DIAGNOSTYKA MASZYN I POJAZDÓW. Ocena stanu amortyzatorów pojazdu zgodnie z SKP

Transkrypt

1 Wydział Mechaniczny Politechniki Białostockiej Katedra Budowy i Eksploatacji Maszyn Instrukcja do zajęć laboratoryjnych z przedmiotu: DIAGNOSTYKA MASZYN I POJAZDÓW Ćwiczenie nr: DMiP-5 Ocena stanu amortyzatorów pojazdu zgodnie z SKP Kod przedmiotu: MHBMS26001, MHBMN26001 Instrukcję opracował: dr inż. Dariusz Szpica Białystok 2016

2 CEL ĆWICZENIA Celem ćwiczenia jest kontrola działania amortyzatorów pojazdu w próbach stanowiskowych zgodnie z procedurami stosowanymi w Stacjach Kontroli Pojazdów. SPIS TREŚCI 1. WPROWADZENIE STANOWISKO POMIAROWE PRZEDIEG ĆWICZENIA Sprawdzenie wiedzy ogólnej Zapoznanie się z budową stanowiska Badanie układu hamulcowego na urządzeniu płytowym SA2 MAHA WARUNKI BHP SPRAWOZDANIE Z ĆWICZENIA PYTANIA KONTROLNE LITERATURA PROTOKÓŁ POMIAROWY... 9 PROTOKÓŁ POMIAROWY Instrukcja do zajęć laboratoryjnych 2

3 1. WPROWADZENIE Potrzeba oceny stanu technicznego pojazdu, głównie układów zapewniających bezpieczeństwo była nieodzownym problemem diagnostycznym. Spora część urządzeń wykorzystywanych obecnie w diagnostyce to zmodyfikowane stanowiska będące wcześniej na wyposaŝeniu działów kontroli w zakładach produkcyjnych. Podstawowym problemem przy ocenie amortyzatorów jest odniesienie ich stanu do wartości parametru diagnostycznego, który mógłby je opisywać w sposób moŝliwie wiarygodny. Najprostsze metody, polegające na bujaniu" nadwozia, nie były wystarczające, gdyŝ nie dostarczały informacji w postaci parametru stanu. Podstawowy podział metod badania amortyzatorów moŝna przedstawić jako: a) metoda drgań własnych tłumionych tzw. zrzut z klina, zapadnia (rys. 2). Częstotliwość drgań: ok. 0,7-1,5 Hz, kryterium oceny: liczba półokresów drgań, na podstawie których moŝna wyznaczyć logarytmiczny dekrement tłumienia. Jest on parametrem opisującym ruch drgający tłumiony, a definiuje się go jako logarytm naturalny ze stosunku dwóch kolejnych wychyleń nadwozia w tym samym kierunku. Metody drgań własnych w chwili obecnej nie są stosowane w Stacjach Kontroli Pojazdów (SKP). b) metoda drgań wymuszonych metoda typu Boge nazwa historyczna pochodząca od nazwy firmy producenta amortyzatorów, która taką metodę i stanowiska zastosowała po raz pierwszy; częstotliwość drgań: od Hz do zera, kryterium oceny: podwójna amplituda w pobliŝu rezonansu metoda typu Eusama, opracowana przez Europejskie Stowarzyszenie Producentów Amortyzatorów Samochodowych; częstotliwość wymuszenia drgań ok. 25 Hz (i więcej), kryterium oceny: stosunek minimum pionowej reakcji dynamicznej w kontakcie koło-płyta do reakcji statycznej, tzw. wartość Eusama. wyznaczanie przesunięcia fazowego, wyznaczanie wartości tłumienia Lehrscha D. Metody drgań wymuszonych Boge i Eusama są szeroko wykorzystywane w SKP. W ofercie firmy MAHA pojawiło się stanowisko wyznaczające tłumienie Lehrscha. Rys. 1. Widok płyt pomiarowych do badania amortyzatorów (Poradnik Serwisowy) Wymuszenie o wysokiej częstotliwości (powyŝej 15 Hz) ma na celu wytworzenie odpowiednio wysokiej wartości siły tłumienia w amortyzatorze, jako odpowiedzi na względne przemieszczenie jego końców. W ten sposób amortyzator działa z duŝą prędkością, a tym samym wytwarza duŝą siłę tłumienia wiskotycznego. NiezaleŜnie od układu zawieszenia i zastosowanej metody oraz stanowiska, podczas badania diagnostycznego w ruch drgający są wprawiane róŝne masy: nieresorowane zawieszenia, pojazdu oraz związane z konstrukcją stanowiska diagnostycznego. Badanie stanu zawieszenia samochodu, w tym zwłaszcza stanu amortyzatora, odbywa się podczas tzw. testu drganiowego układu zawieszenia. Instrukcja do zajęć laboratoryjnych 3

4 NaleŜy jednak podkreślić, Ŝe badanie takie umoŝliwia ocenę łącznych właściwości tłumiących całego zawieszenia, a więc występujących w nim elementów: koła ogumionego pojazdu, elementów spręŝystotłumiących, elementów mocujących zawieszenie do nadwozia lub ramy pojazdu i wreszcie samego amortyzatora hydraulicznego, którego tłumienie ma rzeczywiście największy wpływ na wyniki badania diagnostycznego. NiezaleŜnie od stanowiska, zastosowanej metody diagnozowania, rodzaju zawieszenia w pojeździe, oceniany jest stan techniczny zawieszenia, a nie stan jednego z elementów, jakim jest amortyzator hydrauliczny. Ocena stanu amortyzatora w kontekście badania całego układu zawieszenia jest bliŝsza spekulacji niŝ wiarygodnej ocenie, jednak niezbędne jest wprowadzenie metod badawczych, które słuŝą porównaniu, na podstawie których moŝemy wykluczyć amortyzatory niesprawne. Rys. 2. Schemat stanowiska wykorzystującego metodę Boge: 1 pojazd, 2 koło osi przedniej / tylnej, 3 - płyta najazdowa wprawiana w ruch drgający, 4 - układ wymuszający drgania płyty najazdowej, 5 silnik elektryczny napędzający układ wymuszenia (Poradnik Serwisowy) Rys. 3. Schemat stanowiska wykorzystującego metodę Eusama: 1 - pojazd, 2 - koło osi przedniej/tylnej, 3 - płyta najazdowa wprawiana w ruch drgający, 4 - układ belki zginanej z czujnikami tensometrycznymi, 5 - silnik elektryczny napędzający układ wymuszenia (Poradnik Serwisowy) Jako idea, która umoŝliwiałaby w sposób bliŝszy rzeczywistości określenie stanu zawieszenia, była następująca: wymusić niezaleŝnie drgania kaŝdego koła (zawieszenia) z moŝliwie duŝą prędkością, tak aby rozwijana przez elementy tłumiące siła odpowiadała średniemu zakresowi występującemu podczas ruchu na drodze, co naleŝy uznać, za pewien wariant umowny. Podczas badania amortyzatorów wyznaczamy wskaźnik, który nie mówi o sprawności amortyzatora, lecz, wartości umownego parametru, który jest błędnie utoŝsamiany sprawnością. W stanowisku typu Boge do pomiaru przemieszczenia płyty stanowiska są wykorzystywane najczęściej czujniki indukcyjne przemieszczenia, współpracujące z odpowiednim układem elektronicznym. Natomiast w stanowisku typu Eusama układ pomiarowy stanowi zginana belka z naklejonymi czujnikami tensometrycznymi, które równieŝ współpracują z odpowiednim układem elektronicznym. Wartości parametrów wymuszenia: w stanowisku typu Boge początkowa częstotliwość wymuszenia wynosi ok. 16 Hz, a amplituda ok. 9 mm, w stanowisku typu Eusama - ok. 25 Hz przy amplitudzie ok. 6 mm. Wyszczególnione róŝnice wartości parametrów wynikają m.in. z konstrukcji urządzeń (przy stałym skoku płyty moŝna osiągnąć wyŝsze częstotliwości wymuszenia drgań). Zachowane zostają jednak zbliŝone wartości prędkości wymuszenia. W obydwu przypadkach przebieg badania polega na rozpędzeniu układu wymuszającego do odpowiednich prędkości obrotowych i następuje ich odłączenie, a następnie pomiar i rejestracja parametrów wynikających z zastosowanej metody: przemieszczenia płyty w metodzie Boge i dynamicznego nacisku koła w metodzie Eusama. Ocena stanu zawieszenia jest dokonywana na podstawie dwóch parametrów diagnostycznych: maksymalnego przemieszczenia płyty w obszarze rezonansu układu zawieszenia dla metody Boge) i tzw. wskaźnika (współczynnika) Eusama, wyraŝonego jako iloraz nacisku statycznego do nacisku dynamicznego koła na płytę stanowiska i zapisanego w postaci zaleŝności: najmniejszy nacisk dynamiczny Wsk EUSAMA = 100% nacisk statyczny Instrukcja do zajęć laboratoryjnych 4

5 a) b) Rys. 4. Przykładowe wydruki z pomiarów amortyzatorów: a metoda Boge, b metoda Eusama (Poradnik Serwisowy) Kryteria oceny amortyzatorów ustalone przez Europejskie Stowarzyszenie Producentów Amortyzatorów (EUSAMA) są następujące: 0 20% = niedostateczna skuteczność tłumienia, 21 40%, = średnia, 41 60%, = dobra, powyŝej 60%, = bardzo dobra. RóŜnica między wartościami wskaźnika EUSAMA dla strony lewej i prawej jednej osi nie powinna być większa niŝ 20%. 2. STANOWISKO POMIAROWE 1 2 Rys. 5. Widok urządzenia diagnostycznego SA 2 MAHA: 1 płyty pomiarowe, 2 pulpit sterowniczy. Urządzenie SA 2 w pełni automatyczną kontrolę amortyzatorów w stanie zamontowanym. Automatyczne uruchomienie pomiaru odbywa się po obciąŝeniu płyt kontrolnych po obydwu stronach stanowiska. Indukcyjny elektroniczny pomiar drogi daje moŝliwość precyzyjnej oceny. Opcjonalnie moŝliwe jest ręczne sterowanie do wyszukiwania hałasów w zawieszeniu. Prezentacja wyników przeparta jest wartościami pomiarowymi z amplitudą w mm i procentach, z wyświetlaniem róŝnicy prawy / lewy i graficzną prezentacją. Wydruk wartości pomiarowych z datą, godzina, nagłówkiem firmowym, grafiką. Urządzenie S.A. 2 ma moŝliwość zabudowania w linii diagnostycznej. 3. PRZEDIEG ĆWICZENIA 3.1. Sprawdzenie wiedzy ogólnej Warunkiem przystąpienia do zajęć jest wykazanie się wiedzą teoretyczną z zakresu tematu zajęć laboratoryjnych. Sprawdzenie wiadomości z zakresu tematu wykonywanego ćwiczenia odbędzie się na podstawie zaliczenia pisemnego po zakończeniu zajęć. Instrukcja do zajęć laboratoryjnych 5

6 3.2. Zapoznanie się z budową stanowiska Urządzenie SA 2 działa wykorzystując metodę pomiaru maksymalnej amplitudy drgań koła przy przejściu przez częstotliwość rezonansową. Metoda ta została uznana i przyjęta przez większość producentów pojazdów i takŝe przy zmienionych warunkach brzegowych jak: masa pojazdu, ciśnienie w oponach, czy pozycja pojazdu na stanowisku - jest metodą umoŝliwiającą bardzo precyzyjny i powtarzalny pomiar. Przed przystąpieniem do pomiarów naleŝy sprawdzić, czy: odcinek (powierzchnia) na którym przeprowadzane będą pomiary nie spowoduje zagroŝenia bezpieczeństwa, rzeźba bieŝnika odpowiada wymaganiom (par. 10, ust.5, pkt.4 rozporządzenia Ministra Komunikacji z dn r.). ciśnienie w ogumieniu nie róŝni się od nominalnego więcej niŝ +/- 0,01 MPa dla samochodów osobowych i +/- 0,02 MPa dla pozostałych pojazdów, pojazd obciąŝony jedynie z samym kierowcą. kierujący pojazdem nie powinien wykonywać Ŝadnych gwałtownych ruchów podczas badania, podczas badania nie naleŝy wysiadać, czy wsiadać do samochodu, gdyŝ wprowadza to dodatkowe drgania nadwozia i zmienia wartość badanej masy. Po ustaleniu warunków pomiarów zostanie przeprowadzony krótki instruktaŝ uŝytkowania urządzenia poparty omówieniem elementów składowych i ich roli w toku badawczym Badanie układu hamulcowego na urządzeniu płytowym SA2 MAHA PoniŜej przedstawiono tok pomiarowy na urządzeniu SA 2 MAHA. URUCHOMIENIE URZĄDZENIA MENU GŁÓWNE (Mat. MAHA) 1. Włączyć zasilanie urządzenia. 1. Ekran uruchamiający program z logo firmy MAHA. W dolnym wierszu odczytać moŝna numer wersji programu. 3. Ekran, informujący o tym, jakie urządzenia są podłączone, np.: Urządzenie rolkowe SA Ekran główny - Menu główne programu Eurosystem_PC Z poziomu tego ekranu rozpoczyna się kaŝdy pomiar. 5. Wciskając <1> Wybór pojazdu lista oczekiwania. Ekran wyboru pojazdu, zawierający listę pojazdów oczekujących na badanie, tzn. lista oczekiwania. Przed rozpoczęciem badania, z tej bazy danych wybieramy pojazd i zatwierdzamy ENTER. 6. Wciskając <3> Wyniki pomiarów Ekran zawierający listę pojazdów przebadanych. Z poziomu tego ekranu istnieje moŝliwość przeglądania wyników z przeprowadzonych pomiarów. Instrukcja do zajęć laboratoryjnych 6

7 7.Wciskając <Enter> ukazuje się ekran podglądu wyników. 8. WjeŜdŜamy przednią osią na płyty pomiarowe urządzenia. 9.Pomiar odbywa się automatycznie. Pierwsze badanie dotyczy kola lewego. 10. Następnie badane jest kolo prawe. Wyniki są nakładane na siebie. 11. WjeŜdŜamy tylną osią na płyty pomiarowe urządzenia. 12. Pomiar odbywa się automatycznie. Pierwsze badanie dotyczy kola lewego. 13. Następnie badane jest kolo prawe. Wyniki są nakładane na siebie. 14. Po zakończeniu badania system przechodzi do okna głównego 15. Wciskając <F5> moŝliwy jest podgląd wyników pomiarów. 16.Wciskając <1> włączamy podgląd wyników osi przedniej. Wciskając <2> podgląd wyników osi tylnej. 17.Wyniki pojawiają się w układzie zgodnym z ekranem po zakończeniu pomiarów. Wciskając <Esc> wychodzimy 12. Plansza główna programu diagnostycznego: <1>, <2>, <3>, <4>, <5>, <6> - nie uŝywać opcje serwisu. Instrukcja do zajęć laboratoryjnych 7

8 13. Wciskając <F6> Zarządzanie. Plansza główna zarządzania danymi. Poprzez wybór odpowiednich funkcji istnieje moŝliwość m.in. dopisywania danych klientów i danych pojazdów do bazy, przeglądania, wyszukiwania i usuwania wyników pomiarów z bazy danych. 14.Wciskając <3> Baza danych Przykładowa plansza zarządzania bazą danych. 15. Wciskając <F8> Nowy pojazd. Gdy podczas badania pojazdu chcemy zakończyć pomiary bez zapisywania wyników w pamięci urządzenia i przystąpić do badania innego pojazdu, naleŝy nacisnąć przycisk <F8> Nowy pojazd. Następnie naleŝy nacisnąć: Esc w przypadku, gdy chcemy powrócić do aktywnego badania, F2 w przypadku, gdy chcemy rozpocząć badanie nowego pojazdu. Na wydruku otrzymujemy (rys. 6): przebiegi przemieszczeń w funkcji czasu, maksymalne amplitudy poszczególnych kół osi, wartości graniczne amplitud, róŝnicę procentową dla maksymalnych amplitud, wyznaczoną przyczepność kół, oraz róŝnicę, naciski poszczególnych kół, naciski poszczególnych osi. 4. WARUNKI BHP Podczas badań naleŝy przestrzegać przepisy obowiązujące w laboratorium pojazdów samochodowych. Rys. 6. Przykładowy wydruk pomiaru 5. SPRAWOZDANIE Z ĆWICZENIA Sprawozdanie powinno zawierać: stronę tytułową. charakterystykę techniczną badanego pojazdu. wydruki wyników pomiarów. protokół pomiarowy. wnioski. 6. PYTANIA KONTROLNE 1. Scharakteryzować metodę Boge badania zawieszenia 2. Scharakteryzować metodę Eusama badania zawieszenia 3. Scharakteryzować metodę zrzutu z klina badania zawieszenia 4. Budowa i działanie stanowiska płytowego, metoda oceny amortyzatorów 5.Metoda oceny amortyzatorów za pomocą stanowiska SA2 MAHA Instrukcja do zajęć laboratoryjnych 8

9 7. LITERATURA 1. Bocheński C. (2000), Badania kontrolne pojazdów, WKiŁ, Warszawa. 2. Czasopismo Poradnik Serwisowy. 3. Orzełowski S. (1995): Eksperymentalne badania samochodów i ich zespołów. WNT. Warszawa Rozporządzenie Ministra Infrastruktury z dnia 31 grudnia 2002 r. w sprawie warunków technicznych pojazdów oraz zakresu ich niezbędnego wyposaŝenia (Dz. U. z 2003 r. Nr 32, poz. 262 z późniejszymi zmianami. 5. Trzeciak K. (2010): Diagnostyka samochodów osobowych, WKiŁ, Warszawa. 6. Urządzenie płytowe do kontroli amortyzatorów SA2 MAHA- instrukcja obsługi. 7. Urządzenie płytowe do sprawdzania hamulców HEKA UNIVERS A4- instrukcja obsługi. 8. PROTOKÓŁ POMIAROWY Instrukcja do zajęć laboratoryjnych 9

10 Białystok, dn Parametry techniczne pojazdu: Wydział Mechaniczny Politechniki Białostockiej Katedra Budowy i Eksploatacji Maszyn specjalność: konstrukcja i eksploatacja maszyn i pojazdów PROTOKÓŁ POMIAROWY Ćwiczenie nr: DMiP-5 Ocena stanu amortyzatorów pojazdu zgodnie z SKP Parametr Maksymalne amplitudy Wartości graniczne amplitud RóŜnicę procentową dla maksymalnych amplitud Przyczepność kół RóŜnica przyczepności kół Naciski poszczególnych kół Naciski poszczególnych osi Karta oceny stanu amortyzatorów na stanowisku SA 2 MAHA Koło lewe przednie Koło prawe przednie Koło lewe tylne Koło prawe tylne.. data wykonania ćwiczenia podpis prowadzącego