Oddziaływanie drgań na kierowcę pojazdu podczas niestandardowej eksploatacji

Podobne dokumenty
OKREŚLENIE WPŁYWU WYŁĄCZANIA CYLINDRÓW SILNIKA ZI NA ZMIANY SYGNAŁU WIBROAKUSTYCZNEGO SILNIKA

BADANIA POZIOMU KOMFORTU WIBRACYJNEGO W WYBRANYCH TRAMWAJACH

WYKRYWANIE USZKODZEŃ W LITYCH ELEMENTACH ŁĄCZĄCYCH WAŁY

FOTEL KIEROWCY JAKO ELEMENT UKŁADU TŁUMIENIA DRGAŃ DRIVER S SEAT AS AN ELEMENT MINIMIZING SUPPRESSIONS OF VIBRATIONS

WHOLE-BODY VIBRATION HAZARD AT THE WORKSTATION IN IN-HOUSE TRANSPORT

3.3. ODDZIAŁYWANIE DRGAŃ NA CZŁOWIEKA

Analiza możliwości ograniczenia drgań w podłożu od pojazdów szynowych na przykładzie wybranego tunelu

Mechanika ruchu / Leon Prochowski. wyd. 3 uaktual. Warszawa, Spis treści

POJAZDY SZYNOWE 2/2014

1.5 Diesel 88 kw (120 KM) Parametry silników Pojemność (cm³)

PROJEKTOWANIE BUDYNKÓW Z UWZGLĘDNIENIEM WPŁYWU DRGAŃ KOMUNIKACYJNYCH NA LUDZI W BUDYNKACH

dr hab. inż. Jacek Dziurdź, prof. PW Warszawa, r. Instytut Podstaw Budowy Maszyn Politechnika Warszawska

ĆWICZENIE NR.6. Temat : Wyznaczanie drgań mechanicznych przekładni zębatych podczas badań odbiorczych

POLITECHNIKA KRAKOWSKA im. T. Kościuszki Wydział Inżynierii Lądowej I STYTUT MECHA IKI BUDOWLI

BADANIA EKSPERYMENTALNE LEKKIEGO CZOŁGU NA BAZIE WIELOZADANIOWEJ PLATFORMY BOJOWEJ

CZTEROKULOWA MASZYNA TARCIA ROZSZERZENIE MOŻLIWOŚCI BADAWCZYCH W WARUNKACH ZMIENNYCH OBCIĄŻEŃ

Laboratorium POMIAR DRGAŃ MASZYN W ZASTOSOWANIU DO OCENY OGÓLNEGO STANU DYNAMICZNEGO

DRGANIA W BUDOWNICTWIE. POMIARY ORAZ OKREŚLANIE WPŁYWU DRGAŃ NA OBIEKTY I LUDZI - PRZYKŁADY

WIBROIZOLACJA określanie właściwości wibroizolacyjnych materiałów

Przekształcenia sygnałów losowych w układach

NUMERYCZNO-DOŚWIADCZALNA ANALIZA DRGAŃ WYSIĘGNICY KOPARKI WIELOCZERPAKOWEJ KOŁOWEJ

Pomiar poziomu hałasu emitowanego przez zespół napędowy

LABORATORIUM POMIARY W AKUSTYCE. ĆWICZENIE NR 4 Pomiar współczynników pochłaniania i odbicia dźwięku oraz impedancji akustycznej metodą fali stojącej

1.5 Diesel 88 kw (120 KM)

KARTY POMIAROWE DO BADAŃ DROGOWYCH

THE INFLUENCE OF THE ROTATIONAL SPEED OF ENGINE ON VIBRATIONS TRANSFERRED ON VEHICLE CONSTRUCTION

WYZNACZENIE WSPÓŁCZYNNIKA OPORU TOCZENIA I WSPÓŁCZYNNIKA OPORU POWIETRZA

Instrukcja do laboratorium z Fizyki Budowli. Temat laboratorium: CZĘSTOTLIWOŚĆ

ANALIZA PRZYSPIESZEŃ DRGAŃ PODPÓR W RÓŻ NYCH STANACH PRACY SILNIKA LM 2500

Analiza drgań skrętnych wału śmigłowego silnika lotniczego PZL-200 podczas pracy z zapłonem awaryjnym

Wymiar: Forma: Semestr: 30 h wykład VII 30 h laboratoria VII

STOCHOWSKA WYDZIAŁ IN

Politechnika Poznańska. Streszczenie

STATYCZNA PRÓBA ROZCIĄGANIA

Politechnika Łódzka. Instytut Systemów Inżynierii Elektrycznej

Uszkodzenia Pojazdów Szynowych Wywołane Usterkami Toru Kolejowego

Rękawice antywibracyjne - ocena skuteczności i zasady doboru do stanowisk pracy

ANALIZA SPEKTRALNA DRGAŃ BUDYNKU WYWOŁANYCH WSTRZĄSAMI GÓRNICZYMI. 1. Wstęp. 2. Analiza spektralna drgań budynku

PL B1. Sposób i układ pomiaru całkowitego współczynnika odkształcenia THD sygnałów elektrycznych w systemach zasilających

ZAKRES AKREDYTACJI LABORATORIUM BADAWCZEGO Nr AB 286

NOWE MOśLIWOŚCI POMIAROWE ZAKŁADU DYNAMIKI BUDOWLI

Tabela 3.2 Składowe widmowe drgań związane z występowaniem defektów w elementach maszyn w porównaniu z częstotliwością obrotów [7],

Pomiary pól magnetycznych generowanych przez urządzenia elektroniczne instalowane w taborze kolejowym

NIEPEWNOŚĆ W OKREŚLENIU PRĘDKOŚCI EES ZDERZENIA SAMOCHODÓW WYZNACZANEJ METODĄ EKSPERYMENTALNO-ANALITYCZNĄ

REDUKCJA HAŁASU W BUDYNKU POCHODZĄCEGO OD POMIESZCZENIA SPRĘŻARKOWNI

Analiza właściwości filtrów dolnoprzepustowych

Analiza właściwości filtra selektywnego

Dynamiczne badanie wzmacniacza operacyjnego- ćwiczenie 8

ZAKRES AKREDYTACJI LABORATORIUM BADAWCZEGO Nr AB 1115

Metoda pomiarowo-obliczeniowa skuteczności ochrony akustycznej obudów dźwiękoizolacyjnych źródeł w zakresie częstotliwości khz

METODYKA POMIAROWO-INTERPRETACYJNA WYZNACZANIA MODELU BUDYNKU PRZYDATNEGO W OCENIE WPŁYWU DRGAŃ PARASEJSMICZNYCH NA LUDZI

Dynamika ruchu technicznych środków transportu. Politechnika Warszawska, Wydział Transportu

SPIS TREŚCI WPROWADZENIE... 9

BADANIE CHARAKTERYSTYK DYNAMICZNYCH DLA RÓŻNYCH KONFIGURACJI ROBOTA CHIRURGICZNEGO

STANOWISKOWE BADANIE ZESPOŁU PRZENIESIENIA NAPĘDU NA PRZYKŁADZIE WIELOSTOPNIOWEJ PRZEKŁADNI ZĘBATEJ

Układy i Systemy Elektromedyczne

Dwa w jednym teście. Badane parametry

Ćwiczenie 6 IZOLACJA DRGAŃ MASZYNY. 1. Cel ćwiczenia

ROZPORZĄDZENIE MINISTRA ŚRODOWISKA 1) z dnia 17 stycznia 2003 r.

WPŁYW RODZAJU PODŁOŻA ORAZ ZMIANY ŚRODKA CIĘŻKOŚCI UŻYTKOWNIKA NA KOMFORT JAZDY WÓZKIEM INWALIDZKIM

POLITECHNIKA POZNAŃSKA Wydział Maszyn Roboczych i Transportu

dr inż. Piotr Kowalski, CIOP-PIB Wprowadzenie

istniejących metod diagnostyki maszyn pracujących w zmiennych warunkach eksploatacyjnych 0

Temat /6/: DYNAMIKA UKŁADÓW HYDRAULICZNYCH. WIADOMOŚCI PODSTAWOWE.

BEZPIECZEŃSTWO TRANSPORTU SAMOCHODOWEGO

Ćwiczenie 3,4. Analiza widmowa sygnałów czasowych: sinus, trójkąt, prostokąt, szum biały i szum różowy

Nowe BMW X4. Najważniejsze cechy.

Laboratorium LAB1. Moduł małej energetyki wiatrowej

BADANIA WARUNKÓW PRACY LOKATORA AKUSTYCZNEGO

KOMPUTEROWY MODEL UKŁADU STEROWANIA MIKROKLIMATEM W PRZECHOWALNI JABŁEK

Laboratorium Komputerowe Systemy Pomiarowe

Politechnika Łódzka. Instytut Systemów Inżynierii Elektrycznej

Infrastruktura drogowa chroniąca pieszych

EFFICIENCY VIBROISOLATION IN GENERATOR ENERGY

POMIARY HAŁASU I WIBRACJI W REJONIE PRZYSZŁEJ INWESTYCJI PRZY UL. 29 LISTOPADA W KRAKOWIE

Karta danych materiałowych. DIN EN ISO 527-3/5/100* minimalna wartość DIN obciążenie 10 N, powierzchnia dolna Współczynik tarcia (stal)

ZESZYTY NAUKOWE INSTYTUTU POJAZDÓW 2(98)/2014

Karta danych materiałowych. DIN EN ISO 527-3/5/100* minimalna wartość DIN obciążenie 10 N, powierzchnia dolna Współczynik tarcia (stal)

Próby ruchowe dźwigu osobowego

Charakterystyka parametrów drgań w gruntach i budynkach na obszarze LGOM

Stanowiskowe badania samochodów Kod przedmiotu

ZASTOSOWANIE SKOSU STOJANA W JEDNOFAZOWYM SILNIKU SYNCHRONICZNYM Z MAGNESAMI TRWAŁYMI

Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Rozwoju Regionalnego w ramach Programu Operacyjnego Innowacyjna Gospodarka

Opis przedmiotu: Ochrona środowiska w transporcie

WERYFIKACJA MODELU DYNAMICZNEGO PRZEKŁADNI ZĘBATEJ W RÓŻNYCH WARUNKACH EKSPLOATACYJNYCH

4. Schemat układu pomiarowego do badania przetwornika

ANALIZA SYGNAŁÓW DRGANIOWYCH HYDRAULICZNYCH AMORTYZATORÓW TELESKOPOWYCH UZYSKANYCH NA ZMODYFIKOWANYM STANOWISKU HARMONICZNYM

ZAKRES AKREDYTACJI LABORATORIUM BADAWCZEGO Nr AB 504

NUMERYCZNA ANALIZA WPŁYWU NA LUDZI DRGAŃ STROPÓW BUDYNKU OD PRZEJAZDÓW METRA

WIBROIZOLACJA określanie właściwości wibroizolacyjnych materiałów

ZAKRES AKREDYTACJI LABORATORIUM BADAWCZEGO Nr AB 742

BADANIA WYBRANYCH CZUJNIKÓW TEMPERATURY WSPÓŁPRACUJĄCYCH Z KARTAMI POMIAROWYMI W LabVIEW

Inżynieria bezpieczeństwa i ekologia transportu

ANALIZA DRGAŃ ELEMENTÓW STRUKTURY POJAZDU SAMOCHODOWEGO, GENEROWANYCH PODCZAS PRACY SILNIKA I UKŁADU PRZENIESIENIA NAPĘDU

INSTRUKCJA Regulacja PID, badanie stabilności układów automatyki

Układ aktywnej redukcji hałasu przenikającego przez przegrodę w postaci płyty mosiężnej

ZAKRES AKREDYTACJI LABORATORIUM BADAWCZEGO Nr AB 900

INSTRUKCJA DO ĆWICZENIA NR 7

Stanowisko do badania współczynnika tarcia

Kod Twojej konfiguracji. ŠKODA OCTAVIA Active 1.0 TSI 85 kw (115 KM) 6-biegowa manualna

Transkrypt:

Stanisław Nader 1 Politechnika Warszawska, Wydział Samochodów i Maszyn Roboczych Przemysław Ilczuk 2, Jarosław Korzeb 3 Politechnika Warszawska, Wydział Transportu Oddziaływanie drgań na kierowcę pojazdu podczas niestandardowej eksploatacji 1. WSTĘP Drgania mechaniczne, których widmo częstotliwościowe zawiera się w paśmie od 0,1 100 Hz wpływają niekorzystnie na człowieka [2,7,10,14]. W zakresie niższych częstotliwości wymienionego pasma występują częstotliwości rezonansowe narządów i części ciała człowieka. Krótkotrwała ekspozycja na oddziaływanie drgań z tego zakresu powodować może ograniczenie motoryki, pogorszenie widzenia, osłabienie procesów myślowych i postrzegania oraz wywołanie stanu zmęczenia psychicznego i fizycznego [3,6,8]. Źródłami generowania drgań w pojazdach samochodowych są wymuszenia kinematyczne pochodzące od toczenia się kół po nierównej nawierzchni drogi oraz drgania generowane przez jednostkę napędową, czy opływające pojazd strumienie powietrza [1,13]. Wymienione wymuszenia przekazywane są na bryłę nadwozia, a następnie do układu mocowania fotela kierowcy, które powinno zapewniać odpowiedni komfort prowadzenia pojazdu oraz ograniczać dawkę drgań mechanicznych przenoszonych do siedzącego na nim człowieka. Problem drgań mechanicznych występujących w pojazdach jest szeroko dyskutowany w literaturze ze szczególnym uwzględnieniem długotrwałej ekspozycji związanej z wykonywaniem zawodu. Oceniane są zarówno siedziska pojazdów oraz wpływ drgań występujących na powierzchni siedziska na kierowcę. Prezentowane przez autorów badania są zazwyczaj prowadzone podczas standardowej eksploatacji. Problematyka drgań mechanicznych w pojazdach eksploatowanych w warunkach ekstremalnych jest rzadko rozpatrywanym ze względy na stosunkowo trudne do uzyskania warunki badań. Przeprowadzenie eksperymentów wymaga bowiem nie tylko specjalnie wydzielonego toru badawczego, ale również odpowiedniego pojazdu oraz zapewnienia odpowiednich warunków bezpieczeństwa. W niniejszej pracy przedstawiono wyniki badań oraz analizę pomiarów wykonanych w pojeździe samochodowym rozpędzanym na specjalnie wydzielonym torze do prędkości przekraczającej 270 km/h. Badany pojazd wykonywał jazdy testowe poprzedzające udział w prowadzonych na torze oficjalnie zorganizowanych wyścigach. Nawet krótkotrwała ekspozycja na drgania wprowadzać może występowanie skutków funkcjonalnych, przekładających się bezpośrednio na bezpieczeństwo, co podczas eksploatacji pojazdu w warunkach ekstremalnych odgrywa bardzo istotną rolę. Podczas eksploatacji pojazdu w takich warunkach, nawet małe zakłócenia pracy organizmu przekładać się mogą na występowanie utraty zdrowia lub nawet życia. W celu oceny zagrożeń i występowania potencjalnych skutków funkcjonalnych dokonano bezinwazyjnie normatywnej oceny drgań występujących na siedzisku kierowcy oraz na nadwoziu pojazdu. Dodatkowo podjęto próbę standardowej oceny siedziska z wykorzystaniem normatywnego współczynnika SEAT. W celu przeprowadzenia rejestracji przyspieszeń drgań oraz późniejszej analizy i oceny otrzymanych wyników zbudowano autorskie aplikacje w środowiskach LabView oraz Matlab. 1 s.nader@mechatronika.net.pl 2 pil@wt.pw.edu.pl 3 korzeb@wt.pw.edu.pl 726

2. POLIGON BADAWCZY Do badań wykorzystano specjalnie przygotowany i zabezpieczony tor. Organizatorzy imprezy sportowej dokonali wcześniejszego zabezpieczenia toru zarówno od strony organizacji ruchu, dostępu osób nieuprawnionych, ratownictwa wypadkowego i medycznego. 2.1. Charakterystyka toru Rejestracji parametrów dokonywano w trakcie prowadzenia jazd testowych, przez kierowców uprawnionych do wzięcia udziału w zawodach, w okresie bezpośrednio poprzedzającym rozpoczęcie wyścigów samochodowych zorganizowanych na pasie startowym lotniska, kiedy zakres osiąganych przez pojazdy prędkości sięgał 300 km/h. Parametry charakterystyczne toru: lotnisko Biała Podlaska, tor prosty, lokalizacja 52 00'35.2"N, 23 08'44.9"E, długość toru 1609 m, szerokość 60 m, strefa hamowania 800 m, strefa hamowania awaryjnego 731 m, strefa przedstartowa 160 m. Otoczenie toru stanowił teren płaski bez występujących przeszkód wpływających na pogorszenie bezpieczeństwa prowadzonych zawodów. Badania wykonano przy bezwietrznej, bezdeszczowej i słonecznej pogodzie, temperatura powietrza wynosiła około 20 C. 2.2. Przygotowanie pojazdu Obiektem badań był samochód marki Nissan GTR, w którym dokonano modyfikacji standardowych parametrów pojazdu, w celu dostosowania go do potrzeb startu w zawodach. W tym celu w pojeździe zastosowano następujące modyfikacje: modyfikacja układu cyrkulacji powietrza dolotowego, polegająca na zmianie standardowego orurowania układu na zestaw o zwiększonej wydajności, zwiększenie ciśnienia doładowania układu dwóch turbin, modyfikacja oprogramowania komputera sterującego pracą silnika i skrzyni biegów. Zawieszenie pojazdu, siedzisko oraz pozostałe elementy wyposażenia pozostawiono bez zmian. W trakcie wykonywania jazd testowych, podczas wykonywania pomiarów pojazd posiadał moc niewiele większą niż standardową tj. 412 kw (560 KM) przy ok. 6400 obr/min oraz maksymalny moment obrotowy wynoszący ok. 640 Nm w zakresie prędkości obrotowych 3300-5800 obr/min. 3. BADANIA EKSPERYMENTALNE 3.1. Aparatura badawcza Podczas prowadzenia badań wykorzystano aparaturę pomiarową National Instruments złożoną z kart akwizycji danych i akcelerometrów oraz specjalnie przygotowane oprogramowanie rejestrujące parametry drgań, oparte o środowisko LabView. W celu przeprowadzenia rejestracji wykorzystano wymienione w tabeli 1 przetworniki. Tabela. 1. Przetworniki wykorzystane w badaniach Nazwa Szt. Model Liczba osi Zakres częstotliwości Czułość Zakres akcelerometr 2 Dytran 3233A 3 0,4 3 000 Hz 1 000 mv/g 0,001 50 m/s 2 akcelerometr siedziskowy 1 SV 38 3 0,1 Hz 100 Hz 100 mv/(m/s 2 ) 0,01 50 m/s 2 Źródło: [13]. 727

W badaniach eksperymentalnych wykorzystano przenośny sprzęt do akwizycji danych. Rejestrator posiadał zasilanie akumulatorowe pozwalające na wielogodzinną pracę w terenie oraz możliwość podłączenia zasilania 12V. Rejestrator przebiegów czasowych przyspieszeń drgań oraz kartę akwizycji danych przedstawiono na rysunku 1. a) b) Rys. 1. a- Rejestrator, b- karta akwizycji danych. Źródło: opracowanie na podstawie [13] Zastosowano trzy interfejsy Hi-Speed NI USB-9162, z przetwornikiem A/C - kartą NI 9234 IEPE o parametrach: liczba wejść 4, liczba bitów 24, dynamika 102 db, próbkowanie 51.2 khz/kanał, zasilanie ±5V. Rejestrator wyposażony został w środowisko LabView, w którym zbudowano autorskie oprogramowanie pozwalające na współpracę z wejściowymi kartami pomiarowymi National Instruments. 3.2. Montaż czujników Wykorzystano trzy trójosiowe czujniki pomiarowe akcelerometry, z których sygnały pomiarowe doprowadzono do kart wejściowych. Lokalizację czujników i kart pomiarowych przedstawiono na rys. 2. Rys. 2. Lokalizacja czujników, kart pomiarowych oraz rejestratora podczas badań. Źródło: opracowanie własne 728

3.3. Wybrane wyniki badań Rejestrowano przebiegi przyspieszeń drgań w trzech kierunkach zgodnych z kartezjańskim układem współrzędnych: kierunek wzdłużny - zgodny z torem ruchu pojazdu (x), poprzeczny (y), pionowy (z). Przykładowe przebiegi czasowe zarejestrowane na siedzisku pojazdu przedstawiono na rysunkach 3-5. v 0 =0 [km/h] v k =270 [km/h] Rys. 3 Przebieg czasowy przyspieszeń drgań zarejestrowanych na siedzisku w kierunku x. v 0 =0 [km/h] v k =270 [km/h] Rys. 4 Przebieg czasowy przyspieszeń drgań zarejestrowanych na siedzisku w kierunku y. v 0 =0 [km/h] v k =270 [km/h] Rys. 5 Przebieg czasowy przyspieszeń drgań zarejestrowanych na siedzisku w kierunku z. 729

4. OCENA OTRZYMANYCH WYNIKÓW Analizowano otrzymane wyniki wartości skutecznej RMS (przyspieszenia drgań [m/s 2 ]), ważone w przedziałach częstotliwości, z wykorzystaniem filtrów korekcyjnych (Wd, Wk) [4, 11]. a w, rms T 1 2 = w( t) dt (1) T 0 a Ponadto dla każdego kierunku oddziaływania drgań, dokonano obliczeń energetycznej dawki drgań [m/s 1,75 ] (ang. vibration dose value) wyznaczonej na podstawie zależności 2 [3]. T 4 VDV 4 aw( t) dt 0 = (2) W celu oceny jakości siedziska posłużono się zależnością na współczynnik SEAT (Seat Effective Amplitude Transmissibility) [5,9,12]. Badania właściwości siedzisk wykonywane są przez eksperymentalne wyznaczenie wartości r.m.s. przyspieszeń zgodnie z (1), mierzonych na siedzisku oraz przyspieszeń na podłodze. Realizację obliczeń tego współczynnika można zrealizować dla dwóch wybranych gęstości widmowych przyspieszeń: SEAT % G W 2 ( ) ( ) ss i 100 2 100 G ( f ) ( f ) df ff W i = f f df = VDV VDV seat floor (3) gdzie: G ss (f) gęstość widmowa mocy przyspieszeń siedziska, G ff (f) gęstość widmowa mocy przyspieszeń podłogi, VDV seat energetyczna dawka drgań na siedzisku, VDV floor energetyczna dawka drgań na podłodze pojazdu, W i (f) krzywe wagowe zgodnie z ISO 2631 Wb i Wk. Otrzymane wartości poddano dalszej obróbce i analizie zarówno w funkcji czasu jazdy, jak i szacowanej prędkości jazdy dla kolejnych próbek zarejestrowanego sygnału. 4.1. Metoda oceny Klasyczna metoda analizy sygnału w przedziale czasu skupia się na podaniu informacji amplitudowoczęstotliwościowej. Podstawowym narzędziem w analizie jest transformata Fouriera [7]. W pracy dokonano analizy w pasmach tercjowych o częstotliwościach środkowych każdego z pasm fs, co ułatwiło porównywanie otrzymywanych widm częstotliwościowych. Podziału dokonano przez filtrowanie w przedziałach od dolnej (fd) do górnej (fg) częstotliwości kolejnych pasm tercjowych. fd = f g = f f 6 1 s 6 s 2 2 (5) W tym celu wykorzystano zespoły filtrów Butterwortha 6-rzędu (zgodnie z wymogami norm DIN 45651, IEC 1260, ANSI S1-11-1986 dla urządzeń pomiarowych klasy 1), z diadyczną zmianą rozmiaru analizowanej próbki sygnału i częstotliwości próbkowania [7]. Schemat realizacji filtrowania w pasmach tercjowych pokazano na rysunku 6. 730

Rys. 6 Praktyczna realizacja filtrowania przyspieszeń w pasmach tercjowych Źródło: [7]. Otrzymane wyniki porównywano z wartościami sugerowanymi przez normy. 4.2. Analiza wyników Wyniki przeprowadzonej analizy dawki drgań VDV przedstawiono na rysunkach 7-8. 0,2 VDV[m/s 1,75 ] 0,15 0,1 0,05 0 8 16 24 32 40 czas [s] ciało kierunek x ciało kierunek y ciało kierunek z Rys. 7. Wyznaczenie wartości VDV dla ciała kierowcy. Źródło: opracowanie własne 0,2 VDV[m/s 1,75 ] 0,15 0,1 0,05 0 8 16 24 32 40 czas [s] głowa kierunek x głowa kierunek y głowa kierunek z Rys. 8. Wyznaczenie wartości VDV dla głowy kierowcy. Źródło: opracowanie własne 731

Przyspieszenie drgań, a wrms, [m/s 2 ] 10 1 0,1 0,01 pomiar kierunek x pomiar kierunek z Odczuwalność, kierunek pionowy Komfort, kierunek pionowy Uciążliwość, kierunek pionowy Szkodliwość, kierunek pionowy pomiar kierunek y Odczuwalność, kierunek poziomy Komfort, kierunek poziomy Uciążliwość, kierunek poziomy Szkodliwość, kierunek poziomy 0,001 1,00 1,25 1,60 2,00 2,50 Rys. 9. Analiza częstotliwościowa przyspieszenia drgań na siedzisku kierowcy. Źródło: opracowanie własne 3,15 4,00 5,00 6,30 8,00 Ocena jakości siedziska samochodu dała wyniki zbliżone do wartości prezentowanych w literaturze, jako typowe dla samochodów osobowych. Wyznaczony w ramach badań współczynnik SEAT wynosił odpowiednio: 78 % dla kierunku pionowego, 87 % dla kierunku poprzecznego, 94 % dla kierunku wzdłużnego. Wartości SEAT dla kierunków poziomych wskazują na słabą skuteczność systemu wibroizolacji w tej płaszczyźnie, natomiast wartość dla kierunku pionowego świadczy o wystarczającym systemie wibroizolacji. 10,00 12,50 16,00 20,00 25,00 Częstotliwość, [Hz] 31,50 40,00 50,00 63,00 80,00 5. WNIOSKI \ W pracy zaprezentowano wyniki analizy typowych wskaźników narażenia na drgania dla kierowcy pojazdu. W trakcie prowadzenia badań czas narażenia kierowcy na drgania był identyczny z czasem pokonania całej trasy i wynosił około 35 s. Policzone dla tak krótkiego czasu dawki drgań nie przekroczyły wartości 0,2 m/s 1,75 zarówno dla samej głowy oraz całego ciała, przy pionowym kierunku oddziaływania drgań, co świadczy o braku zagrożenia drganiami, przy czym dla kierunków poziomych wystąpiły znacznie wyższe wartości. Na uwagę zasługuje fakt ustabilizowania pozycji ciała kierowcy w fotelu, z wykorzystaniem pasów bezpieczeństwa, o czym świadczy zwiększenie dawek energii notowanych na głowie. Standardowa ocena przyspieszeń drgań w pasmach tercjowych wykazała przekroczenie granicy odczuwalności drgań w kierunku pionowym dla wszystkich częstotliwości poniżej 50 Hz, a dla kierunków poziomych dla całego badanego spektrum widma drgań. Wystąpiły również przekroczenia granicy komfortu dla kierunku poziomego wzdłużnego poniżej 3 Hz oraz dla kierunku pionowego w zakresach 2-10 Hz i przy częstotliwości 20 Hz. Największe amplitudy drgań występowały przy częstotliwościach około 20-25 Hz w kierunku wzdłużnym (x), przy których występują częstotliwości rezonansowe głowy, barków i rąk, jednakże otrzymane wartości sugerują jedynie chwilowe przekroczenia progu uciążliwości drgań. Występowanie tak małych przekroczeń sugeruje dobrą jakość nawierzchni toru. Otrzymane wartości współczynnika jakości siedziska SEAT są typowe dla tej klasy pojazdu z biernym systemem wibroizolacji siedziska. Ich wartości nie wskazują na konieczność stosowania wibroizolacji semiaktywnej lub aktywnej. Ekstremalne wartości przebiegów czasowych wystąpiły dla kierunku x. Był to kierunek zgodny z trajektorią przyspieszenia i ruchu pojazdu, w którym występowały wymuszenia pochodzące zarówno od jednostki napędowej, oporów ruchu, składowych nierówności toru i sił bezwładności. 732

Streszczenie W pracy przedstawiono przykład badań eksperymentalnych prowadzonych podczas eksploatacji pojazdu w warunkach ekstremalnych. Do badań wykorzystano pojazd sportowy o dodatkowo zmodyfikowanych parametrach fabrycznych, w celu uzyskania ponadstandardowych osiągów. Pojazd eksploatowano na specjalnie przygotowanym torze, a parametry jazdy dostosowano tak, aby osiągnąć maksymalne osiągi. Podczas testów dokonano rejestracji przyspieszeń drgań nadwozia, siedziska pojazdu oraz głowy kierowcy. Drgania występujące na siedzisku poddano normatywnej ocenie. Dodatkowo mając na uwadze narażenie kierowcy na drgania, dokonano oceny siedziska w pojeździe. Do przeprowadzenia analiz wykorzystano środowisko obliczeniowe Matlab. Słowa kluczowe: drgania, narażenie człowieka, eksploatacja pojazdu w warunkach ekstremalnych Influence of vibrations on the vehicle driver during a non-standard operation Abstract The paper presents an example of experimental researches, performed during operation of the vehicle in extreme conditions. To perform tests a sport vehicle was used, with additionally modified factory parameters in order to achieve non-standard performance. The vehicle was used on a specially prepared track, and driving parameters were adjusted so as to achieve maximum performances. During the tests: the driver s body, vehicle seat surface and driver's head acceleration of vibration were registered. Additionally, whereas estimation the driver exposure, vibration was evaluated on the surface and the lower part of vehicle seat. For the analyzes MATLAB computing environment was used. Key words: vibration, human exposure, non-standard vehicle operation LITERATURA [1] Cempel Cz.: Wibroakustyka stosowana, PWN, Warszawa 1989. [2] Engel Z.: Ochrona środowiska przed drganiami i hałasem. Wyd. 2, Wydawnictwo Naukowe PWN S.A., Warszawa 2001, s. 500. [3] Griffin M.J.: Handbook of human vibration. London, Academic Press, 1996. [4] ISO 2631-1:1997. Mechanical vibration and shock Evaluation of human exposure to whole-body vibration. Part 1: General Requirements. [5] Janik A., Książek M.: Porównanie współczynnika jakości SEAT dla standardowych i optymalnych układów wibroizolacji. IX Sympozjum Wpływ wibracji na otoczenie, Janowice-Kraków, 2001 r, str. 103-113. [6] Korzeb J.: Metoda oceny wpływu drgań na kręgosłup lędźwiowy operatora w układzie człowiek-pojazd. Rozprawa doktorska, Warszawa 2003, s. 128. [7] Korzeb J: Predykcja wybranych oddziaływań dynamicznych w strefie wpływu infrastruktury transportowej. Prace naukowe Politechniki Warszawskiej, seria Transport, z.90, ISSN 1230-9265, ISBN 978-83-7814-111-2, OWPW, Warszawa 2013, stron 202. [8] Nader M.: Modelowanie i symulacja oddziaływania drgań na organizm ludzki. Oficyna Wydawnicza Politechniki Warszawskiej, 2001, s. 170. [9] Nader M., Korzeb J.: Badanie własności siedzisk oraz modelowanie i symulacja układu operator-siedzisko pojazdu. Prace Naukowe Politechniki Radomskiej, Zeszyt Transport nr 1(15)/2002, Zakład Poligrafii Instytutu Technologii i Eksploatacji, Radom, 2002, str.415-: 421. [10] Nader M., Korzeb J.: Simulative investigations of the influence of means of transport vibrations on the human body. Acta of Bioengineering and Biomechanics, Vol. 2, Suppl. 1, Proceedings of the 16th School of Biomechanics, Oficyna Wydawnicza Politechniki Wrocławskiej, 2000, pp.359 364. [11] PN-N-01354:1991. Drgania. Dopuszczalne wartości przyspieszenia drgań o ogólnym oddziaływaniu na organizm człowieka i metody oceny narażenia. [12] PN-EN 30326-1: 2000 Drgania mechaniczne. Laboratoryjna metoda oceny drgań siedziska w pojeździe. Wymagania podstawowe. [13] Praca zbiorowa pod kier. J. Korzeb: System oceny wpływu szlaków komunikacyjnych na ludzi przebywających w strefie ich oddziaływania. Projekt badawczy MNiSW nr N N509 501838, Wydział Transportu Politechniki Warszawskiej. Raport końcowy z realizacji projektu badawczego, Warszawa 2012 r. stron 192. [14] Więckowski D: Ocena drgań pionowych samochodu oddziałujących na dzieci posadowione w fotelikach, monografia PIMOT, Warszawa, 2014. 733