Цели и задачи стендовых и дорожных испытаний трансмиссий автомобилей. Требования и классификация стендов для испытания агрегатов трансмиссий.

Измерение внешнего и внутреннего шума автомобиля. Состав шумоизмерительной аппаратуры. Конденсаторные и пьезоэлектрические микрофоны.

СТБ ГОСТ Р 51616-2002 «Автомобильные транспортные средства. Шум внутренний. Допустимые уровни и методы испытаний».

Для определения уровня внутреннего шума проводят измерения:

 при разгоне;

 при движении автотранспортного средства с постоянной скоростью;

 шума вентиляционных установок автотранспортного средства;

 шума при работе двигателя в режиме холостого хода;

 шума истечения воздуха из пневмоаппаратов в кабину (пассажирское помещение) после их срабатывания.

Методы проведения испытаний и допу-стимые уровни шума, производимого транс-портными средствами, имеющими не менее четырех колес В республике Беларусь уста-навливают Правила ЕЭК ООН №51 с по-правками серии 02 “Единообразные пред-писания, касающиеся официального утвер-ждения автотранспортных средств, имею-щих не менее четырех колес, в связи с про-изводимым ими шумом”.

-Измерение шума при разгоне

-Измерение шума при движении с постоянной скоростью

-Измерение шума вентиляционных установок

-Измерение шума при работе двигателя в режиме холостого хода

-Измерение шума при работе двигателя в режиме холостого хода

-При измерение шума истечения воздуха из пневмоаппаратов в кабину (пассажирское помещение) после их срабатывания

В каждой точке расположения микрофона проводят не менее трех измерений. За результат измерения в каждой точке принимают среднее арифметическое значение, округленное до целого числа.

Условия проведения испытаний:

Измерения проводятся при температуре окружающего воздуха в пределах от 0°С до 40°С.

Испытания не проводятся, если в момент измерения звука скорость ветра с учетом порывов на уровне высоты микрофона превышает 5 м/с.

Уровень звука от источников иных, чем испытываемое транспортное средство, и уровень звука от воздействия ветра должны быть по крайней мере на 10 дБ(А) ниже уровня звука, производимого транспортным средством.

Измерения не следует проводить при плохих погодных условиях.

Измерения проводятся на транспортных средствах в снаряженном состоянии без прицепа или полуприцепа, за исключением транспортных средств, состоящих из нераздельных единиц.

Измерения шума производится для транспортного средства, находящегося:

в движении;

в неподвижном состоянии;

Для измерения уровня шума автотранспортного средства должны применяться следующие приборы:

ü высокоточный прецизионный шумомер.

ü приборы для измерения скорости автотранспортного средства и частоты вращения коленчатого вала двигателя с точностью ± 2 %;

ü прибор для измерения температуры окружающего воздуха, ± 1°С;

ü прибор для измерения скорости ветра, точность которого должна составлять ± 1,0 м/с;

32 Измерение вибрации. Состав виброизмерительной аппаратуры. Акселерометры и виброметры. Пьезоэлектрические датчики ускорения.

Измерение вибрации. Приборы для измерения вибрации

Современные технологии требуют непрерывного контроля за многими параметрами технологического процесса и контроля состояния оборудования. Одними из важнейших являются параметры механического движения, в частности параметры периодических перемещений исследуемого объекта в пространстве (вибрации). Этими параметрами являются виброперемещение (амплитуда вибрации) и виброскорость (частота вибрации).

Подобный контроль необходим в самых разных областях: в полупроводниковой электронике (контроль вибрации установок для выращивания кристаллов), в микроэлектронике (вибрация установок фотолитографии), в машиностроении (вибрация станков и биение деталей), в автомобильной промышленности (контроль вибрации отдельных узлов автомобилей и всего автомобиля в целом), на железнодорожном транспорте (датчики приближения поезда), в энергетике (контроль вибрации лопаток газовых турбин), в авиастроении (контроль биений турбин) и т.д.

Методы измерения вибрации.

Существует две группы методов измерения параметров вибрации: контактные, подразумевающие механическую связь датчика с исследуемым объектом, и бесконтактные, т.е. не связанные с объектом механической связью.

Контактные методы. Наиболее простыми являются методы измерения вибрации с помощью пьезоэлектрических датчиков. Они позволяют проводить измерения с высокой точностью в диапазоне низких частот и относительно больших амплитуд вибрации, но вследствии своей высокой инерционности, приводящей к искажению формы сигнала делает невозможным измерение вибрации высокой частоты и малой амплитуды. Кроме того, если масса исследуемого объекта, а следовательно и его инерционность не велика, то такой датчик может существенно влиять на характер вибрации, что вносит дополнительную ошибку в измерения.

Эти недостатки позволяет устранить метод открытого резонатора. Суть метода заключается в измерении параметров СВЧ резонатора, изменяющихся вследствие вибрации исследуемого объекта. Резонатор имеет два зеркала, причем одно из них фиксировано , а другое механически связано с исследуемым объектом. Регистрация перемещений при малых амплитудах вибрации производится амплитудным методом по изменению выходной мощности в случае проходной схемы включения резонатора или отраженной мощности, в случае применения оконечного включения. Этот метод измерения требует постоянства мощности, подводимой к резонатору и высокой стабильности частоты возбуждения.

В случае больших амплитуд вибрации регистрируется смещение резонансной частоты, что можно сделать с очень высокой точностью. Для повышения добротности и уменьшения дифракционных потерь используют сферические зеркала. Разрешающая способность данного метода 3 мкм. Метод обладает малой инерционностью по сравнению с описанным выше, но его применение рекоменуется, если масса зеркала принципиально меньше массы исследуемого объекта.

Однако механическая связь датчика с исследуемым объектом далеко не всегда допустима, поэтому последние годы основное внимание уделяется разработке бесконтактных методов измерения параметров вибрации. Кроме того, их общим достоинством является отсутствие воздействия на исследуемый объект и пренебрежительно малая инерционность.

Все бесконтактные методы измерения вибрации основаны на зондировании объекта звуковыми и электромагнитными волнами.

Одной из последних разработок является метод ультразвуковой фазометрии. Он заключается в измерении текущего значения разности фаз опорного сигнала ультразвуковой частоты и сигнала, отраженного от исследуемого объекта. В качестве чувствительных элементов используется пьезоэлектрическая керамика.

На частоте ультразвука 240 кГц. чувствительность измерения виброперемещения 10 мкм. в диапазоне от 10 до 5*10 мкм., расстояние до объекта до 1.5 м. На частоте 32 кГц. чувствительность 30 мкм., расстояние до объекта до 2 м. С ростом частоты зондирующего сигнала чувствительность растет.

В качестве достоинств метода можно отметить дешевизну и компактность аппаратуры, малое время измерения, отсутствие ограничения снизу на частотный диапазон, высокую точность измерения низкочастотных вибраций. Недостатками являются сильное затухание ультразвука в воздухе, зависимость от состояния атмосферы, уменьшение точности измерения с ростом частоты вибрации.

Большое распространение получили методы, основанные на зондировании объекта видимым светом. Все оптические методы подразделяются на две группы. К первой относятся методы, основанные на регистрации эффекта Допплера. Простейшим из них является гомодинный метод, который позволяет измерять амплитуды и фазы гармонических вибраций, но с его помощью невозможно исследовать негармонические и большие по амплитуде вибрации. Эти недостатки можно устранить используя гетеродинные методы. Но они требуют калибровки и, кроме того, измерительная аппаратура сильно усложняется.

Существенным недостатком перечисленных выше методов являются высокие требования к качеству поверхности исследуемого объекта. Но они теряют свое значение при использовании голографических методов, которые и образуют вторую группу. Голографические методы обладают высокой разрешающей способностью (до 0.05), но они требуют сложного и дорогостоющего оборудования. Кроме того, время измерений очень велико.

Общими недостатками оптических методов измерения вибрации являются сложность, громоздскость и высокая стоимость оборудования, большое энергопотребление, высокие требования к качеству поверхности исследуемого объекта, высокие требования к состоянию атмосферы (определенная влажность, отсутствие запыленности и т.п.). Кроме того, лазерное излучение оказывает вредное влияние на зрение обслуживающего персонала и требует дополнительных мер предосторожности и защиты.

Часть этих недостатков можно устранить применяя методы, основанные на использовании СВЧ излучения Они подразделяются на интерференционные и резонаторные. В основе интерференционных методов лежит зондирование исследуемого объекта волнами ВЧ и СВЧ диапазонов, прием и анализ отраженных (рассеянных) объектом волн. Между излучателем и исследуемым объектом в результате интерференции образуется стоячая волна. Вибрация объекта приводит к амплитудной и фазовой модуляции отраженной волны и к образованию сигнала биений. У выделенного сигнала переменного тока амплитуда пропорциональна виброперемещению, а частота соответствует частоте вибрации объекта.Резонаторные методы основаны на размещении вибрирующего объекта в поле СВЧ резонатора (вне или, хотя бы частично внутри его), вследствие чего изменяются характеристики резонатора. Бесконтактное измерение параметров вибрации резонаторным методом возможно и при включении приемно-передающей антенны в частотнозадающую цепь СВЧ генератора, т.е. при работе в автогенераторном режиме. Такие системы называются автодинными генераторами или просто автодинами.

Цели и задачи стендовых и дорожных испытаний трансмиссий автомобилей. Требования и классификация стендов для испытания агрегатов трансмиссий.

Трансмиссия автомобиля включает в себя сцепление, карданную передачу, коробку передач (а для полноприводных автомобилей еще и раздаточную коробку) и ведущий мост.

Наиболее достоверной и всесторонней проверкой любого агрегата являются испытания его в условиях эксплуатации автомобиля. Однако такие испытания связаны с большими затратами времени, поэтому организуют пробеговые испытания агрегатов на автомобилях с полной постоянной нагрузкой по специальному маршруту движения. В этом случае значительно сокращается время, так как устраняются его потери на погрузочно-разгрузочные операции, исключаются холостые пробеги и пробеги с неполной нагрузкой, замедляющие проявление той или иной неисправности. Пробеговые испытания по сравнению с эксплуатационными отличаются значительно большей воспроизводимостью условий и сравнимостью получаемых результатов.

Указанные преимущества удается реализовать в еще большей степени при испытании агрегатов на стендах по специальной программе. Стендовые испытания позволяют значительно сокращать время испытаний, строго обеспечивать требуемые условия испытаний и получать наиболее точные результаты при минимальных затратах времени и средств. Достоверность стендовых испытаний зависит от того, насколько глубоко изучены и учтены условия эксплуатации при составлении программы испытаний. В некоторых случаях, например при проведении научных исследований, необходимо изучить работу агрегата или узла в каких-то определенных экстремальных, специфических или наиболее типичных условиях эксплуатации. Здесь стендовые испытания незаменимы.

Одни испытания агрегатов целесообразно проводить на стендах в лабораторных условиях, другие - на автомобиле в дорожных условиях, а некоторые - как на стенде, так и на работающем автомобиле. В связи с этим описываются испытания агрегатов в лабораторных (стендовых) и дорожных условиях, проводимые непосредственно на автомобиле. Необходимо отметить, что при испытаниях агрегатов на автомобиле в целях экономии времени и средств в некоторых случаях целесообразно совместить испытания нескольких агрегатов, а в отдельных случаях по этим же соображениям рационально испытывать только один какой-либо опытный агрегат или узел, так как в настоящее время самыми большими издержками являются те, которые связаны с потерей времени.

В качестве примера можно привести одну из программ ускоренных дорожных испытаний легкового автомобиля, в соответствии с которой испытания состоят в 33-кратном повторении следующего цикла: три трогания с места на первой передаче при режиме максимальной мощности двигателя на подъеме, близком к ²/₃ максимального подъема, преодолеваемого автомобилем. Интервал между двумя последовательными троганиями с места равен 10 с. Далее производят пробег для охлаждения сцепления. После 16 циклов, равных 48 троганиям с места, выполняется пробег автомобиля на 1000 км с максимальной скоростью. После завершения 33 циклов производят аналогичный пробег на 2000 км. По окончании испытаний сцепление снимают и отправляют для анализа его состояния, снятия характеристик и т. д.