Technická diagnostika závěsu kola

Transkript

1 Technická diagnostika závěsu kola Grantový projekt GA ČR č.: 101/03/0304 Odpovědný řešitel: Doc. Ing. Ivan Mazůrek, CSc. Spolupráce na projektu: Aleš Dočkal Jakub Novák František Pražák a další Řešeno:

2 Grantový projekt GA ČR č.: 101/03/0304 Cíle projektu: Definovat metodiku přejezdového testu pro hodnocení tlumičů odpružení nákladních automobilů a motocyklů. Analyzovat optimální míru zjednodušení mechanického a matematického modelu testu. Stanovit vhodnou měřenou veličinu a typ snímače. Nalézt vhodný typ analýzy naměřeného signálu a vyčíslení míry tlumení testovaného závěsu. Ověřit systém hodnocení experimentem na experimentálním a běžném vozidle

3 úvod do problematiky bezdemontážní diagnostiky podvozků vozidel Aktivní bezpečnost vozidel Závěs kola základ kvalitních jízdních vlastností Vliv konstrukce a opotřebení závěsu na bezpečnost Tlumič odpružení nejvýznamnější prvek, limitovaná životnost Hodnocení stavu tlumičů odpružení - bezdemontážní diagnostika - obtížné u nákladních vozidel a motocyklů

4 úvod do problematiky bezdemontážní diagnostiky podvozků vozidel Zkoušení demontovaných tlumičů odpružení: -přesné zjištění charakteristik (F-v a F-z diagram) -pracnáa časově náročná demontáž

5 úvod do problematiky bezdemontážní diagnostiky podvozků vozidel Systémy bezdemontážních testů tlumičů odpružení osobních vozidel Vycházejí z hodnocení kmitání neodpružené hmoty (závěs kola) nebo odpružené hmoty (karosérie) Hodnocení testu srovnávací (databáze) nebo bezpečnostní 1. Systém rezonanční adhezní přítlak kola ke kmitající plošině testeru v % - EUSAMA (Tritec)

6 úvod do problematiky bezdemontážní diagnostiky podvozků vozidel 2. Systém rezonanční amplitudový obdoba rezonančního adhezního testeru mezi plošinu a budič (excentr) je vložena pružina, hodnotí se amplituda kmitání plošiny (BOGE)

7 úvod do problematiky bezdemontážní diagnostiky podvozků vozidel 3. Systémy dokmitové analýza dokmitu rozhoupané karosérie (zpravidla ruční vybuzení) a vyhodnocení útlumu tohoto pohybu (M-Tronic, TriStar) Problém aplikace výše uvedených metod na nákladní vozidla a motocykly. Možnosti excitace: - brzdný manévr -přejezdový test

8 volba excitační metody a měřené veličiny Brzdný manévr - citlivost na nestandardní projevy chování podvozku - nízká adresnost metody - obtížné posouzení jednotlivých komponent - význam pro budoucnost (on-board diagnostika) Využití snímačů zrychlení (ADXL) a úhlové rychlosti (Murata)

9 přejezdový test Přejezd definované překážky (výška prahu 10 60mm) zvolenou rychlostí (5-10 km/h) Snímání svislého zrychlení neodpružené hmoty (bezdrátové akcelerometry) Analýza pomocí zjednodušeného čtvrtinového modelu automobilu (model s jedním stupněm volnosti)

10 přejezdový test

11 bezdrátový akcelerometr Akcelerometry Analog Devices ADXL 202 a ADXL 210 s PWM modulací Radiový přenos (868 MHz) Vzorkovací frekvence 120 Hz Rozlišení 10 bitů

12 zpracování signálu zrychlení [m/s2] změřená data filtrovaná data lokální extrémy regresní exponenciála čas [s] Jednotlivé fáze při identifikaci parametrů diagnostického modelu

13 simulační ověření metodiky zrychlení [m/s2] měřená data měřená data modelovaná data modelovaná data čas [s] Porovnání měřeného a modelovaného signálu pro vozík v základním nastavení

14 experimenální ověření metodiky Experimentální přívěsný vozík síla [N] rychlost [m/s] -univerzálnířešení - simulace ¼ vozidla -rychlépřestavení základních parametrů v širokém rozmezí

15 experimenální ověření metodiky přejezd prahu vozíkem s částečně nefunkčním tlumičem přejezd prahu vozíkem s plně funkčním tlumičem

16 experimentální ověření přívěsný vozík zrychlení [m/s2] základní nastavení základní nastavení snížené tlumení snížené tlumení čas [s] Porovnání měření v nastavení se sníženou hmotou m1 (f=20.8hz, b=0.19) a navíc redukovanou účinností tlumiče (f=13.6hz, b=0.13)

17 experimenální ověření metodiky Jízdní zkoušky na reálných vozidlech: - motocykl Aprilia 350 ETX - LUV Fiat Ducato -tahač návěsů Scania 124 L

18 experimentální ověření Aprilia zrychlení [m/s2] základní nastavení základní nastavení snžený tlak pneu snžený tlak pneu čas [s] Porovnání měření v základním nastavení (f=16.7hz, b=0.13) a s tlakem v pneu sníženým z 2.2 na 1.8bar (f=16.0hz, b=0.14)

19 experimentální ověření Scania zrychlení [m/s2] čas [s] Odezva na přejezd prahu tuhou nápravou vozem Scania (f=14.5hz, b=0.14)

20 Grantový projekt GA ČR č.: 101/03/0304 Závěr: V rámci projektu byla vyvinuta metodika přejezdového testu pro ověřování technického stavu závěsu kola. nalezena optimální míra zjednodušení matematického a mechanického modelu testu a zkoušeného vozidla. stanovena měřená veličina a zvolen typ snímače. optimalizována metoda zpracování snímaného signálu (filtrace, digitalizace, bezdrátový přenos a vlastní analýza dat s vyčíslením velikosti útlumu sledovaného závěsu kola). navržená metodika ověřena experimentem

21 Grantový projekt GA ČR č.: 101/03/0304 Literatura: 1. EUSAMA Recommendations for a performance test specification of an on car vehicle suspension testing system TS Mazůrek, I.: Bezdemontážní diagnostika automobilových závěsů kol, habilitační práce, VUT- FSI, Brno Grof, Š.: Snímání dynamických parametrů motocyklu za jízdy, Diplomová práce, VUT-FSI, Brno Novák, J.: Bezdrátový akcelerometr, Fond vědy VUT-FSI BD , Brno Kopecký, T., Krupa, M.: Sensor Universal Wireless Unit and Acceleration Measurement. Proceedings of the International Interdisciplinary HONEYWELL EMI 2005 Student Competition and Conference. ISBN , pp Vlk F.: Dynamika motorových vozidel, Nakladatelství a zasilatelství Vlk 2001, Brno 7. Mazůrek, I., Dočkal, A., Pražák, F.: Diagnostic model of a shock absorber. In: Engineering Mechanics, 2005, vol. 12, no. A1, p ISSN Buchta, V., Lapčík, L. jr.: Numerické aspekty simulačních výpočtů vrstevnatých dělicích prvků s volnou výplní, Akustické listy, 11(1), březen 2005, str Pražák, F.: Náhrada závěsu kola automobilu, projekt Fondu vědy VUT-FSI BD , Brno

22 Grantový projekt GA ČR č.: 101/03/0304 Děkuji za trpělivost

23 Grantový projekt GA ČR č.: 101/03/0304 Tady nic veselého nečekejte