Способ нормирования, контроля и корректировки уровня нагружения испытываемых транспортных средств для обеспечения условий воспроизводимости их надежности

 

Изобретение относится к испытаниям транспортных средств на надежность (безотказность и долговечность) и касается нормирования, контроля и корректировки уровня нагружения транспортных средств путем управляемого изменения дорожных условий испытаний для обеспечения воспроизводимости их безотказности и долговечности на различных испытательных полигонах за счет использования коэффициента суммарного сопротивления движению, при этом количественное значение накопленной величины уровня нагружения вычисляют из следующей расчетной зависимости: , где S_j - пробег по j-ой дороге, км; - коэффициент суммарного сопротивления движению на j-ой опорной поверхности.

Новым является то, что уровень нагружения испытываемого транспортного средства, выражающий меру воздействия каждой дороги на испытываемый образец, нормируют, контролируют (оценивают) и корректируют через показатель накопленной величины уровня нагружения, определяемый через коэффициент суммарного сопротивления движения, и выполненный пробег. 2 з.п. ф-лы, 1 ил., 1 табл.

Изобретение относится к испытаниям транспортных средств на надежность (безотказность и долговечность) и касается нормирования, контроля (оценки) и корректировки уровня нагружения транспортных средств путем управляемого изменения дорожных условий испытаний.

Известно, что полученные по результатам испытаний (эксплуатации) показатели безотказности и долговечности транспортных средств зависят не только от их качества, но в большей степени от условий, в которых они испытываются или эксплуатируются.

В настоящее время условия испытаний транспортных средств регламентируются видами дорог и распределением по ним общего пробега, которые в зависимости от времени года, метеорологических условий и интенсивности движения на них изменяют свои характеристики, особенно грунтовые дороги.

Принципиальный недостаток такой регламентации состоит в том, что конкретный вид дороги при испытаниях определяют ориентировочно по субъективным оценкам без определения (указания) его количественных характеристик, а уровень нагружения, выражающий меру воздействия каждой дороги на испытываемое транспортное средство, не задают, а следовательно, и не контролируют, что не обеспечивает требование по точности, воспроизводимости и повторяемости результатов испытаний относительно безотказности и долговечности, полученных при испытаниях на различных полигонах.

Сущность изобретения заключается в следующем.

Для оценки уровня нагружения испытываемого транспортного средства по патенту России N 2011955, кл. G 01M 17/00, 1974, выражающего меру воздействия на него каждой дороги, его контроля и корректировки при испытаниях на надежность в условиях дорог с изменяющимися характеристиками с использованием коэффициента суммарного сопротивления движения и учета степени отклонения его значения от номинального, влияющего на формирование уровня нагружения, транспортное средство перемещают по опорной поверхности в ведущем неустановившемся режиме движения, определенном профилем и несущей способностью опорной поверхности, определяют значение коэффициента суммарного сопротивления движению через расход топлива, затрачиваемого на преодоление суммарных сил сопротивления движению транспортного средства, и реализуемую скорость движения, определяют величину выполненного пробега S_j, после чего на основе произведения (перемножения) указанных величин определяют показатель, выражающий накопленную величину уровня нагружения из следующей расчетной зависимости: где S_j пробег по j-ой дороге, км; коэффициент суммарного сопротивления движению на j-ой опорной поверхности, определяемый по выражению средний расход топлива, л/100 км; средняя скорость движения, км/ч, на j-ой дороге;
n коэффициент пропорциональности, характерный для каждого типа транспортного средства, определяемый из зависимости (2) при ;
по /3/ при
где Q_кр и V_Q соответственно контрольный расход топлива и скорость определения Q_кр.

В последующем ступенчато после выполнения пробега в принятом интервале производят сопоставление текущего значения показателя W_j с нормативным значением W_jH= f(S_j) и выполняют корректировку условий испытаний через коэффициент с переходом на более "легкую" или более "тяжелую" дорогу того же вида вплоть до завершения испытаний транспортного средства на j-ой дороге.

Нормативное (номинальное) значение W_jH на каждом виде дорог определяют через математическое ожидание коэффициента и нормированный пробег , а нормативные промежуточные (накопленные) значения определяют на прямой, выраженной W^ʹ_jH= f(S_jH).

Сопоставительный анализ заявляемого решения с известным показывает, что нормирование уровня нагружения испытываемого транспортного средства на надежность в условиях изменяющихся характеристик дорог, особенно грунтовых, с использованием коэффициента суммарного сопротивления движению учитывает помимо количественной оценки каждого вида дорог накопленную величину уровня нагружения испытываемого транспортного средства, степень ее отклонения от нормативного значения и корректировку через коэффициент суммарного сопротивления движению.

На основании этого заявляемый способ соответствует критерию изобретения "новизна".

Совокупность последовательных операций, включающих определение коэффициента суммарного сопротивления движению, величины пробега, накопленной величины уровня нагружения, сопоставление ее с нормативным значением и ступенчатую корректировку условий испытаний через коэффициент посредством перехода на более "легкую" ("тяжелую") дорогу того же вида с выходом к завершению испытаний по j-ой дороге на нормативное значение показателя W_jH, позволяет сделать вывод о его соответствии критерию "существенные отличия".

Для определения показателя накопленной величины уровня нагружения транспортного средства при его дорожных испытаниях на надежность, выражающего меру воздействия на него каждого вида дороги, транспортное средств при полной его массе перемещают в ведущем неустановившемся режиме движения по j-ой опорной поверхности в объеме заданного дискретного пробега, производят измерение суммарного расхода топлива в л/100 км пробега по этой дороге, вычисляют реализуемую среднюю скорость по пройденному пути и времени чистого движения, вычисляют коэффициенты пропорциональности n и суммарного сопротивления движению из расчетной зависимости (2), вычисляют накопленную величину уровня нагружения из расчетной зависимости (1):
н.км (нормативных километров),
где S_j пробег по j-й дороге, км;
коэффициент суммарного сопротивления движению;
сопоставляют полученное значение накопленной величины уровня нагружения W_j в зависимости от выполненного пробега с нормативным, выраженным функцией W^ʹ_jH= f(S_j), и в зависимости от их соотношения переводят испытания на более "легкую" дорогу при W^ʹ_j > W^ʹ_jH или на более "тяжелую" дорогу того же вида при W^ʹ_j < W^ʹ_jH, в последующем корректируя условия испытаний через завершают выполнение нормативного пробега по j-ой дороге при W_j = W_jH.

Использование коэффициента суммарного сопротивления движению для определения показателя накопленной величины уровня нагружения, например, полноприводного автомобиля КамАЗ-4310 при его дорожных испытаниях на надежность (безотказность в объеме гарантийного пробега) на грунтовой дороге удовлетворительного состояния заключается в следующем.

На чертеже показаны прямые, соответствующие нормативам накопленной величины уровня нагружения W_jH в зависимости от нормативного пробега S_jh на пяти стандартных /2/ видах дорог: 1 асфальто-бетонном шоссе; 2 булыжной дороге; 3 грунтовой дороге удовлетворительного состояния; 4 - разбитой грунтовой дороге с колеями и выбоинами в сухом или замерзшем состоянии; 5 размокшей грунтовой дороге (сыпучем песке, снежной целине). Нормативные пробеги S_jh и значения накопленной величины уровня нагружения W_jH, а также математическое ожидание (среднее значение) коэффициента суммарного сопротивления движению для условий движения автомобилей многоцелевого назначения без прицепа, с прицепом и общее его значение приведены в таблице.

Кривой 6 на фиг. 1 показана практическая реализация показателя W_гу при ступенчатом его контроле через равные интервалы пробега (указаны точками), равные 500 км, и при двух корректировках: первой после пробега 4000 км в т. А. когда W^ʹ_гу= 225 н.км при W^ʹ_гу = 300 н.км с переходом на более "тяжелую" дорогу и второй после пробега 2500 км (6500 км с начала пробега) в т.Б при с переходом на более "легкую" дорогу.

При этом расчет показателя W^ʹ_гу = f(S_i) в каждой контрольной точке реализован следующим образом.

По выполненному пробегу по грунтовой дороге удовлетворительного состояния в объеме 500 км при движении с прицепом получают средние значения расхода топлива в л/100 км и скорости движения указанного автомобиля, равные соответственно 37,7 л/100 км и 31,2 км/ч.

По топливной характеристике известно, что контрольный расход при V_A 60 км/ч равен 30 л/100 км, тогда n равно:
.

По исходным данным и n получают
.

С учетом пробега 500 км значение показателя W^ʹ_гу равно
.

В следующем интервале (500 км) автомобиль совершает пробег, например, без прицепа при км и
тогда
.

При этом накопленная величина уровня нагружения составит

.

В указанной последовательности находят значения для следующих интервалов пробега, при этом количество корректировки зависит от степени отклонения . В т. С значение
Аналогичным образом находят значение W^ʹ_j по остальным видам дорог и его корректировку через и с использованием различных типов колесных и гусеничных транспортных средств с учетом их распределения пробега по видам дорог.

Использование коэффициента суммарного сопротивления движению /3/ для нормирования, контроля и корректировки уровня нагружения испытываемых транспортных средств путем изменения дорожных условий, в том числе в границах даже одного и того же вида дорог, обеспечивает по сравнению с субъективной оценкой воздействия дорог на испытываемое транспортное средство через их протяженность следующие преимущества: воспроизводимость результатов испытаний по параметрам безотказности (долговечности) при испытаниях транспортных средств на различных испытательных полигонах с разной сетью дорог и их состоянием; возможность нормирования, контроля и корректировки уровня нагружения образцов по причине различной меры воздействия каждой дороги на них при случайном характере изменения макро- и микропрофиля дорог, особенно грунтовых; повысить точность оценки конструктивных доработок транспортных средств при повторных испытаниях в условиях заданного и управляемого (воспроизводимого) уровня воздействия дорог на испытываемый образец.

Формула изобретения

1. Способ нормирования, контроля и корректировки уровня нагружения испытываемых транспортных средств для обеспечения условий воспроизводимости их надежности, заключающийся в перемещении испытываемого транспортного средства по опорной поверхности в ведущем неустановившемся режиме движения, определенном профилем и несущей способностью опорной поверхности, и определении по величинам среднего расхода топлива двигателя и реализуемой средней скорости движения коэффициента суммарного сопротивления движению с использованием коэффициента пропорциональности, характерного для каждого типа транспортного средства, определяемого через контрольный расход топлива, скорость, соответствующую контрольному расходу топлива, и коэффициент сопротивления движению, соответствующий дороге с ровным твердым покрытием, равный 0,025 для колесных и 0,04 для гусеничных машин, отличающийся тем, что при перемещении транспортного средства по j-й опорной поверхности определяют по выполненному пробегу коэффициент суммарного сопротивления движению и величину пробега, после чего на основе произведения указанных величин определяют показатель, выражающий накопленную величину уровня нагружения

где коэффициент суммарного сопротивления движению j-й опорной поверхности;
средний расход топлива на j-й опорной поверхности, л/100 км;
средняя скорость движения на j-й опорной поверхности, км/ч;
n коэффициент пропорциональности, характерный для каждого типа транспортного средства;
S_j пробег транспортного средства по j-й опорной поверхности.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что нормативное номинальное значение показателя W_jн на каждом виде дорог определяют через математическое ожидание коэффициента и нормированный пробег S _jн по каждому виду дорог:
промежуточное
3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в случае отклонения значения показателя от номинального условия испытаний корректируют ступенчато после выполнения принятого интервала пробега через коэффициент с переходом на более "легкую" или более "тяжелую" дорогу того же вида с выходом к завершению испытаний по j-й дороге на нормативное значение показателя W_jн.

РИСУНКИ

Рисунок 1