Обоснование вибрационного способа определения величины осевого зазора в шаровых шарнирах подвески легковых автомобилей

С точки зрения точности измерения, информативности, простоты и быстроты диагностирования шарового шарнира, наиболее перспективными, представляются диагностические способы, основанные на использовании емкостных вибрационных датчиков (рисунок 3.1), устанавливаемых на исследуемых сопряжениях подвески и ходовой части. Их перемещение приводит к появлению вибрации в них, что приводит к образованию электрического сигнала, который можно преобразовать в величину зазора. Такие способы диагностирования в условиях автосервисных предприятиях наиболее эффективно применять вместе с электро-гидравлическими детекторами [86].

Рисунок 3.1 – Различные варианты емкостных вибрационных датчиков

Исследуемый параметр, характеризующий техническое состояние шарового шарнира - осевой зазор h (рисунок 2.5). При возрастании величины осевого зазора до h = 0,7 мм и более, шарнир непригоден для последующей эксплуатации [95-97].

Целью экспериментальных исследований является получение зависимостей между величиной осевого зазора h в шаровых шарнирах и показаниями вибродатчиков установленных на рабочих элементах стенда. На основе полученных результатов производим разработку способа, позволяющего определять осевой зазор h в шаровых шарнирах, установленных на автомобилях, с помощью вибродатчиков, без разборки и снятия шарниров с автомобиля.

Наличие вибрации обусловлено присутствием зазоров между сферической частью пальца шарового шарнира и полимерным вкладышем. Вибрации появляются в шаровом шарнире при движении автомобиля, при разнонаправленных нагрузках, появляющихся в исследуемом узле при смещении колеса, когда оно переезжает неровности дорожного полотна, разгоне, торможении и движении автомобиля на повороте [98].

Вибросмещение (виброперемещение) измеряется при низкочастотной вибрации с верхней границей частотных составляющих 100-200 Гц. Виброскорость, основной параметр вибрации, он характеризует колебательную энергию. Амплитуда составляющих виброскорости в достаточно широкой полосе частот (10 - 1000 Гц) равномерна, что упрощает измерение и повышает достоверность [99]. Виброускорение характеризует динамическое силовое воздействие элементов друг на друга внутри механизма, которое приводит к рассматриваемой вибрации. В нашем случае это взаимодействие сферической части пальца и полимерного вкладыша в шаровом шарнире. Применение виброускорения обоснованно, т. к. его не нужно специально преобразовывать, оно измеряется в м/сек² [100-101].

На рисунке 3.3 вибрационный сигнал представлен в виде виброперемещения, виброскорости и виброускорения.

Рисунок 3.3 - Представление вибрационного сигнала в виде виброперемещения, виброскорости и виброускорения