Modul de Diminuare a Vibrațiilor la Sistemul de Suspensie al Autovehiculelor

Introducere

Deplasarea automobilului în orice regim, pe orice categorie de drum este însoţită de apariţia şocurilor şi vibraţiilor. De altfel, automobilul constituie în totalitatea lui surse de şocuri şi vibraţii dintre cele mai dăunătoare, ce se manifestă asupra maselor suspendate (cadru, caroserie) şi nesuspendate (punţi, roţi).

Oscilaţiile şi şocurile la care sunt supuse autovehiculele au o mare influenţă asupra confortabilităţii ocupanţilor, integrităţii mărfurilor transportate precum şi asupra funcţionării şi durabilităţii principalelor agregate componente, ca motor, transmisie, caroserie etc.

Oscilaţiile automobilului au efecte nocive asupra omului, conducând la apariţia oboselii, a senzaţiei de disconfort a pasagerilor şi conducătorului auto. De asemenea, în timpul transportului, în special pe drumuri proaste, dacă nu se iau măsuri suplimentare de protecţie, mărfurile transportate pot suferi degradări considerabile. În timpul funcţionării automobilului, datorită oscilaţiilor şi şocurilor la care acesta este supus, apar în unele organe ale transmisiei, suspensiei ş.a. solicitări dinamice, care au, de cele mai multe ori, caracter variabil, ducând la scăderea rezistenţei lor prin oboseală.

Reducerea şocurilor şi oscilaţiilor automobilelor în scopul îmbunătăţirii conortabilităţii acestora este o problemă destul de complexă ce necesită o analiză a cauzelor care le-a produs. Şocurile şi oscilaţiile la care sînt supuse automobilele provin din surse exterioare şi interioare.

Mişcarea vibratorie într-un punct al unui sistem elastic poate fi răspunsul la o excitaţie aplicată sistemului, caracteriticile mişcării depinzând de proprietăţile dinamice ale acestuia. Excitaţia poate fi dinamică, exprimată prin acţiunea denivelărilor drumului asupra roţilor automobilului de vibraţii.

Măsurările de vibraţii pot fi clasificate în trei mari categorii: măsurarea răspunsurilor, măsurarea excitaţiilor şi măsurarea simultană a excitaţiei şi răspunsului.

Măsurarea răspunsului presupune înregistrarea şi analiza evoluţiei în timp a vibraţiilor produse la autovehicule, în timpul deplasării acestora. Comparând valorile măsurate cu anumite nivele limită admisibile stabilite prin standarde şi norme, se poate aprecia efectul lor asupra omului şi asupra organelor componente ale automobilului.

Încercarea suspensiei automobilului în condiţii reale de exploatare permite pe lânga determinarea caracteristicilor elasto-amortizoare ale acesteia şi studiul transferului oscilaţiilor în anvelope.

Dezavantajele principale ale metodei constau în faptul că necesită montarea şi transportul în automobil a întregii aparaturi utilizate la încercare ţi nu se poate asigura reprodictibilitatea condiţiilor de încercare.

Măsurarea parametrilor vibraţiilor automobilului, în scopul determinării indicelui de confort al acestuia, presupune înregistrarea pe bandă magnetică a semnalelor date de traductoare de acceleraţii, urmată de o prelucrare analogică sau numerică a datelor în laborator. În acest scop, traductoarele se vor amplasa în primul rînd pe masele suspendate (cadru, platformă) şi nesuspendate (punţi, roţi), precum şi în alte puncte caracteristice ale caroseriei automobilului. Numărul punctelor de măsurare depinde de aparatura avută la dispoziţie şi de scopul în care se fac determinările.

Punctele principale de măsură se stabilesc astfel încât să se afle pe aceeaşi verticală ce trece prin articulaţiile de prindere a amortizoarelor. Această amplasare a traductoarelor permite compararea directă a datelor obţinute prin prelucrarea măsurătorilor experimentale cu cele calculate pe baza modelelor simplificate. Amplasarea unui traductor pe scaunul conducătorului se face cu scopul determinării nivelului de vibraţii la care este supus omul. Celelalte puncte de măsură se stabilesc pe caroseria automobilului în funcţie de scopul urmărit.

1. Suspensia autovehiculului

În timpul deplasării forțele externe și de impact acționează asupra vehiculului producând mișcări și vibrații în direcția celor 3 axe ale vehiculului (transversală-longitudinală și verticală).

Scopul este să se minimizeze impactul acestor forțe asupra confortului la conducere și siguranței funcționale, prin păstrarea unui raport echilibrat între sistemul de suspensie și sistemul de amortizare.

Se poate face o distincție fundamentală între sistemul de suspensie și sistemul de amortizare: sarcina ambelor sisteme este de a absorbi și a reduce efectul forțelor externe și dacă este posibil de a minimiza influența lor asupra caroseriei.

Fig.1 Influența suspensiei asupra caroseriei în funcție de drum.

Siguranța la conducere:

Pentru direcție și frâna este importantă menținerea contactului cu șoseaua.

Confortul conducerii:

Pasagerii sunt feriți de vibrații neplacute sau daunătoare, iar bagajul ramâne intact.

Siguranța funcțională:

Caroseria și ansamblurile sunt protejate împotriva impacturilor puternice și a vibrațiilor.

Vibraţiile constau din următoarele trei elemente:

• Sursa - cauza vibraţiei;

• Calea de transfer - calea pe care se deplasează vibraţia prin vehicul;

• Răspunzătorul - componenta unde se pot simţi vibraţiile.