Műszaki diagnosztika Telemetria fajtái és alkalmazása

Átírás

1 Műszaki diagnosztika Telemetria fajtái és alkalmazása Kőrös Péter Közúti és Vasúti Járművek Tanszék / JKK Tanszéki mérnök (IS201 vagy a tanszéken) korosp@ga.sze.hu Web:

2 2 Tartalom Ajánlott irodalom Telemetria fogalma és fajtái Járműfizika alapjai Adatelemzés Példák

3 3 Ajánlott irodalom Analysis Techniques for Racecar Data Acquisition Jorge Segers (Second Edition) 2014 Advanced Vehicle Dynamics Applied to Race Car Design & Development Optimumg.com Bári Gergely Vehicle Dynamics (Theory and Application) Reza N. Jazar Tires, Suspension and Handling John C. Dixon

4 4 Telemetria fogalma A telemetria nagy távolságú adattovábbítást, távoli méréseket és vezérlést lehetővé tévő, jellemzően vezeték nélküli kommunikációs rendszer. A görög téle= 'távoli, messzire', és metreó= 'mér' szavakból ered.

5 5 Telemetria rendszerek autó és motorsportban Irány szerint: Egyirányú: Vizsgált jármű -> Mérnökök (Fordított eset nem fordul elő. Erre a célra rádió illetve információs tábla) Kétirányú: A megfigyelések alapján a jármű jellemzőit módosítani tudjuk (motor, fékerő, átprogramozott kipörgésgátló stb. (drága és gyakran tiltott rendszerek) Adatovábbítás médiuma: Rádiós: Adott frekvenciatartományban, nagy infrastruktúrát kiépítve, sok adatot továbbítva Internetes: Késleltetést visz a rendszerbe (jóval nagyobbat, mint a rádiós), de nem kell külön infrastruktúrát kiépíteni

6 6 Telemetria rendszerek helyett: Adatrögzítő rendszerek Célja: Mérnöki felügyelet a rendszerek felett, de nem online (valósidejű) módon, hanem utólagos elemzésekkel Gyakran egyedi rendszerek, felhasználók számától függ, hogy milyen más programokkal tudjuk feldolgozni az adatrögzítő rendszer adatait Alapvetés: Az adatrögzítő rendszerek a pilóta elemzésével képes legnagyobb javulást elérni a köridőben (a járműbeállítások sokkal mélyebb adatelemzést igényelnek)

7 Hasznosság 7 Pontosság

8 Pontosság 8 Időtartam

9 Használhatóság 9 Komplexitás

10 10 Három fő kritérium a járműdinamika komplexitásának megértéséhez Pontosság Paraméterek száma Kinematikai és dinamikai törvények Pálya Aerodinamika Pilóta Gumik Paraméterek egymástól való függősége Tömegek és inerciák Lengéscsillapítók

11 km! 0,025 s különbség!

12 12

13 13 Egyszerű feladat: Járműsebesség mérése Valóban egyszerű feladat? Milyen szenzor adataiból számoljuk? A szenzor által szolgáltatott információ tényleg a jármű sebességét határozza meg? Milyen gyorsan tudjuk megállapítani a sebességet?

14 14 Miért kell a pontosság? A fizikai folyamatok más jellemző frekvenciákon hajtódnak végre egy jármű esetén. Technikai korlátokat csak jelentős beruházással tudunk leküzdeni (pl. GPS).

15 15 Miért kell a megfelelő számú paramétert megtalálni és vizsgálni? Alapeset: Egy rugóstag 3 beállítási lehetőséggel bír: Lágy, közepes, merev Ha csak tengelyenként állítunk (jobb és bal keréknél ugyanazt a beállítást alkalmazzuk), akkor 3^2 beállítás lehetéséges, azaz 9 db opciónk van Egy túraautó beállítási paraméterei 3^48 lehetőséget is adhat, ami lehetőség! Kezelhetetlen probléma, függőségeket és alapszabályokat is fel kell állítanunk! Jó teljesítmény

16 16 Járműdinamikai alaptörvények ΣF = ma ΣM = Θε

17 17 Lateral force & yaw moment

18 18

19 19

20 20

21 21 LeMans Bugatti Chicane

22 22 Gumik Legfontosabb komponense a járműnek (versenyeken) Csak a gumikon keresztül van kapcsolat a talajjal (remélhetőleg) Minden más komponens a gumikon átvihető maximum erőt próbálja maximalizálni (aerodinamika, lengéscsillapító, hajtásrendszer) Visszajelzést ad a jó pilótának (csak a jó gumi, a rossz gumi csak elbizonytalanítja )

23 23

24 24

25 25 Tapadási együttható Hosszirányú és keresztirányú -> Tapadási ellipszis Kerekenként különböző lehet (különböző is, a mértéke a kérdés)

26 26

27 27

28 28

29 29

30 30

31 31 Megállapítható-e a jármű alul vagy túlkormányzottsága szenzoros adatokból? Igen, minösszesen tudnunk kell a valós kerékelfordulást (pl. kormányszögszenzor), oldalgyorsulást és járműsebességet (a jármű tengelytávja is szükséges a számításhoz! 9.81*(((Wheel_angle*DEG2RAD)/(Lateral_acc*9.81)) - (Wheelbase/((Vehicle_Speed*KMH2MS)^2))) Ez egy mutatót fog eredményezni, ami a jármű viselkedésére utal (+: alulkormányzottság, -: túlkormányzottság) Kus: UnderStering Coefficient

32 32 Lengéscsillapítók A kéttömegű lengőrendszer aktívan állítható (akár valós időben, de legtöbb motorsportban betiltották) egyik tagja Pályára és pilótára kell optimalizálni!

33 33

34 34 FL RL RR FR

35 35

36 36 RR RL FL FR

37 37

38 38 Megfelelő áttétel Cél: Adott pályához megtalálni a legmegfelelőbb áttételt! Leginkább szimulációs kérdéskör, de vannak olyan esetek (motorsportágak), ahol a hétvége folyamán változtathatjuk! Egyszerű megoldás: Maximalizáljuk, az adott sebességprofilhoz tartozó motor munkáját! (automatizált módon)

39 39 Motor maximum terhelésgörbéje

40 40 Loggolt adatok ellenőrzése

41 41 Excel példa v mps = v kmph /3.6 i = n 60 v mps K a = v t F gyorsito = a 148 F menetellenallas = 0.2 v mps v mps + 30 M tengely = r kerek (F gyorsito + F menetellenallas ) M motortengely = M tengely i

42 42 Hajtáslánc eredeti áttételének meghatározása Mekkora hibát eredményez, ha az átlagos áttétellel számoljuk a motornyomatékot?

43 43 Hibaforrás Kis hibát eredményez!

44 44 A feladat megoldását gátló tényezők (féküzemek) Mekkora hibát eredményez, ha nem szűrjük a gyorsulás és gázpedálállás adatokat? Értelmezhetetlen diagram az eredmény!

45 45 Adatok szűrése Áttétel: Motornyomaték számítva: Ahol a gázpedálállás nagyobb, mint 98% és a gyorsulás nagyobb, mint 0 m/s 2!

46 46 Áttétel változtatása a motorgörbét tolja el a munkatérben Hosszabb áttétel Probléma vizualizálása Jelölve: Minimum sebesség Átlag sebesség Maximum sebesség Motorteljesítmény Helyes az áttétel megválasztása? Válasz nem! Túl rövidnek tűnik!

47 47 Feladat Probléma vizualizálása Megoldás: Motor összmunkáját maximalizálom Gyorsító munkát maximalizálom Azaz az idő függvényében integrálom a motorteljesítményt (vagy/is a gyorsító munkát)

48 48 Megoldás Excel Solverrel Probléma vizualizálása Adatok szűrése Csak a gyorsítási szakaszokban számolok motorteljesítményt!

49 49 Optimalizálás eredménye Probléma vizualizálása Motorfordulatszám és motorteljesítmény megváltozásának vizsgálata más áttételt alkalmazva

50 Köszönöm a figyelmet! korosp@ga.sze.hu Web: 50