Politechnika Warszawska

Wydział Samochodów i Maszyn Roboczych

Instytut pojazdów

Laboratorium pojazdów

Sprawozdanie z ćwiczenia nr 4

Temat ćwiczenia : Badanie drgań pionowych samochodu podczas jazdy

Data wykonania ćwiczenia: 23.10.2009

Grupa 3.3

Zespół P2 :

1. Demidowski Tomasz

2. Dopierała Jakub

3. Mikulski Marcin

4. Kukla Marcin

5. Sobieski Jarosław

6. Stańczuk Tomasz

1. Wyniki pomiarów

Tabela 1. Tabela odchyleń standardowych przyspieszeń pionowych i czasów ekspozycji

Odcinek pomiarowy	Odchylenia standardowe mierzonych sygnałów	Czasy ekspozycji
Nazwa zbioru pomiarowego: symbol prędkości nominalnej (45,60,90) + symbol odcinka testowego (K, W)	Prędkość średnia i długość odcinka [km/h] [m.]	Ugięcie tylnego zawieszenia – lewa strona (kan.1) [cm]
90K	91 200	0,85
90W	89 200	0,36
60K	61 200	0,48
60W	62 200	0,22
45K	44 200	0,34
45W	45 200	0,17

*-zakłócenia spowodowane obecnością wody na powierzchni asfaltu. Wartość w nawiasie to przewidywana wartość przemieszczenia przodu pojazdu.

Rys. 1. Fragment ekranu przyspieszeń pionowych dla odcinka pomiarowego Warszawa-Konstancin przy prędkości pojazdu 90 km/h.

1. Na podstawie otrzymanych wyników sporządzone został wykresy prędkościowe odchyleń standardowych w zakresie od 45 do 100 km/h:

1. Przyspieszeń pionowych i poprzecznych dla dwóch odcinków pomiarowych:

2. Ugięcia zawieszenia tylnego (lewego i prawego) i przemieszczenia przodu (Correvit H) dla dwóch odcinków pomiarowych:

Rys. 2. Widmo amplitudowe z krzywymi odczuwalności drgań przez człowieka (wg ISO 2631) zbioru 90K.

1. Wnioski :

1. Wpływ prędkości jazdy na wartość odchyleń standardowych

Po przeanalizowaniu zarejestrowanych pomiarów stwierdzamy, że wraz ze wzrostem prędkości ruchu pojazdu wzrastają odchylenia standardowe mierzonych sygnałów. Przy dwukrotnie większych prędkościach odchylenie standardowe mierzonego sygnału jest w przybliżeniu dwukrotnie większe. Na przykład dla prędkości pojazdu 45 km/h w kierunku Warszawy odchylenie standardowe przemieszczenia przodu wyniosło 0,26 cm a przy prędkości 90 km/h przemieszczenie przodu wyniosło 0,56 cm. Podobna sytuacja zachodzi w przypadku przyśpieszeń. Przy prędkości 45 km/h w kierunku Konstancina wartość odchylenia standardowego przyspieszenia pionowego wyniosło 0,68 m/s² natomiast przy prędkości 90 km/h wartość odchylenia standardowego przyspieszenia wynosiło 1,44 m/s².

1. Porównanie wartości odchyleń standardowych na dwóch odcinkach pomiarowych + 2 przykłady liczbowe, konkluzja 45K-90K + 2 przykłady liczbowe

W wyniku analizy zarejestrowanych pomiarów można stwierdzić, że wartości odchyleń standardowych mierzonych sygnałów dla dwóch odcinków pomiarowych różnią się około dwukrotnie. Przykładowo wartość odchylenia standardowego ugięcia tylnego zawieszenia lewej strony dla odcinka pomiarowego 90K wynosi 0,85 cm natomiast dla odcinka pomiarowego 90W 0,36 cm. Analogiczną sytuację można zaobserwować w przypadku wartości odchyleń standardowych ugięć prawej strony tylnego zawieszenia. Dla odcinka pomiarowego 90K ugięcie wynosi 0,74 cm natomiast dla odcinka 90W 0,38 cm.

Na podstawie powyższych wniosków można więc stwierdzić, że wartości odchyleń standardowych mierzonych sygnałów przy prędkości 45 km/h w stronę Konstancina są zbliżone do wartości odchyleń standardowych przy prędkości 90 km/h w stronę Warszawy. Przykładowo odchylenie standardowe ugięcia lewej strony przy prędkości 45 km/h w stronę Konstancina wyniosło 0,34 cm a dla prędkości 90 km/h w stronę Warszawy 0,36 cm. Wartości te są bardzo do siebie zbliżone

1. Wpływ prędkości jazdy na czasy ekspozycji + 2 przykłady liczbowe.

Na podstawie analizy wyników zauważyliśmy, że wraz ze wzrostem prędkości jazdy maleja czasy ekspozycji. Przy prędkości 45 km/h w stronę Konstancina czasy ekspozycji komfortu wynosił k-1,25h, a przy prędkości 90 km/h k-0h. Przy prędkości 60 km/h do Konstancina czas ekspozycji uciążliwości wynosił u-6,25h, a przy prędkości 90km/h u-1,25h.

Dla wszystkich przypadków poza zbiorem 90K czas ekspozycji szkodliwości był dłuższy niż 8h ( dla zbiór 90K wyniósł 5,75h)

1. Porównanie czasów ekspozycji na dwóch różnych odcinkach pomiarowych + 2 przykłady liczbowe.

Analizując czasy ekspozycji na dwóch odcinkach pomiarowych, można stwierdzić, że są one większe w przypadku jazdy na odcinku w stronę Warszawy. Przykładowo przy prędkości 90km/h czas ekspozycji uciążliwości na odcinku w stronę Konstancina wyniósł u-1,25h, a na odcinku w stronę Warszawy u-3h. Dla prędkości 60 km/h czas ekspozycji komfortu w stronę Konstancina wynosił k-0h, a w stronę Warszawy k-1,5h.

1. Komentarz do kopii widma amplitudowego przyspieszeń pionowych (częstości drgań pojazdu, odczuwalność drgań przez człowieka w zależności od częstotliwości składowych harmonicznych)

Po przeanalizowaniu widma amplitudowego stwierdzamy, że dla badanego pojazdu występują dwa zakresy częstości, dla których amplitudy składowych harmonicznych są relatywnie duże. Zakresy tych częstości to: ok. 1,5Hz i ok. 10Hz. Wartości tych częstości odpowiadają częstościom drgań własnych samochodu (odpowiednio nadwozia i kół).

Krzywa wrażliwości człowieka na drgania pokazuje, że organizm ludzki jest najbardziej wrażliwy na drgania o częstości w zakresie od 4Hz do 8Hz. Drgania o tych częstościach mają niekorzystny wpływ na zdrowie i samopoczucie człowieka. Częstości tych drgań pokrywają się z częstościami drgań własnych narządów wewnętrznych człowieka co powoduje występowanie zjawiska rezonansu, szkodliwego dla ludzkiego organizmu.

1. Własne uwagi i spostrzeżenia

Analizując wyniki można zauważyć, ż. nawierzchnie na obydwu odcinkach pomiarowych znacznie różnią się od siebie. Nawierzchnia asfaltowa na odcinku do Konstancina jest gorszej jakości co powoduje , że wartości odchyleń standardowych mierzonych sygnałów są w przybliżeniu dwukrotnie większe niż na odcinku pomiarowym do Warszawy. Dla badanych przypadków czas komfortowej jazdy wynosi maksimum 1,5 godzin. Im większa prędkość pojazdu tym bardziej rośnie szkodliwość i uciążliwość jazdy. Duży wpływ na odchylenia standardowe ma nawierzchnia, po której porusza się samochód, co zostało zaobserwowane podczas wykonywania ćwiczenia. Istotną rolę odgrywają też takie rzeczy jak:

- prędkość jazdy

- rodzaj zawieszenia

- marka pojazdu