Технические науки/ 4.Транспорт

 

К.т.н. Дамзен В. А., студент Костин Д. С.

Саратовский государственный технический университет, Россия

Необходимость и способы диагностирования

автомобильных шин

 

Основные задачи, стоящие перед автомобильной промышленностью – это увеличение пробега автомобиля, снижение себестоимости автомобильных перевозок, безопасности движения. Проблема обеспечения безопасности дорожного движения является одной из наиболее сложных задач. В общем объеме затрат на автомобиль  в процессе его эксплуатации расходы на приобретение и ремонт шин составляют от 5 до 15%, в зависимости от условий эксплуатации, качества и своевременности обслуживания [1].

Например, по данным инструментального контроля у автобусов ПАЗ-3205 дефекты колес и шин составляют около 3 % от общего числа дефектов [3]. По данным специальных исследований [2], связанных с выездом на места дорожно-транспортных происшествий, доля ДТП, обусловленных неисправностями транспортных средств, составляет 15% от общего количества ДТП, из них 17% неисправностей относятся к автомобильным шинам.

В связи с этим становится ясно, что для успешного выполнения задач, связанных с эксплуатацией автомобиля, кроме выполнения технического обслуживания и ухода, необходима более тщательная диагностика состояния и изменения эксплуатационных свойств всего автомобиля и шин в частности.

Динамические испытания позволяют получить косвенные данные для оценки поглощающих свойств шин при колебаниях. Вместе с тем, при динамических испытаниях непосредственно наблюдается эффект поглощения энергии шинами в виде погашения колебаний массы, опирающейся на шину как на упругий элемент. Для того чтобы осуществить динамические испытания шины в условиях, более полно имитирующих процесс эксплуатации и вместе с тем позволяющих осуществить достаточно точные измерения показателей процессов, созданы различные установки. Целью исследования является определение влияния на поглощающую способность шин не только качения колеса, но и таких факторов, как изменение скорости качения, приложенного к колесу вращающего момента. При динамических испытаниях шины энергетические потери при колебаниях можно оценивать либо по резонансным характеристикам колебаний системы при вынужденных колебаниях, либо по характеристикам затухания свободных колебаний. Затухание колебаний в рассматриваемой системе практически полностью определяется поглощающей способностью шины, что и является целью исследования.

На Ярославском шинном заводе испытания шин ведутся на специальных стендах. На стендовых испытаниях определяют общую работоспособность и прочность шины, статический дисбаланс, силовую неоднородность, производят замер сопротивления качению, проводят испытания по достижению максимальной скорости. Стенд «RGM – S» (рисунок 1) определяет параметры силовой неоднородности шин – жесткостных характеристик, измеряемых по всей длине окружности шины. Параметры силовой неоднородности являются объективными показателями качества изготовления шин.

Рисунок 1 – Стенд для испытания шин модели «RGM – S»

 

Известен специальный стенд (рисунок 2) [4] для осуществления ди­намических испытаний шины в ус­ловиях, имитирующих процесс эксплуатации и позволяющая осуществить достаточ­но точные измерения показателей процессов. При испытаниях без монтажа на поверхности барабанов неров­ностей возмущенное движение системы создается после подтягива­ния или подъема рамы тележки за поперечину в задней части и быстрого сброса дополнительной нагрузки с помощью устройств, мгновенно разъединяющих подтягивающий или поднимающий ме­ханизм и раму тележки.

Рисунок 2 – Стенд для осуществления ди­намических испытаний шины

 

Для экспериментальных исследований разработан стенд (рисунок 3). Стенд основан на принципе диагностирования шин по колебаниям, которые получены методом сбрасывания.

Рисунок 3 – Стенд для исследования упругих свойств автомобильных шин

 

Основными элементами стенда являются: основание, сбрасыватель, механизм мгновенного сбрасывания, самописец. Испытуемое колесо, крепится на сбрасывателе стенда и фиксируется в одном из шести положений. Далее рычаг сбрасывателя, с установленным на нем колесом, возводится в верхнее положение и фиксируется с помощью механизма мгновенного сбрасывания. При воздействии на механизм управления происходит мгновенное сбрасывание колеса. Ударяясь об опорную площадку на основании стенда, колесо совершает затухающие колебания до полной остановки. Одновременно со срабатыванием механизма мгновенного сбрасывания происходит включение привода самописца и запуск счетчика секундомера. С помощью самописца происходит регистрация затухающих колебаний колеса. Результатом измерения является осциллограмма затухающих колебаний колеса при фиксированном давлении воздуха в шине.

Следует отметить, что дальнейшее применение теоретических расчетов колебаний с учетом поглощающей способности шин для более сложных конструкций подвески способствует совершенствованию автомобилей не только на основе конструкторской интуиции, но и на теоретической научной основе.

 

Литература

1. Зиманов, Л. Л. Технологическое обеспечение процессов ТО и ТР с учетом индивидуальных свойств автомобилей (на примере передней подвески) : автореф. … канд. техн. наук : 05.22.10 / Зиманов Лев Леонидович. – Москва, 1998. – 19 с.

2. Карева, В.В., Володькин, П.П. Опыт аналитической оценки аварийности в хабаровском крае / В.В. Карева, П.П. Володькин // Организация и безопасность дорожного движения в крупных городах : сб. докладов седьмой международной конференции / СПб гос. архит. - строит. ун-т. – Санкт-Петербург, 2006. – С. 333 – 339.

3. Катаев, Н.Н., Соцков Д.А., Нуждин Р.В. Анализ технического состояния автобусов семейства «ПАЗ» по результатам инструментального контроля / Н.Н. Катаев, Д.А. Соцков, Р.В. Нуждин // Автотранспортное предприятие. – 2009. № 8. – С. 24–25.

4. Яценко, Н.Н. Поглощающая и сглаживающая способность шин / Н.Н. Яценко. –  М. : Машиностроение, 1978. – 132 с.