О. М. Безвесільна, д т. н., проф icon

О. М. Безвесільна, д т. н., проф




Скачати 271.97 Kb.
НазваО. М. Безвесільна, д т. н., проф
Дата31.07.2012
Розмір271.97 Kb.
ТипДокументи

Автомобілі та автомобільне господарство

УДК 621.317

О.М. Безвесільна, д.т.н., проф.


Національний технічний університет України “КПІ”

С.О. Пархоменко, магістрант, V курс, гр. ПМ-71, ГЕФ

Ю.О. Шавурський, аспір.


Житомирський державний технологічний університет

ЕКСПЕРИМЕНТАЛЬНІ ДОСЛІДЖЕННЯ
ТЕРМОАНЕМОМЕТРИЧНОГО ВИТРАТОМІРА



У відомій літературі відсутні відомості щодо експериментального дослідження та практичного використання нового термоанемометричного витратоміра. Тому мета даного розділу – провести експериментальні дослідження нового термоанемометричного витратоміра та навести відомості щодо його практичного використання. Результати даного розділу відображено в публікаціях автора.

В умовах експлуатації у більшості випадків, якщо не вжито спеціальних заходів, результат вимірювання ТАВ є функцією декількох величин (температури навколишнього середовища, електричних завад та ін.). Найбільшим є вплив температури довкілля. Звести цей вплив до мінімуму можна шляхом використання аналого-цифрового перетворювача (АЦП). Цифрові методи мають більш високу точність та швидкодію вимірювання, ніж аналогові.

Для експериментального визначення витрати біопалива термоанемометричним витратоміром створено пристрій, який складається з термоанемометра й додатково введених АЦП сигналів, лічильника витрати біопалива й ЕОМ.

Апаратну частину комплексу представлено на рисунку 1 у вигляді чутливого елемента (ЧЕ), термоанемометра (ТАВ), який складається з трубки 3, що є основою приладу, нагрівального елемента 1. В ЧЕ входять три термодатчики 4.





Р
© О.М. Безвесільна, С.О. Пархоменко, Ю.О. Шавурський, 2011
ис. 1. Блок-схема приладу


За основу нового термоанемометра взято високоточний витратомір моторного палива з цифровою обробкою вимірювальної інформації, що містить трубку 1 з потоком 2 моторного палива, нагрівач 3, джерело 4 енергії, перший 5, другий 6 та третій 7 термоперетворювачі, нейропроцесор 8, блок 9 перемикачів та ЕОМ 10.

До входу нагрівача 3, що розміщений у потоці 2 моторного палива, підключено вихід джерела енергії 4.

Перший термоперетворювач 5 розміщений безпосередньо на нагрівачі 3, а другий 6 і третій 7 термоперетворювачі – у потоці 2 моторного палива послідовно один за одним на фіксованих відстанях l1 і l2 від першого термоперетворювача 5.

Виходи першого 5, другого 6 і третього 7 термоперетворювачів підключені відповідно до першого, другого та третього входів нейропроцесора 8, четвертий вхід якого з’єднаний з виходом блока 9 перемикачів. Вихід нейропроцесора 8 з’єднаний із входом ЕОМ 10, перший вихід якої підключено до входу блока 9 перемикачів, а її другий вихід є виходом всього пристрою.

В електричну схему нового термоанемометра (рис. 2) додатково введено елементи: перемикачі на основі узгоджувальної мікросхеми К572ПВ5 (ICL7106), рідкокристалічний дисплей ИЖКЦ5-4/8, джерело живлення з блоком живлення, схема коригування 7 (комутатор) КР590КН6 (ADG508), електронно-обчислювальна машина (персональний комп’ютер) з програмою для обробки інформації щодо витрати біопалива та відображення графіків.

Як датчики температури використовуються транзистори КТЗ42 (рис. 2), в яких застосовується залежність зміни напруги на p-n переході від температури. Напруга на датчику становить приблизно 2 мВ. Температурний режим роботи – від 0 до 150 ºС.

Підстроювальні резистори включено в мостову схему. Мостову схему підключено до диференціального підсилювача 5, що дає можливість вимірювати різницю між напругами в мостовій схемі.

Підстроювальний резистор R6 використовується для виставлення нуля (тарування), а резистор R12 – для виставлення 100 ºС.

З виходу диференційного підсилювача 5 сигнал надходить на два вузла (рис. 2). Перший вузол – перетворювач каналового сигналу на цифровий код схеми сегментного індикатора 2. Другий вузол: ЕОМ 9, узгоджувальна схема 10; узгодження сигналу з виходу диференціального підсилювача з вхідним сигналом ЕОМ, щоб максимальна величина напруги 1 В відповідала максимальній потрібній температурі.



^ Рис. 2. Електрична схема


Як перетворювач аналогового сигналу на цифровий код в ЕОМ використовується лінійний вхід звукової карти на лівий канал. Звукова карта дає можливість оцифровувати й записувати сигнал у вигляді WAV формату.

УДК 629.3.027

І.А. Бовсунівський, магістр, гр. ААГ-8м

С.В. Мельничук, к.т.н., доц.

Житомирський державний технологічний університет


^ ПРОЕКТУВАННЯ ПІДВІСКИ АВТОМОБІЛЯ ПІДВИЩЕНОЇ ЕНЕРГОЄМНОСТІ


Мета роботи – розробити схеми підвіски автомобіля, що забезпечують збільшення її енергоємності.

Одним з головних завдань підвіски автомобіля є поглинання енергії удару від дороги, що припадає на непідресорену масу автомобіля. Для забезпечення належної плавності ходу вказану енергію удару повинен акумулювати на себе пружний елемент підвіски. Чим більша енергоємність пружного елемента, тим більшу енергію удару він акумулює і цим збільшує захист від пробоїв.

Для збільшення енергоємності підвіски запропоновано схеми, показані на рисунках 1–3. Кінематика даних схем забезпечує до двох разів більшу деформацію пружного елемента, порівняно із традиційними схемами підвісок.




^ Рис. 1. Підвіска на основі чотириланкового важільного механізму


За схемою (рис. 1) на опорну частину підвіски 1 діє навантаження від колеса, що передається на чотириланкову важільну систему підвіски 2, яка завдяки представленій конструкції стискає пружний елемент з двох боків, тобто змушує його деформуватися на величину, вдвічі більшу, ніж у традиційній підвісці, що й забезпечує збільшення енергоємності підвіски.





Рис. 2. Одна з розглянутих конструкцій підвіски збільшеної енергоємності

Рис. 3. Підвіска підвищеної енергоємності


Аналогічно відбувається і в схемах, показаних на рисунках 2 та 3.

На важіль 1 (рис. 2) передається переміщення від колеса 2. Важіль 1 контактує в точці 4 з важелем 3 і відхиляє його. Рух важелів 1 та 3 забезпечує стиснення пружного елемента з обох боків, а отже, збільшує його деформацію вдвічі.

За схемою (рис. 3) шарнір 1 отримує переміщення, відповідне переміщенню колеса. За допомогою важільного механізму 2 таке ж переміщення отримує шарнір 3, що веде до збільшення деформації пружного елемента 4 у два рази.

Д
© І.А. Бовсунівський, С.В. Мельничук, 2011
ля першої схеми були проведені лабораторні випробування, які підтвердили її працездатність та принцип збільшення енергоємності.

УДК 629.3.027

І.В. Вітюк, аспір.

С.В. Мельничук, к.т.н., доц.

Житомирський державний технологічний університет


^ ЕКСПЕРИМЕНТАЛЬНЕ ДОСЛІДЖЕННЯ ПІДВІСКИ НА ОСНОВІ ЧОТИРИЛАНКОВОГО ВАЖІЛЬНОГО МЕХАНІЗМУ


Розроблено модель підвіски на основі чотириланкового важільного механізму, яка забезпечує розширення діапазону регулювання плавності ходу та збільшення енергоємності без збільшення жорсткості пружного елемента. На етапі проектування проведено математичне та комп’ютерне моделювання підвіски, отримано параметри її роботи.

Взявши за основу результати проведеного моделювання, створено фізичну модель підвіски на основі чотириланкового важільного механізму (рис. 1) та проведені статичні випробування, в результаті яких була підтверджена теоретично отримана пружна характеристика. Для дослідження коливального процесу підвіски було поставлене завдання проведення динамічних випробувань.



5

6

2


7


Рис. 1. Фізична модель підвіски на основі чотириланкового важільного механізму:

1 – підресорена маса; 2 – непідресорена маса; 3, 4 – підшипники ковзання;

^ 5 – чотириланковий важільний механізм; 6 – пружний елемент; 7 – випробувальний стенд



Випробування моделі підвіски за власними коливаннями проводили способом скидання, на спеціально розробленому випробувальному стенді 7 (рис. 1). Для фіксації експериментальних даних використовували відеокамеру марки PANASONIC HDCTM-700EE. Реєстрацію даних проводили в режимі високошвидкісної фотозйомки (60 кадрів/с, тобто 60 фотознімків за секунду з розподільчою здатністю 1920 х 1080 точок).

Використавши різницю фонів об’єкта дослідження (білий) та заднього плану (чорний), проводився розрахунок переміщення характерних точок підвіски: підресореної маси 1 та непідресореної маси 2 (рис. 1). Для реєстрації прискорень, що діють на підресорену масу 1, застосовувався акселерометр ADIS1606 фірми Analog Devices, який вимірює лінійне прискорення руху або гравітації та перетворює отримані дані на електричний сигнал.

Необхідність використання одразу двох методів збору, фіксації та обробки результатів експерименту пояснюється важливістю отримання даних, які найбільш наближені до реальних процесів руху автомобіля, пришвидшенням доведення до робочого стану моделі підвіски, суттєвим зменшенням похибки результатів. Аналіз даних експерименту показав, що величини частот коливань фізичної моделі підвіски збігаються в межах допустимої похибки (до 5 %) з розрахунковими (табл. 1), що підтверджує працездатність даної моделі підвіски.

Таблиця 1


Підресорена маса, кг

Частота коливань, Гц

Відхилення, %

експериментальна

розрахункова

8

3,18

3,30

3,8

13

3,21

3,32

3,4

16

3,27

3,35

2,4


П
© І.В. Вітюк, С.В. Мельничук, 2011
роведені експериментальні дослідження підтвердили працездатність підвіски на основі чотириланкового важільного механізму. Виявлено недоліки конструкції та визначено шляхи їх усунення при створенні натурної конструкції.

УДК 621.43

І.Г. Грабар, д.т.н., проф.

А.В. Ільченко, к.т.н., доц.

В.О. Ломакін, асист.

Житомирський державний технологічний університет


^ МОДЕЛЮВАННЯ ЗМІНИ ПРИВЕДЕНОГО МОМЕНТУ ІНЕРЦІЇ
КРИВОШИПНО-ШАТУННОГО МЕХАНІЗМУ
ВІД МАСОВО-ГЕОМЕТРИЧНИХ ПАРАМЕТРІВ ДВИГУНА



Окремі частини кривошипно-шатунного механізму (КШМ) здійснюють різні види руху. Для більш детального аналізу його роботи необхідно розглянути приведений момент інерції (ПМІ) його головного вала. Для цього можна використати закон збереження енергії. Частина кінетичної енергії перетворюється на інші форми енергії, та навпаки, частина енергії інших форм перетворюється на кінетичну енергію. Результатом перетвореної енергії є робота.

Враховуючи масово-геометричні параметри КШМ, можна записати визначення ПМІ поршневої, кг ∙ м2:



(1)

ПМІ шатуна, кг ∙ м2:

;

(2)

ПМІ одного коліна колінчастого вала відносно осі обертання КВ, кг ∙ м2:




.

(3)





Рис. 1. Схема визначення КЕ елементів КШМ


Встановлено межі зміни коефіцієнта приведеного моменту інерції залежно від масово-геометричних параметрів кривошипно-шатунного механізму двигуна, що складають 0,01–0,338.


© І.Г. Грабар, А.В. Ільченко, В.О. Ломакін, 2011

УДК 629.113

І.Г. Грабар, д.т.н., проф.

Є.Г. Опанасюк, к.т.н., доц.

^ Д.Б. Бегерський, асист.

О.Є. Опанасюк, здобувач

Ю.А. Мельник, магістрант

Житомирський державний технологічний університет


^ ЛАБОРАТОРНА УСТАНОВКА ДЛЯ ДОСЛІДЖЕННЯ РОБОЧИХ ПРОЦЕСІВ
ДВИГУНІВ ВНУТРІШНЬОГО ЗГОРЯННЯ



На даному етапі розвитку народного господарства в Україні та в світі актуальною стає проблема транспортування продукції й сировини. Ось чому на перший план виходять проблеми, насамперед, автомобільного транспорту як найбільш розповсюдженого виду.

Як відомо, джерелом енергії для більшості автомобілів залишається двигун внутрішнього згоряння. Тому важливою залишається проблема вивчення його робочих процесів, особливо на перехідних режимах.

На кафедрі автомобілів і механіки технічних систем ЖДТУ розроблено спеціалізовану установку для лабораторних досліджень робочих процесів двигунів внутрішнього згоряння.

Розроблена нами експериментальна установка призначена для дослідження в реальному часі робочих процесів двигунів внутрішнього згоряння. Установка (рис. 1) складається з двигуна, закріпленого на рамі, під'єднаної до нього коробки передач, генератора та навантажувального пристрою.







Рис. 1. Лабораторна установка
для дослідження робочих процесів двигунів внутрішнього згоряння



Рис. 2. Двигун лабораторної установки


Завдяки плавній зміні параметрів навантаження навантажувальним пристроєм, яким є реостат, на даній установці можна моделювати практично будь-який режим роботи двигуна.

Наша установка дозволяє в реальному часі отримувати дані для побудови зовнішньої швидкісної характеристики, часткових швидкісних характеристик, регуляторних характеристик при вимірюванні таких параметрів:

  • Частота обертання колінчастого вала двигуна.

  • Параметри навантаження.

  • Температура охолоджуючої рідини та корпусу двигуна.

  • Температура відпрацьованих газів.

  • Витрата палива.

  • Потужність та крутний момент, що розвиває двигун на заданому режимі роботи та ін.

Крім того, установка дозволяє визначати параметри екологічності роботи двигуна (концентрації шкідливих речовин у відпрацьованих газах).


© І.Г. Грабар, Є.Г. Опанасюк, Д.Б. Бегерський, О.Є. Опанасюк, Ю.А. Мельник, 2011



УДК 629.113

І.Г. Грабар, д.т.н., проф.

Є.Г. Опанасюк, к.т.н., доц.

Д.Б. Бегерський, асист.

П.В. Прокопчук, магістрант

Житомирський державний технологічний університет


^ ПРОГРАМНО-АПАРАТНИЙ КОМПЛЕКС ДЛЯ ДОСЛІДЖЕННЯ ВЗАЄМОДІЇ БАГАТОКОЛІСНОГО РУШІЯ З СИПУЧИМ ҐРУНТОМ


Аналіз матеріалів відомих теоретичних і експериментальних досліджень показує, що конструктори ще не мають достатньої інформації про динамічні властивості системи "колісний рушій–трансмісія–ґрунт". Крім того, існує потреба в удосконалюванні й самої методики розрахунку колісного рушія з урахуванням коливальних процесів, пов'язаних з нестаціонарними характеристиками тертя шини рушія і сипучого ґрунту.

У зв'язку з цим роботи з експериментальних і теоретичних досліджень динаміки системи "автомобіль–ґрунт" для вдосконалювання методики розрахунку приводу й шин рушія із заданими наперед пружно-демпферними характеристиками є актуальними. Ще одним фактором, який впливає на процес взаємодії рушія із сипучим ґрунтом, є взаємодія між окремими елементами (модулями) системи.

Для дослідження процесів взаємодії багатоколісного рушія з ґрунтом нами була використана спеціальна експериментальна установка (рис. 1).





^ Рис. 1. Експериментальна установка для дослідження взаємодії
багатоколісного рушія з ґрунтом



Вона є універсальною фізичною моделлю системи "двигун–трансмісія–рушій–ґрунт", яка дозволяє досліджувати вплив різних факторів на динамічність системи. Експериментальна установка дозволяє реєструвати в процесі проведення досліджень такі динамічні й кінематичні параметри робочого процесу системи "трансмісія–рушій–ґрунт": шлях, пройдений моделлю Sм (м), і лінійну швидкість моделі Vм (м/с); кути повороту αкi (рад.) і кутові швидкості обертання коліс кi (рад./с); кут повороту вл (рад.) та кутову швидкість вихідного вала черв'ячного редуктора (ведучої ланки) вл (рад./с); вертикальні прискорення передньої ап (м/с2) і задньої ап (м/с2) частин рами; крутний момент на валу електродвигуна Мдв (Н/м); силу на гаку Ркр (Н); крутні моменти, які підводяться до коліс рушія, Мкі (Н/м); час t (с).

Зміну всіх параметрів можна побачити в реальному часі. Вимірювання відбуваються за допомогою датчиків трьох типів: тензометричні перетворювачі, потенціометричні датчики та акселерометри. Усі датчики аналогові, тому для збереження і подальшої обробки результатів вимірювання використовується аналогово-цифровий перетворювач і спеціалізований комплекс програмного забезпечення.


©І.Г. Грабар, Є.Г. Опанасюк, Д.Б. Бегерський, П.В. Прокопчук, 2011

УДК 629.7.05

^ О.В. Завадська, студ., гр. ТМ-125

Т.М. Глемба, студ., гр. ТМ-125

А.М. Шостачук, к.т.н., доц.

Житомирський державний технологічний університет


^ ПРО ВПЛИВ ДЕЯКИХ ХАРАКТЕРИСТИК ПРОСТОРОВИХ КОНСТРУКЦІЙ ВИСОТНИХ СПОРУД НА ЇХ ОРІЄНТАЦІЮ ВІДНОСНО АВТОМОБІЛЬНИХ ШЛЯХІВ


Зведення висотних споруд є на сьогоднішній день практично окремою галуззю будівництва. В ній знаходять відображення найновіші досягнення в області матеріалознавства, будівельної механіки та архітектури. Розвиток висотного будівництва обумовлений дефіцитом придатної для забудови землі в містах та її високою вартістю. Висотні споруди є досить різноманітними за розмірами й формами, вибір яких є складним завданням, оскільки необхідно задовольнити вимоги щодо відхилень, осідань, безпеки експлуатації, зручності обслуговування автотранспортом, зовнішнього вигляду й архітектурної привабливості.

Завданням нашого дослідження був аналіз впливу деяких характеристик висотних споруд на їх розташування відносно автомобільних шляхів. Основними такими характеристиками, на наш погляд, є структура споруди, яка в сукупності з матеріалами забезпечує стійкість споруди, та її архітектурний вигляд, який має забезпечити її привабливість. На вибір геометричної форми впливають намагання не тільки надати висотній споруді зовнішньої привабливості, а й створити умови для її безпечної експлуатації. Наприклад, безпека експлуатації висотної будівлі досягається: зменшенням горизонтальних переміщень верхівки висотної будівлі під впливом вітрового навантаження; зменшенням осідань фундаменту висотної споруди, викликаних зміною напруженого стану ґрунту, нерівномірним розподіленням маси висотної споруди, розсіюванням механічних властивостей матеріалу опор; стійкістю висотної споруди при підземних поштовхах; стійкістю висотної споруди при виникненні пожежі та можливістю вчасної евакуації мешканців без людських жертв; стійкістю висотної споруди при здійсненні терористичних актів; забезпеченням безперебійної роботи систем життєзабезпечення (системи вентиляції, освітлення, водопостачання та каналізації, функціонування ліфтів та ескалаторів; спостереження та сигналізації тощо).

Таким чином, у конструкції висотної споруди необхідно врахувати досить велику кількість вимог для забезпечення тривалої та успішної її експлуатації. Крім того, необхідно забезпечити зовнішню привабливість висотної споруди як для самостійної архітектурної споруди, так і для розміщення на її фасадах реклами; з цією метою в кожному окремому випадку застосовуються нові оригінальні архітектурні рішення.

На сьогодні пропонується три критерії виміру висоти будівлі (у всіх випадках виміри проводять від найбільш низького входу в будівлю): конструктивна висота будівлі – висота від рівня тротуару до найвищої точки конструктивних елементів будівлі (включаючи шпилі й виключаючи теле-, радіоантени та флагштоки); висота до найвищого доступного поверху – висота будівлі до рівня підлоги найбільш високого доступного поверху; висота до кінчика антени/шпиля – висота будівлі до найвищої точки антени.

Саме перший критерій використовується при складанні рейтингу найвищих будівель.

Усі висотні споруди залежно від висоти ділять на 3 групи: прості висотні (35–150 м), висотні (від 150 м), надвисокі (від 300 м). Але термін “висотна споруда” застосовують сьогодні, як правило, для будівель, які мають висоту не менше 100 м (іноді – від 75 м).

Нами було проаналізовано більше 50 висотних споруд висотою від 100 до 825 м. Встановлено, що основними геометричними формами висотних споруд є: циліндрична; конусна; пірамідальна; призматична; спіральна, причому (рис. 1, а) 17,8 % висотних споруд мають циліндричну форму; 25,2 – конусну; 14,2 – пірамідальну; 32,1 – призматичну; 10,7 % – спіральну.

М
© О.В. Завадська, Т.М. Глемба, А.М. Шостачук, 2011
и також з’ясували (рис. 1, б), що 45,8 % становлять прості висотні споруди; 33,4 – висотні та 20,8 – надвисокі споруди.




а) б)


Рис. 1. Розподілення висотних споруд за: а) висотою;
б) геометричними формами просторової конструкції



Розглянемо геометричні та естетичні характеристики на прикладі найвищих будівель.

Найвищою будівлею в світі є Дубайська башта “Burj Dubai” (ОАЕ). Висота: 825 м. Поверховість: 200 поверхів. Контури рельєфу на ділянці, на якій планувалося будівництво башти, нагадують квітку з шістьма пелюстками, що часто зустрічається в цьому регіоні.

Хмарочос Тайбей 101 розташований у столиці Тайваню Тайбеї. Він має 101 поверх і висоту 509,2 м (разом зі шпилем). Будівлю зі скла, сталі й алюмінію підтримують 380 бетонних опор, кожна з яких входить у землю на 80 м. Небезпеку обвалення при урагані або землетрусі знижує величезна 660-тонна куля-маятник, що розташована між 87 і 91 поверхами.

Ліпстик-білдінг – 138-метровий 34-поверховий житловий хмарочос у Манхеттені (Нью-Йорк, США). Побудований у 1986 р. Отримав назву завдяки формі й кольору, що нагадують тюбик губної помади. На кожному з трьох рівнів блоки будівлі зменшуються в розмірі, щоб не перешкоджати доступу світла з вулиці, через що телескопоподібна форма хмарочоса різко виділяється на тлі навколишньої забудови.

Найкрасивішим хмарочосом у світі, за версією The Emporis Awards, була визнана висотна споруда Чикаго Aqua. Цей величезний 250-метровий гігант здалека нічим не виділяється із загального “пейзажу” Чикаго, та варто підійти ближче, як він приголомшує уяву нереальністю своєї конструкції – здається, ніби серед міста виріс якийсь казковий крижаний колос.

Тобто оригінальність і неповторність архітектурної форми є характерною рисою висотних споруд і архітектурні форми є деяким компромісом між прагненнями архітектора забезпечити зовнішню привабливість та намаганнями конструктора застосувати таку конструкцію і форми, які б забезпечили стійкість споруди й безпеку її експлуатації.

Отже, з’ясовується, що фактори, які впливають на орієнтацію висотних споруд відносно автомобільних шляхів, є такими:

  1. можливість підвезення громадян до висотної споруди;

  2. можливість прибуття машин пожежної служби, швидкої допомоги, інших рятувальних та спецслужб у випадку виникнення надзвичайних ситуацій;

  3. задоволення архітектурних і естетичних вимог, які висуваються до висотної споруди при її зведенні на даній території та в даному архітектурному ансамблі;

  4. можливість огляду фасадів висотної споруди з розміщеною на них рекламою;

  5. уникнення деформацій дорожнього полотна внаслідок перерозподілу напружень у ґрунті при зведенні та експлуатації висотної споруди.

Нами проаналізовано деякі характеристики висотних споруд. З’ясувалося, що найчастіше висотні будівлі мають призматичну форму і висотні будівлі від 100 до 250 м є найпоширенішими. Також встановлено важливість орієнтації висотної споруди відносно автомобільних шляхів та запропоновано групу факторів, які при цьому враховуються. Найважливішими з них є можливість забезпечення автотранспортом, а також привабливість висотної споруди як самостійної архітектурної будівлі та як місця для розміщення реклами.

УДК 629.3.027

О.С. Повар, магістр, гр. ААГ-8м

С.В. Мельничук, к.т.н., доц.

Житомирський державний технологічний університет


^ ВИМІРЮВАННЯ ЧАСТОТИ КОЛИВАНЬ ПІДВІСКИ
НА ОСНОВІ ЧОТИРИЛАНКОВОГО ВАЖІЛЬНОГО МЕХАНІЗМУ



Сучасний рівень розвитку електронної та відеотехніки дозволяє автоматизувати процес збору, фіксації та обробки даних експерименту. Найбільшої актуальності це набуває при дослідженні нових технічних розробок, де є необхідність всебічного їх дослідження.

^ Метою роботи є розробка методики дослідження роботи моделі підвіски автомобіля на основі чотириланкового важільного механізму способом застосування методу відеозйомки та електронних акселерометрів.

На сьогоднішній день відомі такі методи автоматизації збору, фіксації та обробки результатів експерименту:

– апаратні, з використанням датчиків вимірювань механічних величин (акселерометрів різного типу), адаптованих для роботи з комп’ютером;

– реєстрації переміщень механічних об’єктів за допомогою цифрової фото- та відеоапаратури.

Дані методи дозволяють автоматично передавати отриманий сигнал на ЕОМ, зберігати, оброблювати його та передавати у зручній для дослідження формі.

Для проведення модельних випробувань підвіски на основі чотириланкового важільного механізму були використані два методи збору та обробки результатів експерименту.

Перший метод – апаратний, базувався на використанні електронних акселерометрів. У схемі застосовувався акселерометр ADIS1606 (рис. 1). Аналоговий сигнал з акселерометра передається на контролер ADISUSBZ, який перетворював його на цифровий. Далі цифровий сигнал за допомогою комп’ютера обробляється та представляється у вигляді графічних діаграм (рис. 2).


1

2






Рис. 1. Програмно-апаратний комплекс:

1 – акселерометр ADIS1606;
2 – відеокамера PANASONIС HD-CTM700EE


Рис. 2. Результати вимірювання показників переміщення елементів підвіски (тп = 8 кг): 1 – підресорена маса;
2 – непідресорена маса



У другому методі використовувалася швидкісна цифрова відеокамера PANASONIC HDCTM-700EE (рис. 1). Реєстрація даних проводилася в режимі високошвидкісної фотозйомки (60 кадрів/с, тобто 60 фотознімків за секунду з розподільчою здатністю 1920 х 1080 точок), якої достатньо для визначення параметрів підвіски методом відеовимірювання.

Отримані відеозображення містять інформацію про лінійні й кутові переміщення об’єктів. Для визначення цих переміщень необхідно виділити на відеозображенні потрібний об’єкт і визначити координати точок, що утворюють його зовнішній контур. Потім необхідно порівняти ці координати на послідовно отриманих знімках.
© О.С. Повар, С.В. Мельничук, 2011
Використовуючи різницю фонів об’єкта дослідження (білий) та заднього плану (чорний), проводився розрахунок переміщення характерних точок підвіски та будувалися діаграми коливань підресореної та непідресореної маси (рис. 2). За допомогою створеного програмно-апаратного комплексу були проведені експери­ментально-лабораторні дослідження моделі підвіски автомобіля на основі чотириланкового важільного механізму, що підтвердили доцільність та зручність використання вказаних методів.

УДК 629.33:625.032.43

В.В. Саморіз, магістр

В.П. Шумляківський, ст. викл.

Науковий керівник – к.т.н., доц. Титаренко В.Є.

Житомирський державний технологічний університет


^ ПОСТАНОВКА ПРОБЛЕМИ ДОСЛІДЖЕННЯ ВІБРОНАВАНТАЖЕНОСТІ НЕСУЧИХ СИСТЕМ ЗАСОБІВ АВТОМОБІЛЬНОГО ТРАНСПОРТУ


Ресурс роботи транспортних машин значною мірою визначається міцністю несучих конструкцій. Уточненнями методик розрахунків рамних конструкцій займалося багато науковців (М.А. Бухарін, В.С. Прозоров, М.М. Щукін, В.Б. Проскуряков, Л.М. Лельчук, В.Т. Трощенко, В.В. Панасюк, П.В. Ясній та ін.), що певною мірою призводило до покращання вагових показників транспортних засобів та збільшення їх експлуатаційного ресурсу. Врахування вібраційних процесів в елементах машин у методиках розрахунку їх міцності на всіх етапах розвитку як автомобілебудування, так і загального машинобудування в цілому було й залишається складним завданням.

Розвиток мікроелектроніки забезпечив потенціал для створення мікроелектромеханічних датчиків і на їх базі програмно-апаратних комплексів для оцінки параметрів вібронавантаженості та вивчення закономірностей їх розподілу по елементах несучих систем, визначення критичних (найбільш небезпечних) зон конструкцій у процесі експлуатації.

У роботі поставлене завдання впровадження раніше розробленого програмно-апаратного комплексу (ПАК) на базі акселерометрів типу АDXL (рис. 1) в науково-дослідну базу для дослідження полів вібронавантаженості елементів рами автомобіля Volkswagen LT.



7

2

3

5

6

4

1



^ Рис. 1. Загальний вигляд мікроконтролерного модуля:

1 – гніздо живлення; 2 – кварцовий резонатор; 3 – акселерометр ADXL204;

4 – інтерфейс програматора; 5 – мікросхема мікроконтролера AT91SAM7S256;

6 – мікросхема MAX232CPE інтерфейсу RS-232; 7 – роз’єм інтерфейсу RS-232


У мікроконтролерному модулі, що показаний на рисунку 1, за датчик прискорення обрано оптимальний, з точки зору співвідношення ціна–якість–доступність, двоканальний акселерометр з аналоговим виходом ADXL204 фірми Analog Devices, яка є лідером з продаж акселерометрів та гіроскопів. Analog Devices виготовляє одно- та двокоординатні акселерометри з діапазоном прискорень {1,5–250 g}.

Результати попереднього використання ПАК для дослідження вібронавантаженості критичної зони рами автомобіля Volkswagen LT наведені на рисунку 2.

Н
© В.В. Саморіз, В.П. Шумляківський, 2011
а основі ПАК планується проведення експерименту для вимірювання віброприскорень в різних точках і на різних елементах рами для визначення критичних зон вібронавантаженості під час руху транспортного засобу по дорогах з різними нерівностями, а також при здоланні перешкод певного визначеного розміру.





^ Рис. 2. Зміна віброприскорень у критичній точці балки від наїзду автомобіля
на нерівність визначеного розміру



Обробка результатів експерименту буде проводитися на основі теорії швидкого перетворення Фур’є для оцінки енергетичного впливу різних частот, що виникають у системі «автомобіль–дорога». Перехід від величин вібронавантажень до напружень буде здійснюватися через визначення зусиль критичного розкриття тріщини на елементі рами, що зазнав віброушкоджень. На рисунку 3 показана схема експериментальної установки для оцінки зусилля розкриття тріщини.





Рис. 3. Установка для визначення зусиль розкриття тріщини:

  1. балка переднього моста автомобіля Volkswagen LT;
    2 – гідравлічний динамометр;


3 – опори; 4 – кріплення; 5 – стіл-підставка


Виходячи з поля напружень в елементах рами та з умови міцності, переходимо до визначення допустимих амплітуд віброприскорень, що дозволяє виконати нормування цих величин.

У роботі використовується розрахункова динамічна модель автомобіля (Говорущенко Н.Я. Системотехника транспорта / Н.Я. Говорущенко, А.Н. Туренко. – Харьков : РИО ХГАДТУ, 1999. – 468 с.) для визначення функції зміни напружень у критичних зонах несучих конструкцій транспортних засобів від рельєфу дороги.

При використанні даної методології стає можливою оцінка технічного стану конструкцій на основі визначених допустимих критеріїв вібронавантаженості.

УДК 629.08

В.П. Шумляківський, ст. викл.

С.В. Ширма, студ., V курс, гр. ААГ-8-2

Житомирський державний технологічний університет


^ ЗАБЕЗПЕЧЕННЯ ЕКОЛОГІЧНОЇ БЕЗПЕКИ ТА ПАЛИВНОЇ ЕКОНОМІЧНОСТІ СУЧАСНИХ ТРАНСПОРТНИХ ЗАСОБІВ ПРИ ДОВГОТРИВАЛІЙ ЕКСПЛУАТАЦІЇЇ


У процесі експлуатації транспортних засобів однією з найактуальніших проблем є збереження екологічної безпеки та паливної економічності протягом всього строку експлуатації транспортного засобу.

Ефективним інструментом вирішення даної проблеми є збереження та підтримка задовільного технічного стану транспортного засобу, контроль за системами автомобіля, які найбільше впливають на працездатність систем, що здійснюють процес сумішоутворення.

Сучасний автомобіль – це високотехнологічний механізм зі здатністю до самонавчання і самонастроювання. У процесі експлуатації сучасний автомобіль постійно контролює всі основні системи і здійснює при необхідності корекцію різних параметрів (кут випередження запалювання, короткочасна корекція по паливу, довгострокова корекція по паливу, склад повітряно-паливної суміші, керування роботою паливних форсунок і т. д.). Управління цими параметрами прямо пов'язане з даними, що надходять у бортовий комп'ютер від датчиків. А ось взаємозв'язок з датчиками кисню, які стоять у потоці викиду відпрацьованих газів продукту згоряння повітряно-паливної суміші, безпосередньо пов'язаний з якістю і кількістю продуктів згоряння повітряно-паливної суміші, які, в свою чергу, повністю залежать від якості палива, коректної роботи системи запалювання, стану повітряного фільтра, стану каталізатора та ін. Одним словом, показники датчиків кисню – це один з важливих параметрів визначення кількості витрати палива, а отже, й екологічності транспортного засобу. З розробкою універсальної технології зниження витрати палива із застосуванням автономного електронного приладу "Іонізатор–активатор кисню повітря РПК" з'явилася унікальна можливість якісно покращувати ряд характеристик, від яких прямо залежать витрата палива і динаміка автомобіля, а також екологічні характеристики працюючого двигуна. Електронний прилад "Іонізатор–активатор кисню повітря РПК" призначений для якісного поліпшення характеристик повітряно-паливної суміші в камері згоряння шляхом активації кисню повітря високою напругою промислових частот без виникнення електричного розряду навколо електрода-активатора.

Також великий вплив на дані показники має режим руху. Робота автомобільного двигуна характеризується безперервною зміною швидкісних і навантажувальних режимів, кожному з яких відповідає певна кількість викиду токсичних речовин. При цьому ступінь концентрації токсичних компонентів у відпрацьованих газах змінюється залежно від потужності двигуна, його температурного режиму, керування автомобілем та інших факторів.

Ще одним чинником, який стимулює до покращання екологічного й економічного стану, є прогноз зростання автомобільного ринку в Україні. Згідно із прогнозами, в 2011 р. ринок легкових автомобілів може збільшитися на 52 %, порівняно з 2010 р., – до 348,1 тис. од., у 2012 р. – ще на 40 %, до 489 тис. од., а в 2013 р. з врахуванням 28 % приросту досягне показників 2008 р. – 624 тис. од. На початок поточного року в Україні лише 7 % займали нові автомобілі "віком" до одного року, тоді як більше 66 % – автомобілі, старші за 8 років.

Також не останню роль у даному питанні відіграє вік транспортних засобів. Як не прикро, але зі збільшенням віку автомобіля його показники економічності та екологічності набувають все більш широких меж залежно від режиму руху. Станом на 1 січня 2011 р. середній вік авто в Україні склав 18,2 року, хоча ще рік тому цей показник становив 17,7 року.

Якщо взяти до уваги криву складу суміші, то в будь-якому випадку буде зрушення в одну із сторін до погіршення параметрів економічності й екологічності. Згідно з цим, системи контролю за роботою ДВЗ необхідно доопрацьовувати з метою покращання роботи датчиків стану ДВЗ і, як наслідок, збереження економічної та екологічної безпеки транспортних засобів.

Т
© В.П. Шумляківський, С.В. Ширма, 2011
акож велику увагу слід приділити контролю горіння паливно-повітряної суміші в циліндрах, тому що неправильне згоряння призводить до погіршення процесу очищення циліндрів від відпрацьованих газів, що, в свою чергу, вплине на процес наповнення циліндрів і горіння свіжої ПП суміші.

Фактори, які впливають на вихід систем з ладу, можна поділити на дві групи:

– випадкові;

– систематичні.

При випадкових факторах доцільно розглянути можливість дублювання системи контролю, а при систематичних краще буде або мати запасну деталь, або регулярно проводити моніторинг контролю даної системи (наявність пошкодження проводки, кріплення, з'єднання контактів).

Також слід врахувати, що недостовірні сигнали можуть виникати внаслідок того, що на поверхні контактів утворюється наліт, оксидні плівки, тому потрібне періодичне очищення даних поверхонь за допомогою певних спреїв або добавок. При попаданні вологи на датчики, які працюють за принципом зміни опору, ми також отримаємо недостовірні дані, запобігти цьому можна за допомогою покращання герметичності.

Особливу увагу слід приділити датчику положення колінчастого вала. Це єдиний датчик, несправність якого не дозволить доїхати навіть до гаража. За імпульсом синхронізації від датчика положення колінчастого вала контролер визначає положення і частоту обертання вала і розраховує момент спрацьовування форсунок та модуля запалення. Навіть якщо датчик справний, бувають випадки, коли він дає недостовірні дані. Це відбувається у зв'язку з тим, що при зупинці датчик розміщується не над западиною шківа колінчастого вала, а над зубцем, що в деяких випадках призводить до нестабільної роботи системи. В даному випадку потрібно розглянути можливість дублювання даного датчика таким чином, щоб виключити можливість випадку, розглянутого вище, на початку роботи комп'ютер по черзі буде зрівнювати сигнали від датчиків, і при справності обох робота буде керуватися основним, а при певних відхиленнях система буде перемикатися на резервний. Це дозволить виключити можливість відмови роботи системи.

Всі наведені вище методи набагато покращують параметри екологічності й паливної економічності, але, щоб дійсно досягти революційних досягнень у даному напрямку діяльності, потрібно займатися гібридизацією транспортних засобів.

Проведемо порівняння автомобіля з гібридною установкою Volvo V60 Plug-in Hybrid з такою ж маркою, тільки зі звичайним ДВЗ Volvo V60 D5: Volvo V60 Plug-in Hybrid. Універсал, розроблений шведським автовиробником у співпраці з енергетичною компанією Vattenfall, оснащений 2,4-літровим турбодизельним двигуном потужністю 215 к. с., що відповідає за привід передніх коліс, і розташованим на задній осі 70-сильним електромотором, який отримує енергію від 12-кіловатної літій-іонної батареї. Гібридна силова установка агрегатована з шестиступінчастою автоматичною трансмісією. Згідно з офіційними даними Volvo, максимальний запас ходу універсала V60 Plug-in Hybrid з повним баком дизельного палива досягає 1 200 км, з них виключно на електротязі модель може проїхати 50 км. Середня витрата палива в змішаному циклі дорівнює 1,9 л, рівень викидів вуглекислого газу в атмосферу не перевищує 49 г/км. Для того, щоб повністю поповнити ресурс батарей від домашньої мережі, знадобиться близько 5 год. Volvo V60 D5 оснащений 2,4-літровим турбодизельним двигуном потужністю 205 к.с. і крутним моментом 420 Н м. Середня витрата палива в змішаному циклі дорівнює 6,4 л.

Порівнявши ці автомобілі, можна зробити висновок, що автомобіль з гібридною установкою набагато екологічніший і паливоекономічніший, порівняно з автомобілем зі звичайним ДВЗ. Маючи витрату палива, меншу на 2,5 л, автомобіль з гібридною установкою залишається поза конкуренцією, зважаючи на те, що ціна на нафтопродукти невпинно зростає.





Схожі:

О. М. Безвесільна, д т. н., проф iconО. М. Безвесільна, д т. н., проф
На основі сучасних даних проведено аналіз гравіметрів, які застосовуються на цей час при проведенні авіаційних гравіметричних робіт,...
О. М. Безвесільна, д т. н., проф iconБвк 56. 8 А 92
Ц, канд мед наук Н. С. Дмитриев, проф С. Н. Лапченко, проф. В. Т. Пальчун, проф. О. К. Патякина, проф. В. С. Погосов, акад. Амн СССР...
О. М. Безвесільна, д т. н., проф iconРішення щодо присвоєння вченого звання доцента: к е. н. Пащенко ОлексіюВікторовичу доцента по кафедрі фінансів
Доп.: директори ін-тів проф. Нук. Король Ю. М., проф. Сербін, проф. Кошкін К. В., проф. Павлов Г. В., доц. Бобіна О. В., декан ф-ту...
О. М. Безвесільна, д т. н., проф iconМіжнародна науково-технічна конференція, присвячена 80-річчю Дніпропетровської області та 90-річчю
В. а д-р техн наук, проф.; Перегудов В. В., д-р техн наук, проф.; Рудь Ю. С., д-р техн наук, проф.; Сидоренко В. Д., д-р техн наук,...
О. М. Безвесільна, д т. н., проф iconПрограма XIV наукової конференції
М. Приймак, к т н., проф. Я. Проць, д т н., проф. Т. Рибак, д т н., проф. П. Стухляк, д.іст н., доц. Я. Стоцький, к е н проф. Р....
О. М. Безвесільна, д т. н., проф icon4 березня 2013 року Захист дисертації шпакович ольги Миколаївни на тему «Розвиток правових механізмів реалізації актів органів міжнародних організацій»
Науковий консультант – д ю н., проф. Муравйов В.І.; офіційні опоненти: д ю н., проф. Баймуратов М. О., д ю н., проф. Микієвич М....
О. М. Безвесільна, д т. н., проф iconКод модуля: мсс 6142 С01 Тип модуля
Члени державної атестаційної комісії: д т н., проф. Столярчук Петро Гаврилович, д т н., проф. Байцар Роман Іванович, д т н., проф....
О. М. Безвесільна, д т. н., проф iconУважаемые коллеги, приглашаем Вас принять участие в XXIV международной научной конференции
Председатель конференции – академик ран г. И. Марчук, сопредседатели Оргкомитетов – ректор сгту проф. И. Р. Плеве, ректор нтуу (кпи)...
О. М. Безвесільна, д т. н., проф icon«Затверджую» Перший проректор Г. В. Стадник
Світлотехніка І джерела світла у складі: проф., д т н. Назаренко Л. А., проф., д т н. Овчинников С. С., проф., к т н. Салтиков В....
О. М. Безвесільна, д т. н., проф iconМіністерство освіти І науки, молоді та спорту Рівненський державний гуманітарний університет
Педагогічна освіта за напрямом підготовки 010102 „Початкова освіта” на основі освітньо-кваліфікаційного рівня „молодший спеціаліст”/...
Додайте кнопку на своєму сайті:
Документи


База даних захищена авторським правом ©zavantag.com 2000-2013
При копіюванні матеріалу обов'язкове зазначення активного посилання відкритою для індексації.
звернутися до адміністрації
Документи