4.2. Дорожные испытания несущих систем

Испытания в дорожных условиях проводят на одном полностью комплектном автомобиле или на нескольких его образцах. Испытания кузовов и кабин на надежность, долговечность в условиях эксплуатации характеризуются переменной нагрузкой, действующей на кузов автомобиля, влиянием коррозии на детали и другими факторами. Величина пробега автомобиля при эксплутационных испытаниях должна быть максимально возможной. Обычно ее принимают равной расчетному пробегу автомобиля до капитального ремонта. По окончании испытаний проводят обследование несущей системы (кабины) и делают заключение о ее техническом состоянии.

Пробеговые испытания автомобилей при движении по заданным маршрутам дорог общего пользования с загрузкой балластом номинальной грузоподъемности позволяют исключить простои, холостые пробеги и повысить точность учета условий работы автомобиля. Одним из видов исследований в дорожных испытаниях кузовов и кабин является определение реальных нагрузочных режимов. Оценивать нагруженность несущей системы в целом и отдельных элементов можно различными способами. Наиболее часто измеряют динамические напряжения в различных точках конструкции с помощью тензорезисторов, показания которых записывают ленту светолучевого осциллографа или многодорожечного магнитографа. Иногда в качестве характеристик нагруженности системы (например, рамы) используют статистические данные об углах закручивания конструкции или скручивающем ее моменте при движении автомобиля в различных дорожных условиях с переменной скоростью. Для этого применяют как специальные преобразователи углов закручивания, так и ориентированные системы тензорезисторов. Например, при исследовании нагрузочных режимов кузовов легковых автомобилей применяют хорошо работающую систему, состоящую из восьми тензорезисторов, наклеенных под углом 45° к продольной оси лонжеронов подмоторной рамы попарно на боковых полках лонжеронов и соединенных в измерительный полумост (рис. 4.6). Эта система передает электрический сигнал, пропорциональный действующему на кузов скручивающему моменту.

У ниверсальными показателями нагруженности несущей системы являются ее ускорения, причем оценивать нагруженность можно одновременно в вертикальном, продольном и поперечном направлениях. Преобразователи ускорений лучше всего размещать на подрессоренной части над мостами автомобиля.

Для более полного анализа нагрузочных режимов кузова (рамы) получают данные о вертикальных динамических усилиях, действующих со стороны подвески, установкой между кузовом и подвеской силоизмерительных устройств. Иногда для этих же целей измеряют относительные перемещения кузова и колес, а затем, зная характеристики подвесок, рассчитывают усилия, однако такой пересчет дает относительно большие погрешности из-за нелинейности характеристик подвесок и не обеспечивает возможности учета сил сопротивления амортизаторов.

П роведение дорожных испытаний автомобилей особенно эффективно на специальных полигонах, на специальных дорогах на которых можно направленно форсировать нагружения несущих систем. В результате требуемый для проведения полного цикла испытаний на долговечность пробег более чем в 10 - 40 раз сокращается. Ускоренные испытания на усталостную прочность деталей ходовой части, рам, кузовов и кабин автомобилей проводят на дорогах с покрытием из крупного булыжника, гребенчатых, брусчатых на бетонном основании (типа «бельгийская мостовая») и др. Применяют также искусственно созданные ухабистые дороги или треки со сменными неровностями, которые вызывают сильные перекосы (скручивание) несущих систем автомобилей, повышенные изгибающие нагрузки, действующие на продольные силовые элементы.

Рис. 4.7 дает представление о параметрах распределения действующих на кузов легкового автомобиля среднего класса динамических нагрузок при движении по дороге автополигона НАМИ типа «бельгийская мостовая». Здесь же приведена кривая плотности динамического скручивающего кузов М_кр при движении по шоссе с бетонным покрытием хорошeгo качества. Расчеты показывают, что повреждение элементов кузова при движении по дороге типа «бельгийская мостовая» 16 - 35 раз больше, чем по дороге с асфальтовым или бетонным покрытием без выбоин. В испытаниях кузовов на полигонах не ограничиваются определением усталостной прочности. На специальных участках с грязевыми и водяными ваннами, пылевыми камерами проверяют герметичность кузова, надежность работы уплотнителей оконных дверных проемов, защищенность основных узлов автомобиля от попадания пыли, грязи и влаги.

Форсированные испытания на коррозионную стойкость материалов кузовов и деталей их отделки проводят в водяных бассейнах, по которым многократно проходит автомобиль. В бассейны наливают морскую воду или растворы солей определенных концентраций. При таком методе испытаний можно значительно ускорить процесс изучения коррозионной стойкости конструкции, так как скорость возникновения очагов коррозии и их развития возрастает в 10 - 15 раз.