Μετρήσεις και πειραματική ανάλυση της δυναμικής συμπεριφοράς οχήματος

Abstract

Στην παρούσα διπλωματική εργασία γίνεται μια προσπάθεια μέτρησης, επεξεργασίας και ανάλυσης βασικών δυναμικών χαρακτηριστικών των οχημάτων και συγκεκριμένα ενός φορτηγού οχήματος. Ο μετρητικός εξοπλισμός, η διαδικασία τοποθέτησής τους, καθώς και οι πειραματικές διαδρομές που πραγματοποιήθηκαν είναι βασισμένες σε προτυποποιημένες μεθόδους που χρησιμοποιούνται παγκοσμίως στο χώρο των πειραματικών μετρήσεων σε οχήματα. Η πειραματική διαδικασία της εργασίας πραγματοποιήθηκε με το φορτηγό όχημα το οποίο ανήκει στο Εργαστήριο Οχημάτων της σχολής Μηχανολόγων Μηχανικών του Εθνικού Μετσόβιου Πολυτεχνείου. Αξίζει να σημειωθεί ότι το Εργαστήριο έχει διαπιστευθεί από το Ελληνικό Σύστημα Διαπίστευσης (ΕΣΥΔ) σύμφωνα με το Πρότυπο ΕΛΟΤ EN ISO/IEC 17025 για την μέτρηση της επιτάχυνσης και της αβεβαιότητας αυτής σε κάθε άξονα για μετρήσεις σε οχήματα και μεταλλικές κατασκευές και αποτελεί το μοναδικό ελληνικό πανεπιστημιακό εργαστήριο που έχει αναπτύξει τέτοια προτυποποιημένη μέθοδο, κάτι που αποδεικνύει την δυναμική του καθώς και το υψηλό επίπεδο μετρήσεων που γίνονται. Στην αυτοκινητοβιομηχανία οι διαδικασίες μέτρησης που περιγράφονται σε αυτήν την διπλωματική εργασία χρησιμοποιούνται κατά κόρον στο στάδιο παραγωγής ενός οχήματος, καθώς και στους ελέγχους ασφαλείας του. Παράδειγμα αποτελεί το σύστημα ASR που πρώτη εφάρμοσε η Mercedes-Benz και είναι το σύστημα που αποτρέπει την απώλεια πρόσφυσης των τροχών με το οδόστρωμα. Το σύστημα αυτό ενεργοποιείται όταν το γκάζι πατηθεί απότομα και ο τροχός τείνει να επιταχυνθεί τόσο ώστε να αρχίσει να ολισθάινει. Οι τιμές κατά τις οποίες ο τροχός του εκάστοτε οχήματος θα αρχίσει να ολισθαίνει έχουν προσεγγιστεί μέσω των μετρήσεων της επιτάχυνσης του τροχού με παρόμοιες διαδικασίες όπως αυτές που αναλύονται στη συνέχεια.

This dissertation is an attempt to measure, process and analyze the basic dynamic characteristics of a vehicle, more specifically a truck. The measurement equipment, its placement process and all the pilot routes performed are based on standardized methods used internationally in the field of experimental measurements in vehicles. The pilot process was conducted using the truck that belongs to the Vehicles Laboratory of the Mechanical Engineering School in the National Technical University of Athens. At this point, it is worth noting that the Vehicle Laboratory is accredited by the Greek Accreditation System according to the Standard ELOT EN ISO/IEC 17025, for the computation of the acceleration and its uncertainty in each axis for estimations (measurements) in vehicles and metal structures. It is also the only Greek University Laboratory that has developed such a standardized method, a fact which amplifies its dynamic as well as the high quality level of the data collection. The measurement procedures that are described in this dissertation are widely used in the automotive industry both in the stage of producing a vehicle and during the safety check controls. A good example is the ASR system, first applied by Mercedes-Benz, which prevents the loss of traction of the wheels with the road surface. This system is activated when the accelerator is pressed abruptly and the wheel tends to accelerate so as to begin to slide. The range of values in which the wheels in different vehicles will start to slide have been approximated through measurements of the acceleration of the wheel using techniques similar to the ones presented below.