В общей схеме подвески каров ВАЗ передняя часть кузова представляет собой как бы отдельное кинематическое звено, связывающее правую и левую доли подвесок в единичную систему, т. е. в единичную переднюю ось кара. Эта часть кузова описывает размещение передних колес по отношению ко всему кару и, что необыкновенно главно, — размещение их условно друг друга. Не считая того, она принимает все силы реакции дороги на переднюю ось кара.
Список деталей кузова, которые в той либо другой ступени соединены о работой передней подвески и испытывают на себе те либо другие перегрузки, достаточно широк. К главным же, более нагруженным деталям идет отнести до этого всего передние лонжероны(деталь № 530118081), поперечину передней подвески(деталь № 2904200), брызговики передних колес(стойки брызговиков)( деталь № 530104041). Конкретно через эти детали передаются на кузов все силы реакции дороги на передние колеса кара. К ним крепятся все главные детали и узлы подвески. Таковым образом, обеспечение подходящей точности геометрической установки передних колес, точности установки углов развала и сохранение данной точности в процессе эксплуатации кара, когда силы реакции дороги меняются в достаточно широком спектре, зависит в главном от жесткости передней доли кузова и в первую очередь от жесткости обоюдного расположения поперечины передней подвески, левых и правых лонжеронов и брызговиков.
Из схемы передней подвески(риc. 1.26)видно, что стойки брызговиков передних колес под событием сил реакции дороги
Рщ и Рка испытывают перегрузки, которые устремляются развернуть их в вертикальное положение. При этом идет отметить, что твердость обоюдного расположения верхних и нижних долей стоек из-за разного соединения их в единичную конструкцию кузова далековато не схожа. Ежели нижние их доли скреплены поперечиной передней подвески довольно агрессивно и расстояние п. е(Рис- 1-26)остается фактически неизменным, то верхние доли такового соединения не имеют, и расстояние п. „ может изменяться в наиболее широких пределах. G конфигурацией же п. „ изменяется угол р, а следовательно, и угол развала колес 7.
Чтоб выявить взаимосвязь конфигурации контролируемого в процессе испытаний кузовов расстояния п. „ с конфигурацией угла развала колес у, осмотрим треугольник ЛВС. Так как угол ABC прямой, то можнож записать]
Р = arcsin(ВСАС). При изменении п. в на Дп. в изменение угла р, а следовательно, и угла др = Д?= arcsin(0,5 Дп. ВАС).
Длина отрезка АС = 64,5 сантим. постоянна для всех исследуемых кузовов; тогда
А?= arcsin(Дп.в1290).
Из анализа данной зависимости идет, что изменение Дп. в в пределах от 0 до 20 мм на каждый 1 мм вызывает изменение угла развала в среднем на 0,044°.
Коэффициент Ку перевода линейных условных потрясений контролируемых точек Од и а4, измеряемых датчиком № 3, в величины конфигурации угла развала передних колес А?будет равен Kv = Ayig — 0,044 градусмм деформации.
Режимы нагружения и проведение испытаний кузовов. Условные потрясения частей кузова, с поддержкою которых оценивается его твердость, определяются не лишь ступенью износа сборки, но и нагрузочным режимом, вызывающим те либо другие деформации.
Более обоснованными и обширно применимыми являются два режима нагружения:
первый — изгиб кузова под событием перегрузки, имитирующей реальное распределение(по длине кара)перегрузки от подрессоренных масс, пассажиров и груза с коэффициентом перегрузки 2,0—2,5 для каров, эксплуатируемых на дорогах с усовершенствованным покрытием, и 2,5—3,5 — для каров, эксплуатируемых в томных дорожных критериях;
второй — закручивание кузова моментом, сочиняющим 0,7— 0,9 очень вероятного для данного кара при одном вывешенном колесе, и сразу изгиб с коэффициентом перегрузки 1,0—1,5(условия подходят случаю переезда каром кювета под углом к его оси). Уровень напряжений в элементах кузова при событии указанных нагрузок не обязан достигать предела текучести мат-ла.
В исследовательских лабораториях компании «Форд»(Ford, США)конструкцию кузова проверяют на изгиб и кручение в стендовых критериях, нагружая его изгибающей перегрузкой, подходящей двукратной перегрузке, и закручиванием моментом 3000 Нм [38].
Сообразно техническим чертам [39, 40, 41 ] величайшая нужная перегрузка, включающая в себя массу пассажиров и багажа в багажнике, для каров ВАЗ-2101, -21011, -2103, -2106 сочиняет 400 кг. Она распределяется последующим образом: 100 кг на переднюю и 300 кг на заднюю оси кара. Собственная осевая масса каров ВАЗ-2101 и -21011 сочиняет 515 кг на переднюю и 440 кг на заднюю оси. Распределение осевой массы на левые и правые колеса приблизительно идиентично.
При коэффициенте перегрузки 2,5 перегрузка на каждое колесо передней оси сочиняет около 383 кг(3830 Н). ^га величина(3830 Н)и была принята в качестве наибольшей силы реакции дороги на переднее колесо при экспериментальном исследовании жесткости кузова. Она достигалась конфигурацией количества багажа, умеренно расположенного снутри салона по всем сиденьям для пассажиров и водителя, а также в багажнике.
Чтоб найти условные смещения контрольных точек при мощах реакции дороги на колеса меньше творимых своей осевой массой, деформацию измеряли при ступенчатом подъеме кузова на равномерную вышину с поддержкою домкратов. Домкраты устанавливали в опоры, имеющиеся для этих целей в сборки кузова. Это позволило получить данные о колебании частей при изменении сил реакции от 0 до 2600 Н.
Кручение исследуемых кузовов творили вывешиванием переднего правого колеса(Рл = 0)при загрузке салона кузова багажом 400 кг. Вся перегрузка кара на переднюю ось в данном положении воспринималась только одним левым колесом, т. е. обеспечивался определенный вращающий момент.
Не считая статических режимов нагружения все исследуемые кузова подвергали и динамическим перегрузкам, т. е. условные потрясения измеряли и записывали на осциллографическую бумагу при движении кара со скоростью около 20 кмч по искусственным неровностям, размещенным на маленьком участке дороги с жестким покрытием. Выпуклости творят определенное изменение сил реакции дороги на колеса кара, вызывая тем самым условные потрясения частей кузова. Загрузка салона и багажника кузова в этом случае равнялась половине номинальной и сочиняла 200 кг.
Таковым образом, экспериментальное исследование жесткости всех кузовов с записью на осциллограмму показаний датчиков потрясений и сил реакции в данной работе проводилось при последующих режимах нагружения!
— ступенчатое изменение сил реакции дороги на передние колеса кара от нуля до 2600 Н;
— ступенчатое изменение перегрузки в багажнике и салоне кузова до перегрузки в 2,5 раза, что подходит изменению сил реакции дороги на передние колеса от 2600 до 3830 Н;
— творение вращающего момента вывешиванием переднего правого колеса(Р^ = 0)при загрузке багажника и салона кузова номинальной перегрузкой 4000 Н;
— динамическое нагружение кузова методом переезда каром искусственных неровностей со скоростью около 20 кмч при загрузке багажника и салона кузова перегрузкой, одинаковой половине номинальной, т. е. 2000 Н.
В качестве образца на рис. 1.27 и 1.28 представлены эталоны осциллограмм, приобретенных при динамическом нагружении кузовов 2-ух каров, различающихся пробегами и длительностью эксплуатации. На рис. 1.27 приняты последующие масштабы: Mhl = 29,36 Нмм о; Mhi = 30,53 Нмм о; Mhi = = 0,012 мм дммо; Мм = 0,016 мм дмм о; Мкь = 0,018 мм дмм о; Mh9 = 0,039 мм дмм о; Afh7 = 0,046 мм дмм о; Литр.!^ *■ = 0,021 мм дмм о, а на рис. 1.28 — Mhl = 35,89 Нмм о; Mh2 = = 36,84 Нмм о; = 0,012 мм дмм о; Л1Л4 = 0,019 мм дмм о; ИЛ6 = 0,022 мм дмм о; Млв = 0,057 мм дмм о; Mhl =я = 0,067 мм дмм о; а= 0,059 мм дмм о.
Идет отметить, что тесты кузовов в 4 режимах его нагружения дозволяют получить довольно полную характеристику их жесткости.
Результаты испытаний всех кузовов статическими перегрузками представлены на рис. 1.29—1.32. Общие данные о карах, кузова которых подвергались испытаниям, помещены в табл. 1.5.
Обработка и анализ результатов испытаний. Результаты экспериментальных исследований обрабатывали в два шага. На п е р-вом шаге расшифровывали осциллограммы, т. е. определяли количественные значения последующих характеристик: сил реакции дороги, работающих на передние колеса кара в тот либо другой момент испытаний кузова при разных режимах его нагружения; условных смещений контрольных точек, подходящих моменту измерения сил реакции.
Условные смещения расценивали по потрясениям в горизонтальной либо вертикальной плоскостях, потому при расшифровке осциллограмм употребляли масштабные коэффициенты, учитывающие подходящие преображения оценок.
При обработке осциллограмм, приобретенных при динамическом нагружении кузовов, показания всех датчиков до и опосля конфигурации динамических нагрузок(на осциллограммах рис. 1.27, 1.28 эти зоны обозначены Fcl и Fca)подходят статической перегрузке в салоне и багажнике кузова, одинаковой половине номинальной. В этом положении силы реакции дороги на передние колеса сочиняют Рл = 2800 Н(правое колесо)и Рй = 2900 Н(левое колесо), а условные смещения контрольных точек для каждого кузова имеют свои значения.
Таблица 1.5. Общие данные каров модели 2101, кузова которых подвергали испытаниям на жесткость
2-ой шаг — выравнивание и описание эксперимен-гальныхГОханных, приобретенных на первом шаге, аналитическими выражениями, т. е. определение корреляционных уравнений типа hi - It(Рн)и hi — ft(Т, L).
Результаты опыта обрабатывали на ЭВМтр, в итоге чего же было выявлено, что нужная точность аппроксимации
перемещения контрольных точек достигается при использовании последующих функций
hi~AiPn (1.18)
hi^Bt exp( 4ar-MiaL).
( 1.19)
Для всех контролируемых точек зависимости(1.18)приведены в подписи к рис. 1.33, черта уравнений
( 1.19)—в табл. 1.6 и на рис. 1.34. Значения коэффициентов Bi и At правосудны для последующих единиц измерения переменных: деформация ht — в миллиметрах; сила реакции дороги на колесо кара Р„ — в Ньютонах; длительность эксплуатации кара Т — в годах; пробег кара L — в тыс км.
Для свойства процесса конфигурации жесткости кузова по мере роста его выработки не считая представленных на рис. 1.33 и 1.34 графиков определены также значения парных коэффициентов корреляции(для линеаризованных взаимосвязей)последующих причин: условное потрясение ht и пробег кара L — RhtL* условное потрясение ht и длительность эксплуатации Т — Rh,T. Их значения приведены в табл. 1.6. Для всех контролируемых точек значения коэффициентов корреляции последующие: Rh.L = 0,8-=-0,9; #л.г = 0,6-^0,7. Указанные значения свидетельствуют о том, что на изменение жесткости кузова больше влияет пробег кара, а не длительность эксплуатации. По сопоставлению с действием коррозионного разрушения ступень воздействия главных эксплуатационных причин в данном случае противоположная.

Из рис. 1.33 идет, что изменение условных потрясений контрольных точек у всех обследованных кузовов прямо зависит от нагрузок на кузов. При испытании их с перегрузками, превышающими номинальные до 2,5 разов, остаточных деформаций в контролируемых элементах найдено не было, т. е. показания всех датчиков на осциллограммах в зонах Fcl и Fct(рис. 1.27 и 1.28)были схожи. Это свидетельствует о неимении в исследуемых долях кузова напряжений, превышающих пределы текучести мат-ла.
Величайшие смещения, измеряемые датчиками № 6 и 7, при изменении нагрузок, вызывающих изгиб кузова, наблюдаются в вертикальной плоскости в точках а и о,(рис. 1.18). При кручении кузова, творимого освобождением(вывешиванием)1-го из колес передней оси, величайшие смещения наблюдаются также в одной из точек а либо а. Это относится к кузовам как о малой, так и со вначительной наработкой.
При испытании кузовов вращающими перегрузками потрясение контрольной точки аь(датчик № 8)недалеко к нулю. В связи с сиим на рис. 1.31 и 1.32 показания этого датчика отсутствуют, как и показания датчика № 3, так как его размещение на кузове не дозволяет измерять смещения контрольных точек ая и а4 при данном виде нагружений.
Изменение расстояния меж верхними долями левой и правой стоек брызговиков, определяющее изменение угла развала передних колес при изгибающих отягощениях, у всех обследованных кузовов не значительно.
У кара с пробегом 307 тыс. км и длительностью эксплуатации 5,9 года при перегрузке на каждое переднее колесо до 4000 Н, изменение указанного расстояния, определяемое датчиком № 3, составило около 3 мм(рис. 1.33), изменение угла развала Ду переднего колеса равно
дт ш КуНь - 0,44-3 т 0,132".
По сопоставлению с допуском на точность установки угла развала, который равен 0,4° [39, 40, 41 ], значение Ду =0,132° можнож считать несущественным.
Как видно из графиков рис. 1.29—1.32 и 1.34, при эксплуатации кузовов на пробегах каров до 150—200 тыс. км условные потрясения всех контрольных точек растут сравнимо малюсенько. При увеличении же пробега выше 250 тыс. км интенсивность роста потрясений, т. е. утраты жесткости, несколько вырастает. Исходя из этого интервал пробега 200—250 тыс. км можнож считать более вероятным промежутком завышенной интенсивности утрат прочностных свойств кузова.
Из анализа кривых рис. 1.29—1.32 вытекает также, что на всем осматриваемом промежутке пробега от 0 до 300 тыс. км у всех обследованных кузовов не наблюдается каких-либо резко выделяющихся значений оценочных характеристик, невзирая на то, что на этом промежутке представлены результаты оценок жесткости кузовов, находящихся в разном техническом состоянии, с разной ступенью разрушения коррозией, в том числе и таковых, которые имели сквозные коррозионные разрушения на передних и задних крыльях, на нижних долях боковин кузова и арок задних колес, на последних долях щитка передка. Это разговаривает о том, что коррозионное разрушение(включая и сквозное)таковых деталей, как передние и вадние крылья, арки задних колес, щиток передка и боковины кузова, не оказывают заметного воздействия на изменение прочностных черт кузова и его жесткости. Что же дотрагивается конфигурации начальных форм и размеров отдельных частей, и до этого всего конфигурации обоюдного расположения верхних долей стоек брызговиков передних колес, которое наблюдается в практике эксплуатации неких каров с пробегами даже в пределах 150 тыс. км, то сходственные деформации кузова не могут быть объяснены чрезмерным понижением его прочности и жесткости.
Происхождение остаточных деформаций на кузовах с пробегами до 200—250 тыс. км и длительностью эксплуатации до 5—6 лет, и в частности изменение положения стоек брызговиков, вызывающее нарушение как угла развала колес, так и формы передних крыльев, идет изъяснять вескими перегрузками, носящими ударный нрав и превышающими все установленные пределы в несколько разов. Такие перегрузки, как верховодило, появляются при эксплуатации кара с ненормальной работой системы подвески, с неисправными амортизаторами, при небрежном вождении кара, необыкновенно по дорогам с нехорошим покрытием.
На рис. 1.29—1.34 представлены результаты испытаний тех кузовов, которые имели разрушения в виде трещин в стойках боковин у основания лобового стекла. Трещины по всему поперечному сечению стойки боковины были обнаружены на кузове, у которого условные смещения контрольных точек а и щ,(датчики № 6 и 7)в вертикальной плоскости сочиняли 12 мм. Исходные источники трещин были выявлены также и на кузове, со смещениями точек ах и аа, достигающими 8 мм. В то же время на ку-вове со смещением этих же точек до 6 мм сходственных разрушений выявлено не было.
Это дает основание предположить, что использование кузова с условными смещениями при подходящих отягощениях контрольных точек ах и а, наиболее 6 мм по вертикали вызывает наиболее интенсивное скопление усталостных напряжений, а в окончательном итоге и образование трещин в отдельных элементах кузова, в частности в стойках боковин.
Сходственное состояние кузова можнож считать началом его аварийного изнашивания, а смещения точек ах и а,, достигающие по вертикали 6—8 мм — предельными значениями(6 Длительность эксплуатации Т и пробег L кара(кузова)до заслуги предельных значении смещения точек а и сл можнож найти из условия
ftwMwC, LXlHtf. ( 1.20)
Используя результаты экспериментальных исследований данные табл. 1.6 и значение 66 откуда
( 0,0806Грам + 0,0038L) In -~щ
или
Т 14,6004 — 0.0471L. ( 1.22)
Графическое изображение зависимостей(1.21)и(1.22)представлено на рис. 1.35. Они ограничивают собой тот период эксплуатации кузова, на котором происходит разрушение стоек
боковин ранее верхней границы неравенство(1.21)], но позднее нижней [неравенство(1.22)1.
Как и все иные аналитические выражения, описывающие износ кузова, зависимости(1.21)и(1.22)имеют смысл только при среднегодовом пробеге кара 5



Также поглядите иные статьи из категории »

-Отвыкнуть от некурения достаточно просто.(Лешек Кумор)