Диссертация (1137287), страница 9

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 9)

Специализированные микросхемы, обеспечивающиеработу: радиоканала – до 433/868/2400 МГц, в зависимости от выбораразрешенного частотного диапазона и трансивера, GSM/UMTS модема – от900 до 2500 МГц, GPS/ГЛОНАСС приемник – ~1500 МГц.Вся проектируемая автомобильная электроника должна обеспечиватьноминальныезначенияпараметровпринормальныхзначенияхклиматических факторов внешней среды по ГОСТ Р 52230-2004 [30] :температура окружающего воздуха (25±10) °С;относительная влажность от 45% до 80%;атмосферное давление от 84,0 до 106,7 кПа (от 630 до 800 мм рт.ст.).А также должна соответствовать условиям эксплуатации дляклиматического исполнения У или ХЛ по ГОСТ Р 52230 [30] по предельными рабочим температурам, таблица 2.61Таблица 2 – Температура окружающей среды для различных исполненийВид изделияТемпература окружающей среды, °С, дляизделий исполненийУХЛТИзделия, устанавливаемые наРабочая 70, 80, 90, 100, 120двигателеивмоторномотделенииИзделия, устанавливаемые вРабочая 55.

Предельная 65кабине или закрытом кузове, атакже снаружиИзделия,устанавливаемые Рабочая - 45. Рабочая - 60. Рабочая - 20.снаружи, в кабине или закрытомкузове,атакжеизделия,которые должны работать допредпусковогоподогревадвигателяПредельная - Предельная - Предельная 506045Изделия, устанавливаемые на-40-20двигателеивмоторномотделении и включаемые толькопосле предпускового подогреваВ соответствии с данными требованиями, проектируемая электроникаохранной системы автотранспортного средства должна быть устойчивойпри эксплуатации в следующем температурном диапазоне окружающейсреды:минимальная рабочая температура - минус 60 °С;максимальная рабочая температура - плюс 55 °С.Стоит принять во внимание, что отдельные элементы блокировокэлектрический цепей автомобиля могут располагаться в подкапотномпространстве, тогда температурный диапазон для данных элементов долженбыть расширен согласно категории изделий, устанавливаемых на двигателеи в моторном отделении транспортного средства.Также в охранных системах часто применяется резервная батарея,позволяющая обеспечить питание и функционирование системы в случае62отключения от основной аккумуляторной батареи автомобиля.

В этомслучаетребованияраспространяютсяирабочегонатемпературногобатарею.Еслидиапазонаиспользуетсятакжезаряжаемаяаккумуляторная батарея, то питание от батареи и зарядка батареи могут непроизводиться при "очень низкой" и "очень высокой" температурах.Значение параметров "очень низкая температура" и "очень высокаятемпература"определяетразработчиксистемы,полагаясьнасуществующую документацию разрешенных эксплуатационных режимовбатареи.В соответствии с требованиями ГОСТ Р 52230 (подраздел 4.14) [30]АС должна функционировать при снижении атмосферного давления до 61кПа (457,5 мм рт.ст.), что соответствует давлению на высоте 4000 м надуровнем моря.

Система, предназначенная для применения на грузовыхтранспортных средствах для работы на высоте до 4650 м над уровнем моря,должна функционировать при снижении атмосферного давления до 57 кПа(427,5 мм рт.ст.).В соответствии с требованиями ГОСТ Р 52230-2004 (подраздел 4.20)[30]иГОСТдолжна/должно16019-2001быть[20]автомобильнаясистема/устройствоработоспособной/работоспособныминеиметьповреждений и поломок после действия вибрационных и ударных нагрузок,указанных в таблице 3.63Таблица 3 - Вибрационные и ударные нагрузкиОцениваемое свойствоПараметры испытанийВоздействующийАСфакторЗначение ДопустимыеотклоненияУстойчивостьпри Диапазон частот, ГцвоздействииАмплитудасинусоидальнойм/с (g)вибрацииДлительность10-70ускорения, 39,2 (4)±1±2 (0,2)30-50±149 (5)±2 (0,2)По 2 ч 40-воздействия в каждом изтрех направлений, минПрочностьпри Диапазон частот, ГцвоздействииАмплитудасинусоидальнойм/с (g)вибрацииДлительностьускорения,воздействия в каждом изминтрех направленийУстойчивостьвоздействиипри Пиковоеударное98 (10)±20%10-333-98 (10)±20%10-3333-ускорение, м/с (g)механическихударов Длительность удара, мсмногократного действия Число ударов в каждомиз трех направленийПрочностьвоздействиипри Пиковоеударноеускорение, м/с (g)механическихударов Длительность удара, мсмногократного действия Число ударов в каждомиз трех направлений64Продолжение таблицы 3.Прочностьк Пиковоеударное 250 (25)ударам ускорение, м/с (g)при транспортировании Длительность удара, мс±20%механическимЧисло ударов в каждомиз трех направлений6-4000-Стоит отметить, что для изделий, устанавливаемых на двигателях, длякоторыхтребованияквибропрочности,указанныевтаблице3,недостаточно обеспечивают их работоспособность в эксплуатации, следуетустанавливать в стандартах или КД на изделия конкретного вида болеежесткие требования к вибропрочности.Проектируемая охранная система автомобиля должна соответствоватьтребованиям ГОСТ Р 50905-96 [28] по надежности.На начальных этапах проектирования оценить показатели надежностиконечного изделия возможно расчетными методами.

Результаты, полученныеданными методами могут не до конца удовлетворять требованиям, которыеуказаны в техническом задании на разрабатываемое изделие. В этом случаеанализ данных результатов должен позволить установить причины ифакторы,определяющиеуровеньпоказателейнадежностиРЭС.Наосновании этого можно делать предложения по изменению составаэлементной базы, конструкции, режимов работы, чтобы достичь требуемогопоказателя надежности.Так, например, как и ранее, в п. 2.7.1, при рассмотрении техническихтребований к блоку ЭРА-ГЛОНАСС, надежность должна характеризоватьсяследующими показателями:базовыеэлементыблокадолжныобеспечиватьвозможностькруглосуточного режима работы;время наработки на отказ блока должно быть не менее 10000 ч;65гарантийный срок эксплуатации блока должен быть не менее 3 лет;срок службы АС должен быть не менее 7 лет, кроме резервной батареи;гарантийный срок хранения должен быть не менее 1 года при условии,что хранение осуществляется в отапливаемых помещениях в штатнойупаковке в отсутствие агрессивных веществ и паров.Так как охранный блок чаще всего выполняется в виде единогопечатного узла, то расчет показателей надежности является задачей расчетанаработки на отказ (То) электронного модуля 1-го уровня (ЭМ1), согласноГОСТ Р 52003-2003 [29], в соответствии с которым выделяют четыреосновных уровня модульности.

К ним относят:—электронный модуль нулевоговыполненныйнабазеизделийуровня(ЭМ0)электронной— модуль,техникииэлектротехнических изделий. В зависимости от исполнения аппаратурымодулем нулевого уровня служат различные электрорадиоизделия (ЭРИ), втом числе интегральные микросхемы и микросборки;—электронныймодульпервогоуровня(ЭМ1)—модуль,изготовленный на основе базовой несущей конструкции (БНК) первогоуровня.ПримеромЭМ1служитячейка,представляющаясобойпечатную плату (ПП) с установленными на ней модулями нулевого уровняи электрическим соединителем;—электронный модуль второго уровня (ЭМ2) — модуль, изготовленныйна основе БНК второго уровня. Типичным примером ЭМ2 является блок,основными конструктивными элементами которого является панель сответными соединителями модулей ЭМ1, размещёнными в один илинесколько рядов;—электронный модуль третьего уровня (ЭМ3) — модуль, изготовленныйна основе БНК третьего уровня, например, шкаф, в который устанавливаютсяблоки.66Таким образом, для выполнения требований ТЗ должно выполнятьсяусловие:To  Т o (ТЗ ) ,где: То (ТЗ) – средняя наработка на отказ, указанная в техническом задании.Методика расчета показателей надежности приведена в ОСТ 4Г 0.012.242-84[65].

Согласно данной методике, схема расчета ЭМ1 узла представляет собойструктурнуюсхемунадежности-последовательноесоединениеэлектрорадиоизделий, которая приведена на Рисунок 15.Рисунок 15 – Общая структурная схема надежностиДля данной структурной схемы значение средней наработки на отказрассчитывается как:To 1,(18)где  - интенсивность отказов ЭМ1, которая определяется как:MNmm1n1   ( Эm ,n ) ,(19)где М – количество классов ЭРИ, входящих в состав анализируемого ЭМ1,Nm – количество ЭРИ, входящих в состав m-класса, Эm ,n - эксплуатационнаяинтенсивность отказов n-го ЭРИ m-го класса.Тогда общее число ЭРИ, входящих в состав ЭМ1 можно записать как:MI   Nm ,n 1(20)67а структурную схему надежности можно привести к виду, показанному наРисунок 16.Рисунок 16 - Структурная схема надежности при разделении по классамА схема надежности каждого из классов ЭРИ в свою очередь будетвыглядеть, как показано на Рисунок 17.Рисунок 17 - Структурная схема надежности m-го классаВ данном случае оптимальной структурной схемой надежности будет такаясхема, где все элементы будут равнонадежными, то есть должно выполнятьсяусловие:1   2  ... m ...

  M(21)где  m - эксплуатационная интенсивность отказов m-го класса,Э  Э  ...Э ...  Эm ,1m ,2m ,nm , Nm(22)Тогда минимально-допустимые значения средней наработки на отказ дляклассов Tomin КЛ будут равны:Tomin КЛ  M  To (ТЗ ) ,(23)а максимально допустимые значения эксплуатационной интенсивностиотказов для ЭРИ m-го класса:68max m1Tomin КЛ  N m(24)Таким образом равенство значений эксплуатационной интенсивности отказовбудет выполняться тогда, когда в каждом из классов будет одинаковоеколичество ЭРИ:N1  N2 ...

 ...Nm ...N M(25)Для реального радиотехнического изделия это практически всегда будет нетак, поэтому для оценки следует использовать выражениеTomin КЛ mгде Tomin КЛI To (ТЗ ) ,Nm(26)- минимально допустимое значение средней наработки на отказmm-го класса ЭРИ. В итоге для обеспечения надежности узла ЭМ1 должновыполняться условие:Э  maxm ,nДанноеусловиепозволяет(27)mвыделитьвконструкциипотенциальноненадежные ЭРИ. Математические модели эксплуатационной интенсивностиотказов и значения коэффициентов приведены в справочнике [85].

Длябольшинства классов ЭРИ они рассчитываются по математическим моделямвида:LЭ  б   Kl ,l 1(28)69где б - базовая интенсивность отказов типа ЭРИ, K l - коэффициент модели,L - общее число коэффициентов.Представив модели в виде:RSr 1s 1э  б  ( K s )  ( K s ) ,(29)где Kr – коэффициенты модели, не зависящие от условий и режимов работыЭМ1, куда входят ЭРИ, R – общее число коэффициентов, Ks – коэффициентымодели, зависящие от условий режима работы, S – общее число такихкоэффициентов.

Характеристики

Список файлов диссертации