Diagnosticarea Sistemului de Suspensie

DIAGNOSTICAREA SISTEMULUI DE SUSPENSIE 1.

Fundamentare teoretică

Sistemul de suspensie, ca sistem elastic, imprimă caroseriei o mișcare oscilatorie amortizată, a cărei amplitudine este puternic influențată de calitatea amortizorului , a arcului, dar și al stării de presiune din pneuri . Starea tehnică a acestui sistem  influențează într -o -o mare măsură confortul, securitatea circulației și anduranța vehiculului în ansamblu. Mișcarea de oscilație a părții suspendate a autovehiculului va fi cu atât mai amplă și mai îndelung întreținută, cu cât gradul de amo rtizare este mai scăzut, deci cu cât amortizorul este mai  puțin eficace. efi cace. Având o curbă etalon a oscilaț iei libere, starea amortizorului se poate aprecia  prin comparație. În figura 1 se prezintă un exemplu de punte în care sunt evidențiate principalele elemente componente componente ale sistemului de suspensie. 1. disc de frână ventilat; 2. etrier; 3. braț fuzetă; 4. braț triunghiular superior; 5. arc; 6. amortizor; 7. bară anti-ruliu (bară stabilizatoare); 8. bieletă; 9. brat inferior al punții; 10. ansamblul pivot;

5 4 6

3 7

8 9

2 10 1

Figura 1. Punte, sistem de suspensie și sistem de frânare pentru roata din față a unui autoturism

definesc funcționarea sistemului de suspensie sunt: ruperea, slăbirea arcurilor și a barelor stabilizatoare, uzura bolțurilor și a bucșelor de prindere, uzura Parametrii de stare ce

sau ruperea limitatoarelor limitatoarelor de cauciuc, uzura amortizoarelor, amortizoarelor, pierderea de lichid din amortizoare amortizoare sau deformarea brațelor suspensiei. Producerea unora din aceste defecte are ca urmare apariția unor manifestă ri specifice cum ar fi: zgomote și bătăi î n suspensie, proasta amor tizare tizare a oscilațiilor caroseriei (oscilații prelungite după depăș irea unei denivelări) și scurgeri de lichid. Parametrii de diagnosticare a sus pensiei pot pot fi împărțiți în patru grupe: geometrici și de stare (ce se pot analiza prin verificare vizuală) ; de etanșare (verificarea vizuală a existenței de scurgeri pe amortizoare) ; de elasticitate (caracterizează starea arcurilor și a stabilizatoarelor de viraj);   



dinamici (de oscilaț ie) (d au indicii mai ales asupra funcționă rii amortizoarelor).

2. Aparatura utilizată În cadrul laboratorului de diagnosticare a sistemului de suspensie se citesc doar  parametrii dinamici, ce se determină pe standuri specifice. Pentru efectuarea diagnosticării sistemului de suspensie al unui automobil se va utiliza un stand de tip BOSCH, model SDL43XX. În componența acestuia intră: cele două module dinamometrice, calculatorul tip PC cu software-ul specific, auxiliarele acestuia, telecomanda

în infraroșu precum și un set de testare a suspensiei. Acestea au fost prezentate și utilizate la lucrarea Diagnosticarea sistemului de f ânare. Standul de diagnosticare a sistemului de suspensie are următorii parametrii: Tensiune 400V și frecvență 50Hz; Principiul de măsurare: EUSAMA; • • • • • • • •

Puterea motorului 2 x 2.5 kW; Frecvența maximă de testare : 25 Hz; Amplitudine: 6 mm; Sarcina de testare: 2.0 tone; Sarcina de traversare: 4.0 tone; Dimensiuni (l / L / D) în mm 2,360 / 440 / 280;

3. Modul de lucru a) Diagnosticarea pe elemente Diagnosticarea arcurilor se poate realiza  prin determinarea caracteristicii sale, adică a variației lungimii sale efective l (la arcurile elicoidale) în funcție de o sarcină P (fig. 2), lungimea efectiva fiind luata ca parametru de diagnos ticare. Dacă linia caracteristică a arcului se află  sub caracteristica etalon, arcul trebuie schimbat. Deoarece determinarea pe vehicul a caracteristicii efective a arcului este complicată, se obișnuiește să se aplice pe roata respectivă o sarcină de diagnosticare Pd măsurându -se lungimea arcului în această situație; dacă aceasta este sub   limita admisibila llim , se consideră că arcul este slăbit și

trebuie schimbat. Verificarea calității suspensiei se face prin determinarea caracteristicii acesteia și compararea deformației arcului cu datele limită în două situații: cu încărcătură nominală și fără încărcătură, atât la comprimare, cât și la revenire (fig. 2 ). Pentru arcurile cu foi se poate aplica o metodă  aparte.

Figura 2 Caracteristicile arcurilor Diagnosticarea separată a  amortizoarelor  se poate efectua prin demontarea lor de

automobil, operațiune care este relativ simplă. Procedeul nu este specific diagnosticării rapide, dar permite stabilirea exactă a stării acestui organ. În esență, metoda se bazează pe stabilirea caracteristicii efective a amortizorului și interpretarea ei atât din punct de vedere al formei, cât și al valorilor maximale ale eforturilor exercitate la compresie și revenire. Caracteristica amortizorului este un grafic în care sunt înscrise eforturile necesare pentru deplasarea tijei în raport cu corpul amortizorului în cele două curse. Diagnosticarea amortizoarelor fără demontarea lor de pe vehicul se face prin ridicarea caracteristicii de oscilaț ie a caroseriei. Deoarece amortizorul funcționează î n paralel cu arcul, caracteristica de oscilație obținută va fi influențată î ntr-o oarecare măsură de starea acestuia. De aceea, pentru a  putea aprecia corect pe această  cale calitatea amortizorului testat, este necesar ca, în prealabil, să se efectueze verificarea arcurilor și numai după ce s -a stabilit că starea lor este bună se va trece la  determinarea caracteristicii de oscilaț ie.

 pe

Figura 3 Caracteristica de o scilație a caroseriilor pentru diferite stări ale amortizoarelor

Graficele arată, pe de alta parte, că modificarea rigidității arcului provoacă  schimbarea simultană atât a amplitudinii maxime, cât și a frecvenței de rezonanță . Așadar, dacă se cunoaște frecvența de rezonanță a suspensiei vehiculului testat, atunci abaterea valorii frecvenței de rezonanță determinate experimental î n raport cu valoarea sa nomin ală constituie indiciul modificării elasticității arcului. Din datele statistice existente rezultă că  domeniul de  producere a regimului de rezonanță se situează la autoturisme î ntre 1-4 osc/s. În cazul î n care testarea prealabilă a arcurilor a dus la concl uzia că starea lor tehnică este bună, deci este exclus ă  eventualitatea influenței lor asupra valorii frecve nței de rezonanță și asupra amplitudinii maxime de oscila ție, încercarea la rezonanță  nu mai este necesar ă, fiind suficientă măsurarea amplitudinii de oscilație a caroseriei la un regim oarecare. În acest caz se obține variaț ia în timp a înălțimii de oscilație a caroseriei (fig.4). Starea amortizorului se apreciază prin compararea valorii efective a amplitudinii cu limita admisibilă Hl, prin eventuala variație a amplitudinii precum și după  forma curbei obținute. De pilda, graficul 4. a indică  un amortizor bun; celelalte b, c, d, e și f constituie exemple ale unor amortizoare defecte.

Figura 4 V ariația în timp a înălțimii de oscilație a caroseriei  pentru diferite  stări ale amortizoarelor  Din punct d e vedere practic se disting două   procedee de verificare: prin apăsarea caroseriei sau prin lansarea ei. Prin primul procedeu caroseria autovehiculului este apăsată comprimâ nd arcul amortizorului testat, după   care autovehiculul este eliberat brusc. După  eliberare, caroseria va efectua câ teva oscilații ale căror elongații sunt î nregistrate de un vibrograf de o natură oarecare, aparat care se plasează , de cele mai multe ori, pe aripa corespun zătoare roții căreia îi aparține amortizorul cercetat. Aparatul înregistrează mișcarea caroseriei pe o hârtie căreia i se imprimă o viteză de 20 -30mm/s, obținându-se astfel caracteristica oscilaț iilor libere amortizate ale caroseriei, grafic care se exploatează așa cum s -a arătat mai î nainte.

Figura 5 Procedeul de verificare prin depăşirea unui obstacol  şi variaţia oscilaţiilor înregistrate Al doilea procedeu de lansar e a caroseriei este mai simplu și ușor de aplicat,  putându-se obține elongaț ii mai mari decât cele produse prin metoda apăsăr ii - de aceea acest procedeu este mai larg folosit. Într -o primă variantă, roata al că rei amortizor trebuie verificat este ridicată cu un cric special a cărui construcție permite eliberarea ei bruscă. Într  o altă variantă, ansamblul este pus să depășească  un obs tacol de tip pană 1, ca în fig.5. În ambele cazuri vibrograful se montează pe aripă sau pe bara de protecție î n apropierea amortizorului testat. Experiența a arătat că rezultatele obținute prin aplicarea acestor procedee sunt influențate mai puțin de  presiunea aerului din pneuri, î n schimb rigiditatea arcurilor afectează  considerabil calitatea diagnosticării. Din acest motiv este absolut obligatoriu ca, în prealabil, să   se efectueze testarea arcurilor, asigurându-se că arcurile aceleiași punți nu au caracteristici elastice diferențiate î ntre ele cu mai mult de 10%.

b) Diagnosticarea dinamică a sistemului de suspensie pe stand

se pot diagnostica o serie de informații utile în diagnosticarea sistemului de suspensie: frecvența de rezonanță a fiecărei roți , coeficientului capacității de menținere a contactului cu calea de rulare, diferențele acestor parametri la roțile aceleiași punți, precum și încărcarea la punți și la roți. La amplasarea autovehiculului  pe stand, platourile mobile imprimă o mişcare uniform oscilatorie verticală roţilor punţii încercate, timp în care, senzorii de greutate montaţi în interiorul platourilor citesc răspunsul sistemul ui de suspensie al autovehiculului . După întreruperea antrenării motorului electric, mişcarea de rotaţie a arborilor ce antrenează mişcarea verticală a platourilor prin intermediul rulmenţilor excentrici, este continuată datorită volanţilor ce preiau mişcarea de rotaţie printr-un momentul de inerţie. În figura 6 este prezentat un sistem de diagnosticare format din elementele componente specifice suspensiei autovehiculului şi platoul mobil al standului de Prin intermediul standului

diagnosticare.

Figura 6. Sistem de diagnosticare format din elementele componente specifice suspensiei autovehiculului şi platoul mobil  al standului de diagnosticare

4.

Interpretarea datelor măsurate

La încheierea operațiunilor de diagnosticare, rezultatele sunt tipărite pe o fișă de diagnosticare de tipul listă, detaliat sau grafic (Figura 7).

Figura 7. Cele trei variante de afişare a rezultatelor de diagnosticare a sistemului de suspensie

Informațiile parametrilor de diagnosticare ar trebui să releve curbe similare pentru comportamentele roților aceleiași punți, iar diferența coeficientului capacității de contact cu calea de rulare trebuie să fie mai mică de 20%. Valoarea minimă a coeficientului capacității de contact cu calea de rulare relevă starea amortizorului: - <20% - amortizorul trebuie înlocuit; - 20-40% - amortizorul este în stare limită - 40-60% - amortizor bun; - >60% - amortizor foarte bun;

de funcționare;

O starea de funcționare incorectă a unui amortizor se prezintă în partea dreaptă din figura 8. Această măsurare a fost realizată asupra unui sistem de suspensie a cărui amortizor a fost demontat. În timpul măsurării, roata a pierdut contactul cu  platoul standului , având un coeficient al capacității de contact cu calea de rulare nul.

Figura 8. Exemplu de rezultat pentru un sistemul de suspensie cu amortizorul din dreapta demontat 

Rezultatele grafice ale diagnosticării sistemului de suspensie se prezintă prin variaţia forţelor de reacţiune în timp ale roţilor punţilor analizate precum şi ale coeficientului capacităţii de menţinere a   contactului cu calea de rulare, astfel cum se  prezintă în figura 9.

Figura 9. Exemplu de rezultat grafic pentru diagnosticarea unui sistem de suspensie al unui autovehicul cu două punţi 

5.

Cerințe referat

completează figura 9 cu descrierea detaliată (variația curbelor amplitudinii şi a coeficientului capacității de menținere a contactului cu calea de rulare)  a zonelor din buletinul Se

grafic de rezultate (3 pct).

Se introduc variantele de rezultate obținute (1 pct) şi se comentează influența presiunii din pneuri precum şi a încărcării autovehiculului asupra variațiilor   amplitudinilor sistemului de suspensie (4 pcte).

Cerințele de editare sunt următoarele: 1. Prima pagină cu numele, prenumele, grupa, subgrupa și titlul temei (0,5 pcte); 2. Aspect: textul scris în Times New Roman (0,5 pcte) cu mărimea de 12 (0,5 pcte), formatul paginii să fie A4 cu margini de 2,5 cm la stânga și 1 cm la dreapta (0,5 pcte); 3. Conținut (8 pcte); 4. Trimise pe adresa de email [email protected] / [email protected] până cel târziu sâmbăta (pentru cei care au laborator luni) sau duminica (pentru cei care au laborator marți) ora 23:59 dinaintea următorului laborator; 5. Titlul fișierului și subiectul mail-ului vor fi de forma: DIAG_840xy_Nume_Prenume_Lz.docx (sau pdf). (unde x este numărul aferent grupei, y este litera corespunzătoare subgrupei, iar z este numărul laboratorului).