KURZUS: Járműdiagnosztika II.

MODUL: Elmélet

2. hét: Lengéscsillapító diagnosztika 2.

| A lecke célja: A járműbe épített lengéscsillapítók diagnosztikai vizsgálati lehetőségei, a mérések elméleti alapjai és technológiai jellemzői.
Időszükséglet: A tananyag elsajátításához körülbelül 90 percre lesz szüksége.
Kulcsfogalmak:
dinamikus talperő-ingadozás mérés (EUSAMA) rugózott tömeg talperő talperő viszony
Tananyag
Dinamikus talperő-ingadozás mérés (EUSAMA)
Mivel az EUSAMA (European Shock Absorber Manufacturer Association), azaz Európai Lengéscsillapító Gyártók Egyesülete) vizsgálati eljárás tekinthető elterjedtebbnek, ezt ismertetjük a legrészletesebben. A mérésre befolyást gyakorló tényezők és a mérési technológia adott elemei azonban értelemszerűen a BOGE módszerre is érvényesek.
Magyarországon hatósági célra kizárólag ez a mérési eljárás alkalmazható.
Az EUSAMA eljárás a talperő (a keréktalppont és az útfelület, illetve keréktámasz között ébredő) változása alapján minősíti a lengéscsillapítót.
Ennek műszaki alapja az alábbi egyszerű megfontolással magyarázható:
Tökéletesen sík útfelülten a tapadási erő állandó:
F=φ⋅G | (3.)
Ahol: φ - a tapadási tényező G - a kerékterhelés
A valóságban azonban tökéletesen sima útburkolat nem létezik, emiatt a kerékterhelés (és vele együtt a tapadási erő is) folyamatosan változik a kerékfelfüggesztés rugalmas és csillapítással rendelkező elemei által befolyásoltan. A legrosszabb tapadási feltételek rezonancia állapotban jelentkeznek.
Ez a tény az alábbi egyszerű összefüggéssel írható le:
F=A⋅φ⋅G | (4.)
Ahol: A - talperő viszony (általában százalékban adják meg)
Definíció szerint: A%=100⋅ F min⁡ G s t a t [%] | (5.)
Ahol: F min - a rezonancia állapotban fellépő minimális talperő értéke (mekkorára csökken a nyugalmi érték) G s t a t - a statikus talperő értéke (nyugalmi kerékterhelés)
A talperő változását a vizsgálat során az idő függvényében az alábbi ábra mutatja.
A talperő változása az idő függvényében az EUSAMA vizsgálat során
Az A% értékre az alábbi tényezők gyakorolnak befolyást:
a járműkonstrukció, a lengéscsillapító típusa és állapota, a gumiabroncs típusa és állapota, a kerékterhelés.
A fenti lista viszont egyben azt is jelenti, hogy ha az egyéb befolyásoló tényezőket a vizsgálat peremfeltételeinek megfelelő megválasztásával kiszűrjük, akkor ez az elv használható lengéscsillapító minősítésre.
A vizsgálat a későbbiekben ismertetésre kerülő előnyei miatt egyre általánosabban alkalmazott a műszaki gyakorlatban. Ezt támasztja alá a rendeleti háttér is:
A 14/1999. (IV. 28.) számú rendelettel módosított 5/1990. (IV. 12.) számú KöHÉM rendelet értelemében a talperő ingadozást mérő (úgynevezett EUSAMA - rendszerű) lengéscsillapító vizsgáló próbapaddal végzett hatásosság vizsgálat meghatározott határidővel a műszaki vizsgáztatás során kötelezővé vált.
A kiértékelés fő előnye a típusfüggetlenség. EUSAMA ajánlás szerint a vizsgálat az alábbi skála szerint értékelhető:
60...100% | nagyon jó
45...60% | jó
30...45% | gyenge
20...30% | elégtelen
1...20% | veszélyes
0% | nincs érintkezés a talajjal
Egyes berendezések a kiértékeléshez az ún. B% jellemzőt használják. Ez az mutatja meg, hogy mennyivel csökken a statikus talperő értéke rezonancia állapotban.
A két mérési jellemző egymás kiegészítő értéke:
A%+B%=100 | (6.)
Ha 0%-ot mérünk akkor a kerék a talajtól való elszakadás határhelyzetében van. A kerékterhelés ilyenkor 0 és 2⋅ G s t a t között változik.
EUSAMA ajánlás szerint két azonos tengelyen lévő kerék mért értékeinek különbsége nem lehet nagyobb 20...25%-nál.
A lengéscsillapító mérések eredményét befolyásoló tényezők
A járműkonstrukció
Feltételezhetnénk, hogy egy nagyobb tömegű gépjármű nagyobb tapadási erőt eredményez, de meg kell különböztetnünk a rugózott és a rugózatlan tömeget.
A rugózott (M) és a rugózatlan (m) tömeg aránya befolyásolja a dinamikus talperő viszonyának (A%) értékét, mégpedig úgy, hogy minél nagyobb a rugózott tömeg arány, annál kedvezőbbek a tapadási viszonyok. Az alábbi ábra mutatja A% értékét a rugózott és rugózatlan tömeg arányában. A diagram arra is felhívja a figyelmet, hogy a vizsgálat során a rugózott tömeg megváltoztatása (utasok, csomag illetve súly a csomagtartóban) jelentősen meghamisíthatja a vizsgálat végeredményét. Ilyenkor a lengéscsillapítót jobbnak ítélhetjük, mint azt a valós állapot indokolná.
A rugózott (M) és rugózatlan (m) tömeg arányának hatása az A% értékre
A gumiabroncsok
Az útegyenetlenségek csillapításában a gumiabroncs saját rugalmassága és a benne levő levegő összenyomhatósága is szerepet játszik. A gumiabroncs nyomása jelentősen befolyásolja a dinamikus talperőviszony értékét. Az abroncsnyomás növelésével csökken a tapadást, nevezetesen 0,5 bar abroncsnyomás változás mintegy 10%-os tapadási erő változást eredményez. Látszólag előnyös lehetne az abroncsnyomás csökkentése, de 0,5 baronként megközelítőleg 100 kilogrammal csökken a gumiabroncs teherbíró képessége, emellett a gumiabroncs élettartama is csökken (0,5 bar abroncsnyomás csökkenés esetén mintegy 40%-kal).
Az egzakt és reprodukálható mérési eredmény érdekében a mérést mindig az előírt abroncsnyomás beállítása után kell elvégezni.
Járműterhelés és terhelés eloszlás
A gépjármű terhelés eloszlása is nagymértékben befolyásolja a mérés eredményét, mivel az üres gépjármű talperő viszonyához képest az utasokkal terhelt gépjármű esetén, talperő viszony növekedést tapasztalunk (erre már a rugózott és rugózatlan tömeg aránya esetén utaltunk). A mért eredményre gyakorolt hatást az alábbi ábra szemlélteti 0...4 utas esetére.
Az ábra is alátámasztja tehát azt a tényt, hogy a vizsgálatot előírt terhelési viszonyok mellett kell elvégezni.
A terheléseloszlás hatása a lengéscsillapító vizsgálat eredményére
A hőmérséklet
A hőmérséklet jelentős hatást gyakorol az olaj-viszkozitásra, s így a lengéscsillapító csillapítási tényezőjére is. (Ha pl. az olaj hőmérséklete -15°C-ról +60°C-ra növekszik, akkor a csillapítási tényező akár 30%-kal is csökkenhet.
A mérést tehát mindig üzemmeleg lengéscsillapítókkal kell végezni. Az alábbi ábra arra mutat példát, hogy az egymást követően végrehajtott mérési ciklusok hogyan befolyásolják a mérés végeredményét. A lengéscsillapítók bemelegedése után (az ábra esetén az 5. ciklus) már nem változik a mért érték.
A mérések számának hatása a lengéscsillapító vizsgálat végeredményére
EUSAMA-rendszerű lengéscsillapító vizsgáló próbapad felépítése
Az EUSAMA-rendszerű vizsgálópadoknál a keréktámaszt 25 Hz-es gerjesztő frekvenciával és 6 mm-es lökettel rázza meg a motorral hajtott excenteres vagy ékes rendszerű mechanizmus.
Az így keltett lengések közben a keréktámasz alá beépített erőmérő cella méri a talperő pillanatnyi értékét, azaz a mindenkori talperővel arányos jeleket küld a számítógépnek, amely az adatokat kiértékeli és táblázatosan vagy diagram formájában megjeleníti.
A mérés az excenter tengely hajtásának kikapcsolása után kezdődik, amikor a beépített lendkeréknek köszönhetően a motor fordulatszáma egyenletesen csökken a megállásig. Eközben a lengések frekvenciája egyre csökken és áthalad a rezonancia állapoton.
EUSAMA-rendszerű lengéscsillapító vizsgálat
A vizsgálat menete:
1. | A vizsgálat előtt ellenőrizzük a mérési eredményt befolyásoló tényezőket (járműterhelés, gumiabroncsnyomás)
2. | A gépjármű első tengelyével a lengéscsillapító ellenőrző próbapad vizsgáló lapjaira állunk úgy, hogy a gumiabroncs talppontja sehol ne érintkezzen a mérőlapot körülhatároló kerettel.
3. | Rögzítjük a gépjárművet az üzemi fékkel, majd óvatosan felengedjük a fékpedált, ekkor a gépjármű sík padlózaton áll, így elméletileg nem gördülhet el eredeti pozíciójából. (Ha a gépjármű mégis elmozdulna a vizsgáló lapon, akkor rögzítjük a kézifék, vagy a sebességváltó első fokozatának segítségével annak függvényében, hogy melyik tengely áll a vizsgáló lapon, mivel a vizsgáló lapon álló kerekeket tilos befékezni.)
4. | Bekapcsoljuk a lengéscsillapító berendezést, ekkor a számítógép egy rövid időre elindítja a motorokat, rövid 2 - 3 másodperces lapmozgatással megrázza a gépjármű futómű felfüggesztését, ezáltal a mozgó - súrlódó alkatrész kapcsolatokban minimálisra csökken a belső erők nagysága. Az állandósult gerjesztő szakasz talperő középértéke a statikus talperő: Gstat.
5. | A megszüntetett gerjesztés után a lecsengő lengés a rezonancia állapoton áthalad. Az ekkor lecsökkent talperő legkisebb értéke lesz a minimális talperő: Fmin.
6. | A mérési regisztrátum egy példája az alábbi ábrán látható.
EUSAMA mérési diagram
A BOGE és az EUSAMA módszer összehasonlítása
| Módszer megnevezése | BOGE | EUSAMA
1. | Mért jellemző | Amplitúdó (A) | A (%)
2. | Reprodukálhatóság | változó | jó
3. | Érzékenység a gumiabroncs-nyomás változására | kicsi | nagy
4. | Leeresztett abroncs érzékelése | nem | igen
5. | Érzékenység a terhelés változására | alacsony/közepes | közepes
6. | A mérés módja | közvetlen (erő) | közvetett (modell)
7. | Gerjesztő frekvencia | 14,7 Hz | 25 Hz
8. | Rezonancia-frekvencia | 7-9 Hz | 12-14 Hz
9. | Kiértékelés | típusfüggő | típusfüggetlen

| Önellenőrző kérdések
1. Mi az EUSAMA?
| Európai Mérnökök Egyesülete
| Európai Lengéscsillapító Gyártók Egyesülete
| Lengéscsillapító szabvány
2. Mi a talperő viszony (A%)?
| A rezonancia állapotban fellépő minimális talperő és a statikus talperő százalékos aránya.
| A vezető talpára terhelést adó átlagos lengési erő.
| A kerék talppont és a talaj kölcsönhatása.
3. Milyen tényezők gyakorolnak befolyást az A% értékre?
| A járműkonstrukció, a gumiabroncs típusa és állapota, a kerékterhelés.
| A járműkonstrukció, a lengéscsillapító típusa és állapota, a gumiabroncs típusa és állapota, a kerékterhelés.
| A lengéscsillapító állapota.
4. Milyen lengéscsillapító vizsgálati eljárást írnak elő a magyar rendeletek?
| EUHAMA
| BOGE
| EUSAMA
| BOSE
5. Milyen a megfelelt lengéscsillapító alsó A% határértéke?
| 60%
| 45%
| 30%
6. Milyen maximális eltérés érték megengedett a két azonos tengelyen levő kerék között?
| 15%
| 10%
| 20-25%
| 5%
7. Milyen jelleggel hat a gumiabroncs belső nyomásának értéke az A% értékre?
| Ha nagyobb a belső nyomás, akkor nagyobb A% értéket mérünk.
| A belső nyomás nem hat az A% értékre.
| Ha kisebb a belső nyomás, akkor nagyobb A% értéket mérünk.
8. Hogyan hat a jármű tömegének változása az EUSAMA vizsgálat eredményére?
| Ha nagyobb a tömeg, akkor nagyobb (jobb) A% értéket mérünk.
| Ha kisebb a tömeg, akkor nagyobb (jobb) A% értéket mérünk.
| A tömeg nem hat a vizsgálat eredményére.
9. Melyik mérés típusfüggetlen?
| EUHAMA.
| BOSE
| BOGE.
| EUSAMA.
10. Mikor 0 az A% értéke?
| Ha a kerék elválik a keréktámasztól.
| Nem lehet nulla az érték.
| Ha a statikus talperő nulla.