PROBLEMATYKA OCENY STANU AMORTYZATORÓW.pdf
(
526 KB
)
Pobierz
Piotr Zdanowicz
Politechnika Warszawska
Wydział Transportu
PROBLEMATYKA OCENY STANU AMORTYZATORÓW
NA STANOWISKU EUSAMA
Streszczenie
: Praca dotyczy diagnozowania elementów tłumiących zastosowanych w
zawieszeniu samochodu osobowego. Głównym jej celem było zobrazowanie kilku problemów,
jakie mogą wystąpić podczas oceny stanu amortyzatorów zamontowanych w pojeździe.
Przeanalizowano relacje pomiędzy zużyciem elementu tłumiącego, a wartością parametru
diagnostycznego w jednym z testerów typu EUSAMA. Opisano zakłócający wpływ tarcia
suchego w zawieszeniu oraz własności promieniowych pneumatyka na rezultaty
bezdemontażowej kontroli amortyzatorów. Przedstawiono również przykładowe błędy, które
mogą występować w informacjach podawanych przez urządzenia diagnostyczne.
Słowa kluczowe
: tłumienie w zawieszeniu, badania amortyzatorów, metoda EUSAMA
1. WPROWADZENIE
Ocena stanu amortyzatorów zamontowanych w pojeździe jest pod wieloma względami
problematyczna. Stanowiska realizujące powszechnie znane testy diagnostyczne („Boge” i
EUSAMA) [1, 5, 11, 12, 14, 15] nie są urządzeniami pomiarowymi, a jedynie kontrolnymi.
Próżno oczekiwać rezultatu badania w postaci charakterystyki, czy współczynnika
tłumienia. Wynikiem jest w tym przypadku parametr, którego wartość określa w
przybliżeniu stopień zużycia amortyzatora. Brak jest także jakiejkolwiek informacji o
błędzie pomiaru. Specyfika obydwu metod polega na tym, że stanowisko nie ma
bezpośredniego połączenia z badanym elementem. Jedyny kontakt samochodu z
urządzeniem odbywa się za pośrednictwem kół jezdnych. Wadą takiego rozwiązania jest
zakłócający wpływ wielu cech pojazdu na wynik testu [3, 6, 10, 13, 16].
Źródła literaturowe zawierają skromne informacje o zaburzeniach spowodowanych
między innymi tarciem suchym w zawieszeniu pojazdu. Sporadyczne analizy tego
zagadnienia prowadzono dotychczas tylko na podstawie symulacji [2, 4, 6, 7, 8, 9, 17].
Powyższe fakty mogą być przesłanką do przeprowadzenia prób o charakterze
eksperymentalnym. Warto też zobrazować skalę tego zjawiska na tle zdecydowanie
bardziej prozaicznego czynnika, jakim jest ciśnienie powietrza w ogumieniu.
1
2. METODA EUSAMA
Jednym z nowszych sposobów oceny stanu amortyzatorów zamontowanych w
pojeździe jest metoda EUSAMA [1, 5, 11, 12, 14, 15]. Polega ona na kinematycznym
pobudzaniu koła jezdnego do drgań pionowych o stałej amplitudzie 3 mm i częstotliwości
malejącej od ponad 24 Hz do zera.
Badanie stanu amortyzatorów obejmuje następujące etapy:
– pomiar statycznej siły nacisku „N
st
” koła na płytę najazdową stanowiska;
– pobudzenie układu do drgań o częstotliwości powyżej 24 Hz;
– wyłączenie napędu i pomiar minimalnej siły nacisku „N
min
” koła na płytę najazdową
stanowiska przy malejącej częstości wymuszenia.
Na podstawie zmierzonych wartości wyznaczana jest wielkość określająca skuteczność
tłumienia amortyzatora, tzw. „wskaźnik EUSAMA” (WE):
N
WE
=
min
⋅
100
[%]
(1)
N
st
Dla parametru obliczonego według zależności (1) przyjmuje się następujące kryteria
oceny stanu amortyzatorów:
– bardzo dobry (WE > 60 %);
– dobry (40 % < WE ≤ 60 %);
– dostateczny (20 % < WE ≤ 40 %);
– niedostateczny (WE ≤ 20 %).
4. PRZEBIEG BADAŃ
Podczas pierwszej fazy testów oceniano wpływ stanu elementów tłumiących
zawieszenia na wartość parametru diagnostycznego w metodzie EUSAMA. Wykorzystano
w tym celu 4 amortyzatory o różnym stopniu zużycia. Jeden z nich posiadał właściwości
elementu uszkodzonego, dwa kolejne cechowały się częściowym zużyciem, a odniesienie
stanowił produkt fabrycznie nowy. Należy tutaj zaznaczyć, że wcześniejsze badanie
organoleptyczne jednego z amortyzatorów nieuszkodzonych (oznaczony dalej jako
„używany II”), przeprowadzone przez wykwalifikowanego diagnostę, zakończyło się
negatywnym rezultatem.
Chcąc ocenić zakłócający wpływ własności promieniowych pneumatyka na wynik testu
diagnostycznego, dla każdego elementu tłumiącego prowadzono badania przy nominalnej,
zaniżonej i zawyżonej wartości ciśnienia powietrza w ogumieniu (0,2; 0,15; 0,25 MPa).
Drugi etap badań dotyczył zaburzeń spowodowanych tarciem suchym w zawieszeniu.
Ze względu na szereg trudności o charakterze technicznym ograniczono się tylko do prób z
nominalnym (150 N) oraz zwiększonym (do 230, 290 i 370 N) tłumieniem ciernym.
Wszystkie testy tej serii realizowano z wykorzystaniem amortyzatora częściowo zużytego
(oznaczony dalej jako „używany I”) oraz przy braku tłumienia wiskotycznego w
2
zawieszeniu. Aby zwrócić uwagę na problem powtarzalności wyników, każdą próbę tego
typu wykonywano trzykrotnie.
Realizując program badań przeprowadzono łącznie 36 pomiarów. Rejestrowano
zarówno wartości wskaźnika EUSAMA jak i odpowiadające im częstotliwości
wymuszenia. Do wszystkich prób wykorzystano popularny w naszym kraju samochód
osobowy klasy średniej oraz jedno ze znanych stanowisk diagnostycznych (tablica 1).
Tablica 1.
Dane techniczne stanowiska diagnostycznego [5]
Nazwa parametru
Jednostka
Wartość
Dopuszczalne obciążenie przejezdne (siła nacisku na oś)
kN
40
Dopuszczalna siła nacisku koła jezdnego na płytę
kN
10
Zakres rozstawu kół jezdnych pojazdów badanych
m
0,815÷2,215
Moc silnika elektrycznego
kW
1,5
Maksymalna częstotliwość wymuszenia
Hz
23
Rozdzielczość wskazań częstotliwości
Hz
1
Amplituda wymuszenia
m
0,003
Zakres pomiarowy
%
0÷100
5. WYNIKI BADAŃ
Spośród rozpatrywanych amortyzatorów w dwóch przypadkach najlepszy wynik testu
osiągnął produkt nowy (rys. 1). Przy obniżonej wartości ciśnienia powietrza w ogumieniu
najwyższą ocenę uzyskał element, który podczas wcześniejszych oględzin uznano za
ewidentnie zużyty. Nieco gorzej wypadł amortyzator uszkodzony, natomiast najgorszym
wskaźnikiem EUSAMA cechował się ten oznaczony jako „używany I”.
70
u s zko d zo n y
używany I
używany II
nowy
60
50
40
30
20
10
0
0.15
0,2 (s tan nominalny)
0.25
Ciśnienie powietrza w ogumieniu, p [MPa]
Rys. 1. Wpływ stanu amortyzatora i ciśnienia powietrza w ogumieniu na wartość wskaźnika EUSAMA
3
Uzyskane w badaniach rezultaty okazały się zbieżne z wcześniejszymi doniesieniami o
zakłócającym wpływie własności promieniowych (sprężystych i tłumiących) pneumatyka
na wynik bezdemontażowego badania amortyzatorów. Po zmniejszeniu ciśnienia
powietrza w ogumieniu o 0,1 MPa (z 0,25 do 0,15 MPa), otrzymano wartości parametru
diagnostycznego od 14 do 20 punktów procentowych wyższe. Obserwowano tym większe
zaburzenia im gorszy był stan ocenianego elementu. Odwrotną tendencję zauważono w
przypadku częstotliwości, przy których wyznaczane były wartości wskaźnika EUSAMA
(rys. 2).
18
uszkodzony
używany I
używany II
nowy
16
14
12
10
8
6
4
2
0
0.15
0,2 (s tan nominalny)
0.25
Ciśnienie powietrza w ogumieniu, p [MPa]
Rys. 2. Wpływ stanu amortyzatora i ciśnienia powietrza w ogumieniu na wartość częstotliwości
„rezonansowej”
Na wynik testu diagnostycznego wpływało również tarcie suche w zawieszeniu (rys. 3).
Po zwiększeniu tego parametru o około 50% (ze 150 do 230 N) zaobserwowano zmiany
wartości wskaźnika EUSAMA od 54% do 60÷64%. Dalszy wzrost tłumienia ciernego nie
powodował już tak widocznej poprawy wyniku próby. Wyraźny stan nasycenia wystąpił
przy wartościach parametru diagnostycznego (wskaźnika WE) na poziomie 65%.
80
pomiar 1
pomiar 2
pomiar 3
70
60
50
40
30
20
10
0
150 (s tan nominalny)
230
290
370
Mak s ymal na s iła tarcia suchego w zawieszeniu, Fts
1max
[N]
Rys. 3. Wpływ tłumienia ciernego w zawieszeniu na wartość WE (amortyzator zamontowany)
4
W przypadku częstotliwości, przy których wyznaczane były końcowe rezultaty
kolejnych testów, trudno jest wskazać jakiekolwiek tendencje (rys. 4). Dość duże różnice
w wartościach (widoczne również na rys. 3) wskazują na pewną wadę stanowiska, którą
jest mała powtarzalności prób. Maksymalne rozbieżności podczas trzech pomiarów w tych
samych warunkach dochodziły tutaj do 7 punktów procentowych (5 Hz).
20
pomiar 1
pomiar 2
pomiar 3
18
16
14
12
10
8
6
4
2
0
150 (stan nominalny)
230
290
370
Mak s ymalna s iła tarcia suchego w zawieszeniu, Fts
1max
[N]
Rys. 4. Wpływ tłumienia ciernego w zawieszeniu na wartość częstotliwości „rezonansowej”
(amortyzator zamontowany)
Znacznie większe zaburzenia zaobserwowano po usunięciu tłumienia wiskotycznego z
zawieszenia (rys. 5). Opisywany stan graniczny wprowadzono w celu zobrazowania
sytuacji odpowiadającej całkowitemu zużyciu amortyzatora. O ile przy nominalnej
wartości tłumienia ciernego wynik próby był zerowy, to każdy wzrost tego parametru o
100 N powodował przyrost wskaźnika EUSAMA średnio o ponad 25 jednostek (punktów
procentowych). Po zwiększeniu tarcia suchego o 220 N (o około 150%) uzyskano wyniki z
pogranicza pomiędzy stanem dobrym i bardzo dobrym.
70
pomiar 1
pomiar 2
pomiar 3
60
50
40
30
20
10
0
150 (stan nominalny)
230
290
370
Mak s ymalna s iła tarcia suchego w zawieszeniu, Fts
1max
[N]
Rys. 5. Wpływ tłumienia ciernego w zawieszeniu na wartość WE (amortyzator wymontowany)
5
Plik z chomika:
andrew30
Inne pliki z tego folderu:
spaliny i akumulatory popr.docx
(23 KB)
Analiza spalin silnikĂlw z zapłonem iskrowym.doc
(79 KB)
eut_wykłady_dziubak.doc
(4467 KB)
PROBLEMATYKA OCENY STANU AMORTYZATORÓW.pdf
(526 KB)
analiza spalin.zip
(20970 KB)
Inne foldery tego chomika:
analiza ABC XYZ
brd
Budowa pojazdów
centra logistyczne
chemia zaliczenie
Zgłoś jeśli
naruszono regulamin