Metode Si Mijloace de Incercare a Automobilelor I

8/14/2019 Metode Si Mijloace de Incercare a Automobilelor I

1/75

Dr. ing. CALIN HILOHI * prof. dr. ing. MAEIN UNTARUconl dr. ing. IOSIF SOARE * ing. GHEORGHE DRUTA

.

,

HETODESI H U L O A G ED E I N C E R C A R EA A U T O M O B I L E L O R

Coordonator: dr. ing. CALIN fflLOffl

EDITURA TEHNICAB u c u r e s t i


2/75

Lucrarea prezinta metodele si mijloacele utilizate astazi pentru in-cercarea automobilelor, avindu-se in vedere progresele tehnice si rea-lizarile in acest domeniu obtinute in ultimii ani atit in tara noastracit si pe plan mondial.In lucrare se evidentiaza cele mai noi si mai eficiente metode simijloace de incercare de virf, care asigura precizia rezultatelor im-pusa de nivelul tehnic actual al industriei constructoare de automobile,dar totodata se prezinta si unele metode si mijloace ,,de inlocuire", me-nite sa se adreseze unor unita^i mai putin dotate cu aparatura sau chiarautomobilistilor amatori, spre a constitui astfel un ghid util tuturorcelor implicati in verificarea si mentinerea starii tehnice s.i calitatilorde exploatare ale automobilelor, la nivelul cerut de prevederile regle-mentarilor circulate! rutiere. In toata aceasta gama de abordari, stan-dardele de incercare in vigoare constitute un punct de plecare si nu olimita.Cartea se adreseaza tehnicienilor implicati in activitatea de cer-cetare-proiectare sau exploatare a automobilelor din cadrul institutelorde cercetare de profil, intreprinderilor constructoare de automobile, in-treprinderilor de transport auto, unitatilor service si de reparatii, orga-nelor de control al circulatiei rutiere, dar poate fi utila si studentilordin facultatile de profil si automobilistilor amatori.

Control stiintific: dr. ing. N I C O L A E P E T R E S C URedactor: ing. MARIA ANTOINETTEIONESCUTehnoredactor: VALEEIU MARINESCUCoperta si supracoperta: SIMONA NICULESCUBun de tipar: 30.08.1982; Coli de tipar:C.Z.: 629.113/115.001.4 17,75;

Tiparul executat la Intreprinderea Poligrafica,,Crisana" Oradea, str. Moscovei nr. 5.Republica Socialists Romania


3/75

P R E F A T A

Pentru a putea face fata cerintelor din ce in ce mai grele impuse decriza energeticd mondiald, de reglementdrile severe referitoare la securita-tea circulatiei si poluarea mediului ambiant, de cresterea corapetitivi-tdfii pe piata internationald, constructorii d e automobile sint obligati sddesfdsoare un volum important de lucrdri de cercetare experimental siincercdri, avind ca obiectiv elaborarea si introducerea in fabricatie a unormodele noi, modernizarea si perfecfionarea produselor din fabricafia deserie si controlul sistematic al calitatii si fiabilitdfii acestora, pentru ridi-carea continua a gradului de functionalitate, a economicitatii si randamen-tului in exploatare.Beneficiarii automobilelor sint, la rindul lor, constrinsi de aceleasiimperative sd-si sporeascd eforturile pentru exploatarea rationald, eco-nomicd a acestora. In acest sens este grditor faptul cd in programul dedirective de cercetare stiintificd, dezvoltare tehnologicd si introducersa progresului tehnic in perioada 19811990 si pind in anul 2000* ,,indomeniul transportului rutier se va pune accentul pe exploatarea ratio-nald a parcului, pe reducerea consumului de combustibil, realizarea deechipamente si tehnologii pentru testarea complexd a stdrii tehnice aautomobilelor".Prin urmare, atit cerintele impuse fabricafiei, cit si cele impuse ex-ploatdrii automobilelor, fac din incercarea acestora o operatie tehnolo-gica de importanfd cu totul deosebitd.Tara noastra, producdtoare si exportatoare d e automobile d e diferitetipuri si cu un transport rutier in continua dezvoltare, dispune in pre-zent de o insemnatd baza materiald destinatd incercdrii automobilelor sigrupuri largi de specialisti in Industrie, cercetare si invdtdmint implicatidirect in activitatea de incercare. La acestia se mai adaugd specialistiicercetdtori din domeniul transporturilor auto si marele numdr de lucrd-tori ai statiilor service dispuse pe intreg cuprinsul fdrii.Ca urmare, activitatea d e incercare a fost si este in mdsurd sd asigureasimilarea in fabricatie a unor tipuri noi sau modernizate de automobile,dezvoltarea unor licente, controlul periodic al nivelului fabricatiei, verifi-carea fiabilitdfii in exploatare, menfinerea parcului auto in condifii teh-nice corespunzdtoare etc. O categoric largd d e incercdri aflate ,,in pre-

mierd" in fara noastra acum doar zece ,ani, au devenit in prezent operafiid e rutind, bine implementate in industria de automobile si in transportulauto.Incepind cu anul 1970 in fara noastra este in vigoare un standard* Directivele Congresului al Xll-lea al P.C.R. cu privire la dezvoltarea eco-nomico-sociala a RomSnie i si orientar i le de perspectiva pina in 1990. Bucures t i ,Edi tura polit ica, 1981.


4/75

Prefafa

complex d e incercare a automobilelor, elaborat pe pdrfi (STAS 6926/1... J2l), standard aflat in curs de continud completare si actualizare, pusin con.cordan.fa cu recomanddrile anexd la ,,Acordul referitor la adopta-re a unor condifii unijorme d e omologare si recunoastere reciproca a omo-logdrii echipamentelor si pieselor autovehiculelor" elaborat de ComisiaEconomicd pentru Euro'pa a O.N.U. (documentul E/ECE/324 E/ECE/TRANS 505), cu standardele C.A.E.R., normele ISO si alte prescripfiisimilare cu caracter international:Pornind de la faptul ca incercdrile nu constituie un scop in sine si ca,prin urmare, programarea acestora trebuie sd prezinte suficientd flexi-bilitate pentru a acorda aspectului economic importanfa cuvenita, rezultdin numeroase cazuri necesitatea unor testdri mai sumare decit prevede-rile standardelor si cu utilizarea unor aparate mult mai pufin preten-fioase si, deci, mai accesibile. Acesta este cazul, de exemplu, al verificd-rilor obisnuite in intreprinderile de transporturi auto, sau al acelora pecare automobilistii amatori atenfi cu starea tehnicd a automobilului ce-lconduc trebuie sd le efectueze relativ frecvent. Pe de altd parte, uneori,la incercdrile efectuate in scopuri de cercetare sint necesare lucrdri simijloace/care nu sint prevdzute in standarde.In dorinfa d e a putea d a solufii la intreaga gamd d e probleme cu-prinse intre situatiile extreme descrise, autorii prezentei lucrdri isi pro-pun ca, pornind de la nivelul actualelor prevederi ale standardelor in vi-goare, sd schifeze metodele si mijloacele unor incercdri mai deosebite,in mdsurd sd rezolve problemele ce apar in faza de cercetare-proiectarea modelelor experimentale si sd indice si variante de incercare mai sim-ple pentru cazul in care acest lucru este posibil accesibile unuigrup m ai larg d e beneficiari a i industriei constructoare d e automobile.Din acest punct de vedere, metodele si mijloacele de incercare sint abor-date considerid actualele standarde sau alte normative naftonale si inter-nafionale ca elemente de referintd neabsolutizate, punind accentul nu peo anumitd metodicd in sine ci pe o ,,filozofie a incercdrilor", in baza cd -reia metodele de lucru sd rezulte intr-un mod cit mai adecvat scopului,cit mai rational si mai economic posibil. Capitolele referitoare la econo-micitate, poluarea mediului ambiant, securitatea pasivd si fiabilitate sinttratate in lumina pe care aceste caracteristici de exploatare o au in con-junctura economicd mondiald actuald si de perspectivd.Autorii fin sd mulfumeascd redacfiei Constructii de masini a Edituriitehnice pentru indrumdrile competente date pe parcursul elabordrii lu-crdrii si tovardsului dr. ing. Nicolae Petrescu de la C.C. S.I.T.T. Brasovpentru sugestiile si observafiile critice fdcute cu ocazia lecturii in ma-nuscris.

Autorii


5/75

C U P R I N S U L

PrefatS ' . . . . . . . . . . 51. Necesitatea si organizarea in -cercSrilor ........ 9

1.1. Necesitatea $i rolul incer-carii automobilelor . . . 91.2. Cerinfe impuse incercari-lor ' ......... 101.3. Clasificarea incercar i lor deautomobile ...... 131.4. Pregatirea incercarilor . . 162. Incercarea principalelor an-sambluri de automobile pestanduri, in conditii de labo-rator .......... 262.1. Conditii de incercare . . 262.2. Incercarea motorului . . 352.3. Incercarea transmisiei . . 352.4. Incercarea suspensiei . . 492.5. Incercarea mecanismuluide direc^ie ...... 522.6. Incercarea caroseriei auto-mobilului ....... 533. Masurari de mase, dimension!si capacita$i ....... 56

3.1. Determinarea masei auto-mobilelor ....... 563.2. Determinarea caracteristi-cilor dimensionale ale au-tomobilelor ...... 613.3. Masurarea capacitatilor . 69

4. Incercari de control al stariitehnice ......... 714.1. Masurarea rezistenfelor lainaintare ....... 714.2. Masurarea consumului decombustibil de control . . 734.3. Etalonarea vitezometrului$i a contorului de kilo-metri. Masurarea razei di-namice a pneurilor . . . 754.4. Verificarea unghiurilor ro-tilor directoare ..... 774.5. Verifiearea de laborator astarii tehnice a motorului . 814.6. Verificarea echipamentuluide frinare si a sistemelorde direc^ie $i rulare . . . 84Determinarea caracteristicilordinamice ale automobilelor . 86

5.1. Generalitati i conditii deincercare 865.2. Masurarea vitezelor $itimpilor de accelerare . . 885.3. Determinarea calitatilor detractiune 935.4. Determinarea rampei ma-xime 956. Masurarea consumului decombustibil 966.1. Generalitati 966.2. Conditii de incercare . . 97

6.3. Aparate si dispozitive uti-lizate pentru masurareac o n s u m u l u i de combustibil 976.4. Metodica de incercare . . 997. Verificarea calitatilor de fri-nare 10 37.1. Parametrii de apreciere acalitatilor de frinare aleunui automobil 1037.2. Verificarea performantelordispozitivului f r inei deserviciu 1037.3. Verificarea f r inei de sta-tionare Ill7.4. Incercarea f r inei de ince-tinire Ill7.5. Determinarea parametrilorfunctional! ai unor agre-gate din componenta dis-pozitivelor de frinare . . 1128. Verificarea maniabilitStii sistabilitStii automobilelor . . 1148.1. Verificarea parametrilormaniabilitatii automobile-lor 1158.2. Verificarea parametrilorstabilitatii automobilelor . 1259. Determinarea usurintei de con-ducere si confortului soferuluisi pasagerilor 1309.1. Determinarea parametrilordimensionali si ai organi-zarii postului de conducere 1309.2. Masurarea eforturilor lacomenzi 1349.3. MSsurarea vizib i l i ta t i i depe locul soferu lu i . . . 138


6/75

9.4. Determinarea eficacitatiisistemului de iluminare ex-terioara si semnalizare . 1469.5. Determinarea calitatilor deconfort ale scaunelor . . 1499.6. Masurarea zgomotului in-terior din cabina si caro-serie 1579.7. Determinarea eficientei in-stalatiei de incalzire siventilatie a caroseriei siparbrizului 1619.8. Verificarea etanseitatii ca-binei si caroseriei . . . 16410. tncercari de securitate pasiva 16 6

10.1. Evaluarea accidentelor decirculate pentru defini-rea testelor de securitatepasiva 16710.2. Manechine antropomorfi-ce. Limite biomecanice derezistenta a corpuluiuman 17 210.3. Teste de securitate pasiva 17311 . Determinarea poluarii mediu-lu i inconjurator 18311.1. Determinarea niveluluipoluarii atmosferei de ca-tre gazele eapate de au-tomobile 18311.2. Determinarea poluariisonore 19011.3. Determinarea antiparazi-tarii radioelectrice . . . 19312 . Determinarea capacitaiii detrecere 195

12.1. Verificarea unor parame-tri constructivi ce in f luen-teaza capacitatea de tre-cere 19612.2. Determinarea parametri-lor de tractiune si ade-renta 20312.3. Determinarea capacitatiide trecere limita . . . ' . 20912.4. Determinarea caracteris-ticilor terenului din punc-tul de vedere al capacita-tii de trecere 21313 . Incercari in condign ambienta-le si reginiuri de funcfionare

severe 21 613.1. Verificarea comportariiautomobilului in zonemontane de mare altitu-dine 21 613.2. Verificarea func t ionar i iautomobilului in conditiide temperatura ridicataa mediului ambiant si re-zistente mari la inaintare 219

13.3. Verificarea func t ionar i iautomobilului in conditiide temperatura scazuta amediului ambiant . . . 22013.4. Verificarea functionariiindelungate a automobi-lului in regim de puteremaxima 221

14 . Incercar i de fiabilitate . , . 22314.1. Generalitati 22314.2. Definirea si relatiile decalcul ale indicatorilor defiabilitate ai automobile-lor 22 514.3. Incercari de determinarea fiabilitatii 22914.4. Incercari de verificare afiabilitatii 23 114.5. Culegerea, analiza si in-terpretarea informatiilorobtinute in termenul degarantie si din exploatare 23214.6. Criterii orientative pentruintocmirea programelor deincercare la fiabilitate . 23815 . Incercari in vederea determi-nari i regimurilor de funcfio-nare ale ansamblurilor siagre-gatelor automobilului . . . 23915.1. Indicator! caracteristiciai regimurilor de funct io-nare ale ansamblurilor siagregatelor automobilului 24115.2. Aparate si alte mijloacenecesare pentru determi-narea regimurilor defunctionare 24216 . Poligoane si instala ii de in-cercare complexe 251

16.1. Poligoane de incercare aautomobilelor 25216.2. Simulatoare de drum . . 25416.3. Tunele pentru incercaride aerodinamicitate . . 26016.4. Camere climatice . . . 26317 . Tehnica securitatii muncii laincercarea automobilelor . . 26518 . Prelucrarea si interpretarearezultatelor incercarilor. In-

tocmirea rapoartelor . . . . 2 6 918.1. Generalitati 26918.2. Precizia si erorile de ma-surare 26918.3. Prelucrarea statistics, adatelor de experimentare 27418.4. Intocmirea rapoartelorasupra incercarilor auto-mobilelor 280Bibliografie 282


7/75

N E C E S I T A T E A S I O R G A N I Z A R E A I N C E R C A R I L O R

Desi unele concursuri cu specific automobilistic sau reclamele publi-citare din revistele de specialitate ar putea crea unor neavizati impresiaca Incercarea automobilelor reprezinta o activitate plina de spectaculozi-tate si limitata aproape exclusiv la torturarea in evolutii sau conditiidificile si omologarea unor prototipuri de automobile noi, realitatea estecu totul alta. Cea mai mare parte a lucrarilor legate de incercarea auto-mobilelor se desfasoara discret (sau chiar in secret), laborios si cu totulstraina de ideea de spectacol sau acrobatie. Soferul de incercare estedeparte de a fi singura ,,vedeta" a acestei activitati complexe care, pinaa ajunge la realizarea si incercarea unui prototip, de pilda, s-a desfasu-rat pe plansete, in laboratoare, pe poligoane sau pe drumuri le publice,implicind lucrari ce merg de la simple cintariri sau masurari de dimen-siuni, pina la masurari tensometrice si analize spectrale, cu aparate demasurare si incercare incepind cu f i rul cu plumb, pina la standurielectrohidraulice cu comanda dupa program, ce permit simularea in la-borator a gamei complete de solicitari din exploatare. De asemenea,obiectivele incercarii automobilelor nu se limiteaza la mentionatele omo-logari: orice posesor de autoturism personal se vede tentat (si uneorinevoit) ca la cumpararea sau receptia de la o statie Service a masinii salesa efectueze o serie de verificari impuse de capatarea certi tudinii caaceasta ii va asigura o utilizare economics si in conditii de securitate.Aspectele si metodele de incercare prezentate in aceasta lucrare se adre-seaza astfel unei categorii largi de cunoscatori si specialist! in domeniulautomobilelor (constructie si exploatare) sau tehnicii aferente acestuia.

1 . 1 . Necesitatea si r o l u l incercarii automobilelorO conditie de baza a accelerarii progresului tehnico-sti intific in do-meniul constructiei de automobile (ca, dealtfel, in toate domeniile activi-tatii tehnologice contemporane) o consti tuie reducerea duratei dintreelaborarea ca urmare a unei necesitati economice a unei noi solutiiconstructive si introducerea acesteia in fabricatie, asigurindu-se totodatapremisele unei cali tati si fiabilitati corespunzatoare. Una dintre etapele

esentiale ale acestui proces de elaborare, reinnoire si optimizare continuaa solutiei constructive aautomobilelor oreprezinta incer car il e de ma-chete, modele experimentale si prototipuri , efectuate de laboratoarele uzi-nale, institutele de cercetare sau alte unitati specializate in acest do-meniu.Incercarile ramin prezente in viata unui tip dat de automobil si dupaintroducerea acestuia in fabricatie, avind drept scop verificarea stabili-


8/75

10 Necesitatea ;i organizarea incercarilortati i tehnologiei de fabricatie, mentinerea calitatii si fiabilitatii, con-f i rmate cu ocazia omologarii, in decursul duratei de fabricatie. Oricemodificari constructive aduse unui produs aflat in fabricatie de serieimplica prin lege o verificare si avizare pe baza unor incercari adecvate.Mentinerea intre limite normale a parametrilor functional! i de ex-ploatare ai automobilelor in procesul utilizari i acestora necesita, pe de oparte, o serie de testar i periodice si operatii de diagnosticare ce apartinin mare masura domeniului incercarii . De asemenea, revenirea unorautomobile reparate la indicii tehnici i de economicitate nominali severifica prin incercari specifice.O alta categorie de incercari de automobile se refera la determinareaunor parame t r i de exploatare care sa le asigure acceptarea in circula-tia rutiera de catre organele de resort, in baza satisfacerii in primulr ind a unor cerinte impuse de securitatea circulatiei si poluarea mediuluiinconjurator.Rezulta din toate cele aratate m ai inainte ca incercarea precedesi insoteste toate etapele existentei unui automobil, ca obiect al ac-tivitati i economice si sociale contemporane, conferindu-i certificatul d enastere si toate adeuerintele de care are nevoie pentru ca dinamica lu iviata sa decurga pe fagasul stabilit de constructor si dorit de beneficiar.

1.2, Cerinte impuse incercarilor1.2.1. ObiectivitateaCerinta ca incercarile sa fie obiective decurge de la sine, daca se arein vedere importanta definitivarii unei solutii constructive optime sau acunoasteri i reale a caracteristicilor i starii tehnice a unui automobil aflatin exploatare, fara idei preconcepute si/sau considerente subiective.Obtinerea obiectivitatii incercarilor se realizeaza pr in: atitudinea impartiala si lipsita de prejudecati a incercatorului,deziderat mai uor de obtinut daca incercatorul este diferit de proiec-tantul , fabricantul sau beneficiarul automobilului incercat; in vedereaatingerii unui nivel de obiectivitate cit mai ridicat, incercarile oficiale(de omologare) se executa de catre institute speciali/ate, dupa programeriguros elaborate, avizate si monitor izate de com isii stabilite p rin lege;- asigurarea unor conditii de incercare nesingulare, neprivilegiatedin punctul de vedere al eforturilor impuse automobilului; acest lucrupresupune cunoasterea conditiilor tipice de exploatare ale automobiluluiincercat si, in limite posibile, reproducerea acestora intr-o masura repre-zentativa in decursul ineercarilor; nu vor trebui omise conditiile ambien-tale (temperatura, precipitatii etc.) specifice zonei de exploatare preva-zute de proiect;- eliminarea posibilitatii unor interpreted subiective a rezultatelorincercarilor, prin respectarea riguroasa a programulu i de incercare, util i-zarea intr-o masura ci t mai mare a unui apara ta j de incercare cu inre-gistrare, aplicarea unor metode de prelucrare a datelor funda me ntatestiintific [17, 35 , 36], elucidarea t utu ror cauze lor ce au dus la neinscrie-rea unor parametri constructivi-functionali in limitele prevazute.


9/75

Cerinje impuse incercarilor 11

1.2.2. RepetabilitateaPentru cazul incercarii automobilelor, repetabilitatea presupune asi-gurarea acelor conditii de incercare care sa permits ca la un automobildat, cu o stare tehnica anumita, rezultatele unor incercar i repetate s i /sauefectuate in conditii similare sa nu difere semnif icat iv , iar aprecierilecorespunzatoare sa ramina invariante.O buna repetabilitate a incercarilor se asigura prin: utilizarea unor metode d e incercare care prin natura lo r intrinsecasa nu fie afectate de factor! ambientali aleatori (de exemplu, conditiilemeteorologice), din acest punct de vedere evidentiindu-se avantajele in -cercarilor pe standuri; uti l izarea unor metode de incercare ce nu permit interpreter! echi-voce, ori de cite ori este posibil, standardizate sau normalizate; eliminarea sau atenuarea fac toru lu i uman (eel puîn la incerca-rile unor automobile de acelasi tip, soferii experimentatori sa fie aceiasisau sa aiba pregatirea profesionala si structura psiho-fiziologica similara); limitarea domeniului de variable a conditiilor am bientale (tem-

peratur i , umidita t i , viteze ale vintului etc.) sau de functionare (declivi-tatea drumulu i , natura si viabilitatea imbracamintii etc.) la valori care sanu duca la modificari sem nificativ e ale rezultatelor incercarilor; din acestpunc t de vedere este graitor fap tu l ca toate standardele sau normele deincercare a automobilelor incep, de obicei, prin a stabili aceste conditiiexter ioare automobilului in care se accepta desfasurarea incercarii(v. de ex. STAS 6926/1-78).Trebuie, de asemenea, subliniat ca tot ideii de repetabilitate i se sub-scriu si eforturile unor organizatii Internationale (I.S.O., C.E.E. a O.N.U.*,C.A.E.R., O.C.D.E.**) de elaborare a unor normat ive de incercare a auto-mobilelor acceptate in diferite $ari i de catre diferite organizatii.1.2.3. CorectitudineaN u sint greu de imaginat consecintele grave pe care le poate avealuarea unor decizii de acceptare in fabricatie si/sau circulaîa rutiera aunor automo bile , in baza rezultatelor unor incercari, incorecte. Obtinereacorectitudinii incercarilor este strins legata de obiectivitatea desfaûrariiacestora, de respectarea conditiilor impuse de repetabilitate, dar totodatam ai presupune: cunoasterea detal iata a fenomenului (comportamentului) investi-gat prin incercare;- stabilirea judicioasa a limitelor de variatie a parametrilor masurati,utilizarea unei scheme de masurare si aparaturi adecvate acestora si sco-

pului urmarit [5]; intocmirea corecta a programulu i de incercare, respectarea acestuiai a prevederilor standardelor in vigoare la indeplinirea lui; asigurarea preciziei de masurare prevazute de standarde; interpretarea justa a rezultatelor de masurare;* Comisia Economics pentru Europa a O.N.U.** O rganizat ia pentru cooperare 1 dezvoltare economlca


10/75

12 Necesitaiea si organizarea incercarilor repetarea incercarilor ori de cite ori rezultatele obtinute prezintaun caracter contradictoriu sau nu corespund cu cele disponibile de la in-cercari anterioare si/sau determinate prin calcul.1.2.4. Rapiditatea de efectuareImportanta obtinerii rapide a rezultatelor unei incercari a fost dejamentionata; aceasta este uneori ati t de presanta, incit risca sa devinaun scop in sine si sa compromita esential incercarile. Obiectivul de ,,ra-piditate" se obtine, fara diminuarea altor calitati impuse incercarii ,prin : programarea judicioasa a succesiunii fazelor de incercare (elimina-re a timpilor morti); utilizarea pe cit posibil a metodelor de incercare accelerata, cuconditia echivalarii corecte a rezultatelor [14]; prelucrarea si interpretarea rapida a datelor de masurare (even-tual in situ), ceea ce implica utilizarea unei aparaturi adecvate de analizaa semnalelor, a unor calculatoare etc., inclusiv mijloacele de transportal acestora in zonele de incercare (autolaboratoare, conteinere-labora-to r [78]); legata de aceeasi problema, s-a impus recent si transmiterea te -lemetrica a datelor de masurare;- reducerea la minimum a volumului de incercari , cu asigurareaunui nivel rezonabil de incredere al rezultatelor, evitind tendinta, mani-festata uneori, contrarie sau poate reactie la tendinta, mentionata m aiinainte , de a considera incercarile un scop in sine.1.2.5. EconomicitateaIncercarile consti tuie evident operati i neproductive direct, consuma-toare de timp, combustibili, materiale, forta de munca, ia r costul acestorase va reflecta asupra costului fabricatiei sau uti lizari i automobilelor.Stringenta lor necesitate, aportul lor indirect asupra rentabilizari i sauoptimizarii industriei sau transportului auto nu elimina insa necesitateaunei preocupari pentru reducerea la minimum a cheltuieli lor de incer-care. Atingerea acestui obiectiv implica: intocmirea programului de incercare in asa fe l incit volumul sidurata lucrarilor sa fie minima (fara a afecta insa celelalte cerinte im-puse); apelul preferential la incercarile pe standuri (mai ales la incer-carea agregatelor si ansamblurilor de automobile) si in poligoane [37]; in cazul incercarilor de parcurs, asocierea incercarilor de agregate

si ansambluri pe un acelasi automobil, atunci cind interferentele func-tionale ce apar nu afecteaza rezultatele; acest procedeu transform s auto-mobilul respectiv intr-un stand ,,sui-generis" si permite obtinerea unordate utile, inainte de realizarea prototipului (sub anumite aspecte, auto-mobilul astfel constituit poate fi considerat o macheta functionala); incercarea unui numar cit mai mare de agregate sau ansambluripe automobilele aflate in exploatare; utilizarea intensiva a datelor obtinute prin sistemul service al in-


11/75

Clasificarea incercarilor de automobile 13treprinderii constructoare i din t e rmenul de garantie asigurat; stabilireaunui sistem informational care, cu concursul beneficiarilor automobilelor,sa furnizeze date despre cornportarea acestora in fazele inaintate deexloatare, eventual pina la reparatia capitals sau si dupa aceasta (pinala casare); util izarea la incercari a unui personal cu inalta calificare profe-sionala; acest deziderat se indeplineste eel mai bine prin atribuirea efec-tuarii incercarilor unor institute specializate.

1.3. Clasificarea incercarilor de automobile1.3.1. Criterii de clasific areIn decursul t impului s-au impus si se pot accepta diferite criterii declasificare, dar cele mai uzitate in prezent sint dupa: destinatie, condi-tiile de efectuare, caracterul regimurilor de solicitare, caracterul starii li-mita, parametri i functional! masurat i .La fiecare dintre aceste criterii se pot avea in vedere subclasificari sieste de ret inut ca indiferent de criteriile de clasificare sublimate, toateincercarile pot fi atit de tip ojicial, incluse in documente normative (stan-darde, caiete de sarcini), cit si uzinale, in sensul eel mai larg, cu pro-grame intocmite ad-hoc si pentru necesitati de uz intern.1.3.2. Clasificarea incercarilor dupa destinatieIncercarile de cercetare. Sint cele mai variate ca obiective, amploaresi mijloace puse in joe. Scopul lo r consta in obtinerea unor informatiispecifice pentru proiectantii , constructorii si beneficiarii de automobile,privind: un nou tip de automobil (model de referinta, importat, conceptie-proprle etc.) din punctul de vedere al principalelor performance; starea de solicitare din elementele, agregatele si ansamblurile uneianumi te variante constructive de automobil, in vederea simularii ei ulte-rioare pe stand, sau intreprinderea unor calcule de rezistenta la oboseala,prin analizarea (sistematizarea) solicitarilor; compararea unor variante de solutii constructive, in fazele depunere la punct a documentatiei de executie a modelului experimentalsau prototipului; alegerea solutiei optime ca forma, material, trata-mente etc. pentru diferitele elemente ale automobilului; verificarea si avizarea (omologarea) unor modificari constructiveaduse la automobilele aflate in fabricatie sau exploatare prin masuri deimbunatat ire, inventii, inovatii etc.; omologarea unor variante constructive noi de ansambluri s.i agre-gate, incluse in structura unor automobile de tip existent; verificarea preliminary a functionarii unor automobile ce urmeazaa fi supuse unor incercari cu caracter oficial, prin depistarea existenteiunor regimuri de functionare partic ulare (zgomote, vibratii , regim ter-m ic etc.).La investigarea unor automobile de tip nou (modele de referinta), se


12/75

14 Necesitaiea $i organizarea incercarilor

incepe, in general, cu incercarea automobilului in intregime si apoi seincearca si se analizeaza distinct, agregatele ce prezinta un interes deose-bit. In cazul unor incercari comparative de solutii constructive diferitese prefera, de obicei, incercarile pe standuri ale agregatelor specifice,care permit determinari rapide de uzuri, durabilitate, regimuri termice,zgomote, vibratii. Cu cit mai ample sint astfel de incercari de standuri, cuatit mai ,,fara probleme" va decurge incercarea prototipului.IncercSrile de omologare. Aceste incercari cu caracter oficial se efec-tueaza1, de obicei, in conformitate cu prevederile unor acte normativeguvernamentale, cu caracter de lege. Ele reprezinta validarea rezultatelortuturor tipurilor de incercari ulterioare si of era , , focul verde" pentrutrecerea in etapele de fabricatie a unui nou tip de automobil.Se deosebesc omologarea prototipului, ce constitute acceptarea uneisolutii constructive pentru a fi introdusa in fabricatie, si omologarea se-riei zero, avind ca obiectiv avizarea tehnologiei de fabricat ie a unui auto-mobil omologat ca prototip.IncereSrile de lot. Au ca scop verificarea stabilitatii fabricate! de se-rie a unui automobil din punctul de vedere al asigurarii nivelului decalitate si fiabilitate prevazut de documentatia de executie. Este rationalca perioada de repetare a acestor incercari sa fie cit mai mare, iar am-ploarea lor cit mai limitata (la indicatorii esentiali), spre a reduce chel-tuielile de fabricatie; atingerea unui asemenea deziderat depinde evidentde nivelul calitativ al fabricatiei automobilului incercat. Este de men-tionat ca acest tip de incercari se mai denumesc si incercari de controlperiodic, incercari de garantie si au indiferent de nume caracterreglementat oficial (standarde, N.I.D. etc.).Ineerc5rile de recep^ie-livrare. Pot fi considerate ca f i ind incercSri in-cluse in fluxul de fabricatie. Acestea capita o importanta mai mare laautomobilele de constructie special;!, de serie limitata.La efectuarea acestor incercari participa si reprezentanti (specialist!)ai beneficiarului. Volumul lucrSrilor de incercare este de obicei restrins:in afara unei verificari exterioare a calitatii execute!, se fac scurte ru-laje (de maximum 50100 km), in decursul carora se verifica functionalprincipalele ansambluri i agregate (motorul, echipamentul de frinare,sistemul de directie, instalatia electrica).Ineercarile de receptie-livrare iau diferite fo rm e specifice in functiede unitatile intre care se efectueaza (dupa reparatii capitale, dupa acti-vita$ service etc.).

1.3.3. Cfasificarea dupa conditiile de efectuareIncercarile in condign de exploatare. Sint incercari efec tua te la bene-

ficiari, cu consimtamintul si cu anumita participare a acestora. Cel maifrecvent se apeleaza la acest tip de incercari pentru verificarea fiabili-tatii de exploatare sau incercarea unor solutii constructive noi, pentruelemente singulare ale automobilelor. Acest tip de incercari dureaza mults nu pot fi utile intreprinderilor constructoare daca programul de fabri-catie sufera reorientari frecvente, iar volumul total de productie al ti-pului de automobil incercat este relativ restrins.Incercarile in conditii de exploatare sint avantajoase atunci cind bene-


13/75

Clasificarea incercarilor de automobile 15ficiarul utilizeaza automobilele foarte intens (in cariere, exploatari fo -restiere, linii de autobuze interurbane si/sau urbane, gospodarii de ta-xiuri etc.).Incercari in conditii de poligon. Prez inta avantajul de a oferi conditi ide functionare pentru automobilele incercate usor controlabile si stabile.Acestea ofera bune posibilitati pentru accelerarea incercarilor [15]. Dez-avanta ju l lor principal este ca un poligon necesita suprafete mari de te-ren, cheltuieli de intretinere apreciabile, iar investitia initials este, deasemenea, foarte mare.Incercari in conditii de laborator. Sint incercarile avantajoase din celemai multe puncte de vedere si, odata cu dezvoltarea echipamentelor deincercare, au luat o mare extindere in ultimii ani. Incercarile de labora-tor pe stand uri specia lizate s-au aplicat initial ansa mblu rilor si agregate-lo r de automobile, dar in prezent exista instalatii prin care se poate in-cerca automobilul in intregime, la dinamica, mers lin, durabilitate etc.Prezinta avantajul asigurarii unor conditi i de incercare strict controla-bile, usor repetabile si cu posibili tati inerente de accelerare a incerca-rilor.

In afara s tanduri lor uti l izate tradi tional de incercare a agregatelor deautomobile (motor, cutie de viteze, punt i - - v. cap. 2), se intilnesc inprezent tot mai frecvent instalati i de incercare complexe, carora li sepoate supune automobilul din intregime: standuri cu rulouri pentru de -te rminarea calitatilor de dinamica, consum, frinare, tuneluri aerodina-mice, camere de climatizare (frigorifice si de temperaturi ridicate), stan-duri de incercare la oboseala, la mersul lin etc. Toate acestea sint, deobicei, scumpe si recurgerea la ele deriva din avantajele mentionate ofe-rite, mai ales reducerea duratei de incercare, marirea preciziei masurari-lor si asigurarea conditiilor de marire a fiabilitatii.1.3.4. Clasificarea dupa regimurile de solicitareConsiderind ca etalon solicitarile din ansamblurile si elementele auto-mobilului corespunzatoare exploatari i normale in raport cu destinatia satipica, solicitarile induse in timpul incercarii automobilului sau sisteme-lor sale pe parcurs si pe standuri se pot considera ca:- normale, avind caracteristicile statistice ale amplitudinilor spec-trelor de solicitare si ritmul de aplicare a solicitarilor similare celor dinexploatare; accelerate, fie avind caracteristicile statistice ale amplitudinelorspectrelor de solicitare similare celor din exploatare (,,normale"), dar cuo scara a t impului micsorata (ritmul de aplicare a solicitarilor intensifi-cat), fie avind scara solicitarilor marita, iar scara timpului micsorata fatade a solicitarilor normale (supraincarcarea si marirea ritmului de apli-care a solicitarilor).Ultimele doua t ipuri de solicitari due la un anumit grad de intensifi-care a procesului de incercare (de acumulare a efectelor la oboseala) si,in consecinta la reducerea timpului de incercare. Metodele de incer-care accelerata (sau forfata) si-au gasit o larga utilizare la incercarile laoboseala atit pe parcurs (in poligoane), pe piste speciale, cit si, mai ales,pe standuri . Recurgerea la ele implica insa rezolvarea unei probleme des-


14/75

16 Necesitatea si organizarea Incercarilor

tul de dificile si anume, corelarea rezultatelor lor cu comportarea ansam-blului respectiv in conditii normale de exploatare [14, 17]. Pentru aceasta,trebuie stabilite relatii adecvate intre parametri i statistic! ai celor douatipuri de solicitari, iar fortarea solcitarilor trebuie sa fie astfel conceputaincit sa nu schimbe caracterul ruperilor.Daca incercarile accelerate se efectueaza prin rulajul automobiluluipe piste de anduranta speciale, trebuie tinut seama ca una si aceeasi ca-tegorie de drum poate fi grea pentru un ansamblu si usoard pentru unaltul, ceea ce necesita o ponderare a categoriilor diferitelor piste, spre areproduce, concentrat, conditiile de ansamblu ale exploatarii reale. As-pectele legate de problema corelarii , ,stand-exploatarea reala" sint pre-zentate pe larg in cap. 2.1.3.5. Clasificarea dupa caracterul ,,starii limita"Aceasta clasificare se refera mai ales la incercarile pentru determina-rea durabilitatii elementelor si/au ansamblurilor automobilului, si in

baza ei se pot distinge incercari de rezistenfd la oboseald, d e uzare, d ecoroziune si de imbatrinire. Se observa ca este de fapt de o subclasificarea unor incercari de fiabilitate.1.3.6. Clasificarea dupa caracteristicile func^ionalesi de exploatare urmariteO asemenea clasificare sta, in linii mari, la baza organizarii pe capi-tole a marii majoritati a continutului prezentei carti. Aceasta corespunde,deasemenea, criteriilor ce stau la baza organizarii STAS 6926 i priveste,de obicei, automobilul in ansamblu. In acest fel, are un caracter auto-mobilistic pregnant. De remarcat este si faptul ca unele sau altele dintre

incercarile sistematizate si definite dupa caracteristicile functionale si deexploatare cercetate (incercari de dinamica, de frinare, de consum etc.)se regasesc in ansamblurile de lucrari de incercare clasificate dupa altecriterii (de omologare, de control, de receptie), de unde si necesitateadefinirii riguroase a acestora dintii.Fiind vorba de caracteristici de exploatare, de performante, metodelede incercare sint preponderent d e parcurs, indiferent daca se efectueazape drumurile publice, in poligoane special amenajate sau pe standuri curulouri , iar unul dintre rolurile de seama in desfasurarea lor il are soferulde incercare.1.4. Pregatirea incercarilorChiar in cazul celor mai simple incercari, faza preliminara de prega-tire a acestora reprezinta o etapa de baza pentru asigurarea desfasurariicorespunzatoare a lucrarilor propriu-zise si a obtinerii unor rezultateconcludente. In aceasta faza trebuie formata o viziune clara asupraobiectivelor incercarii, asupra mijloacelor ce trebuie puse in jo e pentruatingerea lor, a etapizarii lucrarilor, precum si o conturare a domeniuluiin care trebuie sa se gaseasca rezultatele ce se vor obtine. N u arareori


15/75

Pregatirea incercarilor 17se intimpla ca faza de pregatire a unei incercari sa dureze saptamini sauchiar luni, iar incercarea insasi zile, ore sau chiar minute (si frac-tiuni de secunda in cazul unor incercari de securitate de ciocnire!).

1.4.1. Formularea clara, precise, a scopului incercariiBaza de plecare a majoritatii incercarilor o constituie o tema sautema-program de cercetare, anexata la contracte sau comenzi, in confor-mitate cu legile contractelor economice, sau planurile de productie aleintreprinderilor constructoare sau de transporturi auto. Personalul in-sarcinat cu efectuarea concreta a incercarilor trebuie sa-si formuleze clarobiectivele temei, sa aduca corecturile necesare acolo unde competentaspecialistului o impune, in asa fe l ca obiectivele sa fie atinse in modoptim. Este necesara si o delimitare a acestor obiective in principals sisecundare, pentru a se asigura o anumita elasticitate programului si aorienta in mod cuvenit efortul material s i uman implicat. In aceasta fazasint de dorit discutii detaliate cu beneficiarii incercarii (care nu sintin mod necesar si specialist! in incercare), cu proiectantii sau fabricanti i

automobilului incercat, in vederea precizarii pina la detaliu a obiective-lor. De mare utilitate va fi din acest punct de vedere experienta eapatatain t impul unor incercari similare anter ioare.1.4.2. Intocmirea programului detaliat de incercareDaca in multe cazuri programul general de incercare este impus saupropus institutie ce efectueaza lucrarile, organizator i lor desfasurariiacestora le ramine obligatia de a-si elabora un program de lucru ama-nuntit, al carui continut poate garanta atingerea obiectivului dorit.U n asemenea progam de lucru va trebui sa cuprinda: obiectivul, clar formulat , al incercarii (v. 1.4.1), corelat cu t ipul

acesteia si natura obiectivului incercat; descrierea fazelor, cu obiectivele partiale specif ice; ordinea cronologica (etapizarea) a diferitelor faze, enumerareapina la detalii a lucrarilor specifice fiecarei faze, locurile, traseele, pis-tele sau standurile de incercare (pentru eliminarea timpilor niorti se vorasocia lucrarile ce necesita conditii ambientale, aparatura sau standurisimilare), termenele si durata calendaristica a lucrarilor; conditiile ambientale m eteorologice, de teren, trasee si m ijloacele(standuri, aparate) necesare; regimurile de incercare propuse; precizia de masurare a parametrilor determinati prin incercari; va-lori recomandate pentru acesti parametri in documenta^ia tehnica de in-sotire, standarde etc. [5]; aparatura de masurare necesara (v. 1.4.5), mijloacele de asigu-rare, de transport, de al imentare cu curent; se va da prefer inta unei apa-raturi care sa prelucreze imediat si nemijlocit informat ia obtinuta, sprea se putea aprecia rapid reusi ta incercarii sau necesitatea unor repetari,reorientar i , schimbari de metodici; responsabilitatile ce revin partile contractante si/sau colabora-toare in asigurarea materiala a ince rcar i lor ;2 Metode ?i mijloace de Incercare


16/75

18 Necesitatea si organizarea incercarilor responsabilitatile ce revin individual personalului de incercare;- conditiile specifice ale incercarilor de stand, daca este cazul (para-metr i i regimuri lor de incercare, modul de asigurare a accelerarii, tipul,modul de realizare, caracteristicile prin cipa le ale standurilor necesare,coeficientii de echivalare asteptati ai incercarilor accelerate, cu solici-tarile din exploatarea normala); numaru l de produse incercate, atunci cind acesta nu rezulta directdin comanda, m ai ales in cazul incercarilor de fiabili tate pe standuri saula beneficiari, si criteriile in baza carora s-a determinat acest numar(nivelul de incredere dorit sau imp us pen tru r ezu ltate le incercarilor, ti-pul de incercare adoptat, disponibilitatile de baza materials si personalde incercare, optimizarea din punct de vedere economic, documente nor-mative i legale in vigoare etc.).In cazul unor incercari de cercetare pe standuri care privesc un nu-mar relativ mai ridicat de obiecte incercate si de la care se doreste deter-minarea efectelor diferit i lor parametri definitorii pentru conditiile defunctionare ( incercare) sint necesare programe de lucru stabilite pe bazateoriei planificarii experimentelor (incercari factoriale etc.); prelucrarea

rezultatelor se va face in lumina acelorasi principii . De altfel, pentrutoate rezultatele unor incercari va trebui sa se stabileasca, intr-o formasau alta, nivelul lor de incredere, lucru posibil chiar si atunci cind nu-marul de obiecte incercate este relativ mic, prin repetarea de suficienteori a masurari lor .In incheiere, este de subliniat ca intocmirea programului de incercarereprezinta una dintre cele m ai importante faze ale incercarilor de auto-mobile, o faza in care personalul de incercare trebuie sa posede o rea-lista si l impede jilozofie a incercarilor, avind la baza ideea simpla da rhotar i toare ca cea mai eficienta metoda de accelerare incercarilor o re-prezinta buna lo r organizare .1.4.3. Alege rea produse lor pentru incercareIn numeroase cazuri experimentatorii nu se gasesc in situatia de aalege obiectul activitati i lor, acesta f iind asigurat intr -un numar deexemplare, ' de obicei, redus, conform contractului ce sta la baza incer-carilor sau unor normative cu caracter legal. Apar totus.i s.i situatii cindexperimentatorul poate fi pus in situatia sa aleaga s.i el trebuie sa fiepregatit sa faca acest lucru [15, 18, 19].Astfel, in cazul pregatiri i une i incercari de fiabilitate la o intreprin-dere de transporturi auto, va trebui constituit un lot (de min imum 25 deautomobile), omogen din punctul de vedere al conditiilor de exploatare,rulajului initial , nivelului profesional al soferi lor, perioadei de fabricate.In cazul incercarilor de stand pentru verif icarea calitatii fabricatiei,produsele incercate se vor alege la int implare dintr -un lo t corespunzatorunei calitati si per ioade de fabricatie date etc. In t e rmeni de specialitate,alegerea trebuie astfel facuta incit produsul , sau produsele, incercat safie reprezentativ pentru o populatie definita, despre care se cer informa-tiile obtinute prin incercari. In caz contrar, apar dispersii mari ale re-zultatelor si util i tatea acestora se micsoreaza pina la a deveni nesem-nificativa.


17/75

Pregatirea incercarilor 19

1.4.4. Pregatirea automobilului pentru incercareO prima activitate de pregati re a unu i automobil pentru incercare oconst i tu ie confruntarea lui cu principalele prevederi ale documentat ie ide executie sau insotitoare: tipul, intreprinderea constructoare, mimarulde ser ie pentru motor , s_asiu, caroserie, parametr i i de masa, performance,caracteristicile constructive ale motorului , agregatelor transmisiei, siste-mulu i de rulare, cabinei, caroseriei, instalatiei si echipamentului elec-tric, aparatelor de bord, materialele de exploatare s.i combustibilul ne-cesar, starea de dotare, lotul de scule, eventualele piese de schimb etc.Documentat ia tehnica in baza careia se fac aceste verif icari va trebuisa cupr inda desenele de ansamblu ale automobilului si desenele de mon-ta j ale principalelor agregate si ansambluri, lista accesoriilor s _ i sculelordin setul de livrare, instruc^iunile de intretinere si exploatare, carteade reparatii, catalogul pieselor de schimb etc.In functie de cerintele programului de incercare se vor efectua masu-rari ale unor piese supuse uzarii (pneuri, bolturi de arcuri, garnituri defrict iune pentru fr ine, diferit i arbori, angrenaje etc.), verif icari de stand

ale unor ansambluri (reglajul frinelor, al convergence! rotilor directoare,farurilor), sigilari ale unor agregate la care nu se admit interventi i intimpul incercarii.Tot in faza prel iminara se vor monta pe automobil t raductoarele(marci tensometrice etc.) de masurare si cablajele acestora, luind masur ide protectie a lor si totodata de evitare a perturbarii conducerii normalea automobilului. Daca automobilul este nerodat, se va efectua rodajulin conformitate cu documentat ia tehnica inso^itoare.Se asigura apoi starea de incarcare prevazuta in program, utilizind inacest scop lest sub forma de saci de nisip sau alice metalice confectionatidin pinza impermeabila si amplasati corespunzator pe suprafata de incar-care a marfuri lor sau in spatiul destinat personalului de bord, pasagerilorsj bagajelor acestora. Sacii de lestare se vor aseza uniform repartizat pesuprafata de incarcare, iar in cazul acelora ce inlocuiesc persoane se voras.eza pe perna scaunelor s.i pe podea (conform STAS 6926/1-78, 61 kgpe scaun s.i 14 kg pe locul de pe podea rezervat picioarelor pentru per-sonalul de serviciu permanent la bord i 54 kg pe scaun si respectiv14 kg pe podea pentru pasageri). Evident, masa personalului de in-cercare si a aparaturii respective se va scadea din masa de lestare.Starile de incercare specifice pentru incercari vor fi cele definite deSTAS 6926/1-78, dar in cazul incercarilor de cercetare se pot adopta s.istari in te rmediare corespunzatoare scopului cercetarii.In cazul c ind automobilul urmeaza a se incerca pe drumurile publice,pe au tomobi l se vor fixa semne avertizoare avind forma s,i dimensiunilearatate in fig. 17.1, montate vizibil in fa ta si spatele automobilului, pre-cum i pe fiecare parte laterals. Textul inscriptiei se va scrie cu rosu pefond alb.Nemijlocit inaintea efectuarii incercarilor se va verifica starea tehnicaa automobilului, iar inainte de incercarile de consum s.i dinamica, mo-torul si organele transmisiei se vor incalzi la tempera tura de regim prinefectuarea unui rulaj de lungime suficienta si se va verifica reglajul


18/75

20 Necesitdtea si organizarea incercariloransamblurilor ce pot produce rezistente de deplasare marite prin metodarularii libere, conform STAS 6926/9-70 (v. si 4.1.2). Se va monta, deasemenea, pe automobil aparatura de masurare.

1.4.5. Alegerea si pregatirea aparaturii de masurareDupa cum se stie, obtinerea informatiilor despre calitatile automo-bilului sau ansamblului incercat, sub forma de cifre, semn.ale, diagraineetc., se realizeaza cu a ju toru l unor aparate d e masurare. U n complexde aparate de masurare interconectate intr-o schema data formeaza unsistem de masurare, acesta constituind de eele m ai multe ori sursa in-formatiilor mentionate. Pentru asigurarea unei inalte calitati a informa-tiei obtinute la incercari este necesara, pe linga alegerea corecta a me-todei de masurare, adoptarea celor mai indicate aparate de masurare sicompunerea corecta a sistemului respectiv, asigurarea conditiilor de func-tionare normala a aparatelor, prin izolarea la vilbratii, prote jarea la ac-tiunile excesive ale mediului ambiant, alimentarea corespunzatoare cu

curent etc.Necesitatea accelerarii incercarilor, complexitatea crescinda a ansam-blurilor componente ale automobilelor, a conditiilor de calitate impuseacestora a impus cresterea volumului si a vitezei de obtinere a infor-matiilor obtinute la incercari. In consecinta, s-a dezvoltat si tehnica demasurare , m ai ales in sensul automatizar i i proceselor de masurare s iprelucrare a rezultatelor lor. Eficacitatea unei masurari este determinatela rindul ei de caracteristicile metrologice (clasa de precizie, sensibili-tatea, pragul de sensibilitate, puterea de rezolutie) si dinamice (dome-niul dinamic, functia de transfer, domeniul de frecvente) ale aparatu-rii utilizate.L a alcatuirea sistemelor de masurare este necesara cunoasterea sur-selor de erori ale fiecarui aparat din schema, caracterul erorilor, pro-cesul de lucru, particularitatile de utilizare, metoda de incercare res-pectiva si eroarea maxima admisa de aceasta. Trebuie tinut seama tot-odata ca aparatele co:mplexe sint susceptibile de a da erori mai mar i ,apelul la acestea f iind recomanda^bil numai daca e justif icat de volumulsi calitatea informatiei obtinute. De asemenea, trebuie subliniat ca nu-meroase verificari se pot efectua cu mijloace de masurare simple (ru-lete, cronometre), accesiibile chiar i automobilistilor amatori; pentrumarirea preciziei masurar i lor , in asemenea cazuri, este necesara repe-tarea de cit mai multe ori a incercarilor (verificarilor).In cazul existentei posibilitatii unor optiuni, se vor prefera aparatecu vizualizare imediata a semnalelor sub forma dorita (valoarea instan-tanee, medie, Insuinata pe o durata prestabilita sau pe intreaga durataa incercarii) i a marimilor derivate (viteza, puterea, consumul specificetc.). Ca aparate auxiliare se vor utiliza radiote lefoane portabile, sem-nalizatoare optice si acustice, truse meteorologice.Rezolvarea metrologica optima a incercarilor o asigura laboratoarelemobile, fie de tipul autolaboratoarelor, f ie de tipul unor containere (la-borator t ransportabil cu a ju toru l autocamioanelor in zona de incercare).

-


19/75

Pregatirea incercarilor 21Imediat Inaintea incercarilor se vor face etalonarile aparatelor dinsistemul de masurare. Aceste etalonari se vor reface periodic, m ai alesin cazul intervenirii unor in t re ruper i ale procesului de incercare.1.4.6. Alegerea traseelor de masurareIn cazul determinarii unor caracteristici functionale pentru masu-rarea carora este necesara deplasarea, manevrarea sau dispunerea au-tomobilului pe drumur i cu imbracaminte modernizata si stare de via-bilitate buna, alegerea traseelor de masurare se poate face fara dificul-tati, tinind doar seama de unele conditii univoc definibile, ca de pildaorizontalitatea (declivitati de pina la 0,5% pe portiuni izolate), rectili-niaritatea, starea de curatenie, starea uscata si, bineinteles, lungimea care trebuie sa fie suficienta pentru aducerea automobilului in stareade misjcare dorita, efectuarea masurari lor si oprirea lui sigura dupa m a-surari. Inerentele diferente intre rugozitatea sau microprofilul imibra-camintii diferitelor drumuri considerate ca fiind in stare de viabilitatebuna nu slnt de natura sa afeoteze rezul tatele obtinute si repetabilitateaincercarilor.La o categorie insemnata de incercar i insa si mai ales la cele cepresupun deplasari pe drumur i de categorii inferioare sau in teren (in-cercari de durabili'tate, de mers lin, de capacitate de trecere, masuraride stari de solicitare din elementele si ansamblurile autom obilului etc.),o definire a categoriei drumurilor doar printr-o apreciere calitativa aviabilitatii imbracaminti i , a naturii acesteia sau a naturii si aspectuluiterenului este cu totul insuficienta pentru asigurarea obtinerii unor re -zultate concludente si, cu atit mai putin, a conditiilor de repetabilitate.Categoria drumurilor este de obicei reglementata prin normative cucaracter legal, dar in conditiile tarii noastre n i c i Legea nr. 13/1974, legea drumuri lor nici H CM 1 100/1968, nici STAS 6926/19-81

nu ofera elementele care sa ajute la rezolvarea problemei aratate. Coefi-cientii de echivalare a categoriilor de drumuri definite de HCM 1100/1968,dupa natura imbracamintii s.i starea de viabilitate, au scopul declaratde a permite normarea consumurilor de combustibil si lubrifianti, arulajului anvelopelor i nu pot fi utilizati fara riscuri serioase prinextrapolare la incercari de mers lin, de durabilitate, sau de determi-nare a starilor de solicitare din transmisia sau structura portanta a au-tomobilelor. Si mai dificila inca este stabilirea unei categorii precisepentru drumuri le naturale , afectate puternic de na tura si conditiile demoment (umiditate, vegetatie) ale terenului. Chiar daca s-ar putea su-gera unele completari cu indici suplimentari de definire a categoriei,nu trebuie uitat ca una si aceeasi categorie de drum poate fi grea pentruun ansamlblu al autom obilului si usoara pentru un altul. Astfel, de exeni-plu, ambreiajul si mecanismul de directie au eel m ai usor regim de lu-cru pe drumuri le modernizate interurbane i eel mai dificil In oraemari , in t imp ce pentru frine sarcinile cele mai mici se aplica la de-plasarea in teren si drum natura l di n zonele de cimpie, ia r cele m aiinari in santiere.Deoarece conditii le de exploatare influenteaza In m od diferit solici-tarile diferitelor ansambluri ale autom obilului [20, 27], in afara de cla-


20/75

22 Necesiiatea fi organizarea incerccrilorsificarea lor pentru automobilul in ansamblu, mai trebuie avuta in ve-dere si o clasificare a condiîilor de exploatare pentru principalele me-canisme sau elements ale acestuia. In mod evident, un traseu de incer-care complex va trebui sa f ie constituit dintr-o succesiune de sectoarede drum de categorii si lungimi judicios alese. In conditiile unui ipoli-gon de incercare un astfel de aranjament de piste nu reprezinta o sar-cina dificila [15], iar traseul insusi ramine invariabil in timp, asigurindconditiile de repetabilitate. Daca insa incercarile se efectueaza pe dru-muri publice, asa cum, de exemplu, prevede STAS 6926/1981 pentrurula jul de incercare la anduranta, gasirea unor trasee convenabile in-tr-o retea rutiera data devine dificila si, fara o serie de masuri deose-bite ce se vor arata ulterior, nu este posibila obtinerea unor rezultateconcludente i, cu atit mai putin, repetabile.

Mersul lin al unui automobil i solicitarile din elementele transmi-siei sau structurii lui portante depind in masura deosebita de âdulde netezime al imbracamint i i (micro-profilul) drumului, impunind nece-sitatea definir ii unor categorii dedrumur i in raport cu aceasta nete-zime. Numeroase cercetari au aratatca pe portiuni suf icient de limitate,microprofi lul drumului poate fi con-siderat ca o funct ie aleatoare statio-nard (i n raport cu timpul, daca seare in vedere automobilul in mi^caresi in raport cu spatiul sau lungimea,daca se considera drumul separa t )si, in consecinta, poate fi caracterizatcomplet prin funcfia d e autocorelaftesau densitatea spectrala d e putere[12, 32]. In anii din urma, aceastaul t ima caracter is t ica a capatat o uti-lizare aproape generala in apreciereacalitdfii sau categoriei unui anumitdr um, apreciat din punctul de vedereal criteriilor de mers lin si al soli-citarilor induse in elementele por-tante s i transmisia automobilului.In urma a numeroase cercetaris-a stabilit ca densitatile spectrale

Drum nemadernizaf'?n sfare rea

P/sta cu pavaj' befgion

Drumnemodernha i

OJ1/23 7 fa .Frecvenfa, cicluri /mFig. 1.1. Densitatea spectrala de pu-tere a neregularitatilor (microprofilului)drumurilor ca mijloc de clasificare acalitaîi acestora [13].

ale microprof i lului difer i te lor dru-muri sau chiar al terenului se potexpr ima analitic prin funct i i relativsimple de tip fract ionar exponen-tial, cu exponent negativ care, reprezentate In coordonate dublu logarit-mice, au forma unor drepte paralele coboritoare, continue [23] sau cu unpunc t de fringere [13] (fig. 1.1).In fig. 1.1 se prezinta o propunere de clasificare a calitatii (cate-goriei) drumurilor pe baza densitatii spectrale de putere a inicroprofi-


21/75

Pregfitirea incercarilor 23lului lo r [13]. Pe diagrama s-au trasat i functiile de densicate spectralapentru citeva drumur i sau piste de incercare cercetate. Se observa cafrecven^a (abscisa) este exprimata nu in Hz, ci in cicluri/m, ceea ce afacut ca densitatea spectrala sa rezulte in (m 2/cicluri)/m, sau , cu o refor-mulare a scarii, in m 3/ciclu.Stabilita prin metodele teoriei functiilor aleatoare, categoria unu idrum devine astfel o caracteristica obiectiva, exprimabila numeric uni-voc si corelata intim cu densitatea spectrala a solicitarilor induse in au-tomobil si cu caracteristicile de mers lin. Recurgind la elasificarea ara-ta ta , masurar i le specificate devin repetabile s.i eomparabile In cazul cindsint efectuate pe drumuri de tipuri diferite. Evident, necesitatea deter-minarii preliminare a functiei de densitate spectrala a sectorului de m a-surare ales (sau alegerea sectorului de masurare pe baza unor astfelde determinar i) reprezinta pretul conciziei i repetabilitatii obtinute.O alta particularizare a traseelor de incercare se poate face pe bazavitezelor medii de deplasare realizabile de automobil pe aceste sectoareraportate la vi teza maxima, definita ca in cap.4. iSe pot stabili, de exem-plu, patru categorii conventionale, dupa cum urmeaza:

I) Vmed>0,7 V ;II) ,,=(0,4 ... 0,7) Vmax;

HI) Vmed=(0,2 ...0,4)V,;IV) V OV.

Cea m ai completa descriere a caracteristicilor traseelor de incercarese poate insa face pe baza regimului corespunzator de deplasare al au-tomobilului exprimat cu datele inregistrate de contoarele unor regimo-metre: turatiile medii ale motorului si numaru l de rotatii al arboreluicotit pe 1 km de drum, numarul de cuplari ale ambreiajului , de schim-bari de viteze s.i de fr inari la 1 km de drum, timpul de rula j (saukm)insumat in diferite t repte de viteze, functiile de repartit ie ale momen-telor la roti le motoare, viteza medie, unghiul mediu de rotire a vola-nului etc. Din interpretarea acestor date se obtine o imagine a dificul-tatii drumulu i i posibilitatea compararii rezultatelor diferitelor incer-cari [20, 27].La alegerea sectoarelor sau traseelor de incercare vor trebui avutein vedere s.i aspectele de natura organizatorica: zone de pregatire-termi-nare a masurar i lor , cai de acces i degajare din zona, zone de securi-tate si interventie in caz de nevoie, puncte (localitati) de control si deraportare, puncte de amplasare a combustibilului sau altor mijloace ne-cesare incercarilor, popasuri pentru innoptare etc.Pentru ajutarea interpretarii conditi i lor de incercare din punctul devedere al caracteristicilor traseului, la raportul refer i tor la rezultateleincercarile se vor da orice alte informatii suplinientare considerate cauti le: fotografii ale zonelor caracteristice ale drumurilor, fotografii aleautomobilului pe traseu, f ilmari, datele unor masurari canti tat ive, pri-vind natura si calitatile terenului (densitate, umiditate etc.).In cazul incercarilor pe drumurile publice, se vor alege zone cu cir-culatie redusa care, in caz de necesitate (de exemplu la inoercari dina-mice), sa poata fi temporar inchise, cu concursul forurilor de resort.


22/75

24 Necesiiatea si organizarea incercarilor1.4.7. Instruirea personalului de mcercareAceasta activitate preliminara incercari lor propriu-zise consta dinurmatoare le : explicarea particularitatilor si, in primul rind, a aoelora cu ca-racter de noutate ale automobilului incercat, obiectivelor urmarite prinincercare si a regimului de eonducere a automobilului in timpul evolu-tiilor stabilite de program; definirea i explicitarea caraoteristicilor m as u ra t e si a manevre-lor necesare pentru evidentierea acestora; cunoasterea aparatelor si sistemelor de ma sur a r e utilizate, a am-plasarii lor In raport cu fluxul comenzilor, precum si a masurilor deprotejare i actionare corecta; cunoasterea traseului sau pistei de incercare, m ai ales a tunc i cindspecificul incercarii nu permite repetitii de exersare si nici repetari deincercari (de ex. incercarile de securitate pasiva, unele incercari decapacitate de trecere); cunoasterea personal de catre f iecare membra al grupei sau echi-pei de incercare a misiuni i ce-i revine; cunoasterea si insusirea normelor specifice de tehnica securitatiimuncii.Desi aparent simple si firesti , -nici una din activitatile enumeratenu poate fi omisa fara consecinte negative - - uneori grave - - asupradesfaurarii normale a incercarilor si a calitatii rezultatelor obtinute.1.4.8. Asigurarea conditiilor pentru fluiditatea incercarilorIndeplinirea unui program de incercare intr-un termen icit m ai scurtpresupune o serie de masuri organizatorice specifice. Aa cum s-a mai

aratat, cea mai eficienta cale de accelerare a incercarilor o reprezintabuna organizare a aeestora. In acest sens, se enumera in continuareunele dintre conditiile care asigura satisfacerea dezideratului mentionat: buna organizare materials a incercarii prin prevederea unui setde piese de schimb pentru automobilul incercat, a combustibilului, lu-brifiantilor, materialelor de intretinere, lestului, a mijloacelor de men-tinere in stare de funct ionare a aparaturii utilizate in zonele in care seefectueaza incercarile; asigurarea unor mijloace de comunicatie reciproca intre me mbr i icolectivului de incercare i intre acestia si centrul de coordonare a in-cercarilor, cu a ju toru l unor telefoane sau radiotelefoane portabile, aunor automobile de legatura etc.; gruparea incercarilor pe zone geografice [24], perioade calenda-ristice sau tipuri de piste .de incercare [15] in aa lei ca intervalele detimp dintre doua incercari consecutive sa fie mi n i me ; oprirea circulatiei rutiere pe sectoarele de masurare amplasate pedrumurile publice, in timpul determinar i lor de dinamica, consum, fri-nare, rulare libera; asigurarea muncii in schimburi, ori de cite ori specificul incer-carilor o permite.


23/75

Prega t i r ea incercarilor 25In cazul incercarilor pe standuri se pot prelua mutatis-mutandisconditiile de m ai inainte, adaugind eventual supravegherea automata astandurilor in functionare.Comuna pentru ambele tipuri de incercari va trebui sa fie organi-zarea unor echipe de interventii .1.4.9. Efectuarea incercarilorDupa efectuarea tuturor lucrarilor preliminare prezentate in para-grafele precedente, in cazul existentei conditiilor meteorologice specifi-cate de standarde sau nedaunatoare desfasurarii masurarilor, se poatetrece la efectuarea masurar i lor proprru-zise. Modurile de lucru respec-tive, sint descrise in diferitele capitole ale prezentei lucrari sau in stan-dardele in vigoare i singura indicatie cu caracter general ce se maipoate da este respectarea cu strictete a programului de incercare adop-tat, a recomandari lor comisiei ce monitorizeaza incercarea din punctde vedere oficial.1.4.10. Interpretarea si prezentarea rezultatelor incercarilorO interpretare i prezentare judicioasa a rezultatelor incercarilor ne-cesita: cunoasterea metodelor si practicilor de prelucrare a datelor in -formationale, care sa duca la utilizarea completa a informatiei obtinuteprin incercari; indicarea, ori de cite ori este posibil, a gradului de incredere alrezultatelor in sens statistic, a unor eventuale motive de indoiala sauincerti tudini; prezentarea isugestiva i clara a datelor, folosind diagrame la scariadecvate, plane si grafuri , in caz de necesitate in mai multe culori,

fotografii, filme si machete; elaborarea unor aprecieri la obiect, raspunzind intrebarilor puseautomobilului de progvamul i d e incercare, analizind si explicind cauzeleinsucceselor (tacerilor), formulind concret, clar si corect concluzii cu re-comandar i pertinente pentru imbunatat ir i s i modificari .Modul concret de intocmire a unui raport cu rezultatele incercariloreste preze ntat in cap. 19.


24/75

2. INCERCAREA PRINCIPALELOR ANSAMBLURIDE AUTOMOBILEPE STANDURI IN CONDITH DE LABORATOR

2.1, Conditii de incercareInainte de incercarile ansamblurilor pe automobi l in condit i i de drum ,sau in paralel cu acestea, este necesara verificarea funct ionar i i ansam-blurilor principa le ale automobilelor noi sau m odernizate in conditii delaborator, pe standuri special amenajate pentru f iecare ansamblu. Evi-dent, incercarile in condign de deplasare, cu ansamblurile monta t e peautomobi l completeaza si verifica rezultatele obtinute la incercarea pestand a fiecarui ansamblu luat separat.Ava nta ju l principal al incercarii pe stand, in conditii de labo rato r,il cons t i tu ie precizia mai mare cu care se pot determina performanteleobiectuiui incercat, intrucit in asemenea conditii se poa te inlatura in-fluenta param etrilor care nu se studia za. Precizia in conditii de labo-rator se imbunatateste si datorita posibilitatii folosirii u n o r instala^iiprevazu te cu aparatura complexa. Idealul ar fi ca la incercarile in con-ditii de laborator sa se supuna ansamblul automobilului la regimuri desolicitare identice sau foarte apropiate de cele ce apar la incercarile peparcurs sau in conditii de exploatare reala. U n dezavanta j al metodeieste acela ca acest deziderat nu poate fi atins decit in cazul unor stan-

dur i speciale, foarte scumpe. D in aceasta cauza, Incercarile la stand tre-buie completate sau combinate cu incercarile pe parcurs (in exploatare),pent ru a oferi rezul ta te cu adevarat concludente.Regimurile de incercare ale ansamblurilor automobilului se aleg infunctie de scopul si caracterul incercarii. De exemplu, la incercarile decontrol periodic de scurta durata se urmaresc conditiile generale alefunctionari i ansamblului respectiv. Daca se fac incercari de fiabilitatesau de durabilitate, regimurile se aleg pe baza spectrelor de solicitareinregistrate in exploatare sau pe pistele unor poligoane de incercarepentru conditii de functionare caracteristice tipului dat de automobil.Pentru reducerea duratelor de obtinere a indicilor de fiabilitate se fo-losesc, in prezent, pe scara larga, incercarile accelerate pe stand la caresolicitarile din ansamblurile si piesele incercate se stabilesc la valorimai mari in comparatie cu cele din exploatarea normala. La efectuareaincercarilor accelerate pe stand trebuie sa se tina seama de faptul cala fortarea exagerata a conditiilor de solicitare, in vederea reducerii dura-tei de incercare, pot aparea uzuri si deteriorari ale pieselor ce nu apa r inconditii normale de exploatare. De aceea exists o limita a cresterii re-gimului de solicitari pe s tand in raport cu exploatarea reala si sint nece-sare si alte mijloace pentru asigurarea reducerii duratei incercarilor.


25/75

Conditii de incercare 27

2.1.1. Incercarile de durabilitate pe stand si accelerarea acestoraIncercarile accelerate pe stand .permit sa se obtina cele mai rapideinformati i despre durabilitatea ansamblurilor si pieselor unui automobilnou sau modernizat. Standul trebuie sa asigure rea l izarea regimurilorde solicitare cu precizie si stabilitate maxima, dupa programul stabilit.

Accelerarea incercarilor se poate realiza dupa urmatoarele metode: prinintensi f icarea regimurilor de incarcare; prin marirea numarului de in-carcari in unitatea de tirnp; prin intensificarea influentei mediului in-con jurator (ridicarea temperaturii, umiditatii etc.); prin utilizarea unormedii abrazive create artificial.L a incercarile de uzare a pieselor automobilului, pentru reducereatimpului si a volumului de lucru, se poate folosi dependenta uzurii func-tiei de timp sau de parcurs, recurgmd la curbele de uzura ale pieselorcercetate. In acest scop se pot folosi metodele de micrometrare, cintarire,profi lograf ierea suprafetelor sau metoda izotopilor radioactivi.La utiiizarea metodelor de incercare accelerata se determina coefi-cientul de trecere de la incercarile pe stand la conditiile normale deesploatare K L/h, (2.1)unde h reprezinta durabilitatea piesei sau ansamblului pe stand, deter-minata in ore sau dupa numarul de cicluri de lucru, iar L este durabi-litatea aceleiasi piese in, conditii de exploatare, in km parcursi.La incercarile de durabilitate pe stand se pot aplica trei tipuri deprograme de incarcare: incarcare constanta (incarcare ciclica cu ampli-tudine constanta sau moment de torsiune constant); incarcare variabila,in trepte (incarcare ciclica cu variatia In trepte a amplitudinii sau cuvariatia in trepte a momentului de torsiune), intr-o ordine stabilita aalternarii solicitarilor; incarcare cu variatie aleatoare (eel mai adeseaprin reproducerea regimurilor de incarcare din exploatare).In timp ce in cazul incercarilor de drum se determina, de obicei, du-rabilitatea mai multor ansambluri simultan, la incercarile pe stand acestlucru se face de obicei pentru un singur ansamblu sau o singura piesa,ceea ce permite in fiecare caz concret in parte sa se aleaga programuloptim, atit ca nivel de solicitare, cit si ca succesiune a aplicarii ei, ceeace const!tuie un avantaj. Dezavantajul ce rezulta fata de incercarea pedrum consta in faptul ca, pentru fiecare ansamblu, este necesar unstand, ceea ce mareste volumul de munca si de investitii.

2.1.2. Metode statistice de stabilire a regimuriior de solicitareDin cercetarile regimurilor de solicitare ale ansamblurilor pe auto-mobil in conditii reale de exploatare se obtin date de baza pentru alca-tuirea programelor de incercare pe stand s.i pentru calculul durabi-litatii pieselor de automobil (v. cap. 15).Datele cereetarilor se pot prezenta sub fo rma de histograme, funct i ide densitate de probabilitate [11, 34, 37], tabele de corelatie s,i magne-tograme, care se utilizeaza direct la programarea sarcinilor pe stand.Pentru fiecare ansamblu de automobil se stabilesc parametrii de bazacare determina regimul de solicitare al acestuia.


26/75

28 I n ce r ca r ea principale lor ansambluri de automobile

W O 80012001600>L,N-mFig. 2.1. Histograma lucru-lu i mecanic de patinare aambreiajului al unui auto-mobil.

D e exemplu, pentru ambreiaj este necesar sa se determine histogramai functia de densitate de probabilitate f(L) a lucrului mecanic de pati-nare, regimul de temperature, numarul de ambreieri pe kilometru.Functia f(L) a lucrului mecanic de patinare a ambreiajului pentru unautoturism este data in fig. 2.1 [37]. Pentru cutia de viteze se determinahistograma si functia de densitate de probabilitate a momentului detorsiune pe arborele primar f(M), numarul de cuplari ale transmisiei pekilometru, timpul relativ de lucru in fiecaret r eapta . Functionarea transmisiei cardanice secaracter izeaza cu a ju toru l functi i lor de repar-titie ale momentului de torsiune, a unghiurilordint re arbori i a deplasarilor axiale in imbina-ri lor_canelate, precum si prin regimul de tura-tie. In fig. 2.2 este prezentata histograma sifunctia f (M) pe arborele cardanic al unui auto-camion In timpul deplasarii pe o sosea urbana .Pentru determinarea regimului de solicitare

al puntii motoare a automobilului sint necesarefuncti i le de repartitie ale momentului de tor-s iune pe arborele conducator al transmisieiprincipale si pe arborii planetari, precum sirelatiile dintre vitezele unghiula re ale rotilorplanetare, fortele s i momentele care actioneazaasupra grinzii puntii motoare. Pentru arboriiplanetari si pentru grinda puntii trebuie inplus numarul de cicluri de solicitare pe kilome-tru parcurs. Pentru toate ansamblurile trans-misiei se masoara turatia arborilor conducatorisau viteza automobilului .L a cercetarea pieselor suspensiei si ale sis-temului de rulare sint necesare funotiile derepartitie ale eforturi lor unitare s i numarul c i -clurilor de solicitare pe kilometru, la cadru sicaroserie eforturile unitare intr-o serie depunc te i acceleratiile verticale si orizontale,iar la amort izoare - si repartitia miscarilorrelative ale ci l indrului i tijei.Pentru frine se determina functiile de repartitie ale fortei aplicatepe pedala de frina (sau ale presiunii din cilindrii s.i camerele de fr ina),lucrul mecanic de frecare din frine si temperaturile tamburilor saudiscurilor de frina.Functionarea directiei se caracterizeaza prin functi i le de repartitieale fortelor in piese, unghiurile de rotire ale rotilor directoare s.i levie-rului de directie i numarul ciclurilor de solicitare pe kilometru dedr um.M o du l s i mijloacele concrete de efectuare a masurar i lo r ce ofera da-tele de baza pentru elaborarea programelor de incercare la stand seprezinta in cap. 15.

Fig. 2.2. Histograma mo-mentu lu i de torsiune pearborele cardanic al unuiautocamion.


27/75

Conditii de incercare 29

2.1.3. Prelucrarea statistica a inregistrarilor regimurilorde solicitareSolicitarile ce apar in elementele ansamblurilor si agregatelor auto-mobilului in tirnpul exploatarii sint de obicei functi i aleatoare de timp.Pentru determinarea sarcinilor aplicate si eforturilor unitare se efec-tueaza masurari tensometrice cu inregistrari cu a jutorul unor oscilo-

TimpulFig. 2.3. Spectrul de solicitare (eforturi unitare de tors iune) la un arboreplanetar.

grafe cu galvanometre cu bucla, inregistratoare cu banda magnetica sialte aparate inregistratoare. In fig. 2.3. se prezinta, ca exemplu, o por-tiune dintr-o oscilograma ce reprezinta variatia in timp a eforturilorunitare din arborele planetar al unui automobil.Pentru a extrage din oscilogramele de tensometrare inregistrate inconditii de exploatare informatiile necesare la determinarea niveluluide solicitare, la calculul de oboseala al elementelor si stabilirea unorprograme de incercare pe stand de tip determinist, se aplica metode ba-zate pe inlocuirea procesului de solicitare real aleator cu un anumitproces schematizat care, din punctul de vedere al degradarilor de obo-seala induse in elementele cercetate, sa fie echivalent cu procesul real.Aceasta inlocuire este posibila datorita faptului ca la calculele actualede oboseala se exclude influenta pe care ar putea sa o aiba caracterulsuccesiunii in timp a amplitudinilor solicitarilor. Pornind de la faptulca in cazul general caracteristicile rezistentei la oboseala a organelorde masin i sint determinate de 2 3 parameter! (amplitudinea eforturilorunitare si numarul de cicluri la ciclurile de solicitare simetrice, am-plitudinea si valoarea medie a eforturilor unitare si numarul cle cicluri la ciclurile asimetrice), informatiile purtate de inregistrarile proce-sului aleator de solicitare (spectrul de solicitare) vor trebui sistemati-zate in asa fe l incit sa poata fi de asemenea caracterizate prin 2 3parametri.Aceasta prelucrare a spectrului de solicitare se poate face dupa douagrupe de metode: metode de sistematizare directs a inregistrarilor pro-ceselor aleatoare dupa criterii stabilite si metode ale teoriei functi i loraleatoare.


28/75

30 Incercarea principalelor ansambluri de automobileIn cazul existentei unor apa rate speciale (clasificatoare), me todeledin prima grupa permit obtinerea rapida a rezultatelor (inclusiv chiarin t impul incercarilor pe parcurs), sub forme accesibile calculului deoboseala, adecvate intocmirii unor programe de incercare deterministe,pe stand.Metodele din grupa a doua sint mai complexe, dar ofera principialposibilitatea determinarii functiei de reparti tie a amplitudinilor solici-tarilor, in functie de proprietatile statistice cunoscute ale proceselor deintrare (ca de exemplu ale microprofi lului drumului) si de proprietatiledinamice ale sistemului functional cercetat. Totodata, utilizarea aces-tora este legata de unele dificultati specifice privind, de exemplu, eva-luarea preciziei rezultatelor calculelor, complexitatea calculelor, limitariale dom eniulu i de aplicabilitate etc.Exista numeroase (peste 20) metode de sistematizare directa a spee-trelor de solidtare, insa numai vreo 6 8 au o utilizare mai generala[9, 31 , 34]. De remarcat ca o parte din acestea din urma constituie chiarobiectul unor s tandarde nationale (DIN 456671969, TG L 337871977).Pentru sistematizarea spectrelor de solicitare pe baza diferitelor me-

tode de clasificare este necesara impartirea domeniului de variatie asemnalului corespunzator efortului intr-un num ar de minimum 10 clasede latimi egale. Clasele se pot considera ca pozitive si negative in raportcu o linie de refer inta din interiorul domeniulu i de variatie, sau potprimi un numar de ordine crescator in raport cu una dintre extremeledomeniului. Aparatele de clasificare prezinta inerent o zona de histe-rezis la limitele dintre clase, ce elimina oscilatiile mici ale semnaluluidin zona respectiva. Evident, ,,zona de ambiguitate", in care atribuireaunui semnal unei clase sau alteia este in egala masura posibila, trebuiesa fie suficient de mica in raport cu latimea clasei.Metoda numarari i valorilor de virf. Prin aceasta metoda se numaravalorile de virf maxime situate, in limitele diferitelor clase, deasupraliniei de referinta i valorile de virf minime situate, in limitele claselor,dedesubtul liniei de referinta. Inexempiul i lustrat de fig. 2.4, primeinumarar i ii corespund punctele 1, 3,5, 7, 11 (clasele pozitive) ia r celeide-a doua-punctele 6, 8, 12 (claselenegative). Evident, rezultatele clasi-ficarii sint dependente de pozitia li-niei de referinta.Metoda numararii tuturor valori-lo r de virf. La aceasta metoda se nu-mara si se inregistreaza, in claselerespective, toate valorile de virfmaxime si minime, in mod independent de linia de refer inta. In fig. 2.4se vor numara ca valori de virf maxime punctele 1, 3, 5, 7, 9 si 11 ia rca valori de virf minime punctele 2, 4, 6, 8, 10 si 12. Se obtine astfelo reparti tie a maximelor s.i una a minimelor. Rezul ta tu l clasificarii esteindependent de pozitia liniei de referinta.Metoda intersectari i nivelurilor. In acest caz se numara trecerile prinlimitele claselor in sens crescator in domeniul pozit iv si in sens des-

TimpulFig. 2.4. Metoda num&rarii valorilor devirf.


29/75

Condi)!! de incercare 31crescator in domeniul negativ al cimpului de variatie al marimii clasifi-cate (fig. 2.5). Linia de zero (linia de referinta) este inclusa la mijloculclasei centrale, intersec^iile cu aceasta nefiind numarate. Metoda si-agasit o larga utilizare la incercarile de oboseala, pretindu-se comod laprogramarea unor incercari in trepte (blocuri) de solicitare, desi pierdeinformatiile privind numarul efectiv de cicluri de solicitare corespunza-tor diferitelor niveluri, in timpul incercarii.6 ?TV

o Pregofireapurndrori i Numfirare

T i m p u l .F i g . 2.5.Metoda intersectarii nivelurilor.

TimpulF i g . 2.6. Metcda numararii perechilor

de amplitudini.Metoda numar arii perechilor de ampl i tudini (range-pair counting).Prin aceasta metoda se inregistreaza ca pozitive amplitudinile conside-rate de la valorile extreme minime (,,vai") spre ,,virfuri" i negative--amplitudinile de la ,,virfuri" spre ,,vai" (fig. 2.6). O numarare (si in-registrare) are loc numai atunci cind unei amplitudini pozitive ii apareo amplitudine negativa de aceeasi valoare (+ St si Sj, + S2 si S2 ...din fig. 2.6), obtinindu-se astfel o pereche de amplitudini (de unde sidenumirea metodei). O amplitudine mica poate fi astfel inregistrata demai multp ori inainte de declansarea unei numarari a unei amplitudinimari. De exemplu, in pozitia A din fig. 2.6, Sx va fi numarat pentru adoua oara. desi numararile lui S4,S5 etc. au ramas inca ,,deschise"(fara pereche).Metoda esantionarii (in timp). Laintervale de timp regulate T (T intervalul de esantionare) se stabi-leste si se clasifica valoarea momen-tana a solicitarii (fig. 2.7). Pentruobtinerea unor rezultate corecte estesuficient ca raportul dintre durataesantionarii T si intervalul de esan-tionare T sa fie egal sau mai mic de-

cit 1/50. Intervalul de esantionare T se considera suficient de mic dacain urma reducerii lui suplimentare nu se constata o modificare a distri-butiei valorilor numarate a fenomenului analizat.O variants a metodei esantionarii consta din a face durata T a esan-tionarii egala cu intervalul de esantionare T, constant (fig. 2.8) si a nu-mara valoarea maxima a semnalului analizat in intervalul respectiv.Aceasta metoda se mai numeste ,,metoda retinerii valorii maxime".

T i m p u lFig. 2.7. Metoda esantionarii.


30/75

32 Incercarea principalelor ansambluri de automobileMetoda duratei de raminere a semnalului in limitele unei clase. Laaceasta metoda se determine durata in care valoarea semnalului raminein limitele fiecareia dintre clase, in mod distinct (fig. 2.9). M etoda du -ratei de raminere a semnalului in limitele unei clase poate fi considerate,de asemenea, ca o metoda ,,de esantionare" la care succesiunea es.an-tionarilor are loc la intervale foarte mici. De mentionat ca prin aceasta

metoda se obtine in final densitatea de probabilitate a valorilor instanta-nee ale semnalului analizat.

Fig. 2.8. Variants a metodei e$an-tionarii.T l ip p u l

Fig. 2.9. Metoda duratei de raminerea semnalului in limitele uneiclase.Sistematizarea manuala a spectrelor de solicitare inregistrate (oscilo-gramelor) este foarte laborioasa si consumatoare de t imp, din care cauzas-iau elaborat diferite dispozitive de citire a oscilogramelor [34]. Cu toateacestea, cea mai indicata ramine sistematizarea cu aju toru l unor aparatespeciale (clasificatoare), in care se intro duc e direct sem nalul am plificatsi fi l trat de la traductorul sau traductoarele pentru marimea fizica cer-cetata (v. fig. 15.3).L a unele standuri de incercare (de exemplu Hydropuls, al firmei CarlSchenck) exista programe incluse in sistemul de . comanda ce efectueaza

automat analizarea s.i sistematizarea eforturilor aplicate epruvetelor saupieselor, in conformitate cu diferite metode de sistematizare.Prelucrarea spectrelor de solicitare prin metodele teoriei functiiloraleatoare presupune determinarea densitatilor spectrale de putere simomentelor lor de diferite ordine, existind relatii care permit calculareaunei ,,frecvente medii" si a valorii eficace corespunzatoare a solicitarii,a gradului de i regu lari tate etc.Calculele i programarile incercarilor de stand corespunzatoare sefac considerind produsul aleator de solicitare ca fiind stationar si ergo-dic (proces Markov). Standul insusi este actionat cu ajutorul unorprograme continind matrice de tranzitie Markov corespunzatoare diferi-telor clase de iregularitate.2.1.4. Metode de elaborare a programului de incercaripe stand la durabilitateProgramul incercarilor pe stand ale ansamblurilor autom obilului seelaboreaza pe baza histogramei sau functiei de repartitie a spectrului desolicitare inregistrat in t impul deplasarii automobilului in conditii tipice.


31/75

Condifii de incercare 33Stabilirea unui regim de incSrcare pe stand care sa reproduca integralspectrul de solicitare din conditiile de exploatare reala nu este intotdea-una posibila, dintr-o serie de cauze, cum sint: caracterul sarcinii este li-mitat prin posibilita^ile dispozitivului de incarcare al standului; incer-carile pe stand trebuie formate in scopul reducerii t impului de incercare;inregistrarea spectrelor de solicitare pentru toate regimurile de exploa-tare este dificila, datorita marii varietati a acestora. In scopul inlSturSriiacestor dificultati se stabilesc conditii de exploatare tipice pentru fiecaremodel concret de automobil.La incercarile cu sarcina ciclica constants este posibila fortarea aces-tora prin cresterea nivelului sarcinii s.i a frecventei sale de aplicare. Ni-velul sarcinii poate fi mari t doar pinS in momen tu l in care caracteruldefectiunilor piesei incercate pe stand corespunde caracterului acelorasidefeetiuni in regim de exploatare. La sarcina ciclica constants se sim-plifica considerabil constructia dispozitivului de incarcare al standului.Pentru determinarea valorii optime a sarcinii este necesar ca prin cer-cetari preliminare sa se obtina functiile de repartitie ale sarcinilor dinexploatare f(o) si curba de oboseala pentru piesa cercetata.

Durabilitatea piesei in conditii de exploatare (in cicluri de lucru)poate fi determinata cu formula:

**in care: a* este coeficientul de corec^ie al insumarii l iniare a deterio-rarilor ( a f c = < l ) ; ar limita de obosealS a piesei cercetate; N 0 numS-ru l de baza al ciclurilor de solicitare (W 0=10 6 . .. 107); m indicele depanta.Dupa curbele de oboseala se stabilesc eforturile unitare ce corespundnumarului de cicluri care se alege pentru determinarea nivelului sar-cinii pe stand. Pentru fortarea regimului de incercare se mareste sar-cina, luindu-se ca numar de baza al ciclurilor Nx


32/75

34 Incercarea principolelor ansambluri de automobile

exploatare la cea obtinuta pe stand relatia (2.1); pe cale experimental-analitica, coeficientul de trecere de la o forma de incercare la alta fiindegal cu raportul dintre durabilitatea obtinuta prin calcul pentru conditiide exploatare s.i durabilitatea determinate dupa date experiinentale.Prima metoda de determinare a coeficientului are o serie de dez-avantaje: termenul lung de culegere a datelor necesare asupra durabili-tatii pieselor; imposibilitatea aplicarii acestei nietode la toate modelelecoeficientilor de trecere obtinuti pentru un anumit t ip de automobil; im-posibilitatea incercarilor unui nurnar mare de automobile pentru ob-tinerea de date suficient de exacte privind durabilitatea lor; coefi-cientii de trecere pot fi obtinuti numai pentru acele piese care limiteazadurabilitatea. De aceea se prefera a doua metoda, des,i coeficientii ob-t inuti pe aceasta cale au precizie mai mica.Programele de incercare a pieselor cu solicitare ciclica constants nupermit, in majoritatea cazurilor, sa se obtina date asupra durabilitatiireale a lor. De aceea in ultima perioada se acorda o atentie tot mai mareprogramelor de solicitare in trepte (blocuri), care reflecta mai veridicregimurile de solicitare din exploatare, pe standurile de incercare.

La elaborarea prograrnului in trepte, dupa functia de repartitie saudupa histograma, se scoate in evidenta gama de lucru a sarcinilor carese reproduc la incercarile pe stand. Din program se elimina sarcinile micifCG) care nu influenteaza rezistenta laoboseala a pieselor. De obicei, valoa-rea acestora nu depasete (10...20/o) din valorile maxime obtinutein conditii de exploatare sau sub in-fluenta lo r rezulta eforturi unitarecare nu depasesc 50o/0 din limita deoiboseala a piesei cercetate. Sarcinilemaxime la programul in trepte sintlimitate de valorile maxime stabilitein regimurile de exploatare.Gama de lucru a sarcinilor se di-vizeaza pe k intervale , de obicei7c>10 trepte. L a fiecare treapta aprogramului, efortul unitar se ia egal cu valoarea din centrul f iecaruiinterval (de exemplu a o2 . . . a 6 din fig. 2.10).Numarul ciclurilor de incarcare in fiecare treapta

xTx. i

/z/ \V ikWW10. Numa r u l ciclurilor de incarcare lafiecare treapta de sarcina intr-un anumit bloc

' (1 S\2.b)


33/75

Conditii de incercare 35Prin impartirea in blocuri a programului

Documents

Metode Si Mijloace de Incercare a Automobilelor I