Курсовая работа (т): Испытания автомобилей

Платиновые терморезисторы используют в диапазоне от 0 до 6500 С; от 0 до - 2000 С. Их недостаток - теряет стабильность характеристик, и возрастает хрупкость материала при высоких температурах.

Медные терморезисторы используются в диапазоне температур от 50 до 1800С, они довольно стойки к коррозии, дешевы.

Их недостатки: высокая окисляемость при нагревании, вследствие чего их применяют в сравнительно узком диапазоне температур в средах с низкой влажностью и при отсутствии агрессивных газов.

Полупроводниковые терморезисторы отличаются от металлических меньшими размерами и инерционностью. Недостаток - нелинейная зависимость сопротивления от температуры.

Терморезисторы обычно применяют для измерения температуры. При этом нагрузочный ток, проходящий через них должен быть мал. Если этот ток будет велик, то перегрев терморезистора по отношению к окружающей среде может стать значительным. Установившее значение перегрева и соответственно сопротивление при этом будет определяться условиями теплоотдачи поверхности терморезистора.

Рисунок  3 - Общий вид термоэлектрического преобразователя

Если нагретый терморезистор поместить в среду с переменными теплофизическими характеристиками, то появляется возможность измерения ряда физических величин: скорости потока жидкости и газов, плотности газов.

Чувствительность проволочных медных терморезисторов постоянна, а чувствительность платиновых изменяется с изменением температуры. При одинаковых значениях R₀ чувствительность медных терморезисторов выше.

Диапазон измеряемых температур с помощью терморезисторами с платиновыми и медными чувствительными элементами от - 200 до + 1100 ⁰С.

При измерении высоких температур применяются бесконтактные средства измерений - пирометры, которые измеряют температуру по тепловому излучению. Серийно выпускают пирометры, обеспечивающие измерение температур в диапазоне от 20 до 6000 ⁰С.

В основе бесконтактного метода измерения температур лежит температурная зависимость излучения абсолютно черного тела, т.е. тела, способного полностью поглощать падающее на него излучение любой длины волны.

. Виды испытаний на надежность

ГОСТ 27883-88 распространяется на средства измерения изделия и устанавливает номенклатуру показателей надежности, требования к показателям и основные положения по испытаниям изделий на надежность.

В соотв. с ГОСТ: Надежность изделий обуславливается безотказностью, ремонтопригодностью, сохраняемостью, долговечностью.

Основные показатели безотказности изделий:

средняя наработка на отказТ₀;

средняя наработка до отказа Т_ср;

вероятность безотказной работы (за заданную наработку)P(t);

параметр потока отказов ω(t);

- интенсивность отказов λ(t).

Основные показатели долговечности изделий:

средний срок службы Т_сл;

средний ресурс Т_р;

назначенный ресурс Т_рн;

гамма-процентный ресурс Т_рγ.

Кроме перечисленных показателей надежности могут устанавливаться комплексные показатели надежности (коэффициент готовности, коэффициент технического использования, коэффициент оперативной готовности) и качественные требования к обеспечению надежности.

Испытания на надежность подразделяют по видам:

определительные;

контрольные.

По определению характеристик свойств изделий испытания подразделяют:

испытания на безотказность;

испытания на ремонтопригодность;

испытания на сохраняемость;

Испытания на надежность проводят в лабораториях на испытательных установках или в условиях эксплуатации.

Образцы изделий для проведения испытаний на надежность выбирают из числа прошедших приемо-сдаточные испытания.

Испытания изделий на надежность проводят в режиме (непрерывном, циклическом, периодическом и т.п.), предусмотренном в ТУ на изделия конкретных видов.

Во время испытаний на надежность проводят техническое обслуживание, предусмотренное эксплуатационной документацией.

Испытания изделий на надежность проводят в тех условиях, для которых нормативно-техническими документами установлены показатели надежности.

Оценку соответствия показателей надежности изделий требованиям, установленным в ТЗ на разработку изделия и в нормативно-технической документации, проводят следующими методами:

экспериментальным (определительные или контрольные испытания);

расчетно-экспериментальным;

расчетным.

Выбор применяемых методов и требования к ним осуществляют по ГОСТ 27.410.

Надежностью принято называть свойство изделия сохранять во времени в установленных пределах значения всех параметров, характеризующих способность выполнять требуемые функции в заданных режимах и условиях применения, технического обслуживания, ремонта, хранения и транспортирования.

Надежность характеризуется следующими основными свойствами: безотказностью, долговечностью, ремонтопригодностью, сохраняемостью и транспортабельностью.

В зависимости от назначения и технической возможности изделий, а также условий их применения и экономической целесообразности устранения возникающих в них отказов все изделия делят на восстанавливаемые и невосстанавливаемые.

Для определения указанных выше показателей свойств надежности проводят испытания. Наибольшее применение получили лабораторные испытания.

Если испытаниям подвергают вновь разрабатываемые или модернизируемые изделия, то целью испытаний является определение фактических показателей надежности. Такие испытания называются определительными. Результаты этих испытаний служат основанием для определения соответствия фактических показателей надежности изделий требованиям технического задания (ТЗ) и внесения их в техническую документацию, а также для установления групп надежности. К различным группам надежности, установленным технической документацией, относятся изделия, характеризуемые определенными значениями одного из показателей.

Если испытаниям на надежность подвергают серийно выпускаемые изделия, то целью испытаний является установление степени соответствия показателей надежности требованиям технической документации, и их называют контрольными испытаниями. Указанным испытаниям периодически подвергаются изделия одного типа в сроки, предусматриваемые на изделие, а также при изменении конструкции, материалов, технологии, влияющих на параметры изделия.

Контрольные испытания проводятся методом однократной выборки или последовательным методом. Они сводятся к контролю вероятности безотказной работы за время, указанное в документации для экспоненциального и нормального законов распределения, за время наработки на отказ (средняя наработка до отказа), а также за время, указанное в технической документации, или за его половину для других неизвестных законов распределения.

Результатом испытаний на надежность является определение

значений показателей надежности, которые условно можно разбить на две группы:

временные показатели - средняя наработка на отказ; процентная

наработка до отказа; средний ресурс; средний срок службы; средний срок сохраняемости;

вероятностные показатели - вероятность безотказной работы; вероятность восстановления работоспособного состояния.

Временные показатели являются случайными интервалами времени, вероятностные показатели - случайными числами событий при испытаниях (число отказов, число восстановлений). Для получения в результате испытаний достаточного объема данных в целях определения указанных показателей необходимо учитывать следующие факторы: число испытуемых изделий, контролируемые параметры изделий и способы их контроля, характер проведения испытаний (с восстановлением или заменой отказавших изделий либо без восстановления).

Различные сочетания указанных факторов приводят к необходимости осуществления испытаний на надежность в соответствии с рядом рекомендуемых планов.

Надежность автомобиля в целом оценивают рядом комплексных показателей, например коэффициентом технического использования

где: t_cум, t_обс, t_рем - суммарное время (всех исследуемых автомобилей) соответственно работы, простоев планового и внепланового технического обслуживания и ремонтов.

Основными показателями долговечности автомобиля являются средний и гамма-процентный ресурс. Средний ресурс - это математическое ожидание ресурса, измеренного в километрах пробега. При испытании определяют обычно средний ресурс до капитального ремонта и до списания автомобиля.

Гамма-процентный ресурс - это пробег, в течение которого автомобиль и его основные агрегаты не достигнут предельного состояния с заданной вероятностью γ процентов. Обычно при испытаниях определяют 90%-ный ресурс.

Дорожные испытания на надежность, долговечность - информацию об эксплуатационной надежности получают при изучении рекламаций, поступающих от владельцев в течение гарантийного пробега их автомобилей, и регулярном анализе работы автомобилей на предприятиях. Более полную и систематизированную информацию об эксплуатационной надежности получают из наблюдений за работой автомобилей в экспериментально-производственных и опорных автохозяйствах, которые расположены в различных районах страны, отличающихся климатическими и дорожными условиями.

В случае проведения ресурсных и длительных контрольных испытаний на дорогах общего пользования ставится задача определения надежности, долговечности автомобилей в определенных эксплуатационных условиях. Эти испытания проводят самостоятельно или как первый этап ресурсных испытаний.

При ресурсных и длительных контрольных испытаниях автомобилей с балластом (до номинальной грузоподъемности) должны быть установлены общая длина пробега и распределение пробегов по отдельным видам дорог, которое регламентируется стандартами и типовыми программами соответствующих видов испытаний. Например, для легковых автомобилей согласно стандарту пробег по отдельным видам дорог распределяется следующим образом: по дорогам I, II и III классов 40%, по городу 30%, по булыжным, гравийным и щебеночным дорогам III, IV и V классов 20%, по грунтовым дорогам 10%.

Целесообразно общую длину пробега испытаниях на надежность и ресурсных испытаниях разбить на ряд блоков (циклов), сохраняя внутри каждого блока установленное распределение пробегов по отдельным видам дорог. Таким образом, общая длина пробега при испытаниях будет равна длине одного блока, умноженной на их число.

После окончания длительных контрольных и ресурсных испытаний определяют техническое состояние автомобиля, разбирают его основные агрегаты и микрометрируют изношенные детали. Дефектные детали подвергают металлографическим исследованиям и производят химический анализ материала.

Коэффициент перехода для приведения полученных данных о долговечности деталей автомобиля на полигонных дорогах к обычным эксплуатационным условиям подсчитывают по формуле

К_п = L₁/L₂

где: L₁ - долговечность испытываемой детали автомобиля в обычных эксплуатационных условиях автополигона, км.₂ - долговечность испытываемой детали автомобиля в условиях автополигона, км.

В случае дорожных испытаний автомобиля на надежность определяют обычно долговечность нескольких узлов автомобиля одновременно, а при стендовых, как правило, - долговечность одного узла или даже одной детали, что позволяет в каждом конкретном случае подобрать оптимальную программу нагружения как по уровням нагрузок, так и по последовательности их приложения.

. Испытания кузовов и кабин автомобилей

Сложность геометрических форм рам, кузовов и кабин, многообразие условий их нагружения при эксплуатации автомобиля в различных дорожных условиях затрудняют расчет конструкций. Поэтому необходимо проведение комплекса специальных испытаний.

В соотв. с ГОСТ 18507-73, испытания на прочность несущих систем и кабин автомобилей проводят на стендах статического и динамического нагружения, а также в дорожных условиях. По результатам аэродинамических испытаний кузовов и кабин автомобилей оценивают обтекаемость автомобиля и совершенство линий кузова (кабины), вентиляцию и отопление салона, степень забрызгивания водой и грязью стекол (особенно ветрового и заднего) при движении по мокрой дороге.

Исследуют герметичность кузовов и кабин, уровни шума в различных точках салона. Испытывают на прочность и долговечность детали кузовной арматуры (замки, стеклоподъемники, выключатели, регулировочные устройства сидений), вспомогательное оборудование кузова (стеклоочистители, вентиляторы).

Рамы и несущие кузова в лабораторных условиях испытывают для определения их жесткостных и прочностных характеристик под действием статических и динамических нагрузок, вызывающих изгиб и кручение несущей системы.

Жесткость и напряженное состояние рам и кузовов при статическом нагружении определяют на стендах, позволяющих воспроизводить нагрузку, которую воспринимает несущая система автомобиля от двигателя, водителя и пассажиров, грузов или багажа, бензинового бака, запасного колеса и других агрегатов. Одним из способов создания нагрузки при испытаниях кузова на изгиб является применение одного нагружающего винта и рычажной системы, распределяющей усилие от винта по отдельным точкам кузова, либо нескольких винтов или каких-нибудь других нагружающих устройств. Для испытаний рам и кузовов на кручение используют специальные стенды.

Деформации и напряжения в разных точках кузова и рамы определяют различными методами, в том числе методом хрупких лаковых покрытий, позволяющих дать качественную оценку напряженности на отдельных участках конструкции по величине и направлению трещин, которые образуются при деформации системы. Для определения величины деформаций, особенно в наиболее напряженных местах, целесообразно использовать механические тензометры - приборы с большим передаточным числом механизма.

Существуют и другие методы, однако в последнее время наиболее распространен метод электротензометрирования, заключающийся в определении деформаций исследуемого объекта с помощью тензорезисторов (тензосопротивлений), схематически показанных на рисунке 1.4, а.

Рисунок 4 - Конструкция и схема включения тензорезистора

Основной частью тензорезистора является зигзагообразная, обычно константановая нить 1 из проволоки диаметром 30 мкм либо из фольги толщиной примерно 10 мкм. Применение константана обусловлено большой чувствительностью его к деформации и малой чувствительностью к колебаниям температуры. Сверху и снизу нить закрыта бумагой 2 и 4, к концам нити припаяны медные выводы 3, к которым подводится электрический ток.

Тензорезистор наклеивают на поверхность детали. При деформации детали будут меняться длина и поперечное сечение нити тензорезистора, что вызывает изменение его сопротивления, а следовательно, и величины протекающего тока.

Таким образом, по изменению силы тока в цепи можно судить о величине действующих деформаций в детали, если провести предварительную тарировку.

Для увеличения чувствительности тензорезисторы соединяют по мостовой схеме (рисунок 1.4, б). При этом с помощью одного из резисторов измеряют деформации, например резистором R1; функции резисторов R2 и R3 выполняют резисторы питающего прибора или усилителя. Резистор R4 наклеивают на деталь, которая не деформируется, однако находится с исследуемой в одинаковом температурном состоянии, чем исключается влияние температуры на результаты тензометрирования.