Инструментальное и методологическое обеспечение полигонных и стендовых исследований маневра автотранспортных средств (стр. 2 из 5)
Смещение движка датчика создаст дисбаланс схемы, таким образом, мост выйдет из равновесного состояния, что будет отмечено стрелочным измерительным прибором. Корректировка максимальной амплитуды отклонения стрелки измерительного прибора осуществляется резисторами RА и R5. С помощью переключателя можно подключать схему к дополнительным стрелочным приборам или регистрирующему прибору.
Для уменьшения погрешностей при регистрации показаний необходимо, чтобы полное сопротивление отключаемых стрелочных приборов было одинаковым с общим сопротивлением электрической цепи регистрирующего прибора. В случае не соответствия, произвести корректировку сопротивлениями RШ, RМ.
При измерении продольных или поперечных ускорений может быть использован один и тот же датчик, но повернутый в горизонтальной плоскости на 90°. Следует учесть, что при измерении поперечных ускорений акселерометр должен находится в центре масс.
Измерение скорости автомобиля
Скорость движения автомобиля измеряется с помощью тахогенератора переменного тока (рис. 7). Тахогенератор представляет собой статор с тремя соединенными в треугольник обмотками, внутри которого в подшипниках крышек может вращаться ротор. Тахогенератор установлен на фланце поворотного кронштейна «пятого» колеса. Ось ротора тахогенератора связана с осью «пятого» колеса через штифтовое соединение.
В результате вращения ротора при качении «пятого» колеса в обмотках статора наводится ЭДС прямо пропорционально угловой скорости ротора и сдвинутые по фазе на угол 120°. Так как радиус «пятого» колеса практически является величиной постоянной, то тахогенератор можно использовать как датчик линейной скорости центра «пятого» колеса, а, следовательно, и самого автомобиля.
Принцип действия
Сигнал с трехфазного тахогенератора переменного тока подается на двух-полупериодный выпрямитель составленный из шести полупроводниковых диодов.
В схеме предусмотрена регулировка амплитуды выходного сигнала. Для этого выход выпрямителя тахогенератора нагружен переменным резистором.
Рис. 7. Электрическая измерительная схема: Д1 – Д2- Д 226ВП – переключатель, R1; R2; R3; - 4.3 кОмRш – шунтирующее сопротивление, С1; С2; С3; - 1000х25vRм – масштабное сопротивление
Выходной сигнал снимается с одной из крайних точек потенциометра и его движка.
Визуальный контроль скорости движения производится с помощью микроамперметра (стрелочный прибор). Необходимая максимальная амплитуда сигнала скорости регулируется при тарировке датчика. Эту тарировку периодически надо проверять, поскольку возможно случайное смещение движка потенциометра амплитудного регулятора из-за вибрации в автомобиле. Отклонение стрелки микроамперметра протарировано в км/ч.
Регистрирующий прибор – это измерительный механизм самописца, пишущее устройство, которое вычерчивает на бумажной ленте кривую изменения скорости автомобиля, развернутую во времени. Переключатель служит для перехода с визуального контроля на регистрирующий прибор.
Измерение пройденного пути автомобиля
Путь, пройденный автомобилем, измеряется не непосредственно, а путем пересчета по известному числу оборотов «пятого» колеса и его радиусу качения. Обороты прицепного, измерительного колеса фиксирует датчик, который замыкает измерительную электрическую цепь два раза за один оборот колеса. В качестве датчика использован геркон типа КЭМ – ЗА, установленный непосредственно в корпусе тахогенератора (рис. 8).
Для регистрации оборотов «пятого» колеса используется импульсный электрический счетчик (суммирующие приборы). Для четкого срабатывания импульсного счетчика применяется усилитель постоянного тока на базе транзистора КТ – 829, что позволяет облегчить режим работы контактной группы геркона.
Рис. 8. Электрическая схема канала регистрации импульсов пути, R1 – 3 комТр – кт 829 А, Д1 – Д 226 БСл – сигнальная лампа, С1; С2; С3 – счетчики импульсовРп – регистрирующий прибор, Rш – шунтирующее сопротивлениеRм – масштабное сопротивление
Принцип действия:
Напряжение постоянного тока
В через тумблер Вк1 подается на усилитель сигнала. О включении питания сигнализирует индикаторная лампа СЛ.Поворот «пятого» колеса вызывает поворот магнитного поля ротора тахогенератора, что способствует замыканию и размыканию контактов геркона. В момент замыкания контактов транзистор закрывается и прерывает питание катушки электромагнитного счетчика С1. При размыкании контактов ток течет через резистор R1 и базовый переход транзистора Тр1 в результате чего транзистор открывается и подает питание на обмотку электромагнитного счетчика С1.
Диод Д применяется для шунтирования обратных выбросов напряжения на электрических обмотках счетчика, которые могут привести к выходу из строя транзистора. При вращении «пятого» колеса циклы включения и выключения повторяются. Счетчик регистрирует число циклов.
Расчет пройденного пути ведется по формуле:
S=L×nк,
гдеS - пройденный путь;
L - путь пройденный за один оборот «пятого» колеса;
nк - число оборотов «пятого» колеса.
Значение L определяется по формуле:
L=2×p×rк,
где rк -радиус «пятого» колеса.
Значение nк определяется по формуле:
nк=z/2,
где z - количество импульсов зарегистрированных электромагнитным счетчиком пройденного пути.
Примечание: В случае регистрации импульсов гальванометром самописца необходимо чтобы полное сопротивление электрической цепи гальванометра самописца соответствовало сопротивлению прежде включенных приборов. Подбор сопротивления производится сопротивлениями Rш и Rм.
Запись меток пути имеет на ленте самописца вид прямоугольных импульсов, наносимых два раза за один оборот «пятого» колеса.
Питание измерительных цепей
Стабилизатор напряжения автоматически поддерживает напряжение на стороне потребителя с заданной точностью, так как возникает дестабилизирующие факторы, вызывающие изменение напряжения (рис. 9).
Изменение выходного напряжения обусловлено:
1. Нестабильностью питающей цепи;
2. Изменением тока потребляемой нагрузки;
3. Изменением температуры окружающей среды.
 |
Рис. 9. Схема стабилизатора напряжения 9v для питания измерительных цепей
Применяемый тип стабилизатора, в случае установки его на радиатор охлаждения, обеспечивает стабилизированный ток до 1,5 А согласно техническим условиям на стабилизаторы данного типа.
Описанный комплекс обхватывает лабораторные циклы всех специальностей, связанных с движением АТС.
2. Результаты ездовых испытаний передвижной лаборатории на полигоне ГУП «НИЦИАМТ»
Комплекс дорожных испытаний проводился под руководством автора на автополигоне ГУП «Научно-исследовательский центр по испытаниям и доводке автомототехники» (НИЦИАМТ) РФ в апреле 2004 года (г. Дмитров). Целью проведения испытаний являлась оценка влияния изменения технического состояния АТС в эксплуатации на показатели основных эксплуатационных свойств, определяющих безопасность дорожного движения на примере маршрутного такси «Газель» в штатных и нештатных режимах движения. Объектом испытания стала научно-исследовательская учебная лаборатория на базе автомобиля ГАЗ-2705 (рис. 10).
Рис. 10. Научно-исследовательская учебная лаборатория на базе автомобиля ГАЗ-2705 в испытании «переставка»
Для определения параметров движения данное АТС было оборудовано двумя комплексами специальной измерительно-регистрирующей аппаратуры.
Первый комплекс разработан на кафедре «Автосервис, организация и безопасность движения» ЮРГУЭС под научным руководством зав. кафедрой к.т.н. Русакова В.З., преподавателями кафедры Юршиным Ю.Г., Шеметом Б.И. и Бондаревым И.В. совместно с научными консультантами МАДИ (ГТУ) д.т.н. Рябчинским А.И., д.т.н. Юрчевским А.А. и к.т.н. Додоновым Б.М. Он представляет собой комплект приборов и датчиков, согласованных для обработки с помощью аналогово-цифрового преобразователя (АЦП) сигналов и регистрируемых с помощью портативного персонального компьютера (ПК) (рис. 11). Инженером Сивоконь В.К. разработан уникальный блок питания первого комплекса.
Рис. 11. Измерительно-регистрирующий комплекс ЮРГУЭС
Второй комплекс разработан ГУП НПО «Спецтехника и связь» МВД РФ для регистрации параметров движения (УРПД), т.н. «черный ящик» автомобиля (рис. 12).
Рис. 12. Автомобильный «черный ящик» (УРПД)
Для регистрации углов поворота рулевого колеса (РК) и управляемых колес (УК) применяются поворотные датчики потенциометрического типа первого комплекса с линейной характеристикой (рис. 13). При этом УРПД второго комплекса фиксирует факт поворота РК на угол более 5° в какую-либо сторону от нейтрального положения.
Измерение продольных и поперечных ускорений первым комплексом производится акселерометрами типа ПЛ-95 (рис. 14). В УРПД второго комплекса регистрация этих параметров осуществляется по трем координатным осям собственными датчиками.