Методика испытаний вариаторной трансмиссии современного автомобиля (опыт работы кружка технического творчества)



Для того, чтобы знать еще больше о современных автомобилях, мы приняли активное участие в кружке «Научного технического творчества», организованном в АТЭМК на цикловой комиссии «Техническое обслуживание автомобильного транспорта».

Рис. 1. Члены кружка «Научного технического творчества»

Целью нашей работы являются: исследование вариаторной трансмиссии, внедрение новых методов выявления неисправностей в электрических системах силового агрегата автомобиля, увеличение пробега автомобиля, оптимизация операций при техническом обслуживании.

В связи с этим, мы занялись исследованием вариаторной трансмиссии. Испытуемым автомобилем стал NissanTeana, в соответствии с рисунком 2.

Рис. 2. Испытуемый автомобиль NissanTeana

Мы начали свою работу с изучения диагностических приборов. В частности, диагностического сканера NissanConsultIII+. В соответствии с рисунком 3.

Рис. 3. Диагностический сканер NissanConsultIII+. Оператор мощностного стенда студент Васин М. А.

Этот прибор позволяет быстро и точно выявить неисправности в работе автомобилей фирмы Nissan.

Основные преимущества фирменного сканера Nissan Consult III+:

1. Автоматическое быстрое определение протокола диагностики автомобилей.
2. Режим автоматизированного определения неисправного оборудования и систем автомобиля.
3. Функция самодиагностики сканера.
4. Интерфейсы связи с ПК — проводной USB и беспроводной Bluetooth.
5. Диагностика всех неисправностей одновременно.
6. Программное обеспечение диагностики на русском языке.

Сканер NissanConsultIII+ позволяет оперативно продиагностировать электронные системы автомобиля.

Для примера будут показаны скрины с экрана при диагностике двигателя и автоматической коробки передач.

Наша цель — выявление особенностей обслуживания и диагностики силового агрегата автомобиля и выработка рекомендаций владельцам автомобилей, повышающих его надёжность и долговечность.

В соответствии с рисунками 4, 5, 6, 7, 8.

Рис. 4. Результаты диагностики системы двигателя

Рис. 5. Результаты диагностики системы АКПП

Рис. 6. Результаты диагностики системы двигателя в таблице

Рис. 7. Результаты диагностики системы АКПП в таблице

Рис. 8. Оператор Горобец А. С. за обработкой результатов испытаний

Учитывая, возможности реализации программы испытаний в условиях лаборатории, было решено проводить испытания на роликовом мощностном стенде CARTECLPS 2020–4WD.

CARTEC — роликовый мощностной стенд для легковых автомобилей с двумя ведущими осями, в соответствии с рисунками 9, 10.

Рис. 9. Меню программы готового к работе мощностного стенда CARTEC

Рис. 10. Готовый к мощностным испытаниям автомобиль NissanTeana

Мощностные стенды предназначены для измерения мощности и крутящего момента автомобилей в лабораторных условиях, без осуществления дорожных испытаний. Реальные дорожные условия (сопротивление дорожного покрытия, изменение рельефа местности (подъём, спуск) и встречного воздушного потока) во время испытаний имитируются при помощи электродинамических тормозов (ЭДТ) и программного обеспечения. Измеренные и рассчитанные в ходе испытаний значения представляются в виде графиков или таблиц.

Мощностной стенд измеряет следующие параметры:

— мощность и крутящий момент на колесе;

— мощность и крутящий момент на двигателе;

— мощность потерь в трансмиссии;

— скорость движения автомобиля;

— частоту оборотов двигателя автомобиля;

— температуру масла в двигателе.

Для расчета значений мощности стенд оснащен следующими датчиками: атмосферного давления, температуры окружающего воздуха, температуры масла двигателя, оборотов двигателя.

Максимальная скорость испытаний 2х260км/ч. Допустимая нагрузка на ось а/м до 3,5т. Два блока роликов. Задний блок подстраивается под колесную базу а/м при помощи гидропривода. Оптимальное охлаждение электронно-управляемых индукционных тормозов роликов через вентиляционную решетку. Наклонные заездные и съездные пороги позволяют избежать повреждения а/м с малым клиренсом и передним спойлером. Смещение роликов, монтируемых на поверхности, позволяет добиться горизонтального положения, а/м во время испытаний. Ролики блокируются при использовании пневматического подъемного устройства (подъемной балки). Система безопасности предотвращает срабатывание пневматического подъемного устройства во время проведения испытаний.

Изучив необходимые для исследования приборы, мы перешли к испытаниям. Для изучения особенностей работы вариаторной АКПП в лабораторных условиях, было принято решение о создании специального комплекса, состоящего из автомобиля Nissan-Teana (носителя бесступенчатой коробки передач CVTJF010E), компьютерного комплекса с диагностической программой Concult III +, (позволяющего в режиме реального времени считывать показания датчиков коробки и положение исполнительных элементов), мощностного стенда CartecLPS 2020–4WD, создающего необходимую нагрузку на двигатель и элементы трансмиссии, а также газоанализатора Cartec CET 2200C, позволяющего замерять эмиссию двигателя в процессе испытаний, в соответствии с рисунком 11.

Рис. 11. Состав экспериментальной установки

Состав экспериментальной установки:

1. Автомобиль NissanTeana 3,5 литра, 2WD.

2. Мощностной стенд LPS 2020–4WD.

3. Пневмостанция.

4. Шкафы электронного управления стенда.

5. Вентилятор охлаждения.

6. Газоанализатор Cartec CET 2200C

7. Сканер NissanConcult III +

8. Блок дымомера.

9. Термометр электронный ТК-5.09 с зондом измерения влажности.

10. Шумомер Testo 816.

11. ИБП.

12. ПО сканера.

13. ПО стенда.

14. Натяжные ремни безопасности и ролики предупреждения бокового увода.

15. Принтер.

Испытания мы начали проводить по специальной программе, включающей в себя работу АКПП на различных режимах, имитирующих работу в реальных условиях:

1.Равномерное движение при различных передаточных числах вариатора.

2.Последовательность тестов при максимальной нагрузке на вариатор.

3.Движение в режиме торможения двигателем.

4.Последовательность энергичных разгонов до максимальной скорости.

Помимо этого, мы планируем провести испытания при установленной защите картера силового агрегата.

Результатом нашей работы могут стать рекомендации, направленные как потребителям, использующим машины с вариаторной трансмиссией, так и предприятиям, применяющим их в народном хозяйстве.

Рекомендации направлены на совершенствование технологий технического обслуживания, увеличение безаварийного пробега и улучшения условий эксплуатации.

Повышение информативности владельцев, позволяющей выявлять и диагностировать неисправности на ранней стадии, позволяет избежать дорогостоящего ремонта.

После проведения цикла испытаний, мы поставили нашу «испытуемую» на подъемник для того, чтобы слить трансмиссионную жидкость из вариатора и проверить ее на наличие продуктов выработки на магнитах. Подняли автомобиль и приготовили необходимые инструменты, в соответствии с рисунком 12,13,14.

Рис. 12. Автомобиль NissanTeana на подъемнике

Рис. 13. Вид вариатора без поддона

Рис. 14. Снятый поддон вариатора

Слитая трансмиссионная жидкость была отправлена на анализ.

Также, мы собрали частички металлов и грязь с магнитов поддона, в соответствии с рисунком 15, 16.

Рис. 15. Сбор частиц металлов и грязи с магнитов

Рис. 16. Снятая с магнитов поддона вариатора грязь

Собрав все компоненты, мы отправили их на химический анализ. Наличие грязи на магнитах и мути в жидкости говорит об износе деталей вариатора. Затем поддон был установлен обратно и была залита трансмиссионная жидкость. После чего испытания были продолжены с целью получения данных, свидетельствующих о наступлении критического износа деталей вариатора и невозможности его работы как агрегата автомобиля.

Выводы:

1. На данный момент мы обрабатываем данные, позволяющие создать рекомендации по условиям работы трансмиссии в реальных режимах движения и эксплуатации.

2. Выбираем оптимальные диагностические воздействия при поиске неисправностей в системах управления трансмиссиями данного типа.

3. Предлагаем владельцам современных автомобилей с вариаторной трансмиссией рекомендации по совершенствованию технического обслуживания и правильной эксплуатации автомобиля, повышающей его надёжность и долговечность.

Литература:

1. Nissan Teana: Модели J32 выпуска с 2008 г. с бензиновыми двигателями VQ25DE, VQ35DE. Руководство по эксплуатации, устройство, техническое обслуживание, ремонт. Новосибирск: «Автонавигатор», 2010. 552с.: ил. ISBN 978–5-98410–080–9 УДК 629.114.6 ББК 39.335.52 N70
2. NissanTeana: Самое полное профессиональное руководство по ремонту. Ротор, 2010. 312 с.: табл., ил. ISBN 978–5-91770–290–2
3. BOSCH Автомобильный справочник. Пер. с англ. ООО «Стар СПб» — 3-е изд., перераб. И доп. — М.: ООО «Книжное издательство «За рулём», 1280 с.: ил. ISBN 978–5-9698–0406–7 Год издания 2012.
4. ГОСТ Р 51709–2001 «Автотранспортные средства. Требования безопасности к техническому состоянию и методы проверки».
5. Гаврилов, К. Л. Диагностика автомобилей при эксплуатации и техническом осмотре: учеб. пособие для вузов / Изд. 2-е, перераб. и доп. — М.: ФГУ РЦСК, 2012. — 580 с.; ISBN 978–5-91536–013–5
6. Набоких, В.А Диагностика электрооборудования автомобилей и тракторов: учеб. пособие для вузов / М.: ФОРУМ; ИНФРА-М, 2013. — 289 с.; ISBN 978–5-91134–683–6, 978–5-16–006134–4
7. Карташевич, А. Н. Диагностирование автомобилей: учеб. пособие для вузов / М.: Новое знание, Инфра-М, 2011. — 209 с.; ISBN 978–5-16–004864–2
8. Рокош, У. Бортовая диагностика: учеб. пособие для вузов / М.: За Рулем, 2013. — 226 с.; ISBN 978–5-903813–07–0
9. Основы конструкции транспортных средств/Под ред. К.Райфа. -М.: \ООО изд-во «За рулем», 2013.
10. Картошкин, А.П., Корабельников, С.К., Лосев, А. В. Особенности конструкции и условия эксплуатации вариаторной трансмиссии типа CVT. Известия Международной академии аграрного образования, СПб, 2013. ISSN 1994–7860.