СИСТЕМА АВТОМАТИЧЕСКОЙ ЮСТИРОВКИ ОПТИЧЕСКОГО ТРАКТА ЛАЗЕРНОГО ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО КОМПЛЕКСА

Оптическая схема лазерного тракта в интерфейсе ZEMAX 3D приведена на рисунке 1.

Рис. 1. Оптическая схема лазерного тракта

1. 
   контроль, т.е. выявление в результате измерений или наблюдений тех ошибок или дефектов, которые подлежат устранению при юстировке;
   
2. 
   устранение, в наиболее целесообразной последовательности выявленных ошибок и дефектов соответствующими подвижками дета- лей или изменением их физических свойств;
   
3. 
   закрепление деталей и фиксация их правильного взаимоположения, достигнутого в результате юстировки.
   

Рис. 2. Структурная схема лазерного технологического комплекса

В оптической системе имеет место зависимая юстировка. Зависимой юстировкой называется такая юстировка, при которой в процессе устранения имеющейся ошибки или нарушается сделанная ранее юстировка, или появляются новые ошибки. Зависимая юстировка выполняется трудоёмким методом последовательных приближений.

Смещения всех зеркал и оптических элементов влияют очень сильно на отклонение оси лазерного луча в головке, которая приставлена на рисунке 3.

Рис. 3. Головка лазерного технологического комплекса АЛТКУ-5 с фокусирующей линзой и радиатором

Для того чтобы измерять отклонение луча, разработан датчик, на основе болометров. В нем закреплены чувствительные элементы из проволоки нихрома марки Х20Н80, диаметром 20мкм. к четырём соосным кольцам, изолированым керамическими капиллярами . Датчик расположен сразу после фокусирующей линзы. Датчик и его положение приставлены на рисунке 4.

Болометры соединены последовательно друг с другом, чтобы обеспечить максимальное сопротивление. Группы болометров подключены по мостовой схеме к усилителям AD8027ART и соответственно к микроконтроллеру PIC16F876. Фрагменты электрической схемы представлены на рисунке 5.

Рис. 5. Фрагмент электрической схемы датчика лазерного излучения в интефейсе DipTrace Schematic

По исследованиям определено, что самый влияющий оптический элемент - первое неподвижное зеркало, и для его перемещения используем держатель фирмы Standa с пьзеодигателями с разрешением 1,25 мкм., которые обеспечивают наклонение зеркал по двум осям.

Библиографический список

1. 
   О. К. Ушаков, ТЕОРИЯ ЮСТИРОВКИ, «Оптико-электронные приборы и системы», г. 2003
   

УДК 629.3.02 Солдовский А.В. группа ЭЭАм-112, ВлГУ

Научный руководитель доцент Шарапов А.М.
СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИИ КОНТРОЛЯ УГЛОВ РАЗМАХА АВТОМОБИЛЬНЫХ СТЕКЛООЧИСТИТЕЛЕЙ
На сегодняшний день стеклоочиститель или «дворники», является незаменимым атрибутом практически всех видов моторной техники. Он устанавливается на самолеты, поезда, водный транспорт и, конечно, автомобили. С его помощью осуществляют механическую очистку обзорных стекол от дождя, снега, пыли и грязи.

Очистка стекла имеет большое значение для безопасности движения. По своей сути стеклоочиститель относится к системам активной безопасности, т.к. обеспечивает видимость в любых условиях, тем самым предотвращает аварию. Демонтирование и неработоспособность стеклоочистителей фар, предусмотренных эксплуатационной документацией АТС, не допускаются.

По требованию технических условий стеклоочистители должны проходить обязательную проверку по ряду параметров:

габаритных и установочных размеров, углов качания валов штуцеров привода, зон очистки, автоматический останов и др.

Контроль зоны очистки и углов размаха щеток стеклочистителя (пассажирские и водительские) является обязательной процедурой на предприятии изготовителей. Кроме того, в соответствие с ГОСТ 18699-73 изменение угла размаха щеток является одним из критериев отказа стеклоочистителей.

В настоящий момент на ОАО «Завод «Автоприбор» измерение углов размаха происходит по достаточно трудоемкой технологии, путем ручного измерения зоны наружной поверхности стекла, очищаемой щетками стеклоочистителя, дающей неточные и нестабильные показания.

Для решения этой задачи целесообразно использовать методику на основе фоторанзисторов, имеющих цифровой выходной сигнал и легко встраиваемых в электронные системы управления.

Проверку предлагается проводить на специальном стенде, оснащенным лобовым стеклом, стеклоочистителями и стеклоомыватетелями. На поверхность стекла с обратной стороны крепится лента из фототранзисторов, в верхней и нижней части щеток в районе их крайних положений (рис. 1а). С наружной стороны стекло подсвечивается.

а)	б)
Рис. 1. Схема определения угла размаха щеток

Поверхность стекла и резинолента щеток очищается от пыли и жировых пятен, для чего перед проверкой стекло обезжиривают раствором соды с массовой долей 10...20 % , тщательно промывают водой и обезжиривают спиртом.

На поверхность стекла наносится равномерным слоем испытательная смесь, которая должна просохнуть.

Очиститель включается на 10 двойных ходов щеток, с соответствующим режимом работы стеклоомывателей на низкой частоте, после чего очерчивается очищенная площадь.

Поскольку фототранзистор каждой ленты имеет свою нумерацию (рис. 1 б), по различию сигналов засвеченного и затемненного фототранзистора двух лент определяются угол наклона границы очищенной зоны, а следовательно, и положение щетки, в крайнем положении. По результатам измерения двух крайних положений определяется угол размаха щетки. При базовой длине L между лентами 300 ÷ 400 мм и при диаметре фототранзистора 2 мм погрешность измерения не превысит 0,3 ÷ 0,5 градуса.
УДК 629.3.02 Илюхин С.А., группа ЭЭАм-112, ВлГУ

Научный руководитель: доцент Мишулин Ю.Е.

Например, если рассматривать основные характеристики датчика 1101.3843 (рис. 1), используемого в автомобилях КамАЗ, МАЗ, тракторах ПТЗ, в процессе контроля качества должно подтверждаться выполнение следующих условий:

Рис.1. Датчик скорости

- изменение амплитуды выходного сигнала с датчика от изменения температуры окружающей среды на каждые 40°С в диапазоне от минус 40 до плюс 120°С должно быть не более ±8 % от первоначального значения;

- сопротивление изоляции обмотки и токоведущих деталей относительно корпуса при температуре окружающей среды 20±5°С не должно быть менее 10 мОм;

- датчики должны сохранять работоспособность в температурных пределах от -55°С до 120°С.

На комплексе для контроля функционирования датчика скорости проверяется соответствие характеристик датчика техническим требованиям ГОСТ Р52230 и ТУ 37.003.1148-83.

Выполняются следующие контрольные испытания:

Рис. 2. Комплекс для контроля функционирования датчика скорости

- проверка амплитуды выходного сигнала при помощи специального диагностического комплекса;

- проверка изменения амплитуды выходного сигнала в зависимости от температуры;

- проверка сопротивления изоляции;

- проверка на вибропрочность и ударопрочность;

- испытание электрической прочности изоляции;

- испытания на теплостойкость, холодостойкость и влагостойкость;

- проверки на воздействие соляного тумана, грибковой плесени, инея и воды;

Датчики скорости являются неремонтируемыми и невосстанавливаемыми изделиями, а потому тщательный контроль качества просто необходим производителю для того что бы поддерживать на рынке заданную планку и располагать к себе потребителей гарантируя заданную планку своей продукции.

УДК 629.3.02 Илюхин С.А., группа ЭЭАм-112, ВлГУ

Научный руководитель: доцент Мишулин Ю.Е.
КОМПЛЕКС ДЛЯ КОНТРОЛЯ ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ ДАТЧИКОВ СКОРОСТИ
При производстве импульсных датчиков скорости, которые используются в комплекте с электронным блоком автоматической системы блокировки низших передач и предназначены для установки на коробки передач или в системах управления и контроля транспортных средств необходима проверка их функциональных характеристик. Для этой цели может быть использован комплекс для контроля функционирования датчика скорости (рис.1) - диагностический стенд, несмотря на простоту исполнения, предназначенный для проверки амплитуды выходного сигнала датчика. Данный комплекс применяется на ОАО «Завод «Автоприбор» и актуален для контроля качества выпускаемых датчиков в сборочном производстве приборостроения и машиностроения.

Рис. 1. Комплекс для контроля функционирования датчика скорости

- привод для контроля функционирования датчика скорости;

- стол позиционирования;

- блок управления;

- осциллограф.

Привод для контроля функционирования датчика скорости состоит из электрического двигателя и шпинделя с колесом. Все детали и узлы расположены на плите. На плите так же выполнены пазы для установки четырех столов позиционирования. На столах позиционирования устанавливается или проверяемый датчик. Для изменения расстояния от датчика до колеса столы позиционирования могут быть повернуты или передвинуты в пазах привода.

Перед началом проверки амплитуды выходного сигнала необходимо подсоединить блок к сети питания, отрегулировать зазоры между проверяемым датчиком и колесом привода, установить и подготовить к работе осциллограф.

Процесс контроля функционирования датчика выполняется следующим образом:

- проверяемый датчик устанавливается на столе позиционирования;

- жгут питания подсоединяется к датчику, после чего включается переключатель «Сеть»;

- производится визуальная оценка сигналов выходных импульсов проверяемого датчика и свечение сигнализаторов на блоке;

- выключается переключатель «Сеть» на блоке, а проверенный датчик, после снятия со стола позиционирования в зависимости от результатов визуальной оценки отправляется далее по технологическому процессу, или отбраковывается.

Таким образом, уникальность и актуальность комплекса позволяют утверждать, что имеет смысл его дальнейшее усовершенствование и модернизация с применением современных технологий. Это позволит упростить и автоматизировать технологический процесс контроля качества при производстве импульсных датчиков скорости, а значит, дальнейшие разработки в данном направлении принесут определенную пользу для отрасли машиностроения.

УДК 629.026 Абубекаров М.Р., группа ЭТМК-11м, ПГУАС

Научный руководитель профессор Родионов Ю.В.
К ОБОСНОВАНИЮ

РЕЖИМОВ СТАТИКО-ДИНАМИЧЕСКОГО

НАГРУЖЕНИЯ ДИЗЕЛЯ ПРИ ОБКАТКЕ
В настоящее время актуальной задачей является разработка новых энергосберегающих способов холодной обкатки ДВС и средств для их реализации, обеспечивающих снижение первоначального приработочного износа при одновременном повышении качества приработки. Для решения этой задачи был предложен способ холодной обкатки ДВС со статико-динамическим нагружением (СДН) [1].

Задачей обоснования режимов обкатки является определение закономерностей изменения нагрузочно-скоростных режимов работы сопряжений ДВС в условиях СДН в зависимости от параметров ДВС, параметров систем подачи масла и управления, торсиона и приводной станции.

Основными параметрами системы подачи масла являютcя максимальное давление , производительность , а также время включения и выключения электроклапанов гидрораспределителя, у торсиона – коэффициент жесткости и допустимый угол закрутки , у приводной станции – угловая скорость выходного вала и максимально допустимый обратный (тормозной) момент .

Функционально-кинематическая схема стенда для реализации предлагаемого способа обкатки с СДН была рассмотрена ранее [2].

При включении насосной станции часть масла, забираемого масляным насосом из картера ДВС, через регулятор давления подается в главную масляную магистраль ДВС для смазки сопряжений (=0,3 МПа). Другая часть масла под высоким давлением (≥3,5 МПа) подается на вход электрогидрораспределителя. При включении мотор-редуктора происходит прокрутка коленчатого вала через торсион со сверхнизкой (0,2…1,0 мин^-1) частотой вращения.

Происходит закрутка торсиона за счет момента механических потерь ДВС на некоторый угол . Так как угловая переносная скорость приводной станции и коленчатого вала мала, то момент механических потерь равен моменту от сил трения покоя. При включении блока автоматизированной системы управления на электрогидрораспределитель будут последовательно поступать импульсы управления электроклапанами. При подаче импульса на первый электроклапан он откроется и в надпоршневое пространство ДВС начнет поступать масло, действуя на поршень с силой , равной

где – удельное давление масла, МПа; – площадь поршня, м².

Приведем массы подвижных деталей ДВС и рабочего тела (масла) к одной поступательно движущейся массе, сосредоточенной на пересечении осей цилиндра и поршневого пальца.

При начнется перемещение поршня вниз к нижней мертвой точке (НМТ) с ускорением , равным

где – перемещение поршня, м; – масса поступательно движущихся деталей (поршня , масла в надпоршневой полости цилиндра , верхней части шатуна ) и приведенной к поршню массы от вращающихся деталей ДВС , обладающих суммарным моментом инерции , т.е.

Масса масла в надпоршневом пространстве является функцией перемещения поршня или угла поворота коленчатого вала, которые связаны между собой известным соотношением

где – радиус кривошипа, м; – отношение радиуса кривошипа к длине шатуна l, т.е. ; – угол поворота коленчатого вала, рад.

При нахождении поршня в ВМТ масса масла в надпоршневом пространстве определится по формуле

, (5)

где – плотность масла, кг/м³; – объем камеры сгорания ДВС, м³.

Текущее значение массы масла в надпоршневом пространстве при других положениях поршня определится по формуле

. (6)

При известных зависимостях , , , от времени перемещения и скорости поршня, известных начальных условиях и константах может быть получено решение уравнения динамики (2). По полученному значению ускорения поршня определяется сила инерции и нагрузочно-скоростной режим ДВС и его сопряжений на рассматриваемом участке цикла СДН.

1. Технология холодной обкатки дизелей со статико-динамическим нагружением / Ю.В. Родионов, С.В. Тимохин // Строительные и дорожные машины. - 2013. - № 6. – С. 12-17.

2. Результаты исследований холодной обкатки дизеля Д-144 со статико-динамическим нагружением / Ю.В. Родионов, С.В. Тимохин // Мир транспорта и технологических машин. - 2013. - № 2 (41). – С. 33-14.
УДК 629.026 Вареводин А.В., Мешалкин А.М. группа ЭЭА-111, ВлГУ

Научный руководитель доцент Шарапов А.М.

В последнее время наметилась острая необходимость в генерирующих комплексах мощностью до 10 кВт для различной спецтехники, основу которых составляют одноцилиндровые дизели рабочим объемом до 700 см³ .

Весте с тем, по сравнению с многоцилиндровыми, одноцилиндровые дизеля характеризуются определенными особенностями, к которым следует отнести:

- высокую неравномерность вращения коленчатого вала;

- меньший относительный суммарный момент инерции вращающихся деталей;

- отсутствие компенсации работы сжатия работой расширения, имеющей место в многоцилиндровых двигателях.

Известно, что уравнение равновесия моментов при пуске имеет вид [1]:

,

где М_с^* – крутящий момент стартера, приведенный к двигателю;

ω - угловая скорость коленчатого вала.

где J_дв – приведенный момент инерции двигателя;

Анализ приведенных формул показывает, что крутящий момент стартера, приведенный к оси коленчатого вала двигателя существенно зависит от:

- момента инерции вращающихся частей стартера;

- передаточного числа зубчатой передачи от стартера к двигателю;

- углового ускорения коленчатого вала.

В связи с этим целью данной работы являлось исследование влияния инерционных масс системы «стартер-двигатель» на пусковые свойства дизеля.

В качестве объекта исследования был выбран одноцилиндровый дизель 1Ч 85х90, рабочим объемом 520 см³, с непосредственным впрыскиванием топлива, со степенью сжатия 20 единиц. Данный дизель оснащался безредукторным стартером 29.3708 номинальной мощностью 1,3 кВт и редукторным стартером 5712.3702, номинальной мощностью

1,5 кВт. При испытаниях применялся аккумулятор 6 СТ-66 А ч, моторное масло - SAE 10W-30 API SF/СС .

На первом этапе исследования определялись моменты инерции вращающихся деталей стартеров экспериментальным путем, используя метод крутильных колебаний [2] , в частности, с помощью унифилярного подвеса, позволяющего достигнуть достаточно высокой точности измерения.

Схема и внешний вид экспериментальной установки представлены на рис. 1

Рис. 1 Схема и внешний вид экспериментальной установки

Момент инерции деталей определялся по формуле:

где J_дет - момент инерции детали;

В качестве эталона применялся стальной цилиндр, момент которого определялся

по формуле:

,

где m – масса цилиндра;

r – радиус цилиндра.

Результаты экспериментов представлены в таблице:

Анализ полученных результатов показывает, что применение редукторного стартера существенно (почти в 6 раз) увеличивает приведенный момент инерции, а следовательно и дополнительный крутящий момент при угловом замедлении вращения коленчатого вала двигателя.

Результаты обработки полученных осциллограмм приведены на рис.2.

а)

б)

На втором этапе проводились измерения мгновенной частоты вращения при пуске дизеля при различных температурах окружающего воздуха, используя сигналы, индукционного датчика, размещенного вблизи венца маховика и регистрируемого с помощью АЦП на экране персонального компьютера. Мгновенная частота вращения коленчатого вала при прокрутке дизеля стартером определялась по времени между соседними зубьями венца маховика. При испытаниях также фиксировалось напряжение аккумуляторной батареи

Анализ приведенных зависимостей показывает, что даже при пуске теплого дизеля серийным стартером 29.3708 при подходе поршня к верхней мертвой точке на такте сжатия мгновенная частота вращения коленчатого вала падает до 80 мин^-1. При этом напряжение на аккумуляторной батарее снижается до 10,2 В. Такое значительное уменьшение частоты вращения должно неизбежно приводить к утечкам воздуха из надпоршневого пространства, понижению температуры конца сжатия и уменьшению цикловой подачи топлива при пуске.

Это подтверждает тот факт, что при отрицательной температуре –16 ^оС мгновенная частота вращения в районе ВМТ снижается до 10 мин ^–1, а напряжение аккумуляторной батареи уменьшилось до 9,3 В. При этом дизель не запускался даже при использовании свечи накаливания.

На рис. 3 представлены результаты пуска дизеля, оснащенного редукторным стартером 5712.3708.

а)

б)

Рис.3 Зависимость частоты вращения коленчатого вала при пуске от угла поворота коленчатого вала:

а – температура окружающей среды + 8 ^о С;

б - температура окружающей среды -16 ^о С.

При температуре масла –16 ^оС дизель запустился с первой попытки при предварительном подогреве свечи накаливания в течении 30 с.

Таким образом, на основании полученных результатов исследований можно сделать выводы:

- для надежного пуска одноцилиндрового дизеля необходимо обращать внимание не на среднюю частоту вращения коленчатого вала при прокрутке стартером, а на мгновенную частоту в районе В.М.Т на такте сжатия, которая должна быть не менее 150 мин^-1.

- увеличение момента инерции вращающихся деталей двигателя за счет применения приведенного момента инерции стартера улучшает пусковые характеристики одноцилиндрового малоразмерного дизеля.
Библиографический список

1. Ютт В.Е. Электрооборудование автомобилей: учеб. Для студентов вузов. – 3-е изд., перераб. и доп. – М.: Транспорт, 2000.

2. Гернет М.М., Ратобыльский В.Ф. Определение моментов инерции. М.: Машиностроение, 1969.

РЕШЕНИЕ

по международной студенческой научно-технической конференции «Актуальные проблемы автомобильного транспорта»
7 – 18 апреля 2014 г. в ВлГУ состоялась международная студенческая научно-техническая конференция «Актуальные проблемы автомобильного транспорта».

В мероприятии приняли участие более 130 студентов, аспирантов, преподавателей Автотранспортного факультета ВлГУ, факультета Транспорта Таджикского технического университета имени М. Осими (Душанбе, Таджикистан), факультета Автомобильного транспорта Московского автомобильно-дорожного государственного технического университета (МАДИ).

Конференция была открыта выступлением ректора Владимирского государственного университета А. М. Саралидзе.

Кафедру автомобильного транспорта представляли выступления Ю. В. Баженова, декана факультета Автомобильного транспорта, А. Г. Кириллова, заведующего кафедрой «Автомобильный транспорт», В. Ф. Гуськова, заведующего кафедрой «Тепловые двигатели и энергетические установки», Ю.А. Орлова, заведующего кафедрой «Управление качеством и техническое регулирование», А. А. Кобзева, заведующего кафедрой «Мехатроника и электронные системы автомобилей» и Ш. А. Амирсейидова, заведующего кафедрой «Автотранспортная и техносферная безопасность». Московский автомобильно-дорожный государственный технический университет (МАДИ) представлял Н. В. Поживилов, аспирант кафедры «Эксплуатация автомобильного транспорта и автосервис».

Оргкомитет конференции постановил:

1) признать работу международной студенческой научно-технической конференции удовлетворительной;

2) проводить студенческие научно-технические конференции с приглашением участников из Таджикского технического университета имени М. Осими и Московского автомобильно-дорожного государственного технического университета (МАДИ) ежегодно;

3) расширить научно-практическое взаимодействие ВлГУ в лице Автотранспортного факультета с Таджикским техническим университетом имени М. Осими и Московским автомобильно-дорожным государственным техническим университетом (МАДИ), а также с образовательными учреждениями и автотранспортными предприятиями г. Владимира и области;

4) по итогам конференции издать материалы международной студенческой научно-технической конференции «Актуальные проблемы автомобильного транспорта».

Научное издание
АКТУАЛЬНЫЕ ПРОБЛЕМЫ АВТОМОБИЛЬНОГО ТРАНСПОРТА

Материалы международной студенческой

научно-технической конференции
Печатается в авторской редакции
За содержание статей, точность приведённых фактов и цитирование

несут ответственность авторы публикаций

Подписано в печать 07.07.14.

Формат 60х84/16. Усл. печ. л. 13,59. Тираж 100 экз.

Заказ

Издательство

имени Александра Григорьевича и Николая Григорьевича Столетовых.