Материал: 2020
а) изгиб кузова под действием нагрузки, имитирующей реальное распределение (по длине автомобиля) нагрузки от подрессоренных масс, пассажиров и багажа с коэффициентом перегрузки 2,0–2,5 для автомобилей, работающих на дорогах с усовершенствованным покрытием, и с коэффициентом перегрузки 2,5–3,5 для автомобилей, работающих в тяжелых дорожных условиях;
б) закручивание кузова моментом, составляющим 0,7–0,9 максимально возможного для данного автомобиля при одном вывешенном колесе, и одновременно зг б с коэффициентом перегрузки 1,0–1,5 (условия соответствуют случаю переезда автомобилем кювета под углом к его оси).
Уровень напряжен й в элементах кузова при действии указанных
нагрузок не должен дост |
гать предела текучести материала. Для рам гру- |
С |
|
зовых автомоб лей рекомендованы такие же режимы, но коэффициент |
|
при действ |
изги ных нагрузок (режим а) принимают рав- |
ным 3,0–4,5 вв ду олее тяжелых условий эксплуатации и большей жест- |
|
кости подвесок. |
|
перегрузки |
|
бА |
|
|
Д |
|
И |
Рис. 28. Схема нагружения кузова при статических испытаниях: а – на изгиб; б – на кручение
На рис. 28 а представлена схема нагружения кузова (рамы) легкового автомобиля при статических испытаниях на изгиб.
76
Суммарное усилие РΣ с помощью системы рычагов раскладывается на четыре составляющие Р1–Р4, которые имитируют воздействие на несущую систему автомобиля четырех основных сосредоточенных масс: двигателя в сборе со сцеплением и коробкой передач, переднего сиденья и
двух сидящих на нем пассажиров, заднего сиденья и трех сидящих на нем |
||||||
пассажиров, бензобака с топливом и багажа. Суммарное усилие РΣ = Р1+ |
||||||
С |
|
|
|
|
||
+Р2 |
+ Р3 |
+ Р4 в каждом конкретном случае определяют исходя из характе- |
||||
ристик указанных масс и принимаемого коэффициента перегрузки. При |
||||||
испытан ях кузова легкового автомобиля на изгиб на стенде можно ис- |
||||||
пользовать распределенную по длине салона вертикальную нагрузку |
||||||
нагружения |
|
лабораториях |
компании "Форд" |
|||
4000–4450 Н. В сследовательских |
||||||
( ША) проверка конструкции на изгиб и кручение производится в стен- |
||||||
довых услов ях путем |
|
кузова изгибной нагрузкой, соответст- |
||||
вующей двукратной перегрузке, закручиванием его моментом 3000 Н·м. |
||||||
|
|
бА |
|
|||
|
Жесткость несущей системы на кручение проверяют при нагруже- |
|||||
нии |
ее |
скруч вающ м |
моментом |
измерением |
угла закручивания |
|
(рис. 28, б). С этой целью кузов 1 на фальшрессорах 2 устанавливают на подвижных опорах – передней скользящей и задней качающейся в поперечной плоскости. К консольной части задней опоры 3 прилагают усилие (измеряемое динамометром 4), вызывающее поворот опоры относительно продольной оси кузова. Таким о разом, на конструкцию действует скручивающий момент. Усилие передается от электродвигателя 6 через редук-
тор 5 с большим передаточным числом. Д И
Рис. 29. Стенд для измерения жесткости кузова автомобиля
77
Одной из задач статических испытаний является определение жесткости конструкции. Прогиб основания и деформации проемов кузова или кабины в момент действия максимальных изгибающих или скручивающих нагрузок не должны превышать допустимых величин, определяемых зазорами между силовыми элементами дверных проемов и соответствующими поверхностями дверей. Дополнительные ограничения на величину допустимых деформаций кузовных элементов могут быть связаны с конструкцией дверных замков, так как самопроизвольное открывание дверей при действии нагрузок на кузов (раму) недопустимо.
На спец альных стендах (рис. 29) можно получать оптимальные ус- |
|
ловия для проведен я тензометрических исследований несущих систем и |
|
кузовов. Для получен я представления о напряженном состоянии всех эле- |
|
С |
измерения в очень большом числе точек. |
ментов необход мо |
|
проводить |
|
Практика тензометр ческ х испытаний показывает, что устанавливаемое |
|
число тензорез сторов может достигать на рамах грузовых автомобилей |
|
200–500, а на кузовах легковых |
и автобусов – до 1500. |
Тема 5.2. Назначен я, о ъекты и условия проведения испытаний |
|
Тематическиеавтомобилейиспытания на надежность. Методы ускоренных ис- |
|
пытаний в реальных эксплуатационных условиях. Схемы стендов для ис- |
|
пытаний. |
|
На рис. 30 показанаАустановка кузова легкового автомобиля для ус- |
|
талостных испытаний по указанной методике на динамическом стенде. |
|
|
Д |
Принцип испытаний деталей арматуры заключается в воспроизведении на |
|
стендах условий работы этих деталей, причем предварительно устанавли- |
|
|
И |
вают базовое число циклов, которое должен выдержать испытываемый |
|
объект. |
|
В настоящее время накоплен большой опыт проведения подобных испытаний. В лабораторных условиях широко используются гидравлические нагружатели и приводные механизмы. Например, на специальном стенде непрерывно производят открывание и закрывание дверей автомобиля, крышки багажника и капота, точно моделируя воздействие руки человека. Петли и замки дверей должны, как минимум, выдерживать 100 тыс. циклов открывания и закрывания, капота – 5 тыс. циклов, а крышки багажника – 20 тыс. циклов.
78
С |
|
|
дроусилитель |
|
|
Рис. 30. тенд для спытан й автомобильного кузова на усталость: 1 – АСУ стенда; |
||
2 – перфолента, задающая углы поворота роторов гидроусилителей момента; |
||
3 – насосная станц я, п тающая гидроусилитель; 4 – кривошипно-шатунный |
||
бА |
||
нагружатель; 5 |
– г |
момента; 6 – соединительная муфта; |
7 – контрольное устройство (датчик о ратной связи); 8 – испытываемый кузов |
||
Аналог чные |
спытания проходят и замки зажигания. Упругие эле- |
|
менты с ден й в эксплуатации находятся под действием динамических нагрузок. Надежность сидений оценивают, например, по результатам 200 тыс. циклов нагружений их манекеном массой 135 кг.
Испытания в дорожных условиях проводят на одном полностью комплектном автомо иле или на нескольких его образцах. Испытания кузовов и кабин на надежность, долговечность в условиях эксплуатации характеризуются переменной нагрузкойД, действующей на кузов автомобиля, влиянием коррозии на детали и другими факторами. Величина пробега автомобиля при эксплуатационных испытаниях должна быть максимально возможной. Обычно ее принимают равной расчетному пробегу автомобиля до капитального ремонта. По окончании испытаний проводят обследование несущей системы (кабины) и делают заключениеИо ее техническом состоянии. Пробеговые испытания автомобилей при движении по заданным маршрутам дорог общего пользования с загрузкой балластом до номинальной грузоподъемности позволяют исключить простои и холостые пробеги и повысить точность учета условий работы автомобиля.
Одним из видов исследований в дорожных испытаниях кузовов и кабин является определение реальных нагрузочных режимов. Оценивать нагруженность несущей системы в целом и отдельных ее элементов можно различными способами. Наиболее часто измеряют динамические напряжения в различных точках конструкции с помощью тензорезисторов, показания которых записывают на ленту светолучевого осциллографа или многодорожечного магнитографа.
79
Ускоренные испытания на усталостную прочность деталей ходовой части, рам, кузовов и кабин автомобилей проводят на дорогах с покрытием из крупного булыжника, гребенчатых, брусчатых на бетонном основании (типа "бельгийская мостовая") и др. Применяют также искусственно созданные ухабистые дороги или треки со сменными неровностями, которые вызывают сильные перекосы (скручивание) несущих систем автомобилей, и повышенные изгибающие нагрузки, действующие на продольные силовые элементы.
Новый "Volvo FH" подвергся целому ряду испытаний на качество. Методика тест рован я включала испытания, проведение замеров и
улучшен й. |
н х: расчеты и моделирование, стендовые испытания, |
||
проверка |
пр емка компонентов, тестирование автомобиля, моделирова- |
||
Среди |
топлива, камеры с высокой и низкой |
||
ние шума, |
расчет |
|
|
температурой, грязевые тесты, тормозные испытания, форсированные испытания на выносл вость, испытания на надежность, тест-драйвы в условиях экстремально холодного жаркого климата, полевые испытания в
условиях коммерческ х перевозок с клиентами, тестирование на эконо- |
|
экологичности |
|
мию топл ва, проверка управляемости, оценка комфорта водителя. |
|
Сначала были проведены индивидуальные испытания отдельных уз- |
|
лов, таких как шасси, ка ина система электрооборудования. После их |
|
приемки началосьавтомобиляиспытание |
в целом. Один из опытных по- |
лигонов, используемых "Volvo Trucks" для тестирования своих грузови- |
|
ков, располагается в г. Кируна, в северной части Швеции. Зимой здесь |
|
была зафиксирована рекордно низкая температура –44 °C. Эти испытания |
|
связаны с деятельностьюАводителей: работа, сон и отдых в кабине, про- |
|
верка климата, комфорта и запуска двигателя в зимнее время. |
|
Во время испытаний каждый грузовик прошел не менее 20 000 км по |
|
морозу, при котором одна из самых больших проблем заключалась в том, |
|
что все компоненты грузовика – от стальных деталей до систем электро- |
|
Д |
|
оборудования – становятся хрупкими. Специалистам предстояло разрабо- |
|
тать компоненты, способные выдерживать такие погодные условия без |
|
выхода из строя. |
|
Различные тесты проводились на испытательном полигоне в Хелер- |
|
де. Данный тестовый режим соответствует 10 годам и 1 250 000 км пробе- |
|
|
И |
га автомобиля в условиях реальной эксплуатации. Тест предполагал вож- |
|
дение в экстремальных дорожных условиях, включая передвижение по |
|
холмам с углом наклона от 10 до 20%, преодоление участков с выбоинами, колейным износом дороги, брусчаткой, лужами и канавами. Процедура испытания включала и другие элементы, например, многократное открывание и запирание дверей.
80