Проверка функционирования электрических цепей светотехнических изделий автомобиля в условиях промышленного производства тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.09.03, кандидат технических наук Петинов, Юрий Олегович

• Петинов, Юрий Олегович
• кандидат технических наук
• 2006

Оглавление диссертации кандидат технических наук Петинов, Юрий Олегович

Введение

1. Анализ системы контроля качества изготовления и сборки 10 светотехнических изделий автомобиля

1.1. Назначение и конструкция светотехнических изделий

1.2. Контроль качества изготовления

1.3. Контроль качества установки на автомобиль

1.4. Цель и задачи исследования

2. Анализ тепловых переходных процессов в автомобильных 29 лампах

2.1. Анализ теплового переходного процесса в автомобильной 33 лампе

2.2. Экстраполяция гиперболической зависимости 42 мгновенного значения тока переходного процесса в экспоненту

2.3. Расчет переходного процесса в автомобильных лампах 44 для некоторых практических случаев

2.4. Выводы

3. Экспериментальные исследования автомобильных 57 светотехнических изделий

3.1. Постановка задачи, выбор плана и разработка программы 57 экспериментального исследования

3.2. Разработка лабораторной установки

3.3. Экспериментальные исследования автомобильных ламп

3.4. Выводы

4. Разработка методики проверки функционирования и ее 89 программная реализация

4.1. Разработка методики проверки функционирования

4.2. Аппаратные средства

4.3. Разработка специализированного программного 95 обеспечения

4.4. Выводы 100 Основные выводы и результаты 101 Литература 103 Приложения

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Проверка функционирования электрических цепей светотехнических изделий автомобиля в условиях промышленного производства»

Актуальность темы. В настоящее время, когда развитие автомобильной промышленности во всем мире достигло высокого уровня, автомобиль стал уже не просто роскошью или средством передвижения, а постоянным спутником и верным помощником человека. Поэтому и требования к автомобилю предъявляют не только по его высокой функциональности, но и, прежде всего, надежности и безопасности для всех участников дорожного движения. Последнее время законодательства многих стран обязывают автопроизводителей доводить уровень безопасности автомобиля до установленных норм. Для обеспечения такого уровня безопасности особо жесткие требования по качеству и надежности предъявляются к следующим системам автомобиля: двигатель и система управления двигателем; система рулевого управления; тормозная система; системы активной и пассивной безопасности; система освещения и сигнализации.

Система освещения и сигнализации при всей своей простоте является важной составляющей для безопасного и комфортного использования автомобиля, поскольку она позволяет оценивать визуально и передавать другим участникам дорожного движения информацию о ситуации на дороге. На ведущих автозаводах качество и надежность работы системы освещения и сигнализации при эксплуатации автомобиля обеспечивается непрерывным контролем за соблюдением установленной технологии изготовления автомобильных светотехнических изделий, однако в нашей стране ввиду низкой культуры производства этого оказывается недостаточно. Возможность нарушения технологии сборки автомобиля заставляет отечественных производителей вводить сплошной выходной контроль всего комплекса электрооборудования на финишном этапе сборки автомобиля. Составной частью такого контроля является проверка функционирования электрических цепей светотехнических изделий на собранном автомобиле. В настоящее время такая проверка осуществляется на основании анализа установившегося режима работы электрической цепи: измеряется ток потребления, определяется мощность, исходя из постоянства напряжения в бортовой сети автомобиля, сравнивается со стандартным значением, определяемым по техническим условиям, и по результатам этого сравнения дается заключение о техническом состоянии тестируемого изделия. Однако такая методика проверки функционирования имеет существенный недостаток: значение диагностического параметра (ток потребления в установившемся режиме) зачастую определяется для групповой нагрузки, включающей в себя лампы, неоднородные по мощности. Например, при включении указателя поворота включаются в цепь две лампы по 25 Вт и одна 5 Вт. В таком случае определить выход из строя (отказ) маломощного потребителя не представляется возможным в виду широких пределов допустимых значений диагностического параметра по техническим условиям. Фактически, такая проверка функционирования дает достоверную информацию только о состоянии всей цепи (обрыв или короткое замыкание).

Таким образом, в современных условиях актуальными являются исследования, направленные на повышение достоверности проверки функционирования электрических цепей светотехнических изделий автомобиля.

Цель работы - обеспечение достоверности проверки функционирования электрических цепей светотехнических изделий автомобиля в условиях промышленного производства путем использования параметров теплового переходного процесса.

Задачи исследований: — анализ системы контроля качества изготовления и установки автомобильных светотехнических изделий; выбор альтернативных диагностических параметров для проверки функционирования электрических цепей светотехнических изделий на основе анализа теплового переходного процесса в автомобильной лампе накаливания; оценка погрешности теоретических расчетов на основе экспериментальных исследований автомобильных светотехнических изделий; разработка методики проверки функционирования электрических цепей светотехнических изделий на собранном автомобиле; реализация предложенной методики в специализированном программном обеспечении.

Методика проведения исследований. Аналитические исследования теплового переходного процесса в автомобильных светотехнических изделиях осуществлены аналитическим методом с использованием основных положений теории электрических цепей, теплофизики и светотехники. Экспериментальные данные были получены методом активного эксперимента при использовании теории планирования эксперимента, и обработаны математически с использованием статистического анализа. Выявленные количественные и качественные взаимосвязи между параметрами исследуемых объектов представлены в аналитическом виде и графической интерпретацией. Результаты и выводы работы теоретически обоснованы и подтверждены расчетами и экспериментами.

Основные положения выносимые на защиту: новая аналитическая зависимость для расчета тока переходного процесса в цепи с источником постоянного тока и автомобильными лампами накаливания, отличающаяся от известных учетом физических параметров нити накаливания; теоретические и экспериментальные исследования параметров переходного процесса в электрических цепях светотехнических изделий; уточненная методика проверки функционирования электрических цепей светотехнических изделий на собранном автомобиле.

Научная новизна диссертационной работы: получена новая аналитическая зависимость для определения мгновенного значения тока в цепи с автомобильными лампами накаливания в течение переходного процесса после коммутации, отличающаяся от известных тем, что учитывает геометрические параметры нити накаливания и ее температуру; предложена уточненная методика проверки функционирования электрических цепей светотехнических изделий на собранном автомобиле, отличающаяся от известных ранее тем, что в качестве диагностического параметра используется полученное среднеинтегральное значение тока за нормированное время при коммутации электрической цепи.

Практическая значимость. Разработаны методика и специализированное программное обеспечение для проверки функционирования электрических цепей светотехнических изделий на собранном автомобиле в условиях массового промышленного производства.

Реализация результатов. Разработанные в диссертационной работе методика и специализированное программное обеспечение использованы в работе комплекса диагностического оборудования, внедренного на ОАО АВТОВАЗ (г. Тольятти), полученные результаты теоретических исследований и расчетов используются в учебном процессе на кафедре «Электрооборудование автомобилей и электромеханика» Тольяттинского государственного университета при проведении лекционных и практических занятий по дисциплине «Испытания изделий электрооборудования автомобилей», а также при курсовом и дипломном проектировании.

Апробация работы. Основные результаты диссертационной работы были доложены, дополнены и одобрены на научно-практических конференциях 2001 и 2002 годов «Новые технологии в промышленности, экономике и социально-культурной сфере» (г.Москва), международной научно-практической конференции 2002 года «Наука - индустрии сервиса» (г.Москва) и всероссийской научно-технической конференции 2003 года «Современные тенденции развития автомобилестроения в России» (г.Тольятти).

Публикации. Список научных трудов по диссертационной работе составляет 5 наименований общим объемом 1,05 п.л.

Структура и объем диссертации. Результаты изложены на 128 страницах машинописного текста, иллюстрированного 16 таблицами и 32 рисунками.

Диссертация состоит из введения, четырех глав с выводами по каждой главе, основных результатов и выводов, списка использованной литературы и приложения.

Заключение диссертации по теме «Электротехнические комплексы и системы», Петинов, Юрий Олегович

Основные выводы и результаты

1. Анализ современных методов контроля качества изготовления и установки автомобильных светотехнических изделий показал актуальность исследований, направленных на повышение достоверности проверки функционирования электрических цепей светотехнических изделий автомобиля;

2. Получена новая аналитическая зависимость для определения мгновенного значения тока в цепи с автомобильными светотехническими изделиями в течение переходного процесса после коммутации, отличающаяся от известных тем, что учитывает геометрические параметры нити накаливания и ее температуру;

3. Уточнена методика проверки функционирования электрических цепей светотехнических изделий на собранном автомобиле, повышающая достоверность проверки и отличающаяся от известных ранее тем, что в качестве диагностического параметра используется полученное среднеинтегральное значение тока за нормированное время при коммутации электрической цепи;

4. Разработано и внедрено на ОАО АВТОВАЗ (г. Тольятти) на линии сборки автомобилей ВАЗ-1118 специализированное программное обеспечение, реализующее уточненную методику проверки функционирования электрических цепей светотехнических изделий на собранном автомобиле;

5. Экспериментально подтверждено, что предложенная аналитическая модель теплового переходного процесса в автомобильных светотехнических изделиях адекватна реальному процессу, поскольку сходимость расчетных и экспериментальных данных не превышает 9 % на исследуемом интервале;

6. Проведенные экспериментальные исследования позволили установить, что коэффициент вариации для установившегося значения тока и

Список литературы диссертационного исследования кандидат технических наук Петинов, Юрий Олегович, 2006 год

1. ГОСТ 2023.1-88 (МЭК 809-85) Лампы для дорожных транспортных средст. Требования к размерам, электрическим и световым параметрам.

2. Технология производства электрооборудования автомобилей и тракторов: Учебник для студ. высш. учеб. заведений / А.Ф. Мельников, В.Е. Ютт, В.В. Морозов и др.; Под ред. А.Ф. Мельникова, В.В. Морозова. М.: Издательский центр «Академия», 2005. - 272 с.

3. Чижков Ю.П., Акимов С.В. Электрооборудование автомобилей. Учебник для ВУЗов,- М.: Издательство «За рулем», 1999.- 384 е., ил.

4. Иванов А.П. Электрические источники света. Ч. 1. Лампы накаливания. М.: ГОНТИ, 1938.

5. Литвинов B.C. Оптимизация источников света массового применения. М.: Энергоатомиздат, 1990.

6. Пляскин П.В., Федоров В.В., Буханов Ю.А. Основы конструирования электрических источников света. М.: Энергоатомиздат, 1983.

7. Литвинов B.C., Рохлин Г.Н. Тепловые источники оптического излучения (теория и расчет). М.: Энергия, 1975.

8. Пляскин П.В. Оптимизация параметров и перспективы ламп накаливания промышленного освещения. Дис.канд. техн. наук. М., 1974.

9. Вознесенская З.С. Электрические лампы накаливания. М.: Госэнергоиздат, 1953.

10. Литвинов B.C. Методы расчета и оптимизация параметров источников света широкого применения. Дис.докт. техн. наук. М., 1983.

11. Мордюк B.C. Физические модели, структурные механизмы и методы замедления процессов старения материалов в источниках света. Дис.докт. техн. наук. М., 1996.

12. Козлов В.Н. Технология производства световых приборов. М.: Энергоатомиздат, 1991.

13. Скобелев В.М. Световые приборы автомобилей и тракторов / Под ред. Ю.М. Галкина. М.: Энергоиздат, 1981.-280 с.

14. Рохлин Г.Н. Разрядные источники света. М.: Энергоатомиздат, 1991.

15. Литвинов B.C., Рохлин Г.Н. Тепловые источники оптического излучения / теория и расчет /. М.: Энергия, 1975.

16. Справочная книга по светотехнике / Под ред. Ю.Б. Айзенберга.-2-е изд., перераб. и доп.- М.: Энегроатомиздат, 1995.- 528 е.: ил.

17. Ютт В.Е. Электрооборудование автомобилей,- М.: Транспорт, 2001.287 е., ил.

18. Резник A.M. Электрооборудование автомобилей: Учебник для автотранспортных техникумов.- Транспорт, 1990.- 256 с.

19. Ходасевич А.Г., Ходасевич Т.И. Справочник по устройству и ремонту электронных приборов автомобилей. Вып. 4. Системы световой сигнализации поворотов и аварийной сигнализации. Реле поворотов.-М.: АНТЕЛКОМ, 2003. 192 е.: ил.

20. Измерение параметров импульсов /М.И. Грязнов, М.Л. Гуревич, Ю.А. Рябинин.- М.: Радио и связь, 1991.- 216 е.: ил.

21. Отчет по научно-исследовательской работе исследование автотракторного электрооборудования, разработка средств его диагностики и методов расчета. А.Д. Немцев, О.В. Петинов.-Тольятти, ТПИ, 1995.-98 с.

22. Автоматизация диагностической техники // Мороз С. // Автомобильный транспорт. 1990. - № 11.-е. 32-34. - рус.

23. Анализ измерительных систем. MSA. Перевод с англ.- Н.Новгород: АО «НИЦ КД», СМЦ «Приоритет», 1997.

24. Измерения в промышленности / Под ред. П. Профоса. Справочник, ч. I.- М.: Металлургия, 1990.

25. Измерения в промышленности / Под ред. П. Профоса. Справочник, ч. II.- М.: Металлургия, 1990.

26. Куликовский K.JI., Купер В.Я. Методы и средства измерений: Учеб. Пособие для вузов. М.: Энергоатомиздат, 1986. - 448 с. ил.

27. Новицкий П.В. Основы информационной теории измерительных устройств. JL: Энергия, 1968. - 248 с.

28. ГОСТ 20911-89 Техническая диагностика. Термины и определения.

29. Адлер Ю.П. Введение в планирование эксперимента.- М.: Металлургия, 1969.- 158 с. с ил.

30. Адлер Ю.П., Маркова Е.В., Грановский Ю.В. Планирование эксперимента при поиске оптимальных условий.- М.: Наука, 1976.- 280 с.

31. Египенко В.М., Погосян И.А. Вопросы теории проектирования систем автоматизации экспериментов.- М.: Наука, 1973,- 114 с.

32. Горский В.Г., Адлер Ю.П. Планирование промышленных экспериментов (Модели статики).- М.: Металлургия, 1978.- 264 с.

33. Горский В.Г., Адлер Ю.П. Планирование промышленных экспериментов (Модели динамики).- М.: Металлургия, 1978.- 100 с.

34. Микаэлян Б.Г., Росницкий О.В. Математическое планирование эксперимента при разработке и анализе сложных электронных схем.-М.: Наука, 1979.-326 с.

35. Налимов В.В., Чернова Н.А. Статистические методы планирования экспериментальных исследований.- М.: Наука, 1965.- 430 с.

36. Финни Д. Введение в теорию планирования эксперимента / Пер. с англ. под ред. Ю.В. Линника.- М.: Наука, 1970.- 287 с.

37. Хикс Ч.Р. Основные принципы планирования эксперимента.- М.: Мир, 1970.- 406 с.сил.

38. Шенк X. Теория инженерного эксперимента.- М.: Мир, 1972.- 406 с.

39. Зедгиннидзе И.Г. Планирование эксперимента для исследования многокомпонентных систем.- М.: Наука, 1976.- 390 с.

40. Максимов В.Н. Многофакторный эксперимент в технике.- М.: МГУ, 1980.- 280 с.

41. Кузьмин В.И. Основы моделирования сложных систем.- М.: Высшая школа, 1981.-358 с.

42. Налимов В.В. Новые идеи в планировании эксперимента.- М.: Наука, 1984,- 344 с.

43. Плескунин В.И. Теретические основы планирования эксперимента в научных и инженерных исследованиях.- JL: ЛГУ, 1979.- 230 с.

44. Федоров В.В. Теория оптимального эксперимента.- М.: Наука, 1971.- 312 с.

45. Растригин JI.A. Статистические методы поиска.- М.: Наука, 1968.- 376 с.

46. Андерсон Т. Статический анализ временных рядов.- М.: Мир, 1976.755 с.

47. Дудин-Барковский И.В. и Смирнов Н.В. Теория вероятностей и математическая статистика в технике. М.: Гостехиздат, 1955. - 354 с.

48. Венецкий И.Г., Венецкая В.И. Основные математико-статистические понятия и формулы.- М.: Статистика, 1979.- 447 с.

49. Митропольских А.К. Техника статистических вычислений. М.: Наука, 1971.-275 с.

50. Мудров В.И., Кушко B.JI. Методы обработки измерений.- М.: Сов. Радио, 1976.- 143 с.

51. Румшинский JI.3. Математическая обработка результатов эксперимента.- М.: Наука, 1971.- 192 с.

52. Крамер Г. Математические методы статистики.- М.: Мир, 1976.- 648 с.

53. Смирнов Н.В., Дунин-Барковский И.В. Курс теории вероятностей и математической статистики для технических приложений. М.: Наука, 1965.-556 с.

54. Шторм Регина. Теория вероятностей: Математическая статистика. Статистический контроль качества. М.: Мир, 1970. - 368 с.

55. Тьюки Дж. Анализ результатов наблюдений. М.: Мир, 1981. 693 с.

56. Устойчивые статистические методы оценки данных / Под ред. P.J1. Jlo-нера, Г.Н. Уилкинсона / Пер. с англ.- М.: Машиностроение, 1984.- 232 с.

57. Хальд А. Математическая статистика с техническими приложениями,-М.: Изд-во иностр. лит., 1966.- 642 с.

58. Хайнтер Д. Статистические методы в экспериментальной физике. -М.: Атомиздат, 1976.- 335 с.

59. Джонсон Н., Лион Ф. Статистика и планирование эксперимента в технике и науке: Методы планирования эксперимента.- М.: Мир, 1981,- 520 с.

60. Справочник по специальным функциям с формулами, графиками и математическими таблицами / Под ред. М. Абрамовича и И. Сиган,-М.: Наука, Физматлит, 1979.- 904 с.

61. Завьялов А.С. Обработка результатов измерений.- Томск, 1980,- 63 с.

62. Бронштейн И.Н., Семендяев К.А. Справочник по математике для инженеров и учащихся втузов.- 13-е изд., исправленное.- М.: Наука, гл. ред. физ.-мат. лит., 1986.- 544 с.

63. Годлевский В.Е., Плотников А.Н., Юнак Г.Л. Применение статистических методов в автомобилестроении / Под ред. А.В. Васильчука.- Самара: ГП «Перспектива», 2003.- 196 с.

64. Алексеева И.У. Теоретическое и экспериментальное исследование законов распределения погрешностей, их классификация и методы оценки их параметров: Дис. на соиск. учен, степени канд. тех. наук,-Л, 1975.

65. Дунин-Барковский И.В., Смирнов Н.В. Теория вероятностей и математическая статистика в технике (общая часть).- М.: Государственное издательство технико-теоретической литературы, 1955.

66. ГОСТ 24026-80 Исследовательские испытания. Планирование эксперимента. Термины и определения

67. ГОСТ 16504-81 Система государственных испытаний продукции. Испытания и контроль качества продукции. Основные термины и определения

68. ГОСТ 25044-81 Техническая диагностика. Диагностирование автомобилей, тракторов, сельскохозяйственных, строительных и дорожных машин. Основные положения

69. ГОСТ 25176-82 Техническая диагностика. Средства диагностирования автомобилей, тракторов, сельскохозяйственных, строительных и дорожных машин. Классификация. Общие технические требования

70. ГОСТ Р ИСО 5725-1-2002 Точность методов и результатов измерений. Часть 1. Общие принципы и определения

71. Диагностические таблицы и графы для контроля и наладки двигателей при помощи диагностических стендов Мотор диагностик.: Искра, ЧССР-36 с.

72. Автомобили ВАЗ: техническое обслуживание и ремонт / Б.В. Прохоров, А.А. Брант, А.И. Чванов и др. JL: Машиностроение. Ленингр. отд-ние, 1989.- 40 с.

73. М.А. Пьянов, В.В. Ермаков, О.В. Петинов Диагностика электрооборудования автомобиля. / М-лы регион, науч.-техн. конфер. «Научные чтения студентов и аспирантов». Сборник трудов, Тольятти: ТолГУ, 2005.

74. М.А. Пьянов, В.В. Ермаков, О.В. Петинов Проблемы диагностирования электрооборудования автомобилей./ М-лы всерос. науч.-техн. конф. с междунар. участием «Современные тенденции развития автомобилестроения в России». Сборник трудов, Тольятти: ТолГУ, 2005.

75. М.А. Пьянов Алгоритм диагностирования автомобильного элекртооборудования./ М-лы всерос. научно-практ. конференции «Социально-экономическое и инновационное развитие региона», Сборник трудов, Москва-Тольяти-Сызрань, 2006.

76. М.А. Пьянов Повышение качества и оперативности диагностирования автомобильного электрооборудования. Дисс. канд. техн. наук. М., 2006.

77. Гуторов М.М. Основы светотехники и источники света. М.: Энергоатомиздат, 1983.

78. Дьяков А.Б. Безопасность движения автомобилей ночью. М.: Транспорт, 1984.

79. Щепина Н.С. Основы светотехники. М.: Энергоатомиздат, 1985.

80. Левитин К.М. Безопасность движения автомобилей в условия ограниченной видимости. М.: Транспорт, 1986.

81. Москалев В.А. Теоретические основы оптико-физических исследований. Л.: Машиностроение, 1987.

82. Летвинов B.C., Прозорова М.С. Физика, техника и перспективы развития источников света массового применения. М.: ВИНИТИ, 1989.

83. Левитин К.М. Эффективность освещения и световой сигнализации автодорожных средств. М.: Энергоатомиздат, 1991.

84. Залесский А. М., Кукеков Г.А. Тепловые расчеты электрических аппаратов. Л.: Энергия, 1967.

85. К.М. Левитин Световые приборы современных автомобилей./ М.: Поверенный, 2005, 60 стр.

86. Ю.О. Петинов, И.Д. Березин, О.А. Шлегель, Е.В. Силаева, Б.М. Горшков Методы и устройства диагностики технического состояния узлов и деталей./ Научно-техническая конференция, ПТИС, г. Тольятти, 2002.

87. Ю.О. Петинов, О.А. Шлегель, И.Д. Березин и др. Обработка экспериментальных данных при испытаниях и сервисеэлектрооборудования автомобиля./ 7-я Международная Научно-практическая конференция «Наука индустрии сервиса», МГУС, г. Москва, 2002.

88. Ю.О. Петинов, В.В. Ермаков, М.А. Пьянов Диагностика электрооборудования автомобиля в условиях производства./ Автомобильная промышленность, 2006, № 5.