижения жесткости подвесок.

Среднеквадратическийпоказатель

Значение показателя по осям машины

1 2 3 4

Деформация грунта, см 9,2 4,0 3,7 1,2Деформация шин, см 7,0 8,0 8,5 9,8

Ускорение вертикальных колебаний, м/с2

2,9 0,9 0,7 2,5

Прогиб упругого элемента подвески, см

3,5 1,0 1,2 3,0

Плотность грунта после прохода колес, кг/м3

1070 1170 1250 1300

Влияние схемы расстановки осей по базе на максимальные динамические нагрузки сравнительно невелико: минимальные среднеквадратические значения дополнительной динамической нагрузки для первой оси, полученные для схемы со сближенными средними осями, составляют 5864 Н (598 кгс), с равномерным расположением осей — 5904 (602) и со сближенными крайними осями — 6690 Н (682 кгс). То есть разница не превышает 14 %.

В статье, опубликованной ранее (см. "АП", 2004, № 1) авторы дали методику определения характеристик автоматизированной системы управления ГМП по критериям динамичности и экономичности автомобиля, которые можно использовать при разработке многопрограммных систем управления. Но многопрограммные системы — лишь переходный этап к системам адаптивным, частично или полностью интеллектуальным. В связи с этим возникает вопрос: как и какими параметрами ГМП нужно управлять, чтобы динамика и топливная экономичность АТС, т. е. эффективность выполнения транспортной работы, всегда, независимо от условий движения, были наилучшими? Другими словами, чтобы ГМП "адаптировала "АТСк этим условиям? Авторы, по просьбе редакции, отвечают на него.

УДК 621.226:629.114

Т р а н с п о р т н а я э ф ф е к т и в н о с т ь

АВТОМОБИЛЯ И ХАРАКТЕРИСТИКИу п р а в л е н и я Г М ПД-р техн. наук В.П. ТАРАСИК, О.В. ПУЗАНОВА

Белорусско-российский университет

Нормативные показатели, используемые при оценке динамичности и топливной экономичности АТС, хорошо известны. Так, ГОСТ 22576—90 предусматривает, что динамические качества (приемистость) АТС нужно оценивать по пяти параметрам: времени разгона на пути 400 м (/400) и 1000 м (*10оо)> времени tv разгона до заданной скорости и на высшей передаче (/вп), а также условной максимальной скорости иутах; параметры, по которым оценивается топливная экономичность, определяет ГОСТ 20306—90. Это три вида расхода топлива: контрольный (QSK), в ездовых циклах (С?5Ц) и на магистрально-холмистой дороге ((?JM).

Очевидно, что показатели /1000, tv и /вп характеризуют приемистость aBTOMoi6iuw, т. е. его способ

ность быстро разгоняться и обеспечивать высокую среднюю скорость движения. Но, к сожалению, на режимах движения, которые заведомо не соответствуют режимам в реальных условиях эксплуатации. Во-вто- рых, ни один из этих показателей не отражает все (время, скорость, путь) параметры процесса разгона одновременно. Например, показатели /400 и /1000 связывают время разгона с заданным путем, но ничего не говорят об изменении скорости; показатель tv устанавливает зависимость времени разгона от заданной конечной скорости, но не содержит информацию о пройденном при этом пути и т. д. То есть показатели /400, /1000 и tv представляют собой лишь частные критерии. Поэтому всякий раз нужно искать их оптимальное сочетание, что, естественно, усложняет задачу адаптивного управления. И даже — управления однопрограммного, что доказал в начале 1980-х годов JI.В. Крайнык. Поэтому он предложил обобщенный критерий Atp (см. формулу № 1 в табл. 1), который представляет собой превышение времени разгона в заданном (v0 < v < vK) интервале скорости движения по сравнению с минимально возможным временем. То есть с временем при движе



нии со скоростью vK. Следовательно, А/р представляет собой потери времени на разгон: чем оно меньше, тем лучше приемистость автомобиля в данный интервал изменения скорости.

Критерий Д/р — размерный, что не совсем удобно.Поэтому его лучше преобразовать в безразмерный d

(формула № 2). Он показывает, во сколько раз увеличивается время разгона в заданном интервале изменения скорости по сравнению с временем преодоления пройденного участка пути с постоянной конечной скоростью разгона vK.

Таким образом, критерии А/р и d связывают время разгона /р с обеими фазовыми координатами — скоростью и пройденным путем. Значит, любой из них можно использовать в качестве обобщенного критерия динамичности разгона автомобиля.

Однако, заметим, это отнюдь не означает, что критерии /400, /1000 и tv нужно исключить вообще: их целесообразно применять в целях, для которых они, собственно, и предназначены. Например, для сравнения динамических качеств АТС. Показатели / и при

oil у ГПДХ

создании и программных, и адаптивных систем управления не нужны, поскольку не зависят от характеристик управления ГМ П.

Показатели топливной экономичности QSK и Qsu тоже, как известно, определяют по стандартным методикам. Первый — при двух значениях скоростей на высшей ступени коробки передач, т. е. он не зависит

от характеристик управления ГМ П. Второй — в ездовом цикле автомобиля, где переключение передач КП и блокирование ГДТ определяются характеристиками алгоритма управления. Поэтому при их изменении Qsu тоже будет изменяться. Следовательно, данный показатель использовать для оптимизации характеристик управления ГМП можно и должно. Причем для оценки топливной экономичности автомобиля на режимах разгона — в форме, аналогичной показателям динамичности разгона (формулы № 3 и 4).

Значения всех рассмотренных стандартных и обобщенных показателей динамичности и топливной экономичности при проектировании системы автоматизированного управления ГМП определяются в процессе математического моделирования движения автомобиля. При этом расход Qp топлива за время разгона вычисляется по хорошо известной формуле № 5, расход QK — по формуле № 6, а входящие в них часовые расходы GT и — по уравнению регрессии (№ 7).

Как уже отмечалось, реальные условия эксплуатации АТС существенно отличаются от условий, при которых определяются стандартные показатели. Поэтому более реально оценивать параметры эффективности следует на типовых маршрутах. Что и делается. Причем оценка ведется с помощью интегральных показателей эффективности, в качестве которых используются средние скорость иср движения на маршруте и путевой расход топлива Qscp, а также удельный расход

Таблица 1

№ формулы Формула Примечание

1

23

4

А/ — /р tK - tp Sp/VK

d = 'PuA AQP = Q P- Q K

e=Q r /Q .

tp — время разгона АТС от начальной (и0) до конечной (ик) скорости; sp — путь разгона за время /р; — время проезда пути sp при v = ик = const

Qp — расход топлива за время /р при разгоне от vQ до vK; QK — расход топлива на пути sp при v = vK = const

50’ =

0GT — текущий часовой расход топлива; рт — плотность топлива

67

Qk= Gtk V 3 ’ 6 p Ty K

Ь>ло1Н) Д̂.ОТн)

GT' — часовой расход топлива при равномерном движении АТС со скоростью окGjр — часовой расход топлива при максимальной мощности двигателя; юдотн — относительная угловая скорость коленчатого вала; Ряатн — относительная мощность двигателя (уравнение регрессии 7 приведено в статье, см. АП, 2004, № I)

8 - е,ср/<10(ч > Qscp — средний путевой расход топлива; тт — масса груза

9 К = "vVOscp< --

10 < С С = £ Ср/<100л„> пп — число пассажиров

11

12

13

14

15

К Г = W j Q s c p

уогрФ =

уоФР = J ^ r yHBg/2hc

К = “ Цспр«А + м с)

ST = уоЛ + ° ’5ar t

Ag = 0Т7-Ю,8 — коэффициент безопасности; <р — коэффициент сцепления; g = 9,81 м/с2г — радиус кривизны опорной поверхности в плане; В — колея АТС; Лс — высота центра масс АТСJ\спр — приведенные к эквивалентному маховику моменты инерции поступательно движущихся масс АТС и его колес; а, — замедление АТС при торможении; гк — радиус качения колеса; Мс — суммарный момент сопротивления движению

— скорость АТС, соответствующая началу торможения; tT — время торможения


www.booksite.ru

О 200 400 600 800 1000 Сt ---- »►

Рис. 1. Зависимость скорости движения автобуса по типовому маршруту от особенностей его участков и Уопр

топлива (?уд и производительность Wyjl. В качестве расчетных для грузовых автомобилей применяются формулы № 8 и 9, для пассажирских — формулы № 10 и 11. Чтобы оценить, пригодны ли они и для адаптивных систем управления, их проверили на информативность применительно к городскому автобусу ЛиАЗ-5256 при его движении по типовому городскому маршруту. (Данный маршрут длиной 6,8 км имеет 14 остановок и состоит из 39 участков, каждый из которых со своими параметрами: продольный уклон А, коэффициенты сопротивления качению и сцепления, радиус кривизны в плане, административное ограничение скорости иадм и ограничение ито, обусловленное транспортным потоком, остановки в конце и время стоянки на остановке.

При определении скорости иогр на каждом участке маршрута учитывали не только скорости иадм и и^, но и допускаемые скорости по условиям предотвращения

бокового скольжения (иогрф) и опрокидывания (i>orpp), которые подсчитывали по формулам № 12 и 13. В качестве же иогр брали меньшую из четырех скоростей — °адм’ итп> иогрФ и иогрр- Причем если эта меньшая все- таки превышала иогр, ее снижали до допустимого значения. Тормозной момент, необходимый для остановки автобуса в нужном месте маршрута, и тормозной путь вычисляли по формулами № 14 и 15.

Управление ГМП и режимом работы двигателя моделировали в соответствии с заданным алгоритмом, содержащим информацию о пороговых значениях скоростей, при которых переключаются передачи, блокируется ГДТ и перемещается педаль акселератора.

На рис. 1 графически показано, как изменяются скорости v автобуса на маршруте и иогр. Из кривых видно: скорость v на отдельных участках маршрута приходилось снижать в связи с административными ограничениями, а на двух участках (при s = 4200 м и s = 6000 м) — до безопасного ее значения (22 км/ч) по условию предотвращения бокового опрокидывания (проезды перекрестков с углами поворота на 90°).

Зависимости между показателями эффективности и параметрами характеристик управления ГМП определяли на основе теории планирования эксперимента и регрессионного анализа. Использовали /^-оптимальный план второго порядка и проводили многофакторные вычислительные эксперименты. В качестве факторов варьирования принимали: х ] — скорость при переключении с первой на вторую передачу коробки передач, т. е. и(1 -> 2); Х2 — скорость при блокировании ГДТ на второй передаче, т. е. и(2 -» 2^ ); — скорость при переключении со второй на третью передачу, т. е. и(2 -> 3); х4 — скорость при переключении с третьей на четвер

тую передачу, т. е. и(3 -> 4). Но в связи с тем, что при переключениях на третью и четвертую передачи ГДТ сразу же блокируется, соответствующие скорости переключений можно обозначить как° ( 26л -> Збл) И ° ( 3бл -> 4 бл>-

Гистерезис характеристик прямых и обратных переключений передач варьировали в пределах 2—4 км/ч, но оказалось, что в таких пределах он практически не влияет на показатели эффективности автобуса. Поэтому его величину необходимо выбирать только из условия предотвращения так называемой цикличности переключения передач.

Верхний уровень факторов ху- принимали по характеристикам динамичной программы управления, нижний — по экономичной программе.

При проведении вычислительных экспериментов определяли показатели*400’ *1000» ^р> И иср» Qscp’ ^уд’ " VВ итоге получили регрессионные зависимости этих показателей от варьируемых факторов Xj в случае разгона автобуса по стандартной методике (рис. 2) и при его движении по типовому маршруту (рис. 3).

I 38,1

3 7,5 -1

__

«) б)

Рис. 2. Зависимость показателей эффективности разгона автобуса от параметров характеристик управления ГМП

26 Автомобильная промышленность, 2004, № 6Вологодская областная универсальная научная библиотека

www.booksite.ru

км/v

58

fcp37,5

J 7 - f

X1 Хц.

x ;

a )

л/(пасс- km) - 10• m~3

в)

Д /100 км

I 7*Qscp

72

70-1

XI6)

nacc- км/чf r / 100 km)

x ;

2)

Л ь

Puc. 3. Зависимость показателей эффективности движения автобуса по типовому маршруту от параметров характеристик управления ГМП

Из рисунков следует, что наибольшее влияние на показатели эффективности автобуса оказывают факторы х3, х4 и х2: увеличение этих факторов улучшает показатели динамичности разгона tv, Д/р (рис. 2, а, б, в) и увеличивает среднюю скорость иср движения автобуса на маршруте (рис. 3, а). Но при этом ухудшает его топливную экономичность: возрастают показатели Д Qp,0scp, (Зуд (рис. 2, г и 3, б, в), снижается также его удельная производительность Wya (рис. 3, г). Параметр же и(1 -> 2) характеристики переключения с первой на вторую передачу (фактор Xj) влияет на эти показатели слабо.

Численные оценки влияния факторов в принятых пределах их варьирования на показатели эффективности приведены в табл. 2. (Показатели ta и Д/р соответствуют разгону автобуса от момента трогания с места до скорости 60 км/ч.)Как из нее видно, при разгоне автобуса наибольшая чувствительность к варьированию параметров управления ГМП оказывается у показателей t0 и Дtp, а при движении по типовому маршруту — уQjcp И Суд

Максимальное значение среднейскорости движения автобуса по типовому маршруту, согласно графикам рис. 3, а, достигается при следующих значениях нормированных факторов х, = 1; х2 = 0,8; х3 = 1; х4 = 0,6. Что соответствует таким их натуральным значениям: »(1 -► 2) = 17,0; и(2 -► 2^) = 25,2; и(2бл -► 3*) = 39,0; и(Збл -> 4^) = 51,2 км/ч. При этом v = 38,522 км/ч; Qscp = 76,282 л /100 км; Q = 0,00652 лДпасс. • км); fVyд = 59,084 (пасс. • км/ч)дл/100 км); время движения на передачах (с первой по четвертую) — соответственно 79,1; 142,8; 238,8; 96,0 с; суммарное число переключений передач — 46.

Наилучшая топливная экономичность получена прих, = 1;х2 = х3 = х4 = —1. Здесь: vcp = 36,059 км/ч; Q = 67,984 л/100 км; Q = 0,00581 лДпасс. • км);

= 62,056 (пасс. • км/ч)/(л/100 км).Таким образом, получается, что экономичная про

грамма управления не только снижает расход топлива, но и повышает удельную производительность автобуса. Время движения на передачах соответственно 49,6; 96,6; 195,7; 258,5 с; суммарное число переключений передач — 55. То есть при ней увеличивается число переключений, но зато существенно возрастает время движения на высшей передаче, а на первой и второй передачах, наоборот, снижается. Кроме того, время движения при работающем ГДТ снижается в 2 раза и составляет всего 54,6 с.

Для оценки взаимной зависимости между показателями эффективности провели их корреляционный анализ (табл. 3).

Из таблицы следует: между однородными показателями, входящими в соответствующую группу (дина

мическую или экономическую), корреляция очень сильная. При этом вид испытаний, при котором определяются показатели, для оценки эффективности алгоритма управления ГМП городского автобуса существенного значения не имеет. Это можно объяснить особенностями режима движения городского автобуса. Он представляет собой чередующиеся циклы разгонов, замедлений, торможений и установившегося движения, причем время установившегося движения в суммарном времени движения на маршруте составляет сравнительно небольшую величину.

Корреляционный анализ показал также, что при решении задачи оптимизации параметров алгоритма управления ГМП в качестве критериев достаточно использовать по одному показателю динамичности и топливной экономичности. Причем показатель Дtp по

Таблица 2

Показа Факторы и их влияние на показате-тель эф ли % Суммарноефектив влияние, %

ности *1 *2 *3 *4

*400 0,43 2,38 3,90 3,90 10,61/1000 0,22 1,43 2,65 4,36 8,66

0,28 3,03 7,11 19,38 29,80А'р 1,09 6,58 11,68 15,64 34,99д 6 Р 0,48 3,38 2,90 7,96 14,92%ОсрQya^УД

0,36 1,93 2,96 2,00 7,250,31 2,23 3,33 7,00 12,870,32 2,25 3,24 6,99 12,800,68 0,62 0,46 4,98 6,74


www.booksite.ru

Таблица 3

*400 *1000 '*> % v cp Qscp Qya

*400 1 0,96 0,88 0,99 -0,91 -0,97 -0,93 -0,93 0,65*1000 — I 0,97 0,99 -0,97 -0,88 -0,99 -0,99 0,82

— — 1 0,94 -0,98 -0,76 -0,98 -0,98 0,92А/р — — — 1 -0,95 -0,93 -0,97 -0,97 0,76д4 — — — — 1 0,80 0,99 0,99 -0,90

Qscp

— ■ — — — — 1 0,84 0,84 -0,48— — — — v — — 1 1,00 -0,88

Q

"уд— — — — * — — — 1 -0,88

--- --- --- -- --- 1

информативности не имеет существенных преимуществ по сравнению с показателями t ^ , /1000 и tv.

В заключение отметим еще одну важную особенность полученных результатов. Как видно из рис. 2 и 3, при изменении факторов в принятых интервалах большинство показателей эффективности не достигают экстремальных значений. Это означает, что имеются резервы улучшения последних. Использовать в какой- то мере данные резервы можно в многопрограммной

системе управления, однако полностью — лишь в адаптивной, с элементами искусственного интеллекта. Дело в том, что в адаптивной системе нет жесткой программы управления. В ней каждый сигнал управления формируется на основе анализа большого комплекса факторов, характеризующих режимы работы двигателя, механизмов трансмиссии, воздействия водителя на органы управления и воздействий внешней среды.

АВТОТЕХОБСЛУЖИВАНИЕ

УДК 69.002.05

Устройство контроля КПД

ГИДРОТРАНСФОРМАТОРА ГМП

Канд. техн. наук В.В. ГЕРАЩЕНКО

Могилевский ГТУ

Автомобиль с ГМП, как известно, расходует топливо несколько больше, чем с механической коробкой передач. Устранить этот недостаток полностью невозможно, но ослабить его в какой-то мере — задача решаемая. Что доказывает, например, разработанный в Могилевском ГТУ сигнализатор коэффициента полезного действия гидротрансформатора автогрейдера (пат. № 7788 и 3101, РБ).

Из теории и практики следует, что КПД гидротрансформатора имеет максимум при вполне определенном передаточном отношении. При уменьшении данного отношения КПД уменьшается — сначала медленно, затем резко. Значит, таким же образом уменьшается отношение мощности на турбине к мощности на выходе двигателя. Следовательно, ухудшается топливная экономичность автомобиля.

Чтобы исключить режимы работы АТС с малыми передаточными отношениями гидротрансформатора, водитель должен иметь информацию о том, что передаточное отношение достигло предельно допустимого с точки зрения топливной экономичности автомобиля

значения (например, 0,4). Получив такую информацию, он сразу же перейдет на новый, более экономичный режим. Именно такую информацию и обеспечивает рассматриваемое устройство.

Данное устройство измеряет частоты вращения насосного колеса и турбины гидротрансформатора, представляя их в виде сумм средних значений и среднеквадратических отклонений. И в момент времени, когда передаточное отношение гидротрансформатора становится равным заданному минимальному значению, выдает сигнал водителю.

Схема устройства приведена на рисунке. Входящие в него датчики 1 и 27 частоты вращения (соответственно насосного колеса и турбины гидротрансформатора), включают: металлические диски 5 и 24 с прорезями и выступами, которые установлены соответственно на валу 4 насосного колеса и валу 19 турбины гидротрансформатора; импульсные преобразователи 3 и 12, дифференцирующие цепи 2 и 33, собранные на резисторах 6, 7, 31 и 34 и конденсаторах 13 и 30; диоды 14 и 35; сглаживающие цепи 16 и 42, состоящие из резисторов 15 и 40, конденсаторов 8 и 41; резисторы 9 и 45 нагрузки. Кроме того, для формирования средних значений частот вращения насосного и турбинного колес гидротрансформатора устройство имеет фильтры 20 и 60 определения их средних значений, состоящие из резисторов 21, 28, 51 и 55 конденсаторов 22, 29, 52 и 56. Среднеквадратические отклонения частот вра-



щения колес гидротрансформатора формируют блоки определения среднеквадратических отклонений частот вращения колес 32 и 48, состоящие из резисторов 77, 18, 25, 47, 54 и 57, конденсаторов 17, 26, 46 и 58, диодов 23 и 53; информационные сигналы о частотах вращения колес гидротрансформатора — сумматоры 37 и 63, состоящие из резисторов 36, 38, 39, 43, 62, 64, 65 и 68 и операционных усилителей 44 и 69. К выходу сумматора 37 подключен делитель, выполненный на двух (49 и 50) последовательно соединенных резисторах с коэффициентом деления по напряжениям, равным заданному минимальному передаточному отношению гидротрансформатора. Момент времени, когда передаточное отношение гидротрансформатора становится равным заданному, определяет элемент сравнения, выполненный на компараторе 59, выход которого че

рез повторитель 61 напряжения и диод 66 подключен к электрической лампе 67.

При эксплуатации автомобиля насосное и турбинное колеса гидротрансформатора вращаются с частотами, изменяющимися по случайному закону. На выходах датчиков 7 и 27 формируются переменные напряжения, которые, пройдя фильтры 20 и 60, выходят из них в виде постоянных напряжений, соответствующих средним значениям частот вращения колес гидротрансформатора. В это же время на выходе блоков 32 и 48 появляются постоянные напряжения, соответствующие среднеквадратическим отклонениям частот вращения. Те и другие попадают в сумматор, и на его выходе появляются суммарные напряжения. Одновременно на выходе делителя формируется сигнал, эквивалентный заданному минимальному значению передаточного отношения гидротрансформатора. Если передаточное отношение гидротрансформатора превышает минимальное заданное, напряжение на выходе сумматора 63, подаваемое на неинвертирующий вход компаратора 59, превышает напряжение, подаваемое на инвертирующий вход компаратора от делителя. Поэтому на выходе компаратора (следовательно, и на выходе повторителя напряжения 61) напряжение положительное. Лампа 67 не горит. Если нагрузочный режим гидротрансформатора таков, что напряжение на выходе сумматора, подаваемое на неинвертирующий вход компаратора, становится равным напряжению с выхода делителя, подаваемому на инвертирующий вход компаратора, напряжение на выходе компаратора и повторителя напряжения становится отрицательным, лампа загорается, сигнализируя о том, что коэффициент полезного действия гидротрансформатора принял минимальное значение.

УДК 629.621.43.018.002.56

Бестормозная ОБКАТКА ДВИГА'

Канд. техн. наук Ю.В. РОДИОНОВ

Пензенский ГУАС

К сожалению, параметры прибора ИМД-ЦМ, а также отличия системы питания двигателей с искровым зажиганием от системы питания дизелей не позволяют его использовать при бестормозной обкатке (см. "АП", 2004, № 5) и испытаниях таких двигателей. Поэтому для них пришлось создавать специальную систему, в которой с целью контроля нагрузочного и крутящего динамических моментов использован способ измерения времени изменения угловой скорости коленчатого вала в заданном интервале ее значений.

В состав данной системы, функциональная схема которой приведена

С ИСКРОВЫМ ЗАЖИГАНИЕМ

на рисунке, входит аналоговый канал измерения угловой скорости коленчатого вала, заимствованный от серийного прибора ИМД-ЦМ и включающий датчик частоты вращения (ДЧВ); фильтр низких частот ( ФНЧ); четыре компаратора (К1—К4), определяющие полный интервал изменения угловых ускорений коленчатого вала (Аоои = со2и — <о1и) на каждой ступени и их измерительный интервал (Дсо = а>2 — a>j); стрелочный указатель частоты вращения (УЧВ); переключатель ступеней обкатки (ПСО) с органами настройки скоростных режимов; логические блоки (ЛБ1 и Л Б2); электронный секундомер (ЭС ); кварцевый генератор (КГ); электромагнитный исполнительный механизм (ИМ), предназначенный для управления топливо- подачей путем воздействия на дроссельную заслонку карбюратора;



Ступеньобкатки

Интервал частоты вращения п, мин-1

Крутящий момент М, Н • м

Ускорение разгона е, с-2

Время разгона tp, с

1 1500-1700 42,4 29,3 0,7382 1700-1900 84,4 56,3 0,3713 1900-2100 126,6 84,3 0,2504 2100-2300 175,9 117,2 0,178

преобразователь напряжения {ПН), блок питания (БП ).

Величину нагрузки ступеней обкатки задают временем разгона (/ри) в заданном фиксированном интервале Дози. Сужение интервала Дсои позволяет определить мгновенное значение нагрузочного динамического момента в интересующей точке разгона.

Система работает следующим образом.

Датчик частоты вращения (ДЧВ), установленный напротив зубчатого венца маховика, выдает импульсный сигнал, частота которого пропорциональна угловой скорости коленчатого вала. Данный сигнал после формирования подается на фильтр низких частот, где из него выделяется пропорциональная этой скорости постоянная составляющая, поступающая на первые входы компараторов К1—К4. На вторые их входы поступают напряжения уставок с блока ПСО, определяющие необходимые скоростные интервалы.

Перед началом обкатки дроссельную заслонку с помощью регулятора ИМ устанавливают в положение, при котором угловая скорость коленчатого вала несколько больше со2и, и включают питание блока управления. При этом включаются компараторы К1 и К2, ЛБ1 обесточивает ИМ, а возвратная пружина перемещает дроссельную заслонку в положение "подача топлива выключена". Начинается такт выбега.

При достижении о < со2и компаратор К2 выключается. Однако состояние схемы не изменяется, и процесс выбега продолжается.

При со < со1и компаратор К1 отключается, включается ИМ, который перемещает дроссельную заслонку в положение "подача топлива включена". Начинается такт разгона.

При со > й>1и включается компаратор КЗ, логический блок ЛБ2 начинает пропускать на секундомер ЭС с выхода кварцевого генератора (КГ) импульсы с частотой 100 Гц. Последний начинает отсчет времени разгона.

При со > со2и прохождение импульсов прекращается, и на табло индицируется время разгона.

При со > со2и начинается такт выбега.

Индикация времени разгона продолжается до начала следующего такта разгона, при этом на секундомер ЭС поступает импульс сброса, и его показания обнуляются.

Для питания компараторов и измерителя частоты вращения используется двухполярное напряжение ±9 В, вырабатываемое преобразователем напряжения {ПН), выполненным по схеме прибора ИМД-ЦМ.

Для измерения момента механических потерь двигателя переключатель SA1 переводят в соответствующее положение. При этом логический блок ЛБ обеспечивает измерение времени выбега в интервале й>2и—0)1и-

По окончании обкатки определяют мощность двигателя при ограниченном повороте дроссельной заслонки (с 70—80 % NeH), а также часовой и удельный расходы топлива.

В качестве примера нагрузочноскоростные режимы горячей обкатки двигателя 3M3-53, рассчитанные по разработанной методике, приведены в таблице.

ТЕХНОЛОГИЯ,ОБОРУДОВАНИЕ, МАТЕРИАЛЫ

УДК 691.9.048.4

О ксидные керамические покры тия -

ЭФФЕКТИВНАЯ ТЕПЛОВАЯ ЗАЩИТА

РАБОЧИХ ПОВЕРХНОСТЕЙ ДЕТАЛЕЙ ЦПГ

Канд. техн. наук Н.М. ЧИГРИНОВА, В.В. ЧИГРИНОВ, В.Е. ЧИГРИНОВ

Институт порошковой металлургии, БИТУ

Проблема защиты деталей цилиндропоршневой группы, как известно, становится особенно острой, когда речь идет о форсировании и вообще о форсированных режимах работы ДВС. В этих условиях в камеру сгорания поступают значительно большие количества топлива и окислителя, что приводит, естественно, к росту удельной плотности тепловых потоков. Прежде всего — через рабочую ("огневую") поверхность

поршня. Поэтому конструкторы-двигателисты изыскивают способы тепловой защиты поршней. В частности, применяют вставки из материалов с малой теплопроводностью, охлаждающие контуры, формируют различными способами стойкие к тепловым воздействиям керамические слои и т. п. Причем наиболее эффективными покрытиями считаются оксидные барьерные слои, обладающие высокой теплостойкостью.

Однако надо сказать, что керамические покрытия — дело технологически довольно сложное. На границе формируемых защитных керамических покрытий и поверхности оксидируемых деталей при работе ДВС возникают большие внутренние напряжения, поскольку коэффициенты линейного и объемного расширений покрытия и подложки существенно отличаются. Так, у алюминия коэффициент линейного расширения



равен 22,9* 106 град-1, у оксида алюминия а = А120 3, составляющего основу керамического покрытия, — 8 - 106 град-1, у кремния, содержащегося в литейных сплавах алюминия, из которых изготовлены детали ЦПГ, — 3,6 • 106 град-1, а у двуоксида кремния, присутствующего в электролите, — 43,3* 106 град-1. То есть "разброс" в коэффициентах достигает более 10 раз. Отсюда вывод: применение однофазных оксидных пленок в качестве теплозащитных материалов бессмысленно, так как стыки поверхностей будут немедленно разрушаться. Значит, нужны многокомпонентные и многофазные керамические покрытия, имеющие коэффициенты термического расширения, одинаковые или близкие аналогичному коэффициенту подложки, т. е. материала поршня.

И здесь наиболее перспективным представляется метод АМДО (анодного микродугового оксидирования). Правда, в классическом его варианте он оправдывает себя лишь в случае деформируемых, а не литейных, из которых изготовляют поршни ДВС, сплавов. Дело в том, что кремний, имеющийся в различных количествах в отливках, препятствует взаимодействию алюминия с кислородом и предотвращает образование оксидной пленки. Более того, выходя на рабочую поверхность пленки, он создает очаги питгинга.

Но это, повторяем, при традиционных вариантах АМДО. Если же найти вариант, при котором скорость вытравливания кремния на обрабатываемой поверхности окажется ниже скорости формирования керамического слоя, то проблема разрешается.

Таковы очевидные теоретические соображения. И они подтверждены экспериментально. В частности, если судить по научным публикациям, то можно считать доказанным: самый важный фактор, оказывающий определяющее влияние на качество оксидокерамических слоев, — состояние структуры отливки. Если подложка изготовлена из модифицированных литейных сплавов, структурная наследственность которых состоит из мелкодисперсной эвтектики Al-Si и равномерно распределенных по объему отливки мелкодисперсных включений свободного кремния, то получить покрытие, обладающее требуемым набором свойств, вполне возможно. И наоборот, в случае некачественной модификации литейного сплава, особенно заэвтектического с большим содержанием кремния, хорошее покрытие методом АМДО создать проблематично. Кроме того, на процесс формирования покрытия на поверхности алюминиевых сплавов существенное влияние оказывает состав электролита: именно он обусловливает фазовый состав и толщину оксидной пленки, ее структурные особенности. Так, для формирования сплошных оксидных пленок на поверхности вентильных металлов, в том числе алюминиевых сплавов, лучше всего применять щелочные электролиты, содержащие растворимые компоненты (алюминаты и гексаметафосфат натрия, жидкое стекло, гидроокись калия и пр.). Причем их частицы должны быть в коллоидной степени дисперсности.

Таким образом, сформированное методом АМДО в сложнокомпонентном щелочном электролите покрытие можно рассматривать как композиционный мате

риал из корундоподобной керамики и шпинельных соединений оксидов различных металлов. (Например, основу (до 60 %) покрытия на алюминиевом сплаве составляют его твердофазные растворы, главным образом оксиды а-А120 3 и у-А12Оэ).

Теперь о некоторых особенностях процесса АМДО алюминиевых литейных сплавов.

Установлено, что начальные условия роста и кинетика формирования покрытия, его плотность и шероховатость зависят от электрофизических параметров метода (начальная и конечная плотности анодного тока и рабочие напряжения) и его режимов (гальвано- или по- тенциостатический). Причем здесь каких-либо особых условий нет. Например, главным параметром АМДО остается площадь одновременно обрабатываемой поверхности: ею, в частности, определяются режимы и параметры процесса АМДО; в случае сложной конфигурации изделий приходится создавать специализированную оснастку с принудительной подачей электролита и т. п. Но при подготовке деталей к обработке методом АМДО отпадает необходимость в таких операциях, как травление, обезжиривание, осветление и пр.

То, что сказано выше, для специалистов не секрет. По крайней мере, с точки зрения теории. На практике же всегда возникают проблемы, которые, на первый взгляд, "не стыкуются" с теорией. И рассматриваемая тема — не исключение. Поэтому авторы данной статьи провели натурные испытания поршня и головки цилиндра двухтактного мотоциклетного двигателя, изготовленных из литейного алюминиевого сплава Ал9.

Для этого на данные детали ЦПГ с помощью серийной установки МДО-2 УВИЕ 440.329.005, которая представляет собой трехфазный источник питания, формирующий импульсы выпрямленного напряжения частотой 150 Гц и амплитудой до 450 В, в электролите состава КОН + Na2Si03 + S i02wH20 с добавками фосфорсодержащих ингредиентов в двух режимах, гальва- ностатическом и потенциостатическом, был сформирован термоизолирующий слой. Продолжительность и электрофизические параметры процесса выбирались с учетом необходимости формирования теплозащитного покрытия толщиной не менее 60 мкм. При этом во внимание принимались установленные ранее особенности процесса. Так, для начала АМДО деформируемых сплавов в гальваностатическом режиме рабочее напряжение при первоначальной плотности тока 4 А/дм2 должно составлять 200—220 В, а для литейных — процесс искрения начинается при напряжениях 250—270 В.

Это подтверждают результаты изменения (рис. 1) электрофизических параметров АМДО при формировании теплозащитного покрытия на днище поршня и кинетика (рис. 2) нарастания толщины указанного покрытия в исследуемом диапазоне параметров.

Действительно, из рисунков видно, что при формировании покрытий в гальваностатическом режиме, независимо от величины первоначальной плотности тока (а значит, и типа алюминиевого сплава), напряжение Up с течением времени растет по экспоненциальной зависимости. При этом оно существенно зависит от величины начальной плотности тока. Например, при наиболее характерной для протекания АМДО


www.booksite.ru

г —»►Рис. 1. Зависимость рабочего напряжения гальваностатическо- го режима формирования АМДО-слоя на литейном сплаве от продолжительности процесса и плотности тока:

1 — j = 4 А/дм2; 2 — j = 12 А/дм2; 3 — j = 20 А/дм2; 4 — j = 25 А/дм2

МКМ

V — *-

Рис. 2. Зависимость толщины АМДО-слоя при гальваностатиче- ском режиме от продолжительности процесса и плотности тока:

1 — j = 4 А/дм2; 2 — j = 12 А/дм2; 3 — j = 20 А/дм2; 4 — 25 А/дм2

Рис. 3. Топография поверхности АМДО-слоя при оптимальных параметрах гальваностатического режима

деформированных сплавов плотности тока, равной4 А/дм2, рабочее напряжение при обработке литейного сплава не поднимается выше 160 В (кривая 7 на рис. 1). Это означает, что при такой плотности тока процесс АМДО для литейных сплавов невозможен.

Если плотность анодного тока увеличивать до 12 А/дм2 (кстати, это вообще целесообразный максимум при АМДО деформируемых сплавов), то для литейных сплавов, используемых при изготовления

поршней, кривая 2 нарастания напряжения протекает более полого, что свидетельствует о стабилизации процесса обработки. Однако профиль этой кривой, выходящей на насыщение при 250 В, говорит о том, что увеличение длительности обработки не имеет смысла. Во-первых, оно энергозатратно; во-вторых, сформировать покрытие требуемой толщины за экономически целесообразный промежуток времени едва ли удастся. В итоге было принято: наиболее эффективный вариант обработки литейных сплавов — при плотности анодного тока, равной 20 А/дм2 (кривая 3). Это, конечно, приводит к некоторому росту напряжения, но после 25—30 мин обработки начинается устойчивый процесс АМДО. Если же плотность тока увеличивать еще больше (например, до 25 А/дм2), процесс искрения начинается уже через 15—20 мин после начала обработки. Но поскольку кривая 4 нарастания напряжения имеет устойчивую тенденцию к дальнейшему росту, микродуги могут сорваться в дуги, прожигающие обрабатываемую поверхность. Поэтому для каждого конкретного алюминиевого сплава (с учетом химической активности электролита, естественно) режимы оксидирования нужно подбирать экспериментально. В целом же можно сделать вывод: оптимальная начальная плотность тока, при которой на днище поршня в гальваностатическом режиме образуется слой оксидной керамики толщиной 60 мкм, ~20 А/дм2. При этом выход на режим искрения составит -15—25 мин (см. рис. 2), микроструктура сформированного покрытия — типичная для оксидных пленок (рис. 3). Топография полученного оксидного слоя характеризуется высокой однородностью его поверхности (разветвленная ячеистая структура, не содержащая открытой пористости, посторонних включений и видимых структурных несовершенств).

В принципе, возможен и другой режим АМДО — потенциостатический. Однако в данном режиме при напряжении ниже 250 В получить работоспособное покрытие на поверхности литейных сплавов вообще невозможно, а при 360 В и выше микроразряды, минуя стадию АМДО, срываются в дугу, что тоже исключает образование сплошного плотного покрытия. Да и связь между плотностью анодных токов и рабочими напряжениями в потенциостатическом режиме отличается от аналогичной связи в гальваностатическом режиме (рис. 4). Так, из рисунка видно, что в зависимости от времени при рабочих напряжениях 270 В и выше плотность анодного тока заметно возрастает, а при напряжении 250 В, наоборот, процесс (кривые 2—5) протекает достаточно равномерно, стабильно, максимальная плотность тока не превышает 12 А/дм2 (кривая 7). (Такой режим целесообразно применять, когда требуется сформировать тонкое, до 10 мкм, покрытие, обладающее стабильными свойствами и более однородной микроструктурой.) Резкий подъем токовых характеристик уже после 5 мин оксидирования, наблюдаемый на кривых 3, 4 и 5, свидетельствует о значительной интенсификации процесса АМДО, а следовательно, об активном росте покрытия. При таких режимах формирующаяся керамика получается не очень однородной по микроструктуре и более шероховатой, чем в случае


www.booksite.ru

А /дм 2 м км

О 5 10 20 JO 40 50 мин

Рис. 4. Зависимость плотности тока потенциометрического режима АМДО от продолжительности процесса и рабочего напряжения:

1 - Up = 250 В; 2 - Up = 270 В; 3 - Up = 300 В; 4 - U = 330 В; 5 - U = 380 В р ’ р

г / ( к Вт -ч )

п

Рис. 6. Зависимость удельного расхода топлива от частоты вращения коленчатого вала и комплектации двигателя:

1 — серийный вариант; 2 — поршень с АМДО-слоем, головка серийная; 3 — поршень и головка с АМДО-слоем

гальваностатического режима. Кроме того, резкий рост плотности анодного тока, как правило, сопровождается нагревом электролита (за 15—20 мин он может закипеть), что тоже отрицательно влияет на качество получаемых покрытий.

Наконец, при значениях рабочего напряжения, превышающих 300 В, с возрастанием продолжительности процесса происходит срыв разряда в дугу, и на обрабатываемой поверхности могут появляться прожоги и очаги последующего питтинга.

Все сказанное в отношении потенциостатического режима АМДО литейных алюминиевых сплавов иллюстрирует рис. 5, на котором приведены кривые нарастания толщины формируемых оксидокерамических слоев при изменяющихся параметрах процесса. Самые обнадеживающие результаты по скорости нарастания АМДО-слоя и его качеству получены в диапазоне рабочих напряжений 270 < Up < 300 В и плотности анодного тока 20—25 А/дм2 (кривые 3 и 4). Эти покрытия имеют толщину более 50 мкм и равномерную светло-серую окраску, отличаются высокой адгезией к основе, их пористость менее 3 %, а средняя микротвердость достигает 15,2 ГПа. Процесс АМДО на более жестких режимах (U > 330 В, j > 25 А/дм2) дает быстрое увеличение толщины покрытия, но после 30 мин ее рост прекращается и покрытие даже начинает растворяться.

t —Рис. 5. Зависимость толщины АМДО-слоя при потенциометрическом режиме от продолжительности процесса и рабочего напряжения:

1 — Up = 250 В; 2 - Up = 270 В; 3 - Up = 300 В; 4 — U = 330 В; 5 - U = 380 В р ’ р

Н- М

Рис. 7. Зависимость крутящего момента от частоты вращения коленчатого вала и комплектации двигателя:

1 — серийный вариант; 2 — поршень с АМДО-слоем, головка серийная; 3 — поршень и головка с АМДО-слоем

Эксперименты позволили определить оптимальные режимы формирования теплозащитных слоев на критических поверхностях ЦПГ — днище поршня и головке цилиндра. Эти слои и были нанесены на данные детали двухтактного "подопытного" ДВС с воздушным охлаждением с целью уменьшения вероятности заклинивания поршня в головке во время работы на повышенных частотах вращения коленчатого вала, т. е. при высоких температурах и недостатке смазки. Предполагалось также, что теплозащитные покрытия должны улучшить и мощностные характеристики двигателя.

Стендовые сравнительные испытания трех вариан-< тов двигателя (серийные поршень и головка, поршень

с покрытием, головка серийная, поршень и головка — с покрытием) показали следующее.

Теплозащитные покрытия, сформированные методом АМДО, увеличивают теплостойкость рабочих поверхностей деталей ЦПГ и способствуют улучшению основных характеристик двигателя. Так, за счет уменьшения теплоотвода через обработанные поршень и головку цилиндра в окружающую среду возрастает температура в камере сгорания. Благодаря этому в среднем на 6 % увеличивается максимальная мощность двигателя, а удельный расход топлива снижается на 3,2 % (рис. 6). Зафиксировано улучшение приспособляемости двигателя к изменению нагрузки (рис. 7).



На правах рекламы

PRIMA INDUSTRIE: ЛАЗЕРНЫЕ КОМПЛЕКСЫ для свар ки и р аскр оя

Итальянская фирма "PRIMA INDUSTRIE S.p.A." возникла в 1977 г. и первоначально действовала в области инжиниринга и программного обеспечения. Первое применение лазера в сочетании с роботизированной головкой для пятикоординатной обработки больших объемных деталей относится к 1979 г. В начале 1980-х была разработана и внедрена в производство первая в мире пятикоординатная лазерная установка "OPTIMO", и фирма "PRIMA INDUSTRIE” становится мировым лидером в этом специфическом сегменте. Следующими шагами в развитии данного направления лазерной обработки стали выпуск в начале 1990-х комплексов модели "RAPIDO", приобретение во второй половине 1990-х американской фирмы "LA-

увидели свет: обновленная мод. "OPTIMO"; созданная на базе "PLATINO" установка "MAXIMO" с возможностью обработки листовых заготовок до 48 м; лазерная установка "MOSAICO" со специальным

OPTIMO

столом и двумя лазерными головками, обеспечивающая автоматическую сварку по заданному программой профилю и раскрой стали различной толщины. В настоящее время совокупный годовой объем выпуска фирмы "PRIMA INDUSTRIE" составляет около 350 единиц.

"PRIMA INDUSTRIE S.p.A." во всех своих технологических лазерных обрабатывающих комплексах использует газовые С 0 2 лазеры компаний PRC, "Rofin Sinar" и твердотельные лазеры дочерних компаний "Prima Convergent" и "Prima Laserdyne" ("Lumonics").

Предлагаемые лазерные комплексы привлекают гибкостью систем управле-

RAPIDO DOMINO MAXIMO

SERDYNE", также работающей в этой области, и запуск в серию в 1999 г. новейшего комплекса мод. "DOMINO". В 1995 г., в связи с приобретением швейцарской фирмы "LASERWORK", фирма "PRIMA INDUSTRIE" вышла на рынок двухмерной лазерной резки и в 1996 г. представила свою новую разработку в этом сегменте — модель "PLATINO", обладающую максимальной (диагональной) скоростью позиционирования 140 м/мин при точности позиционирования 0,03 мм по всей длине обработки. Также, в конце 1990-х годов

PLATINO

MOSAICO

ния лазерной обработки и программирования. Монолитная конструкция установки, объединяющая лазер и оптический тракт в единое целое, а также программное обеспечение компенсации колебаний осевых направляющих обеспечивают высокую точность позиционирования при раскрое. Применяемые фирмой энергосберегающие решения и возможность использования промышленных азота и углекислого газа существенно уменьшают себестоимость раскроя.

М о д е л ь н ы й ряд С 0 2 л а з е р н ы х к о м п л е к с о в

Параметр OPTIMO2535

OPTIMO2545 RAPIDO DOMINO

1530PLATINO

1530PI ATI NO

2040 MAXIMO

Перемещение, мм, по осям:3000X 3500 4500 3200 3000 3000 4000

Y(Yl/Y2) 2500 2500 1525 1500 1500 2000 1250/6000...48000Z 920 920 600 370 150 150 150

Поворот, град, вокруг осей:360° 360°А 360° 360“ — — —

В ±120° ±120° ±120° ±135° — — —


www.booksite.ru

УДК 629.625.8:389.003.12

М етрологическая оценка методики

ОПРЕДЕЛЕНИЯ КАТЕГОРИИ ДОРОГ,

ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ПРИ ИСПЫТАНИЯХ АТС

Канд. техн. наук B.C. УСТИМЕНКО, Н.А. ТИТОВ, Е.В. БАРАНОВА

21 НИИИ МО РФ, 00 "МОО ААИ"

Испытания и доводка (по их результатам) — важнейшие этапы создания любой продукции, в том числе автомобильной техники. Проводятся они по соответствующим методикам, которые в обязательном порядке проходят метрологическую аттестацию. В ходе этой аттестации ведется анализ определяемых по данной методике параметров, экспериментально и расчетами устанавливаются возможные погрешности измерений. Другими словами, результаты, получаемые при использовании каждой конкретной методики, подвергаются метрологической оценке.

Против такого подхода никто из исследователей не возражает. Расходятся они в другом: кое-кто сводит метрологическую оценку только к точности применяемых приборов и средств измерения. И это большая ошибка: приборы дают лишь некоторую часть суммарной погрешности в результатах исследований. В частности, с их помощью нельзя учесть погрешность, зависящую от используемого метода исследований и условий их проведения, т. е. погрешность, которая может достигать значений, в несколько раз превышающих погрешность прибора. Кроме того, и при обработке экспериментальных материалов неизбежна еще одна составляющая в общей погрешности результатов измерений, величина которой зависит от способа этой обработки. Итак, при метрологической оценке методик и результатов измерений нужно учитывать четыре фактора — точность используемого прибора, метод исследования, условия его проведения и принятый способ обработки результатов эксперимента. Как это делается, рассмотрим на примере определения показателя v|/2 категории дорог.

Данный показатель вычисляется, как того требует ОСТ 37.001.520—96, по формуле № 1 (табл. 1), а вхо

дящий в нее коэффициент связи, учитывающий тип транспортного средства по его контрольному расходу топлива, — по формуле № 2.

Если проанализировать факторы, от которых зависит показатель категории дорог, то нетрудно установить, что самый "сильный" из них — это переход на низшие передачи в коробке передач. Потому что каждый такой переход увеличивает количество топлива, расходуемого на привод вспомогательных агрегатов при увеличенной частоте вращения коленчатого вала двигателя. В итоге при сохранении скорости движения общий расход топлива возрастает. Следовательно, увеличивается и величина \|/Еу.

Таким образом, можно сделать первый вывод: дополнительный расход топлива на привод вспомогательных агрегатов есть первая составляющая постоянной погрешности результата измерения показателя vj/j-y. Она, очевидно, для каждой передачи имеет свое значение, адекватное передаточному отношению в трансмиссии.

Так, кривые 4—6 (см. рисунок) отражающие функцию \|/(/, Pw), показывают во-первых, характер их изменения не зависит от номера включенной передачи, а определяется исключительно видом дороги и скоростью движения автомобиля; во-вторых, минимальные значения на этих кривых, близкие к коэффициенту / сопротивления качению, находятся в диапазоне значений, приведенных во многих публикациях, что позволяет оценить их близкость в зависимости от метода расчета данных коэффициентов. Кроме того, кривые 4—6 при сопоставительном анализе показателя \|/Zy. можно рассматривать как эталонные, поскольку они получены на основе утонченных, с помощью расходомеров топлива, погрешность которых не превышает ±1 %, экспериментов.

Кривые 7—13, существенно отличаются от кривых 4—6, так как они учитывают не только вид дороги, скорость движения АТС по ней, но и передаточные отношения в трансмиссии, степень отклонения частоты вращения коленчатого вала двигателя от опорной точки, соответствующей частоте и скорости движения автомобиля на прямой передаче при определении кон-

Таблица 1


1 £1 II

osil

pl Tq — показатель категории дорог; Qj — средний расход топлива нау'-й дороге, л/100 км; Vj —̂ средняя скорость движения на у'-й дороге, км/ч; п — коэффициентсвязи, учитывающий тип транспортного средства по его контрольному расходу топлива; у — вид дороги

2 - V ®QK р

Удд — коэффициент сопротивления движению по динамометрической дороге при У= 60 км/ч; Vq — скорость, соответствующая режиму определения контрольного расхода топлива, км/ч; QK _ — контрольный расход топлива, л/100 кмк.р

3 т _ ,,, voQj xj m v n

VJ «к. pОпределения символов те же, что и в формулах 1 и 3

у - V SQTjQj EJ m SjTQQK' P

S q — длина измерительного участка при определении QKp; Tq — время движения4 по участку при определении Q ^p, Sj — величина пробега поу'-й дороге; 7j — вре

мя пробега по у'-й дороге5 > £1

II к — коэффициент, определяемый по графику к = .Д1) по ГОСТ 8.207—76;Д<2расх — погрешность расходомера заправочной колонки; Д # гор — степень отклонения уровня топлива в заливной горловине; ДL — погрешность счетчика пути= kJ(A4>“j)2 + Д <2pacx + Д H2rop + A L2


www.booksite.ru

0,18

0,16

0,14

0 , 1 2

0,10

} 0,08

Vf.Pw.Vzj 0,06

0,04

0,02

О15 25 35 45 55 65 75 к м /ч

i----- 1-----1— va — ►1400 2200 nA6z

600 1200 1800 2400 п . .■ I i i i i____I

600 1000 1400 1800 2200 2600 nAtn.I________i i__I--------------1________ I--------------1--------------1— -— I------- 1--------------L

600 800 WO01200 1400 16001800 2000 22002400 nAtt

Коэффициенты сопротивления движению различных видов дорог и местности (по результатам испытаний автомобилей КамАЗ- 4310 при п = 0,045):

1 — опорная точка показателя ц/у, 2 — значение у ̂ Р j при скорости 60 км/ч; 3 — точка, соответствующая скорости движения равной 61 км/ч; 4, 5 и 6 — изменение у у Р ̂ = / в функции скорости движения соответственно на асфальтобетонном шоссе, дорогах с булыжным покрытием и грунтовой; 7, 8 и 9 — изменение xfy на асфальтобетонном шоссе соответственно на V, IV и III передачах в коробке передач; 10, 11 и 12— изменение \\iT ■ на булыжной дороге соответственно на IV, III и II передачах; 13 — изменение \fZj на грунтовой дороге на III передаче; 14, 15 и16 — значение на сыпучем песке соответственно придавлении воздуха в шинах 0,1; 0,5 и 0,2 МПа (1,5 и 2,0 кг/см2) при скоростях движения 13 км/ч; 17, 18 и 19 — значения \Цупри тех же условиях, что и у ^ Р ̂ — точки 14, 15 и 16

трольного расхода топлива. Это открывает ряд возможностей. Например, сопоставив кривые 4 [у^/> )]и 7 (\|ij.j) в точке 2, где \\iy- Р ) = 0,0242, близкой копорной точке 1, можно оценить добротность выбора Удд в формуле для определения коэффициента п. Как видно из рисунка, кривые пересекаются, т. е .у ^ р > становится равным \j/Sy., при скорости 61 км/ч. Следовательно, погрешность по скорости составляет 1,6 % (точка 3). Что означает: выбор значения = 0,025 следует признать вполне удовлетворительным и отвечающим метрологическим требованиям для такого рода исследуемых параметров.

Анализ кривых позволяет также установить основные факторы формирования кривой v|/£ . в функции скорости. Это — возрастание суммарного расхода топлива при переходе на низшие передачи исключительно за счет его составляющей q^, используемой на привод вспомогательных агрегатов; смещение частоты вращения коленчатого вала двигателя при эксплуата

ции автомобиля в различных условиях относительно частоты, соответствующей опорной точке (иа = 60 км/ч), которое вызывает появление погрешности Avj/j-y (при уменьшении частоты — со знаком плюс, при ее увеличении — со знаком минус); то, что при расчетах коэффициента п величина \\im считается постоянной (0,025), тогда как на самом деле она переменная.

Эти факторы и делают фактическое значение v|/Iy не совпадающим со значением, вычисленным по формуле № 1. Однако, несмотря на такую погрешность, показатель обладает рядом преимуществ, которые выводят его в разряд основных при оценке условий испытаний транспортных средств и их учета по действительному состоянию испытательных дорог. Во-первых, его определение по фактическому (суммарному) расходу топлива — дело сравнительно простое; во-вто- рых, в нем учитываются все варианты неустановивше- гося ("разгон—торможение”) движения АТС, в том числе на поворотах, подъемах, спусках, при наличии ветра и т. д.; в-третьих, он позволяет определять категории дорог непосредственно в ходе испытаний, причем в любом регионе и на базе любого испытательного полигона, т. е. с этой точки зрения он универсален; в- четвертых, ц/^j — итог статистических исследований результатов контрольных (приемочных, периодических, инспекционных и др.) испытаний АТС (-240 образцов), что, в принципе, и позволило создать ОСТ 37.001.520—96. Все это стало возможным благодаря тому, что постоянная составляющая погрешности измерений, формируемая под воздействием названных выше факторов при их случайном характере, в одинаковой мере может и должна быть распространена как на выполняемые текущие, так и на ранее выполненные измерения при контрольных испытаниях автомобилей. Что создает условия для использования нормативов категорий испытательных дорог.

Проведенный анализ факторов, влияющих на формирование показателя \ \ г в целом, позволяет установить закономерности формирования второй и третьей случайных и постоянных погрешностей результата измерения, зависящие от режимов работы двигателя и всего транспортного средства.

Что из этого получается, покажем на примере оценки двух автомобилей — КамАЭ-4310 и "Урал-4320".

Экспериментальные заезды (их 16) этих автомобилей проводили на мерных участках дорог трех видов — асфальтобетонном шоссе протяженностью 1000 ± 1 м, грунтовой дороге протяженностью 1000 ± 2,5 м и местности (сыпучий песок) протяженностью 400 + 1 м. В качестве базовых параметров приняли расход топлива, путь и время движения автомобиля.

Результаты наблюдений, расчет показателей точности по экспериментальным данным расхода топлива и времени движения по измерительному участку приведены в табл. 2.

Из нее следует, что доверительные границы погрешности результата измерений при Pw = 0,95 по расходу топлива на асфальтобетонном шоссе и грунтовой дороге составляет 1,1—1,9 л/100 км, на местности — 6,1—6,5 л/100 км. То есть 1,8—5,3 %. По параметру времени погрешность результата измерения ниже и равна 1—2 %.



Табл

ица

2Н i х «

g § g g . & S3 ° c « & 3 S S S a s O O j о x = * С c t« x о G

v3 S x _ « e * 3 3 о « s ts a x 2 xgS’Sig-

«5

2 2Sg«c

о s с

— oo —TJ- — . — '

40 тг О О - f4 —'

S x § 5 x § o ix 8.g 53 - e 2

ON —^ О *o

ON *0 rn O

ON OO ГЧ T f

0?s *

в « « X5 y 2 5§ £ § § n> о 3 2 Cut n о.©.2юо. яи»

ш Ы. се — 1-1 CQ Си е > CQ

~оГ "оГ

X>.

исXн

VO20?

•e-gо 2< 3 So»

Юgof 5 .5 4) (Я о■©•ао 2< 3

тг л -а с5 х р £ О о ё S «

о.>. о

Н

to<s

оН

§§о .С

Дов

ерит

ельн

ые

гран

ицы

по

греш

ност

и ре

зуль

тата

из

мере

ния

коэф

фиц

иент

а

г£ 7,3

4.5

6,1

5.7

4.7

6.6

3

0,00

25

0,00

4

0,03

2

0,00

2

0,00

6

0,03

2

Сред

нее

знач

ение

Vy

по

резу

льта

там

из

мер

ения

0,03

5

0,08

4

0,52

8

0,04

3

0,13

5

0,48

0

Знач

ения

па

раме

тров

дл

я оп

реде

лени

я \|/

ц

оо

С?

36.3

44

,9

52.3

27.5

183.

515

.3

36.5

37.8

67,2

22.4

139.

8 13

,1

Дов

ерит

ельн

ые

гран

ицы

по

греш

ност

и ре

зуль

тата

из

мере

ния

при

Pw =

0,95

ifc Г ^ г ^ - н 0 * 0 0 ГО ОО ОО̂ 40^ (N -н* n (N

<-н0 \ ^ ^ OO (N ( П М а \ - н—Г —Г -^^-Гчо ' т}г - -Г- -Г^Гг4ч ч о ^ г

Оце

нка

сум

мар

ного

ср

едне

го

квад

рати

че

ског

о от

клон

ения

ре

зуль

тата

из

мер

ения

OO П Ь ^ ( N n ( N VO VO М ON 4 0 ГП тГ^ | 4 0 NO ^ Оо о о о с о г ч о о - ^ г п г ч

Коэ

фф

ицие

нт

К, в

ыра

ж

ающ

ий

соот

нош

ение

сл

учай

ной

и не

искл

юче

н-

ной

сист

емат

ичес

кой

погр

ешно

стей

1.97

1.97

1,

941.

961.

961.

98

1.98

1.96

1.97

1.98

1,

97

© ■

o o o o « o o o r ^ r ^ r ^ o o v o v o

T t T f » v { i ’" ^

Исп

ыту

емы

йав

том

обил

ь

"Ура

л-43

20"

To

же

Кам

АЭ

-434

0

To

же



Если данные величины использовать для оценки погрешности показателя vj/£y-, вычисленного по формуле № 1, то получим следующее.

Подставив значение коэффициента п в формулу № 1, выводим формулу № 3.

Теперь, если перейти к видам дорог и принять, что ASq = 0,1 %; ATq = 1,0 %; AS: = 0,25 %; А7} = 1 -2 %; д QKp = 2 %; AQj = 1,8—5,3 %, то построением композиции неисключенных систематических погрешностей средств измерений и метода определения параметров можно вычислить границы систематической погрешности Q измерений (формула № 4).

Расчеты по данной формуле приведены в табл. 2. Из нее следует: максимальное значение погрешности результата измерений и расчетов у £у. из числа всех наблюдений составляет 7,3 %. Оно и принято в качестве базового при инструментальной оценке у 1у-

К сказанному нужно добавить следующее.При испытаниях АТС суммарный расход топлива

обычно оценивают по доливу в топливный бак. Понятно, что суммарная погрешность вычислений показателя v|/Sy зависит и от этого: расход топлива оце

нивается без учета погрешности (А0 расх) расходомера заправочной колонки, а также степени (А#горл) отклонения конечного уровня топлива в заливной горловине от номинальной отметки, цены (АЛ) деления расходомера и погрешности (AL) счетчика пути. Учитывая все это и принимая средние статистические экспериментальные значения AQ х = 2 %; А#горл =1 , 0 %, Ah = 2,0 % и AL = 2 при заправке, то в случае например, бака вместимостью 50 л, получаем формулу № 5.

Подсчет по этой формуле и сравнение расчетных данных результатов экспериментов показывают: суммарная погрешность результата измерения показателя vj/j-y в том и другом случае не превышает 10 %. Что, в общем, вполне приемлемо при испытаниях до внедрения методики оценки дорожных условий согласно названному выше ОСТ. Тем более что категорирование дорог выполнялось субъективно, без применения количественных показателей. В результате различия в оценке одних и тех же дорог разными исследователями составляли 100—200 % — в случае ровных дорог с твердым покрытием и грунтовых, до 500 % и более — в случае размокших грунтовых дорог и местности.

На правах рекламы

Вы сокопрочная конструкционная сталь S700Постоянный рост требований к изделиям из металла

способствует разработке новых марок конструкционных сталей со специальными свойствами. Данная статья посвящена перспективной конструкционной стали нового поколения S700, имеющей широкие возможности для использования во многих отраслях промышленности.

Высокопрочная сталь S700 является перспективной конструкционной сталью нового поколения. Высокий предел текучести (ат > 700 МПа), низкое содержание углерода (<0,12 %), отличная свариваемость и повышенная стойкость к атмосферной коррозии гарантируют широкий диапазон применения стали S700 в строительстве, машиностроении, нефтехимии, вагоностроении, при изготовлении контейнеров и т. п.

За счет микролегирования различными карбонитридо- образующими металлами (Ti, Al, V, Nb и др.) сталь S700 обладает сверхвысоким пределом текучести, в 1,5—2 раза выше предела текучести сталей аналогичной группы типа 09Г2С и 10ХСНД. Тщательно подобранные режимы контролируемой прокатки формируют равномерную мелкозернистую структуру, приводящую к значительному росту пластичности и вязкости. Для повышения сопротивления хрупкому разрушению в стали S700 жестко ограничено содержание серы, которое не превышает 0,010 %.

Сталь дополнительно легирована молибденом (<0,3 %) для повышения коррозионной стойкости в атмосферных условиях и слабоагрессивных средах.

Химический составС........................................................ <0,12Si........................................................ <0,60М п ......................................................... <2,1S ....................................................... <0,010Р ........................................................... <0,030Ti, Al, V, Mo, Nb и др........................ МикролегированиеF e...................................................... Основа

Использование конструкционных сталей с высокимпределом текучести позволяет уже на стадии проектирования определить допустимое уменьшение толщины листовой стали и, соответственно, массы и стоимости конструкции. Так, например, шестимиллиметровый лист с пределом текучести 350 МПа может быть заменен на четырехмиллимет

ровый лист из стали S700. Благодаря высокой прочности и возможности использования металла меньших толщин применение стали S700 позволяет экономить до 40 % массы металла. Уменьшение толщины приводит к тому, что прочность сварного шва, качество которого обратно пропорционально толщине стали, также существенно повышается.

Важной особенностью данных сталей является то, что сварка не снижает временное сопротивление разрыву. Сталь S700 сваривается любыми способами без ограничений и прекрасно пластически деформируется в холодном состоянии без образования трещин и надрывов. Она отлично приспособлена для последующей механической обработки — прессования, резания, сверления, выдавливания, горячего цинкования.

Механические свойстваПредел прочности, М П а........................... >750Предел текучести, МПа............................. >700Относительное удлинение, %....................... >15

Сопротивление усталости высокопрочных сталей (в том числе и стали S700) определяется исключительно прочностными характеристиками сварных узлов. Сталь S700 не требует предварительного нагрева при сварке, а устойчивость сварных соединений данной стали водородному охрупчиванию существенно ниже, чем у других конструкционных сталей. Трещиностойкость этой стали существенно выше, чем у рядовых конструкционных сталей, и переход от вязкоупругого характера разрушения к хрупкому происходит при гораздо более низких температурах. При этом дисперсно-упрочненная карбидами, нитридами и карбонитридами структура стали S700 предопределяет замедленный характер развития трещины при гораздо большем допустимом ее размере, что предполагает возможность ее обнаружения и устранения в течение длительного промежутка времени.

В заключение стоит отметить, что цена на сталь S700 находится на уровне цен на стали типа 10ХСНД при гораздо лучшем (в 1,5—2 раза) комплексе свойств.

Справки и консультации по применению стали S700 можно получить по тел. (095) 721-37-04/10/15/25

Канд. техн. наук В. И. Титов НТЦ компании "Глобус-Сталь"



ИНФОРМАЦИЯ

За рубежом

УДК 629.113.004

М у л ь т и п л е к с н ы е с и с т е м ы

ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЯ АВТОМОБИЛЕЙКанд. техн. наук В.В. ЕРМАКОВ, А.В. КОНЧИЦ

Тольяттинский ГУ

Вместе с растущим числом всевозможных датчиков, электромоторов и регуляторов на автомобиле продолжает удлиняться и сеть проводов. Так, если в 1960 г. электросеть легкового автомобиля составляла -200 м, то в настоящее время она увеличилась на порядок, а ее общая масса достигла 50 кг. Кроме того, онэ содержит 2000 контактных разъемов, разветвлений, предохранителей и т. п. Считается, что их число каждые 10 лет удваивается. Что порождает множество проблем, связанных со стоимостью, габаритными размерами, массой, гибкостью, проектированием, производством, монтажом, надежностью и поиском неисправностей в бортовых системах электрооборудования. Поэтому многие специалисты считают, что нужны совершенно новые принципы организации этих систем. И один из предлагаемых ими путей — мультиплексирование, при котором теоретически один единственный канал (шина) способен заменить несколько десятков проводов.

В мультиплексной системе все потребители электроэнергии с одной стороны подсоединены к линии электропитания, которая начинается от аккумуляторной батареи, а с другой — к информационной линии, соединяющей их с управляющим устройством. Находящиеся в непосредственной близости от потребителя программируемые электронные компоненты отфильтровывают предназначенные для них данные из информационной линии и подключают (или отключают) его к (от) источнику питания. То есть в данном случае для реализации каждой отдельной функции органа управления (стеклоподъемник, система замков дверей с центральным управлением, противоугонное сигнальное устройство и т. п.) в исполнительном элементе собственная линия не нужна.

Для того чтобы исполнительные блоки, т. е. потребители и блок управления, могли обмениваться информацией между собой, необходимо выполнить несколько условий. В частности, нужно, чтобы: канал передачи информации обеспечивал высокую скорость передачи данных; информация передавалась посредством физических величин (напряжение, сила тока, освещенность и т. д.); передача данных была регулируемой (кодирование, скорость передачи, аналогово-цифровое преобразование, разбивка и т. д.), т. е. выполнялась по так называемому протоколу.

Комплексный подход к мультиплексированию привел разработчиков к использованию шины с распределенной обработкой сигналов и схемой обнаружения конфликтных ситуаций, позволяя добавлять новые и новые модули, не перегружая систему в целом. (Это "сродни" архитектуре персонального компьютера, где по мере изменения характера решаемых задач можно установить дополнительные платы, не разрушая основу компьютера.)

Понятно, что инициаторами нового направления стали производители дорогих автомобилей — фирмы "Мерседес- Бенц", "Вольво" и др. Например, в 1990 г. на рынке появился

"Мерседес-Бенц 500Е", контроллер двигателя которого общался с датчиками через цифровую шину. Всего год спустя, довольные результатом, конструкторы развили идею в автомобилях S-класса с кузовом W140, где единственная цифровая шина связала между собой системы зажигания, впрыскивания топлива, АБС, ПБС, самодиагностирования, круиз-контроля, климат-контроля, кондиционер, клапаны управления циркуляцией воздуха, а также CD-плейер, сотовый телефон и систему "Лингватроник" распознавания голосовых команд. Здесь, кроме того, впервые была применена технология D2B, использующая не электрические, а световые сигналы. Причем последнее обусловлено несколькими причинами.

Во-первых, множество работающих электродвигателей, реле и прочих исполнительных механизмов излучают огромное количество разнообразных волновых помех. Поэтому нельзя исключить того, что одна из них совпадет с какими-либо бортовым управляющим сигналом. И тогда неожиданно для водителя может сработать, к примеру, один из контуров тормозной системы или подушка безопасности. В оптическом же диапазоне побочных излучений нет, и это обеспечивает надежность цифровой системы.

Во-вторых, передача сложных высокочастотных сигналов аудиосистем требует высокого (свыше 6 Мбит/с) быстродействия, что тоже вполне "доступно" оптическому диапазону.

В-третьих, при отсутствии изломов оптоволокна нет проблемы коротких замыканий, пожароопасности и окисления контактов.

Вторая по быстродействию (500 кбит/с) сеть из применяемых на дорогих автомобилях, CAN-Bus-C, связывает между собой системы управления двигателем, тормозами, автоматического поддержания дистанции между автомобилями ("Дис- троник"), подвеской, фарами и т. д. В общем, все то, что необходимо непосредственно для движения.

Наконец, самая медленная (83,3 кбит/с) по действию сеть — CAN-Bus-В. Она объединяет приборы, обеспечивающие комфорт в салоне в том числе: климат-контроль; индикатор парковки ("Парктроник"); управление люком в крыше, стеклоподъемниками, замками, а также комбинацию приборов.

Две последние сети соединены между собой через электронный замок зажигания и могут обмениваться информацией. Более того, аудиовидеосистема подсоединена не только к оптоволоконному кабелю, но и к CAN-Bus-B, а значит, в необходимых случаях возможна передача сигналов всеми тремя сетями.

К началу 1990-х годов стали опасаться, что на пути массового внедрения мультиплексирования возникнет барьер — высокая стоимость системы, естественным образом сказывающаяся на цене самого автомобиля. В связи с этим эксперты прогнозировали появление первого серийного автомобиля с мультиплексной системой не ранее 1995—1997 гг.

По срокам они ошиблись не намного. Частично мультиплексированный серийный автомобиль BMB-850i был представлен в 1994 г. Модель была оснащена мультиплексной техникой, объединяющей различные функции управления в дверном модуле. Что касается стоимости, то здесь ошибка даже больше. Если, например, необходимо автоматически включить освещение, как только детектор дождя отметил наличие осадков, то достаточно изменить внутреннее программное обеспечение блока, управляющего освещением, — так, чтобы он распознавал сигнал "дождь", уже появившийся, на мультиплексной шине. И это никак не сказывается на стоимости автомобиля. Более того, мультиплексирование может даже удешевить отдельные системы автомобиля. Вот характерный



пример: на одном легковом автомобиле представительского класса, оборудованном традиционной системой электрооборудования, в стойке двери был проложен жгут из 50 проводов. Когда же сети объединили, их число сократилось до четырех. И если учесть, что различные расширения функциональных возможностей электрооборудования, которые обычная техника не позволяет реализовывать из-за недостатка места на автомобиле, с помощью мультиплексной техники становятся вполне возможными, то ясно: это — повышение показателя "качество—цена". Со всеми вытекающими отсюда последствиями на рыночный опрос. И хотя для автомобиля BMB-850i это была всего лишь встроенная в дверь система управления стеклоподъемником и защиты от защемления (например, руки ребенка стеклом), и данные функции объединил дверной модуль, кодированные сигналы которого передавались по двум линиям в основной модуль центрального блока управления, затраты на мультиплексную технику позволили сэкономить в общей сложности 39 линий, из них 14 — в двери водителя, 21 — в двери со стороны пассажира, сидящего рядом с водителем.

Фирма "Вольво” представила свою модель автомобиля (S80) несколько позже — в 1998 г. Но уже с полностью мультиплексированной системой, в состав которой входят 24 модуля, управляющие силовыми цепями. Система работает, в зависимости от возложенных на нее функций, в двухскоростном режиме: для управления двигателем и трансмиссией используется шина данных, рассчитанная на передачу информации со скоростью 250 кбит/с, а для других устройств — более "медленная" (125 кбит/с). .

В 1999 г. к БМВ и "Вольво" присоединилась и фирма "Пежо": на двух своих моделях, "Пежо-206" и "Пежо-406", она установила мультиплексную проводку, в которой использованы

два дополняющих друг друга сетевых протокола. Так, комплексный контроль работы двигателя, коробки передач и АБС выполняет разработанная фирмой "Бош” шина CAN, а шина VAN, разработанная фирмами ПСА и "Рено", — электроникой кузова (кондиционером, системой дверных замков и т. д.) и регулированием устойчивости автонобиля при движении. Причем новые функции осуществлялись уже не за счет встраивания дополнительных электрических приборов, а благодаря требующему меньших затрат программному обеспечению.

Имеющиеся в настоящее время разработки реализованы, в основном, зарубежными производителями. Однако существующие сегодня потребности автомобильного рынка и высокие цены на зарубежную электронику обусловили некоторое развитие и российского производства мультиплексных систем.

Так, в 2003 г. ООО "Технополис" (г. Тольятти) оснастило автомобиль BA3-21113 интерфейсной системой управления электрооборудованием, которая состоит из нескольких микроконтроллеров, объединенных в единую сеть с помощью мультиплексной шины. Система управляет всеми, за исключением систем зажигания и впрыскивания топлива, исполнительными устройствами автомобиля. В результате впервые на отечественном автомобиле без значительного удорожания конструкции были реализованы такие функции, как автосвет, регулирование паузы работы стеклоочистителя в прерывистом режиме, блокирование стеклоподъемников задних дверей (защита от опускания стекол детьми), голосовое сопровождение, полная самодиагностика электрооборудования и др. Благодаря этому число контактных соединений снизилось на 25 %, а масса меди в проводах — на 20 %. Но главное, дальнейшее совершенствование сети электрооборудования автомобиля стало намного проще.

С о д е р ж а н и еЭКОНОМИКА И ОРГАНИЗАЦИЯ ПРОИЗВОДСТВАДажин В. Г. — Российский автобус: цена и качество................................ 1Ламин И. И., Васильев В. В. — Оптимизация параметров технологического оборудования механообрабатывающего производства..................... 4АС М - ф а к т ы ................................................................................................ 8КОНСТРУКЦИИ АВТОТРАНСПОРТНЫХ СРЕДСТВКудрявцев Ю. В. — Автомобили нижегородской конструкторскойшколы............................................................................................................... 9Кузнецов Е. В. — Структура и выбор параметров перспективной топливной системы дизеля......................................................................................... 13Петмнов Ю. О., Цапков Е. А., Ка рту нов С. В. — Индукционно-динамическая машина — стартер-генератор для ДВС комбинированной силовой установки................................................................................................. 16Ревин А. А., Реунов С. В., Чернышов К. В. — Автомобиль с АБС. Прочностной расчет подвески............................................................................... 18Волков Ю. П., Герасимов И. М., Марецкий П. К. — Гидроамортизатор,адаптирующийся к дорожным условиям.................................................... 20Агейкин Я. С., Вольская Н. С. — Особенности движения колесных машин по неровным фунтовым поверхностям............................................. 22Тарасик В. П., Пузанова О. В. — Транспортная эффективность автомобиля и характеристики управления ГМП.................................................... 24

АВТОТЕХОБСЛУЖИВАНИЕГеращенко В. В. — Устройство контроля КПД гидротрансформатораГМП................................................................................................................. 28Родионов Ю. В. — Бестормозная обкатка двигателя с искровым зажиганием ................................................................................................................. 29

ТЕХНОЛОГИЯ, ОБОРУДОВАНИЕ, МАТЕРИАЛЫЧигринова Н. М., Чигринов В. В., Чигринов В. Е. — Оксидные керамические покрытия — эффективная тепловая защита рабочих поверхностей деталей Ц П Г ........................................................................................... 30Устименко В. С., Титов Н. А., Баранова Е. В. — Метрологическая оценка методики определения категории дорог, используемой при испытаниях А Т С ........................................................................................................ 35Высокопрочная конструкционная сталь S700............................................... 38

ИНФОРМАЦИЯЗа рубежомЕрмаков В. В., Кончиц А. В. — Мультиплексные системы электрооборудования автомобилей...................................................................................... 39

Главный редактор Н. А. ПУГИНЗаместитель главного редактора В. Н. ФИЛИМОНОВР Е Д А К Ц И О Н Н А Я К О Л Л Е Г И Я :И. В. Балабин, С. В. Бахмутов, О. И. Гируцкий, В. И. Гладков, М. А. Григорьев, Ю . К. Есеновский-Лаиков, А. Л. Кару»***,Р. В. Козьф>ев (ответственный секретарь), Ю. А. Купеев,В. А. Марков, Э. Н. Никульников, В. И. Пашков,А. М. Сереженкин, Н. Т. Сорокин, А. И. Титков, Н. Н. ЯценкоБелорусский региональный редакционный совет:М. С. Высоцкий (председатель),Л. Г. Крас невский (зам. председателя),Н. В. Коритко, П. Л. Мариев, А. П. Ракомсин,И. С. Сазонов, Г. А. Синеговский, В. Е. Чвялев

Худ ож ественны й р е д а кто р Т. Н . П ого р е ло ва К о р р е кто р Г. В. П анкратоваС дано в наб о р 0 1 .0 4 .2 0 0 4 . П одписано в печать 17.0T.20Q4. Ф о р м а т 6 0 * 8 8 1 /8 . Б ум ага оф сетная. Печать оф сетная. Уел. печ. л. 4 ,9 . Уч.-изд. л. 6 ,68 . Зак. 813 О тпечатано в П одол ьской типограф ии ГУП ЧПК 142100, г . П од о л ьск, ул . Кирова, 25

Ордена Трудового Красного Знамени ОАО «Издательство "Машиностроение"»А д р е с издательства и ред акции:107076, М о сква , С тро м ы н ский п е р ., 4 Телеф он 2 69 -5 4 -98 . Ф а к с 269-48-97 E-mail: avtoprom @ m ashin .ru w w w . m a s h in . r u w w w . a v t o m a s h . r u

Ж урнал зарегистрирован М инистерством РФ по делам печати, телерадиовещ ания и средств м ассовы х ком м уникац ий. С видетельство ПН № 77-7184 Ц ена свободнаяЖ ур н а л входит в п еречень утвер ж д е н ны х ВАК РФ изданий для публикации тр уд о в соискателей ученых степеней.За со д е р ж а н и е рекл ам ны х объявлений ответственность несет р екл ам од атель.П ерепечатка м атериалов из ж урнал а "А втом обильная п ром ы ш л енность" в о зм о ж н а при обязательном письм енном согласовании с реда кц ие й ; ссылка — обязательна.




http://www.mashin.ruwww.avtomash.ru

Организаторы: При содействии:При поддержке:Министерства промышленности, науки и технологий РФ;

ОАО "НИИ технологий автомобильной промышленности";АСМ-Холдинг ITE*Group pic Ассоциации автомобильных инженеров; Академии проблем качества РФ зд о “Экспоцентр”

Информационная поддержка:

IЗаготовительные производства

о Литье о Штамповка о Термообработка0 Порошковая металлургия © Металлургия

1 Экология и утилизация

Тематика выставки:I Обрабатывающие производствао Металлообработкао Механосборочные и сварочные технологии о Инструментообеспечение о Окраска и отделка о Упрочняющие технологии о Лазерная обработка

■ Стандартизация, метрология и контроль

о Аттестация технологий о Сертификация производств о Приборы и инструменты контроля о Испытания о Технологический аудит

I Материалыо Металлические и композиционные материалы о Неметаллические материалы (пластик, кожа, стекло и др.) © Резино-технические изделия и материалы о Электротехнические материалы о Технологические смазочно-охлаждающие среды

I Салон “Информационные технологии”о Быстрое прототипирование о CALS-технологии о CAD, САМ, САЕ о Internet о ГАПо АСУТП, АСУП о Роботизация

В рамках выставки проводятся:

26 августа: Конференция «Двигатели для российских автомобилей»27 августа: Конгресс технологов автомобилестроения Место проведения: Конгресс-центр ЗАО «Экспоцентр»

ОАО “АСМ-ХОЛДИНГ” 107996, K-31, ГСП-6, Москва ул. Кузнецкий мост, 21/5

E-mail: [email protected] Web: www.asm-holding.ai

Департамент Выставочной деятельности АТиМ-2004 Тел.: (095) 925-5179, 928-9464, 926-0081, 928-2532 Факс: (095) 926-0619,926-0498

Аналитический центр Конгресс. КонференцияТел.: (095) 921-6260,921-0200,921-7546, 921-1344 Факс: (095) 921-6260

Официальный представитель:ООО "Выставочная Компания "Мир-Экспо"

Тел./факс: (095) 118-0565; 118-3683 E-mail:[email protected] Web: www.mirexpo.rn Л й Р - Е й Р ®Вологодская областная универсальная научная библиотека

www.booksite.ru


http://www.asm-holding.ai


http://www.mirexpo.rn

Новые технологические решенияО

Лазерные комплексы от компании

ЯPRIMA INDUSTRIE

PRIMA INDUSTRIE, S.p.A, является одной из ведущих и стабильных компаний в мире в области лазерной обработки обьемных изделий и плоского листа.

Револьверные прессы для обработки листа фирмы

ramerФирма RAINER s.r.l. более 30 лет

поставляет на рынок станки для обработки листового материала.

у * Г ш

Гибочные прессы и гильотины компании

Компания GASPARINI S.p.A. общепризнанный лидер в области производства машин для обработки металлического листа.

Более подробную информацию по данному оборудованию Вы можете получить в Московском Представительстве фирмы GAUKA AG.

Проведение консультаций, продажа, ввод в эксплуатацию и сервисное обслуживание высококачественного оборудования, и прежде всего станков, обрабатывающих центров и линий, с обучением персонала работе на этом оборудовании. Всегда в наличии на складе в Москве запасные части и расходные материалы для всех видов станков.

119334, Москва, Пушкинская наб., 8а Тел.: (095) 954 09 00, 954 09 04, 954 09 09,954 12 07, 954 14 63; факс: (095) 954 44 16E-mail: [email protected] Internet: http://www.galika.ru

GAUKA AGВологодская областная универсальная научная библиотека www.booksite.ru


http://www.galika.ru

jkZevgZy gZmqgZy [b[ebhl dZ 2004 МОСКВА СЕНТЯБРЬ 2004 ВЫСТАВОЧНЬМ...

Documents

Transcript of jkZevgZy gZmqgZy [b[ebhl dZ 2004 МОСКВА СЕНТЯБРЬ 2004 ВЫСТАВОЧНЬМ...