2. Расчет эффективности затрат на поддержание оптимальной величины критерия качества РП

Экономическая эффективность внедрения методики и конструкторских разработок для оптимизации характеристик и состояния рулевого привода по критериям эксплуатационных свойств обусловлена улучшением управляемости и курсовой устойчивости автомобиля, что снижает утомляемость водителя и повышает безопасность дорожного движения.

Реальный экономический эффект достигается за счёт уменьшения эксплуатационных затрат на шины и топливо путём снижения сопротивления качению, а также повышения эффективности и качества технического обслуживания рулевого управления и переднего моста, культуры производства и расширения номенклатуры выполняемых работ по техническому обслуживанию автомобилей.

Кроме того, применение расчётной методики позволяет сократить сроки и затраты на конструкторско-экспериментальные работы в процессе проектирования и доводки автомобиля.

Однако, для поддержания заданного уровня эксплуатационного состояния рулевого привода необходимы затраты. В этой связи целесообразно определение оптимальной величины критерия качества РП, обеспечивающего с одной стороны повышение эффективности работы автомобиля за счёт улучшения и поддержания заданного уровня его эксплуатационных свойств, а с другой стороны – снижение удельных издержек на устранение последствий отказа подвижных сопряжений РП и затрат на выполнение контрольно-регулировочных и профилактичес – ких работ.

Для достижения этой цели был исследован процесс изменения эксплуатационного состояния рулевого привода, вызванного нарушением начальной величины схождения управляемых колёс и отказом подвижных сопряжений, путём статистического моделирования методом Монте-Карло с использованием рекомендаций работы Михлина B. [4] Случайные величины интенсивности изменения схождения воспроизводились на ЭВМ «ЕС-1020» в соответствии с экспоненциальным законом распределения, параметры которого определены в экспериментальной части.

Блок-схема моделирующего алгоритма составлена по рекомендациям работ приведена на рисунке 4, там же помещена таблица исходных данных статистического моделирования.

Рис. 4. Блок-схема алгоритма моделирования процесса изменения эксплуатационного состояния РП и эксплуатационных свойств автомобиля


Таблица 1. Исходные данные для моделирования на ЭВМ процесса изменения эксплуатационного состояния рулевого привода и эксплуатационных свойств автомобилей (значения величин, входящих в зависимости граф-модели РП)

п/п

Обозначение Единицы измерения Значение

Интервал

варьирования

Шаг

варьирования

001. 1/С даН/град 20 11,1 – 33,3 1,1
002.

Срп

град/даНм 0,05 0,03 – 0,09 0,01
003.

Срп

град/даНм 14,5 8,7 – 26,1 1,8
004.

Срп

мм/даН 0,035 0,015 – 0,055 0,005
005. L м 2,4 2,2 – 2,6 0,2
006. В м 1,35 1,25 – 1,45 0,1
00 а м 1,19 1,09 – 1,29 0,5
008. в м 1,21 1,11 – 1,31 0,5
009.

ап

м 0,93 0,83 – 1,03 0,5
010.

вп

м 1,47 1,37 – 1,57 0,5
011.

hka

м 0,385 0,335 – 0,435 0,05
012.

Hkn

м 0,425 0,375 – 0,475 0,05
013.

h1

м 0,1 0 – 0,2 0,1
014.

h2

м 0,33 0,23 – 0,43 0,1
015.

Hgn

м 0,55 0,45 – 0,65 0,1
016.

ykр

рад од 0 – 0,2 0,05
01

Lц

м 0,1 0,09 – 0,11 0,01
018.

Lпр

м 0,145 0,135 – 0,155 0,01
019.

rk

м 0,26 0,22 – 0,30 0,02
020.

fk

_ 0,02 0,01 – 0,03 0,005
021.

yx

- 0,6 0,2 – 0,9 0,1
022.

Ma

кг 1400 1200–1600 100
023.

Ga

н 14000 12000 – 16000 1000
024.

Gn

н 12700 11700 – 13700 1000
025.

Gk

даН 320 - -
026.

G1

даН 645 - -
02

G2

даН 755 - -
028.

Mmaxcт

даНм 6,8 - -
029.

Fстрп

даН 47 - -
030.

wук

рад/с 0,05 0,01 – 0,01 0,01
0,3 0,1 – 0,6 0,1
031. δ град 5 0–12 0,5
032.

Ку

даН/град 21 7–42 3,5
даН/рад 2400 400 – 4000 100
033.

∆Ку

- 0,125 0 – 0,35 0,05
034. ξ - 8,4 1,4 – 12,4 1
035. q град 10 0 – 10 0,5
10 – 25 1
036.

µδ

- 0,45 0,30 – 0,60 0,05
03

[qв/qн]1

- 25/20 - -

[qв/qн]2

- 24/20 - -

[qв/qн]3

- 23/20 - -

[qв/qн]4

- 1 - -
038.

e0

мм 3 -5 – 10 0,5
град 0,66 -0,66 – 1,54 0,25
рад 0,0116 -0,012 – 0,027 0,002
039.

a0

град 0,75 -1–2 0,25
040. β град 6 4–8 1
041.

γн

град 3 -1 -5 1
042.

Sg

мм 1,5 0–5 0,5
043.

Sш

мм 2,5 0 – 10 2,5
044.

fgc

I/c 4 2–6 0,5
12 6–14 I
045.

fcт

MM 60 0 + 80 10
046.

Fпр

даН 50 5–80 5
04

Fрп

даН 30 0–50 2,5
50–150 10
048. С мм 30 10 – 50 10
049.

va

км/час 80 0–150 5
м/с 22,4 0–42 1,4
050.

Ха

даН 8 2–16 2
051.

Jk

даН с2×м

0,06 0,04 – 0,08 0,01
052.

wук

м/с2

1,8 1–3 0,2
053.

F1

даН 6 4–8 1
054.

Рк

даН 40 5–50 5
055.

Yа

даН 20 5–30 5
056. Д Нм 0,1 0 – 0,1 0,01
ОД – 0,3 0,05
05

AӨ

мм 8 0–12 2
058.

mк

кг 2,5 2–3 0,5
059.

yaп

- I 0,8 – 1,2 0,1
060.

CP

кН/м 20 15 – 30 5
061.

Сш

кН/м 150 100 – 200 25
062.

hӨ

мм/даН 0,015 0,01 – 0,03 0,005
063.

La

тыс. км 12 6–20 2
064.

Lo

тыс. км 4 2–6 I
065. мм 2 0–10 0,5
066.

βk

град 5 0–10 2,5
06

βg

град 2 0–4 1
068. Ч град 2 -5–7 0,5
069.

qн(в)

град 10 0–15 1
15 – 35 5

 

070.

Sн(в)

мм 3 0–9 0,5

 

град 1 0–3 0,25

 

071.

Sср

мм 2 0–6 0,25

 

072.

Sл(п)

мм 2 0–6 0,5

 

073.

δ1(2)

град 5 0–10 0,5

 

074.

δн(в)

град 5 0–12 0,5

 

075.

RδS

м 13 8–20 I

 

50 25 – 100 25

 

076.

Kу1(2)

даН/рад 2000 1000 – 4000 500

 

07

Ку1н

даН/рад 1500 1000–2500 250

 

078.

Ку1в

даН/рад 2500 2000 – 4000 250

 

079.

Xa

м 0,5 0 – 1,5 0,25

 

080.

Ks

- 0,25 0–1 0,05

 

081. β град 5 I – 10 I

 

082.

γу

м/с2

4 0 – 5,5 0,5

 

083.

wγ

рад/с 0,5 0 – 1,5 0,25

 

0,25 0–1 0,25

 

084.

wγс

рад/с 0,4 0 – 1,2 0,2

 

085. γ град 10 0–50 5

 

086. k м-1 0,005 0 – 0,01 0,0025

 

0,04 0,1 – 0,05 0,05

 

08 a град 20 0–30 5

 

120 30 – 360 30

 

рад 0,35 0–0,52 0,087

 

2,1 0,52 – 6,28 0,52

 

088.

µmaxкин

м-1

0,02 0,015 – 0,03 0,005

 

µminкин

м-1

0,0125 0,005 – 0,015 0,005

 

089.

Iру

- 17 12 – 25 1

 

090.

wdрк

рад/с 0,15 0,05 – 0,35 0,05

 

091.

Vпр

м/с 22,5 17,5 – 25 2,5

 

092.

Vзам

м/с 17,5 15 – 20 2,5

 

093.

Fрк

Н 80 20 – 200 20

 

094. µ

м-1

0,0145 0,01 – 0,025 0,15

 

095.

K

- 0,35 0,2 – 0,5 0,1

 

096.

Kf

с/м 0,002 0,001 – 0,003 0,0005

 

09

Kes

с/м 0,00025 0,00015 – 0,00045 0,00005

 

098.

Aδ

- 0,5 0,35 – 0,65 0,05

 

Bδ

даН-1

0,0006 0,0004 – 0,0008 0,0001

 

099.

gemin

Г/квт. ч 300 260 – 340 20

 

Г/л. с. ч. 220 190 – 250 15

 

100.

ηн

- 0,85 0,8 – 0,95 0,25

 

101.

γт

даН/м3

800 780 – 860 20

 

102.

λп

–. 4 3 – 5 0,5

 

103.

Sn

- 100 50 – 150 25

 

104.

ag

град 5 0 – 10 2,5

 

105.

Kв

даН2/м4

0,025 0,01 – 0,04 0,005

 

106.

Fa

м2

1,8 1,5 – 2 0,1

 

10

gN

Г/квт. ч 330 315 – 345 15

 

108.

Кr

- 1,0 0,95 – 1,15 0,05

 

109.

Кn

- 1,0 0,9 – 1,5 од

 

110.

Sпр

мм 220 200 – 240 20

 

111. τ

кН/м2

7500 - -

 

112.

σ0

кН/м2

15000 - -

 

113.

µп

- 0,47 - -

 

Фактором, определяющим интенсивность изменения схождения, принят исследованный ранее критерий качества РП. Основным эксплуатационным фактором, определяющим изменение схождения, принята величина пробега автомобиля за межконтрольный период, который в соответствии с техническими условиями составил 12 тыс. км, а остальные значения пробега взяты для исследования надёжности функционирования рулевого привода. В качестве механизма случайных величин использовалась последовательность равномерно распределённых в интервале от 0 до 1 случайных чисел, вырабатываемых ЭВМ, причём по рекомендации работы [4] число реализаций принято равным 200.

Среднестатистическая интенсивность изменения схождения колёс определялась в зависимости от пробега по эмпирическому выражению, полученному после аппроксимации графической зависимости приведены в табл. 2 Приложения-1:

. (4)

Моделирование для каждой реализации случайных чисел величин интенсивности изменения схождения и пробегов между заменами подвижных сопряжений РП, регулировками и проверками схождения выполнялось по зависимостям:

, (5.)

. (6.)

В процессе статистического моделирования величины схождения управляемых колёс определялись следующим образом:

а) при каждом контроле по статистической зависимости:

, (7)

б) по эмпирической зависимости от критерия качества РП:

. (8)


Накопленные величины пробега междy заменами подвижных сопряжений рулевого привода, регулировками схождения, проверками схождения и их количества использованы для определения величин пробега:

а) между заменами ; (9)

б) между регулировками ; (10)

в) средний фактический ресурс между проверками

. (11)

Затем определялись вероятности замены подвижных сопряжений рулевого привода и регулировки схождения управляемых колёс:

, (12)

. (13)

После чего все циклы повторялись при изменении характеристик и состояния рулевого привода, а также режимов его работы.

Для определения оптимальных величин критерия качества РП по минимуму удельных издержек на устранение последствий отказа подвижных сопряжений РП и затрат на выполнение контрольно-регулировочных операций была составлена целевая функция допустимого изменения критерия качества РП, рекомендованная в работе [4]:

, (14)


где  – отношение издержек на устранение последствий отказа сопряжений РП к издержкам на профилактику РП и контроль углов установки управляемых колёс;

- относительное допустимое изменение критерия качества. Все дальнейшие обозначения приведены в соответствии с [4].

Для определения оптимально допустимого изменения критерия качества РП с учётом дискретных издержек использована формула [4]:

. (15)

Параметры d и n определялись при моделирования по найденным зависимостям вероятности замен и регулировок схождения и величинам пробега путём их аппроксимации следующими выражениями:

, (16)

. (17)

Средние издержки, связанные с отказавшими подвижными сопряжениями рулевого привода, определены по формуле [7]:

(18)


Таблица 2. Исходные данные для статистического моделирования процесса изменения схождения управляемых колёс автомобилей по методу Монте-Карло

п/п

Наименование Обозначения Един. измерения Значения величин параметров при моделировании на j – м уровне:
0 1 2 3 4 5 6 7
1. Величина пробега автомобиля

Lа

тыс. км 12 0 4 8 10 14 16 18
2. Допустимое значение

es

мм 7 0 0,5 I 1,5 2 3 4
3.

Величина схождения по

техн. усл.

eту

мм 3 - - - - - - -
4. Допустимая величина изменения

Дe

мм 7 - - - - - - -
5. Предельная величина изменения

Пe

мм 14 - - - - - - -
6. Величина зазоров в подвижных сопряжениях РП мм 1,2 0 0,3 0,6 0,9 2,4 4,8 5,5
Упругость рулевого привода (по перемещению управляемых колёс)

СРП

мм

дан

10-3

30 17 20 25 33 39 44 50
8. Усилие в кинематической цепи рулевого привода

FРП

даН 25 5 10 15 20 30 40 50
9. Соотношение издержек на устранение отказа и затрат на профилактику и контроль схождения упр. колёс N - 1 0,5 1,5 2 2,5 3 4 5

Средние издержки, связанные с проверкой и регулировкой схождения управляемых колёс определялись также по рекомендациям [7]:

рулевой поворот управление колесо

, (19)


где S(La) – непрерывные издержки, связанные с изменением параметра, возникающие в результате нарушения кинематики РП и снижения эффективности транспортной работы автомобиля.

Входящие в зависимости (13) и (14) величины обозначены в соответствии с работой [4] и определены в процессе внедрения разработанного оборудования по отраслевым нормативам (данные предприятия).

Оптимально допустимые изменения параметра вводились в математическую модель процесса изменения эксплуатационного состояния РП и учитывались при выборе оптимальных величин критерия качества РП по заданному уровню эксплуатационных свойств автомобиля.



Библиографический список

 

1.  Власов B.M. Организация технического контроля и диагностики в региональных автотранспортных системах. – Автомобильный и городской транспорт. (Итоги науки и техники. ВИНИТИ). – М.: 2006. – №11. – С. 1–66.

2.  Галушко В.Г. Вероятностно-статистические методы на автотранспорте / В.Г. Галушко. – Киев: Вища школа, 2006. – 230 с.

3.  Гинцбург Л.Л. К вопросу об оценке управляемости автомобилей при прямолинейном движении / Л.Л. Гинцбург // Автомобильная промышленность. – 2006. – №8. – С. 15–18.

4.  Годун И.И. Оценка технического состояния ходовой части и рулевого управления / И.И. Годун, В.З. Русаков // Автомобильный транспорт. – 2009. – №1. – С. 32.

5.  Джонс И.С. Влияние параметров автомобиля на дорожно-транспортные происшествия / И.С. Джонс – М.: Машиностроение, 2009. – С. 207.

6.  Зубриський С.Г. Переоборудование АТС и их конструктивная безопасность / С.Г. Зубриський // Автомобильная промышленность. – 2008. – №1 – С. 21.

7.  Катаев Н.Н. Оценка тормозных свойств автобусов семейства ПАЗ по результатам инструментального контроля: Автореф. дис. 052210 / Н.Н. Катаев // Владимирский государственный университет. – Вл, 2007. – С16.

8.  Клинковштейн Г.И. Организация работы службы безопасности движения на автомобильном транспорте: Учеб. пособие / Г.И. Клинковштейн, М.А. Луковецкий. – М.: МАДИ, 2009. – 73 с.

9.  Кнороз В.И. Работа автомобильной шины / В.И. Кнороз. – М.: Транспорт, 2006. – 238 с.

10.  Левитин К.М. Эффективность освещения и световой сигнализации автотранспортных средств / К.М. Левитин. – М.: Энергоатомиздат, 2011. – 240 с.

11.  Лочинский Б.Ф. Типичные дорожно-транспортные ситуации, предшествовавшие происшествиям: Альбом-пособие для водителей / Б.Ф. Лочинский. – М.: ТОО НПО «Искра-1», 2010. – 76 с.


Информация о работе «Эффективность оптимизации параметров систем безопасности движения автотранспортных средств»
Раздел: Транспорт
Количество знаков с пробелами: 22600
Количество таблиц: 2
Количество изображений: 4

Похожие работы

Скачать
163882
35
15

... и другие работники должны идти по левой обочине, т.е. навстречу транспортному потоку. 5. Технико-экономическое обоснование   Для технико-экономического обоснования мероприятий по улучшению организации дорожного движения в городе Йошкар-Ола необходимо определить: 1.  Капитальные вложения. 2.  Ущерб от ДТП. После расчета текущих затрат в существующем и проектируемом положениях определяем ...

Скачать
102945
10
4

... работников предприятия представлены в таблице 6 Приложения 1. 3. Разработка мероприятий по повышению эффективности организации работы междугородних муниципальных автобусов в городе Иркутске Внедрение навигационной системы актуально на любом предприятии, обладающим собственным парком транспорта и решает следующие задачи: Экономия средств - сокращение расходов на ГСМ до 50%; - увеличение ...

Скачать
42758
1
28

... и др., а также приобретен преподавателями ВУЗов ценный опыт ездовых испытаний автомобилей. 3. Оценка параметров устойчивости и управляемости АТС в стендовых условиях Устойчивость и управляемость АТС в значительной степени определяют активную безопасность автотранспортных средств (АТС) и, следовательно, общий уровень безопасности дорожного движения (БДД). В настоящее время международные и ...

Скачать
83154
9
25

... люфта рулевого колеса была экспериментально исследована на примере выборки (25 ед.) автомобилей «ГАЗ-24Т». Причём, 1 мм смещений в РП соответствует 2,5° угла поворота рулевого колеса. При выполнении экспериментальных исследований использовались методы блочного рандомизированного планирования, а их результаты были подвергнуты одномерному статистическому и дисперсионному анализу. На рисунке 22 в ...

0 комментариев


Наверх