TLUMIČ ODPRUŽENÍ jako prvek ovlivňující jízdní vlastnosti automobilu

Transkript

1 Disertační práce TLUMIČ ODPRUŽENÍ jako prvek ovlivňující jízdní vlastnosti automobilu Ing. František Pražák Školitel: Doc. Ing. Ivan Mazůrek CSc.

2 Osnova prezentace 1. Současná problematika diagnostiky tlumiče odpružení 2. Cíl disertační práce 3. Přístup k diagnostice tlumiče odpružení pomocí mat. simulace - diagnostický model hydraulického tlumiče - diagnostický čtvrtinový model automobilu 4. Hodnocení bezdemontážní diagnostiky tlumičů odpružení - impulsní dokmitový test - resonanční adhezní test - resonanční amplitudový test 5. Nová metodika bezdemontážní diagnostiky tlumičů - přejezdový test 6. Experimentální testy 7. Závěr a zhodnocení disertační práce 8. Odpovědi na otázky oponentů

3 1. Současná problematika diagnostiky tlumiče odpružení Tlumič odpružení

4 1. Současná problematika diagnostiky tlumiče odpružení Bezdemontážní diagnostika tlumičů odpružení 1. Impulsní dokmitový test síla působící mezi kolem a plošinou [N] 2. Resonanční adhezní test čas [s] 8 1

5 1. Současná problematika diagnostiky tlumiče odpružení Bezdemontážní diagnostika tlumičů odpružení 3. Resonanční amplitudový test pohyb pomocné hmoty m [mm] čas [s] špatný technický stav tlumiče odpružení závěs kola s dobým tlumiče odpružení 1

6 1. Současná problematika diagnostiky tlumiče odpružení Přístup k matematickému modelování

7 2. Cíl disertační práce Cílem disertační práce je využití matematického modelování pro analýzu chování závěsu kola automobilu v závislosti na technickém stavu tlumiče odpružení. Dílčím úkolem této disertační práce je pomocí matematické simulace ověřit meze funkčnosti jednotlivých testerů určených pro bezdemontážní diagnostiku tlumičů. Výsledky matematického modelování ověřit reálnými experimenty na zkušebním vozidle.

8 3. Přístup k diagnostice tlumiče odpružení pomocí mat. simul. Čtvrtinový model automobilu s podmodelem diagnostického tlumiče odpružení - pracovat s lomenou nelineární charakteristikou různou pro tah a tlak imitovat vůli v uchycení tlumiče simulovat pružnosti montážních pružných lůžek zohlednit setrvačné hmoty tlumiče přihlédnout k pružnost plynové náplně simulovat smykové tření v systému uvažovat s vlivem přetlaku systému u plynových tlumičů

9 3. Přístup k diagnostice tlumiče odpružení pomocí mat. simul. Základní parametry modelu neodpružená hmota m1 kg 39.5 odpružená hmota m2 kg 25 hmota tlumiče m3 kg.5 radiální tuhost pneumatiky k1 N/mm tuhost vozidlové pružiny k2 N/mm 7 tuhost uchycení tlumiče N/mm 5

10 3. Přístup k diagnostice tlumiče odpružení pomocí mat. simul. Tlumič odpružení rychlostní charakteristika síla [N] rychlost [m/s] střední kluzná rychlost.52 m/s střední kluzná rychlost.15 m/s.6

11 3. Přístup k diagnostice tlumiče odpružení pomocí mat. simul. Tlumič odpružení typické závady

12 3. Přístup k diagnostice tlumiče odpružení pomocí mat. simul. Provedené simulace Citlivostní analýza jednotlivých testerů -3% neodpružená hmota m1 kg 39.5 odpružená hmota m2 kg 25 hmota tlumiče m3 kg.5 radiální tuhost pneumatiky k1 N/mm tuhost vozidlové pružiny k2 N/mm 7 tuhost uchycení tlumiče N/mm 5 +3% Projev vybrané závady tlumiče odpružení síla [N] rychlost [m/s] dobrý tlumič vadný tlumič

13 4. Hodnocení bezdemontážní diagnostiky tlumičů odpružení Impulsní dokmitový test

14 4. Hodnocení bezdemontážní diagnostiky tlumičů odpružení Impulsní dokmitový test měrný útlum pokles útlumu [%] základní nastavení.221 vůle v uchycení měkké pryžové lůžko snížená funkčnost tlumiče

15 4. Hodnocení bezdemontážní diagnostiky tlumičů odpružení Resonanční adhezní test síla působící mezi kolem a plošinou [N] čas [s] 8 1

16 4. Hodnocení bezdemontážní diagnostiky tlumičů odpružení Resonanční adhezní test 88 EUSAMA [%] EUSAMA [%] Sníží přítlaku síly [%] Základní nastavení Vůle v uchycení Pružné lůžko Vada v tlumící charakteristice změna nastavení pozorovaného parametru [%] vliv odpružené hmoty vliv nahuštění pneumatiky vliv neodpružené hmoty 35

17 4. Hodnocení bezdemontážní diagnostiky tlumičů odpružení Resonanční amplitudový test pohyb pomocné hmoty m [mm] čas [s] špatný technický stav tlumiče odpružení závěs kola s dobým tlumiče odpružení 1

18 4. Hodnocení bezdemontážní diagnostiky tlumičů odpružení Resonanční amplitudový test 8 změna amplitudy [%] změna nastavení pozorovaného parametru [%] vliv odpružené hmoty vliv neodpružné hmoty vliv nahuštění pneumatiky Max. amplituda [mm] Změna amplitudy [%] Základní nastavení 2.5 Vůle v uchycení Pružné lůžko Vada v tlumící charakteristice

19 5. Nová metodika bezdemontážní diagnostiky tlumičů stlačení kola [mm] Přejezdový test čas přejezdu překážky [s] rychlost přejezdu 2km/h;výška 25mm rychlost přejezdu 1km/h;výška 25mm rychlost přejezdu 2km/h;výška 5mm.12

20 5. Nová metodika bezdemontážní diagnostiky tlumičů Přejezdový test 6 5 Poměrný útlum [-] Základní nastavení.335 Vůle v uchycení Pružné lůžko Vada v tlumící charakteristice změna nastavení pozorovaného parametru [%] 4 vliv odpružené hmoty 3 vliv nahuštění pneumatiky vliv neodpružné hmoty poměrný útlum [%] poměrný útlum [%] 4-35 Sníží tlumení [%] změna nastavení pozorovaného parametru [%] vliv rychlosti přejetí překážky vliv výšky překážky 35

21 6. Experimentální testy Experimentální vozík

22 6. Experimentální testy Resonanční adhezní test odpr. hmota [kg] TriTec, tlak pneu 1.5 TriTec, tlak pneu.7 neodpr. hmota [kg] tuhost pneumatiky [N/mm] tuhost odpružení [N/mm] stav tlumiče modelovaná vl. frekvence odpružené hmoty [Hz] modelovaná vl. frekvence neodpružené hmoty [Hz] naměřená vl. frakvence odpružené hmoty [Hz] naměřená vl. frakvence neodpružené hmoty [Hz] bez oleje

23 6. Experimentální testy Impulsní dokmitový test rovina, tlak pneu 1.5 atm výška vozíku od země [mm] rovina, tlak 58 pneu.7 atm Odpružená hmota [kg] neodpružen á hmota [kg] tuhost pneumatiky [N/mm] tuhost odpružení [N/mm] teoretická vl. Frekvence odpružené hmoty [Hz] naměřená vl. frekvence odpružené hmoty [Hz] čas [s] špatný tlumič dobrý tlumič 2

24 6. Experimentální testy Přejezdový test tlumič.7.7 výška překážky [mm] špatný měrný útlum 4 naměřeno zrychlení (záznam měřeného signálu [V]) tlak v pneumatice [atm] rychlost přejezdu [km/h] vl.frekvence neodpružené hmoty [Hz] naměřeno měrný útlum modelov ané vl.frekvence neodpružené hmoty [Hz] modelované X čas [s].7 rychlost 2km/h;výška 3mm rychlost 2km/h;výška 6mm rychlost 1km/h;výška 3mm rychlost 1km/h;výška 3mm dobrý

25 7. Závěr a zhodnocení disertační práce Závěrečné zhodnocení 1. Byl vytvořen matematický diagnostický čtvrtinový model automobilu s podmodelem hydraulického tlumiče 2. Provedla se citlivostní analýza testerů určených pro bezdemontážní diagnostiku tlumičů odpružení 3. Ověřili se možnosti experimentálního vozíku představující fyzický model čtvrtinového modelu automobilu 4. Prezentovala se nová metodika bezdemontážní diagnostiky Přejezdový test

26 Děkuji za pozornost

27 8. Odpovědi na otázky oponenta Ing. Bronislav Růžička Globální charakteristika tlumiče a stanovení charakteristik ostatních komponent při tvorbě matematického modelu síla [N] rychlost [m/s] střední kluzná rychlost.52 m/s střední kluzná rychlost.15 m/s.6

28 8. Odpovědi na otázky oponenta Ing. Bronislav Růžička Globální charakteristika tlumiče a stanovení charakteristik ostatních komponent při tvorbě matematického modelu experimetnálně zjištěná charakteristika F[N] namodelovaná charakteristika v[m/s]

29 8. Odpovědi na otázky oponenta Ing. Bronislav Růžička Vliv dynamického stlačování pneumatiky na celkovou hodnotu útlumu závěsu kola Běžná pneumatika osobního automobilu Bantamová pneumatika

30 8. Odpovědi na otázky oponenta Doc. Ing. Zdeněk Kaplan, CSc. Jak by doktorand sám kriticky zhodnotil přínos své disertační práce pro rozvoj vědního oboru? síla [N] rychlost [m/s] střední kluzná rychlost.52 m/s střední kluzná rychlost.15 m/s změna amplitudy [%] změna nastavení pozorovaného parametru [%] vliv odpružené hmoty vliv nahuštění pneumatiky vliv neodpružné hmoty 35

31 8. Odpovědi na otázky oponenta Doc. Ing. Zdeněk Kaplan, CSc. Proč není k disertační práci přiložen výkres experimentálního vozíku? l = 16mm vzdálenost od osy kývání k stykovému bodu pneumatika-vozovka lt = 12 mm poloha těžiště vozíku lo = 14mm umístění snímačů zrychlení na tlumiči lm = 16mm osa modelu lz = 18mm - umístění tlumiče na závěsu kola (přepákování tlumiče je 1:2)

32 8. Odpovědi na otázky oponenta Doc. Ing. Zdeněk Kaplan, CSc. Z jakých předpokladů byly stanoveny hodnoty veličin uvedených v kapitole 5.1 Identifikace fyzikálních parametrů vozíku? Jak byly dále využívány? Převod na modelová situaci Parametry vozu Škoda Fábia Parametry vozíku neodpružená hmota m1 kg 33 odpružená hmota m2 kg 233 hmota tlumiče m3 kg.5 radiální tuhost pneumatiky k1 N/mm tuhost vozidlové pružiny k2 N/mm 4 neodpružená hmota m1 kg 1.5 odpružená hmota m2 kg 51.4 hmota tlumiče m3 kg.5 radiální tuhost pneumatiky k1 N/mm 53.4 tuhost vozidlové pružiny k2 N/mm 4

33 8. Odpovědi na otázky oponenta Doc. Ing. Zdeněk Kaplan, CSc. str. 46: Po bedlivém prozkoumání tohoto problému, za přispění matematického modelování a výsledků z předchozích testů se ukazuje problémovým prvkem pneumatika. Jaký byl první odhad doktoranda? Chybná analýza??? Nežádoucí modální vlastnosti vozíku???

34 8. Odpovědi na otázky oponenta Doc. Ing. Zdeněk Kaplan, CSc. Které další prvky, vedle tlumiče odpružení, ovlivňují jízdní vlastnosti automobilu? Bezpečnost Komfort Pneumatika Geometrie náprav Kinemato-elasitka závěsu kola Svislá dynamika závěsu kola Aerodynamika a přítlačné plochy Tuhost karosérie