P O L I T E C H N I K A W A R S Z A W S K A

Wydział Samochodów i Maszyn Roboczych
INSTYTUT POJAZDÓW

Semestr VI

2003/2004

Zespół: P2

Grupa dziekańska: 3.2

Data wykonania ćwiczenia: 5.IV.2004

„Badanie drgań pionowych samochodu podczas jazdy”

Zespół wykonujący ćwiczenie:

Krzysztof Sak

Damian Frączak

Hubert Bielecki

Marcin Sucharski

Piotr Peteciński

Robert Pucyk

1.Cel ćwiczenia

Celem ćwiczenia było wyznaczenie podstawowych wielkości charakteryzujących drgania pionowe jadącego pojazdu, a w szczególności gęstości prawdopodobieństwa oraz przemieszczeń wybranych punktów.

2.Opis stanowiska

Doświadczenie wykonywane było w samochodzie Ford Transit, w którym to umieszczone były czujniki optyczne jak i indukcyjne. Wyjście sygnału z czujnika podawane było na kartę analogowo-przetwornikową do komputera typu LAPTOP. Za pomocą specjalnego oprogramowania SPECTRUM mogliśmy oglądać wyniki drgań samochodu. Ponieważ drgania te są drganiami harmonicznymi mogliśmy zarejestrować widmo amplitudowe, które ułatwia analizę. Pomiary zostały zapisane w programie P102.

3. Wnioski

• 1) na podstawie obserwacji wyników pomiarów wyraźnie widać że wraz ze wzrostem prędkości rosną wartości odchyleń standardowych i tak, np. jadąc w kierunku Konstancina odchylenia standardowe dla prędkości pojazdu 45 km/h, 60 km/h, 90 km/h wyniosły one odpowiednio - 0,85 m/s² (0,75 m/s²), 0,92 m/s² (0,82 m/s²), 1,56 m/s² (1,4 m/s²), natomiast w kierunku Warszawy dla tych samych prędkości odpowiednio - 0,65 m/s² (0,58 m/s²), 0,64 m/s² (0,57 m/s²), 0,95 m/s² (0,85 m/s²).

Widać, że dla prędkości 45 km/h jest to różnica 30%, dla 60 km/h - 43%, a dla 90 km/h wynosi ona już 64% - oznacza to że zmieniają się one nieliniowo, lecz proporcjonalnie do kwadratu prędkości; mając na uwadze powyższe wielkości odchyleń standardowych można powiedzieć, że droga w kierunku Konstancina była dużo gorsza (większe wartości odchyleń standardowych) niż w przypadku odcinka pomiarowego w kierunku Warszawy - istotnie pasażerowie przebywający w kabinie pojazdu, nawet bez aparatury pomiarowej mogli to doskonale odczuć różnicę w jakości nawierzchni; należy również zauważyć, że dla odcinka drogi Konstancin - Warszawa dla prędkości 45 km/h oraz 60 km/h odchylenie standardowe się nie zmieniło - jest to kolejne potwierdzenie tego, że asfalt na tym odcinku był w dobrym stanie,

• 2) z tabeli odchyleń standardowych i czasu ekspozycji dla poszczególnych przejazdów widać iż dla prędkości jazdy 90 km/h ugięcia i przyspieszenia dla odcinka Warszawa - Konstancin są dwa razy większe niż dla drogi w kierunku Warszawy, np. ugięcie tylnego zawieszenia - prawa strona (kanał 2) wynoszą one odpowiednio 0.62 i 0.31, dla lewej strony (kanał 1) - 0.75 i 0.31, a przyspieszenie pionowe - 1.55 i 0.95. Jedynym wyjątkiem jest przemieszczenie przodu (kanał 5) dla którego to przemieszczenia są prawie 3-krotnie większe - wynika to z tego, że przednia oś pierwsza „napotyka” przeszkody; zauważyć się również daje to, że wielkości odchyleń standardowych przyspieszeń i przemieszczeń dla odcinka drogi Konstancin - Warszawa przy prędkości 90 km/h są zbliżone do wartości odchyleń dla odcinka w przeciwnym kierunku, i tak np. na kanale 1 przyjmują one wartości: 0.31 i 0.33, dla kanału nr 2: 0.31 i 0.3, 3-ciego: 0.95 i 0.86 - kolejne potwierdzenie faktu o gorszej jakości nawierzchni na odcinku Warszawa - Konstancin,

• 3) czas ekspozycji był mały dla prędkości 45 km/h, potem wzrastał do prędkości 60 km/h, po czym ponownie malał; dla prędkości 60 km/h wyniósł on dla odcinka pomiarowego w kierunku Warszawy (lepsza nawierzchnia) 7,5h podczas gdy dla drogi Warszawa - Konstancin 4,75h (uciążliwość), natomiast w przypadku dla komfortu i szkodliwości nie ulegał on zmianie i wyniósł odpowiednio 0h i 24h - widać, że krzywa odczuwalności dla komfortu została mocno przekroczona przez widmo słupkowe, co oznacza zgodnie z normą iż na tym odcinku pomiarowym pasażerowie pojazdu od momentu rozpoczęcia podróży odczuwają dyskomfort - w naszym wypadku bez względu na to z jaką prędkością podróżują - 45 km/h, 60km/h czy 90 km/h,

• 4) na wykresie widma amplitudowego wygenerowanego za pomocą programu AD12PCV.EXE widać (po uprzednim przefiltrowaniu sygnału) nałożone na siebie 2 składowe sygnały harmoniczne o częstotliwościach ~1.2 Hz i 10 Hz - pierwsza z nich odpowiada częstotliwości drgań nadwozia, druga zaś częstotliwości koła pojazdu (doskonale widać je na widmie tercjowym słupkowym wygenerowanym w programie SPECTR.EXE - wykres załączony do sprawozdania), zakres któremu odpowiadają częstotliwości 4-8 Hz jest zakresem częstotliwości najbardziej szkodliwych dla człowieka, gdyż odpowiada on częstotliwości drgań własnych organów wewnętrznych człowieka, takich jak np. żołądek, stąd krzywa odczuwalności w tym zakresie jest linią prostą - u nas dla pomiaru „90K” krzywa ta została mocno przekroczona - maksymalne wartości amplitudy pojawiły się w zakresie częstotliwości: 1 - 2.2 Hz oraz 7.4 - 11.1 Hz, co oznacza iż pokrywa się on częściowo z wyżej opisanym niebezpiecznym dla człowieka zakresem.

ZAŁĄCZNIKI:

• Wykresy widma amplitudowego dla pomiaru „ 90K ” z zaznaczonymi krzywymi odczuwalności

• Wykres widma słupkowego

• Rozciągnięty wykres widma amplitudowego - zrobiony z danych pomiarowych przekonwertowanych do pliku tekstowego

• Wykres przyspieszeń pionowych i poprzecznych w funkcji prędkości

• Wykres ugięć i przemieszczeń pojazdu w funkcji prędkości

• Tabela odchyleń standardowych i czasu ekspozycji dla poszczególnych przejazdów

2