DIAGNOSING WEAR AND TEAR OF PISTON PACKING IN CAR HYDRAULIC SHOCK ABSORBERS

Podobne dokumenty
THE INFLUENCE OF OIL LEAK IN MODERN VEHICLE SHOCK ABSORBER ON ITS DUMPING CHARACTERISTICS

WPŁYW WYBRANYCH PARAMETRÓW NA CHARAKTERYSTYKI TŁUMIENIA AMORTYZATORÓW HYDRAULICZNYCH

WPŁYW ZMIAN STANU TECHNICZNEGO AMORTYZATORÓW NA ICH CHARAKTERYSTYKI TŁUMIENIA

Badanie amortyzatorów na uniwersalnym stanowisku do diagnostyki układu nonego pojazdu samochodowego

TECHNICZNEGO AMORTYZATORÓW NA STANOWISKU EUSAMA

TRANSPORT PROBLEMS 2009 PROBLEMY TRANSPORTU Volume 4 Issue 3 Part 2

USAGE OF SHORT TIME FOURIER TRANSFORM IN IDENTIFICATION OF VEHICLE SHOCK ABSORBER TECHNICAL CONDITIONS RESEARCHED BY FORCE VIBRATION METHOD

WYZNACZENIE CHARAKTERYSTYKI TŁUMIENIA KOLUMNY HYDROPNEUMATYCZNEJ CITROENA C5 DETERMINING OF DAMPING CHARACTERISTIC OF CITROEN C5 HYDROPNEUMATIC STRUT

WYKORZYSTANIE OPROGRAMOWANIA ADAMS/CAR RIDE W BADANIACH KOMPONENTÓW ZAWIESZENIA POJAZDU SAMOCHODOWEGO

ANALIZA SYGNAŁÓW DRGANIOWYCH HYDRAULICZNYCH AMORTYZATORÓW TELESKOPOWYCH UZYSKANYCH NA ZMODYFIKOWANYM STANOWISKU HARMONICZNYM

WENTYLATORY PROMIENIOWE SINGLE-INLET DRUM BĘBNOWE JEDNOSTRUMIENIOWE CENTRIFUGAL FAN

PROCEEDINGS OF THE INSTITUTE OF VEHICLES 2(106)/2016 (12 pt)

Rozpoznawanie twarzy metodą PCA Michał Bereta 1. Testowanie statystycznej istotności różnic między jakością klasyfikatorów

WYZNACZENIE CHARAKTERYSTYK TŁUMIENIA KOLUMNY HYDROPNEUMATYCZNEJ Z UWZGLĘDNIENIEM WYBRANYCH PARAMETRÓW

INSPECTION METHODS FOR QUALITY CONTROL OF FIBRE METAL LAMINATES IN AEROSPACE COMPONENTS

DM-ML, DM-FL. Auxiliary Equipment and Accessories. Damper Drives. Dimensions. Descritpion

Typ VME FOR THE MEASUREMENT OF VOLUME FLOW RATES IN DUCTS

BADANIA MODELOWE ZAWIESZEŃ SAMOCHODOWYCH

SG-MICRO... SPRĘŻYNY GAZOWE P.103

NIESTACJONARNY PRZEPŁYW CIEPŁA W TŁOKU DOŁADOWANEGO SILNIKA Z ZAPŁONEM SAMOCZYNNYM

Odpowietrznik / Vent Charakterystyka pracy / Performance characteristic: Wykres ciœnienia wyjœciowego p2 w funkcji ciœnienia steruj¹cego p4 Diagram -

Helena Boguta, klasa 8W, rok szkolny 2018/2019

BLACKLIGHT SPOT 400W F

Typ VFR. Circular flow adjustment dampers for the adjustment of volume flow rates and pressures in supply air and extract air systems

PARAMETRY TECHNICZNE DEKLAROWANE PRZEZ PRODUCENTA POTWIERDZONE BADANIAMI / RATINGS ASSIGNED BY THE MANUFACTURER AND PROVED BY TESTS

TECHNICAL CATALOGUE WHITEHEART MALLEABLE CAST IRON FITTINGS EE

4. EKSPLOATACJA UKŁADU NAPĘD ZWROTNICOWY ROZJAZD. DEFINICJA SIŁ W UKŁADZIE Siła nastawcza Siła trzymania

Typ VFR. Circular flow adjustment dampers for the adjustment of volume flow rates and pressures in supply air and extract air systems

DELTIM Sp. z o.o. S.K.A ul. Rząsawska 30/38; Częstochowa. Bumper bar X-Lander X-Move

Zarządzanie sieciami telekomunikacyjnymi


WYKAZ PRÓB / SUMMARY OF TESTS. mgr ing. Janusz Bandel

Proposal of thesis topic for mgr in. (MSE) programme in Telecommunications and Computer Science

Installation of EuroCert software for qualified electronic signature

Instrukcja obsługi User s manual

Fig 5 Spectrograms of the original signal (top) extracted shaft-related GAD components (middle) and

SIŁOWNIKI HYDRAULICZNE

Akademia Morska w Szczecinie. Wydział Mechaniczny


Systemy bezpieczeństwa SV - Nadmierna prędkość tłoka Safety devices SV - Over-speed

PROCEEDINGS OF THE INSTITUTE OF VEHICLES 5(109)/2016

WZÓR ŚWIADECTWA UZNANIA POJAZDU DROGOWEGO Komentarze

Patients price acceptance SELECTED FINDINGS

Weronika Mysliwiec, klasa 8W, rok szkolny 2018/2019

Analysis of Movie Profitability STAT 469 IN CLASS ANALYSIS #2

DETECTION OF MATERIAL INTEGRATED CONDUCTORS FOR CONNECTIVE RIVETING OF FUNCTION-INTEGRATIVE TEXTILE-REINFORCED THERMOPLASTIC COMPOSITES

Ankiety Nowe funkcje! Pomoc Twoje konto Wyloguj. BIODIVERSITY OF RIVERS: Survey to students

Has the heat wave frequency or intensity changed in Poland since 1950?

BADANIA STANOWISKOWE AMORTYZATORÓW W STANACH AWARYJNYCH THE SHOCK ABSORBER STAND TESTS IN ITS VARIOUS FAILURE CONDITIONS


EXAMPLES OF CABRI GEOMETRE II APPLICATION IN GEOMETRIC SCIENTIFIC RESEARCH

XXIII Konferencja Naukowa POJAZDY SZYNOWE 2018

PROCEDURE OF LINEAR DECIMATION IN CAR SUSPENSION DIAGNOSIS

SSW1.1, HFW Fry #20, Zeno #25 Benchmark: Qtr.1. Fry #65, Zeno #67. like

WAVELET TRANSFORM OF SELECTED SIMULATION SIGNALS USING DETAILS AS INFORMATION SOURCE

ZWROTNICOWY ROZJAZD.

PRACA DYPLOMOWA Magisterska

ZESZYTY NAUKOWE POLITECHNIKI ŚLĄSKIEJ 2010 Seria: TRANSPORT z. 66 Nr kol. 1825

DIAGNOSTYKA INTENSYWNOŚCI ZUŻYCIA OLEJU SILNIKOWEGO W CZASIE EKSPLOATACJI

Stargard Szczecinski i okolice (Polish Edition)

PROCEEDINGS OF THE INSTITUTE OF VEHICLES 2(106)/2016 (12 pt)

LED WASHER 30x3W WHITE IP65 F

IDENTYFIKACJA PARAMETRÓW CHARAKTERYZUJĄCYCH OBCIĄŻENIE SEKCJI OBUDOWY ZMECHANIZOWANEJ SPOWODOWANE DYNAMICZNYM ODDZIAŁYWANIEM GÓROTWORU

DOI: / /32/37

DO MONTAŻU POTRZEBNE SĄ DWIE OSOBY! INSTALLATION REQUIRES TWO PEOPLE!

PC-PQ. Systemy ochrony sprężyn gazowych Gas springs protection systems. Średnie zagrożenie / Medium incident:

Medical electronics part 10 Physiological transducers

Katowice, plan miasta: Skala 1: = City map = Stadtplan (Polish Edition)

WYŁĄCZNIK CZASOWY OUTDOOR TIMER

ERASMUS + : Trail of extinct and active volcanoes, earthquakes through Europe. SURVEY TO STUDENTS.

POLITECHNIKA ŚLĄSKA INSTYTUT AUTOMATYKI ZAKŁAD SYSTEMÓW POMIAROWYCH

WENTYLATORY PROMIENIOWE MEDIUM-PRESSURE CENTRIFUGAL

WYKAZ PRÓB / SUMMARY OF TESTS

SIŁOWNIKI HYDRAULICZNE HYDRAULIC CYLINDERS

...lepsze, bo polskie.

Towards Stability Analysis of Data Transport Mechanisms: a Fluid Model and an Application

EURO Plus DALI TRACK 3F Track 3F

ZAWIESZENIA SAMOCHODU NA REZULTATY

End Caps (C) Pressure screws M5 (I)

Knovel Math: Jakość produktu

MaPlan Sp. z O.O. Click here if your download doesn"t start automatically

WENYLATORY PROMIENIOWE ROOF-MOUNTED CENTRIFUGAL DACHOWE WPD FAN WPD

DUAL SIMILARITY OF VOLTAGE TO CURRENT AND CURRENT TO VOLTAGE TRANSFER FUNCTION OF HYBRID ACTIVE TWO- PORTS WITH CONVERSION

Przewody do linii napowietrznych Przewody z drutów okrągłych skręconych współosiowo

HAPPY ANIMALS L01 HAPPY ANIMALS L03 HAPPY ANIMALS L05 HAPPY ANIMALS L07

Machine Learning for Data Science (CS4786) Lecture 11. Spectral Embedding + Clustering

HAPPY ANIMALS L02 HAPPY ANIMALS L04 HAPPY ANIMALS L06 HAPPY ANIMALS L08

Discretization of continuous signals (M 19) Dyskretyzacja sygnałów ciągłych

Robotic Arm Assembly Manual

Badanie oporu toczenia opon do samochodów osobowych na różnych nawierzchniach

Zakopane, plan miasta: Skala ok. 1: = City map (Polish Edition)

TYRE PYROLYSIS. REDUXCO GENERAL DISTRIBUTOR :: ::

Formularz recenzji magazynu. Journal of Corporate Responsibility and Leadership Review Form

SHP / SHP-T Standard and Basic PLUS

Nazwa projektu: Kreatywni i innowacyjni uczniowie konkurencyjni na rynku pracy

OCENA MECHANIZMÓW POWSTAWANIA PĘKNIĘĆ WĄTROBY W URAZACH DECELERACYJNYCH ZE SZCZEGÓLNYM UWZGLĘDNIENIEM ROLI WIĘZADEŁ WĄTROBY

Wojewodztwo Koszalinskie: Obiekty i walory krajoznawcze (Inwentaryzacja krajoznawcza Polski) (Polish Edition)

G14L LPG toroidal tank

Machine Learning for Data Science (CS4786) Lecture11. Random Projections & Canonical Correlation Analysis

TACHOGRAPH SIMULATOR DTCOSIM

Transkrypt:

TRANSPORT PROBLEMS 2009 PROBLEMY TRANSPORTU Volume 4 Issue 3 Part 2 Janusz GARDULSKI Department of Automotive Vehicle Construction Faculty of Transport, Silesian University of Technology ul. Krasińskiego 8, 40-019 Katowice Corresponding author. E-mail: janusz.gardulski@polsl.pl DIAGNOSING WEAR AND TEAR OF PISTON PACKING IN CAR HYDRAULIC SHOCK ABSORBERS Summary. The paper presents method of diagnosing hydraulic shock absorber with wear and tear of piston packing. There are diagrams of shock absorbers for different cases of tightness reduction. Damping characteristics for different cases of reduction in tightness are shown at the end of article. DIAGNOZOWANIE ZUŻYCIA EKSPLOATACYJNEGO USZCZELNIENIA TŁOCZKA SAMOCHODOWEGO AMORTYZATORA HYDRAULICZNEGO Streszczenie. W artykule przedstawiono diagnozowanie zużycia eksploatacyjnego uszczelnienia tłoczka samochodowego amortyzatora hydraulicznego. Zaprezentowano wykresy amortyzatorów dla różnych przypadków ubytku uszczelnienia. Na końcu artykuły umieszczono charakterystyki tłumienia dla amortyzatorów z różnym ubytkiem uszczelnienia. 1. INTRODUCTION Technical condition of shock absorbers has an important effect on operation of the car, especially on its operational safety. The longer operation, the more changes, often hardly identifiable, occur in the absorber parameters. Typical signs of wear and tear observed in car hydraulic telescopic shock absorbers include: - worn piston packing, - leakages of absorber fluid, - changes in valve characteristics, - disorders in physical and chemical properties of the absorber fluid, - mechanical damages. Piston packing becomes worn in result of rubbing against inner surface of the absorber pipe. Such situation makes radial clearance between the piston and the pipe wider and wider, thus leading to much reduced pressure in the absorber. Loss of the fluid causes aeration and decrease in effective pitch of the absorber run. The valves can be damaged in result of reduced elasticity of the springs. Such reduction causes loss of the valve tightness with leakage of the fluid. Ageing of the absorber fluid results in changes in its properties (viscosity, density etc.). Mechanical damages can be caused by e.g. excessive dynamic forces due to rough road (holes), seizing, collisions etc.

16 J. Gardulski As shown above, different types of damages can lead to similar reduction in damping effectiveness of the absorbers. Therefore it seems useful to develop suitable measurement methods enabling clear identification of the type of the damage. Control tests performed so far for the absorbers mounted in the car are tentative only, whereas undismantable design of the absorbers makes diagnosing by organoleptic methods practically impossible. Therefore there is a need to develop a diagnostic method of identifying the accepted type of the damage without dismantling the absorber into separate components. The problem involves answering a question like Can damping characteristics, determined by the tests, be used to diagnose wear and tear of the piston packing?. The paper attempts to answer the question. 2. OBJECT AND METHODS OF TESTING We used the car shock absorbers from FIAT-Punto II. They are of double-pipe non-pressure type as shown in fig. 1. Fig. 1. Two-pipe shock absorber: 1 - piston, 2 - cylinder, 3 - outer pipe, 4 - lower valve, 5 - piston rod packing, 6 - piston rod, 7 - dust hood, 8 - piston rod guide, 9 - notch, A - working chamber, C - compensatory hamber Rys. 1. Schemat amortyzatora dwururowego: 1 - tłoczek, 2 - cylinder, 3 - rura zewnętrzna, 4 - zaworek dolny, 5 - uszczelnienie tłoczyska, 6 - tłoczysko, 7 - osłona przeciwpyłowa, 8 - prowadnica tłoczyska, 9 - otwór przelewowy, A - komora robocza, C - komora kompensacyjna Shock absorbers used in the test car have undismantable design. For the purposes of our tests it was necessary to redesign them into dismantable type. The following procedure was used: Overlapped ends of the outer pipe were replaced by suitable threaded sleeves (fig. 2a,b). Other components (packings,vents etc.) were kept intact. The absorbers were filled with the same fluid after careful measure. Therefore the introduced changes had no effect on damping characteristics.

Diagnosing wear and tear 17 a) b) Fig. 2. Redesign of the shock absorbers into dismantable type Rys. 2. Przeróbka amortyzatorów na rozbieralne 3. TESTING PROCEDURE Wear and tear of the piston packing causes reduction in packing ring diameter accompanied by wider radial clearance between the piston and inner surface of the pipe (sleeve). Wear and tear of the packing ring was simulated through reboring. The simulation was only possible after the absorbers were changed into dismantable type. It was decided that the measurements should refer to the following three cases: 1) new shock absorbers, with nominal diameter of the ring, 2) shock absorbers with diameter smaller by 0.05 mm than nominal, 3) shock absorbers with diameter smaller by 0.20 mm. Such shock absorbers were tested on an indicator test rig designed for shock absorbers (fig. 3) where a frequency converter enabled continuous change of the driving motor rotational speed together with the piston speed against the pipe.

18 J. Gardulski Fig. 3. Indicator test rig for shock absorbers: 1 - electric motor, 2 - frequency converter, 3 - belt transmission, 4 - crank-shaft,piston and connecting rod system, 5 - slide guides, 6 - force sensor, 7 - shock absorber under testing Rys. 3. Schemat stanowiska indykatorowego do badań amortyzatorów: 1 - silnik elektryczny, 2 - przemiennik częstotliwości, 3 - przekładnia pasowa, 4 - układ korbowy, 5 - prowadnice suwakowe, 6 - czujnik siły, 7 - badany amortyzator 4. RESULTS OF MEASUREMENTS The measurements were performed with stable stroke for the following frequencies of the rig crank-shaft, pistons and connecting-rod system: - 4[Hz], - 8[Hz], - 12[Hz], - 16[Hz], - 20[Hz].

Diagnosing wear and tear 19 The parameters to measure were: damping force Ft and relative travel S of the piston rod against the pipe (piston stroke). Results of the measurements: sets of indicator diagrams in damping force - piston stroke coordinate system for three clearance values with five angular velocities of the rig crankshaft, pistons and connecting-rod system. Respective examples are shown in fig. 4-8. Fig. 4. Force-displacement diagram for different cases of reduction in tightness, with excitation rate f=4[hz] Rys. 4. Wykres pracy dla różnych przypadków ubytku uszczelnienia przy częstości wymuszenia f=4 [Hz] Fig. 5. Force-displacement diagram for different cases of reduction in tightness, with excitation rate f=8[hz] Rys. 5. Wykres pracy dla różnych przypadków ubytku uszczelnienia przy częstości wymuszenia f=8 [Hz]

20 J. Gardulski Fig. 6. Force-displacement diagram for different cases of reduction in tightness, with excitation rate f=12[hz] Rys. 6. Wykres pracy dla różnych przypadków ubytku uszczelnienia przy częstości wymuszenia f=12 [Hz] Fig. 7. Force-displacement diagram for different cases of reduction in tightness, with excitation rate f=16[hz] Rys. 7. Wykres pracy dla różnych przypadków ubytku uszczelnienia przy częstości wymuszenia f=16 [Hz]

Diagnosing wear and tear 21 Fig. 8. Force-displacement diagram for different cases of reduction in tightness, with excitation rate f=20[hz] Rys. 8. Wykres pracy dla różnych przypadków ubytku uszczelnienia przy częstości wymuszenia f=20 [Hz] 5. ANALYSIS OF RESULTS Results of the measurements (damping force in function of piston stroke) were differentiated using MATLAB environment. In effect thereof, so-called velocity diagrams were obtained for damping force in function of piston velocity (fig. 9-13). These present, upon expansion, the shock absorber damping characteristics (fig. 14). Fig. 9. Velocity diagram for different cases of reduction in tightness, with excitation rate f=4 [Hz] Rys. 9. Wykres prędkościowy dla różnych przypadków ubytku uszczelnienia przy częstości wymuszenia f=4 [Hz]

22 J. Gardulski Fig. 10. Velocity diagram for different cases of reduction in tightness, with excitation rate f=8 [Hz]. Rys. 10. Wykres prędkościowy dla różnych przypadków ubytku uszczelnienia przy częstości wymuszenia f=8 [Hz] Fig. 11. Velocity diagram for different cases of reduction in tightness, with excitation rate f=12 [Hz] Rys. 11. Wykres prędkościowy dla różnych przypadków ubytku uszczelnienia przy częstości wymuszenia f=12 [Hz]

Diagnosing wear and tear 23 Fig. 12. Velocity diagram for different cases of reduction in tightness, with excitation rate f=16 [Hz] Rys. 12. Wykres prędkościowy dla różnych przypadków ubytku uszczelnienia przy częstości wymuszenia f=16 [Hz] Fig. 13. Velocity diagram for different cases of reduction in tightness, with excitation rate f=20 [Hz] Rys. 13. Wykres prędkościowy dla różnych przypadków ubytku uszczelnienia przy częstości wymuszenia f=20 [Hz]

24 J. Gardulski Fig. 14. Shock absorber damping characteristics for different cases of reduction in tightness Rys. 14. Charakterystyki tłumienia amortyzatorów dla różnych przypadków ubytku uszczelnienia The following conclusions are made from the analysis performed as above: - Wear and tear within the range of 2L=0.05 mm do not cause changes in damping force. This means that value of the clearance is well within acceptable wear and tear limits. - With wear and tear 2L=0.2 mm there are not only changes in damping characteristics but also significant reduction in damping force (5.5%). The differences can be a diagnostic parameter. 6. CONCLUSION Shock absorber damping characteristics, obtained in result of testing on an indicator test rig, can be a suitable estimator to be used for diagnosing wear and tear of shock absorber piston packing, an important advantage being its fairly high resolving power. References 1. Gardulski J.: Bezstanowiskowa metoda oceny stanu technicznego zawieszeń samochodów osobowych. Katowice-Radom, 2003 2. Reimpell J., Betzler J.: Podwozia samochodów podstawy konstrukcji. WKŁ, Warszawa, 2001 Received 09.01.2009; accepted in revised form 17.08.2009