8
DETERMINAREA COLECTIVELOR GLOBALE DE SOLICITARE ALE COMPONENTELOR TRANSMISIEI AUTOVEHICULELOR PE BAZA MSURTORILOR EFECTUATE ÎN TRAFIC REAL Ovidiu CÂMPIAN, Vasile CÂMPIAN, Gheorghe CIOLAN, Walter THIERHEIMER Universitatea “TRANSILVANIA” Braov Abstract: The paper aims to bring up a little contribution concerning of stress state from the vehicle’s mechanical gears, and corresponde to present development trends of automotives. By experimental research on real traffic have been underlined the bunch of stress state in case of light medium class vehicles. For the components of the transmission in that stains occur independent of their angular speed the information on stain was condensed using momo-parametric or bi-parametric classing methods, and for the components for that the variable character is given by the rotation, the information on stain was given as sets of load-speed or load-angular speed. Cuvinte cheie: Colective de solicitare, drum, microprofil al drumului, macroprofil al drumului, procedee de clasare, solicitri, transmisie. 1. Generalit+,i Pentru a avea un grad mai mare de generalitate i pentru a permite extrapolarea rezultatelor la autovehicule similare în prezenta lucrare prin solicitare în transmisie s-au în%eles for%ele i momentele care se aplicdiferitelor componente ale transmisiei. Succesul cercetrii experimentale trebuie asigurat încdin faza de pregtire a acesteia prin stabilirea clara obiectivelor i prin adoptarea unei metodici de cercetare optime care sconducla îndeplinirea integrala acestora. Regimurile de exploatare variate, precum i succesiunea lor aleatoare impune desfurarea diferita cercetrii experimentale func%ie de varia%ia în timp a mrimilor studiate i de durata cercetrilor experimentale efectuate. Solicitrile din transmisia autovehiculelor se determinprin cercetri experimentale complexe, de lungduratcare acoperîntreaga gamde regimuri de exploatare. Datele ob%inute se compun func%ie de ponderea fiecrui regim de exploatare i apoi se comprimutilizând metode clasice de clasare (monoparametice sau biparamertrice) sau prin metode moderne de prezentare a solicitrilor prin frecven%a de apari%ie a claselor de solicitare pe diferite clase de vitez(colective de solicitare-vitez), astfel încât informa%ia furnizatscaracterizeze func%ionarea globala autovehiculului. Colectivele globale de solicitare ob%inute prin msurtori efectuate în trafic real oferdatele cele mai precise pentru caracterizarea solicitrilor utilizate la efectuarea calculelor de durabilitate i la stabilirea programelor de încercare în condi%ii de laborator. La proiectarea autovehiculelor noi, pentru evaluarea prin calcul a duratei de via%’ a componentelor, sau pentru încercarea acestora pe standuri pot fi utilizate colectivele globale UNIVERSITATEA TRANSILVANIA DIN BRA-OV Catedra Design de Produs .i Robotic+ Simpozionul na%ional cu participare interna%ionalPRoiectarea ASIstatde Calculator P R A S I C ' 02 Vol. I – Mecanisme .i Tribologie 7-8 Noiembrie Braov, România ISBN 973-635-064-9

PR P R A S I C ' 02 - rrv.ro · momentul pe arborele planetar spate Map în PM3; viteza de deplasare a autovehiculului va în PM4; viteza unghiular’amotorului we în PM1. Suplimentar

  • Upload
    others

  • View
    3

  • Download
    0

Embed Size (px)

Citation preview

Page 1: PR P R A S I C ' 02 - rrv.ro · momentul pe arborele planetar spate Map în PM3; viteza de deplasare a autovehiculului va în PM4; viteza unghiular’amotorului we în PM1. Suplimentar

DETERMINAREA COLECTIVELOR GLOBALE DE SOLICITARE ALE COMPONENTELOR TRANSMISIEI AUTOVEHICULELOR PE BAZA

MĂSURĂTORILOR EFECTUATE ÎN TRAFIC REAL

Ovidiu CÂMPIAN, Vasile CÂMPIAN, Gheorghe CIOLAN, Walter THIERHEIMER

Universitatea “TRANSILVANIA” Braşov

Abstract: The paper aims to bring up a little contribution concerning of stress state from the vehicle’s mechanical gears, and corresponde to present development trends of automotives. By experimental research on real traffic have been underlined the bunch of stress state in case of light medium class vehicles. For the components of the transmission in that stains occur independent of their angular speed the information on stain was condensed using momo-parametric or bi-parametric classing methods, and for the components for that the variable character is given by the rotation, the information on stain was given as sets of load-speed or load-angular speed.

Cuvinte cheie: Colective de solicitare, drum, microprofil al drumului, macroprofil al drumului,

procedee de clasare, solicitări, transmisie.

1. Generalităţi

Pentru a avea un grad mai mare de generalitate şi pentru a permite extrapolarea rezultatelor la autovehicule similare în prezenta lucrare prin solicitare în transmisie s-au înţeles forţele şi momentele care se aplică diferitelor componente ale transmisiei. Succesul cercetării experimentale trebuie asigurat încă din faza de pregătire a acesteia prin stabilirea clară aobiectivelor şi prin adoptarea unei metodici de cercetare optime care să conducă la îndeplinirea integrală a acestora.

Regimurile de exploatare variate, precum şisuccesiunea lor aleatoare impune desfăşurarea diferită a cercetării experimentale funcţie de variaţia în timp a mărimilor studiate şi dedurata cercetărilor experimentale efectuate. Solicitările din transmisia autovehiculelor se determină prin cercetări experimentale complexe, de lungă durată care acoperă

întreaga gamă de regimuri de exploatare. Datele obţinute se compun funcţie de ponderea fiecărui regim de exploatare şi apoi se comprimă utilizând metode clasice de clasare (monoparametice sau biparamertrice) sau prin metode moderne de prezentare a solicitărilor prin frecvenţa de apariţie a claselor de solicitare pe diferite clase de viteză (colective de solicitare-viteză), astfel încât informaţia furnizată să caracterizeze funcţionarea globalăa autovehiculului. Colectivele globale de solicitare obţinute prin măsurători efectuate în trafic real oferă datele cele mai precise pentru caracterizarea solicitărilor utilizate la efectuarea calculelor de durabilitate şi la stabilirea programelor de încercare în condiţii de laborator.

La proiectarea autovehiculelor noi, pentru evaluarea prin calcul a duratei de viaţă a componentelor, sau pentru încercarea acestora pe standuri pot fi utilizate colectivele globale

UNIVERSITATEA TRANSILVANIA DIN BRAŞOV Catedra Design de Produs şi Robotică

Simpozionul naţional cu participare internaţionalăPRoiectarea ASIstată de Calculator

P R A S I C ' 02 Vol. I – Mecanisme şi Tribologie 7-8 Noiembrie ■ Braşov, România

ISBN 973-635-064-9

Page 2: PR P R A S I C ' 02 - rrv.ro · momentul pe arborele planetar spate Map în PM3; viteza de deplasare a autovehiculului va în PM4; viteza unghiular’amotorului we în PM1. Suplimentar

124

de solicitare sau de solicitare-viteză stabilite pentru autovehicule similare.

2. Ponderea diferitelor tipuri de drum în

total parcurs

Alegerea traseelor pe care s-a efectuat cercetarea, precum şi programul de încercare şide procesare a datelor s-a efectuat pe baza rezultatelor unui sondaj statistic efectuat pe un eşantion de 52 de conducători auto care au fost chestionaţi cu privire la unele aspecte care influenţează regimurile de exploatarea şisolicitările din transmisie.

Macroprofilul căii de rulare este caracterizat prin frecvenţa de apariţie a diferitelor clase de înclinare longitudinală şi de configuraţia drumului (raza virajelor, înclinarea transversalăa drumului, frecvenţa de apariţie a virajelor, vizibilitate, etc.). Semnificative din punct de vedere al macroprofilului drumului au fost considerate de autor următoarele tipuri reprezentative de drum: autostradă (A); drum urban sau de oraş (O); drum de şes (S); drum de deal şi de munte (D+M).

Din punct de vedere al microprofilului drumnului semnificative au fost considerate: drumurile modernizate (M); drumurile nemodernizate (N).

AUTOSTRADADR. ORAS

DR. SESDR. D+M

Drum nemodernizat

Drum modernizat

4,92

29,3728,37

18,63

12,86

5,85

0,00

5,00

10,00

15,00

20,00

25,00

30,00

Proc

.din

tota

lpar

curs

[%]

Tip de drum

Fig. 1. Procentul mediu al parcursului declarat

pentru diferite tipuri de drum.

Ponderea folosirii diferitelor tipuri de drumuri, de către conducătorii auto care utilizează autoutilitare uşoare pentru transporturi de scurtă durată şi de distribuţie este următoarea (figura 1): 29,37% deplasări pe drumuri modernizate urbane (MO); 28,37% deplasări pe drumuri modernizate de şes (MS); 18,63% deplasări pe drumuri modernizate de deal şi de munte (MD+M); 4,92% deplasări pe

autostradă (MA); 12,86% deplasări pe drumuri nemodernizate de şes (NS); 5,85% deplasări pe drumuri nemodernizate de deal şi de munte (ND+M). Specific condiţiilor concrete din ţara noastră, datorită insuficientei dezvoltări a infrastructurii drumurilor, este procentul foarte mic de deplasări declarat pentru autostradă şiprocentele relativ ridicate ale deplasărilor pe drumuri nemodernizate. Datele statistice pun în evidenţă faptul că marea majoritate a conducătorilor auto nu utilizează exclusiv autovehiculul pe acelaşi tip de drum. Aproximativ 95% dintre conducătorii auto folosesc autovehiculul pe un “amestec” de tipuri de drum.

3. Programul de cercetare experimentală

Cercetarea experimentală a solicitărilor din transmisia autovehiculelor, trebuie efectuată în condiţii cât mai apropiate de cele din exploatare, programul acesteia presupunând parcurgerea următoarelor etape: stabilirea obiectivelor încercării; stabilirea mărimilor care urmează să fie măsurate; stabilirea traseelor pe care urmează să se facă încercarea; proiectarea instalaţiei utilizate la cercetarea experimentală,stocarea datelor şi la prelucrarea primară aacestora; alegerea traductoarelor şi proiectarea traductoarelor specifici; calibrarea traductoarelor; echiparea autovehiculului pentru încercări; verificarea funcţionării autovehiculului şi a instalaţiei de măsură,achiziţie şi prelucrare a datelor; efectuarea probelor de parcurs şi înregistrarea datelor pe suport magnetic; analiza datelor rezultate în urma încercărilor; prelucrarea datelor în vederea obţinerii colectivelor specifice şiglobale de solicitare.

Analizând etapele componente ale programului de încercare se observă că acesta cuprinde trei faze distincte: elaborarea strategiei de încercare; pregătirea obiectului încercării şi efectuarea probelor de parcurs în trafic real; procesarea datelor în vederea analizei şi prezentării finale a rezultatelor. Programul de cercetare se poate considera practic încheiat doar atunci când toate fenomenele puse în evidenţă sunt explicate din punct de vedere ştiinţific şi informaţia privind mărimile cercetate experimental este prezentatăîntr-o formă cât mai simplă şi completă astfel

Page 3: PR P R A S I C ' 02 - rrv.ro · momentul pe arborele planetar spate Map în PM3; viteza de deplasare a autovehiculului va în PM4; viteza unghiular’amotorului we în PM1. Suplimentar

125

încât să poată fi utilizată cu uşurinţă de proiectanţii şi specialiştii în încercări de laborator a subansamblelor autovehiculelor sau a autovehiculului în ansamblu.

Cercetarea experimentală a fost efectuată pe un autoturism ARO 240 echipat cu motor L27 ARO. Mărimile principale care au fost măsurate sunt: momentul la ieşirea din cutia de distribuţie spre puntea din spate M2cv în PM2; momentul pe arborele planetar spate Map în PM3; viteza de deplasare a autovehiculului vaîn PM4; viteza unghiulară a motorului we în PM1. Suplimentar a mai fost măsurată şivariaţia presiunii atmosferice pe timpul parcurgerii traseelor de încercare în PM5. În cazul în care nu apar modificări ale condiţiilor meteorologice variaţia presiunii atmosferice poate fii utilizată pentru trasarea caracteristicii aproximative de pantă a traseului.

Fig.2 Schema de amplasare a traductoarelor pe autovehicul.

Schema de amplasarea a principalelor

traductoare pe autovehicul este prezentată în figura 2. Aceasta a fost concepută astfel încât să permită măsurarea mărimilor caracteristice solicitărilor din transmisie în regim de funcţionare 4x2. Punctele de măsură, mărimile măsurate şi tipul traductoarelor utilizate sunt centralizate în tabelul 1.

Schema instalaţiei utilizate pentru măsurarea, stocarea şi prelucrarea datelor primite de la traductoare este prezentată în figura 3. În figura 3,a este prezentată o variantăde instalaţia la care stocarea datelor se face iniţial pe un înregistrator cu bandă magnetică,variantă folosită în momentul efectuării probelor, iar în figura 3,b este prezentată oinstalaţie la care stocarea datelor se face direct

pe calculatorul, caz în care este folosit un calculator special echipat astfel încât să permităachiziţia de date în timpul încercărilor în trafic real. Notaţiile utilizate în figura 3 sunt următoarele: FI formator de impulsuri; F filtru trece jos; AM amplificator; IBM înregistrator cu bandă magnetică; A/D interfaţă analog digitală (placă de achiziţie date); PC calculator. Pentru a optimiza metoda şi caracteristicile de filtrare s-a renunţat la filtrarea semnalului de moment în timpul probei în favoarea utilizării unor filtre numerice similare la prelucrarea datelor.

Tabelul 1

Simbol Mărime măsurată Tip traductor PM1 Viteza unghiulară a

motorului Inductiv cu impulsuri

PM2 Momentul de torsiune la ieşirea din cutia de distribuţie

Rezistiv de moment

PM3 Momentul de torsiune al arborelui planetar

Rezistiv de moment

PM4 Spaţiul, viteza, acceleraţia

Optic cu impulsuri

PM5 Caracteristica de pantă.

Diferenţial de presiune

În domeniul procesării datelor tendinţaactuală este aceea a utilizării a semnalului digitizat. Memorarea pe hard disc a datelor obţinute în timpul încercării permite reprezentarea la scară a acestora, suprapunerea mai multor curbe pe acelaşi grafic, precum şireluarea analizei în cazul în care parametrii aleşi au fost incorecţi.

Analiza spectrală poate fi utilizată pentru a caracteriza solicitarea studiată. Pe baza rezultatelor obţinute în urma analizei spectrale nu se poate estima cu precizie a durata de viaţă a componentei studiate deoarece diverse variaţii în timp ale solicitărilor, care nu au aceleaşi efect privind deteriorarea prin oboseală, pot fi caracterizate de densităţispectrale de putere asemănătoare.

Page 4: PR P R A S I C ' 02 - rrv.ro · momentul pe arborele planetar spate Map în PM3; viteza de deplasare a autovehiculului va în PM4; viteza unghiular’amotorului we în PM1. Suplimentar

126

Fig. 3 Schema bloc a instalaţiei de măsură,stocare şi prelucrare a datelor.

În transmisia autovehiculelor apar solicitări

variabile, care sunt proporţionale cu momentul de torsiune, dar mai apar şi solicitări la care caracterul variabil este dat şi de vitezele unghiulare ale arborilor şi caracteristicile constructive ale angrenajelor (diametre, numărde dinţi, etc.).

Pornind de la cele prezentate mai sus s-au ales doua modalităţi distincte de procesare a datelor privind solicitările din transmisie: • Prelucrarea semnalului prin comprimarea

acestuia şi utilizarea unei metode clasice de clasare a momentelor;

• Prelucrarea semnalului prin frecvenţa deapariţie a claselor de moment pe diferitele clase de viteză.

Prelucrarea semnalului de moment prin comprimarea acestuia. Cele mai multe metode de condensare a semnalului, în vederea stabilirii duratei de viaţă a componentei studiate, nu au la bază variaţia în timp a solicitărilor. Aceasta deoarece, în cazul componentelor transmisiei supuse unor solicitări variabile, viteza de aplicare a acestora nu influenţează în mod semnificativ durata de viaţă.

Din punct de vedere al solicitării, cele mai importante sunt valorile extreme şisuccesiunea acestora. Prima comprimare a unui semnal discretizat constă în îndepărtarea tuturor

valorilor cuprinse între minimele şi maximele succesive, obţinându-se un vector al semnalului mult mai scurt şi uşor de prelucrat.

Fig. 4 Parametrii de bază ai solicitărilor.

O astfel de prezentare a solicitărilor face imposibilă analiza în frecvenţă a acesteia, compararea a doua solicitări simultane în componente diferite şi evidenţierea tensiunilor din angrenaje, deoarece caracterul variabil al acestora este dat şi de vitezele unghiulare ale roţilor dinţate. Prin comprimare se păstreazăforma aproximativă a solicitării eliminând dependenţa de timp (figura 4).

În practica procesării solicitărilor şi asarcinilor se admite utilizarea unui anumit număr de clase, valoarea solicitării considerându-se că se schimbă doar după ce aceasta trece de pragul maxim al clasei respective. Prin alegerea lăţimii domeniului clasei se elimină variaţiile interextreme de valoare mică.

Pentru prelucrarea semnalului astfel obţinut se folosesc mai multe variante de clasare, care pot fi împărţite în două categorii principale: procedee monoparametrice; procedee biparametrice.

Dintre procedeele monoparametrice amintim: metoda trecerilor de nivel (Level Crossing Counting); clasarea pe domeniu, procedeu prin care se numără diferenţele între extremele învecinate; clasarea mediilor; clasarea maximelor; clasarea amplitudinilor (procedeu similar cu clasarea pe domeniu).

Aceste procedee de clasare presupun utilizarea a cel puţin 10 clase de cuantificare a sarcinii.

Spre deosebire de metodele monoparamerice, care nu caracterizeazăcomplet ciclul de solicitare, în cazul metodelor biparametrice solicitarea este definită prin perechi de descriptori: minim şi maxim; medie şi amplitudine; medie şi domeniu. Având în vedere legăturile existente între perechile de

Page 5: PR P R A S I C ' 02 - rrv.ro · momentul pe arborele planetar spate Map în PM3; viteza de deplasare a autovehiculului va în PM4; viteza unghiular’amotorului we în PM1. Suplimentar

127

descriptori amintiţi, informaţia dată de aceste metode de clasare este identică, diferă doar forma de prezentare.

În cazul clasării biparametrice, pentru a simplifica prelucrarea şi interpretarea datelor s-au avut în vedere doar tranziţiile mimim-maxim, obţinându-se o matrice de corelaţie, care are elemente doar sub diagonala principalăD1 ( aj,k elemente, care contorizează tranziţii de la minimul de clasă j la maximul de clasă k).

Fig. 5 Matricea de corelaţie.

Pornind de la matricea de corelaţie, figura 5, se poate determina, cu uşurinţă, numărul de apariţie al claselor medii, de amplitudine, minime şi maxime, precum şi mărimile caracteristice celorlalte metode de clasare biparametrică.

Rezultatele obţinute prin orice metodă declasare trebuie raportate la un număr de kmparcurşi. Ele folosesc unul dintre următorii parametrii de contorizare: numărul de depăşiri de nivel; număr de tranziţii minim-maxim; număr de cicluri amplitudine, medie; etc.

Prelucrarea semnalului prin frecvenţa deapariţie a claselor de moment pe diferitele clase de viteză Această metodă de prezentare se utilizează, în special, pentru caracterizarea solicitărilor din angrenaje. Pentru a oferi o informaţie cât mai precisă, timpul de eşantionare trebuie să fie foarte mic.

În cazul acestei metode, se prelucreazăconcomitent informaţii de clasă instantanee de viteză şi moment, care se contorizează într-o matrice [VM] , prezentată grafic în figura 6.

Contoarelor, aj,k, numără apariţiile clasei de moment k în clasa de viteză j. Prin înmulţirea valorii acestuia cu timpul de eşantionare se

obţine timpul de aplicare a momentului de clasăk la o viteză de clasă j.

Fig. 6 Matricea frecvenţei de apariţie a claselor de moment.

Matricea frecvenţelor de apariţie a claselor

de viteză şi moment cu relaţia:

Pentru a oferii o informaţie completă asupra solicitărilor, această matrice trebuie prezentatăîmpreună cu frecvenţa de apariţie a claselor de viteză.

Indiferent de metoda de prezentare a datelor referitoare la solicitările din transmisia autovehiculelor, colectivele specifice fiecărei categorii de drum trebuie compuse în vederea obţinerii colectivului global de solicitare. Colectivele de solicitare rezultate în urma comprimării semnalului de moment se raportează de obicei la un parcurs de 300000 km. Ponderea colectivelor specifice, în cel global, este proporţională cu cea a parcursului specific în cel total.

Colectivul global al frecvenţei de apariţie a unei perechi de clase moment-viteză dedeplasare, se determină prin însumarea frecvenţelor pentru colectivele specifice amplificate cu frecvenţa, corespunzătoare parcursului specific determinată prin sondaj statistic.

[ ] [ ]∑∑

=

l mmla

VMFVM,

Page 6: PR P R A S I C ' 02 - rrv.ro · momentul pe arborele planetar spate Map în PM3; viteza de deplasare a autovehiculului va în PM4; viteza unghiular’amotorului we în PM1. Suplimentar

128

4. Rezultatele cercetării experimentale

Cercetarea experimentală a fost efectuată pe un autoturism ARO 240, fig. 7.

Fig. 7 Autoutilitara ARO 240 pe care s-au efectuat încercările.

Din totalul probelor efectuate au fost

selecţionate ca reprezentative următoarele: • O1 traseu urban Calea Poienelor – B-dul

Saturn – B-dul Vlahuiţă – B-dul Gării; • S1 traseu de şes şi de simulare a traseului

de autostradă Braşov – Cristian –Râşnov; • M1 traseu de deal şi de munte caracterizat

prin unghi de înclinare a drumului preponderent pozitiv Cabana Cheia – Pârâul Rece;

• M2 traseu de deal şi de munte caracterizat prin unghi de înclinare a drumului preponderent negativ Pârâul Rece - Cabana Cheia;

• N1 traseu nemodernizat Cabana Cheia – Cheile Râşnoavei.

În tabelul 2 sunt centralizate valorile medii ale principalilor parametri specifici ai traseelor şi probelor efectuate.

Tabelul 2 Traseu O1 S1 M1 M2 N1 s [m] 3489 12757 3220 5698 3011 FA 25251 7828 8680 4904 9281

P [%] 29.37 33.29 9.315 9.315

18.71

Vmed [m/s]

8.56 22.57 7.82 9.99 5.98

M2cvmed[N*m]

54.89 87.47 255.5 -1.46

3.02

Mapmed [N*m]

118.28 206 606 3.02 363.87

Notaţiile utilizate în tabelul 2 au următoarele semnificaţii: s spaţiul parcurs; FA

factorul de amplificare pentru colectivele de sarcină specifice; P ponderea în cadrul colectivelor de viteză solicitare specifice; Vmed viteza medie a autovehiculului în m/s; M2cvmed momentul mediu la ieşirea din cutia de distribuţie în N*m; Mapmed momentul mediu pe arborele planetar stânga spate în N*m.

În figura 8 sunt prezentate curbele de variaţie, în timp, ale vitezei, momentului de torsiune la ieşirea din cutia de distribuţie spre puntea din spate şi momentului de torsiune, care solicită arborele planetar pentru un traseu urban.

Fig. 8 Variaţia în timp a momentelor măsurate şi a vitezei de deplasare pentru traseul O1. Pornind de la colectivele specifice de

solicitare, prin compunere au fost obţinuţiparametrii globali ai solicitărilor din transmisia autovehiculelor.

În figura 9 este prezentat numărul de apariţii al trecerilor de nivel pentru un parcurs de 300000 km. Solicitările globale din transmisie sunt caracterizate de un maxim de apariţii în clasa 30 şi de maxime locale în casele 45 şi 65.Colectivul global de sarcină, obţinut prin metoda trecerilor peste nivel, este prezentat în figura 10.

0,0E+00 5,0E+06 1,0E+07 1,5E+07 2,0E+07 2,5E+07 3,0E+07 3,5E+07 4,0E+07 4,5E+070

9

18

27

36

45

54

63

72

81

90

99

108

117

126

135

144

Cla

sade

solic

itare

Nr de treceti peste nivel

Fig. 9 Numărul global al trecerilor peste nivel pentru un parcurs de 300000 km.

Page 7: PR P R A S I C ' 02 - rrv.ro · momentul pe arborele planetar spate Map în PM3; viteza de deplasare a autovehiculului va în PM4; viteza unghiular’amotorului we în PM1. Suplimentar

129

1,0E +00 1,0E+ 01 1,0E +02 1,0E+ 03 1,0E +04 1,0E+ 05 1,0E+ 06 1,0E+ 07 1,0E+08 1,0E+ 09 1,0E+100

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

110

120

130

140

150

Cla

sade

solic

itate

N um ă r cum ulat de trece ri peste n ive l

Fig. 10 Colectivul global de sarcină determinat prin metoda trecerilor peste nivel pentru un

parcurs de 300000 km.

Solicitările sunt caracterizate prin gama largă de apariţie a mediilor, până în clasa 60, predominând clasele mici de amplitudine (0.5, 1, 1.5 şi 2). Numărul de apariţii al mediilor în cadrul solicitărilor globale, prezintă patru zone de maxim: maxim absolut în jurul clasei de moment 0 (clasa 30); maxim local în jurul clasei 44; maxim de valoare mai mică în jurul clasei 65; maxim local în jurul clasei de moment 18.

Apare o împrăştiere împrăştiere mai mare a tranziţiilor minim-maxim, atunci când sunt caracterizate solicitările globale ale transmisiei la deplasarea pe diferite categorii de drumuri (figura 9).

Colectivul global de sarcină-viteză,prezentat în figura 12, este caracterizat de apariţia, cu preponderenţă, a unor momente cuprinse între clasele 7 şi 75 pentru întregul domeniu de viteză.

Apar frecvenţe mari (0.4-0.6%) pentru perechi de clase de viteză-moment: (5 până la 7)-30; 26-46 şi frecvenţe medii de apariţie 0.2-0.4% apar pentru perechi de clase de viteză-moment: (2 până la 12)-(23 până la 34); (6 pânăla 12)-(43 până la 52); (20 până la 28)-(40 pânăla 49); (7 şi 8)-(64).

0

11 22 33 44 55 66 77 88 99

110

121

132

143

S1S25

S49S73

S97S121

S145

0,00E+00

5,00E+05

1,00E+06

1,50E+06

2,00E+06

2,50E+06

3,00E+06

3,50E+06

Număr

deap

atiţi

i

Clasă de maxim

Clasă de minim

Fig.12 Matricei de corelaţie globală în formă

grafică pentru un parcurs de 300000 km.

Fig.12 Colectivul global de sarcină viteză.

Domeniul global de variaţie a frecvenţei de apariţie a vitezei pentru traseul reprezentativ este cuprins de la clasa 0 până la 29, cu frecvenţă maximă de apariţie 8,46% în clasa 5, urmată de un minim de 0.54% în clasa 15şi unmaxim local de 4.35% în clasa 25.

5. CONCLUZII

� Cercetările experimentale efectuate în trafic real pun în evidenţă solicitările care apar în transmisie în procesul exploatării autovehiculului. Alegerea traseelor reprezentative pentru încercări trebuie făcută în baza unor sondaje statistice, sau a datelor statistice existente în literatura de specialitate.

� Prezentarea rezultatelor încercărilor sub forma variaţiilor în timp a mărimilor măsurate nu este concludentă, decât în cazul încercărilor de scurtă durată,efectuate în scopul punerii în evidenţă a unor regimuri dinamice tranzitorii, sau în cazul în care se doreşte obţinerea unor informaţii generale asupra fenomenelor specifice traseelor lungi.

� Analiza statistică poate fi utilizată pentru a caracteriza solicitarea studiată, dar aceasta nu permite estimarea cu precizie a duratei de viaţă a componentei analizate.

� Pentru componentele transmisiei în care apar solicitări independente de viteza unghiulară a acestora, informaţiile privind solicitările pot fii condensate şi prezentate sub forma colectivelor de solicitare determinate pe baza metodelor de casare mono-parametrice (dependente de un singur argument) şi a unor metode biparametrice de clasare, acestea definind

0 3 6 9

12 15 18 21 24 27 S1

S7 S13 S1

9 S25 S3

1 S37 S4

3 S49 S5

5 S61 S6

7 S73

0

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

Frec

venţă

deap

ariti

e%

Clasă de viteză

Clasă de moment

Page 8: PR P R A S I C ' 02 - rrv.ro · momentul pe arborele planetar spate Map în PM3; viteza de deplasare a autovehiculului va în PM4; viteza unghiular’amotorului we în PM1. Suplimentar

130

complet ciclurile de solicitare prin doi descriptori.

� Pentru componentele la care caracterul variabil al solicitării este dat şi de mişcarea de rotaţie, informaţia privind solicitările trebuie date sub forma unor colective solicitare-viteză.

� Colectivele de solicitare determinate pot fi utilizate apoi pentru calculul la solicitări variabile, utilizând metodele clasice de determinare a duratei de viaţă sau metode moderne bazate pe modelarea deteriorării produse de o solicitare variabilă, prin estimarea propagării fisurii în interiorul materialului piesei analizate.

� Colectivele de solicitare-viteză pot fi utilizate pentru calculul angrenajelor din transmisie şi a celorlalte componente, la care caracterul variabil al solicitărilor este dat şi de mişcarea de rotaţie a acestora.

� Colectivele de solicitare şi colectivele de solicitare-viteză pot fii utilizate şi pentru elaborarea programelor de încercare a componentelor autovehiculelor în condiţii de laborator.

Bibligrafie

1.Câmpian O., Contribuţii la studiul solicitărilor din transmisiile mecanice ale automobilelor în vederea dimensionării lor raţionale, Teză de doctorat, Braşov, 1998. 2.Câmpian O., Metodica cercetării experimentale a solicitărilor din transmisiile automobilelor, Referat de doctorat nr.2, Braşov, 1994. 3.Câmpian O., ş.a., Bazele statistice ale cercetărilor în vederea stabilirii colectivelor de solicitare ale componentelor transmisiilor mecanice, CONAT, Braşov, 1996,-volumul 4. 4.Câmpian O., ş.a., Aspecte privind cercetarea experimentală a solicitărilor din transmisiile mecanice ale autovehiculelor, Revista inginerilor de automobile, nr. 4, Bucureşti, pag. 16 – pag. 21. 5.Kucukai F., Rechner unterstutztegentribe-dimensionierung mit reprezentativen Last-collective, ATZ 92, 1990. 6. *** , Fatigue Design Book, Society of Automotive, New York, 1999