СПОСОБ СТЕНДОВЫХ ИСПЫТАНИЙ УЗЛОВ И АГРЕГАТОВ АВТОТРАНСПОРТНЫХ СРЕДСТВ
BENCH TEST METHOD OF ASSEMBLIES AND UNITS OF MOTOR VEHICLES

Способ стендовых испытаний узлов и агрегатов автомобиля и элементов их крепления на долговечность относится к машиностроению, в частности к способам испытаний на долговечность новых узлов и агрегатов автотранспортных средств.
Известен способ испытания на долговечность стяжных элементов (а.с. СССР №1437718, G01М 15/00), используемый для ускоренных испытаний резьбовых соединений двигателей внутреннего сгорания.
Недостаток способа заключается в необходимости предварительного расчета величин, возникающих напряжений в испытуемых стяжных элементах, и определения потенциальной энергии упругой деформации в них за весь ресурс их работы. Большинство узлов и агрегатов автотранспортных средств представляют собой сложные пространственные конструкции, для которых невозможно провести точный расчет возникающих в них напряжений. Кроме этого, сведения о нагрузочных режимах узлов и агрегатов автотранспортных средств при их эксплуатации носят разрозненный и недостаточный характер. Для получения достоверных данных о реальных нагрузках, имеющих место в эксплуатации, требуется проведение дорогостоящих длительных натурных испытаний.
В качестве прототипа, как наиболее близкого к заявляемому техническому решению, выбран способ проверки на долговечность узлов, агрегатов автомобиля (1), в котором режим нагружения задается блоками, учитывающими реальный эксплуатационный нагрузочный и колебательный режим с учетом нормативного распределения пробега автомобиля по разным видам дорог и реализующими определенный пробег автомобиля. Так как нагрузочный и колебательный режим в таких блоках меняется в широком диапазоне (от минимальных значений амплитуд ускорений колебаний до максимальных), общее время испытаний значительно, что приводит к их удорожанию. При этом минимальные значения амплитуд ускорений колебаний, входящие в нагрузочный и колебательный режим, незначительно влияют на снижение долговечности агрегатов автомобиля и элементов их крепления.
Целью заявляемого способа стендовых испытаний узлов и агрегатов автотранспортных средств и элементов их крепления является сокращение времени и стоимости испытаний, повышение точности воспроизведения наиболее опасных нагрузок, имеющих место в эксплуатации, при замене устаревших узлов и агрегатов.
Это достигается тем, что проводятся сравнительные испытания одновременно двух узлов или агрегатов с элементами их крепления к автотранспортному средству при одинаковом и максимально возможном во время эксплуатации автомобиля установившемся режиме нагружения, близком к резонансному. При этом один из узлов или агрегатов является эталонным, имеющим продолжительное время как дорожных, так и стендовых испытаний, и не имеющим замечаний при эксплуатации в составе автомобиля.
Способ осуществляют следующим образом.
Опытный и эталонный узлы или агрегаты с элементами крепления устанавливают на раме испытательного стенда, имеющей идентичные с рамой автомобиля геометрические и жесткостные характеристики.
min
max
опыт
эталон
опыт
эталон
max
max
Для назначения режима испытаний определяют амплитудно-частотную характеристику (АЧХ), установленных на раму узлов или агрегатов в диапазоне частот реального эксплуатационного колебательного режима f…f, но нагрузочный режим при этом задается десятикратно пониженный и обеспечивается одинаковый для установленных агрегатов, т.е. с целью исключения поломок испытуемых узлов или агрегатов при определении АЧХ среднеквадратичные значения (далее СКЗ) виброускорений на лонжеронах рамы а и а в сечении центра масс, установленных на раму опытного и эталонного узлов или агрегатов, задаются из условия: (а=а)≤0,1а, где а - максимально возможное СКЗ виброускорения на лонжеронах рамы при эксплуатации автомобиля.
эталон
эт.узла
эталон
опыт
оп.узла
опыт
эт.узла
оп.узла
По результатам измерения СКЗ виброускорений в контрольных точках опытного и эталонного узла или агрегата и элементах их крепления к раме стенда строятся зависимости: Н(f)=а/а, Н(f)=а/а, где а и а - измеренные СКЗ виброускорений в контрольных точках опытного и эталонного узла или агрегата.
i
резi
долг
По полученным зависимостям H (f) выявляются собственные частоты колебаний f опытного и эталонного узла или агрегата, установленных на раме, устанавливают частоту возбуждающего воздействия f из условия:
долг
рез.гл.i.
f≤(0,5…0,8)f
долг
При этом определяют разницу в величине амплитуд виброускорений агрегатов. При частоте f различие в величине амплитуд ускорений колебаний агрегатов, установленных на стенде, минимально:
опыт
эталон
max
(а≈а)≤а,
опыт
эталон
эталон
(а-а)/а×100≤10%,
рез.гл.i
f - первые собственные частоты колебаний опытного и эталонного узла или агрегата.
В процессе испытаний на долговечность в качестве критерия потери работоспособности используется величина отношений среднеквадратичных значений вертикальных ускорений на опытном и эталонном узлах или агрегатах, элементах их крепления и лонжероне рамы стенда. При изменении их величины более чем на 15% испытания останавливаются, проводится визуальный осмотр на предмет обнаружения трещин и разрушений опытного и эталонного узла или агрегата, элементов их крепления или лонжеронов рамы. При наработке опытным узлом или агрегатом базового числа циклов нагружения или большего, чем у эталонного, опытный узел или агрегат признается годным к использованию на автомобиле.
Учитывая, что заявляемое техническое решение обладает новизной, наличием отличительных признаков и промышленной применимостью, заявитель считает, что оно может быть защищено патентом на изобретение.
Литература
1. В.Б.Цымбалин и др., «Испытания автомобилей», М., изд. «Машиностроение», 1978 г.