200079339-Amortizoare-hidraulice

7/24/2019 200079339-Amortizoare-hidraulice

1/38

1

Capitolul 1. Amortizoare pentru autoturisme

1.1 Rolul si importanta amortizoarelor

Pentru amortizarea vibraiilor, n suspensia tuturor autovehiculelor moderne s-au

introdus amortizoare hidraulice. Amortizorul este un mecanism folosit pentru disiparea rapid

a energiei vibraiilor verticale ale caroseriei i a vibraiilor roilor, ceea ce reprezint de fapt

asigurarea confortului i siguranei circulaiei. Amortizorul se monteaz, n suspensia

autovehiculului, paralel cu elementul elastic principal.

Influena amortizorului asupra vibraiilor maselor suspendate i nesuspendate este

redat schematic n fig. 1.1, n care curbele cu linie subire reprezint vibraiile neamortizate,

iar curbele cu linie groas vibraiile amortizate. Amortizorul este, prin urmare, un element

de baz al suspensiei autovehiculului, element care determin i caracterizeaz gradul de

amortizare al vibraiilor caroseriei, produse de aciunile cu caracter aleator ale

neregularitilor mbrcminii drumului.

Fig. 1.1. Influena amortizorului asupra vibraiilor maselor suspendate

i nesuspendate ale autovehiculului

n prezent, amortizoarele care se folosesc cel mai mult sunt cele hidraulice telescopice.

Aceste amortizoare au dimensiunile i greutatea mai mici dect amortizoarele cu prghie,

precum i o durabilitate mai mare i stabilitate n funcionare. Printr-o montare


2/38

2

corespunztoare, amortizorul telescopic mrete i stabilitatea caroseriei.

Folosirea unor amortizoare defecte sau ineficace

(incorect calculate sau alese pentru autovehiculul respectiv) reduce sau anuleaz temporar

sarcina pe roat, micornd, respectiv anulnd, aderena pneului; aceasta favorizeaz

alunecarea sau patinarea roii la frnarea, respectiv accelerarea, autovehiculului. n acelai

timp se nrutete inuta de drum a autovehiculului, datorit mririi posibilitilor de

derapare. Utilizarea unor amortizoare defecte mrete considerabil uzura pneurilor i poate

duce chiar la ruperea unor elemente ale suspensiei sau ale saiului (caroseriei) n punctele de

prindere.

Att n S.U.A. ct i n Europa se observ o tendin n direcia mbuntirii calitii i

duratei de funcionare a amortizoarelor telescopice.Pentru proiectarea corect a unor noi tipuri

de amortizoare telescopice i pentru mbuntirea performanelor amortizoarelor actuale, este

necesar cunoaterea temeinic a elementelor care influeneaz nemijlocit asupra calitii i

durabilitii n funcionare a acestora. Este, de asemenea, necesar s se cunoasc cum trebuie

s se fac alegerea gradului i a caracteristicii de amortizare pentru un anumit tip de

suspensie.

1.2. Scurt istoric al dezvoltarii amortizoarelor auto

Dezvoltarea construciei de amortizoare a fost determinat de cerinele impuse

confortabilitii autovehiculelor, cerine care au crescut pe msur ce s-a dezvoltat tehnica

automobilistic. n primii ani ai automobilismului nu se acorda o atenie deosebit

problemelor de confort, deoarece suspensiile aveau ca element elastic arcuri lamelare rigide,

cu o autoamortizare foarte mare. Tendinele de mbuntire s-au limitat n acea perioad la

ntrebuinarea arcurilor lamelare suprapuse. Trebuie remarcat faptul c n 1904 a fost

elaborat suspensia independent pe arc lamelar, dispus transversal, a roilor din fa; astfel desuspensii, dei unitare, au contribuit la accelerarea dezvoltrii construciei de amortizoare.

Creterea preteniilor fa de confortul autovehiculelor a dus la nlocuirea arcurilor

rigide cu elemente mai elastice, ceea ce a impus introducerea de amortizoare n suspensia

autovehiculelor.

Primele amortizoare au fost de tip cu friciune. n 1903, s-a creat amortizorul cu

friciune cu discuri care a fost folosit n principal pn n 1920 cnd, datorit micorrii

nsemnate a rigiditii suspensiei, a trebuit s fie nlocuit treptat cu amortizorul hidraulic.


3/38

3

Amortizorul cu friciune cu discuri, este format din cteva discuri, 1 (fig. 1.2

amortizorul REPUSSEAU), comprimate de arcul stelat 2 i piulia 3.

Fig. 1.2. Amortizor cu friciune cu discuri.

Pentru suspensiile independente, unde dezbaterea este mare, ca urmare a rigiditiimici a elementului elastic, s-au creat amortizoarele telescopice cu friciune (1906). Una din

construciile moderne ale amortizorului telescopic cu friciune de tip Automaxeste dat n

fig. 1.3, construcie care se mai folosete, destul de rar, i n prezent. Amortizoarele cufriciune s-au mai folosit pn n 1935, dar numai la unele tipuri de automobile i n specialla

cele de curse. n S.U.A., nc din 1933 nu s-au mai ntrebuinat amortizoare cu friciune.

n perioada 1904 1914 au fost elaborate construciile

pentru aproape toate tipurile principale de amortizoare, inclusiv

pentru amortizorul telescopic care s-a rspndit mult mai trziu.

Primele tipuri de amortizoare hidraulice (1905 1906)

au fost amortizoarele cu tambur, sau cu palete. Una dinvariantele moderne ale acestui amortizor produs de firma

HOUDAILLE este reprezentat n fig. 1.4. n corpul 1 al

amortizorului sunt dispuse camera de compensare A i camerele

de lucru B, care comunic ntre ele prin dou canale 2, reciproc

perpendiculare. Camerele B sunt alimentate cu lichid prin

supapa de umplere 3 . Seciunea de trecere a

Fig. 1.3. Amortizor telescopic cu friciune


4/38

4

canalelor 2 se regleaz prin supapa 4, cu ajutorul tiftului 5. La cursa de comprimare, lichidul

mpins de paletele 6, acionate de levierul 7, trece aproape liber prin supapa de comunicare 8,

iar la cursa de destindere trece numai prin canalul 2, trebuind s nving rezistena supapei 4.

Fig. 1.4. Amortizor hidraulic cu tambur

Termostatul 9 compenseaz automat diferenele de fore, datorate variaiei viscozitii

lichidului ca urmare a creterii temperaturii de funcionare. Aceste amortizoare au fost folosite

aproximativ pn n 1945.

Tendina de mrire a confortabilitii autovehiculelor a condus la o folosire mult mai

larg a suspensiei independente la roile din fa. Aceste suspensii, mult mai elastice, ncep s

fie echipate cu amortizoare hidraulice cu piston (denumite i cu prghie). n S.U.A. de

exemplu, n 1930 numai 22% din totalul modelelor de autoturisme au fost echipate cu

amortizoare hidraulice cu tambur, 54% fiind echipate cu amortizoare hidraulice cu piston.

n perioada 1914 1930, n afar de dezvoltarea construciei principalelor tipuri de

amortizoare hidraulice, au fost elaborate multiple sisteme de reglare a rezistenei

amortizorului n procesul de exploatare a autovehiculului. ns, deoarece aceste metode nu auprodus o mbuntire simitoare a confortabilitii, ulterior nu s-au mai folosit.

Dup anul 1930 se continu aciunea de mbuntire a amortizoarelor hidraulice.

Astfel se elaboreaz i ncep s se rspndeasc amortizoarele hidraulice cu prghie, cu

aciune dubl, fora de rezisten fiind mai mare la cursa de destindere; aceste amortizoare au

fost folosite pentru prima dat la autocamioane i autobuze, cam prin anul 1916. n anul 1941,

n S.U.A., din 48 de modele de autoturisme numai 5 au fost echipate cu amortizoare

hidraulice cu prghie cu aciune simpl, cu fora de rezisten numai la cursa de destindere.


5/38

5

Aproximativ prin anul 1940 a fost creat amortizorul hidraulic cu prghie cu aciune dubl

cu dispunerea coaxial acilindrilor i cu supape de descrcare, folosit pe scar larg pn n

anul 1960.

Dup anul 1930 ncepe s se rspndeasc amortizorul hidraulic telescopic, n specialla suspensia autoturismelor; n anul 1932 a aprut amortizorul hidraulic telescopic MONROE

(S.U A.). La nceput, acest tip de amortizor avea un singur cilindru, iar funcionarea era

greoaie. n continuare, aceste construcii s-au mbuntit mult, ajungnd ca nc n anul 1950,

25% din totalul autoturismelor s fie echipate cu astfel de amortizoare. n prezent, toate

autoturismele i marea majoritate a autobuzelor sunt echipate cu amortizoare hidraulice

telescopice. Amortizoarele telescopice nu au fost montate la toate tipurile de autocamioane,

dar acest lucru devine din ce n ce mai necesar; se gsesc n special la axa din fa aautocamioanelor.

Dezvoltarea ulterioar a amortizoarelor telescopice a dus la crearea n 1948 a

amortizorului monotubular modern, iar n 1950 la apariia amortizorului telescopic

monotubular hidropneumatic (DE CARBON) care se rspndesc tot mai mult.

Pentru asigurarea unui confort optim de cltorie, indiferent de condiiile de exploatare

ale autovehiculului, au nceput s se foloseasc amortizoare reglabile.

n prezent, marea majoritate a amortizoarelor hidraulice telescopice se fabric n

ntreprinderi specializate, ceea ce a permis obinerea unui plus de calitate i siguran n

exploatare.


6/38

6

1.3. Constructia si functionarea amortizoarelor hidraulice

telescopice

Pentru ca amortizorul hidraulic telescopic s corespund scopului este necesar ca

acesta s ndeplineasc urmtoarele condiii:

- s asigure o amortizare corespunztoare a vibraiilor caroseriei i roilor

autovehiculelor;

- s asigure stabilitatea caracteristicii de amortizare n diferite condiii de exploatare

i climaterice;

- s aib durat mare de funcionare, greutate i dimensiuni de gabarit mici, precum

i o construcie tehnologic;

-

s se monteze uor n cadrul suspensiei autovehiculului.Caracteristica de amortizare. Amortizorul hidraulic din suspensia auto disipeaz

energia vibraiilor relative ale caroseriei fa de vibraiile roilor prin transformarea

ireversibil a energiei menionate n energia termic a unui lichid comprimat. Energia termic

a lichidului comprimat se datoreaz frecrii lichide (vscoase) care apare la scurgerea acestuia

prin orificii-drosel mici i prin supapele de descrcare.

Rezistena hidraulic a unui amortizor telescopic este definit de expresia general:

Pa= c vi, (1.1)

n care: c este coeficientul de rezisten al amortizorului; v viteza de deplasare vertical

relativ a roii fa de caroserie (respectiv a pistonului); i indicele de putere. n funcie de

construcia supapelor i de viscozitatea lichidului, indicele de putere ipoate fi mai mare, egal,

sau mai mic dect unitatea.

Caracteristica extern a unui amortizor reprezint dependena dintre fora de rezisten

a amortizoruluiPai viteza pistonului vp, adicPa=f(vp). n funcie de indicele i, caracteristicaextern a unui amortizor poate fi liniar dac i = 1, progresiv dac i 1 sau ptratic dac i=

2 i regresiv dac i1. Avantajul amortizorului cu caracteristic progresiv const n faptul

c rezistena acestuia este nensemnat la viteze mici ale roii n raport cu caroseria i crete

rapid odat cu creterea vitezei vibraiilor. Avantajul amortizorului cu caracteristic regresiv

l reprezint forele de rezisten mai mici la viteze mari ale vibraiilor i deci transmiterea

unor fore mai mici la caroserie.

Caracteristica optim de amortizare este o caracteristic de form ptratic(parabolic), care asigur un confort de cltorie corespunztor. De asemenea, vibraia axei


7/38

7

autovehiculului se amortizeaz mai repede dup legea ptratic, valorile extreme ale

acceleraiei axei devenind astfel minime. Se obine n felul acesta o siguran mai mare n

circulaie, ceea ce este foarte important pentru autovehiculele moderne.

n funcie de raportul dintre coeficienii de rezisten pentru cursa de comprimare cci

pentru cursa de destindere cd, amortizoarele hidraulice telescopice pot fi cu dublu efect sau cu

simplu efect (cc = 0); amortizoarele cu dublu efect au caracteristica simetric (cc = cd) sau

asimetric (cccd).

Fig. 1.5. Caracteristica extern aunui amortizor.

Marea majoritate a amortizoarelor actuale au caracteristic de amortizare asimetric

(fig. 1.5), fora de amortizare la cursa de comprimare fiind mult mai mic dect la cursa de

destindere. Folosirea unei astfel de caracteristici este motivat prin tendina de a micora

efectul unor ocuri unitare, la trecerea autovehiculului peste denivelri proeminente, printr-oamortizare mai mic la cursa de comprimare. n construciile actuale exist raportul:

cd = (25) cc. (1.2)

Cu ct suprafaa mbrcminii drumului pe care circul autovehiculul este mai

neregulat, cu att trebuie s fie mai mare diferena dintre coeficienii cd i cc. Cnd roata

autovehiculului trece peste o denivelare proeminent, viteza masei nesuspendate crete i prin

amortizor se va transmite o for nsemnat, excluznd elementul elastic al suspensiei; aceast

for poate fi micorat prin micorarea coeficientului cc. n cazul circulaiei pe drumuri cu

neregulariti lungi, line (osele cu beton asfaltic sau autostrzi), este neraional o diferen

mare ntre coeficienii cdi cc; la trecerea peste denivelri sub form de adncituri se poate

pierde contactul roii cu solul, deoarece componenta orizontal a roii este mult mai mare

dect componenta vertical. Coeficientul mediu de rezisten al amortizorului ceste definit de

relaia:

C= (cd+ cc) /2 (1.3)

i are valori determinate pentru diferite clase de autovehicule, conform tabelului 1.1.


8/38

8

Tabelul 1.1

Valorile medii ale coeficientului de rezisten al amortizorului cu supapele nchise, n Ns/m

Autovehicululcc cd c

Fa Spate Fa Spate Fa SpateAutoturisme cu:- microcilindree- cilindree mic imedie- cilindree mare

Autocamioane *):Ga 90*10

3NGa 90*10

3N

AutobuzeGa 10

5N

36010301380

11101660

860

450900920

1530

900

300038804440

587014300

13800

331041004470

11700

13400

168024552890

34907980

7330

188025002695

6615

7150

*) Gagreutatea total a autovehiculului.

Coeficientul cse alege astfel ca amortizarea vibraiilor suspensiei s asigure confortul

pasagerilor i protejarea mrfurilor n condiiile circulaiei autovehiculului pe drumuri cu

suprafee neregulate. O intensitate mare de amortizare a vibraiilor de frecven joasduce la

apariia de acceleraii suprtoare pentru pasageri; din aceast cauz se recomand limitarea

forei de amortizare la o anumit vitez critic vcr(fig. 1.5), prin deschiderea unor supape care

micoreaz fora de rezisten a amortizorului. La amortizoarele moderne, viteza critic vcrare

valori cuprinse n limitele 0,15 0,4 m/s. Aceast vitez constituie n acelai timp un criteriu

pentru determinarea forelor maxime de rezisten Pcrale amortizorului, obinute n regimul

de funcionare a orificiilor-drosel, fore ce caracterizeaz nceputul funcionrii supapelor de

descrcare ale amortizorului.

Clasificarea amortizoarelor telescopice. Schema clasificrii principiale a

amortizoarelor hidraulice telescopice este dat n figura 1.6.

Marea majoritate a uzinelor de automobile din lume folosesc de preferin amortizoare

telescopice bitubulare. Amortizorul telescopic bitubular, comparativ cu amortizorul

monotubular, are lungimea mai mic, iar inelul de etanare nu este supus presiunii ridicate a

lichidului. n schimb, amortizorul monotubular are, la un diametru exterior egal cu al

amortizorului bitubular, un diametru al pistonului mult mai mare (pn la 50%) i o rcire mai

bun n timpul funcionrii, fiind mai uor cu 25 30% comparativ cu amortizorul bitubular.Amortizorul monotubular este mai sensibil la ocurile produse de neregularitile drumurilor


9/38

9

de categorie inferioar, avnd o durabilitate mai mic. Din aceast cauz, productorii de

automobile din S.U.A. folosesc amortizoare telescopice monotubulare pentru piaa intern i

bitubulare pentru piaa extern.

Fig. 1.6. Schema clasificrii amortizoarelor hidraulice telescopice.

Amortizoarele la care lichidul se scurge n acelai sens au o serie de avantaje fa de

amortizoarele la care scurgerea lichidului este alternativ. Astfel, la amortizoarele din prima

categorie se realizeaz mai uor fore mari de rezisten la cursa de comprimare; acestea au o

rcire mult mai bun, deoarece lichidul vine mai des n contact cu peretele exterior al tubului

rezervor. n schimb, apare o cantitate mai mare de emulsie de lichid, iar amplasarea

supapelor este ngreunat.

Nereglabile

Scurgerea lichidului

n sens unic

Scurgerea alternativ

a lichidului

Nereglabile

Mecanic Semiautomat Autoreglabile

Reglabile

Bitubulare

Cu camer de

compensare

Hidropneumatice

Monotubulare

Amortizoare telescopice


10/38

10

1.4. Amortizoare telescopice nereglabile

1.4.1. Amortizoare bitubulare nereglabile

Construcia unui amortizor telescopic bitubular nereglabil este reprezentat n figura

1.6.

Subansamblurile principale ale amortizorului sunt:

pistonul 2 cu orificii de trecere i supapa de destindere;

ansamblul 1 al orificiilor de trecere i supapei de comprimare prin care se face

legtura ntre compartimentul A de sub

piston i compartimentul C de compresie;

sistemul de ghidare i etanare 3.

La partea suspendat a automobilului este

montat captul superior 4 al amortizorului, prin

intermediul unei buce elastice din cauciuc 5.

Solidare cu captul superior 4 sunt tija 6 a pistonului

2 i tubul de protecie 7 al tijei. La partea

nesuspendat este montat captul inferior 10, prin

elementul elastic 11. Tubul rezervor 9 face legtura

ntre captul inferior 10, i sistemul de ghidare i

etanare 3, constituind n acest fel corpul

amortizorului. Cilindrul de lucru 8, n care culiseaz

pistonul 2, este montat prin presare n corpul

sistemului de ghidare i etanare 3, i se sprijin pe

captul inferior 10. Volumul interior al cilindrului de

lucru 8, mprit de piston n dou compartimente A i

B, este umplut cu lichid vscos. Datorit deplasrilor

relative dintre masa suspendat i nesuspendat, la

deplasarea pistonului 2 n cilindrul de lucru 8, lichidul se deplaseaz dintr-un compartiment n

altul prin orificiile din piston. ntruct, la apropierea maselor, tija pistonului intr complet n

compartimentul B, o parte din lichid, egal cu volumul tijei, trebuie evacuat prin ansamblul 1

n rezervorul de compensare C format ntre cilindrul de lucru 8 i tubul rezervor 9. Rezervorul

de compensare C, umplut parial cu lichid, are rolul de a asigura aa-numitul proces de

Fig. 1.6. Construcia amortizorului

hidraulic telescopic bitubular nereglabil.


11/38

11

recuperare, adic schimbul de lichid dintre cilindrul de lucru i rezervorul de compensare la

introducerea i scoaterea consecutiv a tijei 6.

n figura 1.7 se prezint funcionarea amortizorului n diferite regimuri la cele dou

curse.

Fig. 1.7. Funcionarea amortizorului hidraulic telescopic bitubular cu dublu efectcu circulaia lichidului n ambele sensuri.

La cursa de comprimare(fig. 1.7, a), n cazul vitezelor mai mici dect viteza critic,

lichidul trece din compartimentul A n B, prin orificiile 3, dup ce nvinge fora foarte slab a

arcului disc 2. Compensarea volumului tijei introduse n compartimentul B se face prin

trecerea lichidului din compartimentul A n C prin seciunea mic din piulia supapei de

comprimare 8 i canalele 7. la viteze mai mari dect viteza critic, lichidul nu mai are timp s

se scurg prin orificiile 3. n acest caz, crete presiunea lichidului din compartimentul A, iar

fora de presiune pe supapa de comprimare 8 deplaseaz n jos plunjerul supapei, elibernd o

seciune de trecere mai mare, ceea ce face ca creterea forei de rezisten a amortizorului,

dup viteza critic, s fie mai mic.

La cursa de destindere(fig. 1.7, b), lichidul din partea superioar (compartimentul B)

este comprimat i, ca urmare, arcul disc 2 este presat pe piston, nchiznd orificiile 3. Lichidul

trece prin orificiile 1 i ajunge la rondela obturatoare 4 a supapei de destindere. n c azul n

care viteza relativ de deplasare a pistonului este mai mic dect viteza critic, fora de


12/38

12

presiune a lichidului este mai mic dect fora de precomprimare a arcului 5, iar scurgerea

lichidului se efectueaz prin nite fante din rondela obturatoare 4.

Cum volumul eliberat de sub piston nu poate fi umplut cu lichid din compartimentul B

(datorit tijei ce iese n afar), se creeaz o depresiune care ridic supapa 6, format dintr-un

inel liber. n acest fel, se creeaz o comunicare ntre compartimentele A i C, care permite

completarea volumului de lichid din compartimentul A la urcarea pistonului. La viteze mai

mari dect viteza critic, timpul de trecere a lichidului din compartimentul B n A, prin

orificiile mici din rondelele obturatoare 4, devine insuficient. n acest caz, presiunea din

compartimentul B crete i nvinge fora de precomprimare a arcului 5 al supapei de

destindere, provocnd ndeprtarea rondelelor de pe scaun i formarea unei seciuni de trecere

mai mare.

La un asemenea amortizor, ntr-un ciclu complet de lucru, ntre cilindrul principal i

rezervorul de compensare se vehiculeaz o cantitate de lichid egal cu volumul tijei. Datorit

volumului mic de lichid ajuns n rezervorul de compensare aflat n contact nemijlocit cu aerul,

schimbul de cldur este ngreunat.

n figura 1.8 este reprezentat construcia unui amortizor bitubular cu direcie unic de

scurgere a lichidului (de tip Armstrong).

Pentru asigurarea circulaiei totale, supapa de destindere, format din rondela 3, arcul

elicoidal 2 i piulia de reglare 1, este montat n tubul deversor antispum 4, fcnd

comunicarea ntre compartimentele A i C, iar supapa de comprimare 9 este montat n corpul

pistonului, fcnd comunicarea ntre compartimentele A i B.

Funcionarea amortizorului este urmtoarea:

La cursa de comprimare, n cazul vitezelor mici de deplasare ale pistonului, lichidul se

scurge din compartimentul A n compartimentul B, prin nite frezri calibrate de pe partea

frontal a piuliei 10. Deoarece volumul disponibil n compartimentul B este mai mic dect

cel dislocat de piston n A, un volum de lichid egal cu volumul tijei este trecut prin tubuldeversor 4, prin deschiderea supapei de destindere, n rezervorul de compensare C. La viteze

relativ mari ale pistonului, presiunea din compartimentul A crete i deschide supapa de

comprimare 9, oferind lichidului o seciune de trecere mai mare.


13/38

13

Fig 1.8. Construcia amortizorului

hidraulic telescopic bitubular cu

circulaia lichidului n sens unic.

La cursa de destindere, la viteze mici ale

pistonului, lichidul se scurge din compartimentul

B n A, prin frezrile frontale din piulia 10.

Volumul A nu se poate umple numai cu lichidul

scurs din B, diferena necesar completndu-se

prin lichidul aspirat din camera de compensare C,

care ptrunde n volumul de sub piston, nvingnd

fora slab a arcului 11 al supapei de compensare

12. Cnd viteza pistonului se mrete, timpul de

scurgere a lichidului prin frezrile din piuli este

insuficient. Creterea presiunii lichidului din

compartimentul B, care, prin tubul 4, acioneaz

asupra supapei de destindere, deplaseaz n jos

rondela 3. Se formeaz astfel o seciune mai mare

de trecere a lichidului. Lichidul, scpat pe lng

tija pistonului, se ntoarce n camera de

compensare prin tubul 7. Inelul 8, montat n

camera de compensare, are rolul de a mpiedica

emulsionarea lichidului n timpul funcionrii

amortizorului. Manonul de cauciuc 6 ndeplinete rolul elementului elastic limitator al

suspensiei pentru cursa de comprimare.

La acest amortizor, datorit amplasrii exterioare a supapei de destindere, diametrul

cilindrului exterior este mai mare dect la alte amortizoare, ceea ce duce la o rcire mai bun

n timpul funcionrii. n plus, schimbul de cldur este mbuntit i prin vehicularea n

rezervorul C, la un ciclu de funcionare, a ntregului volum de lichid din cilindrul de lucru al

amortizorului. Dezavantajul principal al acestor amortizoare fa de cele cu circulaialichidului n ambele sensuri const n fore de presiune mai mari la diametre exterioare egale,

cu consecine nefavorabile asupra durabilitii supapelor de descrcare.


14/38

14

Fig. 1.9. Construcia

amortizorului monotubular

hidro-pneumatic.

1.4.2. Amortizoare monotubulare nereglabile

Amortizoarele telescopice monotubulare n comparaie cu cele bitubulare au, ladiametre exterioare egale, un diametru al pistonului mai mare cu pn la 50%, sunt mai uoare

cu 2530% i au o rcire mai bun. n schimb, amortizoarele monotubulare sunt mai

sensibile la ocurile produse de neregularitile drumului.

La amortizoarele monotubulare, camera de compensare este dispus axial, n

prelungirea cilindrului de lucru. Lichidul i gazul din camera de compensare pot fi separate

ntre ele sau n contact direct. Dup presiunea gazului din camera de compensare,

amortizoarele monotubulare se mpart n dou categorii: cu presiune joas i cu presiunenalt (hidropneumatice).

n figura 1.9 este reprezentat construcia amortizorului

monotubular hidropneumatic de tip De Carbon. n camera de

compensare 1 se introduce azot sub presiunea de circa 2,5 N/mm2.

Perna de aer este separat de lichid prin intermediul unui piston

flotant 2. Compensarea necesar a volumului, datorit micorrii

lui la cursa de comprimare, se obine prin comprimarea pernei

elastice de gaz i deplasarea pistonului flotant n sus. La cursa de

destindere, volumul care se elibereaz este ocupat de gazul din

compartimentul 1, care se destinde i deplaseaz n jos pistonul

flotant. La acest amortizor, orificiile de trecere i supapele de

descrcare sunt montate n pistonul 3.

Datorit elasticitii camerei de compensare, amortizorul

ndeplinete i rolul de element elastic suplimentar al suspensiei.


15/38

15

1.5 Amortizoare telescopice reglabile

Pentru un anumit profil de drum, o anumit vitez de deplasare i o anumit stare de

ncrcare a automobilului, exist un singur reglaj optim al caracteristicii de amortizare.

Schimbarea parametrilor de mai sus n timpul exploatrii automobilului ar necesita i o

schimbare a reglajului n vederea meninerii condiiilor de confort i stabilitate. De aici a

aprut necesitatea utilizrii unor amortizoare cu caracteristic reglabil. Posibilitatea reglrii

caracteristicii de amortizare permite folosirea aceleai tipodimensiuni de amortizor la

automobile diferite, precum i refacerea reglajului iniial dup parcurgerea unui anumit numr

de kilometri.Modificarea caracteristicii de amortizare se poate realiza prin:

- modificarea orificiilor calibrate de trecere pentru viteze vpvcr


16/38

16

- modificarea presiunii de deschidere a supapelor de descrcare, prin modificarea

prestrngerii arcurilor de supape pentru viteze vpvcr.

Fig. 1.10. Construcia amortizoruluireglabil cu dublu efect.

n figura 1.10 este reprezentat o seciune prin amortizorul reglabil Armstrong

Anglia, care permite modificarea caracteristicii de amortizare pentru ambele curse. Reglajul

se face prin modificarea seciunii orificiului calibratOc (fig. 1.10, a) de form inelar, prin

deplasarea axial a vrfului tronconic al urubului de reglare (comandat prin rotirea rozetei 2).

Fixarea rozetei ntr-o anumit poziie este asigurat de bila opritorului 3. Dezavantajul


17/38

17

construciei const n faptul c forele de amortizare la destindere i la comprimare se

condiioneaz reciproc, un reglaj independent al celor dou fore fiind imposibil.

Pentru echiparea autoturismelor Rolls-Royce, firma a realizat o variant de amortizor

cu comand electromagnetic la distan (fig. 1.10, b), realizat printr-un buton de pe tabloul

de bord de ctre conductorul auto. Prin acionarea butonului, miezul 5 al electromagnetului

4, apsnd asupra roii cu clichet 7 (fixat cu tachetul 6), rotete la un unghi determinat

sertarul 8 n care sunt practicate patru orificii calibrate Oc. Celor patru poziii ale butonului de

comand le corespunde trecerea lichidului prin patru, trei, dou sau un singur orificiu calibrat,

realizndu-se urmtoarele condiii de funcionare:

deplasarea pe asfalt cu viteze pn la 55 km/h;

deplasarea pe drum ru;

deplasarea cu jumtate din sarcin;

deplasarea cu sarcin maxim.

n figura 1.11 este reprezentat construcia unui amortizor I.C.P.A.T.-Braov, care

permite intervenia manual independent asupra caracteristicii de amortizare pentru cursa de

comprimare i destindere la viteze ale pistonului ce depesc viteza critic.

Fig. 1.11. Construcia amortizoru-lui hidraulic cu dublu efect, cureglare independent a caracteris-ticii de amortizare pentrucomprimare i destindere.Reglarea se realizeaz astfel:

- La cursa de destindere, (amortizorul fiind demontat de pe automobil) prin

rsucirea tijei fa de corp, dup ce tija a fost n prealabil apsat spre interior a stfel nct

capul hexagonal al corpului supapei de destindere 1 s ptrund n degajarea corespunztoare


18/38

18

a corpului supapei de comprimare 2. Prin aceasta, se modific prestrngerea arcului 3 al

supapei de destindere. aiba elastic 4 asigur ase poziii fixe la o rotaie complet;

- La cursa de comprimare, (amortizorul nefiind demontat de pe automobil)

prin rotirea urubului de reglare 5. Aceasta, prin intermediul conului de presiune 6, modific

prestrngerea arcului 7 al supapei de compresie.

n figura 1.12 este prezentat principiul de funcionare al amortizoarelor Bilstein cu

reglare automat a caracteristicii la destindere n funcie de sarcina care acioneaz asupra

suspensiei.

Fig. 1.12. Principiul de funcionare al amortizoarelor cu reglare automat acaracteristicii de amortizare.

Soluia din figura 1.12, aeste o variant cu acionare asupra orificiilor de trecere, iar

soluia din figura 1.12, b cu acionare asupra talerului supapei de descrcare. La ambele

variante, tija amortizorului 6, de form tubular este legat de camera de comand 1, care

comunic cu elementele pneumatice ale suspensiei, prin conducta 2. La varianta din figura

1.12, a, la creterea sarcinii utile, are loc i creterea presiunii aerului din elementelesuspensiei, creterea care, prin intermediul diafragmei 4, nvinge rezistena arcului 3 i, prin

intermediul tijei 9, deplaseaz plungerul 5, care obtureaz treptat orificiile calibrate 7, mrind

fora de amortizare la viteze mici ale pistonului 8. n varianta din figura 1.12, b, la creterea

sarcinii, tija 4 mrete apsarea asupra talerului supapei de destindere, prin intermediul

ciocului 5, ceea ce duce la creterea forei de amortizare la viteze mari ale pistonului.


19/38

19

1.6 Lichidul de amortizor

Lichidul de amortizor fiind mediul de lucru al pistonului amortizorului, constituie unuldin elementele constructive principale.

n timpul funcionrii, lichidul este solicitat termic i mecanic. Principalele condiii pe

care trebuie s le ndeplineasc lichidulde amortizor sunt:

variaie mic a viscozitii la variaii de temperatur;

s nu se emulsioneze;

s asigure o ungere corespunztoare;

s nu formeze reziduuri; temperatura de fierbere s fie ct mai ridicat;

temperatura de aprindere mare;

s nu corodezepiesele componente ale amortizorului;

la temperaturi mari viscozitatea s fie mai mare iar la temperaturi joase mai mic;

temperatura de congelare: - 40- 70C.

Exemplu de notare:

Ulei HA 9 STAS 885379

Ulei HA 15 STAS 1156082

n care:

- literele HA: destinaia (hidraulic pentru amortizoare),

- cifra 9 respectiv 15: viscozitatea medie la 50C, [cSt].


20/38

20

1.7 Influena regimului termic asupra caracteristicii de

amortizare

Forele dezvoltate n interiorul amortizorului fiind determinate de viscozitatealichidului, pe msura nclzirii lichidului scade suprafaa diagramei P S, care este

proporional cu lucrul mecanic de amortizare.

Pentru aprecierea stabilitii caracteristicii amortizoarelor, se folosete graficul

denumit caracteristica termic, adic dependena forei de amortizare i a temperaturii

amortizorului de timpul de funcionare. n fig. 1.13 se prezint caracteristica termic a

amortizorului Armstrong pentru un regim de rcire artificial cu w= 13 m/s, curbele trasate cu

linie plin reprezentnd curbele de temperatur, iar curbele cu linie ntrerupt variaia forei

de amortizare; curbele 1 reprezint ncercrile efectuate la vp = 0,150 m/s, curbele 2 la

vp=0,214 m/s, curbele 3la vp= 0,268 m/s, iar curbele 4la vp= 0,375 m/s. Se constat c se

mrete intensitatea creterii temperaturii pe msur ce crete solicitarea amortizorului.

Fig. 1.13. Dependena forei de amortizare i a temperaturii amortizorului

de timpul de funcionare.

Pe msur ce crete temperatura lichidului, amortizorul i pierde din eficacitatea sa

iniial de amortizare. Un exemplu de variaie a forei de amortizare (n %), n funcie de

temperatura amortizorului, este prezentat n fig. 1.14, pentru vp = 0,268 m/s, curba 1

reprezentnd amortizorul Standard, curba 2Armstrong i curba Fichtel-Sachs.


21/38

21

Micorarea forelor de amortizare cu creterea temperaturii rezult i din fig. 1.15,

unde este dat caracteristica unui amortizor de autocamion pentru diferite temperaturi.

Calitatea lichidului de amortizor are o influen deosebit asupra variaiei forei de

amortizare n funcie de temperatur. Micorarea forei de amortizare (la 100C) este cu 50%

mai mic n cazul folosirii unui lichid cu o variaie mic a viscozitii n funcie de

temperatur, comparativ cu lichidul cu o variaie mare a viscozitii.

Se poate conchide c scderea eficacitii de amortizare variaz ntre 15 i 25% la

temperaturi de 90 100C, valoarea mai mare a procentului de micorare corespunznd

amortizoarelor cu lichide de caliti inferioare.

Fig. 1.14. Variaia forei de amortizare n

funcie de temperatura amortizorului.

Fig. 1.15. Caracteristica unui amortizor de

autocamion pentru diferite temperaturi.


22/38

22

Capitolul 2. NCERCAREA AMORTIZOARELOR PENTRU

AUTOVEHICULE RUTIERE

n prezent, marea majoritate a parametrilor constructivi i funcionali ai amortizoarelorhidraulice telescopice se pot stabili prin calcul. Cu toate acestea, este necesar i cercetarea

experimental a acestora, care trebuie s determine calitatea execuiei, caracteristicile

funcionale, eventuala necesitate a refacerii reglajului iniial n exploatare, necesitatea unor

mbuntiri constructive, parametrii optimi de amortizare pentru fiecare autovehicul n parte

i durata de funcionare a amortizoarelor.

2.1. Metodica de ncercare a amortizoarelorncercrile amortizoarelor hidraulice se clasific, n funcie de scop (fig. 2.1), n:

- ncercri de omologare;

- ncercri de control i recepie a produciei de serie;

- ncercri de studii i cercetri.

Fig. 2.1. Clasificarea ncercrilor de amortizoare.

ncercrile de omologareau scopul de a stabili dac amortizorul prototip corespunde

din punct de vedere calitativ i dac parametrii de amortizare corespund parametrilor necesari

pentru obinerea unui confort optim la autovehiculul pe care se vor monta amortizoarele. n


23/38

23

cadrul ncercrilor de omologare se depisteaz deficienele de ordin constructiv, n vederea

remedierii acestora. Tot n cadrul ncercrilor de omologare intr i ncercrile seriei zero. La

ncercrile de omologare se verifici durata de funcionare a amortizorului, prin ncercrile

de durabilitate n condiii de laborator i pe parcurs.

ncercrile de control i recepiese efectueaz pentru a se verifica dac procesul de

fabricaie asigur i menine calitatea amortizoarelor la nivelul stabilit prin condiiiletehnice

generale. ncercrile de control periodic se fac asupra unui numr mic de amortizoare din

fabricaia de serie.

ncercrile de studii i cercetri tiinifice au ca scop studierea influenei

dimensiunilor i a formei orificiilor calibrate asupra caracteristicii de amortizare, determinarea

influenei calitii lichidului asupra funcionrii amortizorului, studierea influenei

parametrului elementului elastic al supapelor asupra caracteristicii acestora, studierea

influenei caracteristicii de amortizare asupra confortului de cltorie etc.

ncercrile termice i ncercrile la durabilitate pot fi cuprinse n ncercrile

susamintite, dar pot fi i ncercri de sine stttoare. Prin ncercrile termice se stabilete

influena regimului termic al amortizoarelor asupra eficacitii de amortizare a acestora.

ncercrile termice i ncercrile la durabilitate se efectueaz att n condiii de laborator, ct

i pe parcurs.

ncercrile termice ale amortizoarelor pe parcurs au drept scop stabilirea temperaturii

limit a amortizoarelor, pentru condiii de exploatare pe diferite categorii de drumuri i cu

viteze diferite de circulaie, i a timpului de stabilizare a temperaturii de regim n aceste

condiii.

Dup efectuarea ncercrilor de durabilitate, se procedeaz la demontarea

amortizorului pentru a se constata mrimea uzurii elementelor componente ale acestuia,

comparativ cu valorile respective msurate precis i consemnate naintea nceperii

ncercrilor.ncercrile amortizoarelor hidraulice se pot efectua n condiii de laborator,

amortizorul fiind demontat sau montat n suspensia autovehiculului respectiv, i pe parcurs.

ncercrile amortizoarelor montate n suspensia autovehiculului sunt ngreunate de

necesitatea unei aparaturi complexe i de imposibilitatea determinrii precise a lucrului

mecanic, determinare absolut necesar pentru bilanul termic al amortizorului; n plus, prin

aceste ncercri se obine ntotdeauna imaginea unei perechi de roi i nu a unui singur

amortizor, aa cum ar fi de dorit. Cercetrile amortizoarelor montate n suspensie (n condiii


24/38

24

de laborator sau pe parcurs) sunt totui importante, deoarece au scopul de a stabili reglajul

optim pentru obinerea unei confortabiliti corespunztoare, temperatura limit a

amortizoarelor n condiii de exploatare pe drumuri de diferite categorii, durata maxim de

funcionare.

La ncercrile n laborator (pe standuri speciale) a amortizoarelor montate n suspensie

se nregistreaz vibraiile libere ale autovehiculului respectiv cu i fr amortizoare, i

vibraiile forate. La ncercrile pe parcurs se nregistreaz vibraiile forate (n condiiile

neregularitilor unitare, artificiale i n condiii naturale de drum).

Prin urmare, este de dorit ca cercetarea experimental s se efectueze n condiii de

laborator. De fapt, unele cercetri au artat c poate fi efectuat un studiu destul de amplu al

funcionrii amortizorului i n condiii de laborator; n acest caz trebuie s se reproduc pe

ct posibil mai fidel condiiile de funcionare reale ale amortizorului hidraulic telescopic.

2.2. Instalaii i aparatur pentru ncercarea amortizoarelor

Instalaiile i aparatura de ncercare a amortizoarelor hidraulice telescopice se pot

clasifica, n funcie de ncercrile la care sunt folosite, n instalaii i aparatur pentru

ncercarea amortizoarelor demontate de pe autovehicul i pentru ncercarea amortizoarelor

montate n suspensia autovehiculului. Din prima categorie fac parte instalaiile cu care se

ncearc n laborator amortizorul propriu-zis, iar din a doua categorie instalaiile folosite la

ncercarea suspensiilor autovehiculelor echipate cu amortizoare telescopice (n condiii de

laborator i pe parcurs).

2.2.1 Instalaii pentru ncercarea amortizoarelor n laborator

Sunt foarte rspndite ncercrile amortizoarelor demontate de pe autovehicul i

montate mai apoi pe instalaii de ncercat, care au posibilitatea s imprime amortizoarelor

diferite curse, deci diferite viteze de funcionare. Acest tip de instalaii (standuri de ncercat)sunt denumite istanduri dinamometrice.

Se cunosc dou metode de ncercare mai rspndite. O metod folosete curse diferite

(25, 50, 75 i 100 mm) i aceeai turaie a arborelui de antrenare (100 rot/min) pentru toate

cursele, viteza maxim a pistonului fiind de 0,52 m/s. Cealalt metod (ntrebuinat n

S.U.A.) folosete o curs constant a pistonului (75 mm) i turaii diferite (ntre 50 i 200

rot/min).

Parametrul principal care trebuie determinat la ncercrile amortizoarelor este fora de

amortizare, att pentru cursa de comprimare ct i pentru cursa de destindere. La majoritatea


25/38

25Fig. 2.2. Standul SPAT468 pentru ncercarea

amortizoarelor.

instalaiilor de ncercat amortizoare se nregistreaz diagrama de funcionare a amortizoarelor,

adic dependena dintre deplasarea tijei amortizorului i fora de amortizare ce produce

aceast deplasare.

nregistrrile se efectueaz pe ct posibil pentru amplitudini i viteze de deplasare ale

pistonului corespunztoare celor ce au loc n realitate la circulaia automobilului. La

diagramele nregistrate au nsemntate nu numai forele maxime de amortizare, ci i alura

curbelor ascendente i descendente care arat dac amortizorul funcioneaz dur sau nu, dac

are sau nu ulei, dac au ptruns cantiti nsemnate de aer etc. ntreaga suprafa a diagramei

constituie, de fapt, o msur a energiei absorbite i disipate de amortizor n timpul unui ciclu.

ncercnd acelai amortizor pe mai multe standuri dinamometrice se observ c

msurrile forelor de amortizare vor fi diferite, chiar n condiii constante de ncercare

(temperatur i frecare).

n cazul n care tija amortizorului este fix, iar tubul rezervor este legat de culisa

mecanismului biel-manivel al standului, viteza relativ a pistonului este egal cu viteza

tubului amortizorului. Dac se nlocuiete prinderea fix cu un element elastic (arc), atunci

pistonul va parcurge un spaiu cu att mai mare cu ct arcul va fi mai elastic; caracteristicile

arcurilor fiind diferite i rezultatele msurrilor vor fi diferite.

n fig. 2.2 se prezint schema

principial a unui stand de tip

dinamometric (SPAT-468), proiectat i

realizat la Institutul politehnic Braov.

Micarea se transmite de la motorul electric

1, prin cutia de viteze 2, la volantul cu

excentric 3. Prin intermediul unei biele,

micarea de rotaie a volantului setransform ntr-o micare vibratorie de

translaie a culisei 4. De culis este prins,

cu captul inferior, amortizorul 5, supus

ncercrilor, captul superior al acestuia

fiind fixat de prghia 6 a elementului

elastic, n cazul acestabara de torsiune 7.

n timpul unei rotaii complete a volantului


26/38

26

3, amortizorul 5 este supus consecutiv traciunii i compresiunii. Forele de rezisten ce apar

n acest caz acioneaz asupra prghiei 6, tensionnd bara 7. Creionul indicatorului prghiei 9

i tamburul 8 au micri oscilatorii n direcii reciproc perpendiculare, n urma crui fapt linia

descris de creion se dovedete a fi o curb nchis (diagramaPS). Fr amortizor, creionul

indicatorului ar trasa pe diagram o linie orizontal linia zero; abaterea curbei n sus de la

linia de zero determin, la scar, fora de rezisten la destindere a amortizorului, iar abaterea

n josfora de rezisten la comprimare. Cunoscndcurba de etalonare a elementului elastic,

se pot determina cu uurin forele la tija amortizorului n orice punct al traiectoriei curbei,

deoarece practic unghiul de rsucire al barei de torsiune este direct proporional cu fora la tija

amortizorului.

Forma diagrameiPSnregistrat pe acest stand pentru diferite curse este prezentat

n partea stng a fig. 2.3, n partea dreapt indicndu-se caracteristica extern Pa vp a

amortizorului, obinut prin transformarea diagrameiPS.

Fig. 2.3. DiagramaP- S i caracteristica extern a amortizoruluinregistrate pe standul dinamometric.

Exist instalaii de ncercat amortizoare care nregistreaz electronic caracteristicaextern a amortizoarelor hidraulice telescopice. Schema unui astfel de stand, folosit la

Universitatea tehnic din Braunschweig (Germania), este indicat n fig. 2.4.

Standul este antrenat de motorul electric de curent continuu 1, cu turaie variabil.

Volantul 3 asigur o rotire uniform. Cu ajutorul celor dou cutii de viteze 2, de automobil se

poate obine orice valoare a frecvenei, care poate aprea n practic. Prin intermediul unui al

doilea volant 3, este antrenat excentricul reglabil 4 al unui mecanism de culis 5, de care este

prins (articulat) amortizorul 6. Fora se msoar, practic, fr deplasare, cu ajutorul benzilorde msurare extensibile 7. Captul superior al amortizorului este legat, printr-o articulaie de


27/38

27

tip cardan 8, la un dispozitiv de etalonare 9, cu ajutorul cruia se poate solicita la traciune i

compresiune suportul benzii extensibile de msurare, prin nite greuti etalonate. Deplasarea

culisei este nregistrat de un poteniometru 11, prin intermediul unui contact cu perii. Viteza

de deplasare este determinat fie prin diferenierea deplasrii, fie cu ajutorul unei bobine de

inducie 10, care se deplaseaz ntr-un cmp magnetic omogen. Tensiunea de la traductorul de

deplasare, respectiv de la traductorul de vitez, este transmis la un oscilograf catodic 15,

printr-un amplificator 14, iar tensiunea de la traductorul de for

Fig. 2.4. Stand pentru ncercarea amortizoarelor cu nregistrarea electronica caracteristicii externe.


28/38

28

este transformat printr-o punte Hottinger 13. Alimentarea instalaiei este asigurat de la o

baterie 12 de 6 V. Diagramele de pe ecranul oscilografului sunt fotografiate. Acest stand este

foarte sensibil i nltur n mare parte erorile care apar la msurarea forelor din

amortizoarele hidraulice telescopice.

Un stand asemntor este folosit de firma Bilstein (fig. 2.5). Micarea de translatie

alternativ a pistonului amortizorului se realizeaz cu ajutorul unui excentric cu bra reglabil

(adaptabil la diferite valori ale cursei), prin intermediul unei culise ghidate pe dou coloane

verticale, de care este prins captul inferior al amortizorului. Captul superior al amortizorului

este prins de rama standului prin intermediul unui traductor de for, al crui

Fig. 2.5. Stand dinamometric utilizat de firma Bilstein la ncercarea amortizoarelor.

semnal este amplificat i introdus n sistemul de nregistrare i vizualizare. Deplasarea relativ

a celor dou pri ale amortizorului este preluat cu ajutorul unui traductor de deplasareinductiv, al crui semnal este de asemenea amplificat i transmis la aparatul de nregistrare,

fie direct, fie dup trecerea printr-un amplificator de difereniere, a crui caracteristic scade

brusc la frecvene mai mari ca ale semnalului (spre a filtra semnalele perturbatoare); n acest

fel, semnalul de la traductorul de deplasare este proporional fie cu cursa, fie cu viteza tijei

antrenate a amortizorului. Introducnd simultan cele dou semnale de la traductoare n

canalele X i Y ale unui osciloscop, se obine diagrama de lucru i caracteristica

amortizorului.


29/38

29

La ncercrile de studii i cercetri tiinifice sunt necesare i o serie de instalaii care

s permit studiul scurgerii lichidului de amortizor prin orificiile calibrate i prin supape. Un

astfel de stand este prezentat n fig. 2.6.

nregistrarea parametrilor necesari se efectueaz semiautomat, cu ajutorul unui sistem

electromagnetic de urmrire. Standul este compus dintr-un cilindru pneumatic 1, pentru

crearea presiunii n amortizor, un rezervor 2, cu aer comprimat, presa 3, pentru montarea

amortizorului 4, i reazemul 5 cu un cric, pentru reglarea nlimii la montarea

dinamometrului 6 i a amortizorului 4. Contactul de pornire 9 cupleaz aparatura de

nregistrare. Acionarea electromagnetic 10 a creionului nregistrator i a cuplrii

cronometrului 7 este dispus pe tija cilindrului pneumatic, n urma crui fapt cursa tijei se

nregistreaz fr erori pe banda de hrtie milimetric 8. Fora amortizorului se nregistreaz

prin dinamometrul 6.

Fig. 2.6. Stand utilizat la studiul scurgerii lichidului de amortizor

prin orificiile calibrate i prin supape.

Desigur, ncercrile amortizoarelor demontate de pe autovehicul nu pot reprezenta

regimul real de funcionare al acestora n exploatare. ncercrile trebuie efectuate mpreun i

cu suspensia, masele suspendate i nesuspendate ale autovehiculului respectiv.


30/38

30

Fig. 2.7. Standul Boge-Dual pentru ncercarea amortizoarelor

montate n suspensia autovehiculelor.

Pentru determinarea eficacitii amortizoarelor hidraulice telescopice montate n

suspensia autovehiculului respectiv, se folosesc standuri speciale de prob, care reproduc

vibraii forate n regim de rezonan. Un astfel de stand, Boge-Dual, produs de firma Boge,

este prezentat n fig. 2.7. Acesta este format din platforma vibrant 1, mecanismul biel-

manivel 2, care pune n micare platforma, arcul 3 i scala special 4 de msurare a

amplitudinilor micrii vibratorii. Verificarea amortizoarelor se face separat pentru fiecare

roat, n scopul eliminrii influenei amortizorului din partea opus asupra rezultatelormsurrii.

2.2.2. Instalaii pentru ncercarea amortizoarelor pe parcurs

Metodica, instalaiile i aparatura necesar pentru ncercarea amortizoarelor montate

n suspensia autovehiculelor, n condiii de parcurs sunt identice cu cele folosite la ncercarea

suspensiilor pe parcurs. n plus, amortizoarele se supun unor ncercri termice i de

durabilitate, n condiiile circulaiei autovehiculelor pe diferite categorii de drumuri.Msurarea temperaturii se poate efectua prin folosirea termometrelor electrorezistive

(mrci tensiometrice de temperatur) sau prin folosirea termocuplelor, lipite pe peretele

exterior al amortizoarelor. Mrcile tensiometrice de temperatur au avantajul c au

dimensiuni mici, nu au inerie la variaia temperaturii iar indicaiile sunt puin sensibile la

vibraii. Mrcile tensiometrice se execut din srm de wolfram i se lipesc pe cilindrul

amortizorului; cuplarea lor la amplificator i la oscilograf se face n general dup aceleai

scheme ca i pentru celelalte tipuri de mrci tensiometrice.


31/38

31

Pentru modelarea n laborator a condiiilor reale de funcionare ale amortizoarelor pe

autovehicul, este necesar determinarea vitezei curentului de aer care spal amortizorul

montat n suspensie. Msurarea n diferite puncte a vitezei curentului de aer se poate efectua

cu ajutorul unor termoanemometre electrice.

La ncercrile de durabilitate ale amortizoarelor hidraulice telescopice pe parcurs,

autovehiculul efectueaz un anumit numr de kilometri, pe diferite categorii de drumuri. Se

urmrete funcionarea corect a amortizoarelor i aproximativ dup fiecare 10000 km

amortizoarele se demonteaz i se verific diagrama P S pe standul dinamometric. Dup

terminarea parcursului prevzut, amortizoarele se demonteaz, msurndu-se piesele

componente pentru a li se stabili uzura.

Pentru ncercarea amortizoarelor hidraulice telescopice n condiii de exploatare a

autovehiculelor (n ntreprinderi de transport sau de reparaii auto), este necesar o aparatur

care s fie n acelai timp simpl n deservire i precis n rezultatele msurrilor, trebuind s

permit determinarea rapid a strii tehnice a amortizoarelor i efectuarea la timp a reglajului

acestora. Verificarea amortizoarelor hidraulice telescopice trebuie efectuat la viteze de

ncercare, care s corespund pe ct posibil regimului de exploatare pe diferite categorii de

drum. Din aceast cauz nu se recomand folosirea instalaiilor simple, la care amortizorul se

ncarc prin greutii se msoar durata ncercrii. Standurile dinamometrice, fr instalaii

suplimentare, pot fi folosite i la ncercrile amortizoarelor hidraulice telescopice, executate la

ntreprinderile de transport i reparaii auto. Rezultatele obinute cu aceste instalaii sunt mult

mai precise i mai edificatoare.


32/38

32

Capitolul 3. ncercarea suspensilor pentru autovehicule

rutiere

Scopul principal al ncercrilor suspensiei autovehiculelor este de a determina dac

aceasta asigur o confortabilitate corespunztoare cu destinaia n condiiile de exploatare ale

autovehiculului. La ncercarea complex a suspensiilor auto trebuie determinat, de asemenea,

influena acestora asupra inutei de drum i a stabilitii transversale a autovehiculului

respectiv. n alt ordine de idei, trebuie msurat variaia sarcinii dinamice pe roat pentru a

stabili influena suspensiei asupra siguranei n circulaie.

n figura 3.1 este dat schema clasificrii principiale a ncercrilor de suspensii,

acestea fiind submprite n ncercri pe parcurs i pe standuri de prob.

Fig. 3.1. Clasificarea ncercrilor de suspensii.

La ncercrile pe parcursse compar diferite autovehicule ntre ele (autovehicule ale

unor firme diferite sau autovehicule ale aceleai firme dar cu suspensii diferite), pentru a le

aprecia calitatea, sau se msoar valorile absolute ale vibraiilor i sarcinilor, pentru a se putea

ntocmi programul ncercrilor pe standul de prob. Datele obinute experimental se pot


33/38

33

analiza n funcie de nite valori admisibile sau recomandabile sau n funcie de datele unui

autovehicul similar, considerat etalon.

ncercrile pe standuri de prob (n condiii de laborator) cuprind att ncercrile

suspensiei asamblate (la vibraii, durabilitate, determinarea caracteristicilor funcionale etc.),ct i a elementelor principale ale acesteia (arcurile, amortizoarele etc.). De asemenea, se

ncearc i autovehiculul n ntregime, pentru a-i aprecia confortabilitatea i influena

diferiilor parametrii constructivi asupra confortabilitii, care de multe ori, reies mai greu din

ncercrile pe parcurs. Din aceast cauz exist o corelaie bine definit ntre teorie i

ncercrile pe standuri de prob.

3.1. Metodica de ncercare a suspensiilor

Autovehiculul este un sistem vibrant n care fiecare element (masele, elementele

elastice, amortizarea) au funcii determinate i influeneaz diferit asupra comportrii

autovehiculului la diferite regimuri vibratorii. Din acest motiv trebuie acordat o mare atenie

regimului de vibraii care se reproduce la ncercrile suspensiilor, pentru ca rezultatele

obinute s fie n deplin concordan cu fenomenul real. Ca urmare a naturii i a efectului

diferit al vibraiilor autovehiculului, suspensiile se supun ncercrilor la vibraii libere i

forate (cu perturbare determinat sau aleatoare).

ncercrile la vibraii libere sunt cele mai simple i permit determinarea frecvenei

proprii a vibraiilor, aprecierea gradului de amortizare i aprecierea orientativ a frecrii din

suspensie. Vibraiile libere se reproduc, de obicei, n condiii de laborator prin:

trntirea prii din fa sau din spate a autovehiculului de la o anumit nlime,

obinndu-se caracteristica vibraiilor libere att pentru caroserie, ct i pentru

axele autovehiculului; trntirea sau tragerea n jos a caroseriei, urmat de eliberarea ulterioar a acest eia,

obinndu-se numai caracteristica vibraiilor libere ale caroseriei;

tragerea n jos a axei autovehiculului, ceea ce permite obinerea unei caracteristici

clare a vibraiilor axei, n special cnd caroseria rmne nemicat n timpul

vibraiilor.

Rezultatele cele mai stabile se obin n cazul reproducerii vibraiilor libere prin metoda

tragerii n jos a caroseriei, n timp ce rezultatele nregistrrii vibraiilor libere prin metoda

trntirii sunt cele mai puin precise. n figura 3.2 se prezint exemple de nregistrare a


34/38

34

vibraiilor libere prin metoda trntirii (fig. 3.2, a) i a tragerii n jos a caroseriei (fig. 3.2, b).

Valorile amplitudinilor succesive z0, z1, z2,i rapoartele lor permit obinerea unei aprecieri

aproximative a valorii i caracterului amortizrii.

Fig. 3.2. Exemple de nregistrare a vibraiilor libere prin metoda trntirii (a)

i a tragerii n jos a caroseriei (b).

Vibraiile foratepot fi obinute prin ncercarea autovehiculului n condiii naturale (pe

parcurs) sau pe diferite instalaii de laborator.

ncercrile n condiii naturale de drum se efectueaz pe poriuni caracteristice de

diferite categorii de drumuri. O problem foarte important este alegerea tronsoanelor de

drum pe care urmeaz a se executa probele. Avantajul acestei metode const n faptul c

testrile au loc n condiii reale, se pot folosi viteze ntr-o gam larg i se pot aplica la mai

multe tipuri de autovehicule. Dezavantajele metodei constau n posibiliti de nregistrare

limitate de necesitatea echipamentului special mobil i n caracterul variabil al profilului de

drum n timp.

Pe lng metodele anterior prezentate i care necesit deplasarea autovehicululuiexist i metode de ncercare cnd autovehiculul este fix, simulndu-se deplasarea. Schemele

unora din standurile de prob, care permit reproducerea vibraiilor forate ale autovehiculului

sunt indicate n figura 3.3.

La standul cu tambur (fig. 3.3, a), pe suprafaa tamburelor sunt fixate obstacole

unitare, de obicei sinusoidale, ceea ce permite obinerea de vibraii forate staionare.

ncercrile pe standuri cu tambure au urmtoarele avantaje: mresc vizibilitatea ncercrilor i

simplific nregistrrile deoarece autovehiculul vibreaz pe loc, fr o deplasare rectilinie;


35/38

35

permit efectuarea ncercrilor n condiii stabile, pe tot parcursul anului. Pe acest stand este

ns greu de obinut ca aciunea neregularitilor asupra roilor din fa s fie decalat fa de

aciunea asupra roilor din spate cu acelai decalaj de faz care apare n realitate.

Pe standul cu band rulant (fig. 3.3, b),

neregularitatea trece pe rnd pe sub roile din fa

i din spate, obinndu-se astfel vibraii

nestaionare.

Vibraiile care apar pe o osea ondulat sau

perturbarea cu caracter periodic pot fi reproduse pestandul de prob cu tamburi excentrici (fig. 3.3, c)

sau pe platforme vibrante (fig. 3.3, dcu acionare

hidraulic sau pneumatic i fig. 3.3, e cu

acionare electromagnetic). Frecvena

perturbatoare (turaia tamburelor) se poate

modifica, treptat sau continuu, foarte ncet.

3.2. Instalaii i aparatur pentru ncercarea suspensiilor

Instalaiile de ncercare a suspensiilor se pot clasifica, n funcie de tipul ncercrilor,

n instalaii pentru ncercri de laborator i instalaii pentru ncercri pe parcurs.

Instalaii pentru ncercri de laborator. Dup cum s-a precizat n laborator se

ncearc att suspensiile asamblate, ct i elementele componente ale acestora.

Standul Hydropuls (fig. 3.4.) produs de firma german Schenk poate reproduce

vibraiile care apar la circulaia autovehiculelor pe drumuri cu diferite mbrcmini.

Cei patru cilindri hidraulici, cu funcionare independent asigur o for vertical de

Fig. 3.3. Standuri de prob care

permit reproducerea vibraiilor

forate ale autovehiculului.


36/38

36

1600 daN la o amplitudine reglabil pn la 100 mm. Roile sunt fixate la partea superioar a

tijelor cilindrilor.

Fig. 3.4. Standul Hydropuls pentru ncercarea suspensiilor:

Mnregistrator pe band magnetic; CA-Dconvertor analog-digital;

CD-Aconvertor digital-analog; CNcalculator numeric;

Ttraductor de acceleraii.

Standul cu band rulant (fig. 3.5), pe care sunt dispuse neregulariti de diferiteforme, se folosete pentru studiul multilateral al performanelor de confort aleautovehiculelor.

Fig. 3.5. Stand cu band rulant pentru ncercarea suspensiilor.


37/38

37

Pe o fundaie este fixat o ram pe care sunt montate dou tambure, 1 i 2, i tamburul

de ntindere 3, cu dispozitivul de ntindere 4, al benzii. Pe tambure sunt montate benzi rulante

cauciucate, viteza de deplasare a acestora fiind indicat de tahometrul 14 i nregistrat de

electromagneii 13, 13 i 13. Neregularitile etalon sunt aruncate pe band de dispozitivul

special 5 i trec pe rnd pe sub roile din fa i din spate. nregistrrile se efectueaz pe

benzile de hrtie 10, dispuse pe cele dou pri ale autovehiculului i puse n micare de

motorul electric 11. Creionul nregistrator 12 marcheaz baza de timp. nregistrarea vibraiilor

diferitelor puncte ale autovehiculului se efectueaz mecanic cu ajutorul tijelor 6, 6, 7, 7, 8 ,

8 i 9, 9, la al cror capt superior se afl creionul nregistrator. Vibraiile conductorului se

nregistreaz prin fotografierea sau prin filmarea punctelor luminoase (becuri electrice)

montate pe mbrcmintea acestuia, pe perna scaunului i n caroserie.

Tot n condiii de laborator se reproduc i vibraiile libere ale suspensiei

autovehiculelor. Spre exemplificare, n fig. 3.6 se prezint schema principial a instalaiei

folosite la nregistrarea vibraiilor libere ale autocamioanelor romneti, prin metoda trntirii.

Instalaia este format dintr-un traductor de deplasri 1, un accelerometru mecanoelectric 2,

dou puni tensiometrice 3, un amplificator 4, i un oscilograf cu bucle 5. Traductorul de

deplasri este format din dou arcuri elicoidale 6 i un inel 7, pe care au fost montate patru

mrci tensiometrice 8. Acest ansamblu se leag cu un capt de axa autovehiculului i cu

cellalt de caroserie. Accelerometrul este format dintr-o mas dispus la extremitatea unei

lamele elastice ncastrate, iar amortizarea vibraiilor proprii ale lamelei este asigurat printr-

un filtraj electronic.

Fig. 3.6. Instalaie pentru nregistrarea vibraiilor libere ale autocamioanelor romneti,

prin metoda trntirii.


38/38

n figura 3.7 se prezint un exemplu de nregistrare, cu aceast instalaie, a vibraiilor

libere ale suspensiei fa de la un autocamion de 3*104N, n cazul trntirii de la nlimea de

15 cm. n aceast figur, s-a notat cu 1 curba deplasrilor, cu 2 curba acceleraiilor i cu

3baza de timp.

Fig. 3.7. Exemplu de nregistrare a vibraiilor libere ale suspensiei fa de la un autocamion.

Instalaii pentru ncercri pe parcurs. n timpul ncercrilor pe parcurs se

nregistreaz, n funcie de scopul urmrit, acceleraiile caroseriei n diferite puncte,

deplasrile relative ale caroseriei fa de roi, forele de amortizare, temperatura

amortizoarelor, viteza de deplasare a autovehiculului, precum i profilul drumului pe care

acesta circul.

Vibraiile se pot nregistra prin metoda fotografierii sau filmrii i prin metoda

vibrogramelor sau a accelerogramelor, cu folosirea diferitelor traductoare. Fotografierea sau

filmarea procesului vibrator se poate efectua prin nregistrarea pe un film, cu un aparat foto

sau cu un aparat de filmat, a unui punct luminos de pe autovehiculul care circul prin faa

aparatului, sau prin nregistrarea cu un aparat de filmat, montat n caroserie. Metodica analizei

foto a nregistrrilor este ns destul de complicat.

nregistrarea accelerogramelor i a vibrogramelor la ncercrile pe parcurs se potefectua cu aproximativ aceeai schem a instalaiei ca i la ncercrile la vibraii libere (v. fig.

3.6). Deplasrile, la ncercrile pe parcurs, se pot nregistra i cu ajutorul traductoarelor

reostatice, semnalul acestora transmindu-se printr-un amplificator la un oscilograf.

Amplitudinile vibraiilor elementului elastic al suspensiei i acceleraiile caroseriei

autovehiculelor se pot nregistra i mecanic cu ajutorul vibrografelor universale, de tip

seismic. Msurrile efectuate sunt afectate ns de erori mari, din care cauz aceste aparate nu

Date post:	20-Feb-2018
Category:	Documents
Upload:	cata
View:	216 times
Download:	0 times

200079339-Amortizoare-hidraulice

Documents