Măsurarea vibrațiilor vehiculelor și analiza acestora

Sumar: Acest capitol introduce conceptul de baza al masurarii vibratiilor ,ilustreaza cerintele pentru testarea vibratiilor si mediul de testare si prevede moduri pentru instalarea obiectelor vibratiilor. Metoda citata pentru nivelele vibratiilor si metoda masurarii pentru modulele complexe si factorul de pierdere amortizata sunt deasemenea discutate. Principiile de izolare ale vibraţiilor şi amortizoarelor de vibratii sunt rezumate.Doua studii de caz sunt expuse pentru a ilustra cum sunt aplicate principiile si metodele pentru a rezolva probleme ingineresti.

Introducere: Dupa ce completam studiul de referinta si stabilim obiectivele de dezvoltare a vehiculelor, emisiile vehiculelor si finetea vibratiilor pornim cu proiectarea procesului vehiculului. Vibratiile reprezinta una din plangerile clientilor cele mai des intalnite. Vibratiile pot fi cauzate de combustia defectuasa a motorului, dezechilibrul janta-anvelopa, dezechilibrul arborelui cotit, unghiul de directie indus de vibratiile torsionare.Pentru a identifica cauzele vibratiilor trebuie facute o serie de teste. Masurarea vibratiilor joaca un rol cheie in procesul de evolutie a vehiculului. Pentru a evita problemele vibratiilor inca de la inceput, izolarea vibratiilor si proiectarea telescoapelor trebuie sa fie efectuata;in particular proiectarea izolarii vibratiilor propulsiei trebuie facuta cu grija pentru a limita vibratiile transmise de la motor catre sasiu si metodele izolarii vibratiilor cat si absorbtia vibratiilor pentru rezolvarea problemelor ingineresti. Acest lucru include metoda evaluarii vibratiilor in mod subiectiv ca in modul de mai jos.

Senzorul manual Oamenii sunt sensibili la vibratii. Inainte ca orice element de masurare a vibratiilor sa apara, toate analizele vibratiilor se faceau ascultand si simtind. Aceasta metoda este inca folosita de cei care nu au acces la aceste instrumente de masura. Avem niste senzori incorporati in pielea si urechile noastre. Ei ne-au ajutat si inca ne ajuta pentru supravietuire. Urechea umana este uimitor de sensibila la cele mai mici schimbari de presiune. Senzorii de presiune din pielea noastra pot detecta presiune constanta si deasemenea presiune oscilanta si vibratii. Oamenii pot detecta in mod direct zgomotele masinilor, intensitate si vibratii fine ascultand si simtind inainte ca orice instrumente electronice sa fie concepute. Este o metoda senzoriala valida pentru analiza vibratiilor daca anumite masuri de siguranta sunt luate, numite calibrare si analiza frecventei. Este greu sa compari un vehicul cu citiri ale vibratiilor separate timp de cateva zile,in special daca mai multe vehicule similare sunt vazute in aceasta perioada. „Masuratorile” sunt deasemenea foarte subiective. Modul de a judeca a unei persoane poate fi total diferita fata de a altei persoane. Acest sistem al perceptiei umane da o citire a vibratiilor pe ansamblu. Lucrul cel mai bun care poate fi obtinut cu senzorul mainii este o masuratoare cruda,obiectiva a vibratiei care porneste o alarma atunci cand o greseala mecanica este iminenta.Metoda senzorului mainii functioneaza satisfacator in zgomotul vehiculelor, vibratii si departamentele NVH unde cateva calibrari tehnice umane sunt angajate de ingineri si tehnicieni NVH. In prima faza,unui tehnician sau inginer NVH ii este data responsabilitatea pentru un program specific de linie a vehiculelor care este doar al lui.

Asa ca variabila umana este inlaturata. In urmatoarea faza,aceasta persoana verifica vehiculul intr-o baza zilnica asa ca nu este un interval lung intre masuratori;si in al treilea rand sunt de obicei vehicule identice ce trebuiesc comparate. Folosind aceste metode de calibrare inginerii/tehnicienii NVH pot avea succes in identificarea problemelor de zgomot si vibratie in interiorul vehiculului de catre masuratoarea cu ajutorul simtului mainii. Pentru a identifica aceste surse a problemelor de zgomot si vibratie,este necesara analiza frecventei. Oamenii sunt echipati cu un analizator de frecvente. Combinatia dintre urechea umana si creier este in acest moment un analizator de spectru destul de bun si este foarte sensibil. Auzul uman are o latine de banda de aproape 40Hz sau mai putin pentru oamenii cu o buna ureche muzicala.

Urechea umană este sensibila la vibratiile aerului de la 20 Hz pana la 20000 Hz. Aceasta este frecventa a celor mai multe vibratii a echipamentelor mecanice. 30 Hz este abia auzibil pentru majoritatea oamenilor dar cu siguranta poate fi simtit cu senzori de presiune in varful degetelor. Un obiect metallic, o moneda de exemplu, poate fi tinuta intre varfurile degetelor in timp ce o probam pentru vibratii. Evident exista o amplificatie de la obiectul de metal ce preseaza impotriva vibratiei suprafetei.Senzorul maini lucreaza pentru vibratii cu frecvente joase ( mai putin de 100 Hz). Pentru frecvente mai inalte trebuie sa ascultam tonurile, cum majoritatea vibratiilor mecanice sunt in interiorul plajei de frecvente pe care urechea umana o poate detecta.

Folosind urechea umana pentru a analiza frecventele zgomotelor vehiculelor este mult mai eficace cand urechea poate fi cuplata direct cu vehiculul. Acest lucru inseamna folosirea unui stetoscop, unei surubelnite sau a unui bat de lemn. Orice analiza a vibratiilor trebuie totdeauna facuta prima data ascultand si simtind pentru a da analistului un punct subiectiv de referinta.

Daca nici o vibratie nedorita sau zgomot poate fi simtit sau auzit, poti fi increzator ca probabil nu este nici o problema de vibratie in termini de proiectare si uzura mecanica. Oameni sunt bine calibrati pentru a respecta criteri de daune mecanice, dar aceasta judecata depinde de nivelul de zgomot din fundal. Judecata umana a severitatii vibratiilor poate fi calificata de nivelul de acceleratie:

- 0.001- 0.01 g este pragul de perceptie

- 0.1g este considerat neplacut

- 0.5g este considerat intolerabil de majoritatea subiectilor

Problemele vibratiilor si sensibilitatea umana sunt bine corelate in absenta unei vibratii de fundal. Daca vibratia este neconfortabila oamenilor probabil va cauza defecte vehicolelor sau masinilor. Ca analist de vibratii cautam vibratiile. Noi dorim sa amplificam si sa le observam mai de aproape. Aceasta este scopul instrumentelor de vibratii:

- sa aplifice vibratiile si sa le arate intr-un mod mai usor de inteles