CZ303605B6 - Zpusob zjištování útlumových vlastností náprav automobilu a zarízení k provádení tohoto zpusobu - Google Patents
Zpusob zjištování útlumových vlastností náprav automobilu a zarízení k provádení tohoto zpusobu Download PDFInfo
- Publication number
- CZ303605B6 CZ303605B6 CZ20100340A CZ2010340A CZ303605B6 CZ 303605 B6 CZ303605 B6 CZ 303605B6 CZ 20100340 A CZ20100340 A CZ 20100340A CZ 2010340 A CZ2010340 A CZ 2010340A CZ 303605 B6 CZ303605 B6 CZ 303605B6
- Authority
- CZ
- Czechia
- Prior art keywords
- sensor
- functions
- attenuation
- frequency
- derivation
- Prior art date
Links
Landscapes
- Testing Of Devices, Machine Parts, Or Other Structures Thereof (AREA)
- Vehicle Body Suspensions (AREA)
Abstract
Zpusob zjištování útlumových vlastností náprav automobilu analýzou dokmitu odpružených hmot, spocívá v tom, že se karoserie automobilu nad nápravou stlací a nechá volne dokmitat, pritom se snímá okamžitá výšková poloha karoserie, signál snímace se prevede do pocítace opatreného odpovídajícím softwarem, kde se kmitoctove vzorkuje a císlicove filtruje, a prubeh svislého pohybu karoserie, jakožto funkce v souradnicích výchylka/cas, se podrobí zpracování, pri nemž se první až n-tou derivací této funkce vypocte dalších n funkcí, z pomeru prvního maxima tretí a první derivace se zjistí približná okamžitá vlastní frekvence kmitání systému, každá z techto dalších funkcí získaná n-tou derivací se vydelí n-tou mocninou vlastní frekvence systému, címž se funkce prevedou na shodný fyzikální rozmer a shodné merítko, nacež se prostrednictvím lineární regrese vrcholy amplitud takto upravených funkcí proloží exponenciální útlumová krivka, z jejíhož exponentu se stanoví aktuální pomerný útlum. Soucástí zarízení k provádení uvedeného zpusobu testování je snímac (1) tvorený na stativu uloženým válcovitým telesem (5) s vodorovnou osou, jehož jednu základnu tvorí disk (6) odpružene otocne uložený na hrídeli potenciometru (7), do disku (6) je vetknuto snímací rameno (2), pricemž snímac (1) je vybaven konektorem (10) a mikrospínacem (9).
Description
Oblast techniky
Vynález se týká způsobu zjišťování útlumových vlastností náprav automobilů analýzou dokmitu neodpružených hmot a zařízení k provádění tohoto způsobu.
II)
Dosavadní stav techniky
Technický stav podvozku automobilu má rozhodující vliv na jízdní vlastnosti vozidla a tím i na celkovou bezpečnost silničního provozu. Zejména tlumič odpružení, který je důležitým prvkem is závěsu, vyžaduje z důvodu limitované životnosti pravidelnou kontrolu. Časová náročnost demontáže a montáže tlumiče vedly již v minulosti k zavedeni testů celého pružícího a tlumicího systému bez jeho demontáže.
Nejrozšířenějšími zařízeními sloužícími k tomuto účelu jsou rezonanční testery, vybavené vib20 račními plošinami pro rozkmitání kola testovaného závěsu. Měřenou veličinou je buď přítlačná síla kola k plošině, neboje snímán rozkmit plošiny. Jinou kategorií jsou dokmitové testery, pracující na principu analýzy dokmitu rozhoupané karoserie automobilu. Tato zařízení využívají rázové vybuzení svislého kmitání karoserie vozidla a následné vyhodnocují útlum tohoto pohybu. Jedná se o poměrně nákladná zařízení. Zvláštní třídou jsou v této kategorii zařízení, která pracují s ručním rozhoupáním karoserie měřeného vozidla. Tato zařízení, aby automobil uvedený do pohybu vykonal alespoň jeden kompletní kmit. Toho však u některých modelů vyráběných v poslední době nelze dosáhnout.
Vynález si klade za úkol navrhnout diagnostický systém patřící do této kategorie technické diaao gnostiky podvozků, který by snížil pořizovací i provozní náklady a byl aplikovatelný na všechny známé modely osobních automobilů.
Podstata vynálezu
Uvedený úkol řeší způsob zjišťování útlumových vlastností náprav automobilů analýzou dokmitu odpružených hmot, jehož podstata spočívá v tom, že se karoserie automobilu nad nápravou stlačí a nechá volně dokmitat, přitom se snímá okamžitá výšková poloha karoserie, signál snímače se převede do počítače opatřeného odpovídajícím softwarem, kde se kmitočtově vzorkuje a číslicově filtruje,a průběh svislého pohybu karoserie, jakožto funkce v souřadnicích výchylka/čas, se podrobí zpracování, při němž se první až n-tou derivací této funkce vypočte dalších n funkcí, z poměru prvního maxima třetí a první derivace se zjistí přibližná okamžitá vlastní frekvence kmitání systému, každá z těchto dalších funkcí získaná n-tou derivací se vydělí n-tou mocninou vlastní frekvence systému, čímž se funkce převedou na shodný fyzikální rozměr a shodné měřít45 ko, načež se prostřednictvím lineární regrese vrcholy amplitud takto upravených funkcí proloží exponenciální útlumová křivka, z jejíhož exponentu se stanoví aktuální poměrný útlum.
Aby nebylo nutno začátek měřicí sekvence zadávat z klávesnice, spustí se zpracování signálu snímače prostřednictvím triggeru až po překročení nastavené úrovně signálu.
Aby obsluha získala výsledek testu v obvyklém formátu, převede se poměrný útlum na hodnotu relativní přilnavosti kola.
Podstata zařízení k provádění uvedeného způsobu testování tvořeného odporovým snímačem propojeným s počítačem spočívá v tom, že snímač je tvořen na stativu uloženým válcovitým těleCZ 303605 B6 sem s vodorovnou osou, jehož jednu základnu tvoří disk odpružené otočně uložený na hřídeli potenciometru, do disku je vetknuto snímací rameno, přičemž snímač je vybaven konektorem a mikrospínačem, který aktivuje funkci triggeru; do jeho stisknutí lze se zařízením libovolně manipulovat, aniž by došlo ke spuštění měření.
Přehled obrázků na výkresech
Vynález bude dále objasněn pomocí výkresu, na němž obr. 1 představuje schematicky testovací io zařízení, obr. 2 je schéma dynamického modelu, obr. 3 je graf demonstrující vytvoření útlumové křivky, obr. 4 je výhodné provedení snímače v řezu, obr. 5 je řez B-B podle obr. 4, obr. 6 je řez
A-A podle obr. 4 a obr. 7 je řez C-C podle obr, 6.
Příklady provedení vynálezu
Způsob zjišťování útlumových vlastností byl aplikován prostřednictvím diagnostického zařízení podle obr. 1. Je tvořeno na stativu uloženým odporovým snímačem 1 vertikální polohy, jehož vzhůru odpružené snímací rameno 2 zespodu doléhá pod podběh kola automobilu a který je kabelem 3 propojen s řídicím počítačem 4 opatřeným odpovídajícím softwarem ke zpracování snímaných hodnot. Obsluha manuálně stlačí karoserii nad testovaným kolem a nechá ji volně dokmitat. Signál ze snímače lje přiveden na konektor game portu osobního počítače. Game port (pro připojení křížového ovladače, tzv. joysticku) není sice standardizován pro počítače kategorie PC, aleje buď součástí zvukové karty, nebo lze situaci řešit levným adaptérem game port - USB.
Jednotka game portu je převodníkem odpor-kmitočet, kde připojený odpor snímače lje součástí kmitajícího RC obvodu. Propojení snímače s počítačem provedené stíněným kabelem bylo bezproblémově otestováno až do vzdálenosti 25 m v provozech, kde bylo značné elektromagnetické rušení signálu.
Dynamický model nápravy automobilu je na obr. 2. Zde m} je hmotnost neodpružené hmoty nápravy, m2 hmotnost odpružené hmoty připadající na nápravu, k} radiální tuhost pneumatiky, k2 tuhost pružina nápravy, b je součinitel tlumení tlumiče a x} a x2 jsou výchylky neodpružené resp. odpružené hmoty. Jako diagnostický model bylo zvoleno tzv. „rezonanční“ zjednodušení tohoto modelu, tj. lineární model s jedním stupněm volnosti, kdy se předpokládá, že x2 = 0 (hmota m2 je nahrazena pevnou oporou pružiny k2). Protože se na testeru provádí diagnostika postupně na jednotlivých kolech, byl pro analýzu přijat mechanický model popisující situaci pouze na jediném kole, tzv. % model. Vozidlová pružina k2 s tlumičem b je vložena mezi neodpruženou hmotu mj závěsu (kolo) a podíl odpružené hmoty m2 (karoserie) na toto kolo připadající. Z obrázku je zřejmé, že tester při vyčíslení měrného útlumu br2 využívá předpoklad o svislém pohybu pouze jedné % karoserie nad testovaným závěsem.
b _ b r2 /vw
Za předpokladu malého tlumeného kmitání lze stanovit poměrný útlum odpružené hmoty z poměru následujících dvou výkmitú. Problém nastává, je-li tlumení vozidla natolik kvalitní, že vozidlo po stlačení prakticky nezakmitá. Pak nelze tlumič touto metodou vyhodnotit. Dalším problémem je interpretace poměrného útlumu odpružené hmoty vzhledem k rozmanitosti konstrukčních řešení podvozků. Odtud vyplynulo následující zadání:
-2CZ 303605 B6 • má se umožnit testování i v případech, kde budicí impuls je udělen stlačením karoserie rukou s krátkou odezvou, takže metodika musí umožnit vyhodnocení útlumu z poměrně krátkého úseku dokmitové křivky, např. mezi dvěma extrémy, • jako výstupní hodnocenou veličinu je nutno použít jednoznačně definovaný a srozumitelný parametr, který bude nezávislý na typu zkoušeného automobilu.
Způsob podle vynálezu vychází z toho, že informace o útlumu je obsažena v každém infinitesimálním úseku dokmitové křivky a že v zásadě není důležité, jak velký úsek této křivky je k dispozici. Podstatou vynálezu je vlastně způsob, jak tuto informaci o útlumu získat.
to
Do paměti řídicího počítače je tedy přenesen záznam svislého pohybu karoserie při dokmitávání. Aby nebylo nutno začátek měřicí sekvence zadávat z klávesnice, což by znamenalo neustálý pohyb obsluhy mezi snímačem a řídicím počítačem, využívá se triggeru, který spustí zápis a zpracování hodnot dodávaných ze snímače 1 po překročení nastavené úrovně signálu. Následuje třikrát opakovaná numerická derivace tohoto záznamu. Z takto získaných průběhů jsou pro další zpracování relevantní pouze absolutní hodnoty prvních korektních maxim a minim křivek ajejich polohy na časové ose (Mo, fa th M2, t2, M3l ti). Maximum první derivace Mi (rychlosti) charakterizuje již zmíněný bod záznamu, kde je největší rychlost zvedání karoserie po jejím stlačení.
Pro amplitudu derivovaného signálu y = A.sin(úX) platí, že je násobkem původní amplitudy a úhlové rychlosti y' = Aoicosfcot). To tedy znamená, že úhlovou rychlost ω lze zjistit podělením amplitudy derivovaného a nederivovaného signálu. Z poměru prvního maxima třetí M3 a první derivace Mh která nastává přibližně ve stejném okamžiku, lze odhadnout vlastní úhlovou frek25 věnci systému;
Ta umožní převést derivované průběhy do rozměrově srovnatelného měřítka. To se provede tak, že se průběhy derivovaných funkcí podělí odpovídající mocninou Fyzikální jednotkou všech křivek je pak mm a křivky lze nakreslit do jednoho grafu - viz obr. 3. Stejným způsobem je nutno redukovat všechny zjištěné hodnoty M, na Mn.
Pro volný dokmit hmoty m2 na pružině k2, s tlumičem o tlumicí konstantě b, platí pohybová rov35 nice:
x+ 2cůobr2x'+ O)o2x = 0, kde co# = (kfrmfr2 je vlastní úhlová frekvence a br2 = b/(2m2<Oo) poměrný útlum systému. Odhad ft^je již znám a v další fázi je nutno identifikovat parametr br2 ze záznamu všech analyzovaných křivek. Regresní analýzou výše zmíněných dvojic M„ a 6 jsou odhadnuty parametry exponenciální útlumové křivky (obálky). Pokud se zapíše rovnice útlumové křivky v čase ve tvaru:
x ( lze potom vyčíslit hodnotu poměrného útlumu br2, která je kriteriem kvality tlumení. Ukazuje se, že bez velké námahy lze pri manuálním rozkmitání karoserie dosáhnout zkušební rychlosti pístnice tlumiče až 0,4 m/s.
Dále je nutno ještě vyřešit volbu vhodného hodnotícího kritéria. Pro výstupní veličinu se jako výhodná volba nabízí relativní přilnavost kola, používaná při testu dle metodiky EUSAMA.
Vztah pro relativní přilnavost REP lze zapsat:
-3CZ 303605 B6 kde Fsl je statická síla mezi kolem a vibrační plošinou, Fd je maximální dynamická síla kmitající 5 neodpružené hmoty mt. Vyhodnocený poměrný útlum odpružené hmoty br2 je tedy nutno na tuto veličinu přepočítat. Pro tzv. „rezonanční“ zjednodušení modelu podle obr. 2, tj. pro lineární kinematicky buzený model s jedním stupněm volnosti, kdy se předpokládá, že x2 = 0 (hmota m2 je nahrazena pevnou oporou pružiny platí pro výpočet REP\ /ř£P = 100100 io
Do této rovnice je však nutný přepočet změřeného poměrného útlumu odpružené hmoty br2 na poměrný útlum hmoty neodpružené brí pomocí vztahu:
h r' 'M+á’ kde pm je poměr odpružené a neodpružené hmoty m2/mi. V následující tabulce jsou uvedeny doporučené hodnoty tohoto součinitele pro různé koncepce poháněči soustavy.
Přední náprava | Zadní náprava | |
Přední pohon | 8.6 | 5.3 |
Motor vpředu, zadní pohon | 9.2 | 6.7 |
Motor vzadu | 5.8 | 7.5 |
Při zmíněném výběru součinitele pm pro vybrané kolo lze tedy převést změřenou hodnotu měrného útlumu odpružené hmoty br2 na relativní přilnavost kola REP, přibližně odpovídající výsledku zkoušky téže nápravy na testeru EU SAMA.
Navrhovaný systém pracuje se stejnou přesností jako známé přístroje tohoto druhu a na podstatně jednodušším technickém principu. Známé přístroje navíc vyžadují průběžně doplňovanou srovnávací databází. Navrhovaný systém přepočítává změřený útlum na objektivní kriterium dle směrnice EUSAMA. Systém lze využít i mimo automobilový sektor při měření útlumu různých objektů, kmitajících na nízkých kmitočtech s velkými amplitudami (velké strojní konstrukce, mosty, budovy atd.).
Odporový snímač i, který je součástí zařízení k provádění popsaného způsobu, je tvořen válcovitým tělesem 5 s vodorovnou osou, uloženým na stativu. Jednu základnu tělesa 5 tvoří disk 6 otočně uložený na hřídeli potenciometru 7 upevněného na kruhové desce 8. Do obvodu disku 6 je vetknuto snímací rameno 2, které se otáčí spolu s ním. Na tělese 5 je dále mikrospínač 9, konektor 10 a objímka JJ k připojení tělesa 5 na stativ. Otočné snímací rameno 2 je do horní krajní polohy natáčeno pružinou J2.
Claims (4)
- PATENTOVÉ NÁROKY5 1. Způsob zjišťování útlumových vlastností náprav automobilů analýzou dokmitu odpružených hmot, vyznačující se tím, že se karoserie automobilu nad nápravou stlačí a nechá volně dokmitat, přitom se snímá okamžitá výšková poloha karoserie, signál snímače se převede do počítače opatřeného odpovídajícím softwarem, kde se kmitočtově vzorkuje a číslicově filtruje,a průběh svislého pohybu karoserie, jakožto funkce v souřadnicích výchylka/čas, se podrobí io zpracování, při němž se první až n-tou derivací této funkce vypočte dalších n funkcí, z poměru prvního maxima třetí a první derivace se zjistí přibližná okamžitá vlastní frekvence kmitání systému, každá z těchto dalších funkcí získaná n-tou derivací se vydělí n-tou mocninou vlastní frekvence systému, čímž se funkce převedou na shodný fyzikální rozměr a shodné měřítko, načež se prostřednictvím lineární regrese vrcholy amplitud takto upravených funkcí proloží exponen15 cíální útlumová křivka, z jejíhož exponentu se stanoví aktuální poměrný útlum.
- 2. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že se zpracování signálu snímače spustí prostřednictvím triggeru až po překročení nastavené úrovně signálu.20
- 3. Způsob podle nároku 1 nebo 2, vyznačující se tím, že se převede poměrný útlum na hodnotu relativní přilnavosti kola.
- 4. Zařízení k provádění způsobu testování podle nároků 1 až 3 tvořené odporovým snímačem propojeným s počítačem, vyznačující se tím, že snímač (1) je tvořen na stativu ulo25 zeným válcovitým tělesem (5) s vodorovnou osou, jehož jednu základnu tvoří disk (6) odpružené otočně uložený na hřídeli potenciometru (7), do disku (6) je vetknuto snímací rameno (2), přičemž snímač (1) je vybaven konektorem (10) a mikrospínačem (9).
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CZ20100340A CZ303605B6 (cs) | 2010-05-03 | 2010-05-03 | Zpusob zjištování útlumových vlastností náprav automobilu a zarízení k provádení tohoto zpusobu |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CZ20100340A CZ303605B6 (cs) | 2010-05-03 | 2010-05-03 | Zpusob zjištování útlumových vlastností náprav automobilu a zarízení k provádení tohoto zpusobu |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CZ2010340A3 CZ2010340A3 (cs) | 2011-11-16 |
CZ303605B6 true CZ303605B6 (cs) | 2013-01-02 |
Family
ID=44913045
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CZ20100340A CZ303605B6 (cs) | 2010-05-03 | 2010-05-03 | Zpusob zjištování útlumových vlastností náprav automobilu a zarízení k provádení tohoto zpusobu |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CZ (1) | CZ303605B6 (cs) |
Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR2359410A2 (fr) * | 1973-11-05 | 1978-02-17 | Bolliger Alfred | Dispositif pour verifier le fonctionnement d'amortisseurs montes dans des vehicules |
DE3912144A1 (de) * | 1989-04-13 | 1990-10-18 | Bosch Gmbh Robert | Verfahren und vorrichtung zur achslastbestimmung eines fahrzeugs |
EP0611960A2 (de) * | 1993-02-18 | 1994-08-24 | Hofmann Werkstatt-Technik Gmbh | Verfahren zum Prüfen eines Schwingungsdämpfers eines Kraftfahrzeuges |
JPH09311066A (ja) * | 1996-05-22 | 1997-12-02 | Ono Sokki Co Ltd | 軸重測定方法および装置 |
EP0908363A2 (en) * | 1997-10-06 | 1999-04-14 | Kabushiki Kaisha Toyoda Jidoshokki Seisakusho | Sensor support assembly for vehicles |
EP0921387A2 (de) * | 1997-12-08 | 1999-06-09 | Beissbarth GmbH | Verfahren und Vorrichtung zum Prüfen von eingebauten Stossdämpfern |
WO2004046680A1 (en) * | 2002-11-15 | 2004-06-03 | Volvo Lastvagnar Ab | System and method for shock absorber diagnostic |
-
2010
- 2010-05-03 CZ CZ20100340A patent/CZ303605B6/cs not_active IP Right Cessation
Patent Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR2359410A2 (fr) * | 1973-11-05 | 1978-02-17 | Bolliger Alfred | Dispositif pour verifier le fonctionnement d'amortisseurs montes dans des vehicules |
DE3912144A1 (de) * | 1989-04-13 | 1990-10-18 | Bosch Gmbh Robert | Verfahren und vorrichtung zur achslastbestimmung eines fahrzeugs |
EP0611960A2 (de) * | 1993-02-18 | 1994-08-24 | Hofmann Werkstatt-Technik Gmbh | Verfahren zum Prüfen eines Schwingungsdämpfers eines Kraftfahrzeuges |
JPH09311066A (ja) * | 1996-05-22 | 1997-12-02 | Ono Sokki Co Ltd | 軸重測定方法および装置 |
EP0908363A2 (en) * | 1997-10-06 | 1999-04-14 | Kabushiki Kaisha Toyoda Jidoshokki Seisakusho | Sensor support assembly for vehicles |
EP0921387A2 (de) * | 1997-12-08 | 1999-06-09 | Beissbarth GmbH | Verfahren und Vorrichtung zum Prüfen von eingebauten Stossdämpfern |
WO2004046680A1 (en) * | 2002-11-15 | 2004-06-03 | Volvo Lastvagnar Ab | System and method for shock absorber diagnostic |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CZ2010340A3 (cs) | 2011-11-16 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN102519692B (zh) | 一种汽车动力总成和悬架刚体模态集成测试方法 | |
US7628077B2 (en) | Excitation test method and apparatus for vehicle | |
CN107192562A (zh) | 减振器异响故障快速定位及诊断试验装置 | |
CN203858118U (zh) | 一种减振器耐久性能试验装置 | |
US20220003648A1 (en) | Device and Method for Ascertaining Mechanical Properties of a Test Body | |
CN110987293B (zh) | 一种制动式固有频率法动态校准扭矩传感器的装置及校准方法 | |
KR20110021271A (ko) | 다이나믹 댐퍼용 고유진동수 측정장치 | |
EP3193152A1 (en) | Method of measuring damping ratio of unsprung mass of half axles of passenger cars using a suspension testing rig without disassembling | |
CN107727404B (zh) | 用于确定机动车辆底盘部件的高频多自由度动态特性的***和方法 | |
Rao et al. | Measurement of equivalent stiffness and damping of shock absorbers | |
CZ303605B6 (cs) | Zpusob zjištování útlumových vlastností náprav automobilu a zarízení k provádení tohoto zpusobu | |
CN109115517B (zh) | 轿车轮毂轴承动态振动耐久试验台 | |
Rahman et al. | Automotive components fatigue and durability testing with flexible vibration testing table | |
JP4584269B2 (ja) | 車両ホイールとホイール支持体との間に伝達される力を決定する方法 | |
CN115081177A (zh) | 一种车辆平顺性道路模拟验证方法 | |
Konieczny et al. | Free vibration method for technical condition assessment of automotive shock absorbers | |
EP3112836B1 (en) | Device and method for detecting the structural integrity of a sample object | |
US12050125B2 (en) | Controlled blocked force exciter for system identification in assembled structure | |
US20230041920A1 (en) | Controlled blocked force exciter for system identification in assembled structure | |
Ostasevicius et al. | Vibration peculiarity of impacting variable cross section cantilever structure | |
CZ2014725A3 (cs) | Způsob měření měrného útlumu neodpružené hmoty polonápravy osobních automobilů pomocí bezdemontážního testru | |
CZ2010919A3 (cs) | Bezdemontážní testr pro overování komplexního stavu polonáprav osobních automobilu | |
CN118149956A (zh) | 一种汽车转向***异响评估装置及方法 | |
WO2010049175A2 (en) | Sample analysis system | |
BE1004103A3 (nl) | Methode en inrichting voor het bepalen van dynamische eigenschappen van een trillingsdempende steun. |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | Patent lapsed due to non-payment of fee |
Effective date: 20190503 |