Инструментальное и методологическое обеспечение экспериментальных исследований рулевого управления автотранспортных средств (стр. 5 из 10)

Питание измерительно-регистрирующего комплекса осуществлялось постоянным током напряжением 24В, согласно схеме (рис.4) от двух аккумуляторных батарей 6-СТ-7

На рисунке 5 приведён образец осциллограммы дорожных испытаний.

Рис. 5 Запись усилий на рулевой сошке, правом и левом поворотных рычагах цапфы и относительных смещений шарового пальца в наконечнике правой и левой боковых рулевых тяг в процессе трогания с места на прямолинейном участке асфальтобетонного шоссе. Вначале осциллограммы показано влияние наводки электрооборудования двигателя на сигнал измерителей

7. Полный факторный эксперимент –«24 »

Оценка влияния факторов, определяющих формирование смещений в кинематической цепи рулевого привода в процессе эксплуатации, т.е. изменение схождения управляемых колёс, желательна нетривиальным способом, что позволяют методы теории планирования эксперимента.

С целью построения интерполяционных формул, а также оценки значимости влияния исследованных ранее параметров был поставлен полный факторный эксперимент «24 », а в качестве математической модели использован полином второй степени, позволяющий наиболее удобно сравнивать несколько функций откликов.

Исходя из анализа информации, полученной в ходе лабораторных и стендовых исследований, был определён минимально необходимый объём испытаний, составлен план эксперимента, произведён отбор независимых факторов, обоснованы функции отклика и их характеристики. Основными факторами, определяющими формирование смещений в кинематической цепи РП, которые однозначны, совместимы, управляемы и независимы в процессе одного опыта, являются: усилие в рулевом приводе - Хт, величина зазоров в подвижных сопряжениях РП – Х2, угол свободного хода рулевого колеса – Х3 и пробег автомобиля – Х4. Кодирование перечисленных факторов приведено в таблице 1.

Таблица 1Уровни факторов и интервалы варирования для модели ВАЗ-21011

Факторы	Уровни факторов			Интервалварирования
	-1	0	+1
х1 (Fpn), даН	10	20	30	10
х2 ( ) , мм	0,8	1,5	2.2	0.7
х3 ( рк), град	5	10	15	5
х3 (lа), тыс.км	20	50	80	30

В качестве функций отклика были взяты: величина приращения расстояния между дисками управляемых колёс (критерий качества РП) – У1, начальная величина схождения управляемых колёс – У2 и разность углов поворота управляемых колёс – У3. Перечисленные факторы универсальны, количественны, статистически эффективны, имеют физический смысл, легко изменяются при испытаниях на стенде.

Матрица планирования полного факторного эксперимента, составленная с учётом рекомендаций работы [82], и результаты определения функций отклика приведены в таблице 2. Рандомизация опытов во времени проведена с использованием таблицы случайных чисел, что позволило уменьшить вероятность появления систематической ошибки.

Результаты эксперимента обрабатывались на ЭВМ «ЕС-1020». При помощи разработанной программы рассчитывались уравнения регрессии для каждой функции отклика, определялся доверительный интервал коэффициентов регрессии и проверялась адекватность полученных математических моделей. Уравнения регрессии указанных функций отклика с учётом кодирования параметров приняли следующий вид:

		(4)
			(5)
	(6)

Результаты анализа коэффициентов уравнений регрессии (4)-(6) сведены в таблицу 3.

Таблица 2.Матрица планирования и результаты определения функций отклика полного факторного эксперимента «24»

№	х0	х1	х2	х3	х4	х1х2	х1х3	х1х4	х2х3	х2х4	х3х4	Y1	Y2	Y3
1	+	+	-	-	-	+	+	+	+	+	+	0,24	0,75	1
2	+	+	-	-	-	-	-	-	+	+	+	1,09	1,76	2
3	+	-	+	-	-	-	+	+	-	-	+	0,81	1,25	1,75
4	+	+	+	-	-	+	-	-	-	-	+	2,43	2,25	2
5	+	-	-	+	-	+	-	+	-	+	-	0,25	1,25	1,5
6	+	+	-	+	-	-	+	-	-	+	-	1,425	1,75	2,5
7	+	-	+	+	-	-	-	+	+	-	-	0,29	1,35	1,75
8	+	+	+	+	-	+	+	-	+	-	-	1,785	1,9	2
9	+	-	-	-	+	+	+	-	+	-	-	0,235	1,25	1,25
10	+	+	-	-	+	-	-	+	+	-	-	1,17	1,75	2,25
11	+	-	+	-	+	-	+	-	-	+	-	0,48	1,75	1,75
12	+	+	+	-	+	+	-	+	-	+	-	2,785	2,75	2,5
13	+	-	-	+	+	+	-	-	-	-	+	0,436	1,75	1,5
14	+	+	-	+	+	-	+	+	-	-	+	2,05	2,75	2,5
15	+	-	+	+	+	-	-	-	+	-	+	0,51	1,75	1,75
16	+	+	+	+	+	+	+	+	+	-	+	3,14	3,00	2,75

Таблица 3.Данные к определению доверительных интервалов коэффициентов регрессии

Функции отклика	Дисперсия воспроизводимости	Критерий Кохрена Gi	Ошибка опыта	Доверительный интервал
y1 (S), мм	0,032	0,2011	0,002	0,0948
y2( ),мм	2,190	0,2283	0,1369	0,7844
y3 ( ),.град	2,880	0,1739	0,1800	0,8904

Ошибка воспроизводимости оценивалась по параллельным опытам, произведённым в одинаковых условиях не менее двух раз. Однородность дисперсий проверялась по критерию Кохрена. Ошибка опыта оценивалась дисперсией коэффициентов регрессии. Доверительные интервалы коэффициентов регрессии определены с учётом критерия Стьюдента tр = 2,12, определённого для уровня значимости

= 0,05 и числа степеней свободы К = 1 Адекватность полученных математических моделей проверялась по критерию Фишера. Так, для уравнения регрессии (4):

,

(7)

что даёт основание считать полученную модель (4) адекватной.

Модели, описывающие уравнения регрессии (5) и (6), оказались неадекватными и в дальнейших исследованиях не использовались.

Таким образом, окончательно уравнение (4.4 - зависимость критерия качества рулевого привода от перечисленных факторов) принимает вид:

(8)

Уравнение (8) использовано для оценки влияния исследованных ранее факторов на изменение критерия качества рулевого привода, т.е. и на изменение эксплуатационных свойств автомобиля.

8. Анализ результатов экспериментальных исследований

8.1 Результаты лабораторных исследований характеристик и состояния рулевого привода и шарниров рулевых тяг

Экспериментальные исследования показали, что критерий качества РП обладает разрешающей способностью для оценки раздельно величин обратимых (упругости РП) и необратимых (зазоров в подвижных сопряжениях РП) смещений. Характер изменения критерия качества РП позволяет установить предотказные значения уровня технического состояния отдельных сопряжений РП.

Статистические наблюдения показали, что относительно резкое изменение критерия качества РП наблюдается для определённых групп сопряжений в определённых интервалах усилий.