Введение к работе
Актуальность диссертации. Автоматизация управления автомобилем путем применения автоматических трансмиссий является мощным средством облегчения условий работы водителя и увеличении ее эффективности при одновременном повышении безопасности движения. Оснащение автомобилей автоматической трансмиссией позволило значительно снизить объем нагрузки, возлагаемой на водителя во время движения, что также благоприятно отразилось на ресурсах работы ходовой части и двигателя, так и на скоростных качествах автомобиля.
Статистический анализ современного легкового автопарка показывает, что более половины (примерно 55 %) автомобилей из почти 40 млн выпускающихся в год во всем мире оснащаются автоматическими коробками передач. Самым распространенным видом автомобильной автоматической трансмиссии стала гидромеханическая передача (ГМП). По различным оценкам, 88...90 % выпускаемых легковых автомобилей с автоматическими коробками передач имеют трансмиссию с комплексным гидродинамическим трансформатором (гидротрансформатором) и механическим редуктором планетарного типа.
ГМП является важной частью современного автомобиля. От её технического состояния во многом зависят технико-эксплуатационные, экологические показатели и безопасность движения. Своевременные и целесообразные по глубине и объему технические воздействия, направленные на поддержание ГМП в технически исправном состоянии, возможны только при наличии объективной диагностики.
Разработки в этой области направлены на создание встроенных средств диагностирования системы управления ГМП и ее электронных блоков. Применение существующих методов и средств диагностирования ГМП при определении её технического состояния в условиях эксплуатации сопряжено с высокой трудоемкостью и низкой информативностью диагностики. Изменение технического состояния ГМП ведет к изменению выходных параметров автомобиля (силы тяги на колесах, скорости разгона, расхода топлива и т.п.). Развитие диагностики ГМП на основе применения стендов с беговыми барабанами, позволяющих измерять выходные параметры разгона автомобиля, сдерживается отсутствием знаний в этой области.
В связи с этим особую актуальность приобретает необходимость разработки нового оперативного и высокоинформативного метода диагностирования ГМП, позволяющего измерять и анализировать выходные параметры автомобиля на стендах с беговыми барабанами.
Рабочей гипотезой является предположение о том, что определение технического состояния ГМП автомобиля возможно в процессе его диагностирования на инерционном стенде с беговыми барабанами с использованием функциональных зависимостей тяговой силы на колесах от скорости.
Целью работы является повышение информативности и снижение трудоемкости при поддержании и восстановлении работоспособности ГМП в условиях эксплуатации на основе высокоинформативного и оперативного метода диагностирования автомобилей с ГМП на инерционном стенде с беговыми барабанами.
Объект исследования - процесс разгона автомобиля на инерционном стенде с беговыми барабанами при изменении технического состояния ГМП.
Предмет исследования - функциональные зависимости тяговой силы на колесах от скорости автомобиля при изменении технического состояния ГМП.
Научная новизна заключается в следующем:
научно обоснован и экспериментально апробирован высокоэффективный и информативный метод диагностирования ГМП в процессе разгона автомобиля на инерционном стенде с беговыми барабанами, позволяющий непрерывно измерять тяговую силу на колесах и скорость автомобиля;
разработана математическая модель системы «Автомобиль с ГМП -стенд с беговыми барабанами», позволяющая выполнять анализ взаимосвязей между диагностическими параметрами и параметрами технического состояния гидромеханической трансмиссии в процессе разгона автомобиля на инерционном стенде с беговыми барабанами;
получены функциональные зависимости, позволяющие устанавливать связи между параметрами технического состояния ГМП и их диагностическими признаками;
разработана методика оперативного и высокоинформативного диагностирования автомобиля с ГМП на инерционном стенде с беговыми барабанами на основе измерения и анализа функциональных зависимостей тяговой силы на колесах от скорости автомобиля.
Практическая значимость. Внедрение разработанного метода диагностирования ГМП в технологический процесс автотранспортных и авторемонтных предприятий, фирменных и сервисных центров позволит значительно сократить трудоемкость проведения регулировочных работ и ремонта ГМП на основе повышения информативности и оперативности получения диагностической информации.
Результаты работы позволят предприятиям-изготовителям
диагностического оборудования усовершенствовать конструкции
производимых ими стендов с беговыми барабанами с целью обеспечить возможность диагностирования ГМП автомобиля.
Математическая модель системы «Автомобиль с ГМП - стенд с беговыми барабанами» и методика диагностирования ГМП могут быть использованы в учебном процессе высших и средних учебных заведений при подготовке специалистов в области эксплуатации автомобилей.
На защиту выносятся следующие научные положения:
1) эффективное и высокоинформативное определение технического
состояния ГМП возможно на основе анализа характеристик разгона автомобиля
на инерционном стенде с беговыми барабанами с использованием фазовых
динамических характеристик, представляющих собой зависимость тяговой
силы от скорости;
разработанная математическая модель процесса разгона автомобиля с ГМП на стенде с беговыми барабанами позволяет аналитически исследовать влияние технического состояния элементов гидромеханической трансмиссии на форму фазовых динамических характеристик с учетом взаимодействия эластичного колеса с беговыми барабанами стенда; крутильных колебаний колес автомобиля и стенда; колебаний подрессоренных и неподрессоренных масс автомобиля; перераспределения нормальных реакций колес при их перемещении по беговым барабанам;
выявленные функциональные зависимости позволяют устанавливать связи между параметрами технического состояния ГМП и их диагностическими признаками;
разработанная методика диагностирования позволяет оперативно и с высокой информативностью выявлять конкретные неисправности гидромеханической передачи в процессе разгона автомобиля с ГМП на инерционном стенде с беговыми барабанами.
Апробация работы. Материалы исследований докладывались и обсуждались на ежегодных научно-практических конференциях: МНПК «Кулагинские чтения» (г. Чита, 2004-2009 гг.); МНПК «Проблемы эксплуатации и диагностики автомобильного транспорта» (г. Иркутск, 2007-2009 гг.); МНПК «Технические науки, технология и экономика» (г. Чита, 2001-2002 гг.).
Реализация результатов работы. Разработанная методика диагностирования ГМП внедрена в технологический процесс ОАО «ГАП-2» (г. Улан-Удэ) и ОАО «88 Центральный автомобильный ремонтный завод» (г. Чита). Экономический эффект в расчете на один автомобиль составил 254 руб/авт.
Математическая модель системы «Автомобиль с ГМП - стенд с беговыми барабанами» и разработанный диагностический комплекс на базе инерционного стенда с беговыми барабанами используется в учебном процессе ИрГТУ и ЧитГУ при подготовке инженеров по специальностям 190601 "Автомобили и автомобильное хозяйство" и 190603 «Сервис транспортных и технологических машин (автомобильный транспорт)».
Публикации. По теме диссертации опубликовано 9 работ общим объемом 2,8 учетных издательских листов.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из Введения, пяти глав и основных выводов, библиографического списка, содержит 170 страниц текста, включающего 4 таблицы, 74 рисунка и 4 приложения.
Похожие диссертации на Метод диагностирования гидромеханических передач автомобилей на инерционных стендах с беговыми барабанами
