KURZUS: Járműdiagnosztika II.

MODUL: Elmélet

1. hét: Lengéscsillapító diagnosztika 1.

| 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:
lengéscsillapító vizsgálat a kerék lengetésével (BOGE) rugózott tömeg rugózatlan tömeg relatív csillapítási tényező
Tananyag
A lengéscsillapító diagnosztika a közlekedésbiztonsági diagnosztika egyik legfontosabb eleme:
A lengéscsillapítók a járművekben kettős szerepet töltenek be (lásd az alábbi ábra). Ezek az alábbiak:
a lengéskényelem (a rugózott tömeg (M) lengései tartoznak ide) a talperő stabilitás (a rugózatlan tömeg (m) lengései tartoznak ide)
biztosítása.
A lengéscsillapítóknak természetesen mindkét fenti célnak meg kell felelniük, de a közlekedésbiztonság szempontjából a második eset a releváns.
Lengéskényelem:
Az emberi szervezet lengésérzékenysége frekvenciafüggő:
15-18 Hz tartományban lengést érzékelünk 18-1500 Hz tartományban a bőrfelület rezgést érzékel
Az emberi szervezet különösen azokra a frekvenciákra érzékeny, amelyeknél egyes testrészei rezonanciába jönnek.
Az emberi testrészek rezonancia frekvenciái:
Fej: 1,8...2,0 Hz és 20 Hz Mell: 4,5...5,0 Hz
Az emberi szervezet a lengésgyorsulásra is érzékeny. Emiatt lényeges a jellegzetes redukált lengésgyorsulás értékek ismerete:
0,10 m/s2 - a lengés még fáradtság nélkül elviselhető 0,315 m/s2 - az adott szintű munkavégző képesség még változatlan 0,630 m/s2 - felső határ (egészségkárosodás nélkül)
A gépjármű egy kerékfelfüggesztésének lengéstani modellje
A legkellemetlenebb lengéseket az önfrekvenciával megegyező gyakorisággal ismétlődő erőhatások váltják ki: ez a rezonancia állapot:
A rugózott tömeg önfrekvenciája 1-1,7 Hz, a rugózatlan tömegé pedig 12-15 Hz.
A diagnosztikában használatos lengéscsillapító vizsgálati eljárások alapelve közös: mindegyik rezonancia állapotot vált ki és ennek során méri a lengéscsillapító állapotával kapcsolatos jellemzőt.
A műszaki gyakorlatban az alábbi három eljárás terjedt el beépített állapotban történő lengéscsillapító vizsgálatra:
lengéscsillapító vizsgálat a gépjármű ejtésével (KONI) lengéscsillapító vizsgálat a kerék lengetésével (BOGE) dinamikus talperő-ingadozás mérés (EUSAMA)
Lengéscsillapító vizsgálat a gépjármű ejtésével
A fenti három módszer közül az első esetében billenőlap vagy szétnyíló szerkezet segítségével 100 mm magasságból leejtjük a járművet, ezzel a rugózott tömeget gerjesztjük. Eközben a jármű karosszériájához rögzített írószerkezet kirajzolja a lengésképet. A lengéscsillapító állapotára az amplitúdó és a frekvencia csökkenéséből és a megtett lengések számából következtethetünk.
Lengéscsillapító vizsgálat a gépjármű ejtésével
Ezzel a módszerrel csupán a karosszéria hozható rezonancia állapotba (mintegy 1,5 Hz), ezért közlekedésbiztonsági diagnosztikára nem alkalmas. Ezt a módszert ma már nem alkalmazzák.
Lengéscsillapító vizsgálat a kerék lengetésével (BOGE módszer)
Az ún. BOGE módszer a vizsgált kerék rezonancia-frekvencia feletti értékkel történő gerjesztése segítségével méri a keréktámasz (kerék) lengéskitéréseit.
A vizsgálat alapja a következő:
A relatív csillapítási tényező egyértelmű függvénykapcsolatban áll a gerjesztett lengés nagyítási tényezőjével.
Definíció szerint ugyanis:
A relatív csillapítási tényező: D= 1 2 ⋅ k c⋅m | (1.)
Ahol: k (Ns/m( - a lengéscsillapító csillapítási tényezője (lengéscsillapító-minősítő paraméter) c (N/m( - rugóállandó m (kg( - tömeg
A relatív csillapítási tényező és a nagyítási tényező összefüggése:
D= 1 2 ⋅ 1 μ 2 −1 | (2.)
Ahol: μ= A q - a nagyítási tényező A - a rendszer lengési amplitúdója önfrekvencián történő gerjesztéskor q - a gerjesztő amplitúdó
Az (1.) és a (2.) képlet alapján egyértelmű, hogy a nagyítási tényező - illetve mivel a gerjesztő amplitúdó a vizsgálópad által adott állandó -, a legnagyobb lengési amplitúdó (rezonancia állapot) mérésével a lengéscsillapító minősíthető.
BOGE-típusú lengéscsillapító-vizsgáló próbapad
(1. - hajtómotor, 2. - nyomórugó, 3. - regisztráló tárcsa, 4. - keréktámasz nyomórugó, A - kerék,
B - rugó, C - lengéscsillapító, D - tengely,
E - felépítmény
Az ábrán látható pad működése a következő:
A hajtómotor (1) excenteren és a (2) rugón keresztül lengésbe hozza a keréktámaszt (4) és ezzel együtt a jármű rugózatlan tömegét (kerék és felfüggesztés). A gerjesztő frekvencia 14,7 Hz.
A motor kikapcsolása után a hajtás fordulatszáma és vele együtt a gerjesztő frekvencia is fokozatosan csökken, és közben áthalad a rezonancia frekvencia értéken is.
A kifutás ideje alatt az írószerkezet polár-koordinátásan felrajzolja a (3) regisztráló papírra a keréktámasz lengési amplitúdóit. A mért jellemző a rezonancia helyhez tartozó maximális keréktámasz amplitúdó.
BOGE-regisztrátum
A diagramírást időrelé vezérli. Alapelv, hogy egy körlapra több mérés is ráférjen. A különböző kerékterhelésekhez a rugó fölé beépített csavarorsó elforgatásával lehet alkalmazkodni. Így elérhető, hogy a diagramot mindig a papír középvonala köré rajzolja fel a pad.
Kiértékeléskor a maximális lengéskitérés amplitúdó-nagyságát kell megmérni mm-ben és összevetni az adott típusra megadott határértékkel. Határérték feletti lengéskitérés esetén a lengéscsillapító műszaki állapota nem megfelelő.
A vizsgálat hátrányai:
A vizsgáló padot bemutató ábrából kitűnik, hogy a jármű rugózatlan tömegének vizsgálatát olyan lengőrendszerben vizsgáljuk, amelyhez a (4) keréktámasz és a (2) rugó is kapcsolódik. Az így elhangolt rendszer rezonanciafrekvenciája megváltozik: 5-9 Hz-re csökken. Ez viszont egyben azt is jelenti, hogy nem a valós közlekedésbiztonsági tartományban mérünk. A mérés kiértékelése típusfüggő. Sőt ezt még árnyalja az a tény is, hogy adott gépkocsiba nem biztos, hogy a gyári lengéscsillapító van beépítve. Emiatt a kiértékelés adott esetekben problémás lehet.

| Önellenőrző kérdések
1. Mi a lengéscsillapítók feladata?
| Lengéskényelem
| A jármű lengéskényelmének és talperő stabilitásának biztosítása
| Talperő stabilitás
| A motor lengések csillapítása
2. Milyen frekvencia tartományban érez lengést az ember szervezete?
| 15-18 Hz tartományban
| 15-18 kHz tartományban
| 15-18 MHz tartományban
| 5-8 Hz tartományban
3. Mekkora az emberi szervezet által károsodás nélkül elviselhető lengésgyorsulás maximális értéke?
| 0,315 m/s2
| 0,630 m/s2
| 0,100 m/s2
| 0,630 mm/s2
4. Mekkora a jármű rugózatlan tömegének önfrekvenciája?
| 1-3 Hz
| 8-9 Hz
| 12-15 Hz
| 10 Hz
5. Mekkora a jármű rugózott tömegének önfrekvenciája?
| 10-17 Hz
| 1-1,7 Hz
| 1-1,7 kHz
6. Melyek a ma elterjedt lengéscsillapító diagnosztikai eljárások?
| KONI, BOGE, EUSAMA
| KOGE, EUBAMA
| BOGE, EUSAMA
| BOGI
7. Mekkora a BOGE-pad gerjesztő frekvenciája?
| 14,7 kHz
| 4,7 Hz
| 14,7 Hz
8. Mekkora a BOGE-jármű rendszer rezonancia frekvenciája?
| 5-9 Hz
| 12-14 Hz
| 14 Hz
| 9 Hz
9. Miért nem a valós közlekedésbiztonsági tartományban mérünk a BOGE-paddal?
| A valós tartományban mérünk.
| Mert a gerjesztő frekvencia ezt nem teszi lehetővé.
| Mert a pad jelentős tömeget "csatol" a lengőrendszerhez.
10. Melyik tömeg gerjesztésével végezzük a diagnosztikai lengéscsillapító vizsgálatokat?
| Rugózatlan tömeg
| Rugózott tömeg
| Az autó teljes tömege