авторефераты диссертаций БЕСПЛАТНАЯ РОССИЙСКАЯ БИБЛИОТЕКА - WWW.DISLIB.RU

АВТОРЕФЕРАТЫ, ДИССЕРТАЦИИ, МОНОГРАФИИ, НАУЧНЫЕ СТАТЬИ, КНИГИ

 
<< ГЛАВНАЯ
АГРОИНЖЕНЕРИЯ
АСТРОНОМИЯ
БЕЗОПАСНОСТЬ
БИОЛОГИЯ
ЗЕМЛЯ
ИНФОРМАТИКА
ИСКУССТВОВЕДЕНИЕ
ИСТОРИЯ
КУЛЬТУРОЛОГИЯ
МАШИНОСТРОЕНИЕ
МЕДИЦИНА
МЕТАЛЛУРГИЯ
МЕХАНИКА
ПЕДАГОГИКА
ПОЛИТИКА
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ
ПРОДОВОЛЬСТВИЕ
ПСИХОЛОГИЯ
РАДИОТЕХНИКА
СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
СОЦИОЛОГИЯ
СТРОИТЕЛЬСТВО
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ТРАНСПОРТ
ФАРМАЦЕВТИКА
ФИЗИКА
ФИЗИОЛОГИЯ
ФИЛОЛОГИЯ
ФИЛОСОФИЯ
ХИМИЯ
ЭКОНОМИКА
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
ЭНЕРГЕТИКА
ЮРИСПРУДЕНЦИЯ
ЯЗЫКОЗНАНИЕ
РАЗНОЕ
КОНТАКТЫ

Pages:   || 2 | 3 |

Снижение вибронагруженности полноприводного легкового автомобиля на стадии его доводки

-- [ Страница 1 ] --

На правах рукописи

Прасолов Алексей Вячеславович

СНИЖЕНИЕ ВИБРОНАГРУЖЕННОСТИ ПОЛНОПРИВОДНОГО

ЛЕГКОВОГО АВТОМОБИЛЯ НА СТАДИИ ЕГО ДОВОДКИ

Специальность 05.05.03 – Колёсные и гусеничные машины

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание учёной степени

кандидата технических наук

Тольятти 2009

Работа выполнена на кафедре «Автомобили и тракторы» Тольяттинского государственного университета.

Научный руководитель: Кандидат технических наук, доцент

С.Н. Корнилов ;

Кандидат технических наук, доцент

М.В. Прокопьев.

Официальные оппоненты: Доктор технических наук, профессор

Н.М. Филькин

Кандидат технических наук,

С.В. Громовой

Ведущая организация: ООО «Анвис Рус», г. Тольятти.

Защита состоится 9 апреля 2009 года в 1400 часов на заседании диссертационного совета Д 212.065.03 в Ижевском государственном техническом университете по адресу: 426069, г. Ижевск, ул. Студенческая, дом 7, ИжГТУ, корп. 7.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Ижевского государственного технического университета.

Отзыв на автореферат в двух экземплярах, заверенных гербовой печатью, просим направить на имя учёного секретаря диссертационного совета.

Автореферат разослан « ____ » ____________ 2009 г.

Учёный секретарь диссертационного совета,

доктор технических наук, профессор __________________ Ю.В. Турыгин

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. Улучшение эксплуатационных свойств легковых автомобилей обусловлено ужесточением предъявляемых к ним требований нормативных документов и потребителей, соответствие которым особенно важно в условиях жесткой конкуренции между производителями автомобилей. Уровень вибронагруженности и внутреннего шума становится одним из главных показателей качества автомобиля и в значительной мере характеризует степень совершенства его конструкции.

При проектировании автомобиля процесс моделирования уровня вибрации и шума является наиболее сложным, для чего при построении математических моделей вводятся различные упрощения и используются эмпирические зависимости, полученные экспериментальным путем.

Одним из этапов проектирования автомобиля является его доводка, цель которой на реальном автомобиле довести различные параметры до соответствия нормам и требованиям. Методики доводки автомобиля по параметрам вибронагруженности и внутреннему шуму существуют у многих автопроизводителей, но являются «ноу-хау» и обусловлены наличием специального испытательного оборудования, методологического и программного обеспечения.

В связи с постоянным ужесточением норм внутреннего шума автомобиля, требований к уровню вибрации органов управления важно правильно и быстро оценить уровень вибронагруженности узлов автомобиля и предложить пути и средства его снижения, поэтому тема диссертации, направленная на снижение вибронагруженности и уровня внутреннего шума легкового автомобиля, является своевременной и актуальной.



Целью диссертационной работы является создание методики снижения вибронагруженности полноприводного легкового автомобиля на стадии его доводки путем оптимизации жесткостных характеристик подвески двигателя, трансмиссии и усилий осевого перемещения в компенсирующих устройствах карданных передач.

Методы исследования. В работе применены методы теории планирования эксперимента, математической статистики, численные методы математического анализа и оптимизации.

Объект исследования: полноприводный легковой автомобиль.

Новизна работы. Научная новизна выполненной диссертации заключается в следующем:

  1. Разработана расчетно-экспериментальная регрессионная модель колебаний полноприводного автомобиля для оптимизации вибронагруженности двигателя, трансмиссии и элементов салона в процессе разгона автомобиля;
  2. Определено влияние усилия осевого перемещения в компенсирующих устройствах карданных передач на уровень вибронагруженности автомобиля;
  3. Предложена методика оценки вибронагруженности узлов автомобиля при помощи единого обобщённого критерия оптимальности;
  4. Создана методика доводки автомобиля по уровню вибрации, путем настройки совместной работы двигателя и трансмиссии, позволяющая провести оценку вибронагруженности автомобиля, дать рекомендации по выбору характеристик варьируемых факторов.

Практическая ценность. Определены жесткостные характеристики подвески двигателя, трансмиссии и усилия осевого перемещения в компенсирующих устройствах карданных передач автомобиля ВАЗ-21214, при которых максимальный уровень внутреннего шума снижен на 2,5 дБА. Разработано программное обеспечение, позволяющее анализировать влияние, оказываемое жесткостными характеристиками подвески силового агрегата и усилием осевого перемещения в карданных передачах на уровень вибронагруженности узлов трансмиссии в процессе разгона автомобиля.

Реализация работы. На ОАО «АВТОВАЗ» результаты исследований вибронагруженности автомобиля ВАЗ-21214 учитывались при принятии решения о применении карданных шарниров ARJ для автомобиля ВАЗ-21214М, составлена инструкция по проведению факторных экспериментов на полноприводном динамометрическом стенде с беговыми барабанами. Результаты работы используются в учебном процессе на кафедре «Автомобили и тракторы» ТГУ.

Апробация работы. Основные положения диссертации были доложены и обсуждены на 49-ой Международной научно-технической конференции ААИ «Приоритеты развития отечественного автотракторостроения и подготовки инженерных и научных кадров», Москва, 2005г., Международном симпозиуме «Проектирование колесных машин», посвященному 175-летию МГТУ им. Н.Э. Баумана, Москва 2005г., VI и VII Научно-практических конференциях молодых специалистов ОАО «АВТОВАЗ», Тольятти 2004, 2005г.г., Всероссийской научно-технической конференции «Проблемы и перспективы автомобилестроения в России», Ижевск 2007г., кафедре «Автомобили и тракторы» Тольяттинского государственного университета в 2004-2008 г.г.

Публикации. По теме диссертации опубликовано 8 работ, включая 2 публикации в изданиях, рекомендованных ВАК РФ для публикации материалов кандидатских диссертаций.

Структура и объём диссертации. Диссертационная работа состоит из введения, четырёх глав и выводов, списка литературы (127 наименований). Основная часть работы изложена на 125 страницах машинописного текста, содержит 34 рисунка и 23 таблицы.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обосновывается актуальность темы диссертационной работы, формулируется цель, научная новизна и практическая значимость полученных результатов.

В первой главе выполнен анализ работ, посвященных теоретическим и экспериментальным исследованиям виброактивности силового агрегата автомобиля. Рассмотрены различные факторы, влияющие на вибронагруженность легкового автомобиля, в том числе системы подрессоривания автомобильных двигателей и трансмиссии, конструктивные особенности карданных передач и колес. Проведен обзор динамических моделей колебаний силового агрегата автомобиля и их математических описаний.

Исследованию вибрации легковых автомобилей посвящено множество работ как теоретического, так и практического характера. Результаты исследований нашли свое отражение в работах ученых Ананьева И.В., Вермеюка В.Н., Гладова Г.И., Григорьева Е.А., Дементьева Ю.В., Емельянова А.Е., Колесника К.В., Ковальчука А.В., Кондрашкина А.С., Контанистова С.П., Корнилова С.Н., Корчемного Л.В., Латышева Г.В., Ломакина В.В., Лунева И.С., Минкина Л.М., Наследова П.В., Новокшонова В.К., Полунгяна А.А., Прокопьева М.В., Семенова В.М., Соломатина Н.С., Стефановича Ю.Г., Родионова В.Ф., Тольского В.Е., Умняшкина В.А., Филькина Н.М., Фрумкина А.К., Цитовича И.С., Черепанова Л.А., Чудакова Е.А., Шарипова В.М., Шуплякова В.С., Яценко Н.Н., Astrom K.J., Balfour G., Hamzeh O.N., Lim B., Maucher P., Ponslet. Е., Sakamoto T., Schoggl P. и других известных отечественных и зарубежных ученых.

Учитывая тесную связь и зависимость уровня вибронагруженности и внутреннего шума автомобиля, проведен обзор работ на данную тему, определены основные показатели и нормативные документы, регламентирующие параметры шумо- и виброкомфорта.

Вопросам изучения вибронагруженности и внутреннего шума автомобилей посвящены работы Анкиновича Г.Г., Бочарова Н.Ф., Воронцова С.А., Гудцова В.Н., Косых А.Н., Латышева Г.В., Луканина В.Н., Лукина П.П., Лунева И.С., Нюнина Б.Н., Стрементарева В.А., Тольского В.Е., Chikamori S., Yoshikawa N. и др.

Оценивая общее состояние проблемы, сделаны следующие выводы:

  1. Эксплуатационные свойства и комфортабельность управления автомобилем напрямую зависят от виброактивности силового агрегата и трансмиссии, а основной способ снижения передачи вибрации от двигателя – оптимизация характеристик опор подвески силового агрегата и трансмиссии;
  2. Известные динамические модели колебаний силового агрегата полноприводных автомобилей не учитывают влияние усилия осевого перемещения в компенсирующих устройствах карданных передач на уровень вибронагруженности автомобиля;
  3. При создании математических моделей для расчета колебаний силового агрегата используются допущения, которые влияют на точность и достоверность результатов;
  4. Имеющиеся методики предназначены для использования при проектировании автомобиля, а их использование при доводке готового автомобиля, ходовых макетов, прототипов требует значительного усложнения моделей;
  5. Авторы многих работ по снижению вибрации силового агрегата не исследуют их связь с уровнем шума в автомобиле;
  6. Направление по доводке и экспериментальному исследованию легковых полноприводных автомобилей для снижения вибрации и шума малоизученно, а работы по исследованию колебаний многоосных транспортных средств и тракторов в данном случае не могут быть применимы в полном объеме;
  7. Перечисленные методики не универсальны, в большинстве своем имеют узконаправленную применяемость и рассчитаны на определенный тип автомобиля, расположение силового агрегата, и т.д.

На основании сделанных выводов сформулированы основные задачи диссертации:

  1. Провести экспериментальные исследования вибрационного состояния автомобиля ВАЗ-21214 в режиме «плавного разгона» для оценки уровня вибронагруженности узлов автомобиля и подготовки исходных данных для наполнения регрессионной модели;
  2. Разработать расчетно-экспериментальную регрессионную модель для моделирования вибронагруженности узлов автомобиля в процессе разгона, учитывающую влияние усилия осевого перемещения в компенсирующих устройствах карданных передач;
  3. Разработать методику оценки вибронагруженности узлов автомобиля в процессе разгона, оценочный критерий, шкалу оценки;
  4. Разработать методику оптимизации, для определения рациональных жесткостных характеристик подвески двигателя, трансмиссии и усилия осевого перемещения в компенсирующих устройствах карданных передач;
  5. Исследовать связь уровня вибронагруженности с уровнем внутреннего шума, с целью определения влияния предложенных изменений на внутренний шум;
  6. Разработать рекомендации по снижению уровня вибронагруженности и внутреннего шума автомобиля.

Вторая глава посвящена проведению экспериментальных исследований по определению уровня вибронагруженности автомобиля ВАЗ-21214 и подготовке исходных данных для построения математической модели.

Согласно обзору работ, основной способ защиты кузова и трансмиссии от вибрации – правильный подбор характеристик опор подвески силового агрегата и трансмиссии. В данной работе, как фактор, существенно влияющий на уровень вибронагруженности автомобиля, рассмотрен такой параметр, как усилие осевого перемещения в компенсирующих устройствах карданных передач. На рис. 1 представлена структурная схема силового агрегата и трансмиссии автомобиля ВАЗ-21214, учитывающая характеристики упругости опор двигателя, коробки передач, раздаточной коробки и усилия осевого перемещения в компенсирующих устройствах карданных передач переднего и заднего мостов.





 Структурная схема На рис.1-0

Рис. 1. Структурная схема

На рис.1 применены следующие сокращения: ДВС – двигатель, КП – коробка передач, РК – раздаточная коробка, ПМ- передний мост, ЗМ – задний мост, т.О и т.О1 – соответственно центры качания заднего моста и карданной передачи.

Оценка вибрационного состояния элементов трансмиссии и кузова осуществлялась по величине виброускорений, зарегистрированных с помощью датчиков виброускорений. Замеры виброускорений выполнены при помощи аппаратуры сбора данных «SC-9060» ф. «РК SYSTEM», вибродатчиков типа AT 1105-10. Обработка записи показаний вибродатчиков производилась с помощью пакета программ «nSOFT». Трехкоординатные вибродатчики устанавливались в районе передних опор двигателя, около опоры коробки передач, на раздаточной коробке, на картере переднего моста, на картере заднего моста, однокоординатные – на днище около салазок сиденья водителя и в районе ног заднего левого пассажира, на рулевом колесе, на рычаге переключения передач.

На заднем и переднем мостах, двигателе, коробке передач и раздаточной коробке показания снимались по оси Х (продольная ось автомобиля), Y (поперечная ось автомобиля) и по оси Z (вертикальная ось автомобиля). На рулевом колесе, рычаге переключения передач, днище салона у ног пассажира и водителя – только по оси Z.

Эксперименты по исследованию уровня вибрации проводились в соответствии с планом дробного факторного эксперимента 25-1, в качестве дробной реплики был принят задний карданный вал Х5. Факторы варьировались на уровнях +1 и –1 (таблица 1).

Жесткостные характеристики опор подвески двигателя, коробки передач и раздаточной коробки определялись в Отделе исследования шумов и виброкомфорта Дирекции технического развития (ОИШВ ДТР) ОАО "АвтоВАЗ" с помощью специализированного стенда фирмы "МТS". Испытания по определению экспериментальных зависимостей между крутящим моментом на приводном валу и возникающей вследствие этого при ходе подвески осевой силы проводились в Отделе доводки трансмиссии ДТР.

Таблица 1.

Кодированное обозначение Фактор Уровень +1 (базовый) Уровень -1 (экспериментальный)
Х1 Усилие осевой компенсации в карданном вале привода переднего моста за счет шлицевого соединения (2800 Н при Мкр=200 Нм) за счет ШРУСов ARJ (55 Н при Мкр=200 Нм)
Х2 Жесткость опор раздаточной коробки статическая жесткость 315 Н/мм) жесткость снижена на 20% = 250 Н/мм)
Х3 Жесткость задней опоры силового агрегата статическая жесткость 315 Н/мм) жесткость снижена на 20% = 250 Н/мм)
Х4 Жесткость передней опоры силового агрегата статическая жесткость 550 Н/мм) жесткость снижена на 47% = 290 Н/мм)
Х5 Усилие осевой компенсации в карданном вале привода заднего моста за счет шлицевого соединения (2800 Н при Мкр=200 Нм) за счет ШРУСов ARJ (55 Н при Мкр=200 Нм)


Pages:   || 2 | 3 |
 

Похожие работы:







 
© 2013 www.dislib.ru - «Авторефераты диссертаций - бесплатно»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.