Előadó: Dr. Lakatos István Ph.D., egyetemi docens. Széchenyi István Egyetem, Győr. kerékteljes

Átírás

1 Görgős s fékpadok, f kerékteljes kteljesítmény mérésm

2 FELHASZNÁLÁSI SI TERÜLET Teljesítm tménymérő pad megválasztott paraméterek teljesítm tmény-vetületének értékelése hengerteljesítm tmény-különbség g mérésm gyújt jtóvizsgálat terhelt motoron teljesítm tmény mérésm

3 A teljesítm tménymérő próbapad felépítése

4 Teljesítm tményellenőrző próbapadok 1. mérőgörgm rgő 2. támasztt masztógörgő 3. fékgf kgép p (billenő kialakítás) 4. nyomatéki jeladó 5. fordulatszámm mmérő 6. teljesítm tménykijelző 7. sebességkijelz gkijelző A fékgf kgép szabályozhat lyozható kialakítású,, ezáltal különbk nböző jelleggörb rbék k szerint képes k terhelni a jármj rművet.

5 Gyorsítóképess pesség g ellenőrz rző próbapadok erőátviteli elemek vizsgálata (terhelés s alatti kapcsolatok, automata váltv ltó átkapcsolási si pontok, csúsz szás fogaskerék- és s csapágyzajok olajszivárg rgás, hűtőrendszertömítetlenség termosztát t vizsgálat

6 Gyorsításik siképesség ellenőrz rző pad 1. mérőgörgm rgő 2. támasztt masztógörgő 3. fékgf kgép p (billenő kialakítás) 4. lendítőtömeg 5. sebesség g jeladó 6. időmérő óra 7. sebességkijelz gkijelző Funkciós s pad,, a fékgf kgép p egy átlagos jármj rmű légellenállási és s gyorsítási si viszonyait képes k reprodukálni.

7 Elsődlegesen a motorgyors gyorsítási si teljesítm tményéneknek ellenőrz rzése alkalmas. Ha van az idő függvényében sebesség és/vagy gyorsulás regisztráci ció,, akkor gyújt jtáskimaradásoksok átmeneti keverékk kképzési hibák könnyebben felismerhetők és s a kérdk rdéses sebességtartom gtartomány pontosan behatárolhat rolható.

8 A fékpad f beépítése

9 Az örvényáramú fékgép p felépítése Örvényáram: a vezetőben időben vál- tozó mágneses tér t r hatására, indukció következtében keletkező áram. Az örvényáram a vezetőben veszteséget okoz. A veszteség egyenesen arányos a mágneses m fluxus nagyságával (ill( ill.. a gerjesztőárammal rammal) és a tárcsa fordulatszámával és fordítottan arányos a tárcsa t fajlagos villamos ellenáll llásával. Örvényáramú fék: k: az elektromágnesek pólusai között k forgó tárcsában, forgáskor örvényáramok indukálódnak. dnak.

10 A teljesítm tménymérő görgőspadon kifejthető maximális vonóer erő meghatároz rozása A gépkocsik g vizsgálata terheletlen állapotban törtt rténik, ezért fontos az ún. kerékterhel kterhelés-kihasználási si tényezt nyező. Ez megmutatja, hogy a kifejthető max.. vonóer erő hány százal zaléka a kerékterhel kterhelésnek. q F = F max G [ ] 100 % q F értéke nemcsak a próbapadt bapadtól, hanem a vizsgált jármj rmű kerékm kméretétől l is függ, f így nem tekinthető katalógusadatnak gusadatnak, de megkönny nnyíti a próbapad kiválaszt lasztását. t.

11 Egyszerűsítő feltételek: telek: a gépkocsit g a vizsgálat közben k nem rögzr gzítik a gumiabroncsdeformáci ció nem számottev mottevő Görgőelrendezés: a vizsgált kerék k két k t görgg rgő közötti elhelyezkedését t leíró szögek (α 1 és α 2 ) Első elhelyezkedési szög: α 1 Hátsó elhelyezkedési szög: α 2

12 A görgg rgőelrendezés s lehet: szimmetrikus (α 1 = α 2 ) aszimmetrikus (α 1 <> α 2 ) További lehetőség g a görgg rgőmérők k változtatv ltoztatása: r 1 <=> r 2

13 Szimmetrikus és s azonos görgg rgőátmérőjű rendszer vizsgálata Egyensúlyi alapegyenletek: x i = 0 F 2 sinα + N1 sinα N sinα = 0 Y i = 0 G 2 + N1 cosα + F sinα + N cosα = 0

14 M i = 0 M + Fr1 k = 0 Mivel a kifejthető maximális vonóer erő értéke nem független f N értékétől: F max = N 1 ϕ

15 Ezt az 1. és s 2. Egyenletbe behelyettesítve: tve: N 2 1 ϕ cosα + N1 sinα N sinα = 0 G 2 + N1 cosα + N1 ϕ sinα + N cosα = 0

16 N ϕcos α + N sinα cosα N sinα cosα = 0 G 2 2 sinα + N1 cosα sinα + N1 ϕ sin α + N cosα sinα = 0 N 1 = G sinα sin2α ϕ cos2α N 2 1 cosα + N1 sinα N sinα = 0 N 2 = ( sinα ϕ cosα) G sin2α ϕ cos2α

17 A kerékterhel kterhelés-kihasználási si tényezt nyező: = F max 1 qf G = N ϕ G = ( G sinα) ϕ ϕ sinα = ( sin2α ϕ cos2α) G sin2α ϕ cos2α A kerék k stabil helyzete a görgg rgők k között: k STABILITÁSI SI HATÁRHELYZET: a hátsh tsó görgő normál irány nyú reakcióiereje iereje nullára csökken

18 N 2 = 0 N 2 = ( sinα ϕ cosα) G sin2α ϕ cos2α sinα ϕ cosα = 0 ϕ tgα

19 A MENETELLENÁLL LLÁSOK LEKÉPZ PZÉSE A gördg rdülési ellenáll llás s reprodukálása: a görgg rgőn n a kerék szlipje minimális legyen a gumi deflexióból adódó veszteség g feleljen meg a gördg rdülési ellenáll llásnak Szlip: két t tényezt nyezőtől l függf - a görgg rgő és s a gumiabroncs közötti k tapadási tényezt nyezőtől - a kerék és s a görgg rgők érintkezési pontján ébredő reakcióer erők k nagyságától (sima - bevonat nélkn lküli li - görgőfelület let 0,5-0,6-os tapadási tényezt nyezőt t ad, ami a minimális szliphez teljes mértékben megfelelő)

20 A gördg rdülési ellenáll llás: A görgg rgőn n mindig nagyobb a gyúrásb sból l adódó veszteség, mint közúton. A nagyobb veszteséget itt némileg n ellensúlyozza, lyozza, hogy csak két k t kerék k működik, m de D<500 mm átmérőjű görgők esetén n a közúton k ébredő gördülési ellenáll llással azonos nagyságú ellenáll llást csak a gumiabroncs nyomásásnak snak megnövel velésével lehet biztosítani. tani. (Szgk.. +50%, tgk %)

21 Légellenállás: 1. Országúton a névleges n nyomással vizsgálatokat kell végezni: v két t irányban, irányonk nyonként nt méréssel, m 10 km/h sebességgl gglépcsővel mérni kell v=álland llandóval a szívócs csődepressziót.

22 A próbapadok a jármj rmű haladásakor fellépő valamennyi menetellenáll llást reprodukálnia kell: F v = M r + θ 2 r dv dt = F s + F 1 + F e + m dv dt (21) Ahol: Fv - vonóer erő a vizsgált jármj rműkerék k kerület letén M - fékező nyomaték θ - a forgó próbapadr bapadrészek együttes tehetetlenségi nyomatéka

23 R - görgősugár v - a görgg rgő/kerék k kerületi sebessége F s - gördülési ellenáll llás F 1 - légellenállás F e - emelkedési ellenáll llás m - a vizsgált jármj rmű tömege

24 A próbapadi szüks kséges nyomatéki karakterisztika a (21) alapján: θ M = (Fs + F e) r + r F1 + r (m 2 r ) dr dt (22)

25 2 M K + K2 v + K3 dv dt = (23) 1 A szervizgyakorlatban Fe=0 =0-t t helyettesítünk nk: K1 - K2 - K3 - beépíthet thető a jármj rmű légellenállási tényezt nyezőjének nek megfelelően en előválaszthat lasztható a jármj rmű tömegének megfelelően en előválaszthat lasztható

26 A próbapadnak az egyenletben szereplő tehetetlenségi nyomatéka a jármj rmű teljes haladó tömegének a kerék k kerület letére redukálásával törtt rténik: θ = m r 2 (24) Ahol: m - a vizsgált jármj rmű tömege r - görgősugár

27 A padba beépített lendítő tömeg annál l kisebb, minél l nagyobb a görgőátmérő.. A szüks kséges lendítőtömeg nagysága ga áttétel tel közbeiktatásával jelentős s mértm rtékben csökken: θ = m r i 2 2 (25) Ahol: i - a mérőgörgm rgő és s a lendítőtömeg fordulatszáma közötti áttételtel

28 A jármj rművet görgőspadra állítva, 50 km/h sebességn gnél, addig kell emelni a légellenl gellenállás s karakterisztika meredekségét, amíg azonos szívócs csődepressziót nem kapunk A GÖRGG RGŐSPAD SZABÁLYOZ LYOZÁSI LEHETŐSÉGEI FÉKPAD SZABÁLYOZ LYOZÁSI JELLEGGÖRB RBÉK

29 A MUNKAPADOK STABILITÁSA SA

30 Görgős járműfékpad Instacioner Motorteljesítm tmény mérésm

31 A mérés m s vázlatav A mérés m s menete: SZABADGYORSÍTÁS S (FÉKEZETLEN GÖRGŐKÖN)

32 A MÉRÉS M S ELVI ALAPJAI Az energiaegyenlet alapján, a rendszerbe bevezetett munka időbeli változv ltozása (Pe( Pe) ) egyenlő a kinetikai energia,, a potenciális energia és s az elvezetett hőh időbeli változv ltozásával. P de dt de k p e + + dt dq dt = (1)

33 A mérés m s során n a potenciális energia nem változikv ltozik,, tehát: de p = 0 (2) dt Tehát: dek P e + dt dq dt = (3)

34 A rendszer kinetikai energiájának nak megváltoz ltozása a kerék, k, illetve a pad görgg rgőinek gyorsításában nyilvánul nul meg, tehát t ez a tag a kerékteljes kteljesítménnyel egyenlő.. Az elvezetett hő, h, viszont a hajtási veszteség g teljesítm tménnyel egyenlő P P + P e = (4) k v A forgó mozgás s dinamikai alapegyenlete felírhat rható mind a gyorsítási, si, mind a kifuttatási szakaszra: 2 d ϕ P = M ω = (θred ε) ω = θred 2 dt dϕ dt

35 A gyorsulási si szakasz alapegyenlete: + Pkerék = ωg εg [θmot,red + θjárműáred + θ pad ] (6) P = P + P + veszt " v,f(m) v,f P ( ω) vpad, f(vg) (7) A lassulási si szakasz alapegyenlete: Pfékező = ωg εg [θjárműáred + θ pad ] (8) P = P + P + veszt ' v,f(m) v,f P ( ω) vpad, f(vg) (9)

36 A FIGYELEMBE VETT VESZTESÉGEK ELEMZÉSE Vonóer erő veszteségek (M F ): fogaskerék k súrls rlódási veszteség (7%-a a a Pmot-nak nak) szlip a gumiabroncs és s a görgg rgő között (5%-a a a Pmot-nak nak)

37 Sebességf gfüggő veszteségek (M( v ): olajkavarási és s ventilláci ciós s veszteség g a hajtóműben (2%-a a P mot -nak) gumigyúródási munka (7-20% 20%-a a a P mot -nak)

38 A FIGYELEMBE VETT VESZTESÉGEK ELEMZÉSE

39

40 A MOTORTELJESÍTM TMÉNY MEGHATÁROZ ROZÁSA P = ω ε [θ + θ + θ ] + ω ε [θ + θ ] + P mot, eff g + g MAGYARÁZAT: mot, red járműáred pad g g járműáred pad (10) " v,f ( M) P v, F P v,f ( M) ( ) ' M üresjárás P v,f( M) " max.. nyomaték

41 REGISZTRÁTUM TUM

42 A MOTORTELJESÍTM TMÉNY MEGHATÁROZ ROZÁSA 1. Függvény összegzés 2. Max.. hely kikeresés s az összegzett görbg rbén 3. Max.. helyen P k mérés s stacioner állapotban 4. A teljesítm tménylépték k meghatároz rozása P k,mért λ = [ ] P k,görbe kw mm

43 5. A MOTORTELJESÍTM TMÉNY: P mot = λ P mot,görbe + P k, mért 0,1 P v, = 0,1 P Mivel: f( M) k, mért 6. Korrigált motorteljesítm tmény: P korr, mot = k P mot