Разработка системы акустической диагностики состояния колес транспортных средств при повышенном уровне помех

• Автор: Грудинин, Владимир Алексеевич
• Шифр специальности: 05.12.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2011
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 153 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
Оглавление
Введение
Глава 1. Методы диагностировании дефектов машин, узлов и агрегатов .
1.1. Введение
1.2. Устройство колес (покрышек и системы крепления колеса)
1.2.1. Автомобильная шина
1.2.2. Система крепления
1.2.3. Тормозная система и механизм вращения колеса
1.2.4. Заключение
1.3. Имеющиеся разработки в области контроля состояния колес
1.4. Краткий обзор методов, используемых в вибродиагностике
1.4.1. Метод ПИК-фактора
1.4.2. Метод прямого спектра
1.4.3. Метод спектра огибающей
1.4.4. Метод ударных импульсов
1.4.5. По общему уровню вибрации
1.4.6. Заключение
1.5. Постановка задачи и цель диссертационной работы
Глава 2. Разработка метода акустической диагностики состояния колес..
2.1. Введение
2.2. Исследовательская установка
2.3. Исследование сигналов
2.3.1. Отслоение части корда
2.3.2. Ослабление крепления колесного диска к ступице
2.3.3. Блокировка колеса
2.4. Заключение
Глава 3. Разработка алгоритма и системы акустической диагностики состояния колес движущегося автомобиля
3.1. Введение
3.2. Алгоритм акустической диагностики состояния колес автомобиля
3.2.1. Анализ полосовых сигналов
3.2.2. Анализ сигнала огибающей
3.2.3. Расчет критериев регистрации дефектов
3.2.4. Решающее устройство
3.2.5. Система оповещения водителя о возникновении неисправности колеса
3.3. Требования к системе диагностики
3.4. Система акустической диагностики состояния колес
3.5. Интерфейс пользователя
3.6. Автомобильный компьютер
3.7. Программная реализация
3.8. Заключение

Глава 4. Испытания
4.1. Введение
4.2. Лабораторные испытания
4.3. Полевые испытания
4.4. Заключение
Заключение
Литература
Приложение

ВВЕДЕНИЕ
Быстрое экономическое развитие государства, а также рост благосостояния отдельных его граждан стали причинами значительного увеличения количества как грузовых, так и легковых автомобилей на отечественных и зарубежных дорогах. Огромное число людей становится вовлеченным в дорожное движение. Все это приводит к тому, что с каждым годом неминуемо возрастает количество дорожно-транспортных происшествий (ДТП), а наносимый при этом человеческий и экономический ущерб приобретает размер национального бедствия. Эти факты делают актуальным проведение целого ряда дополнительных мероприятий по обеспечению безопасности автомобильного движения. Не последнее место среди них занимает проблема обеспечения безопасности эксплуатации автомобилей. В настоящее время любой автомобиль (грузовой или легковой) рассматривается производителями и покупателями не только с позиции его стоимости и технических характеристик, но и с позиции безопасности.
Производители современных автомобилей занимаются тщательным анализом статистики автопроисшествий, в ходе которого выясняются причины ДТП и оцениваются их последствия. Все это позволяет разработать ряд мер, позволяющих если не предотвратить ДТП, то по максимуму уменьшить их последствия.
Одним из направлений по предотвращению ДТП является организация оперативного контроля технического состояния отдельных узлов и агрегатов автомобиля. По данным статистики почти половина ДТП, обусловленных неудовлетворительным состоянием автомобилей, происходит из-за неисправности колес [1]. Это связано с тем, что именно колеса являются единственным связующим звеном между автомобилем и дорогой. При любых дорожных условиях безопасность автомобиля зависит от сравнительно небольшого пятна контакта автомобильной покрышки и дорожного полотна. Таким образом, очень важной задачей для обеспечения безопасности является оперативный контроль состояния колес и своевременное оповещение водителя о возникновении каких-

Использование данного способа организации контроля состояния оборудования является целесообразным для случая, когда основной задачей является только предотвращение аварии, пусть даже на достаточно позднем этапе. При этом необходимо учитывать те последствия, к которым приведет остановка оборудования и его простой во время ремонта. Данные ограничения являются основным недостатком данного метода [16].
Достоинствами данного метода диагностики является его простота (не требуется никакого дополнительного обучения персонала) и малая стоимость.
1.4.6. Заключение
Рассмотренные выше методы вибродиагностики представляют собой
весьма упрощенную классификацию способов контроля, мониторинга и диагностики дефектов различного оборудования. На практике, как правило, используются комплексные методы, адаптированные как к конкретному диагностируемому устройству, так и к условиям его эксплуатации и диагностики [21 -24].
Анализ большого числа систем диагностики различного оборудования позволяет выявить общие проблемы, возникающие на различных этапах ее разработки, реализации и эксплуатации. В качестве примера мы приведем лишь наиболее важные из них.
Одной из наиболее сложных, а иногда и неразрешимых проблем является правильный выбор и размещение вибродатчика. Как правило, датчик необходимо устанавливать как можно ближе к месту возникновения дефекта. За счет этого обеспечивается достаточно хорошее соотношение между интересуемым нас вибросигналом и внешними шумами. На практике выполнение данного условия представляется весьма сложным в силу конструктивных особенностей диагностируемого устройства.
Тот факт, что диагностируемый узел, как правило, является частью более сложного механизма, приводит к тому, что вибродатчик вместе с полезным сигналом регистрирует множество внешних шумов, обусловленных работой механизма в целом. Это приводит к возникновению проблемы устранения