1. Przebieg ćwiczenia

   Badania polegały na zmierzeniu wartości ugięć zawieszenia samochodu marki ford transit, w szczególnych przypadkach ruchu. Ugięcia mierzymy za pomocą czujników przemieszczeń, które zerujemy przed przystąpieniem do badań, w celu zniwelowania ugięcia wywołanego ciężarem osób siedzących w samochodzie.

   Interesowały nas wartości zmierzone dla poszczególnych sytuacji: hamowanie, jazda po łuku oraz przejazd odcinka drogi ze stałą prędkością (90 km/h). Dane, które otrzymaliśmy, dotyczą każdego koła pojazdu osobno. Posiadając wartości sztywności zawieszenia przedniego i tylnego jesteśmy w stanie wyznaczyć, na podstawie otrzymanych charakterystyk, siły działające na poszczególne koła.

   

   Rys.1.Pojazd użyty w badaniu.

   

   Rys.2. Aparatura badawcza

2. Dane samochodu ford transit

Masa własna samochodu (bez kierowcy)	1820 kg
Masa samochodu (2 osoby)	1980 kg (1070/910)
Masa całkowita samochodu (2 osoby + 7 pasażerów)	2540 kg (1150/1390)
Dopuszczalna masa całkowita DMC	2620 kg
Współczynnik sztywności przedniego zawieszenia	48 kN/m (dla jednego kola)
Współczynnik sztywności tylnego zawieszenia	55 kN/m (dla jednego kola)
Wzmocnienie czujnika przedniego zawieszenia	0.7 cm/1 V
Wzmocnienie czujnika tylnego zawieszenia	1 cm/1 V

1. Wyznaczanie wartości maksymalnych ugięć

   3.1 Hamowanie (awaryjne hamowanie)

   (+) dociążenie (-) odciążenie

   Tab.1 Wartości ugięć zawieszenia

	Lewy tył	Prawy tył	Lewy przód	Prawy przód
Ugięcie maksymalne [cm]	+5.5	+3.7	+4.5	+4.4
Ugięcie minimalne [cm]	-0.02	-0.25	-0.28	-0.10
Siła [N]	3025	3190	2160	2150

Rys.3. Ugięcie zawieszania tył lewy

Rys.4. Ugięcie zawieszania tył prawy

Rys.5. Ugięcie zawieszania przód lewy

Rys.6. Ugięcie zawieszania przód prawy

3.2 Jazda po łuku

(+) dociążenie (-) odciążenie

Tab.2 Wartości ugięć zawieszenia

	Lewy tył	Prawy tył	Lewy przód	Prawy przód
Ugięcie maksymalne [cm]	+6.4	+6.6	+7.6	+6.4
Ugięcie minimalne [cm]	-0.4	-0.04	-0.4	-0.3
Siła [N]	3072	3201	4180	3520

Rys.7. Ugięcie zawieszania tył lewy

Rys.8. Ugięcie zawieszania tył prawy

Rys.9. Ugięcie zawieszania przód lewy

Rys.10. Ugięcie zawieszania przód prawy

3.3 Jazda w ruchu drogowym (prędkość ok. 90km/h)

(+) dociążenie (-) odciążenie

Tab.3 Wartości ugięć zawieszenia

	Lewy tył	Prawy tył	Lewy przód	Prawy przód
Ugięcie maksymalne [cm]	+3.7	+4.1	+3.5	+4.1
Ugięcie minimalne [cm]	-2.0	-1.7	-1.9	-2.0
Siła [N]	2140	2353	1399	1337

Rys.11. Ugięcie zawieszania tył lewy

Rys.12. Ugięcie zawieszania tył prawy

Rys.13. Ugięcie zawieszania przód lewy

Rys.14. Ugięcie zawieszania przód prawy

1. Tabelaryczny zbiór wartości przejazdów
    

   Tab. 4.: Zestawienie otrzymanych wartości ugięć i sił

Tył lewy	Tył prawy	Przód lewy	Przód prawy
Ugięcie maksymalne [cm]	Jazda w ruchu drogowym	+3.7	+4.1
	Jazda po łuku	+6.4	+6.6
	Hamowanie awaryjne	+5.5	+3.7
Ugięcie minimalne [cm]	Jazda w ruchu drogowym	-2.0	-1.7
	Jazda po łuku	-0.4	-0.04
	Hamowanie awaryjne	-0.02	-0.2
Siły [N]	Jazda w ruchu drogowym	2140	2353
	Jazda po łuku	3072	3201
	Hamowanie awaryjne	3025	3190
Wzrost siły względem statycznej [%]	Jazda w ruchu drogowym	8,4%	9,3%
	Jazda po łuku	12,1%	12,6%
	Hamowanie awaryjne	11,9%	12,6%

5. Obliczenie częstości drgań własnych

Dane:

k_p - sztywność zawieszenia przedniego (na koło)

k_p = 48 kN/m

k_t - sztywność zawieszenia tylnego (na koło)

k_t = 55 kN/m

m_p - masa przypadająca na koło przednie

m_p = 575 kg

m_t - masa przypadająca na koło tylne

m_t = 695 kg

m - masa całkowita

m = 2m_p + 2m_t

m = 2540 kg

Obliczenie sztywności zastępczej zawieszenia:

k = 2k_p + 2k_t

k = 206 kN/m

Obliczenie częstości drgań własnych:

$$\omega_{0} = \sqrt{\frac{k}{m}}$$

$$\omega_{0} \approx 9\frac{\text{rad}}{s}$$

6. Wnioski:

   6.1.: Analizując wartości sił działających podczas przejazdu możemy zauważyć, że występują różnice pomiędzy poszczególnymi kołami oraz osiami pojazdu.

   6.2.: Podczas hamowania awaryjnego, maksymalne wartości sił uzyskano na tylnej osi (największe tył prawy) wynoszące 3190 N, a najmniejsze
   na przedniej osi wynoszące 2150 N (najmniejsze prawy przód). Różnica pomiędzy nimi wynosi ok. 48%, a pomiędzy osią przednią i tylną ok. 44%,

   6.3.: Próba jazdy po łuku wykazała, że siły dynamiczne działające
   w zawieszeniu pojazdu mają najwyższe wartości na przedniej osi. Różnica pomiędzy najwyższą wartością (przód lewy- 4180 N), a najniższą (tył lewy-3072 N) wynoszą ok. 36%. Ponadto różnica sił pomiędzy poszczególnymi osiami wynosi około ok 23%.

   6.4.: Dla przejazdu w ruchu drogowym z prędkością 90 km/h siły dynamiczne działające w zawieszeniu forda transita mają wyższe wartości na tylnej osi. Rozbieżność pomiędzy tylnym prawym kołem (wartość sił 2353 N), a przednim prawym (wartość sił 1337 N) wynosi około 76%. Różnica sił pomiędzy osią przednią, a tylną wynosi ok. 64%.

   6.5.: Siły przenoszone na zawieszenie podczas hamowania czy jazdy
   po łuku mają relatywnie niewielki wpływ na przyspieszone zużycie jego elementów, pomimo swoich wartości. Możemy zatem przypuszczać,
   że największy wpływ na jego trwałość ma szybkość zmian sił oddziałujących na koła podczas jazdy po nierównej nawierzchni, mimo
   że siły maksymalne występujące podczas takiej jazdy są niższe.