POJAZDY SAMOCHODOWE. Badania funkcjonalne pojazdów

Transkrypt

1 Wydział Mechaniczny Politechniki Białostockiej Katedra Budowy i Eksploatacji Maszyn Instrukcja do zajęć laboratoryjnych z przedmiotu: POJAZDY SAMOCHODOWE Ćwiczenie nr: PS - Badania funkcjonalne pojazdów Kod przedmiotu: MHBMS6005, MHBMN6005 Instrukcję opracował: dr inż. Konstanty Juziuczuk dr inż. Andrzej Borawski Białystok 016

2 CEL ĆWICZENIA Celem ćwiczenia laboratoryjnego (próby) jest: kontrola poziomu hałasu zewnętrznego emitowanego przez pojazd na postoju i sporządzenie tzw. mapy hałasu; kontrola poziomu dźwięku sygnału dźwiękowego; określenie hałaśliwości zewnętrznej pojazdu podczas jazdy; określenie hałaśliwości wewnętrznej pojazdu podczas jazdy, sporządzenie mapki pola widoczności przez kierowcę w dobrych warunkach i złych pogodowych. SPIS TREŚCI 1. WPROWADZENIE.... METODYKA POMIARÓW Sprawdzenie wiedzy ogólnej Zapoznanie się z budową stanowiska Ogólne warunki kontroli hałasu Przebieg pomiarów WYMAGANIA BHP SPRAWOZDANIE Z ĆWICZENIA PYTANIA KONTROLNE LITERATURA... 9 PROTOKÓŁ POMIAROWY... 9 Instrukcja do zajęć laboratoryjnych

3 1. WPROWADZENIE Do badań funkcjonalnych pojazdów naleŝy zaliczyć przede wszystkim: - pomiar hałasu emitowanego przez pojazd, - określenie pola widoczności, - określenie jakości warunków klimatyzacyjnych w pojeździe, - ocena pojemności i funkcjonalności bagaŝnika, - ocena obszerności i funkcjonalności wnętrza pojazdu. Hałaśliwość pracy pojazdu bada się przede wszystkim w celu dokonania oceny uciąŝliwości emitowanego hałasu dla kierowcy i pasaŝerów oraz dla osób pozostających na zewnątrz pojazdu. W tym sensie rozróŝnia się hałas wewnętrzny i zewnętrzny, tzn. hałas w przestrzeni pasaŝerskiej i hałas emitowany na zewnątrz pojazdu. W Polsce pomiary hałasu wewnętrznego wykonuje się zgodnie z wymogami normy PN-9/S Ponadto zasady pomiaru hałasu wewnętrznego podczas postoju pojazdu określone są w załączniku nr Zarządzenia Ministra Transportu i Gospodarki Morskiej z r. (Monitor Polski Dz. U. R. P. nr 6 z r. póz. 695). Pełny zakres kontroli hałasu zewnętrznego podczas postoju pojazdu obejmuje dwa etapy: kontrolę organoleptyczną (I etap); pomiar poziomu hałasu miernikiem poziomu dźwięku (II etap). Przeprowadzenie II etapu kontroli uzaleŝnione jest od wyników I etapu. Kontrola w I-szym etapie polega na organoleptycznym sprawdzeniu układu wydechowego pojazdu i ocenie jego stanu technicznego, a następnie na subiektywnej ocenie poziomu hałasu przy ustalonej prędkości obrotowej wału Rys. 1. Punkty pomiarowe do pomiaru hałasu zewnętrznego i poziomu dźwięku sygnału na postoju (Juziuczuk i inni, 011) korbowego, odpowiadającej 75% prędkości obrotowej mocy maksymalnej. Prowadzący I-szy etap kontroli stoi w miejscu lokalizacji mikrofonu (rys. l póz. 1). W pierwszym etapie kontroli niedopuszczalne są: a/ wyraźne zauwaŝalne nieszczelności układu wydechowego, b/ niekompletność układu wydechowego, c/ wyraźnie nadmierny poziom hałasu. W przypadku stwierdzenia usterek określonych w pkt. a i b pojazd moŝe być dopuszczony do ruchu warunkowo albo nie dopuszczony, w zaleŝności od rozmiarów stwierdzonych uszkodzeń i braków. W przypadku negatywnej oceny wg pkt. c pojazd naleŝy poddać II-emu etapowi kontroli, tj. pomiaru poziomu hałasu zewnętrznego na postoju. Instrukcja do zajęć laboratoryjnych

4 . METODYKA POMIARÓW Zajęcia laboratoryjne powinny przebiegać zgodnie z podaną niŝej kolejnością. Zmiana kolejności wykonywania poszczególnych zadań moŝliwa jest tylko po ustaleniu tego z prowadzącym zajęcia..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 bloku tematycznego... Zapoznanie się z budową stanowiska Stanowisko do przeprowadzenia próby powinno być wyposaŝone w: - sprawny technicznie samochód, - przyrząd AS-10 do pomiaru poziomu dźwięku (wraz z instrukcją obsługi), - taśmę pomiarową, - łatę (listwę) drewnianą... Ogólne warunki kontroli hałasu Kontrola polega na pomiarze poziomu hałasu zewnętrznego miernikiem poziomu dźwięku na krzywej korekcyjnej A i dla stałej czasowej miernika F (Fast-szybko). Pomiaru nie powinno się dokonywać w warunkach atmosferycznych niekorzystnych w stopniu mogącym wpływać na wynik pomiaru, prędkość wiatru nie powinna przekraczać 5 m/s; nie przeprowadzać pomiarów podczas porywistego wiatru, burzy lub śnieŝycy. Poziom hałasu otoczenia powinien być mniejszy co najmniej o 10 db od zmierzonego poziomu hałasu emitowanego przez pojazd. W czasie pomiaru w miejscu pomiarowym moŝe przebywać tylko właściciel (kierowca) pojazdu i osoba prowadząca pomiary. Sposób ich zachowania nie moŝe wpływać na wskazania miernika. Pojazd podczas badania nie powinien być obciąŝony, przyczepa powinna być odłączona. Przed badaniem silnik pojazdu powinien być doprowadzony do normalnej temperatury pracy. JeŜeli układ chłodzenia pojazdu jest wyposaŝony w dmuchawę o napędzie włączanym samoczynnie w czasie pomiarów powinien on pracować normalnie. W przypadku gdy silnik o zapłonie samoczynnym pojazdu jest wyposaŝony w układ wzbogacania dawki paliwa, dźwignią tego układu naleŝy ustawić w połoŝeniu "bez obciąŝenia"..4. Przebieg pomiarów Przed przystąpieniem do praktycznego wykonania ćwiczenia naleŝy: - sprawdzić ogólny stan techniczny pojazdu, - przygotować miernik do pomiarów zgodnie z fabryczną instrukcją obsługi, - skontrolować stan baterii i przeprowadzić cechowanie miernika Pomiar poziomu hałasu zewnętrznego i wewnętrznego emitowanego przez pojazd na postoju; pomiar poziomu dźwięku sygnału dźwiękowego. Pomiar naleŝy przeprowadzić na terenie otwartym (placu); w promieniu 10 m od kontrolowanego pojazdu nie powinny występować przeszkody akustyczne: a/ ustawić pojazd na placu i wyznaczyć punkty pomiarowe (rys. 1), b/ zabezpieczyć pojazd przed samoczynnym przetaczaniem się podkładając pod koła podstawki klinowe, c/ doprowadzić silnik do normalnej temperatury pracy, d/ przeprowadzić kontrolę organoleptyczną (etap I), Instrukcja do zajęć laboratoryjnych 4

5 e/ ustalić prędkość obrotową wału korbowego silnika na 75% prędkości obrotowej mocy maksymalnej, f/ ustawić mikrofon miernika tak, aby jego wysokość nad powierzchnię obszaru pomiarowego była równa wysokości końcówki wylotu rury wydechowej pojazdu, jednak nie mniejsza niŝ 0, m; był skierowany w stronę końcówki wylotu rury wydechowej i odległy od niej o 0,5 +/- 0,01 m; oś jego maksymalnej czułości była równoległa do powierzchni obszaru pomiarowego i tworzyła kąt 45 +/-10 0 z płaszczyzną przechodzącą przez oś kierunku wydechu (rys. l pkt.1). Dokonać pomiaru poziomu dźwięku, g/ ustawić mikrofon pomiarowy na wysokość 1, +/-0,1 m nad poziomem nawierzchni na której stoi pojazd i kolejno we wszystkich punktach pomiarowych (rys. 1) dokonać pomiaru poziomu hałasu. Nale- Ŝy wykonać co najmniej po trzy pomiary, w kaŝdym punkcie następujące po sobie. Wyniki zanotować w tabeli (wzór - tabela 1), h/ wyłączyć silnik, i/ wykonać organoleptyczne sprawdzenie sygnału dźwiękowego i przeprowadzić subiektywną ocenę poziomu dźwięku; niedopuszczalne są: wyraźne zauwaŝalna nieciągłość działania sygnału, wyraźne zauwaŝalne zmiany tonacji sygnału, wyraźnie mniejszy poziom dźwięku od wymaganego, oceniony subiektywnie, j/ ustawić mikrofon jak w pkt. g, w punkcie pomiarowym (8, rys.l), uruchomić sygnał, odczytać i zanotować poziom dźwięku, k/ wyznaczyć punkty pomiarowe (rys. ), l/ ustawić mikrofon pomiarowy na wysokości 1, +/-0,1 m nad poziomem nawierzchni na której stoi pojazd, uruchomić silnik i kolejno we wszystkich punktach pomiarowych (rys. ) dokonać pomiaru poziomu hałasu. Pomiary wykonywać dla róŝnych prędkości obrotowych wału korbowego silnika poczynając od 1000 obr/min do 500 obr/min, stopniując prędkośćco 500 obr/min. Wykonać co najmniej po trzy powtórzenia. Wyniki zanotować w tabeli (wzór- tabela ), m/ dla tych samych prędkości obrotowych wału korbowego silnika (pkt. ) wykonać pomiarhałasu wewnętrznego na postoju. Pomiary naleŝy prowadzić w jednym miejscu pomiarowym przy siedzeniu kierowcy, jeśli samochód ma jeden rząd siedzeń lub w dwóch miejscach, tj. przy siedzeniu kierowcy i na środku ostatniego rzędu siedzeń, jeŝeli samochód ma kilka rzędów siedzeń. Mikrofon pomiarowy ustawić tak aby oś maksymalnej czułości była skierowana w stronę przodu samochodu. Przy siedzeniu kierowcy mikrofon powinien być umieszczony 650 +/-50 mm nad powierzchnią siedzenia i oddalony od płaszczyzny symetrii siedzenia o 00 +/-0 mm w kierunku osi symetrii samochodu. W pozostałych miejscach mikrofon powinien być umieszczony w osi symetrii samochodu na wysokości 650 +/-50 mm nad powierzchnią siedzeń. Odległość mikrofonu od ścian wewnętrznych samochodu powinna wynosić 150 mm, od zagłówków 100 +/-0 mm. W czasie pomiarów wszystkie okna i wywietrzniki powinny być zamknięte, odbiorniki audio - wyłączone. Wykonać po trzy pomiary dla kaŝdej prędkości obrotowej wału korbowego silnika, wyniki zanotować w tabeli (wzór - tabela )..4.. Pomiar hałasu zewnętrznego i wewnętrznego emitowanego przez pojazd podczas jazdy.4..1.warunki ogólne Pomiary naleŝy przeprowadzać w polu akustycznym swobodnym, któremu odpowiada otwarta przestrzeń na terenie płaskim. W promieniu 50 m nie powinno być przeszkód akustycznych, które mogłyby spowodować powstanie fali odbitej. Instrukcja do zajęć laboratoryjnych 5

6 Rys.. Szkic do sporządzenia mapy hałasu: 1,1',1" - punkty pomiarowe odpowiednio na promieniu R=L+1 m, R-L+; R"=L+ m; L - długość samochodu (Juziuczuk i inni, 011) Odcinek drogi na którym mają być przeprowadzane pomiary powinien być prosty, płaski i mieć suchą nawierzchnię asfaltową lub betonową w dobrym stanie o pochyłości mniejszej od 1%. Wymagania dotyczące nawierzchni powinny być spełnione co najmniej w promieniu 10 m od punktu, przecięcia osi toru (odcinka pomiarowego) z osią ustawienia mikrofonu (rys. ). Prędkość wiatru nie moŝe przekraczać 5 m/s. W czasie badania hałasu zewnętrznego podczas jazdy do odcinka pomiarowego samochód dojeŝdŝa na II biegu, jeŝeli jest wyposaŝony w skrzynkę trzy- lub czterobiegową, albo na III biegu - gdy skrzynka przekładniowa ma pięć i więcej przełoŝeń do jazdy do przodu. Prędkość dojazdu do odcinka pomiarowego przyjmuje się jako najmniejszą z niŝej wymienionych: - odpowiadającą 0,75 nn (silniki z zapłonem iskrowym), - odpowiadającą 0,75 na (silniki z zapłonem samoczynnym), - rzeczywistą 50 km/h. Przy badaniu hałasu wewnętrznego, samochód powinien poruszać się na biegu najwyŝszym lub, je- Ŝeli przy prędkości obrotowej równej 90% nn, prędkość jazdy przekracza 10 km/h - na biegu niŝszym. Prędkość maksymalna powinna odpowiadać 90% nn, lecz nie moŝe przekraczać 10 km/h. W czasie badania hałasu wewnętrznego wszystkie okna, wywietrzniki powinny być zamknięte, sprzęt audio - wyłączony Wykonanie pomiarów podczas jazdy: a/ wyznaczyć odcinek pomiarowy (rys. ); długość odcinka pomiarowego powinna wynosić 0 m; na odcinku pomiarowym wyznaczyć linię C-C, z którą powinna pokrywać się podłuŝna oś symetrii poruszającego się pojazdu; liniami A-A i B-B zaznaczyć początek i koniec odcinka pomiarowego, b/ ustawić mikrofon na wysokości 1, +/-0,1 m nad poziomem nawierzchni w odległości 7,5 m od linii C- C (pkt. Oi i 6). Oś największej czułości mikrofonu powinna znajdować się w płaszczyźnie poziomej prostopadłej do linii C-C, Instrukcja do zajęć laboratoryjnych 6

7 Rys.. Ustawienie mikrofonu na odcinku pomiarowym podczas pomiaru hałasu zewnętrznego w ruchu: a = 7,5 m - odległość mikrofonu od osi symetrii poruszającego się pojazdu; r = 10 m, R = 50 m, pkt. Oi i C> miejsca ustawienia mikrofonu (Juziuczuk i inni, 011) c/ ustalić prędkość dojazdu do odcinka pomiarowego na 50 km/h (włączony III bieg); z prędkością tą dojeŝdŝać do linii A-A, d/ w chwili gdy przednia krawędź pojazdu znajdzie się na wysokości linii A-A ustawić energicznie dźwignię przepustnicy lub regulatora w połoŝenie "pełny gaz". W tym samym czasie uruchomić miernik poziomu dźwięku. Hałas mierzyć podczas przyśpieszania na odcinku pomiarowym; przejechać odcinek A- A przy pełnym otwarciu przepustnicy, e/ po przejechaniu tylnej krawędzi pojazdu poza linię B-B ustawić dźwignię przyśpieszania w połoŝenie spoczynkowe; w tym samym momencie wyłączyć miernik poziomu dźwięku. Maksymalny poziom hałasu wykazany w czasie przejazdu odcinka pomiarowego przyjąć za wynik pomiaru. NaleŜy przeprowadzić co najmniej po 5 pomiarów następującychbezpośrednio po sobie, po obu stronach pojazdu (mikrofon ustawiony w punkcie Oi i 6, rys. ). RóŜnica pomiędzy wartością minimalną i maksymalną po jednej stronie pojazdu nie moŝeprzekroczyć db, f/ przygotować samochód i miernik poziomu dźwięku jak w pkt. 4.1.m, g/ ustalić prędkość jazdy (mniejszą niŝ 10 km/h) na biegu najwyŝszym w zakresie prędkości obrotowych (40-80)% nn, h/ uruchomić miernik i odczytać jego wskazanie, i/ ustalić prędkość jazdy na biegu poprzedzającym bieg najwyŝszy na wartość odpowiadającą (50-100)%nN, j/ wykonać czynności zgodnie z pkt. h, k/ ustalić prędkość jazdy na biegu poprzedzającym bieg z pkt. i, wykonać pomiar hałasu. NaleŜy wykonać co najmniej po 5 pomiarów dla kaŝdego biegu dla prędkości równomiernie dzielących zalecany im przedział rozpiętości. Instrukcja do zajęć laboratoryjnych 7

8 .4.. Wykonanie pomiarów pola widoczności kierowcy a) ustawić pojazd na placu, b) z przodu pojazdu i z jego boków wyznaczyć linie pomiarowe równoległe do obrysu pojazdu. Ustalić odległość od obrysu pojazdu jako liczbę całkowitą, np.1m od przodu i 1m od boku, c) na linii L (z przodu pojazdu) wyznaczyć punkt 0 połoŝony w osi kolumny kierownicy, następnie od punktu 0 w lewą i prawą stronę wyznaczyć co 0,m punkty pomiarowe, w których naleŝy ustawiać listwę z naniesioną podziałką, d) przemieszczając się z listwą do kolejnych punktów pomiarowych notować wysokość widzenia h wskazywaną przez kierowcę, zwracać szczególną uwagę na pola zasłonięte słupkami karoserii (ciemne pola na rys..4), oraz obrysem zewnętrznym pojazdu (jaśniejsze szare - pola na rys..4), e) powtórzyć pomiary punktu d/ przy symulowaniu złych warunków pogodowych. W tym celu zakleić przednią szybę papierem pozostawiając obszar wolny na ruch wycieraczek szyby czołowej samochodu, f) ustawiając się z listwą pomiarową na liniach wzdłuŝ boków pojazdu i poruszając się na długości drzwi ustalić wysokość h1l,1p (strona lewa i prawa) widoczności listwy. Widoczność ograniczana jest dolną krawędzią ramki szyby bocznej, g) wybór punktów pomiarowych dokonać w sposób umoŝliwiający wykonanie rys. 4, h) wyniki pomiarów zaznaczać na sporządzonym schemacie, i) przesuwając się maksymalnie w lewo a następnie w prawo określić kąt widoczności przez szybę czołową ograniczony wewnętrznymi krawędziami słupków przednich, 6m Rys.4 Zasada określania widoczności z miejsca kierowcy pojazdu: A kąt nachylenia linii wzroku (patrzenia) w stosunku do podło- Ŝa, B kąt odchylenia linii patrzenia od linii 0, K głowa kierowcy, W odległość oczu kierowcy od linii L ustawienia łaty, Ł kolejne ustawienia łaty, H wysokość oczu siedzącego kierowcy ponad podłoŝem, h wysokość dostrzeŝenia ponad podłoŝem punktu na łacie. (Juziuczuk i inni, 011) Wykorzystując zaleŝności geometryczne (h, h1l,1p, H, W, kąty A i B) wyznaczyć przebieg granicy światła i cienia dla dwóch osobników (kierowców): najwyŝszego i najniŝszego w grupie.. WYMAGANIA BHP Wykonanie pomiarów i przeprowadzanie badań (prób) wiąŝe się z niebezpieczeństwem i moŝliwością powstania wypadków. W celu zminimalizowania tego niebezpieczeństwa studenci i pracownicy zobowiązani są do przestrzegania ogólnych zasad BHP oraz do przestrzegania przepisów porządkowych i organizacyjnych obowiązujących w laboratorium pojazdów, które były podane do wiadomości. Instrukcja do zajęć laboratoryjnych 8

9 LABORATORIUM POJAZDÓW Ponadto, przy wykonywaniu prób z wykorzystaniem pojazdów naleŝy przestrzegać następujących postanowień: a/ studenci mogą posługiwać się elementami wyposaŝenia laboratorium (pojazdem) tylko za zgodą i pod nadzorem prowadzącego zajęcia, b/ studenci przygotowują stanowisko do badań (prób) i zgłaszaj ą pro wadzącemu zajęcia jego gotowość. Przystąpienie do badań (prób) jest moŝliwe po sprawdzeniu prawidłowości przygotowania stanowiska przez prowadzącego zajęcia, c/ zabezpieczyć pojazd przed samoczynnym przetaczaniem się ustawiając pod jego kołami podstawki klinowe. 4. SPRAWOZDANIE Z ĆWICZENIA Sprawozdanie powinno zawierać cel i zakres ćwiczenia laboratoryjnego, zestawienie wyników pomiarów w formie protokołu pomiarowego, analizę wyników pomiarów, niezbędne szkice, rysunki i wykresy oraz wnioski. 5. PYTANIA KONTROLNE 1. Zakres badań funkcjonalnych.. Opisz sposób pomiaru hałasu emitowanego przez pojazd.. W jaki sposób wyznacza się pole widoczności pojazdu? 4. Wpływ parametrów funkcjonalnych na bezpieczeństwo w ruchu drogowym 5. Infradźwięki, ultradźwięki i ich wpływ na organizmy Ŝywe. 6. LITERATURA 1. Dobrzyńska, M., Ucińska, M. Znaczenie sprawności widzenia dla bezpiecznego prowadzenia pojazdu. Instytut Transportu Samochodowego, Warszawa 014. Jornsen Reimpell: Podwozia samochodów, Podstawy konstrukcji, WKŁ Juziuczuk K., Kamiński Z., Czaban J., Szpica D., (011), Laboratorium pojazdów : analiza funkcjonalna i zagadnienia ruchu, red. nauk. F. Siemieniako, Oficyna Wydawnicza Politechniki Białostockiej, Białystok 4. Młynarczyk, M. Metodyka badań eksploatacyjnych obiektów mechanicznych. Oficyna Wydawnicza Politechniki Wrocławskiej, Wrocław Sitek, K., Syta, S. Pojazdy samochodowe: Badania stanowiskowe i diagnostyka. WKiŁ, Warszawa 014. PROTOKÓŁ POMIAROWY Instrukcja do zajęć laboratoryjnych

10 Białystok, dn Wydział Mechaniczny Politechniki Białostockiej Katedra Budowy i Eksploatacji Maszyn specjalność: konstrukcja i eksploatacja maszyn i pojazdów PROTOKÓŁ POMIAROWY Ćwiczenie nr: PS - Badania funkcjonalne pojazdów Tabela 1. Badanie hałaśliwości pojazdu na postoju Punkt pomiarowy Powtórzenie Wskazanie db(a) Wartość średnia db(a) Sygnał dźwiękowy data wykonania ćwiczenia podpis prowadzącego