jkZevgZy gZmqgZy [b[ebhl dZ · ПРАВИТЕЛЬСТВА МОСКВЫ ОАО «АСМ ХОЛДИНГ» 107996, К-31, ГСП-6, Москва, улица Кузнецкий Мост,

Вологодская областная универсальная научная библиотека www.booksite.ru

ААВТОСАЛОН

25-31 АВГУСТАВыставочный комплекс ЗАО «Экспоцентр» на Красной Пресне, Москва

m s

Exhibition Complex' of Expocentr at Krasnaya Presnya, Moscow, Russia

При поддержке / Supported by: Организаторы / Organized by:

OICA—a j.f"

'чйг

МИНИСТЕРСТВА ПРОМЫШЛЕННОСТИ, НАУКИ И ТЕХНОЛОГИЙ РФ, ПРАВИТЕЛЬСТВА МОСКВЫ

ОАО «АСМ ХОЛДИНГ»107996, К-31, ГСП-6, Москва, улица Кузнецкий Мост, 21/5, оф. 5-076 Тел.: (095) 925 5179 Факс: (095) 926 0619 E-mail: [email protected]

www.asm-holding.ru

При содействии / Assisted by:

>/чСЗАО Экспоцентр

Спонсор / Sponsored by:


mailto:[email protected]

http://www.asm-holding.ru

«ЕМЕСЯЧНЫИпАУЧНО-ТЕХНИЧЕСКИЙЖУРНАЛ

Издается с мая 1930 года

Москва "Машиностроение"

У Ч Р Е Д И Т Е Л И :

МИНИСТЕРСТВО ПРОМЫШЛЕННОСТИ, НАУКИ И ТЕХНОЛОГИЙ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ,

ОАО 'АВТОСЕЛЬХОЗМАШ-ХОЛДИНГ'

АВТОМОБИЛЬНАЯ ПРОМЫШЛЕННОСТЬ

№ 7 • июль • 2003

ЭКОНОМИКАИ ОРГАНИЗАЦИЯ ПРОИЗВОДСТВА

УДК 629.113."7Г:001.01

М о д е л ь р е ал и зац и и

"КО НЦЕПЦИ И РАЗВИТИЯ

ОТЕЧЕСТВЕННОЙ АВТОМОБИЛЬНОЙ

ПРОМЫШЛЕННОСТИ д о 2 0 1 0 г."

И ЕЕ ГЛАВНЫЙ ИНСТРУМЕНТ —

МОНИТОРИНГ

Канд. экон. наук А.А. ИПАТОВ, д-р техн. наук Н.Н. Я ЦЕН КО,А.В. СИРОТКИНА

НАМИ

Концепция развития отечественной автомобильной промышленности — результат и свидетельство острой государственной значимости автотранспортного комплекса для интересов страны в новых условиях жизни. Стало ясно, что переход от планово-командной экономики к рыночной не снимает ранее существовавших проблем. Поэтому разработчики "Концепции" основной упор сделали на показатели как доперестроечной экономики, так и нынешней, рыночной. Причем работать им пришлось в далеко не благоприятной обстановке. Достаточно сказать, что из 26 млн АТС, которые есть в России, 40—45 %, если ориентироваться на западные нормы (требования "Евро-2" и "Евро-3"), можно считать технически не пригодными к эксплуатации. Поэтому "Концепция" представляет собой и воспринимается не просто как очередной документ, отражающий ситуацию, сложившуюся в отрасли, но и как надежду, своего рода мотор, который должен привести в действие ее потенциал.

Для реализации "Концепции" прежде всего нужна модель действий на протяжении длительного периода.

Такая модель может быть построена лишь на основании подхода, который принято называть системным, т. е. охватывающим все аспекты реальных обстоятельств и ситуаций. Предпосылки такого подхода в "Концепции" есть. В том числе как минимум пять факторов, напрямую способствующих этому.

Во-первых, положения "Концепции" по своей сути представляют собой динамические процессы, развивающиеся во времени и, как правило, имеющие численные характеристики. Это величины роста выпуска легковых и грузовых автомобилей в течение планируемого периода, вклада отрасли в ВВП; улучшение уровня экологической безопасности АТС (например, конкретные даты соответствия продукции отрасли требованиям "Евро-2”, "Евро-3" и т. д.); снижение экологической нагрузки на окружающую среду на 60—65 %; уменьшение годового экологического ущерба на многие миллиарды руб. в год, удельного расхода топлива силовыми установками АТС — на 30 %.

Но "Концепция", и в этом ее достоинство, рассматривает не только технические, но и финансовые аспекты развития отрасли, включая его источники в целом и отдельно — по НИОКР.

Во-вторых, она предусматривает взаимодействие трех основных сторон, заинтересованных в ее реализации: потребителей автомобильной техники как в полнокомплектном исполнении, так и в виде отдельных компонентов конструкции, запасных частей и принадлежностей; изготовителей этой техники — автомобильной промышленности как совокупности акционерных фирм с различными профилями продукции, производственными мощностями, формами менеджмента и инфраструктурой; государства как конституционного гаранта соблюдения интересов потребителей, вместе с тем оказывающего поддержку изготовителям в развитии производства, защите на рынке и в конкурентной борьбе.

------------------------------------------------------------------------------------------------I* **» -*■ |.Л Г -----©ISSN 0005-2337. Издательство “Машиностроение”, “Автомобильная промышленность”, 2003 г. 1


Концепция развития

автомобильной промышленности

на период до 2010 г.: цели, задачи,

стратегия, пути и меры,

обеспечивающие условия реализации

Потребители: фирмы-

перевозчики грузов и пассажиров; предприятия

муниципального общественного

транспорта; индивидуальные владельцы АТС;

фирмы и предприятия сервисного

обслуживания

Автомобильный парк

Органы государственного управления; Минпромнауки

и технологий; Минэкономразвития; Минтранс;

МВД; Госстандарт и другие заинтересованные ведомства

^ ------------

Централизованная система мониторинга

реализации Концепции. Федеральный научный центр автомобильной

---- Информация промышленности(НАМИ и другие НИИ);

база данных;автоматизированная

информационная система

ения уатации

Сплуатационнь испытаниях/

"фактических< и характер

В-третьих, в "Концепции" учтены не только взаимодействие, но и взаимозависимость сторон. Так, процессы ее реализации в автомобильной промышленности и привлекаемых смежных отраслях неизбежно подвергаются воздействию двух других заинтересованных сторон: потребителей — через рыночные механизмы (спрос, сбыт, удовлетворенность, соотношение потребительской стоимости и покупательной способности и др.), государства — посредством прямого (через механизмы стандартизации, сертификации, с помощью законодательных актов, тарифных барьеров и др.) влияния на техническую политику предприятий.

В-четвертых, "Концепция” исходит из того, что процессы ее реализации могут и будут подвергаться случайным изменениям и, следовательно, потребуют своевременных корректирующих воздействий.

Наконец, в-пятых, в ней учтено, что эти процессы могут и должны измеряться с помощью количественных или качественных индикаторов, часть которых еще необходимо разработать.

Эти основные, далеко не полные, особенности позволяют формализовать реализацию "Концепции" в виде управляемой модели (см. рисунок). Но, разумеется, только при условии, что намеченные в ней процессы и их текущие результаты измеряются и отслеживаются. Ибо, не имея их, скорректировать что-либо, а значит, добиться поставленных целей невозможно. Иными словами, для успешной реализации "Концепции" необходима обширная информация о ходе реализации намеченных процессов, доступная и понятная всем названным выше заинтересованным сторо

нам, побуждающая их принять участие в развитии автомобильной промышленности.

Такую информацию может дать только система непрерывного мониторинга процессов и результатов во времени.

Государство в этом направлении свой шаг сделало. Оно намерено содействовать мониторингу и формированию базы данных не только по свойствам и техническим характеристикам выпускаемой отраслью продукции, но и созданию научных заделов, развитию мер и условий реструктуризации производства и др. Предусматривается также развитие эффективной инфраструктуры информационного научного обеспечения реализации "Концепции" — вплоть до организационного ее оформления в виде федерального научного центра автомобильной промышленности на базе НАМИ и других существующих научно-исследовательских и проектных организаций государственной формы собственности. Таким образом, дело — за производителями и потребителями автомобильной техники.

Это соображения общие. Теперь рассмотрим (по модели) систему мониторинга реализации концепции более конкретно.

Во-первых, из рисунка видно, что мониторинг может быть межведомственным, межкорпоративным и межотраслевым, поскольку для реализации "Концепции" ее положения включаются в отраслевые программы.

Второе: для эффективного использования модели нужно, чтобы система мониторинга охватывала как входные процессы, так и выходные (результаты). Что,

2 Автомобильная промышленность, 2003, № 7Вологодская областная универсальная научная библиотека

www.booksite.ru

тественно, сделать непросто. Ведь процессы разви- ...я, предусмотренные в "Концепции", разнородны, следовательно, неизбежна и разнородность информации. Поэтому сразу возникает проблема выбора надежных источников информации и методов ее отбора по приоритетности, значимости в конкретный момент времени.

Третье: в системе мониторинга возникают задачи обработки и анализа информации: нужно, чтобы показатели процессов связывались с показателями их результатов.

Четвертое: пользователи, как правило, заинтересованы только в нужной каждому из них информации (содержание, показатели, форма получения и т. д.). Поэтому система мониторинга должна быть, очевидно, не зависящей от источника информации.

Есть и другие проблемы системы мониторинга. Например, ясно: по мере ее развертывания информационные ресурсы будут расти количественно и качественно, что неизбежно обострит проблему их производительности. Решить ее удастся, и это тоже совершенно очевидно, только с помощью высокопроизводительных информационных технологий. Таких, например, как CALS-технологии: именно они позволяют свободно следить за процессами реализации "Концепции”, преодолевать неизбежные организационные "барьеры", а также принимать меры по защите, хранению информации, обеспечивать свободный доступ к ней, избавляться от такого известного в прошлом порока системы управления развитием отрасли, как принятие даже ключевых решений не на основе информации, полученной из надежных источников, а по интуиции или на основе мнения влиятельных лиц. И потому CALS- технологии нужно внедрять уже сегодня.

Из всего сказанного следует, что мониторинг представляет (должен представлять) собой экономичную, гибкую, самообучающуюся систему, нацеленную на улучшение деятельности по развитию автомобильной промышленности всеми названными выше сторонами, способную адаптироваться к любым конкретным для конкретного момента обстоятельствам.

Его внедрение, разумеется, требует времени, материальных и финансовых затрат. Причем затрат больших, чем предусмотрено "Концепцией" (анализ показывает, что государство выделяет лишь 6,9 % денежных средств, необходимых для реализации системы мониторинга).

Многие считают: положение затруднительное. Однако трудности преодолимы. Ведь в результатах мониторинга, информативности заинтересованы не только государство, но и две другие стороны процессов — изготовители и потребители автомобильной техники. Если учесть данное обстоятельство, то финансирование мониторинга должно и будет восприниматься как оплата информационных услуг, без которых ни производитель, ни потребитель удовлетворить свои интересы не могут.

Или возьмем проблему темпов внедрения системы мониторинга. Понятно: процесс этот будет постепенным. Во-первых, потребитель информации должен убедиться в том, что она ему не только полезна, но и выгодна. Во-вторых, задач, поставленных "Концепцией",

очень много, поэтому начинать придется с решения не всех одновременно, а лишь самых приоритетных.

Что касается технологии мониторинга, то здесь дело обстоит проще: опыт организации сбора, обработки и представления информации в стране накоплен огромный. В частности, в ходе совместной работы автомобильной промышленности и автомобильного транспорта в области достоверной оценки качества и надежности АТС. Правда, данный опыт нужно корректировать с учетом того, что главными источниками и потребителями информации стали частные фирмы, основная цель которых состоит в том, чтобы возвратить инвестиционный капитал и получить прибыль. Хотя, надо сказать, в последнее время фирмы начинают понимать: упор только на прибыль очень легко входит в противоречие с интересами потребителя и, как результат, интересами самой фирмы. Иными словами, все большее число изготовителей и потребителей постепенно (а иногда и быстро) сознают, что общество сегодня очень основательно осведомлено о своей роли на рынке и в социальной сфере.

При организации системы мониторинга нельзя не учитывать других участников бизнеса. Что тоже понятно. Не случайно все большее число фирм отказываются от корпоративной замкнутости в системе "изготовитель-поставщик". Очевидно, тенденцию нужно распространить и на всю автомобильную промышленность, потому что успех каждого зависит от справедливого распределения суммарной ее выгоды. В том числе выгоды от реализации "Концепции".

Таким образом, непрерывный мониторинг, действительно, можно назвать если не главным, то одним из главных инструментов реализации "Концепции": без достоверной (точной и своевременной) информации о фактическом техническом уровне, качестве, потребительской ценности автомобильной техники выходить с ней на рынок бессмысленно — его займут те, кто освоил эти "азы" бизнеса. То есть интересы государства, изготовителей и потребителей разойдутся.

Возникает вопрос: мониторинг — безусловно, хороший инструмент, но как его организовать, чтобы все, кто заинтересован, получали те самые достоверные результаты?

Ответ на него долго искать не нужно: необходимы централизованные эксплуатационные испытания. Подчеркиваем: не массовая эксплуатация, не сертификационные испытания, а именно — эксплуатационные.

Дело в том, что эксплуатация АТС в частных фирмах явно затрудняет сбор информации — фирмы заняты другим делом. А на одних рекламациях поставленных целей не достичь. Сертификационные испытания тоже, как показал опыт, полной информации не дают, поскольку рассматривают лишь один аспект АТС — безопасность, а такие характеристики, как надежность, ресурс, эксплуатационная технологичность, сохраняемость, работоспособность, остаются за их рамками. Поэтому нужен мониторинг, проводимый в ходе специальных эксплуатационных испытаний. Другого пути непрерывного улучшения выпускаемой отраслью продукции попросту нет. Эти испытания следует проводить на государственном уровне, потому что только государственным органам управления, стоящим, как

Автомобильная промышленность, 2003, № 7 3


говорится, априори на страже интересов общества, нужна информация о фактическом состоянии автомобильной техники при ее эксплуатации. Ведь не случайно принят закон "Об основах технического регулирования в Российской Федерации", который устанавливает жесткие правила в отношении безопасности продукции и отделяет сертификацию, как платные услуги, от контроля исполнения технического регламента. Данный закон переводит государственный контроль (надзор) соблюдения технического регламента исключительно в сферу обращения, т. е. на рынок готовой продукции и ее эксплуатации. Причем предпочтение "Концепция" отдает, как и зарубежное автомобилестроение, фактическим характеристикам автомобильной техники в условиях эксплуатации.

Исходя из этого можно сделать вывод: система мониторинга способна снизить нагрузку на органы государственного контроля (надзора) в сфере обращения автомобильной техники и, что самое главное, работать в интересах потребителя.

Несмотря на все проблемы, будущее — за мониторингом. Без него "Концепция" превращается в декларацию, а не в руководство к действию. Об этом свидетельствуют не только результаты теоретического анализа, но и практические исследования (эксплуатационные испытания) партии легковых автомобилей, выполненные (в порядке конкурсной НИР) в НАМИ по заданию Минпромнауки.

В программу этих испытаний входят разработка методики сбора, обработки и оформления информации, ввода данных в автоматизированную информационную систему, моделирования интегральных оценок потребительских свойств АТС в условиях индивидуальной эксплуатации и в системе АТП, а также исследования динамики потребительских свойств автомобиля в гарантийный и послегарантийный периоды (топливная экономичность, скоростные свойства, токсичность отработавших газов, внутренние и внешние шумы и т. п.). Особое внимание уделяется надежности транспортных процессов, в качестве показателей которой принимаются безотказность, эксплуатационная технологичность, временные и материальные затраты.

Результаты исследований, как и ожидалось, выявили многое. Прежде всего — необходимость изменения их организации, обусловленную новыми условиями производства и эксплуатации автомобильной техники.

Так, установлено, что при использовании обширной методической базы эксплуатационных испытаний и планомерных наблюдений в широко развитой ранее системе ЭПАХов акценты обычно делали на функциональный анализ конструкции. Теперь в гораздо большей степени потребителей интересуют результаты стоимостного анализа. Это относится прежде всего к показателям таких характеристик надежности, как безотказность и эксплуатационная технологичность автомобиля. Кроме того, одной из наиболее актуальных задач становится соотношение прибыли и затрат на поддержание его в работоспособном состоянии — то, что стояло, так сказать, за пределами анализа цен на запасные части, расходные материалы, а также тарифы и сервисное обслуживание и ремонт, поскольку они устанавливались законодательно и "не плавали".

В то же время сами эксплуатационные испытани изменили свой статус межведомственных. Сейчас связей даже между предприятиями-изготовителями АТС и предприятиями-потребителями автомобильной техники практически нет. Один из итогов этого: рыночные цены на запасные части, необходимые для ТО и ТР, стали определяющими в затратах на поддержание работоспособности автомобилей в эксплуатации и более чем вдвое превышают цены тех же компонентов, поступающих на сборку автомобиля на предприятии- изготовителе. В том числе (если не в первую очередь) "благодаря" посредникам. К этому следует добавить, что на рынке запасных частей обращается контрафактная низкокачественная продукция "теневых” изготовителей. Что, с одной стороны, уменьшает прибыль изготовителя, удорожает эксплуатацию, с другой — искажает данные опытной эксплуатации о фактической надежности выпускаемых автомобилей. То есть, в конечном счете, говорит в пользу централизованных эксплуатационных испытаний.

В НАМИ отработаны документы по организации эксплуатационных испытаний, учитывающие специфику рыночных условий. В том числе правила выполнения работ и их финансирование. Причем юридически состоятельные формы документации для контрактов о проведении эксплуатационных испытаний составили с учетом их обязательного исполнения субъектами хозяйственной деятельности независимо от хозяйствен- но-правовой формы собственности и подчиненности, а также принадлежности органам государственного и местного самоуправления. Все делали с учетом отечественного и зарубежного опыта. Скажем, испытав подконтрольную партию автомобилей зарубежного производства, можно получить возможность сопоставить оценки их потребительских свойств и свойств отечественных аналогов, которые явно не совпадают с оценками и точкой зрения автомобильных СМИ. Ведь неоднократно обнаруживалось, что наши АТС обладают многими конкурентными преимуществами перед зарубежными, особенно при их эксплуатации в российских условиях. И не только по характеристикам полнокомплектных образцов, но и по отдельный комплектующим. На этой основе отработаны предложения высшим менеджерам фирм-изготовителей и потребителей автомобильной техники включаться на договорной основе в проводимые эксплуатационные испытания.

Системное представление о реализации "Концепции развития автомобильной промышленности на период до 2010 г." по приведенной выше модели и опыт эксплуатационных испытаний автомобилей, организованных в НАМИ, приводит к следующим выводам.

1. Успешная реализация "Концепции" на протяжении длительного промежутка времени настоятельно требует постоянной диагностики связанных с ней разнородных и сложных процессов, причем с первого до последнего (2010 г.) дня. Задачи диагностики: выявлять приоритетные процессы в определенные моменты времени, обосновывать целесообразность приоритетов в деятельности разных участников, фиксировать улучшение и анализировать достигнутые результаты, обеспечивать органы государственного управления


www.booksite.ru

ростоверными данными, необходимыми для принятия решений, способствующих достижению целей развития отечественного автомобилестроения. Решить эти задачи можно только с помощью непрерывного мониторинга. То есть мониторинг процессов реализации "Концепции" — абсолютно обязательная самостоятельная структура в модели развития автомобильной промышленности.

2. В связи со сложностью и многообразием процессов реализации "Концепции" для "обустройства" структуры мониторинга как системы нужно разработать и решить ряд научно-технических проблем — начиная от выбора индикаторов и параметров процессов, их измерения и кончая технологией накопления и передачи информации заинтересованным участникам развития автомобильной промышленности. То есть мониторинг — это непрерывно и постепенно развивающаяся система.

3. Система мониторинга приобретает оптимальность, если основывается на испытаниях автомобильной техники в реальной эксплуатации: их результаты позволяют в интегрированной форме сравнивать меры и мероприятия, связанные с развитием автомобильной промышленности в направлении реализации "Концепцией". В то же время практика организации опытной эксплуатации в НАМИ показывает, что пускать дело на самотек нельзя. Наоборот, нужно создавать новую информативно-методическую документацию эксплуа

тационных испытаний, т. е. новые отраслевые и государственные стандарты. Прежде всего документацию по отслеживанию динамики потребительских свойств и стабильности характеристик экологической и конструктивной безопасности АТС. И очевидно, что к разработке такой документации следует привлекать, в интересах ее авторитетности, не только научные организации различных министерств и ведомств, но и технический комитет "Дорожный транспорт" Госстандарта РФ.

4. Так как в реализации "Концепции" важное место занимают смежные отрасли, государственные программы развития экономики страны и отдельных ее регионов, то информация обо всем перечисленном необходима для оперативного управления и принятия решений федерального уровня. Поэтому пришло время принять постановление правительства РФ "Положение о мониторинге качества и безопасности продукции автомобильной промышленности". Тем более что опыт подобной меры, который отражен в "Положениио мониторинге качества, безопасности пищевых продуктов", утвержденном постановлением № 883 правительства РФ, оказался положительным.

Все рассмотренное выше соответствует аналогичным принципам работы зарубежной автомобильной промышленности. И, как известно, небезуспешно. Воспользоваться ее опытом не только целесообразно, но и необходимо, и актуально.

^ ^ ^ ф а к т ы

Собрание акционеров ОАО "АвтоВАЗ" подвело итоги деятельности общества в 2002 г.

Основные экономические показатели предприятия таковы. Рост рыночной цены обыкновенных акций составил 23 %. Объем произведенной за год продукции — 91 119,7 млн руб. (рост на 5,5 %). Изготовлено 703 тыс. автомобилей (против 760 тыс. в 2001 году). Чистая прибыль ОАО составила 700,4 млн руб.; выручка превысила 92 млрд руб. (рост на 0,5%).

Сокращение производства автомобилей в октябре удалось частично компенсировать увеличением на 13,1 процента поставок на экспорт готовых автомобилей и, особенно, сборочных комплектов, объем производства которых вырос в 1,6 раза. Начаты поставки автокомплектов в Египет, Казахстан, а также на Кременчугский автосборочный завод (Украина). При 15,1 % инфляции (официальные данные) цены на ав

томобили ВАЗ выросли лишь на 8 %, на сборочные комплекты — на 13,2.

Основные производственные подразделения и дирекция по техническому развитию ОАО «АвтоВАЗ» подтвердили соответствие требованиям международных стандартов ИСО 9000, что позволило беспрепятственно присутствовать на зарубежных рынках, в том числе в странах ЕЭС. Внедрена трехуровневая система управления качеством, которая охватывает корпоративный центр, бизнесединицы, а также уровень поставщиков и дилеров. Начата работа по подготовке к аттестации по новым требованиям ИСО 9001\2000 и ИСО/ТУ 16 949.

В соответствии с принятым графиком ведется подготовка производства «Калины»: мощности по выпуску 100 тысяч автомобилей семейства ВАЗ-1118 должны вступить в строй в 2004 г. В эти же сроки предполагает

ся представить покупателям новый автомобиль ВАЗ-2170, спроектированный на платформе семейства ВАЗ-2110, но имеющий более современные интерьер и экстерьер. Производство автомобилей классической компоновки, учитывая сохраняющийся спрос на них, будет сохранено: на смену устаревшим моделям разрабатывается новое семейство - ВАЗ-2151. В 2002 году были изготовлены первые 450 автомобилей «Шевроле Нива», прототипом которым послужил BA3-2123. В настоящее время плановый темп их сборки составляет 96 шт. в сутки.

Собрание акционеров приняло решение выплатить годовые дивиденды по привилегированным акциям типа "А" в размере 17 рублей на одну акцию, по обыкновенным —5 рублей на акцию.

Избран новый состав совета директоров АО "АвтоВАЗ".

[По информации пресс-службы ВАЗа]

Автомобильная промышленность, 2003, № 7 5Вологодская областная универсальная научная библиотека

www.booksite.ru

КОНСТРУКЦИИАВТОТРАНСПОРТНЫХ СРЕДСТВ

УДК 629.118.74

П р и ц е п н а я т е х н и к а МАЗКанд. техн. наук А.П. РАКОМСИН, В.В, КОРСАКОВ,В.А. ЧЕРНОВ

В отличие от большинства своих зарубежных и отечественных конкурентов Минский автозавод помимо грузовых автомобилей-тягачей сам изготовляет прицепы и полуприцепы к ним. Как общетранспортные — бортовые и тентованные большого объема, предназначенные для перевозки затаренных грузов, так и специализированные, для транспортировки контейнеров, строительной и дорожной техники, хлыстов и сортиментов леса, различных строительных материалов, асфальта и т. д. Вся выпускаемая прицепная техника сертифицирована, соответствует международным стандартам, требованиям Правил ЕЭК ООН и Директивам ЕС.

В настоящее время МАЗ выпускает серийно шесть моделей прицепов (табл. 1). Это бортовые МАЗ-8926-02 и MA3-83781 грузоподъемностью 8,24 и 14,35 т соответственно; безбортовой прицеп-шасси МАЗ-8925-02 грузоподъемностью 9 т; прицепы-сортиментовозы MA3-83781-20 и МАЗ-8926-20 грузоподъемностью 15 и 8,24 т; прицеп-роспуск МАЗ-9008 для перевозки леса в хлыстах (эксплуатируется в составе автопоезда с полноприводным лесовозным тягачом). Все серийные прицепы — двухосные, имеют сварную раму из низколегированных сталей, снабжены рессорной подвеской (роспуск МАЗ-9008 — рессорно-балансирной), пневматической двухпроводной тормозной системой с тормозными барабанами диаметром 420 мм, механическим приводом стояночного тормоза, колесами размера 8,5В-20 с шинами 12,00R20.

Модельный рад серийных полуприцепов МАЗ включает 12 моделей и модификаций (табл. 2). В их числе — бортовые тентованные одно-, двух- и трехосные полуприцепы грузоподъемностью от 14 до 26,5 т, а также полуприцепы-контейнеровозы (30 и 33 т). Их выпускают как с рессорной (рессорно-балансирной) так и пневматической подвесками. Специализированные же полуприцепы — самосвалы грузоподъемностью 16 и 26 т, платформу для перевозки тяжелой строительной техники (30—42 т) и сортиментовоз (30,3 т) изготовляют только с рессорной подвеской.

Стояночная тормозная система полуприцепа-платформы MA3-9379 — с приводом от энергоаккумуляторов, у остальных полуприцепов привод механический. Рабочая тормозная система, как на прицепах, — пневматическая двухпроводная, с барабанными (диаметр 420 мм) тормозными механизмами.

Рамы полуприцепов — с лонжеронами двутаврового сечения, переменного по высоте. Под рамой монтируются механические двухскоростные опорные устройства.

Как известно, чтобы успешно конкурировать на современном рынке, производитель вынужден постоянно совершенствовать свою продукцию. В том числе, естественно, и для рынка прицепов. В связи с этим МАЗ, в частности, вынужден увеличивать грузовместимость (объем кузова и грузоподъемность) своей прицепной техники. Что при ограниченных законодательно полной массе, осевых нагрузках, габаритных размерах и требованиях потребителей обеспечивать высокую надежность, низкую трудоемкость обслуживания, небольшие эксплуатационные затраты и ресурс не менее 1 млн км крайне сложно. Однако МАЗ все эти показатели в целом дает. Особенно на образцах перспективных АТС.

Таблица 1

Параметр МАЗ-8926-02 МАЗ-8925-02 MA3-83781 MA3-83781-20 МАЗ-8926-20 МАЗ-9008

Тип Бортовой Прицеп- Бортовой Сортиментовоз Сортиментовоз Прицеп-росшасси с тентом пуск

Масса, кг:перевозимого груза 8240 9000 14 350 15 000 8240 13 500 (15 500*)снаряженного прицепа 3760 3000 5650 5000 3760 4850полная, 12 000 12 000 20 000 20 000 12 000 18 350 (20 350*)в том числе:

на переднюю ось 6000 6000 10 000 10 000 6000 —

на заднюю ось (тележку) 6000 6000 10 000 10 000 6000 18 000 (20 000*)Кузов:

внутренние размеры, мм 5500 х 2365 х — 7715 х 2420 х — — —

х 685 х 2330объем, м3 — — 43,5 — —

* Конструктивно допустимая масса.


www.booksite.ru

Рис. 1. МАЗ-93781-20 Рис. 2. МАЗ-9008

Так, в ближайшее время предстоит освоить выпуск двухосного (МАЗ-87011) и трехосного (МАЗ-8701) бортовых тентованных прицепов, двух- и трехосных полуприцепов увеличенного объема (в том числе с кузовами фургоном и изотермическим фургоном), двухосных прицепов-самосвалов с боковой разгрузкой

(МАЗ-8571, МАЗ-8561), трехосных полуприцепов грузоподъемностью 35 т — самосвала и зерновоза. (Технические характеристики перспективной прицепной техники приведены в табл. 3.) При разработке перспективных образцов использованы наиболее совершенные конструкции ходовой части, кузовов, тентовых надстро-

Таблица 2

Параметр МАЗ-93802

МАЗ-93866

МАЗ-938662

МАЗ-9758

МАЗ-9758-

30МАЗ-97585

МАЗ-93892

МАЗ-9919

МАЗ-99864

МАЗ-9506

МАЗ-9506-030

МАЗ-9379

Тип

Масса, кг

Бортовой с тентом Контей неровоз Сорти-менто-

воз

Самс«вал Платформа для перевозки строи

тельной техники

перевозимогогруза

14 27,5 22,8 26,5 26,5 25 33 30 30,3 26 16 30 (42*)

снаряженногополуприцепа

5 7,5 8,2 ; 9,5 6 6 8 8,5 8,9 13

полная, в том числе:

19 35 31 34,5 34,5 39 36 38,3 34,5 24,9 43 (55*)

на седельное устройство

9 15 11 10,5 10,5 15 12 14,3 14,5 11 15 (17*)

на ось (тележку)

10 20 20 24 24 24 24 24 20 13,9 28 (38*)

Подвеска Рессор Рессор- Рессор- Пнев Рессор- Пнев Рессор- Пнев Рессор- Рессор- Рессор- Рессор-ная но-ба-

лансир-ная

но-ба-лансир-ная

матическая


матическая


матическая и рес- сорно- балан- сирная





Число осей (колес)

1(4 + 1 )

2(8+ 1)

2(8 + 1)

3 (6 + 1) 3(6 + 1)

3(10+1)

3(60 + 1)

3(10 + 1)

2(8 + 1)

2(8 + 1 )

3(12 + 2)

Колеса 8.5В-20 8,5В-20 8,5В-20 11,75 х 22,5 11,75 х х 22,5

8.5В-20 11,75 х х 22,5

8,5В-20 8,5В-20 8,5В-20 8,5В-20

Шины

Кузов:внутренние размеры, мм:

11,00R20

11,00R20

11,00R20

385/6!>R22,5 385/65R22,5

11,00R20

385/65R22,5

11,00R20

12,00R20

12,00R20

11,00R20

длина 9840 12 200 13 485 13 485 13 390 — — — 6800 8100 7450ширина 2420 2420 2440 2440 2490 — — — 2300 2300 2500

(3400**)высота 2330 2330 2420 2480 2420 — — — 1050 2156 —

объем, м3 55 68 80 82 79 — — 16,42 40,0 —

погрузочная высота, мм

1450 1450 1450 1360 1375 1415 1360 1600 2100 3918 -

Конструктивно допустимая масса.* Ширина с выдвинутыми опорными балками.


www.booksite.ru

ек, электронных систем управления, обеспечивающие! их соответствие жестким современным требованиям.

Например, оси полуприцепов максимально облегчены, хотя и рассчитаны на нагрузку 8—9 т. Их подвеска — пневматическая, что позволило не только облегчить ее конструкцию, но и уменьшить расстояние между крайними осями тележки, повысить плавность хода и устойчивость, снизить и сделать регулируемой погрузочную высоту. Конструкция подвески имеет и еще несколько новых решений: резинометаллические сайлентблоки, вертикально расположенные амортизаторы, гнутые опоры пневмобаллонов и т. д.

Колеса всех осей — дисковые, с широкопрофильными бескамерными шинами, одинарные. Они более точно, по сравнению с бездисковыми колесами, центрируются на ступицах оси. Одинарность же позволяет значительно увеличить расстояние между рессорами и, следовательно, повысить устойчивость полуприцепа.

Тормозные механизмы новых прицепов и полуприцепов — барабанные, повышенной, за счет увеличения со 160 до 180 мм ширины тормозных накладок, энергоемкости (в дальнейшем по заказам потребителей будут устанавливаться и дисковые тормозные механизмы). Регулировка зазоров в механизмах — автоматическая. Тормозные колодки — с безасбестовыми, удовлетворяющими европейским экологическим требованиям накладками. Предусмотрена и АБС, которая при неодинаковых <рл на колесах сокращает тормозной путь на -30 %.

Кузов полуприцепов общетранспортного назначения (MA3-975830 и его модификации) максимально

Таблица 3

Прицепы ПолуприцепыПараметр МАЗ-

87011МАЗ-8701

МАЗ-8571

МАЗ-8561

МАЗ-975830

МАЗ-975840

МАЗ-970800

МАЗ-9530

МАЗ-ЗРР59

Тип Бортовой с тентом

Ботовой с тентом

Самосвал Самосвал Бортовой с тентом

Фургон Изотермический

Самосвальный

Металлический

Масса, тперевозимого груза 13 18 10,6 16 27,35 26,7 26,4 35 35собственная 5 6 4,4 6 7,2 7,8 8,1 12 12полная, 18 24 15 22 34,55 34,5 34,5 47 47в том числе:

на переднюю ось 9 8 7,5 11 10,5 10,5 10,5 17 17(седло тягача)на заднюю ось (те 9 16 7,5 11 24 24 24 30 30лежку)

Подвеска Пневматическая

Пневматическая

Рессорная Рессорная Пневматическая



Рессорная Рессорная

Число осей (колес) 2 (4 + 1) 3 (6 + 1) 2 (4 + 1) 2 (8 + 1) 3/6 3/6 3/6 3/12 3/12Шины 358/65

R22,5385/65R22,5

12.00R20 12,00R20 385/65R22,5

385/55R22.5

385/65R22,5

12,00R20 12.00R20

Внутренние размеры кузова, мм:

длина 7300 8500 4340 5000 13 620 13 550 13 390 8290 12 480ширина 2480 2480 2400 2320 2480 2480 2480 2300 2540высота 2580 2580 600 950 2520 2780 2625 1250 1400

Объем кузова, м3 46,7 54,3 6,2 11 85 93,7 87 25 53Погрузочная высота, мм 1360 1360 2420 2630 1320 1180 1290 3200 1500


www.booksite.ru

триспособлен для быстрой и удобной погрузки-вы- рузки.

Так, его тентовая надстройка регулируется по высоте с помощью телескопических стоек; средние боковые стойки — быстросъемные, боковые балки каркаса — из легкого алюминиевого профиля. Боковые борта — также алюминиевые, изготовлены из закрытых пенонаполненных профилей, к основанию кузова крепятся на четырех петлях, снабжены запорами стяжного типа и резиновыми уплотнителями. Передний борт — сплошной. Задний проем кузова может быть закрыт бортом либо двухстворчатой дверью. Пол прицепа выполнен из ламинированной фанеры толщиной 28 мм, к основанию крепится саморезами. Вдоль бортов в него врезаны (заподлицо с поверхностью) проушины для крепления груза.

Помимо тентованных бортовых платформ полуприцепы общетранспортного назначения будут изготовляться с кузовами фургонами (МАЗ-975840 и МАЗ-970800), в том числе изотермическими и рефрижераторными.

Подготовка производства перечисленной новой техники уже идет.

В заключение — немного статистики. В 2000 г. МАЗ изготовил 3264 прицепа и полуприцепа, в 2001 — 3754, в 2002 — несколько меньше. В 2003 г. запланировано выпустить уже -4000 шт. В общей производственной программе завода на автомобили приходится 80,3 % выпуска, полуприцепы — 15,8, прицепы — 3,9 %. Следует отметить: наибольшей популярностью у по-

Рис. 9. MA3-9379

Автомобильная промышленность, 2003, № 7

Рис. 13. MA3-9530

требителей в последние годы пользуются двухосный прицеп-фургон MA3-83781 и трехосный полуприцеп МАЗ-9758. Растет спрос также на самосвальные полуприцепы, полуприцепы-контейнеровозы. Коммерческий успех прицепной техники МАЗ обусловлен в первую очередь ее потребительскими качествами, но определенную роль, несомненно, играют принятые заводом высокие гарантийные обязательства (по сроку — 12 мес., по пробегу — 50 тыс. км), сбалансированная ценовая политика, применение таких форм реализации, как лизинг и др., оперативное и опережающее реагирование на запросы покупателя.

9Вологодская областная универсальная научная библиотека

www.booksite.ru

УДК 629.621.436.001.76

Ф о р с и р о в а н и е д и з е л е й

С НЕОХЛАЖДАЕМЫМИ ПОРШНЯМИКанд. техн. наук П.А. ЛОШАКОВ

я м з

Высокие, постоянно растущие цены на энергоносители и сырьевые ресурсы вынуждают потребителей особое внимание уделять экономии топлива. Применительно к транспортному машиностроению эта задача решается широкой дизелиза- цией и форсированием дизелей за счет наддува.

Однако наддув, к сожалению, увеличивает температуру деталей, образующих камеру сгорания, в том числе температуру поршня в зоне первого поршневого кольца, т. е. в зоне, которая главным образом и определяет требования к смазочному маслу: чем выше здесь температура, тем более высокими антиокис- лительными и моющими свойствами должно обладать моторное масло. Например, при температуре у первого кольца, равной 470—490 К (200— 220 °С), вполне пригодны масла группы качества В2, а при 490—510 К (220—240 °С) нужны масла групп Г2 и Д. Кроме того, более высокая температура приводит к необходимости сокращения сроков замены масла, так как в противном случае не исключено пригорание поршневых колец.

Чтобы сохранить нужный уровень температуры в зоне верхнего поршневого кольца, поршни охлаждают тем же маслом: оно подается из форсунок, установленных на блоке дизеля. Но, если на поршнях нет полостей для взбалтывания масла, такое охлаждение неэффективно: температура в рассматриваемой зоне снижается лишь на 10—12 К.

Более перспективно, думается, другое направление. Как известно, в неохлаждаемых поршнях до 62 % теплоты, воспринятой ими, отводится по каналу "кольца—гильза цилиндра—охлаждающая среда". Отсюда вывод: нужно улучшать эффективность теплообмена именно по этому каналу.

Данный вывод подтвержден расчетами и экспериментами на дизелях ЯМЗ. В частности, доказано: оребрение наружной охлаждаемой

мм

Г

Рис. 1. Температура серийной (1) и опытной оребренной (2) гильз при работе дизеля 84 13/14 на номинальном режиме (Ne == 176 кВт, или 255 л. с., п = 2100 мин-1)

К(°С)

Рис. 2. Температура поршня при серийной (1) и опытной (2) гильзах и работе дизеля 84 13/14 на номинальном режиме

жидкостью поверхности гильзы заметно снижает температуру последней. Что, в свою очередь, должно способствовать снижению температуры поршней. Особенно тех, охлаждение которых маслом конструкцией не предусмотрено. То есть у безнаддувных дизелей. Дело в том, что конструкции гильз таких двигателей, как правило, имеют толщину стенок, вполне достаточную для "безболезненного" нарезания с наружной из стороны канавок, позволяющих увеличить поверхность охлаждения. При этом выбор геометрии канавок, их числа и расположения, очевидно, должен в каждом конкретном случае обеспечивать сохранение нужных жесткости и прочности детали. Например, расчетные исследования показали, что на охлаждаемой поверхности гильз дизелей ЯМЗ можно и нужно протачивать столько тороидальных канавок глубиной 2 мм, чтобы площадь поверхности охлаждения увеличилась на 2,56 %. Благодаря этому термическое сопротивление стенки снижается на 14,87 % а масса детали — на 9,68 %.

Экспериментальная проверка подтвердила результаты расчетов. Так, в случае дизеля 84 13/14, работающего на режиме п = 2100 мин-1 при эффективной мощности N = 176 кВт (240 л. с.) и температуре охлаждающей жидкости 353 К (80 °С), установлено (рис. 1): температура по всей рабочей поверхности гильзы снизилась на 10—12 К. Решение же обратной задачи (расчет теплопроводности) показало, что турбулизирующее воздействие оребренной поверхности гильзы на омывающий ее поток жидкости увеличивает коэффициент теплоотдачи на ~25 %.

Результат таков: при оребрении гильз дизелей ЯМЗ с неохлаждае- мыми поршнями возросла площадь поверхности охлаждения, уменьшились толщина и термическое сопротивление стенки, из-за турбулиза- ции потока охлаждающей жидкости увеличилась теплоотдача в нее. Что, естественно, сказалось и на распределении температур по поршню (рис. 2).


www.booksite.ru

so

Рис. 3. Температура поршня при серийной и опытной гильзах и работе дизеля 84 13/14 по нагрузочной характеристике (п = 2100 мин-1):

1 — серийная гильза, точка А; 2 — опытная гильза, точка А; 3 — серийная гильза, точка Б; 4 — опытная гильза, точка Б

150 к В т

N *

Рис. 4. Температура поршня ► при серийной (1) и опытной (2) гильзах и работе дизеля 84Н 13/14 на номинальном режиме (Ne = 243 кВт, или 330 л. с.,п = 2100 мин~1)

К(Х)

573(300)

\Т

4-73(200)

Так, из рисунка видно, сто стороны поршня нагреты неравномерно, причем самую высокую температуру имеет кромка камеры сгорания (одна из причин — особенности расположения впускного и выпускного клапанов в головке цилиндра). При серийной гильзе эта температура составляет 588 К (285 °С), при опытной — на 15 К меньше. В зоне же верхнего кольца температура поршня с серийной гильзой достигает предельно допустимой при работе двигателя на масле М10В — 495 К (222 °С), с оребренной гильзой — 473 К (200 °С), т. е. на 22 К меньшей. Что дает возможность форсировать дизель до Ne = 232 кВт (315 л. с.), т. е. на 31 %, не вводя систему масляного охлаждения и

другие мероприятия по снижению температуры поршня (рис. 3).

Более того, на дизеле ЯМЗ 8ЧН 13/14 с газотурбинным наддувом и масляной системой охлаждения поршней решили, для эксперимента, поменять гильзы на оребренные, а данную систему отключить. Что из этого получилось, показывает рис. 4. Так, из него следует, что на поршне с серийной гильзой максимальная температура кромки камеры сгорания равна 583 К (310 °С), с опытной гильзой — 556 К (283 °С), т. е. на 27 К меньше; в зоне верхнего поршневого кольца температура поршня с серийной гильзой — 530 К (257 °С), что на 27 К больше предельно допустимой для масла М10 Дм, а с опытной гильзой — лишь

515 К (242 °С). Значит, в случае оребренной гильзы дизель при отключенной охлаждающей масло- системе можно форсировать, Ne =— 240 кВт (326 л. с.), сохраняя допустимый для масла М10 Дм уровень температуры (рис. 5).

Таким образом, исследованиями на реальных моделях дизелей ЯМЗ подтверждено: оребрение поверхности охлаждения гильзы позволяет заметно снизить температуру поршня. То есть без дополнительных затрат на охлаждение поршней форсировать безнаддувный двигатель 84 13/14 на 31 %, а от наддувного его варианта получить Ne = 240 кВт (326 л. с.) без использования системы охлаждения поршней маслом. Максимальная температура поршня при этом не превышает уровень, допустимый для алюминиевых сплавов. В итоге — многое выиграть. Ведь отсутствие системы охлаждения поршней снижает затраты на производство форсированных дизелей и способствует снижению расхода топлива, так как не возникает необходимости увеличения производительности масляного насоса. Кроме того, уменьшение массы гильзы при оребрении уменьшает металлоемкость двигателя. Надежность же оребренных гильз доказана ресурсными испытаниями двигателя 8ЧН 13/14, укомплектованного такими гильзами и поршнями, охлаждаемыми маслом.

К ГС)

Рис. 5. Температура поршня при серийной и опытной гильзах и работе дизеля 8ЧН 13/14 по нагрузочной характеристике (п = 2100 мин~!):

1 — серийная гильза, точка А; 2 — опытная гильза, точка А; 3 — серийная гильза, точка Б; 4 — опытная гильза, точка Б

573(300)

4-73(200)

100

N e -

200 кВт


www.booksite.ru

УДК 629.114.4.621.833.65

П я т и с т у п е н ч а т а я

КОРОБКА ПЕРЕДАЧДЛЯ ГРУЗОВЫХ АВТОМОБИЛЕЙ ГАЗА.Б. ж и т н я к о в

ГАЗ

Несмотря на то что основной продукцией ОАО "ГАЗ" в последние годы стали малотоннажные грузовые автомобили семейства "ГАЗель" и "Соболь", на автомобильном рынке России остаются востребованными и его среднетоннажные (грузоподъемностью 2—4,5 т) АТС. Поэтому их выпуск не прекращается: с конвейера сходят ГАЗ-ЗЭ07 (колесная формула4 х 2)и ГАЗ-3308 (4 х 4), оборудованные двигателями с искровым зажиганием, а также дизельные ГАЗ-ЗЭ09 ( 4 x 2 ) и ГАЗ-33081 (4 х 4). Причем с целью повышения надежности и долговечности, снижения расхода топлива, трудоемкости и периодичности технического обслуживания, т. е. технического уровня, на них начинают устанавливать пятиступенчатую коробку передач собственного изготовления.

Данная коробка (см. рисунок) имеет несколько модификаций, различающихся передаточными числами привода спидометра, длиной А, вылетом В, диаметром Б шейки первичного вала и некоторыми другими деталями (табл. 1), и унифицированную редукторную часть. Это позволяет устанавливать ее на любой двигатель — бензиновые 3M3-513 и 3M3-5233, дизели ММЗ Д-245.7, ГАЗ-562, ИВЕКО 8040.45 и др. и любой из перечисленных выше автомобилей ГАЗ, которые отличаются типоразмерами шин и передаточными числами ведущих мостов, поставлять в запасные части к

автомобилям ГАЗ, в том числе с ранее выпускавшимися дизелями с воздушным охлаждением (ГАЗ-542. ГАЗ-544 и ГАЗ-5441).

Унифицированная коробка передач имеет пять передач вперед и одну — назад, рассчитана на передачу крутящего момента до 422 Н ■ м (43 кгс • м). Ее собственная масса---- 75 кг, передаточные числа охватывают диапазон от 1,0 до 6,55 (табл. 2). Но есть уже опытные образцы коробки с ускоряющей пятой передачей.

Унифицированная редукторная часть коробки передач собрана в алюминиевых картерах, имеющих поперечный разъем. Причем крышка подшипника первичного вала установлена внутри переднего картера. Это дало возможность разместить в ней подшипник повышенной грузоподъемности.

В качестве опор первичного и вторичного валов применены шариковые радиальные подшипники, которые крепятся с помощью оригинальных полуколец, что исключило дополнительные крышки. С этой же целью роликовые конические подшипники промежуточного вала установлены в глухие отверстия картеров. Конические подшипники коробки передач регулируются специальными шайбами при сборке узла и не требуют подрегулировки в процессе эксплуатации автомобиля.

Передний подшипник вторичного вала — цилиндрический роликовый, без колец, с сепаратором. Расположен в отверстии первичного вала. Шестерни последнего, а также промежуточная шестерня заднего хода вращаются на игольчатых подшипниках; шестерни вала промежуточного, за исключением зубчатых венцов первой передачи и передачи заднего хода, установлены на валу с натягом, что стало нормой в современном автомобилестроении. Все шестерни коробки, в том числе и косозубые шестерни прямого хода, имеют постоянное зацепление.

Передачи прямого и заднего хода снабжены инерционными синхронизаторами, муфты которых перемещаются вилками со съемными сухарями, что повышает ремонтопригодность узла.

Каждая модификация коробки передач выполнена с люком отбора мощности, закрытым крышкой, которая расположена с правой стороны по ходу движения. Мощность отбирается от промежуточной шестерни заднего хода, параметры которой приведены в табл. 3.

Таблица 1

Обозначениеузла

Общая длина коробки передач,

мм

Размеры элементов первичного вала, мм Передаточное число привода

спидометравылет диаметр шейки вала

наружный диаметр шлицев

толщина зуба шлицев

3307-1700010-20 716 190 17 35 5,385 3,333309-1700010 769 243 25 40 5,0 3,03309-1700010-10 779 243 25 40 5,0 3,333309-1700010-20 779 243 25 40 5,0 2,433309-1700010-40 779 243 25 40 5,0 3,0


www.booksite.ru

!о следует иметь в виду, что коробка отбора мощности для четырехступенчатой ГАЗовской коробки передач как по присоединительным размерам, так и по параметрам шестерни отбора мощности к пятиступенчатой коробке не подходит.

В качестве смазки деталей унифицированной коробки передач используются традиционные всесезон- ные трансмиссионные масла типа SAE 85W90 API GL-4 или GL-5.

Унифицированную пятиступенчатую коробку передач, как отмечалось выше, можно устанавливать на некоторые ранее выпущенные автомобили ГАЗ. Например, чтобы заменить четырехступенчатую коробку передач автомобиля ГАЗ-ЗЭ07 с двигателем 3M3-513, передаточное число ведущего моста которого равно 6,17, на новую пятиступенчатую, какие-либо доработки не требуются: унифицированная коробка передач 3307-1700010-20 устанавливается на четыре штатные точки крепления к картеру сцепления двигателя. Правда, карданную передачу придется заменить на укороченную (3309-2200011). И второе: такая замена возможна только на автомобилях, у которых стояночная тормозная система имеет привод на задние колеса.

Чтобы установить пятиступенчатую коробку передач на ранее выпущенных автомобилях ГАЭ-4301, оборудованных двигателем ГАЗ-542 с воздушным охлаждением, оригинальный картер сцепления предварительно нужно закрепить на новой коробке (шесть точек крепления), затем внутри этого картера смонтировать выжимной подшипник сцепления с муфтой и вилкой и только тогда собранный узел установить на двигатель. При этом также потребуется и другая по длине карданная передача.

Как видим, технология замены сложнее, чем в случае автомобиля ГАЭ-3307 с двигателем 3M3-513. По-

УДК 611.73:629.531.312.5:62-522.7

М е х а н и ч е с к а я м ы ш ц а :ПНЕВМОАВТОМАТИКА,ВОЗМОЖНОСТИ,КОНСТРУКЦИЯ,АЛГОРИТМЫ УПРАВЛЕНИЯА.Н. МАРТИ, С.Г. ЗАНОЗИН, В.И. КАПЛУН,Н.Б. СОФОНОВ

НИИ Систем управления и привода,ООО "РусАвтобусПром", ОАО "Павловский автобус"

Природа, как известно, в процессе эволюции находит простые и изящные решения сложнейших проблем. Поэтому инженерная мысль всегда стремилась разгадать "секреты" природных объектов и воспроизвести эти объекты в механических устройствах (колесо — механический аналог растений типа перекати-

Таблица 2

Передача I II III IV V Задний ход

Передаточное число

6,555 3,933 2,376 1,442 1,0 5,735

Таблица 3

Нормальный исходный контур

Модуль

Уголнаклоналиниизуба,град

Числозубьев

Коэффици

ент смещения

Делительный

диаметр, мм

По ГОСТ 13755

4,25 0,0 19 0,0 80,75

П р и м е ч а н и е . Расстояние от делительной окружности шестерни отбора мощности до торца люка, а также присоединительные размеры люка — в соответствии с ОСТ 37.001.473.

этому на ГАЗе разработан ремонтный комплект 4301- 1700018, включающий все перечисленные выше детали.

Для автомобилей ГАЗ-ЗЗОб и ГАЭ-3309, оборудованных дизелями ГАЗ-544 и ГАЗ-5441 воздушного охлаждения, замена коробок передач тоже возможна: унифицированная коробка 3309-1700010 устанавливается с картером сцепления 3309-1601015 и карданной передачей 3309-2200011.

И последнее: информация о модификации унифицированной коробки передач, а также о годе выпуска и порядковом номере узла указывается на заднем картере каждой коробки передач ("шильдик" Г на рисунке).

поле, самолет — аналог птицы и т. д.). Но есть в природе и такое гениальное решение, которое до недавнего времени не имело своего механического аналога. Речь идет о скелетной мышце, с помощью которой обеспечивается главнейшая из функций животных — движение. Именно механическая мышца может решить множество проблем механики, в том числе давно назревшую в автомобильной промышленности проблему создания пропорциональной приводной техники и систем управления реального времени для сервисных устройств автомобиля. Дело в том, что устройство, аналогичное скелетной мышце, будет обладать чрезвычайно привлекательными свойствами — высокой удельной мощностью, большим интервалом рабочих скоростей, плавностью работы, возможностью точного позиционирования и отслеживания любых перемещений в широком диапазоне нагрузок.



Первые шаги, сделанные ставропольским НИИ систем управления и привода и ОАО "Павловский автобус" в области разработки такой мышцы как базового элемента пропорционального привода, подтверждают это.

Принцип работы механической мышцы заимствован из живой природы. Однако для его понимания пришлось тщательно изучить, а затем с позиций динамики переосмыслить знания, накопленные в ходе развития физиологии и нейрокибернетики.

Так, в физиологии принято считать, что при работе скелетной мышцы первично ее сокращение, а видимое утолщение — следствие. Разработчикам механической мышцы удалось доказать, что причину и следствие нужно поменять местами: только первичное утолщение мышцы приведет к появлению значительного тянущего усилия при осевом сокращении. В основе этого механизма лежит известное физическое явление: при натяжении нити в ней возникает большое осевое усилие (например, провода линий электропередачи выдерживают десятки тонн осевой нагрузки, но обрываются под действием нескольких десятков килограммов налипшего на них снега).

Выявленный механизм сокращения технически реализован при изменении параметров рабочего тела, заключенного в анизотропной оболочке, и защищен патентом России № RU 2137950 6F15B 11/10 и международным патентом PCT/RU01/00148 F15B 15/10.

Анизотропные свойства оболочки обеспечивают нити продольного и поперечного армирования: первые обеспечивают сокращение мышцы в направлении выполняемой механической работы, вторые ограничивают поперечное деформирование. Причем если нити нерастяжимы, то между поперечной и продольной деформацией оболочки, а следовательно, между сообщенной энергией и совершенной работой существует однозначная зависимость. Впервые в пневмоприводе появилась возможность по сообщенной энергетической посылке достаточно точно прогнозировать предстоящее перемещение. Механическая мышца открыла путь к реализации в технике алгоритмов опе

режающего энергетического управления, существую щего в природе.

Конструктивно механическая мышца представляет собой (рис. 1) трубку из морозостойкой эластичной резины, на внешней поверхности которой расположены нити продольного армирования. Они, как и сама трубка, закреплены на торцевых адаптерах мышцы. С целью ограничения поперечной деформации, уменьшения объема и повышения быстродействия нити поперечного армирования формируют секции мышцы.

Механическая мышца работает следующим образом. При увеличении внутренней энергии (давления) рабочего тела в оболочке последняя начинает деформироваться, нагружая нити продольного армирования поперечной силой. Нити выгибаются наружу, мышца сокращается в продольном направлении. То есть начинается процесс преобразования энергии, в том числе в механическую работу. По мере сокращения мышцы прогиб нитей увеличивается, но одновременно растет и площадь поверхности оболочки. Поэтому тянущее усилие мышцы монотонно уменьшается. Предельное состояние секции — шар: когда секция оболочки достигает такой формы, то дальнейшее увеличение объема рабочего тела невозможно. Значит, мышца прекращает совершать механическую работу, за счет внутренней энергии рабочего тела она лишь удерживает нагрузку.

Механическая мышца по своим характеристикам полностью соответствует скелетной мышце, которая так же в конце не развивает тянущего усилия.

Именно такая характеристика скелетных мышц защищает суставы живого организма от разрушения как своими приводами, так и инерционностью внешней нагрузки.

Действительно, если ее внутреннюю полость сообщить с источником избыточного давления, то она, как и скелетная мышца, начинает сокращаться. Причем максимальное тянущее усилие, изначально развиваемое ею, по мере роста этого давления точно так же монотонно уменьшается до минимального значения, обеспечивая плавное и безударное позиционирование привода.

У механической мышцы аналогичное скелетной мышце энергетическое позиционирование: величина создаваемого осевого усилия определяется соотношением сообщенной энергии и совершенной работы. То есть по сообщенной энергии можно задать и отследить любую координату позиционирования.

Точность позиционирования ограничивается процессами рассеяния энергии в материале оболочки и точностью поддержания параметров энергетического состояния рабочего тела.

Скорость срабатывания обеспечивается скоростью изменения энергетического состояния рабочего тела, причем нижний предел изменения давления, в принципе, не ограничивается, а верхний ограничен лишь


www.booksite.ru

Рис. 2

[>изико-механическими свойствами материала оболочки.

Плавность движения из-за отсутствия перехода от трения покоя к трению скольжения, наличия демпфирования может быть любой. (Демпфирующая способность мышц обеспечивается материалом оболочки, толщиной ее стенок, способом укладки нитей армирования и задается при изготовлении, а частота демпфируемых колебаний ограничивается нагревом оболочки выше допустимой температуры.) Верхний предел исследованного диапазона — 1000 Гц.

Частота срабатывания обеспечивается материалом, толщиной стенок оболочки и ограничивается лишь быстродействием элементов управления.

Ресурс определяется только динамической усталостью материала трубки; конструктивных ограничений нет.

Для большинства инженерных вариантов использования механической мышцы достаточно знать несколько простых правил.

1. Боковая поверхность секции мышцы образует поверхность, воспринимающую давление рабочего тела. По мере сокращения мышцы площадь этой поверхности увеличивается, но одновременно растет угол наклона касательной в точке закрепления нитей продольного армирования относительно оси мышцы. При этом вторая составляющая превалирует, что обеспечивает монотонное снижение тянущего усилия при одновременном повышении жесткости мышцы за счет первой составляющей.

2. Автоматическое снижение тянущего усилия при одновременном росте жесткости мышцы обеспечивает плавное позиционирование в требуемой точке без возникновения колебаний.

3. Принудительный увод нагрузки из точки позиционирования ведет к появлению возвращающего усилия. При стремлении принудительно вытянуть сокращенную мышцу изменяется ее геометрия и возникает тянущее усилие, увеличивающееся с ростом возмущающего воздействия. При стремлении сжать сокращенную мышцу растет ее жесткость.

4. Тянущее усилие определяется длиной секции мышцы, рабочий ход — давлением рабочего тела в ней и внутренним диаметром оболочки; сокращение (ра-

Таблица 1

Площадь поршня

диаметром 20 мм, мм2

Площадь боковой секции мышцы внутренним диаметром 21 мм и различной

длиной секции, мм2

20 40 60 80 100 120 140

314 1256 2512 3768 5024 6280 7536 8792

Отношение рабочих площадей

1 4 8 12 16 20 24 28

бочий ход) мышцы — длиной секций и их числом; скорость сокращения — расходом рабочего тела.

Начальное состояние поверхности оболочки (рис. 2) — цилиндр; предельно конечное — сфера; промежуточное достаточно точно описывается уравнением параболической бочки.

Длина L окружности диаметрального сечения шара, который может получиться при полном сокращении механической мышцы, очевидно, равна удвоенной длине / предельно вытянутой оболочки, т. е. L = 21. Радиус R шара равен L/2n. Предельное сокращение 1{ оболочки, учитывая сказанное выше и то, что (см. рис. 2) /0 = 2R, получается следующим: /j = / — /0 — R(n — 2) = = 1,14/f = 0,363/.

Таким образом, величина сокращения оболочки теоретически составляет 36,3 % начальной ее длины или 114 % радиуса предельного шара.

Характеристики мышц с внутренним диаметром оболочки 20 мм, длиной секции 68 мм в координатах "тянущее усилие Р— сокращение /" при четырех различных значениях давления в оболочке приведены на рис. 3. На нем же, для сравнения, дана горизонтальная линия — усилие пневмоцилиндра одинакового с мышцей диаметра при давлении 0,8 МПа (8 кгс/см2). Из рисунка видно: нелинейная характеристика мышцы позволяет изменением давления позиционировать ее в промежуточных точках траектории. Что касается усилий мышц, значительно превышающих усилия цилиндра, то это объясняется превышением рабочей площади боковой поверхности мышцы над площадью поперечного сечения поршня (табл. 1).

Соотношение диаметра и длины секции мышцы. Очевидно, что длина секции мышцы определяет диаметр предельного шара (конечное состояние секции), а следовательно, величину предельной деформации мате-


www.booksite.ru

О 5 10 15 20 25 SO 35 ни

а.) Б)

Рис. 4

риала оболочки. Поскольку между диаметром и длиной окружности зависимость линейная, то увеличение диаметра секции мышцы в 2 раза приводит к 100 %-му удлинению материала оболочки в диаметральном сечении. Чтобы не выводить материал на предел динамической усталости, желательно не допускать его удлинения более 150 %. При этом рекомендуется придерживаться правила: мышцы с большой длиной секции реализуют малые сокращения, мышцы с малой и средней длиной секции реализуют полное сокращение мышцы. (Рекомендуемые соотношения в табл. 1 подчеркнуты.)

Схемы включения мышц. Механическая мышца работает со всеми элементами электропневмоавтоматики по типовым схемам. В частности, при использовании дискретных элементов управления механическая мышца работает как дискретный элемент привода, а при пропорциональных элементах — как пропорциональный его элемент. Причем мышцы можно объединять в последовательные и параллельные секции. При последовательном соединении суммируется ход, при параллельном — усилие. И в обоих случаях — рабочий объем мышц.

Управление мышцами. Для инженерных приложе ний достаточно выполнять следующие правила.

1. При постоянной нагрузке координату позиционирования задает давление в мышце. Задание интервала давлений автоматически задает величину рабочего хода на участке сокращения мышцы.

2. При изменении нагрузки по заранее известному закону постоянное давление в мышце обеспечивает масштабирование координаты позиционирования на участке рабочего хода. Задание интервала давлений автоматически задает величину рабочего хода на участке сокращения мышцы. Изменяя границы интервалов давлений, можно управлять движением мышцы — вплоть до адаптации ее к реверсу и автоматическому "сбросу" избыточной нагрузки.

3. При изменении нагрузки по заранее не известному закону постоянное давление в мышце обеспечивает ее жесткость к вынужденному уходу от точки позиционирования, что используется при работе мышц в качестве гасителей колебаний. При реализации функции отслеживания давления точку позиционирования можно стабилизировать. Во всех случаях точность позиционирования обеспечивается регулятором давления.

Механические мышцы могут работать в паре по схеме "встречное включение мышц". В данном случае реализуется принцип "основная мышца—мышца-ан- тагонист", как это наблюдается в природе. Благодаря такой схеме жесткость и точность привода многократно увеличиваются, становится возможным реализовать любое управляемое движение. Причем мышца- антагонист по отношению к основной мышце может быть как "слабой", так и "сильной”. В таком приводе всегда задействованы мышца и ее антагонист. Характеристика "суммарной” мышцы: в конце сокращения она не развивает тянущее усилие при любом сигнале управления (иначе разрушаются "суставы"). Между тем антагонист максимально вытянут и способен развить максимальное тянущее усилие даже при малом сигнале управления. У животных есть множество вариантов управления такой парой скелетных мышц. Например, на напряженную мышцу-антагонист подается малый сигнал управления, на основную — больший. Это позволяет обеспечить точное позиционирование пары. Наоборот, когда на мышцу-антагонист подается максимальный сигнал управления, на основную — сигнал любой величины, пара резко уходит из точки позиционирования. То есть, варьируя сигналы управления с текущей характеристикой мышц, можно обеспечить любые движения при любой динамике. Примеры получения различных движений при использовании дискретной пневмоавтоматики показаны на рис. 4 (а — при синусоидальном, б — при дискретном изменении давления в антагонисте; пунктир — характеристика антагониста, полужирная кривая — изменение давления в нем).

{Продолжение следует)


www.booksite.ru

Ответы на письма читателей

В редакцию поступают письма читателей, в которых они просят опубликовать материал о конструкциях гидропневматических амортизаторов, их преимуществах перед традиционными гидравлическими и т. д. Редакция выполняет эту просьбу.

УДК 629.11.012.813

О д н о т р у б н ы е г и д р о п н е в м а т и ч е с к и е На м о р т и з а т о р ы

Кандидаты техн. наук В.В. ОСТРЕЦОВ и B.C. УСТИМЕНКО, Н.А. МАХОМЕТ

21 НИИИ МО РФ, ЗАО "Плаза"

Принцип работы гидропневматического амортизатора аналогичен принципу работы амортизатора гидравлического. Однако по устройству они несколько различаются. Во- первых, гидравлический всегда двухтрубный, гидропневматический как правило, однотрубный (рис. 1). Во-вторых, в гидропневматическом, как следует из его названия, есть камера, заполненная газом (азотом), находящимся под высоким (1,5—2 МПа или 15—20 кгс/см2) избыточным давлением.

Жидкость и газ, как видно из рисунка, разделены плавающим поршнем 7. Рабочий поршень 5 с клапанной системой, установленный на штоке 3, так же, как и поршень гидравлического амортизатора, имеет отверстия для перетекания жидкости. Аналогична и клапанная система: она включает набор дисков — клапанов сжатия и отбоя — разных толщин и диаметров, которые частично перекрывают отверстия в рабочем поршне.

При перемещении штока вниз (ход сжатия) жидкость через ограниченные секции каналов клапана сжатия перетекает в полость над рабочим поршнем. При этом возникает сила сопротивления движению поршня, которая, очевидно, тем больше, чем больше скорость движения штока. Казалось бы, происходит все то же самое, что и в гидравлическом амортизаторе. Однако то же, но не совсем. Подпоршневая полость гидравлического амортизатора имеет жесткое дно, поэтому скорость движения несжимаемой жидкости определяется только площадью проходных сечений клапана сжатия. В гидропневматическом амортизаторе дно упругое: плаваю

щий поршень 7 "опирается" на предварительно сжатый газ. Следовательно, скорость движения штока зависит уже не только от площади проходных сечений клапана сжатия, но и от величины перемещения поршня 7, т. е. силы, с которой газ "сопротивляется" перемещению этого поршня.

При перемещении штока вверх (ход отбоя) рабочий процесс идет так же, как и на ходе сжатия, но жидкость через ограниченные сечения каналов клапана отбоя рабочего поршня перетекает в обратном направлении, а плавающий поршень перемещается вверх.

Такова работа гидропневмоамортизатора в основном режиме. Что касается "частных" режимов, то она следующая.

На так называемом дроссельном режиме, что соответствует движению автомобиля, например, по ровному асфальтированному шоссе, давления жидкости над рабочим поршнем и под ним практически одинаковы. Клапаны сжатия и отбоя закрыты, жидкость перемещается только через небольшие по площади дроссельные отверстия в рабочем поршне. При этом сила сопротивления движению штока при ходах сжатия и отбоя достаточно большая (рис. 2, участок 7) и обеспечивает хорошие устойчивость и управляемость автомобиля.

При движении автомобиля по изношенному (разбитому) асфальтированному шоссе, булыжным и грунтовым дорогам амплитуды колебаний штока и закрепленного на нем рабочего поршня возрастают. Следовательно, увеличивается давление жидкости под поршнем при ходе сжатия и над поршнем при хо-

Рис. 1. Устройство однотрубного гидропневматического амортизатора:

1 — направляющая штока с узлом уплотнения; 2 — грязезащитный чехол; 3 — шток; 4 — буфер отбоя; 5 — рабочий поршень; 6 — цилиндр; 7 — плавающий поршень; 8 — резинометаллический шарнир



де отбоя. Наконец, оно становится достаточным для открытия клапанов сжатия или отбоя. Диски соответствующего клапана отходят от поверхности рабочего поршня, увеличивая тем самым суммарную (дроссельные плюс рабочие) площадь проходного сечения его отверстий. Что сопровождается резким снижением темпа роста силы сопротивления движению штока и рабочего поршня, т. е. ростом скорости из перемещения. Другими словами, амортизатор начинает работать в основном режиме — том, о котором шла речь выше.

Число, диаметр и толщину дисков клапанов сжатия и отбоя рассчитывают, затем результаты расчета уточняют экспериментально, подбирая таким образом необходимую характеристику амортизатора — характеристику, при которой сила сопротивления на штоке при ходе отбоя растет медленно, а при ходе сжатия близка к постоянной (участок 2), за счет чего достигается хороший контакт колеса с дорогой и стабилизация плавности хода автомобиля.

Как видно из рис. 2, характеристика амортизатора — асимметричная, как и у гидравлического амортизатора. То есть на ходе сжатия сопротивление движению штока меньше, чем на ходе отбоя. Достигается это за счет разности суммарных площадей отверстий, перекрываемых на ходах сжатия и отбоя, а также различия упругих характеристик комплектов дисков клапанов сжатия и отбоя.

Таким образом, клапаны сжатия и отбоя как бы разгружают амортизатор при восприятии им сильных внешних воздействий от опорной поверхности, а также обеспечивают нормальные условия его эксплуатации при изменении вязкости жидкости.

Однотрубные гидропневматические амортизаторы применяют не только отдельно, но и в стойках типа "макферсон" переднеприводных легковых автомобилей, где они играют роль и демпфирующего, и направляющего устройств, т. е. воспринимают действующие в контакте колеса с опорной поверхностью силы и моменты. Такой вариант гидропневматического амортизатора исполняется иначе, чем аморти

затор гидравлический, предназначенный для той же стойки. Дело в том, что в стойках штоки двухтрубных гидравлических амортизаторов приходится усиливать, увеличивая

кН

Vujt

Рис. 2. Характеристика амортизаторов автомобиля ГАЗ-3302 "Газель": на дроссельном (1) и клапанном (2) режимах

Рис. 3. Устройство однотрубного амортизатора в стойке "Макферсон":

1 — грязезащитный чехол; 2 — узел уплотнения цилиндра; 3 — плавающий поршень; 4 — цилиндр; 5 — корпус; 6 рабочий поршень; 7 — буфер отбоя; 8 — шток; 9 — направляющая штока с узлом уплотнения; 10 — буфер сжатия

их диаметр до 20—28 мм. Увеличит^ же диаметр штока однотрубного амортизатора практически невозможно, так как объем газовой полости, способной компенсировать объем части штока увеличенного диаметра, находящейся в рабочем цилиндре, не впишется в габариты стойки. В связи с чем газовую камеру располагают не в нижней, а в верхней части амортизатора (рис. 3). Кроме того, подвижным элементом здесь служит не шток 8 небольшого (10— 11,5 мм) диаметра, а цилиндр 4. Шток же крепится ко дну и воспринимает только осевые силы. Цилиндр 4 имеет полированную наружную поверхность с твердым хромовым покрытием и перемещается в подшипниках скольжения с антифрикционным покрытием.

Читатели журнала правы: однотрубный гидропневматический амортизатор, по сравнению с двухтрубным гидравлическим (классическим), обладает рядом безусловных преимуществ. Таких преимуществ как минимум четыре.

1. Стабильность характеристик. Рабочая жидкость в гидропневматическом амортизаторе находится под постоянным избыточным давлением, поэтому ее вспенивание практически исключено. Кроме того, высокое давление в газовой полости способствует созданию оптимальных условий для гашения колебаний в гидравлической полости. В результате амортизатор может воспринимать нагрузку при мгновенном изменении направления перемещения поршня и стабильно работать при высоких скоростях последнего (клапанный режим).

2. Повышенная энергоемкость при тех же, что и у классического амортизатора, габаритных размерах. Причина: практически вся кинетическая энергия колебаний автомобиля превращается в тепловую, которая отводится в окружающую среду. Потому что при равенстве наружных диаметров однотрубного и двухтрубного амортизаторов площадь рабочего поршня у однотрубного больше, что в конечном итоге позволяет эффективнее гасить колебания любой частоты при той же теплонапря- женности.

3. Меньшая масса: у однотрубного амортизатора нет наружного резервуара.


www.booksite.ru

4. Менее жесткие требования к проверке перед монтажом на автомобиль. Чтобы убедиться в исправности однотрубного амортизатора, его не нужно "прокачивать", тогда как для двухтрубного после длительного хранения в горизонтальном положении эта операция обязательна.

Что касается влияния характеристик гидравлического и гидропневматического амортизаторов на потребительские свойства и безопасность движения автомобиля, то о нем можно судить по результатам сравнительных испытаний, например автомобилей YA3-3151 и ВАЗ-2109.

Установлено, что у обоих автомобилей в случае их оборудования гидропневматическими амортизаторами существенно улучшаются устойчивость и управляемость. Особенно на высоких скоростях движения. Лучше становятся и их тормозные свойства.

В отношении уровней виброускорений и на сиденье водителя, и в характерных точках подрессоренной массы автомобили реагируют по- разному: УАЗ-Э151, имеющий жесткую рессорную подвеску, на дорогах со случайным микропрофилем (асфальт, изношенный бетон, крупнобулыжный участок) ни один из оценивавшихся показателей при перехо

де на гидропневматические амортизаторы не улучшил; вибронагру- женность автомобиля ВАЗ-2109 на гидропневматических амортизаторах в области низко- и высокочастотного резонансов оказалась ниже, чем в случае гидравлических амортизаторов, но выше — в межрезонансной зоне. Особенно явно преимущества гидропневматических амортизаторов проявились при движении на высоких скоростях (80 км/ч — на изношенном бетонном участке и 100 км/ч — на асфальтированном и по неровным дорогам (изношенный бетонный участок, неровности синусоидального профиля).

В настоящее время ЗАО "Плаза" единственная в России фирма, выпускающая гидропневматические амортизаторы. Ее модельный ряд, пять моделей, охватывает все российские легковые автомобили, микроавтобусы и малотоннажные грузовые АТС, а также более 200 моделей автомобилей зарубежного производства, эксплуатируемых в России. Основу ряда составляют амортизаторы в четырех исполнениях — "Плаза Стандарт", "Плаза Арктика", "Плаза Спорт" и "Плаза профи”. Амортизаторы "Плаза Стандарт" — модель базовая, предназначенная для АТС массового и крупногаба

ритного производства. "Плаза Арктика" — та же базовая модель, но заполняемая маслом германской фирмы "Эссо", которая имеет пологую вязкостно-температурную характеристику в широком (от 213 до 393 К, или от —60 до 120 °С) диапазоне рабочих температур и обеспечивает включение амортизатора в работу практически с началом движения. Модель "Плаза Спорт" устанавливается на автомобилях для любителей спортивного стиля езды: она способна быстро и резко демпфировать колебания. "Плаза Профи" — модель для автомобилей профессиональных спортсменов.

Фирма "Плаза" организовала и производство двухтрубных гидропневматических амортизаторов — "Плаза Сэйф-Трэк". В них применена классическая двухтрубная конструкция. Но в компенсационную полость закачан инертный газ под низким (0,3—0,4 МПа, или 3—4 кгс/см2) давлением. Такая конструкция представляет собой, по сути, соединение однотрубного гидропневматического и двухтрубного классического амортизаторов. Благодаря этому обеспечиваются стабильность рабочих характеристик и разумное сочетание плавности хода и управляемости автомобиля.

УДК 629.316.57

НОВЫЙ ВЫКЛЮЧАТЕЛЬ ЭЛЕКТРОСТАРТЕРАКанд. техн. наук С.Б. АДЖИМАНБЕТОВ

Горский агроуниверситет

В существующих системах пуска ДВС электростартер получает питание от аккумуляторной батареи через два неподвижных контакта тягового реле, которые выполнены в виде медных контактных болтов. Замыкаются эти контакты медными же контактным диском или пластиной.

Недостатки такого силового выключателя очевидны: во-первых, он излишне металлоемок; во-вторых, наличие двух контактных разрывов в цепи питания усложняет конструкцию и повышает переходное сопротивление в контактах. Хотя, как известно, требования к сети, питающей электростартер, таковы, что падение напряжения в ней не должно превышать 2 В на 1000 А, т. е. сопротивление стартерных проводов, контактов и массы должно быть меньше 0,002 Ом.

Все названные недостатки исключаются, если двух- контакгный выключатель заменить на одноконтактный, конструктивная схема которого показана на рисунке.

Данный выключатель состоит из тягового реле, в корпусе 1 которого закреплена аккумуляторная клемма- контакт 2; стартерного контакта 3, который ввернут в якорь 4 тягового реле; обмотки 5; сердечника 6 и возвратной пружины 7. Работает он следующим образом.

При подаче напряжения питания в обмотку 5 тягового реле от выключателя (замка) зажигания якорь 4 вместе со стартерным контактом 3 притягивается к сердечнику 6 и замыкается с контактом 2 аккумуляторной клеммы. Электростартер получает питание от аккумуляторной батареи. После отключения питания обмотки 5 возвратная пружина 7 разрывает этот контакт.

'777777 >7/ / / 777-7~, / 7/ / 77/ 77’/


www.booksite.ru

’i

Государственный научный иентр РФ «НАМИ» при поддержке Минпромнауки РФ

и Правительства Москвы

S> E Z@ O D О

СПЕУИАЛИЗИРОВАННАЯ ВЫСТАВКА

СОВРЕМЕННЫЕ МАТЕРИАЛЫ ■ - И ТЕХН О ЛО ГИ И

В АВТОСТРОЕНИИ23 - 26 сентября 2003

- Композиты. Полимеры. Пластмассы . Резины. Отделочные материалы. Декоративные и защитные покрытия. Металлы. Легкие и сверхлегкие сплавы...

- Технологии механообработки, литья, сварки, прессования, штамповки...

- Универсальное оборудованиедля экспериментальных производств.

- Приборы контроля качества.

11 - - Новые методы и технологии — проектирования, расчетов, исследований.

ЗАЯВКИ НА УЧАСТИ Е И ПО Д РО БН АЯ И Н Ф О РМ АЦИ Я В ОРГКО М ИТЕТЕ 125438, Москва, Автомоторная д.2, «НАМИ ЭКСПО»

тел/факс: (095)456-31-96 e-mail: [email protected], www.namiexpo.ru


www.booksite.ru


http://www.namiexpo.ru

УДК 629.4.007:531.391.5

С п о с о б о б е с п е ч е н и я к у р с о в о й

УСТОЙЧИВОСТИ АВТОМОБИЛЯ ПРИ ТОРМОЖЕНИИКанд. техн. наук В.А. КИМ

Могилевский ГТУ

Потеря курсовой устойчивости автомобиля при его торможении — это результат действия разворачивающего момента, который превышает момент, образуемый боковыми реакциями колес. Причем величина разворачивающего момента зависит не только от тормозных сил, но и инерционных сил и моментов, возникающих при криволинейном движении.

Все сказанное хорошо известно из теории. Но практику интересуют предельные условия устойчивости автомобиля. По принципу: "от и до можно, дальше — нельзя". Как найти такие условия, рассмотрим на примере двухосного автомобиля при его прямолинейном и криволинейном движении (рис. 1). Причем рассмотрим в самом неблагоприятном варианте, когда, скажем, коэффициенты сцепления колес с дорожной поверхностью по одному борту (например, правому) близки к нулю, а по второму — имеют максимальные значения. То есть при условии, что разворачивающий момент максимален, а тормозные силы

( г пер и Т’ззд) по правому борту близки к нулю.

Определим разворачивающий (А/р) момент и момент сопротивле

ния развороту Мс для случая прямолинейного движения автомобиля. Для этого воспользуемся рис. 1, а и хорошо известными из теории формулами: из рис. 1, а получаем формулы № 1 и 2 (см. таблицу), а из теории — формулы № 3—6. И на их основе — формулы № 7 и 8, которые из них дают возможность вывести условие сохранения устойчивости движения автомобиля (формулы № 9 и 10).

Расчеты, выполненные для седельного тягача МАЗ, показывают: его курсовая устойчивость при торможении на участке прямолинейно-

лев _ л л**го движения в случае = 0,97 и

<р"р = 0 будет достаточной, если

Ф^пер > 0,43 и ф; е3вад > 0,56.Возникает вопрос: сможет ли

МАЗ обеспечить такие ф лев? Чтобы ответить на него, обратимся к графику, связывающему <рг и ф„ с 5X у(скольжением колес), который приведен (рис. 2) в справочнике фирмы "Бош". Как видим, при S = 20 % и Фх = 0,97 (точка А) боковой коэффициент сцепления <ру равен 0,6 (точка А'). То есть он больше и

лев левФу пер и фу зад следовательно, бокового заноса автомобиля не будет.

Для определения условий устойчивости равномерного криволинейного движения автомобиля (угловая скорость вращения вокруг центра поворота постоянна) необходимо, очевидно, учесть воздействие центробежной силы инерции, которая приложена к центру его масс. Эта сила, что тоже очевидно, создает дополнительные боковые реакции на колесах. Для расчетов коэффициентов сцепления воспользуемся условием статического равновесия, т. е. равенством нулю главного вектора равнодействующих всех сил и главного момента (система уравнений № 11 в таблице). Кроме того, в качестве расчетного коэффициента

^ для задней оси берем наибольший из двух, а (ру пер для колес передней оси — свой для каждого колеса. Тогда решение системы уравнений № 11 приобретает вид формулы № 12. Применив ее для того же седельного тягача МАЗ при тех же

лев _ лев _ л п<7 _Ф* пер = Фх зад = °>97 и СКОРОСТИ

движения v — 16 м/с (58 км/ч), видим: курсовая устойчивость будетобеспечиваться, если Ф е„ер > 0,52,

а ф^ад > 0,73. То есть, судя по диаграмме 9V — f(S ) , в рассматривав-

Умом случае устойчивость движения не обеспечивается, и нужны какие- то дополнительные меры.

Таким образом, наличие разворачивающего момента,, неизбежного при различии условий сцепления колес по бортам автомобиля, само по себе не может служить критерием потери устойчивости движения.

<Рх-Ч>у

1.00,8

0,6

0,4-0,2

- Лл

ч / у

1 1 1 ^ -

Рис. 1. Расчетная схема торможения двухосного автомобиля при прямолинейном (а) и криволинейном (б) его движении

0 20 4-0 60 80 %S ---- -

Рис. 2. Изменение коэффициентов сцеплений колес от коэффициента относительного скольжения (<рх, <ру — коэффициенты сцеплений колес в продольном и в поперечном направлениях колес)


www.booksite.ru

№ формулы Формула Примечания

10

11

12

1/ vqpJICB фЛСВ\ гМр = (^пер ~~ зад )

М: = Лпера + Лзад^

>Л6В _ дгЛСВ лев'пер “ перФдспер

7,лев _ д/-лев лев зад ” зад Фд: зад

«лев _ дглев ^пер “ пер Фу пер

« л е в _ дглев зад — зад Фу зад

• / г\ ; / 1 г Л б в лев »гЛев лев v » __ »глев лев »~~ ^^(^перФхпер ^зад Ф* зад ) “ задФу зад^

1 / i r лев . » г лев » »глсв лев / . »чс ~ пер1 перa зад(Р>:'*ад ~ пер )

лев , 0.5(фГпео^фГзР Фу пер — bL

«тл ев , лев . » лев v .5 ЛГпер(Фхпер + Я-Фхзад)

Физад-N^ L

п п п

М .Гч X II

I1- 1 1-1 1- 1

п л пY , Fi> = I1- 1 1* 1 i« I

X п= ^ m Ti) + £ м 0(Ъ) + £ М 0(Ц)

1=1 1=1 /=1 1=1

£пр, лев 1 =J-------

'г* пер, у зад 2 4

= о

I I е*I - l j= 1

С срв и 7 ^ — тормозные силы на переднем и заднем колесах левого борта; Ь — колея колес Лпер и Лзад — боковые реакции передних и задних колес; a — расстояние от передней оси автомобиля до его центра масс; d — расстояние от задней оси до центра масс

Т\ — тормозные силы на колесах; N\ — нормальные

реакции на колесах; ср*,- и <pJyi — продольные и боковые коэффициенты сцепления колес с поверхностью дороги

>>лев лев г • пер узад

X — коэффициент перераспределения масс по осям при торможении

ф"переВ и ф " — боковые коэффициенты сцепления колес по правому и левому бортам автомобиля; С,- и ау — функции, связывающие скорость движения, массовые и геометрические параметры автомобиля, углы поворота его управляющих колес и коэффициенты ср

Главное — характер функциональной взаимосвязи между коэффициентами сцепления колес в продольном юг и боковом ф направлениях.х у

Приведенные рассуждения касаются только теоретических расчетов и не могут быть использованы в алгоритмах автоматических систем управления торможением. Потому что отслеживать величины разворачивающихся моментов с целью использовать эту информацию для формирования сигналов управления — дело

весьма сложное. Поэтому в перспективных системах автоматического регулирования торможения автомобиля будут, по всей видимости, применять анализ не самих тормозных моментов, а знаков их производных (см. "АП", № 6, 1999), а так же непрерывное измерение и анализ знаков производных боковых реакций на колесах (пат. № 2125517, РФ). При этом сигнал управления при отрицательных знаках производных боковых реакций станет, по сравнению с от

рицательным знаком производных тормозных моментов, приоритетным. Данный принцип формирования сигналов управления может оказаться весьма эффективным для обеспечения устойчивости в транспортном режиме автомобиля. Но главное, анализ конструкций поворотных кулаков управляемых колес и приводов ведущих колес автомобилей показывает, что установка в них источников такой первичной информации вполне возможна.


www.booksite.ru

В НИИ, КБ и на заводах

В рамках программы совершенствования технологических процессов, в ОАО "УАЗ" объединяются в один два цеха прессово-сварочного производства — рамный и рамной штамповки. Новое образование будет называться "рамный цех". Готовятся к объединению также цеха механосборочного производства. Цели проводимой оптимизации — снижение издержек при существующих объемах производства, сокращение административного аппарата, повышение эффективности управления производственным процессом.

IПо информации пресс-службы УАЗа]

•

В ОАО «ГАЗ» проводится реструктуризация четвертого сбороч

ного конвейера производства грузовых автомобилей, где в настоящее время собирают четыре модели среднетоннажных грузовых автомобилей различных модификаций, имеющие разные основные узлы и ряд неунифицированных мелких деталей. Оптимизация производства выполняется согласно методике фирмы «Йомо», совместно с которой аналогичные работы уже проводились на третьем конвейере, выпускающем бортовые ГАЭ-3302 и ГАЗ-33023.

На рабочих местах теперь оставлены мелкие детали только на два часа работы, что позволяет сократить время на поиск компонентов для необходимой модификации. Перестановка и замена тары и оснастки поможет оптимизировать

каждое рабочее место, сведя к минимуму передвижения сборщиков, а в конечном счете — ускорить выполнение операций. Введена строгая закладка и подача всех основных узлов по моделям автомобилей; за каждым рабочим местом закреплены постоянные рабочие, которые должны быть обучены новым методам работы и последовательности выполнения операций. Созданы рабочие группы, каждый член которой отвечает за всю гамму вопросов, возникающих на данном рабочем месте.

Основная задача проводимой оптимизации производства — добиться четкого выполнения на конвейере сменного задания и повышения качества продукции.

[По информации пресс-службы ГАЗа}

АВТОТЕХОБСЛУЖИВАНИЕ

УДК 629.621.182.3.001.24

Расчет норм расхода топлива

НА ТРАНСПОРТНУЮ РАБОТУ АТС1

Канд. техн. наук В.И. К0П0ТИЛ0В

Тюменский филиал Военно-инженерного университета

Возможности формулы № 11 по практическому нормированию эксплуатационного расхода топлива рассмотрим на примере двух типов автомобилей, используемых для перевозки грузов на загородных магистралях и в условиях города, — с карбюраторным двигателем и дизелем.

Работа на загородных магистралях. При движении за городом ускорения АТС относительно невелики и редки, а промежуточных остановок очень мало, т. е. Ns ~ 0. Поэтому при достаточно большой длине ездки с грузом второй составляющей (QJ) расхода топлива можно пренебречь. Преобладание установившегося движения на высших передачах обусловливает практически непрерывную работу автомобильного двигателя в тяговом режиме, т. е. 5 » 1. При этом у карбю-

Продолжение. Начало см. "АП”, 2003, № 6.

раторного двигателя индикаторный КПД под нагрузкой составляет, как известно, 0,34—0,38 (средний — 0,36), а у дизеля — 0,41—0,45 (средний — 0,43).

При движении автомобиля по горизонтальной дороге коэффициент v|/j суммарного ее сопротивления численно равен коэффициенту / сопротивления качению, величина которого для асфальтобетонной магистрали применительно к разрешенным на загородных дорогах скоростям 60—80 км/ч равна -0,015. Наконец, средняя плотность рт бензина составляет 0,74 кг/л, дизельного топлива — 0,85 кг/л, а их низшая теплотворная способность — соответственно 44 и 42,5 МДж/кг. Отсюда нормы расхода топлива, подсчитанные по формуле № 11: для автомобиля с карбюраторным двигателем — 1,25 л/100 (т • км), с дизелем — 0,95 л/100 (т • км).

Согласно действующему нормативному документу, РД РЗ112194—97, норма расхода топлива для грузового автомобиля с карбюраторным двигателем составляет 2 л/100 (т • км), а для дизельного — 1,3. Для случая же равномерного движения по магистрали ее нужно уменьшить на 15 %. Значит, для загородных условий эти нормы соответственно равны 1,7 и 1,1 л/100 (т*км). То есть официальные значения Hw по отношению к расчетным оказываются существенно (соответственно


www.booksite.ru

Таблица 2

Дорога и ее состояние V,

Расчетные нормы расхода топлива для автомобилей,

л/100 (т-км)

с карбюраторным

двигателемдизельных

С гравийным покрытием:в хорошем состоянии 0,022 1,8 1,4в плохом состоянии 0,028 2,3 1,8

Грунтовая в хорошем состоянии:

сухая 0,023 1,9 1,5мокрая 0,030 2,5 1,9

Ровный лед 0,025 2,1 1,6Снег:

хорошо укатанный 0,029 2,4 1,8слабо укатанный 0,080 6,7 5,0

Таблица 3

на 36 и 16 %) завышенными. Это потому, что в РД, в общем, нет дифференцированного учета дорожных условий. А он, как следует из табл. 2, безусловно, нужен.

Работа на городских магистралях. При движении автомобиля в городе расход топлива, необходимый для выполнения единицы транспортной работы, складывается из двух (Qy и Qj) составляющих, т. е. считать Qj близким к нулю уже нельзя, автомобилю здесь приходится достаточно часто подтормаживать и останавливаться перед светофорами, "гася" его (в том числе груза) кинетическую энергию. То есть движение идет в

УДК 629.621.43-231.192

НОВЫЙ МЕТОД ОПРЕДЕЛЕНИЯ

ДОПУСТИМОЙ СУММАРНОЙ

НЕУРАВНОВЕШЕННОЙ МАССЫ ДЕТАЛЕЙ КШМ

Д-р техн. наук А.Д. НАЗАРОВ

Туркменский СХУ имени С. А. Ниязова

Использование в двигателях К-8 ремонтных, конструктивно и технологически усовершенствованных поршней, шатунов, поршневых колец, шатунных вкладышей и поршневых пальцев вызывает на оси каждой шатунной шейки коленчатого вала суммарную неурав-

виде циклов, каждый из которых заканчивается либо, замедлением, либо остановкой. При этом за служебным торможением и остановкой всегда следует разгон, который ведет к дополнительному расходу топлива. Однако сохраняются и режимы равномерного движения.

Коэффициент \|/5 сопротивления дороги в условиях города, где скорости движения не должны, за редким исключением, превышать 60 км/ч, можно принять постоянным и равным 0,012, а долю тяговых режимов, судя по статистике, — 0,80. Тогда величина расхода топлива на перемещение 1 т груза, обусловленного сопротивлением дороги, равна: для автомобиля с карбюраторным двигателем — 0,80 л/100 (т • км); для дизельного — 0,64.

Как следует из тех же статистических данных, в условиях города грузовые автомобили разгоняются, достигая в среднем скорости 40—50 км/ч (11,1—13,9 м/с). Примем, что в среднем конечная скорость разгона равна 43,2 км/ч (12 м/с). Тогда дополнительное количество топлива, обусловленное одной остановкой (для простоты подтормаживания не учитываем) на1 км пути, для первого типа автомобилей составит 0,61 л/100 (т • км), для второго — 0,46.

В итоге при Ns остановках общую величину нормы расхода топлива на перемещение груза в условиях города для автомобилей с карбюраторным двигателем можно подсчитать по формуле № 12, а для автомобилей с дизелем — по формуле № 13. Результаты такого подсчета приведены в табл. 3.

Из таблицы следует: в городе при частых остановках норма расхода топлива на транспортную работу может почти в 2 раза превосходить норму при движении по загородным асфальтобетонным магистралям. В связи с этим возникает вопрос: как данное обстоятельство учитывает действующий РД Р3112194—97?

Согласно РД при работе в городе с населением от 0,5 до 2,5 млн. чел. к норме Hw добавляются 15 %. Следовательно, с учетом надбавки для автомобилей с карбюраторным двигателем Hw = 2,3 л /100 (т • км), а для дизельных — 1,5. То есть в первом случае она соответствует средней частоте остановок Ns = 2,4, что Зачастую бывает слишком много; во втором — Ns = 1,8. Значит, в реальных условиях норма может оказаться как завышенной, так и заниженной.

новешенную массу деталей КШМ, равную Дту. Она, в свою очередь, дает дополнительный неуравновешенный момент ДMR, пропорциональный квадрату частоты вращения коленчатого вала. Отсюда — ускоренное и неравномерное изнашивание коренных подшипников, снижение ресурса и вероятности безотказной работы, увеличение вибраций и шума новых и капитально отремонтированных двигателей.

Выход из данного положения известен: он — в нормировании допустимых значений Дтуп. Однако, к сожалению, таких значений ни одна из публикаций не дает. Поэтому их приходится определять для каждого

Число остановок на 1 км

пробега

Расчетные нормы расхода топлива в условиях города для автомобилей, л/100 (т • км)

с бензиновым двигателем дизельных

0,6 1,2 0,91,0 1,4 1,11,4 1,7 1,31,8 1,9 1,52,2 2,1 1,72,6 2,4 1,83,0 2,6 2,0


www.booksite.ru

конкретного двигателя. Как это делать, рассмотрим на примере двигателя К-8 рабочим объемом 4,25 л (двигатель 3M3-53-11).

Теоретическим анализом и экспериментами установлено: наиболее достоверные данные при установлении допустимого значения рассматриваемой массы Атуп получаются, если ее определять экспериментально исходя из влияния Ату (закономерностей) на основные качественные показатели двигателей — скорость ДИ изнашивания, коэффициент еи неравномерности износа, овальность а 0 и конусообразность а к коренных шеек; скорость 5А увеличения среднего зазора и коэффициент ед неравномерности зазора в коренных подшипниках; ресурс S', вибрации v (колебательная скорость в вертикальном направлении) и шум р (звуковое давление) двигателей.

Выявив закономерности, вычисляют относительные значения (АГ() этих показателей Щ = Я(/Я (Т, где П1 — /-й качественный показатель двигателя при текущих значениях Ату, /7(т — то же для Дт , соответствующей допустимым по ТУ отклонениям массы деталей КШМ от номинального ее значения.

По результатам расчета строят кривые Kt = f(Amy).Анализ таких кривых, полученных для рассматри

ваемого двигателя, показывает, что они имеют два характерных участка. На первом из них значения с увеличением Ату изменяются незначительно, а на втором резко возрастают (относительный ресурс двигателей при этом столь же резко снижается). И если кривые на этих участках аппроксимировать прямыми линиями, точка их пересечения даст предельно допустимое значение рассматриваемой массы (обозначим ее Am ,) по /-му качественному показателю двигателя.

Чтобы воспользоваться данным методом для получения уравнений и построения аппроксимирующих прямых линий, по каждому участку нужно, очевидно, располагать как минимум тремя экспериментальными точками. Если же иметь в виду, что влияние Дту приходится оценивать по отношению к нескольким качественным показателям двигателя, причем при нескольких значениях Ату, то ясно, что трудоемкость и стоимость экспериментов получается очень большой.

Однако дело упрощается, если учесть, что на первом участке кривых угол наклона прямых изменения Kj в зависимости от Ату к оси абсцисс весьма незначительный. Значит, наклонную прямую здесь можно заменить прямой линией, параллельной оси абсцисс (участки а, Ъ, с и d на рис. 1).

Для построения прямых линий на втором участке достаточно знать значения показателей ДИ, еи, а 0, а к, 5Д, 8Д, S и коэффициента Ki в двух точках (см. кривые 1 и Зна рис. 1), соответствующих суммарным неуравновешенным массам Дтур и Атуи деталей КШМ (Дтум — наибольшее значение массы Ату, до которой она увеличивается при исследованиях ее влияния на качест

венные показатели двигателей; Д/и„„ = к~}пАт„х„ где' у р м у у м

Рис. 1. Изменение относительных значений показателей качества двигателей в зависимости от суммарной неуравновешенной массы деталей КШМ:

1 — показатели изнашивания и неравномерности износа коренных подшипников коленчатого вала; 2 и 3 — виброаку- стические показатели и ресурс двигателей

кмр = 1,2—1,4). Специально проведенными экспериментами установлено, что при Ату > АтуП виброаку- стические показатели двигателей в зависимости от Ату изменяются по прямой линии, проходящей через начало координат (кривая 2 на рис. 1). С учетом изложенного прямые линии на втором участке в общем случае для относительных значений рассматриваемых показателей качества двигателей описываются

уравнениями K2i = Кр1 ~ М ^,(куи ~ Am~JpAmy) и K2i =

= KMjAm~yM Ату, в которых К . и Kuj — значения К( для ДШур и Дтуи, AKui = Kui - Kpi- кум и Атмр - коэффи- циент и суммарная неуравновешенная масса для конкретных моделей и конструкций двигателей постоян- ны: к , = Д/и„„(Д/и„„ — Д/и„„)-1; Д/и „ = Д/я„„ — Ат„„.уьл УР ум УР .Ум УРУравнения же для расчета предельно допустимой суммарной неуравновешенной массы по /-му качественному показателю двигателей имеют вид:

AmyHi = Атмр[АКм} (1 - Kpi) + ky J ;

Первое и третье уравнения относятся к показателям изнашивания и неравномерности износа коренных подшипников коленчатого вала и ресурсу двигателей, второе и четвертое — их вибрации и шуму.


www.booksite.ru

Графики изменения относительных качественных показателей двигателей в зависимости от Дту строят следующим образом.

1. Экспериментальным путем определяют ДИ, еи, а0, а к, 5Д, е д и S для Атут, Атур и Дтуи, a v и р — для Дтут и Дтуи.

2. Вычисляют значения коэффициентов Kpj, KMj и AKMi для первой группы показателей и только KMj — для второй.

3. Через точку с координатами KTj и Атут для всех показателей проводят прямые линии параллельно оси абсцисс (см. рис. 1).

4. Прямые изменения ДИ, еи, а0, а к, 8Д и ед в зависимости от Ашу проводят через точки с координатами Kpiи Amyp’ КМi и Атум (см- кривую 1 на рис. 1), 5 - Ksp и Дтур, аш и Дтум (см. кривую 3), a v и р — через начало координат и точку с координатами Kui и Атуи (см. кривую 2). Точка пересечения этих прямых соответствует ДmyHj (см. рис. 1).

Для конкретных моделей и конструкций двигателей значения кум, Атур, Дт и Дтмр известны, а К( вычис-

Таблица 1

Параметр

Av гАтур, г Атуи, гкмрА т..„

Значениепараметра

0,60713,04516,176

1,243,131

Параметр

ку« .Лр минл2, мин'

т нгс> Г

Значениепараметра

4,16724003200

133,041

Таблица 2

Показатель

Значения коэффициентов Показатель

ЗначениекоэффициентаКр. *«/

Д И 2,1014 2,6236 0,5222 4,7650

£и 1,1902 1,2876 0,0974 v2 3,2563а о 2,0123 2,5174 0,5051 V3 4,1750“ к 1,7475 2,1326 0,3851 V4 5,16755Д 1,6751 2,0489 0,3738 Р\ 2,9683

Ед 1,1630 1,2771 0,1141 Pi 2,8822S 0,5414 0,3453 -0,1961 —

Таблица 3

Критерий

Значения суммарных неуравновешенных масс, г Крите

рий

Значения суммарных неуравновешенных масс, г

Ату», Amyni Атун1

Д И 6,443 3,402 3,395 0,354

£и 6,933 3,892 v2 4,968 1,927

“ о 6,772 3,731 v3 3,874 0,833

“ к 6,969 3,928 v4 3,130 0,0898Д 7,392 4,351 Р\ 5,450 2,409ед 8,574 5,533 Pi 5,612 2,571S 5,725 2,684 -- —

и з

UI и- '1.0 1

ио - I- 1.5 К*к

1,0

10 12 14 16Атц

Рис. 2. Изменение относительных значений показателей изнашивания и неравномерности износа коренных подшипников коленчатого вала и ресурса двигателей 3M3-53-11 в зависимости от суммарной неуравновешенной массы деталей КШМ в процессе их ускоренных стендовых испытаний:

1, 3, 5 и 6 — скорость изнашивания, коэффициент неравномерности износа, овальность и конусообразность коренных шеек; 2 и 4 — скорость увеличения среднего зазора и коэффициент неравномерности зазора в коренных подшипниках коленчатого вала; 7 — ресурс двигателя

ляют с использованием экспериментальных данных. Поэтому анализируемые прямые можно построить с использованием первых двух из приведенных выше уравнений, а рассчитать значения ДmyHi — по третьему и четвертому уравнениям.

Зная ДmyHi, вычисляют допустимую суммарную неуравновешенную массу Дmynj деталей КШМ по /-му качественному показателю двигателей. Расчетная формула: Amyni = AmyHi - тНГС. В ней т нгс — математическое ожидание приведенной к оси шатунных шеек суммарной массы нагара и смол на поршне с кольцами, продуктов изнашивания и грязи в полости данных шеек коленчатого вала двигателей, поступивших в первый капитальный ремонт.

Значения показателей изнашивания, неравномерности износа коренных подшипников коленчатого вала и относительного ресурса для двигателя 3M3-53-11 определяли экспериментально, методом ускоренных стендовых (с абразивной пылью) испытаний. Их результаты приведены в табл. 1. По ним рассчитаны относительные значения качественных показателей двигателей, характеризуемые коэффициентами К( (табл. 2), и по рассмотренному выше методу и формулам построены графики изменения этих показателей в зависимости от Ату (рис. 2 и 3). Наконец, с учетом данных табл. 1 и 2 рассчитанны предельно допустимые значения рассматриваемых суммарных неуравновешенных масс (табл. 3).


www.booksite.ru

и

л

Л ти

Рис. 3. Изменение относительных значений виброакустических показателей двигателей 3M3-53-11 в зависимости от суммарной неуравновешенной массы деталей КШМ в условиях стендовых испытаний:

1—4 к 5, 6 — колебательная скорость в вертикальном направлении и звуковое давление двигателей; 1 к 3 — vt, v3 (колебательные скорости двигателя в вертикальном направлении при п = 2400 мин-1); 2 и 4 — v2 и и4 (то же при п = 3000 мин-1); 5 — pj (звуковое давление двигателя при п = 2400 мин-1; 6 — р2 (то же при п = 3000 мин-1)

Значения ДmyHi можно определить и графическим способом: они соответствуют точке пересечения прямых на первом и втором участках кривых влияния Ату на Kt (см. рис. 2 и 3).

Из табл. 3 видно, что значения AmyHj и Amyni изменяются в широких пределах и зависят от принятого критерия: наибольшие соответствуют коэффициентам неравномерности износа коренных шеек и зазора в коренных подшипниках, а наименьшие — вибрации двигателей. Если исходить из влияния Ату на ресурс двигателей, показатели изнашивания и неравномерности износа данных подшипников, то Дmyffi и Дmynj находятся в диапазонах 5,725—8,574 и 2,684—5,553 г (средние значения — 6,973 и 3,932 г) соответственно. В случае, когда в качестве критериев рассматриваются виброакустические показатели, суммарные неуравновешенные массы изменяются в пределах соответствен

но 3,130—5,612 и 0,089—2,571 г (средние значения — 4,405 и 1,367 г).

Очевидно, что с точки зрения качества двигателей важны все анализируемые показатели. Поэтому при нормировании их следует считать равноценными. Тогда компромиссные значения предельно допустимойД /яу н и допустимой Дтуп рассматриваемых масс вычисляются по соотношениям

| Атун = q~l АтУп = 9* Х АтупП1

Атуп = АтуИ - тНГС,

в которых qK — число качественных показателей двигателей при определении Атун и Дтуп.

По этим формулам с учетом данных табл. 1 и 3 определены значения данных масс для двигателя 3M3-53-11. Они оказались равными: Атун — 5,787 г, Атуп = 2,746 г. Это означает, что при изготовлении и ремонте 3M3-53-11 значения суммарных неуравновешенных масс деталей КШМ не должны превышать 2,746 г.

Выполненные измерения показывают, что у новых двигателей фактические отклонения от номинального значения массы деталей КШМ в 1,5—4 раза больше допустимых по ТУ. Однако суммарные неуравновешенные их массы Атуф, соответствующие указанным отклонениям, не превышают 1,971 г. То есть по данному показателю двигатели делаются с запасом. Причем отличие значений качественных показателей при Атуп и Атуф для их первой группы (изнашивание и неравномерность износа коренных подшипников коленчатого вала, ресурс двигателей) составляет 0—1,53 %, для второй (вибрации и шум) — 0—4,76 %. Если же сравнить показатели качества двигателей для Атуф и Атуп с показателями для AmVT по тем же группам, тоу тдля первой группы расхождение составляет 0,1—1,63 % и 0,1—2,78 %, для второй — 0—9,82 и 0—14,86 %. То есть отличие для вибраций и шума двигателей существенно, а для других показателей — невелико.

Таким образом, рассмотренный метод определения допустимых значений суммарных неуравновешенных масс деталей КШМ двигателей требует значительно меньших затрат, чем официально признанный метод. В случае его применения достаточно знать лишь экспериментальные значения показателей изнашивания и неравномерности износа коренных подшипников коленчатого вала и ресурса двигателей для трех конкретных величин суммарных неуравновешенных масс деталей КШМ, а вибраций и шума — лишь двух из этих трех.

/

После реконструкции вновь открыт сайт издательства "Машиностроение". Вся информация о журналах и книгах — по адресу: w w w . m a s h in . r u


www.booksite.ru

http://www.mashin.ru

ТЕХНОЛОГИЯ,_________________ОБОРУДОВАНИЕ, МАТЕРИАЛЫ

УДК 629.018

Испытательная база ОАО "АвтоВАЗ"

С.В. ГОЛУБЕВ, Н.В. КАЛИНИН

НТЦВАЗа

В декабре 1995 г. в генеральном департаменте развития ОАО "АвтоВАЗ" было создано управление специальных испытаний. Его задача: проведение испытаний автомобилей, исследовательские и доводочные работы. В распоряжении управления — оборудование, которое в своем большинстве не имеет аналогов в России. В том числе комплексы аэродинамических и агроклиматических испытаний, испытаний на электромагнитную совместимость, виброакустику, технологический и климатический.

Так, аэродинамический комплекс позволяет исследовать внутреннюю и внешнюю аэродинамику автомобиля, включает две аэродинамические трубы, модельную и полномасштабную. Первая из них предназначена для работы с моделями масштаба 1 : 4 и 1 : 5, вторая — с натурными образцами автомобилей. Например, только с их помощью удалось довольно простым способом, заострив кромку крышки багажника, снизить коэффициент аэродинамического сопротивления автомобиля ВАЗ-1118 на 3 %.

Виброакустический комплекс ВАЗа, созданный по проекту и с участием фирм Германии и Финляндии, представляет собой автономное строительное сооружение общей площадью 6930 м2, имеет в своем составе пять полубезэховых камер (большую, оборудованную динамометрическим стендом с беговыми барабанами, и четыре малых); большую реверберационную камеру; камеру исследования низкочастотного виброкомфорта, имеющую электрогидравлические вибровозбудители; терминальный компьютерный зал; механическую мастерскую; зал подготовки транспортных средств к испытаниям; шесть помещений микроакустики со стендовыми и лабораторными установками; лабораторию психоакустики, оборудованную системой оценки качества звука. Кроме того, он располагает значительным числом различных мобильных комплектов портативной измерительной, регистрирующей и анализирующей аппаратуры, предназначенной для дорожных виброакустических испытаний автомобилей.

Для разрешения проблем электромагнитной совместимости электронных систем создан ЭМС-центр, отвечающий всем современным требованиям в отношении технического оснащения. В его исследовательских лабораториях изделия автомобильной электроники подвергаются испытаниям на излучение в окружающую среду электромагнитных радиопомех устройствами и автомобилем в целом, помехи в бортовой сети, восприимчивость изделий и автомобиля к динамическим изменениями напряжения питания, электростатическим воздействиям. С основными задачами, выбором и реализацией решений, обеспечивающих нормативные требования по

ЭМС еще на этапе разработки и проектирования автомобиля, ЭМС-центр справляется, поскольку в нем есть хорошо подготовленные специалисты и самое современное оборудование. В частности, большая безэховая камера, оборудованная роликовым немецким (форма "Цолл- нер") динамометрическим стендом с поворотной платформой; большая ТЕМ-камера с роликовым стендом, имитирующая движение автомобиля; малая безэховая камера для испытаний изделий; средняя и малая ТЕМ- камеры для испытаний отдельных изделий и систем автомобильной электроники на электромагнитную восприимчивость; сложные радиоэлектронные комплексы для испытаний отдельных систем и изделий.

В ЭМС-центре ведутся работы по трем основным направлениям испытаний: электронные и электрические узлы автомобильной электроники проверяются в стендовых условиях на электромагнитную совместимость; они же на стендах — на восприимчивость к кондуктив- ным помехам и электростатическому разряду; весь автомобиль — на электромагнитную совместимость.

Комплекс климатики и теплотехники дает возможность оценивать эффективность системы охлаждения двигателя, размораживания ветрового стекла, систем отопления и кондиционирования, осушения стекол салона, топливно-скоростные показатели и мощностный баланс автомобиля, проводить динамометрические и комплексные его испытания, исследовать нагружен- ность силовых элементов. Основа комплекса — агроклиматическая труба, позволяющая создать скорость воздушного потока в рабочей зоне до 55 м/с (198 км/ч), температуру окружающей среды — от 228 до 328 К (от —45 до +55 °С), пароувлажнение — до 95 %, а также солнечное излучение; имитировать дождь, снег и горячую дорогу. В комплексе имеются и другие стенды, способные решать многие практические задачи.

Таким образом, комплекс позволяет проводить исследования, оценивать и доводить до уровня заданных технические параметры и свойства автомобиля с имитацией в лабораторных условиях свойств климатических зон, а также характерных для каждой из зон маршрутов испытаний.

Высокий профессионализм работников управления специальных испытаний, подкрепленный наличием новейших испытательных комплексов, дает возможность ВАЗу выйти на качественно новый уровень разработки и испытаний автомобиля и его компонентов, широко использовать математическое моделирование, переводить процессы доводки из реальных условий в режимы стендового и математического моделирования. Тем самым существенно уменьшая затраты труда и времени на доводку новых моделей и модификаций автомобильной техники. О качестве работ, выполняемых управлением специальных испытаний, можно судить по такому факту: в начале 2001 г. базовая испытательная лаборатория при этом управлении аттестована НИЦИАМТом на право проведения сертификационных испытаний закрепленных за ней видов продукции.


www.booksite.ru

^ДК 629.621.365.5.002.5

Инд укционны й нагрев

КАК СРЕДСТВО УПРОЧНЕНИЯ ДЕТАЛЕЙ

ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ОБОРУДОВАНИЯ

Д-р техн. наук П.С. ГУРЧЕНКО, А.В. БОГДАНОВ, А.И. МИХЛЮК,М.К. ФЕДОСЕНКО

МАЗ

Для упрочнения стальных деталей, восстанавливаемых при ремонте технологического оборудования, традиционно применяется печная термическая или химико-термическая их обработка. Однако дело это сложное, требующее специальных приспособлений, сталей и т. д. А не исключающее термические деформации деталей. Кроме того, дело долгое по времени (десятки часов). Наконец, в случае крупногабаритных деталей и деталей сложного профиля — технически не выполнимое. Поэтому на МАЗе в течение ряда лет делались попытки перейти от печной закалки к закалке с помощью ТВЧ. Причем в качестве объектов были использованы более 100 деталей металлорежущего и другого оборудования.

Результаты этой работы должны, на наш взгляд, представлять не только локальный интерес. А они по группам деталей таковы.

Первая группа — массовые детали ремонтного производства (валы, оси, шестерни). Их закалку, как показал опыт МАЗа, на универсальных индукционных установках, оборудованных типовыми индукторами, нужно выполнять одновременным или непрерывнопоследовательным методом. Прежде всего деталей, изготовляемых из сталей 35, 40, 45, 40Х, 40ХН, которые после обработки должны иметь твердость поверхности, равную 48—54 HRC, и глубину закаленного слоя 2—4 мм.

Типичный представитель данной группы — шестерни. Здесь наилучший эффект получается, если их закаливать одновременным нагревом по ободу. При этом методе мощность и частота высокочастотных источников могут колебаться в широких пределах. То есть можно применять практически любое оборудование. Но оптимальными следует все-таки считать удельную мощность, равную 0,5—1,5 кВт/см2, а время нагрева — 5—40 с. Такой метод закалки особенно хорошо оправдывает себя в случае малонагруженных зубчатых колес диаметром до 300 мм, когда нет опасения, что закаленный насквозь зуб сломается в процессе эксплуатации. То есть именно в случае шестерен металлорежущих станков, которые изготовляют, как правило, из обычных среднеуглеродистых и малолегированных сталей (35, 40, 45, 40Х, 40ХН и др.). Их после закалки нужно подвергать отпуску на твердость зуба 45—50 HRC. Причем надо иметь в виду следующее. У шестерен малого (до 2 мм) модуля при нагреве на радиочастоте и мощности до 100 кВт зуб прокаливается насквозь почти на одинаковую твердость (рис. 1, а и б), на глубину1—10 мм закаливается и обод под зубчатой поверхно

стью. У шестерен с модулем более 4 мм впадина нагревается значительно медленнее, и к моменту нагрева зуба до оптимальной температуры закалки температура на впадине не достигает закалочной, поэтому закаленный слой имеет обрыв у ножки зуба (рис. 1, в), что недопустимо. Но, подбирая частоту, мощность ТВЧ и размеры обрабатываемых шестерен, можно расположить закаленный слой так, что закалка произойдет по контуру (рис. 1, г и д). Правда, распределение твердости по глубине закаленного слоя зависит еще и от марки стали, из которой изготовлена шестерня, т. е. от прокаливаемости материала.

Выявив такие закономерности, на МАЗе выработали соответствующую им тактику обработки деталей поступившего на ремонт технологического оборудования.

Так, для шестерен диаметром 50—120 мм, шириной венца 10—25 мм и модулем 3—5 мм применяют метод контурного нагрева, при котором используются преобразователи частоты мощностью 100—250 кВт и частотой 8—66 кГц. В итоге закаленный слой по периметру шестерни получается таким, как показано на рис. 1, отвечающим требованиям по износостойкости и надежности.

Несколько по-иному выглядит закалка направляющих станин, изготовляемых из серого чугуна. Как известно, на станкостроительных заводах направляющие станин подвергаются закалке ТВЧ. Но в процессе интенсивной эксплуатации станка закаленный поверхностный слой изнашивается. Причем к моменту, когда станок ставят на ремонт, глубина износа составляет 1,5—2,5 мм. При капитальном ремонте станка направляющие обычно шлифуют, практически полностью убирая тем самым закаленный на станкозаводе слой. Результат очевиден: направляющие станин прошедшего капитальный ремонт станка очень быстро теряют такие свои качества, как точность, износостойкость и долговечность. Однако опыт МАЗа говорит, что проблема решается, если применить разработанную здесь специальную установку для закалки ТВЧ направляющих станин.

Рис. 1. Результаты обработки шестерен (поверхностная закалка ТВЧ среднеуглеродистой стали (а, б, в и г) и той же стали после цементации (д), закалка шестерни шириной 10 мм и диаметром 100 мм при N = 100 кВт, <в =66 кГц, t = 3 с (е)):

1 — закаленный цементированный слой; 2 — закаленная нецементированная зона; 3 — зона прогретая, но не закаленная


www.booksite.ru

а бРис. 2. Микроструктура станины металлорежущего станка до (а) и после (б) ТВЧ-закалки.

В состав данной установки входят рама, на которой смонтирован привод; подвижный стол, установленный на рельсовой тележке; бак для сбора охлаждающей жидкости (вода) и радиально-сверлильный станок с установленными на нем закалочным трансформатором и пускорегулирующей аппаратурой. С помощью привода и подвижного стола, на который устанавливается закаливаемая станина, обеспечивается необходимая скорость перемещения последней при закалке, а с помощью механизмов вертикально-горизонтального перемещения станка — подвод индуктора к закаливаемой поверхности с требуемой точностью.

Установка позволяет закаливать станины длиной до6 м. В качестве источника ТВЧ используется машинный преобразователь ВПЧ 100/8000 мощностью 100 кВт и частотой 8 кГц. Твердость закаленной станины после термообработки составляет 46—52 HRC, глубина закаленного слоя — 1,5—3,5 мм. Что из этого получается, показано на рис. 2: до закалки структура представляет собой серый чугун с перлитной основой и твердостью 170—190 НВ; после закалки основа чугуна

Номерзвена

Режим термической обработки

Усилие разрыва, кН (тс)

Твердость, HRC, элемен

тов звена

1 Закалка 1113 К (840 °С) + 486 (49,5) Шейка 47-49+ отпуск 473 К (200 °С) Ушко 48-49

2 Закалка 1113 К (840”С) + 570 (58,1) Шейка 47-79+ отпуск 473 К (200 "С) Ушко 49-50

3 Закалка 1113 К (840 °С) + 454 (46,3) Шейка 33-35+ отпуск ТВЧ 673-723 К Ушко 47-48(400-450 *С) шеек

4 Закалка 1113 К (840“С) + 440 (44,8) Шейка 33-34+ отпуск ТВЧ 673-723 К Ушко 46-48(400—450 °С) шеек

5 Закалка 1113 К (840 °С) + 776 (77,0) Шейка 44-46+ отпуск 573 К (300 “С) Ушко 45-46

6 Закалка 1113 К (840 “С) + 728 (74,2) Шейка 44-46+ отпуск 573 К (300 °С) Ушко 45-46



имеет троостомартенситную структуру с твердость^ 46—52 HRC. Графитовые пластины практически оста ются без изменения. Износы (по массе) во втором случае в -100 раз меньше, срок службы станин после капитального ремонта увеличился, по сравнению со станинами новых станков, в 3 раза.

Интересные результаты дала также закалка ТВЧ цепей подвесных конвейеров. Дело в том, что общая длина этих цепей на МАЗе составляет 21 км, в том числе цепей с шагом 100 мм — более 7 км и цепей с шагом 160 мм. Причем работают они в тяжелых условиях, поэтому годовая потребность в их ремонте для первых равна ~2,5 км, для вторых — 6 км. Менять их на новые — дорого, поскольку их производство в Белоруссии не освоено, и вышедшие из строя цепи можно менять только одним способом — закупая за рубежом.

В итоге автозавод вынужден был организовать собственное производство конвейерных цепей.

Но здесь, как обычно в таких случаях, сразу не все пошло гладко: цепи быстро выходили из строя.

Причины установили быстро: цепи изнашивались и рвались в местах интенсивного трения. Причем разрывались только по внутреннему звену, а изнашивались по месту контакта этого звена с валиком. И в том и с другом случае, как оказалось, виновата недостаточная исходная твердость поверхностей: она составляла 35—40 HRC. Появилась идея: обрабатывать слабые звенья на другие пределы твердости.

Идея, как видно из таблицы, себя оправдала.Действительно, звенья № 3, 4, 7 и 8, имеющие срав

нительно невысокую твердость, разрушаются, как видно из таблицы, с образованием шейки, что свидетельствует о большой пластичности металла в зоне разрушения; в звеньях № 1, 2, 5 и 6, наоборот, имеет место хрупкое (без образования шейки) разрушение.

По итогам эксперимента был сделан вывод: оптимальной следует считать объемную термообработку на твердость 46—52 HRC. Но — с последующим локальным отпуском ТВЧ узких шеек на твердость 32—36 HRC. Потому что при этом режиме за счет последующего распространения теплоты по всей массе детали обеспечивается низкий отпуск всей детали, т. е. снятие внутренних напряжений.

Кроме того, валики цепи стали подвергать закалке ТВЧ, а не объемной термообработке, как это делается на станкостроительном заводе, что позволило значительно повысить твердость и износостойкость их поверхности.

В результате стойкость отремонтированных цепей повысилась, по сравнению с новыми, в 2—2,2 раза.

Таким образом, опыт МАЗа лишний раз подтверждает: никогда нельзя считать, что сделанное заводом- изготовителем какое-либо покупное изделие с точки зрения долговечности безотказности и т. д., — предел совершенства. Наоборот, нужно знать, что в любом изделии есть резервы, которые нужно выявлять и — использовать. Причем ремонт — наиболее эффективный для этой цели жизни технологического оборудования.


www.booksite.ru

На правах рекламы

Ко м п л е к с н о е реш ен и е по и зго т о вл ен и ю и п ерет о ч ке и н струм ента

на с о в р е м е н н о м зато чно м о бо руд о ва н и и

Современные материалы и металлорежущее оборудование предъявляют весьма высокие требования к обрабатывающему инструменту. В частности, все более широкое применение находят специальные инструменты, такие как ступенчатые сперла, фасонные фрезы и др., позволяющие решать новые технологические и производственные задачи. Сложные по форме, они довольно часто изготавливаются небольшими партиями, поэтому не будет преувеличением сказать, что именно наличие современного заточного станка является залогом успешного развития инструментального производства.

Признанный законодатель моды в области оборудования для изготовления и переточки инструмента — немецкая фирма "WALTER". Созданное ее специалистами семейство станков "Helitronic Power" предназначено для комплексной обработки, начиная с единичной детали и заканчивая изготовлением и переточкой в автоматическом режиме больших партий.

Система программирования, разработанная фирмой "WALTER", очень удобна для пользователя: вся работа проходит в режиме диалога, и сам процесс подготовки программы обработки выглядит просто как снятие размеров с чертежа. Программное обеспечение "Cyber Grinding" полностью совместимо с системой

управления станка НМС 500 и позволяет составлять программы для изготовления инструмента с отображением всего процесса обработки виртуально на экране компьютера. Заданные параметры готовой программы в смоделированном виде переносятся непосредственно в систему управления станка. При этом отпадает необходимость и пробном шлифовании, за счет чего экономится время и материал.

Последняя разработка фирмы "WALTER" — станок "HeHtronic Power + Diamond", представляющий собой новое эффективное решение, объединяющее заточку и электроэрозионную обработку. Данная модель используется для заточки режущих инструментов из по- ликристаллического алмаза, поликристаллического нитрида бора, твердых сплавов, быстрорежущей стали и других материалов.

Заточные станки семейства "Helitronic Power" успешно эксплуатируются в различных отраслях промышленности. Более подробную информацию по данному оборудованию можно получить в Московском представительстве фирмы 'Талика АГ' по адресу: Пушкинская наб., 8а.

Телефон: (095) 954-09-00 (-09)Факс: (095) 954-44-16 E-mail: [email protected]




УДК 629.691.58

Герм етики д л я уплотнения и ф и к са ц и и

НЕПОДВИЖНЫХ СОЕДИНЕНИЙ

Канд. техн. наук. В.В. БУРЕНИН

МАДИ (ГГУ)

При сборке узлов, агрегатов и автомобилей для герметизации их неподвижных разъемных соединений используются, как известно, уплотнительные прокладки и кольца из неметаллов и металлов. Причем в огромных количествах и номенклатуре. Что, в общем, обходится недешево, между тем в последние годы появилось множество материалов — герметиков (жидкотекучих и вязких), которые, не имея вначале никакой формы, повторяют очертания, заданные конструкцией соединения, создавая уплотнения минимально возможной толщины. То есть способные заменить прокладки и кольца, а значит, снизить себестоимость автомобильной техники. Причем эти материалы, пригодные для любых соединений: есть герметики невысыхающие, высыхающие, полувысыхающие, есть самовулка- низирующиеся. Рассмотрим их.

Для уплотнения неподвижных, подвергающихся периодическому демонтажу соединений наибольший интерес представляют, очевидно, невысыхающие герметики (замазки, пасты, мастики), т. е. материалы, которые в процессе эксплуатации сохраняют пластическое (вязкое) состояние. Но им присущ весьма существенный недостаток. Все они неупругие, поэтому не обеспечивают надежное уплотнение соединений с изменяющимися в процессе эксплуатации зазорами. Тем не менее для них есть своя производственная "ниша". Например, отечественный герметик 51-Г-4М хорошо зарекомендовал себя при уплотнении резьбовых соединений. Кроме того, он хорошо защищает паяные соединения от коррозии при температурах от 213 до 373 К (от —60 до 100 °С). Герметик 51-Г-6 надежно уплотняет стекла АТС при температурах от 223 до 363 К (от —50 до 90 °С), 51-Г-7 — отверстия и щели на стыках металлических участков

каркасов при тех же температурах, УН-01 — сварные швы, места стыка деталей и узлов при температурах от 213 до 373 К (от -60 до 100 °С); герметики У-20А, У-22, УМС-50, ПИ-КН, мастика УМС-50, бутепрол и др. уплотняют неподвижные соединения при температурах от 233 до 343 К (от -50 до 70 °С).

Водорастворимый невысыхающий герметик марки "Dri-Seal-5064" (Германия) наносится тонким слоем на уплотняемые резьбы большого и малого диаметров и сразу же надежно герметизирует резьбовое соединение (рис. 1) деталей, изготовленных из металлов или пластмасс, допускает последующую регулировку соединений и легкое их развинчивание.

Удобен в применении и обладает повышенной химической стойкостью невысыхающий герметик (пат. № 2144554, РФ), в состав которого входят 7,5—12,5 % (масс.) полиизобутилена ПИБ-118, до 30—50 % индустриального масла, 30—50 % гид- рофобизированной древесной муки (наполнитель) и 7,5—12,5 % сосновой живицы (наполнитель). Он имеет также хорошие диэлектрические свойства, надежно уплотняет соединения в температурном диапазоне от 213 до 343 К (от —60 до 70 °С).

В автомобилестроении широко применяются и герметики полувы-

Рис. 1. Уплотнение резьбового соединения невысыхающим герметиком:

1 — колба с герметиком; 2 — резьбовое соединение; 3 — герметик

сыхающие и высыхающие, которы| после их нанесения на поверхность и испарения растворителя образуют упругую резиноподобную пленку. Однако у них есть весьма существенные недостатки: во-первых, процесс "высыхания" идет довольно медленно, во-вторых, он обратим. Результат: непостоянство физико-механических свойств уплотнений в процессе эксплуатации, что снижает качество герметизации. Тем не менее их используют: например, высыхающие отечественные герметики 51-Г-10, 51-Г-12, 51-Г-143, 51-Г-17, 51-Г-18 и др. — для уплотнения стыков деталей при температурах от 203 до 344 К (от -70 до 70 °С); выпускаемый американской фирмой "Котроникс” высыхающий герметик "Resbond 907GF' — для уплотнения стыков металлов, керамики и других неметаллических деталей.

Герметики отверждающегося (вулканизирующего) типа применяют для уплотнения неподвижных соединений деталей с микродефектами и отклонениями поверхностей от плоскости. После нанесения и отверждения они образуют эластичную резиноподобную пленку и обладают вибропоглощающими свойствами. Время их отверждения определяется реакционной способностью полимерной основы и температурой. (Если отверждение идет при комнатной температуре, говорят о само- вулканизации.)

Вулканизирующиеся отечественные герметики У-30М, УТ-31, У-30- МЭС-5, УТ-32, УТ-34, 51-УТ-37, 51-УТ-48 работают в температурном диапазоне от 213 до 403 К (от —60 до 130 °С); У-1-18, К -18, У-2-28, У-4-2, KJ1-4, КЛФ-20, 51-Г-15, 51-Г-16, ВГФ1, ВГФ2 и др. — от 213 (даже 173) до 473 К, или от —60 (—100) до 200 °С; 51-Г-1, 51-Г-2, 51-Г-9 и др. - от 248 (243) до 423—473 К, или от -2 5 (-30) до 150-200 °С.

В последние годы появились отечественные однокомпонентные тио- уретановые герметики, в которых в качестве отверждающих агентов используются имины. Последние в присутствии влаги воздуха гидролизуются до амина и альдегида или ке-

32 Автомобильная промышленность, 2003, № 7Вологодская областная универсальная научная библиотека www.booksite.ru

>на. Образовавшаяся аминогруппа способна реагировать с изоцианатными группами тиокольного форпо- лимера уже при комнатной температуре. В итоге получается "сшитый" полимер. Длительность процесса — 7—10 сут.

Но надо иметь в виду, что физико-механические показатели тиоуре- тановых герметиков зависят от строения имина: хорошие результаты дает л-нитробензилиденамин, хуже — пропилиденамин. Дело в том, что при гидролизе изопилвденамина выделяется ацетон, который, улетучиваясь из полимера, создает раковины и пустоты в отвержденном герметике. Выделяющийся же при гидролизе я-нитробензилиденамина л-нитро- бензальгид — кристаллическое вещество, поэтому оно остается в структуре полимера в качестве наполнителя.

Для надежной герметизации резьбовых соединений и их стопорения предназначен еще один новый герметик (пат. № 2110550, РФ), в состав которого входят 30—60 % (масс.) эпоксидного компаунда (основа),2—15 % отвердителя и 30—60 % мелкодисперсного (0,1—0,3 мм) политетрафторэтилена (наполнитель, выполняющий одновременно противозадирную и уплотнительную функции). Только для стопорения резьбовых соединений, а также неподвижных разъемных соединений, имеющих базирующие штифты, шлицы и другие опорные поверхности, предназначен вулканизирующийся герметик "Элласит". Его состав: графит — 5—20 %, синтетический этиленпропиленовый каучук с гель-фракцией (ограниченно набухающий каучук) — 1—10 %, органический растворитель (толуол, керосин, бензин или соляровая фракция) — 70—94 %.

Эффективная технология уплотнения неподвижных разъемных соединений при сборке агрегатов основана на использовании отверждающихся герметиков О КМ и ДКМ. Первый из них представляет собой однокомпонентную жидкость или гель, второй — двукомпонентную тиксотропную пасту. В их составе летучих веществ нет, поэтому в про-

Рис. 2. Нанесение низковязкого герметика ОКМ на дефектный участок сварного шва:

1 и 4 — свариваемые детали; 2 — сварной шов; 3 — колба с герметиком

цессе отверждения нет и выделения побочных продуктов реакции. Причем герметик ОКМ отверждается под воздействием воздушной атмосферы или, при отсутствии контакта с кислородом, за счет каталитического воздействия металлической поверхности; герметик ДКМ — за счет взаимодействия его собственных компонентов. И тот и другой имеют хорошую адгезию к черным (сталь, чугун) и цветным (бронза, латунь, алюминий и др.) металлам и сплавам, а также к большинству пластмасс и другим неметаллическим материалам. Она сохраняется и после отверждения. В связи с этим герметик ОКМ очень удобен для устранения микродефектов сварных швов: он проникает в микродефекты (в том числе литейные) размерами до 70 мкм (рис. 2) и закупоривает их. Но если эти размеры превышают 70 мкм, лучше подходит герметик ДКМ.

Герметик ОКМ надежно герметизирует резьбовые соединения трубопроводов диаметром до 75 мм, заполненных жидкими и газовыми рабочими средами. Расходуется его немного. Например, на 600 соединений однодюймовых труб идет 250 мл. ОКМ не только герметизирует, но и надежно фиксирует резьбовые соединения, в том числе работающие в условиях вибрационных и ударных нагрузок. То есть он позволяет полностью отказаться от механических фиксаторов (контргаек, стопорных шайб и т. п.). Другими словами, с данной точки зрения ОКМ не уступает широко разрекламированному американскому герметику PLS2.

Особое место в машиностроительном производстве занимают си

ликоновые герметики, вулканизирующиеся под воздействием влаги воздуха, и герметики анаэробные, которые вулканизируются при отсутствии контакта с кислородом воздуха. Так, в ВПКТИстройгидроприводе разработана технология уплотнения неподвижных разъемных высокона- груженных соединений гидроэлементов с помощью быстровулкани- зирующихся силиконовых герметиков. Их основу составляет низкомолекулярный диметилсилоксановый каучук СКТМ, а отвердителем служит катализатор К-1, представляющий собой 50 %-й раствор дибутил- дилаурата олова в этилсиликате. В качестве наполнителя обычно используется мелкодисперсный оксид цинка. В результате вулканизации силиконового каучука в присутствии катализатора и наполнителя получается эластичный полимер, по физико-механическим свойствам приближающийся к некоторым специальным маркам резин, изготовленных в заводских условиях. То есть эластичные уплотнения из бы- стровулканизирующихся силиконовых герметиков создаются непосредственно на контактных поверхностях гидроэлементов в сборе (низкотемпературная полимеризация в течение 3—4 ч).

Технология ВПКТИстройгидро- привода состоит в следующем: на предварительно очищенные от механических загрязнений контактные поверхности наносят тонкий слой свежеприготовленного герметика, не допуская пропусков, воздушных пузырьков, потеков и наплывов. Затем гидроэлемент собирают и помещают в отстойник на 3—4 ч.

Уплотненные таким образом соединения гидроэлементов выдерживают давление рабочей среды до 40 МПа (400 кгс/см2).

Анаэробные герметики представляют собой многокомпонентные жидкие составы, способные длительное время оставаться в исходном состоянии без изменения свойств, быстро отверждаться в узких зазорах при комнатной температуре (15—20 °С) с образованием прочного полимера. Благодаря высокой проникающей способности они плотно заполняют


www.booksite.ru

микродефекгы сварных швов, литья, проката, прессованных материалов, обеспечивают уплотнение с высокой степенью герметичности; кроме того, создают необходимую механическую связь, т. е. фиксируют взаимное положение деталей в различных видах соединений — резьбовых, с гладкими поверхностями, фланцевых и др. Пример одного из вариантов их использования, пропитка пористого литья и сварных швов, приведен на рис. 3. Но чаще всего анаэробные герметики применяют для жестких металлических стыков, имеющих минимальный зазор. В том числе для герметизации и стопоре- ния резьб, где различают три класса прочности неподвижного соединения — малую (соединения легко развинчиваются стандартным инструментом), среднюю (поддается стандартному инструменту), высокую (стандартным инструментом рассоединить невозможно).

Рис. 3. Пропитка пористого литья и сварных швов анаэробным герметиком:

1 — сварной шов; 2 — колба с герметиком; 3 — герметик; 4 — деталь

Рис. 4. Герметизация и фиксация анаэробным герметиком соединения с гладкими поверхностями:

1 — герметик; 2 — ось; 3 — корпус

Помимо основного назначен: анаэробные герметики могут выполнять роль клеевых составов, защищать металл от коррозии. Например, анаэробный герметик "Унигерм-1 К". Кроме него в гамму высококачественных отечественных анаэробных герметиков входят "Анатерм-1у", "Унигерм-6", "Унигерм-8”, "Унигерм-9", "Унигерм-П", "Анатерм- 117". Большинство их них можно применять не только на плоских, но и цилиндрических (рис. 4) поверхностях.

Наконец, последнее. Неподвижные соединения, уплотненные любым герметиком, как правило, очень надежны. Разгерметизация возможна практически в одном случае — из-за перемещений и деформаций соединяемых деталей. Причем только таких перемещений и деформаций, которые превышают все допустимые нормы. То есть дело не в герметике, а в затяжке соединений.

ИНФОРМАЦИЯВ Ассоциации автомобильных инженеров

УДК 629.11.012.5(100.083.74)

Н о вы е н а п р а в л е н и я в р а з р а б о т к е

МЕЖДУНАРОДНЫХ ТРЕБОВАНИЙ К ШИНАМ

Кандидаты техн. наук Э .Н . Н И К У Л Ь Н И К О В и B.C. К А Л И Н К О В С К И И

н и ц и а м т , ниишп

Женевское соглашение 1958 г. ("Соглашение о принятии единообразных технических предписаний для колесных транспортных средств и об условиях взаимного признания официальных утверждений") к настоящему времени в основном выполнило свое назначение: в Европе установлены единые технические требования и методы испытаний автотранспортных средств; приняты и внедрены принципы их сертификации на соответствие Правилам ЕЭК ООН; страны, вошедшие в "Соглашение", признают сертификаты, выданные любой из них. Теперь парал

лельно с Женевским соглашением начинает работать так называемое "Глобальное соглашение 1998 г." ("Соглашение о введении глобальных технических правил для колесных транспортных средств"), которое решает те же задачи, но уже на общемировом уровне. Причем начинает не без сложностей. Например, первый проект глобальных правил по шинам был разработан только к февралю 1999 г. Однако поскольку он, по сути, оказался механическим объединением Правил № 30 ЕЭК ООН и американского стандарта 109 ДОТ, то и подвергся очень серь

езной критике и многократным переработкам. В итоге остался вариант, предложенный Европейской технической организацией по вопросам пневматических шин и ободьев (ETRTO и ИСО). С точки зрения структуры и содержания это фактически те же Правила ЕЭК ООН, дополненные разделом, который в "концентрированной" форме оговаривает правила эксплуатации и выбора шин: "Шины для каждого конкретного транспортного средства определяются изготовителем автомобиля при консультации с изготовителем шин, с учетом назначения, условий эксплуатации и технических характеристик шин".

Правда, данный вариант так и остается пока проектом, поскольку, во-первых, против некоторых его положений возражают представители США, во-вторых, произошли события, существенно затронувшие

34 Автомобильная промышленность, 2003, № 7


[иную (и автомобильную) промышленность данной страны: большее количество шин фирмы "Файр- стон", эксплуатирующихся на автомобилях "Форд Эксплоурер", пришлось изымать из эксплуатации. Это, естественно, пошатнуло авторитет системы стандартизации и сертификации шин, принятой в США, и их делегации. Тем более что аналогичные сомнения проявились у конгресса.

На уровне проектов остаются и разделы, посвященные методике и нормам оценки сцепных свойств шин. Хотя, казалось бы, механизм сцепления шин с дорогой довольно тщательно изучен, имеются отработанные методы, системы его оценки и в США, и в Европе; есть опыт, накопленный исследователями из разных стран. Однако разработанные на основе всего этого дополнения к Правилам № 30 ЕЭК ООН до сих пор не включены в глобальные правила. Например, по сцеплению с мокрой дорогой предлагались конкретные значения коэффициентов сцепления при блокированном колесе и пиковое (максимальное) значение этого коэффициента — в режиме оптимального проскальзывания колеса. Но практическое их опробование показало, что предлагаемые значения слишком завышены, а главное — даже при использовании однотипных дорожных покрытий очень сложно добиться повторяемости результатов. В частности, японская делегация в своем сооб

щении еще раз подтвердила зависимость коэффициента сцепления от условий и режимов испытаний и то, что тормозной путь автомобиля на одном и том же покрытии зависит не только от шин, но и от автомобиля и уровня настройки АБС.

С учетом этих и других замечаний разработана новая редакция методики, которая, во-первых, предусматривает использование эталонных и контрольных шин, что дает возможность отказаться от абсолютных норм на коэффициенты сцепления. Предложение, на наш взгляд, рационально, так как оно значительно расширяет возможности метода оценки шин в отношении их испытаний на различных дорожных поверхностях и при различных условиях полива. Но обязательно — на мокрой дороге.

Вторым существенным методическим вопросом был вопрос: испытывать шины и колеса — на автомобиле или на специальном прицепе? В итоге принят окончательный проект, включающий оба способа — и на стандартном автомобиле, и на динамометрическом прицепе.

Наиболее подготовленными для внедрения оказались требования к шумности шин. В том числе потому, что методы измерения шума автомобилей достаточно полно разработаны как в стандартах ИСО и Правилах ЕЭК ООН, так и ряде национальных стандартов. Однако в них не было единого норматива уровня звука (шума), излучаемого шиной

при движении по дороге. В глобальных правилах этот пробел устранен: в них зафиксированы не только принципиальные методические приемы, используемые при оценке шу- мообразования шин (испытания на реальной дороге; измерение внешнего шума; использование стандартного автомобиля, а не прицепной тележки; шум измеряется в режиме движения автомобиля с выключенным двигателем, т. е. накатом; используется высокоточная регистрирующая аппаратура), но и значения норм. Хотя при обсуждении последних не обошлось и без споров: многие эксперты высказывались в том духе, что нельзя сильно ужесточать нормы на шум шин, так как это может привести к ухудшению сцепных свойств последних. Но компромисс был найден. Его результат — директива ЕС 2001/43, которой вводятся нормы на акустические показатели пневматических шин и соответствующий ей проект Глобальных Правил. При введении этих норм необходимо будет доработать или вывести из эксплуатации от 30 до 40 % шин, имеющихся на европейском рынке. Для России проблема еще острее: качество наших дорог таково, что приходится в первую очередь думать о сцеплении шин с дорогой. Что и привело к массовому использованию шин с расчлененным шашечным рисунком протектора, способствующим повышению их шума в контакте с опорной поверхностью.

УДК 629.11.012.814:612.014.45

ИСО 2631-1—97: ВЕКТОРНАЯ ОЦЕНКА ВИБРОНАГРУЖЕННОСТИ РАБОЧЕГО МЕСТА ВОДИТЕЛЯ АТСКанд. техн. наук В .И . К О В И Ц К И И

Международный университет природы, общества и человека ("Дубна")

Вибронагруженность рабочих мест водителей АТС в России, как известно, оценивают по методике и нормам ГОСТ 12.1.012—90, который представляет собой, по сути, изложение международного стандарта ИСО 2631-85 и РД 32.001.267—96. Данный стандарт базируется на двух основополагающих принципах: вибронагруженность измеряется отдельно по каждой из трех осей ортогональной системы координат; измеренные

ускорения в диапазоне частот 0,89—89 Гц можно также оценивать либо интегрально, по величине среднеквадратичного значения ускорения, взвешенного согласно характеристике чувствительности человека к воздействию вибрации, либо дифференциально, путем сравнения отдельных третьоктавных или октавных составляющих с их нормативными уровнями.

Практика показала, что такой подход имеет как минимум три недостатка. Во-первых, не учитывает того, что вибрации воздействуют на водителя по трем осям одновременно. Во-вторых, при использовании интегральной и дифференциальных оценок вибронагруженность рабочего места дает разные количественные результаты. В-третьих, при оценке вибронагруженно- сти отдельно по каждой из трех осей по этому показателю очень трудно сравнивать два и более АТС.


www.booksite.ru

Таблица 1

Группа

АТС

Динамометрическая дорога, скорость движения, км/ч

Дорога булыжная, ровного мощения, скорость движения, км/ч

Масса АТС при испы

таниях

30 50 70 90 30 45 60снаряженная

полная

I — + + + + + — +II + + + + + - + +III • + + - + + - + +IV + + + — + + — + +

П р и м е ч а н и е . "+" означает "испытания проведены”.

Таблица 2

10 30 50 % 10 30 50 %Фх — Фу

Рис. 1. Легковые автомобили (группа I)

АТСПд (динамо Пб (булыжнаяметрическая

дорога)дорога ровного

мощения)

ВАЗ-1111 1,26 1,17ЗАЗ-11022 1,55 1,32"Монико-Турбо" 1,15 1,33"Рено-5ЛТ" 1,28 1,32"Лянча У10" 1,41 1,38

"Фольксваген - Гольф” 1,231,10

1,301,19

"Шкода- 136L" 1,12 1,15КамАЭ-5325 1,09 1,21

КамАЗ-4425 1,141,10

1,221,13

КамАЗ-5511 1,161,15

1,151Д9

КамАЭ-5513 1,261,16

1,271,31

"Урал-53223" 1,361,15

1,351,24

"Урал-442021” 1,261,31

1,331,29

MA3-54325 1,28 1,31

РАФ-22038 1,291,16

1,11,08

РАФ-2915 1,23 1,12

"Рено-Эспас" 1,421,26

1,381,21

"Рено-Мастер” 1,21 1,22

ЛиАЗ-5226 1,081,06

1,181,10

"Мерседес-Бенц 0302Т' 1,17 1,21"Мерседес-Бенц 0405” 1,22 1,41

"Мерседес-Бенц 0305" 1,151,10

1,141,13

"Икарус-260М” 1,09 1,06"Икарус-415" 1,03 1,04"Икарус-284" 1,02 1,04

П р и м е ч а н и е . Данные в числителе относятся к АТСполной массы, в знаменателе — снаряженной.

36

Поэтому в новой редакции международного стандарта ИСО 2631-1—97 вибронагруженность рабочего места водителя разрешено оценивать только по одному показателю — величине взвешенного ускорения awi по одной оси. Той, где это ускорение больше, чем по двум другим осям. Правда, если ускорения по этим осям превышают 25 % ускорения по той оси, где оно больше всего (как правило, оси Z), ИСО 2631-1—97 требует выполнять векторную оценку вибронагружен- ности; подсчитывать полные среднеквадратичные значения корректированных виброускорений ау по фор

муле ау = JK; и awy — соответственно среднеквадратичные виброускорения по осям Z, X и Y, скорректированные по частоте с помощью функции Щ (/) частотной чувствительности человека к воздействию вибрации, т. е. awj = a, W (/). (Здесь at — среднеквадратичное значение виброускорения в /-й третьоктавной полосе час-

2 2 2 2 2 2 а,.„ + , в которой аwz’ **vtx

1007а

50

О

100%

50

О10 25 % 10 30 50 %

Фх *- Фу —

Рис. 2. Автобусы особо малой вместимости (группа II)

Автомобильная промышленность, 2003, № 7


100% w o % 100% w o°m

50 50 50 50

0 ___ Li____ __ 010 JO 50 % 10 30 50 %

Фх Фу

Puc. 3. Грузовые автомобили (группа III)

О10 30 %

Фх —

10 30 %Фу * ■

Рис. 4. Автобусы большой вместимости (группа IV)

тот; Kz = 1, Кх = Ку = 1,4 — "весовые" коэффициенты приведения.)

Новый подход к оценке АТС по вибронагруженно- сти рабочих мест водителей, как видим, устраняет недостатки, присущие применяемым ранее оценкам. Но вместе с тем существенно изменяет программу обработки экспериментальных данных, а следовательно, выходные значения оценочных показателей. В этом можем убедиться, если с данной точки зрения проанализируем результаты испытаний, проведенных в НИЦИАМТе по методике РД 37.001.267—96, т. е. третьоктавные спектры виброускорений в полосе частот 0,84—0,89 Гц по каждой из трех (Z, Х и Y) осей для четырех групп АТС (табл. 1): легковые автомобили (ВАЗ-1111, ЗАЗ-11022, "Монико-Турбо", "Рено-5-JIT", "ФИАТ-Лянча НЮ", "Фольксваген-Гольф" и "Шкода 136L") — группа I; автобусы особо малой вместимости (РАФ-22038, РАФ-2915, "Рено-Эспас" и "Рено-Мас- тер") — группа II; грузовые автомобили (КамАЭ-5325, КамАЗ-4425, КамАЗ-5511, КамАЭ-5513, "Урал-53223", "Урал-442021" и MA3-54325) — группа III; автобусы большой вместимости (ЛиАЗ-5226, "Мерседес-Бенц 03021", "Мерседес-Бенц 0405", "Мерседес-Бенц 0305", "Икарус-260 М", "Икарус-415" и "Икарус-284") —

группа IV. В частности, определим, есть необходимость применять векторную оценку вибронагруженности АТС по рабочему месту водителя или ее нет. Для этого подсчитаем отношения Фх = awx/awz и Фу = awy/awz, т. е. получим интегральные законы распределения величин Фх и Фу (рис. 1—4). Кроме того, для случаев движения АТС с принятой в испытаниях на каждом типе дороги максимальной скоростью определим отношение П — ay/awz (табл. 2).

Из рисунков 1—4 и табл. 2 следует: вибронагружен- ность рабочих мест водителей АТС I—III групп носит пространственный характер, а горизонтальные составляющие вектора ау полных среднеквадратичных значений корректированных виброускорений по осям X и Y в большинстве случаев испытаний значительно превышают 25 % от главной вертикальной составляющей Z. Причем векторный подход к оценке вибронагруженности этих групп значительно, до 55 %, ужесточает, по сравнению с требованиями ИСО 2631—85, требования к оценочным показателям. Что касается группы IV, то здесь ужесточение несколько меньше.

Вывод очевиден: для групп I—III без векторной оценки не обойтись, для группы IV она менее актуальна.

Третья Всероссийская научно-практическая конференция "Творчество, изобретательство, рационализаторство и предпринимательство"

Москва, 23 сентября 2003 г.Организаторы: Департамент промышленной и инновационной политики в машиностроении

Министерства промышленности, науки и технологий Российской Федерации, выставочный центр "Машиностроение"

Информационная поддержка: Научно-техническое издательство "Машиностроение"В конференции примут участие руководители Минпромнауки РФ, представители предприятий и фирм, общественных организаций России, а также некоммерческой организации "Национальная ассоциация

изобретателей и рационализаторов" и др.Место проведения конференции — конференц-зал министерства (Миусская пл., 3).

Заявки на участие можно направлять по факсу (095) 221-21-77 и электронной почте [email protected] Телефоны оргкомитета: (095) 101-22-74, 107-31-90, 107-39-37


www.booksite.ru

За рубежом

УДК 629.114.4:004.89

И н т е л л е к т у а л ь н ы е СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ ГМП1

Д-р техн. наук В.П. Т А РА С И К , канд. техн. наук С .А. Р Ы Н К Е В И Ч

Могилевский Г ГУ

Приведена еще одна американская система управления ГМП (пат. № 6358184 фирмы "Дженерал Моторе"), выполненная по замкнутой схеме, на рис 6.

Эта система управляет переключением передач и двигателем в переходных процессах путем разблокирования ГДТ. Она использует два вида нечетких рас- суждений, соответствующих характеристикам работы двигателя в двух режимах — тяговом и переходных. Благодаря нечеткому управлению система корректирует управляющие сигналы, минимизируя время их отработки исполнительными механизмами, в результате чего повышается точность управления.

В системе управления ГМП фирмы 'Тойота" (рис. 7) помимо традиционно используемых информационных переменных v, а, со и N учитывается угол а поворота рулевого колеса. Различные комбинации трех электрогидравлических клапанов обеспечивают включение требуемой передачи в ГМП. Использование нечеткого контроллера (на рисунке совмещен с микрокомпьютером МК) позволяет адаптировать программу переключения передач в зависимости от ситуаций, связанных с изменением скорости автомобиля на поворотах, обеспечивая повышение безопасности. Это происходит следующим образом.

При снижении скорости автомобиля на поворотах благодаря нечеткому управлению вводится запрет на включение высшей передачи и, при необходимости (в зависимости от степени поворота рулевого колеса), — принудительное включение низшей передачи.

Система управления ГМТ по патенту США № 6094611 (рис 8), выполненная по линейной схеме, управляет энергетическими режимами АТС путем переключения ступеней планетарной коробки передач и блокирования ГДТ. В качестве основных информационных сигналов она использует скорость v автомобиля, положения педалей акселератора (уа) и тормоза (ут).

В системе применено решение, расширяющее возможности тормозного эффекта двигателя. Она обеспечивает прямую связь между насосным и турбинным колесами ГДТ в том случае, когда система управления переключением передач идентифицирует режим экс

1 Продолжение. Начало см. "АГГ, 2003, № 6.

тренного торможения (водитель резко и сильно нажал педаль тормоза) и блокирует ГДТ. При плавном же нажатии на педаль тормоза управление блокировкой ГДТ происходит по характеристикам базовой программы.

В памяти компьютера содержатся базовые сочетания параметров уа и угловой скорости со0 выходного вала ГМП, определяющие область обязательного управления двигателем. Правила нечеткого управления имеют следующий вид:IF (input 1 is Аи ) and (input 2 is A ]2) and (input 3 is Л13) and (input 4 is A l4) THEN = Bx;

IF (input 1 is AKj) and (input 2 is AK1) and (input 3 is AK3) and (input 4 is Aka) THEN VK = BK\

IF (input 1 is An) and (input 2 is AN2) and(input 3 is Am ) and (input 4 is Am ) THEN VN = BN.

(Здесь AK j — представленные лингвистическими переменными четыре информационные переменные; Вк — значение функции принадлежности заключе-


www.booksite.ru

(гий; VK — тип функции принадлежности заключений; N — число продукционных правил, которое принимается равным 10—15.)

В системе управления, выполненной (рис. 9) по японскому пат. № 2001/0053731, основными информационными переменными служат положение уа педали акселератора, удельный расход топлива ga, угловая скорость сод и вращающий момент Мд двигателя, угловая скорость сот турбинного колеса ГДТ, угловая скорость со0 и вращающий момент М0 выходного вала ГМП, а также уклон h продольного профиля дороги. Решаемые ею задачи — автоматическое управление переключением передач и блокировкой ГДТ.

Алгоритм управления ГМП использует две стадии нечетких преобразований. На первой определяются дополнительные коэффициенты ARy, AR2 и АЩ, на основе которых вычисляется коэффициент AR\ на второй — корректирующий коэффициент R, который совместно с вектором базовой программы В адресуется для отработки исполнительным механизмом переключения передач и блокировки ГДТ.

На стадии получения каждого из коэффициентов AR{, AR2 и AR3 используется свое сочетание информационных переменных системы. При получении коэффициента ДR используются продукционные правила, составленные таким образом, что лингвистическими переменными предпосылок служат нечеткие множества коэффициентов ДRv AR2 и ARy Причем предлагается использовать свыше 20 правил, структура которых следующая: IF (Д/J, is Т 1) and (AR2 is T2) and (AR3 is 73) THEN (ДR is Tz).

Накопленный в последние годы опыт ведущих автомобильных фирм по использованию интеллектуальных технологий и нечеткой логики, в частности, позволяет утверждать: интеллектуальные системы управ-

CPU

НК м к

&

Ма

JZL

\ ИМБ |

|импп IО,

’ © М а

- с Г

-сОГ~~~1гг4’*« К

Рис. 9

ления значительно повышают удобство управления, показатели эффективности и безопасности. И, разумеется, открывают широкое поле деятельности для специалистов, занимающихся автоматизацией гидромеханических передач.

та ФГУП «ИЗДАТЕЛЬСТВО «МАШИНОСТРОЕНИЕ»иЩ ПРЕДСТАВЛЯЕТ

Суслов А.Г., Дальский А.М.

НАУЧНЫЕ ОСНОВЫ ТЕХНОЛОГИИ МАШИНОСТРОЕНИЯ684 с. Цена 330 руб. (с учетом НДС — 10%)

Книга являет ся базовой при подгот овке к сдаче кандидатского минимума по т ехнологии машиностроения и учебником по предмет у «Научные о сновы т ехнологии машиностроения».

Написана ведущими учеными-технологами и предназначена для магистров, обучающихся по технологии машиностроения, а также для профессорско-преподавательского состава вузов, аспирантов и соискателей при подготовке к сдаче кандидатского экзамена, научных работников, занимающихся вопросами технологии машиностроения. Книга может быть полезна и для технологов промышленных предприятий при разработке новых технологий.

Приобрести книгу «Научные основы технологии машиностроения» можно непосредственно в издательстве «Машиностроение». Справки — по телефонам: (095) 269-66-00, 269-52-98.


www.booksite.ru

Государственный комитет РФ по физкультуре и спорту, Российская автомобильная ф едерация и СТК "НИЦИАМТ"

26-27 ию ля 2003 г. проводят очередной этап Чемпионата Европы по автокроссу на легковых автомобилях и багги

В соревнованиях участвуют сильнейшие гонщ ики России, Германии, Испании, Италии, Латвии, Литвы, Словакии, Ф ранции и других стран.

Начало соревнований: 26 июля (суббота) — в 12.00,27 июля (воскресенье) — в 9.00

Проезд: от железнодорож ной станции Дмитров автобусом № 42 до остановки "Автополигон"

С о д е р ж а н и еЭКОНОМИКА И ОРГАНИЗАЦИЯ ПРОИЗВОДСТВАИпатов А. А., Яценко Н. Н., Сироткина А. В. — Модель реализации"Концепции развития отечественной автомобильной промышленностидо 2010 г." и ее главный инструмент — мониторинг..........................................; . 1A C M - ф а к т ы ................................................................................................................ 5КОНСТРУКЦИИ АВТОТРАНСПОРТНЫХ средствРакомсин А. П., Корсаков В. В., Чернов В. А. — Прицепная техника МАЗ . . 6 Лошаков П. А. — Форсирование дизелей с неохлаждаемыми поршнями . . . . 10 Житняков А. Б. — Пятиступенчатая коробка передач для грузовых автомобилей ГАЗ................................................................................................................................ 12Марти А. Н., Занозин С. Г., Каплун В. И., Софонов Н. Б. — Механическая мышца: пневмоавтоматика, возможности, конструкция, алгоритмы управления..................................................................................................................................... 13О т в е т ы на п и с ь м а ч и т а т е л е йОстрецов В. В., Устименко В. С., Махомет Н. А. — Однотрубные гидропневматические амортизаторы...............................................................................................17Аджиманбетов С. Б. — Новый выключатель электростартера............................... 19Ким. В. А. — Способ обеспечения курсовой устойчивости автомобиля приторможении......................................................................................................................... 21В Н И И , К Б и на з а в о д а х ................................................................................ 23АВТОТЕХОБСЛУЖИВАНИЕКопотнлов В. И. — Расчет норм расхода топлива на транспортную работуАТС....................................................................................................................................... 23Назаров А. Д. — Новый метод определения допустимой суммарной неуравновешенной массы деталей КШ М ................................................................................24ТЕХНОЛОГИЯ, ОБОРУДОВАНИЕ, МАТЕРИАЛЫГолубев С. В., Калинин Н. В. — Испытательная база ОАО "АвтоВАЗ"..............28Гурченко П. С., Богданов А. В., Михлюк А. И ., Федосенко М. К. —Индукционный нагрев как средство упрочнения деталей технологическогооборудования...................................................................................................................... 29Буренин В. В. — Герметики для уплотнения и фиксации неподвижныхсоединений.........................................................................................................................32ИНФОРМАЦИЯВ А с с о ц и а ц и и а в т о м о б и л ь н ы х и н ж е н е р о вНикульников Э. H., Калинковский В. С. — Новые направления в разработкемеждународных требований к ш и н а м ........................................................................ 34Ковицкий В. И. — ИСО 2631-1—97: векторная оценка вибронагруженностирабочего места водителя А Т С ....................................................................................... 35За р у б е ж о мТарасик В. П., Рынкевич С. А. — Интеллектуальные системы управления ГМ П .....................................................................................................................................38

Главный редактор Н. Л. ПУГИНЗаместитель главного редактора В. Н. ФИЛИМОНОВ

Р 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, Н. Н. Волосов, О. И. Гируцкий,B. И. Гладков, М . А. Григорьев, Б. И. Гуров,Ю. К. Есеновсюй-Лаиков, А. Л. Карунин,Р. В. Козырев (ответственный секретарь), Ю. А. Купеев,Э. Н. Никульников, В. И. Пашков,C. И. Попова (ведущ т редактор), А. М. Сереженкин,Н. Т. Сорокин, Г. А. Суворов, А. И. Титков,С. В. Ушаков, Н. Н. Яценко

Б е л о р у с с к и й р е г и о н а л ь н ы й р е д а к ц и о н н ы й совет:М. С. Высоцкий (председатель),Л. Г. Красневский (зам. председателя),П. Л. Мариев, А. Г. Палагин, А. П. Ракомсин,И. С. Сазонов, Г. А. Синеговский, В. Е. Чвялев

Ордена Трудового Красного Знамени ФГУП «Издательство “Машиностроение” »

Худож ественный редактор Т. Н. Погорелова К ор ректор М . Г. Джавадян

С дано в н абор 30.04.2003. Подписано в печать 20.06.2003. Ф о р м а т 6 0 X 8 8 1/8. Бумага офсетная. Печать офсетная.Уел. печ. л. 4,9. Усл.-кр. отт. 11,76. Уч.-изд. л. 6,4. Зак. 876.

А д р е с редакции: 107076, М осква, Стромынский пер., 4 Телефон 269-54-98. Ф акс 269-48-97 E-mail: [email protected]

Отпечатано в Подольской типографии ГУ П ЧПК 142100, г. Подольск, ул. Кирова, 25

Ж урнал зарегистрирован Министерством Р Ф по делам печати, телерадиовещания и средств массовых коммуникаций. Свидетельство П Н № 77-7184

Цена свободная


www.booksite.ru


#V1 ПОДШИПНИК 2003подшипник 2-я Международная специализированная выставка

■ 6 ноября 2 0 0 3 г,

МОСКВАЭкспоцентр на Красной Пресне

ЕПК

N

Ч

4- 1 **»* Ят

МИНИСТЕРСТВО ПРОМЫШЛЕННОСТИ. НАУКИ

И ТЕХНОЛОГИЙ РФ

При поддержке Министерства промышленности, науки и технологий РФ,

Ассоциации производителей подшипников РФ и ВНИИ подшипниковой промышленности

ОРГАНИЗАТОРЫ:

АССОЦИАЦИЯПРОИЗВОДИТЕЛЕЙПОДШИПНИКОВ

• НОВЕЙШИЕ КОНСТРУКЦИИ И ТЕХНОЛОГИИ• ИНСТРУМЕНТ, СТАНКИ И ОБОРУДОВАНИЕ• ЗАГОТОВКИ И МАТЕРИАЛЫ• КОНТРОЛЬ И ДИАГНОСТИКА• НАУЧНО-ПРАКТИЧЕСКИЕ КОНФЕРЕНЦИИ:

“Н О ВЫ Е ТЕХНОЛОГИИ ПРО И ЗВО Д СТВА ПОДШИПНИКОВ",

“Н О В Ы Е МЕТОДЫ РАСЧЕТА, КОНСТРУКЦИИ, СРЕДСТВА

ИСПЫТАНИЙ И КОНТРОЛЯ ПОДШ ИПНИКОВ КАЧЕН И Я"

В РАМ КАХ ВЫ СТ АВКИ "ПОДШ ИПНИК 2003"

V М П С Л П и с м п з к и Т Р И Б О Т Е ХМеждународный Салон тшкш МП “ Международная

конференция

О О О "Глобал Экспо": 119019, Москва, Гоголевский бульвар, 23, офис 16-17

Тел.: +7 (095) 101 2274 Факс: +7 (095) 291 2175Вологодская областная универсальная научная библиотека

www.booksite.ru

Новые технологические решениеPLATINO

Лазерная установка для многостороннего применения

-Новая версия HIGH SPEED: скорость ' s перемещения 140 м/мин, ускорение до 12 м/с2

-Летающая оптика (во время обработки заготовка остается на месте)-Монолитная структура -Легко и быстро инсталлируется (не требует фундамента)-Автоматическая и программируемая регулировка позиции фокусной точки (ось F)-Устройство для быстрой смены линз с 5,0" до 7,5" фокусной длины и в обратном порядке (производится без юстировки)-Большой выбор дополнительных возможностей, в том числе:- устройство для автоматической смены палет- устройство для загрузки листа- вращающаяся ось для резки труб- программный пакет для оптимального автоматического раскроя и общего реза сопряженных деталей- автоматизированные комплексы для загрузки/разгрузки и складирования листа

DOMINOЛазерная фантазия

Версия HEAVY-DUTY с программируемой регулировкой позиции фокусной точки (ось F): комбинированная машина для обработки плоского листа и объемных деталей

-Пять управляемых осей, летающая оптика (во время обработки заготовка остается на месте) -Монолитная структура -Легко и быстро инсталлируется (не требует фундамента)-Самообучающаяся программа для объемной обработки-Устройство для быстрой смены линз с 5,0" до 7,5" фокусной длины и в обратном порядке (производится без юстировки)

-Пакет программного обеспечения для 2- и 3-мерного программирования -Большой выбор дополнительных возможностей, в том числе:- устройство для автоматической смены палет для листовых заготовок- устройство для загрузки листа- вращающаяся ось для резки труб- программный пакет для оптимального автоматического раскроя и общего реза сопряженных деталей- автоматизированные комплексы для загрузки/разгрузки и складирования листа

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.

117334, 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 16 E-mail: [email protected]

G A L I K A A GВологодская областная универсальная научная библиотека www.booksite.ru


Documents

jkZevgZy gZmqgZy [b[ebhl dZ · ПРАВИТЕЛЬСТВА МОСКВЫ ОАО «АСМ ХОЛДИНГ» 107996, К-31, ГСП-6, Москва, улица Кузнецкий Мост,