Автоматизированная система измерения углов развала и схождения колес автомобиля

• Автор: Мальчиков, Сергей Владимирович
• Шифр специальности: 05.09.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1999
• Место защиты: Красноярск
• Количество страниц: 176 с. : ил.

Оглавление
ВВЕДЕНИЕ
1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ
1.1. Анализ влияния параметров установки колес, на
ЭКСПЛУАТАЦИОННЫЕ СВОЙСТВА АВТОМОБИЛЕЙ
1.2. Обзор средств измерения углов установки управляемых колес АВТОМОБИЛЯ
1.3. Цель и задачи исследования
2. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ
2.1. Автоматизированная система измерения углов развала и
схождения колес автомобили!
2.2. Математическое описание АСИСР
2.3. Синтез системы управления следящего привода
23.1. Выбор метода синтеза
2. 3.2. Синтез корректирующего устройства
V 2.4. Программный комплекс для исследования АСИСР
2.4.1. Структура программного комплекса
г 2.4.2. Математическое обеспечение программного комплекса
2.4.3. Алгоритмы программ
2.5. Исследование АСИСР
2.6. Инженерная методика проектирования АСИСР
3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ
3.1. Макет АСИСР
3.2. Результаты экспериментальных исследований
7 ЗАКЛЮЧЕНИЕ
I ЛИТЕРАТУРА
ПРИЛОЖЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ
Быстрые темпы увеличения автомобильного парка, как за счёт роста производства отечественных автомобилей, так и за счёт импорта, сопровождаются обострением проблемы технического обслуживания автомобилей, производимого с целью обеспечения их надлежащих техникоэксплуатационных параметров. В Российской Федерации эта проблема особенно ощутима, так как традиционно сроки эксплуатации автомобилей в нашей стране во много раз превышают средние мировые, и, кроме того, импортируются в основном бывшие в употреблении автомобили. Большой средний возраст автомобилей негативно отражается на их техническом состоянии, которое тесно связано с такими факторами, как экономичность, безопасность и экологичность, и поэтому должно соответствующим образом контролироваться.
Из выше изложенного следует необходимость совершенствования производственно-технической базы для диагностики обслуживания и ремонта
автомобилей.
Эта работа направлена на совершенствование диагностического оборудования для контроля углов установки (развала и схождения) колес - важнейших регулируемых параметров автомобиля, существенно влияющих на его эксплуатационные свойства.
Существующее на сегодняшний день оборудование для контроля углов установки управляемых колес можно разделить на два класса: стенды, работающие в статическом режиме, и стенды, работающие в динамическом режиме. Первые обладают высокой точностью, но низким технологическим быстродействием, вторые — наоборот. Кроме того, существующее высокоточное оборудование является дорогим и предполагает наличие высококвалифицированного персонала, что затрудняет применение его на периферийных станциях технического обслуживания.

В связи с этим представляется актуальной решаемая в данной диссертации задача разработки автоматизированной системы измерения углов, работающей в динамическом режиме, и обладающей высокой точностью при высоком быстродействии.
Целью работы является определение путей повышения точности измерения динамических стендов.
Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие основные задачи:
- выбрать принцип построения, автоматизированной системы измерения углов развала и схождения (АСИСР) на основе анализа известных технических решений и возможностей улучшения их характеристик;
- разработать структуру и принцип функционирования АСИСР;
- разработать математические и программные модели элементов и системы в целом;
- выбрать структуру и разработать методику параметрического синтеза регулятора следящего привода;
- исследовать на ЭВМ процессы в АСИСР при различных режимах работы;
- создать экспериментальную установку и провести исследования с целью подтверждения теоретических результатов.
В представленной диссертации содержатся теоретические и экспериментальные исследования, направленные на достижение поставленной цели. Из результатов этих исследований можно выделить основные положения, имеющие научную новизну и практическую ценность.
Научная новизна
1. Предложен принцип измерения развала и схождения колес, обеспечивающий требуемую точность измерения при работе в динамическом режиме.

Характер процессов в силовом приводе
При функционировании стенда возможны, нелинейные явления, связанные, во-первых, с эластичной деформацией шины, а во-вторых, с проскальзыванием шины по поверхности ролика в осевом направлении при сжатии соответствующей пружины или достижении роликом граничного положения. Поэтому модель процессов в электроприводе в общем виде будет содержать нелинейности нагрузки.
Эластичная деформация и проскальзывание являются разными по своей физической природе, но их влияние на процессы в приводах, по сути, одинаковое — осевое перемещение ролика происходит на меньшую величину, чем это должно было бы быть. Поэтому эти два процесса можно учесть с помощью единой нелинейной функции проскальзывания , зависящей от усилия сжимаемой пружины, и изменяющейся от 1 (нет ни деформации, ни проскальзывания) до 0 (полное проскальзывание или предельная деформация).
Схема распределения усилий и перемещений в ролике поясняется рис.2.4. Общий характер процессов в силовом приводе можно пояснить с помощью графиков на рис.2.5.
Процессы рассматриваются для нелинейного случая, когда ролик при осевом перемещении доходит до упора, созданного сжатой пружиной, и начинается эластичная деформация и (или) проскальзывание. При этом вторая (последующая) часть процесса— уравновешивание с помощью следящей системы, — рассматривается в следующих разделах.
Можно выделить четыре этапа рассматриваемого процесса.
В исходном состоянии силовой привод вращения колёс выключен, а следящий привод уравновешивания — включён. На этапе 1 происходит разгон силового привода, и угловая скорость колеса сок (/) меняется примерно по экспоненте от нуля до некоторого установившегося значения. При этом начинается осевое перемещение ролика по координате х и создаётся противодействующее усилие пружины Рпр. Но оно пока не является значительным и