metode si mijloace de incercare a automobilelor iv

56
228 Incercari de fiabilitate (t 7), curba corespunzatoare va rezulta dreapta numai pentru cazul 7=0, in care caz permite determinarea directs a parametrilor repartitiei. In cazul cind datele nu se inscriu pe o dreapta, ceea ce constituie o indi- catie ca 7^=0, prin tatonari succasive sau relatii de calcul specifice se ga- seste o marime constanta 7 cu care punctele curbei translate in sensul convexitatii ei se situeaza dupa o dreapta, in continuare procedindu-se ca in cazul anterior. Pentru calcularea valorii estimate a functiei de repartitie se poate utiliza relatia F ( =(i—0,3)/(JV+0,4), (14.7) in care i reprezinta numdrul de ordine al defectarii iar N volumul lo- tului cercetat. Modul concret de utilizare a diagramei probabilistice Wei- bull este exemplificat in § 14.5. In cazul incercarii unor produse reparabile, pentru aprecierea fiabi- litatii se porneste de la teoria asteptarii, evenimentele asteptate fiind defectarile ce apar in mod aleator la produse pe parcursul rulajului de incercare; procesul incercarii este considerat echivalent cu fluxul eveni- mentelor aleatoare defectari definit prin succesiunea intervalelor de timp de buna functionare a produselor intre defectari, t lt t 2 , . . ., t n (sau, a rulajelor corespunzatoare Lj, L 2 . . ., L n ). Rata de defectare z(t) este egala cu probabilitatea necondifionata de aparitie a unei defectari in unitatea de timp (sau de rulaj) de functionare, incepind dintr-un mo- ment dat t (L), aleasa suficient de mica in raport cu media timpului de buna functionare intre defectari m. Dupa incheierea perioadei de rodaj, se poate considera ca rata de defectare este constanta si egala cu in care Z=l/m, (14.8) (14.9) unde r reprezinta numarul total de defectari ale lotului de incercare iar rrij timpii (rulaj ele) de functionare insumati ai celor N produse ale lo- tului. Probabilitatea de functionare fara defectare intr-o perioada de timp t 0 (sau de rulaj L 0 ) stabilita de documentatia de executie va fi sau R(L 0 ) =e- ZL ° =e- (14.10) (14.10') Tinind evidenta duratelor lucrarilor de mentenanta, respectiv a flu- xului de lucrdri t n , t r2 , . . . , t m ce succed aparitia defectarilor, se poate calcula un timp mediu de mentenanta (14.11) m.. { reprezentind timpii de reparatie insumati pentru fiecare produs din lot, iar T r timpul de reparatie global, pentru toate cele N produse ale lotului. Se obtin astfel datele pentru calcularea, cu ajutorul relatiei (14.1), a coeficientului de disponibilitate.

Upload: tarse207163

Post on 18-Jun-2015

465 views

Category:

Documents


7 download

TRANSCRIPT

Page 1: Metode Si Mijloace de Incercare a Automobilelor IV

228 Incercari de fiabilitate

(t — 7), curba corespunzatoare va rezulta dreapta numai pentru cazul7=0, in care caz permite determinarea directs a parametrilor repartitiei.In cazul cind datele nu se inscriu pe o dreapta, ceea ce constituie o indi-catie ca 7^=0, prin tatonari succasive sau relatii de calcul specifice se ga-seste o marime constanta 7 cu care punctele curbei translate in sensulconvexitatii ei se situeaza dupa o dreapta, in continuare procedindu-seca in cazul anterior.

Pentru calcularea valorii estimate a functiei de repartitie se poateutiliza relatia

F(=(i— 0,3)/(JV+0,4), (14.7)

in care i reprezinta numdrul de ordine al defectarii iar N — volumul lo-tului cercetat. Modul concret de utilizare a diagramei probabilistice Wei-bull este exemplificat in § 14.5.

In cazul incercarii unor produse reparabile, pentru aprecierea fiabi-litatii se porneste de la teoria asteptarii, evenimentele asteptate fiinddefectarile ce apar in mod aleator la produse pe parcursul rulajului deincercare; procesul incercarii este considerat echivalent cu fluxul eveni-mentelor aleatoare — defectari — definit prin succesiunea intervalelorde timp de buna functionare a produselor intre defectari, tlt t2, . . ., tn(sau, a rulajelor corespunzatoare Lj, L2 . . ., Ln). Rata de defectare z(t)este egala cu probabilitatea necondifionata de aparitie a unei defectariin unitatea de timp (sau de rulaj) de functionare, incepind dintr-un mo-ment dat t (L), aleasa suficient de mica in raport cu media timpului debuna functionare intre defectari m. Dupa incheierea perioadei de rodaj,se poate considera ca rata de defectare este constanta si egala cu

in careZ=l/m, (14.8)

(14.9)

unde r reprezinta numarul total de defectari ale lotului de incercare iarrrij — timpii (rulaj ele) de functionare insumati ai celor N produse ale lo-tului. Probabilitatea de functionare fara defectare intr-o perioada detimp t0 (sau de rulaj L0) stabilita de documentatia de executie va fi

sauR(L0) =e-ZL° =e-

(14.10)

(14.10')

Tinind evidenta duratelor lucrarilor de mentenanta, respectiv a flu-xului de lucrdri tn, tr2, . . . , tm ce succed aparitia defectarilor, se poatecalcula un timp mediu de mentenanta

(14.11)

m..{ reprezentind timpii de reparatie insumati pentru fiecare produs dinlot, iar Tr — timpul de reparatie global, pentru toate cele N produse alelotului. Se obtin astfel datele pentru calcularea, cu ajutorul relatiei (14.1),a coeficientului de disponibilitate.

Page 2: Metode Si Mijloace de Incercare a Automobilelor IV

Incercari de determinare a fiabiiitatii 229

14.3. incercari de determinare a fiabiiitatii

14.3.1. Scopul si clasificareaIncercarile de determinare a fiabiiitatii au ca scop: stabilirea indica-

torilor reali (in opozitie cu cei preestimati) ai fiabiiitatii automobilului siconfruntarea acestora cu cerin^ele impuse de tema de proiectare sau ca-ietele de sarcini; introducerea unor indicatori de fiabilitate in documenta-tia de executie (caietele de sarcini) a unui nou tip de automobil; stabilireaclasei de fiabilitate a unui nou tip de automobil; stabilirea cauzelor unordefectari (incercari de cercetare).

Aceste activitati au ca obiectiv final descrierea (calificarea) unui au-tomobil din punctul de vedere al fiabiiitatii, fapt ce intereseaza in egalamasura pe constructorul si utilizatorul acestuia. Incercarile de determi-nare a fiabiiitatii sint de o mare varietate din punctul de vedere al me-todicii concrete de efectuare, ca urmare a faptului ca se pot aplica laorice nivel de structurare a automobilului, pornind de la elemente izo-late si terminind cu automobilul in intregime. Acestea pot fi impartitein doua mari grupe:

— incercari de laborator, de cele mai multe ori de durabilitate, apli-cabile mai ales subsistemelor si elementelor de automobile, prezentate lacap. 2; dezvoltarea recenta a unor instalatii de incercare electrohidraulicecu mai multe canale, cu bucle de reglare si comanda cu banda magnetica(v. cap. 16) a permis extinderea acestor incercari si la automobilul inansamblu;

— incercari in conditii de func^ionare reala, intreprinse in primulrind in vederea determinant fiabilitdfii operafionale (la utilizator) si des-fasurate fie in poligoane de incercari pe piste speciale, fie in circulatiarutiera specifics destinatiei automobilului, in unitati de incercari specia-lizate sau la utilizatorii insi§i.

14.3.2. Incercarile de laboratorIncercarile de fiabilitate de laborator se aplica mai ales la elementele,

ansamblurile §i agregatele de automobile si in fazele timpurii ale asimi-larii in fabrica^ia de serie a unor automobile de tip nou. Acestea oferadatele de baza pentru determinarea fiabiiitatii previzionale a prototipu-lui in componenta carora se vor Integra. In conformitate cu legislate invigoare, documentatia de insotire a unui prototip prezentat spre omolo-gare trebuie sa coniina si actele de omologare ale principalelor agregatecomponente, ceea ce implica incercarea prealabila la durabilitate a aces-tora in conditii de stand. Principiile si metodele de incercari pe standurisint prezentate pe larg in cap. 2.

14.3.3. Incercari in conditii reale de functionareIncercari in poligoane. Automobilele incercate efectueaza rulaje pe

piste cu microprofil determinat si stabil in timp (pavaj belgian, drum on-dulat, cu dimburi si gropi etc.), care asigura un factor de accelerare sub-stantial. Fenomenele generatoare de defectari sint oboseala si uzarea sinumai intr-o masura foarte limitata — imbatrinirea. Fluxul defectarilorpoate fi inregistrat cu precizie — fiind o incercare controlata — si per-

Page 3: Metode Si Mijloace de Incercare a Automobilelor IV

230 Incercari de Habilitate

mite determinarea indicatorilor de fiabilitate pentru automobilul in an-samtalu, subsistemele si elementele acestuia. Factorii de excitatie fiindcunoscuti si stabili in timp, aceste incercari permit aprecierea compara-tiva a diferitelor solutii constructive. Detalii asupra mijloacelor (piste-lor) de incercare necesare se dau la cap. 16.

Incercari in conditii de exploatare. In acest caz, automobilele se in-cearca, de catre intreprinderea constructoare sau un institut specializat,pe drumurile publice, pe trasee de diferite categorii adecvat ponderate,sau se dau in exploatare la un beneficiar reprezentativ pentru destinatiaautomobilelor incercate. In primul caz, rezultatele se obtin mai repede,deoarece rulajul automobilelor se poate organiza in doua sau trei schim-buri, eliminindu-se timpii morti inerenti utilizarii in cadrul intreprinde-rilor de transporturi sau la alti utilizatori. De asemenea, evidenta defec-tarilor, stabilirea conditiilor de aparitie si a cauzelor acestora prezintaun nivel de incredere sensibil mai mare, deoarece personalul de incer-care este mai calificat §i mai putin predispus sa ascunda unele date le-gate de o vina proprie in aparitia defectarilor. In al doilea caz, este ne-cesara stabilirea, de comun acord cu utilizatorul, a unor documente cleevidenta primara a defectarilor, lipsite de echivoc si apte pentru calcu-larea nemijlocita a indicatorilor de fiabilitate.

O tentativa de combinare a celor doua moduri de incercare a consti-tuit-o infiintarea unor intreprinderi de transporturi productive-experi-mentale (NAMI—U.R.S.S.) cu pare de autocamioane si taxiuri. O metodaintrucitva similara a utilizat si C.C.S.I.T.A. Brasov, in colaborare cu in-treprinderea de transporturi auto locala.

Rezultatele complete ale incercarilor in conditii de exploatare se ob-tin evident intr-un timp mai indelungat, dar exista posibilitatea tratariiinformatiei despre" defectiuni inainte de terminarea incercarilor (v. § 14.5),numarul mare al automobilelor incluse in lotul de incercare permitindatingerea unor nivele de incredere acceptabile chiar daca analiza are locin faze initiale ale exploatarii.

Este de subliniat inca o data aci importanta definirii si clasificarii co-recte a defectarilor, a caror evidenta constituie aspectul de baza al in-cercarilor in conditii de exploatare. Be remarcat ca definirea defec-tarii, in cazul producerii prin uz'are a acesteia, este deosebit de dificila,necesitind fixarea prealabila a unei start limita a carei atingere si depa-§ire echivaleaza cu defectarea. In acest sens, de multe ori este convena-bil ca starea limita sa nu fie exprimata prin marimea uzurii, ci prin va-riatia unui parametru dependent direct de aceasta: presiunea de ulei lamotoare, jocurile unghiulare din angrenaje, cantitatea de pulberi meta-lice din uleiul de ungere etc.

14.3.4. Particularitatile incercarii de determinare a fiabilitatiitn diferite faze de asimilare in fabricate

Asa cum s-a aratat, incercarile determinative de fiabilitate pot insotiun automobil in toate fazele existentei sale. Cerintele ce se impun si par-ticularitatile de organizare sj desfasurare a incercarilor prezinta aspectecaracteristice in functie de faza sau etapa de existenta a automcbiluluila care se refera.

Page 4: Metode Si Mijloace de Incercare a Automobilelor IV

^^•^H

Inceicari de verificare a fiabiiitatii 231

In faza incercarilor de cercetare, o cerinta de baza o reprezinta redu-cerea la minimum a duratei incercarilor, spre a permite concretizarearapida a solutiei constructive a prototipului. Se va da deci preferinta me-todelor de incercare accelerate si incercarii in paralel a unor varianteconstructive. Se vor aplica metode de incercare trunchiata sau secven-tiala, utilizind astfel informatiile obtinute inainte de defectarea tuturorelementelor din loturile de incercare. Economicitatea incercarilor nece-sita planificarea si alegerea regimurilor de Incercare in asa fel incit cuun numar minim de observatii (incercari) sa se investigheze un numarmaxim de parametri variabili.

In faza incercarii prototipurilor sau a seriei zero, numarul de automo-bile incercate e relativ redus (prototipul e scump!), motiv pentru careaplicarea metodelor statistice de estimare a indicatorilor de fiabilitatetrebuie facuta cu prudenta. In aCelasi timp, fiabilitatea determinate pebaza incercarii prototipului sau chiar a automobilelor din lotul serieizero rezulta optimista, data fiind inerenta atentie deosebita acordata laexecutia acestora. O mare importanta in aceasta faza o are diagnosticareacorecta a defectarilor survenite si introducerea rapida in do'cumentatiade executie a masurilor preconizate, verificate experimental. Vor existadeci o serie de incercari determinative de fiabilitate, la nivel de element,ansamblu sau chiar agregat, §i, in aceasta faza, de obicei incercarile sintde tip accelerat.

Incercarile determinative de fiabilitate ale automobilelor ftjlate in fa-bricafia de serie privesc cu precadere fiabilitatea operationala si in modorganic au o durata mai mare. Pentru a fi utile fabricantului, pentru aputea contribui la eliminarea eventualelor puncte slabe ale automobiluluieste necesara o tratare statistics adecvata a primelor semnale din exploa-tare si, totodata, efectuarea in paralel, ori de cite ori este cazul, a unorincercari de cercetare. In acest fel se poate face o apreciere preliminaraa fiabilitatii operational a automobilului s.i o imbunatatire,,din mers" aacesteia.

Incercarile de exploatare nu sint incercari in sensul propriu-zis alcuvintului, ci mai degraba un sistem de reclamare, colectare, prelucraresi interpretare a informatiilor despre defectarile survenite in timpulutilizarii automobilelor de catre beneficiari.

'14.4. incercari de verificare a fiabiliiaj:!!

Aceste incercari se numesc de multe ori incercari de control, de lot,sau de anduranta si se efectueaza in scopul de a verifica daca indicatoriide fiabilitate ai automobilelor fabricate intr-o perioada calendaristicadata corespund cu prevederile din documentatia de executie (caietele desarcini). Incercarile de verificare a fiabilitatii se efectueaza periodic latermenele specificate de standarde, norme interne sau intelegerile fabri-cant-beneficiar, precum si cu ocazia unor modificari constructive, de ma-teriale sau de tehnologie aduse automobilului si care pot manifesta mflu-enta asupra indicatorilor de fiabilitate ai acestuia. De obicei, incen arilede control al fiabilitatii unui automobil in ansamblu se efectueaza prinmetoda unei selectii unice (N—l). Fiind un sistem reparabil, rela^iile decalcul a indicatorilor de fiabilitate vor fi (14.8) — (14.11), respectiv (14.1).

Page 5: Metode Si Mijloace de Incercare a Automobilelor IV

232 Incercari de Habilitate

In mod separat, se pot calcula indicatorii de fiabilitate pentru elementelenereparabile defectate in timpul incercarii, pentru care automobilul re-prezinta un stand de incercare sui-generis.

Incercarile 'de control al fiabilitatii sint asociate si cu verificarea unoralti parametri constructivi functional! (mase, dimensiuni, parametrii dedinamica, consum etc.), in conformitate cu capitolele respective ale STAS6926-70. Marimea rulajului de incercari si ponderea diferitelor categoriide drumuri se stabilesc prin standarde sau caiete de sarcini. De mentio-nat ca denumirea de anduranta atribuita uneori acestor incercari se ex-plica printr-o pondere relativ mare in rulajul total a categoriilor de dru-muri inferioare si printr-o marime apreciabila a rulajului insusi.

In cazul unor elemente ansambluri sau agregate de automobil al carorcost nu este deosebit de ridicat se recomanda ca incercarea de verificarea fiabilitatii sa se efectueze pentru un lot de produse al carui volum mi-nim se stabileste cu rela^ia

W=[ln(l—p)]/[lnfl(Q], (14.12)

in care fJ reprezinta nivelul de incredere unilateral dorit, iar R(t) repre-zinta probabilitatea, impusa de caietul de sarcini sau de alte considerente,de functionare fara defectare a produsului pe durata de verificare speci-ficata. Se pot adopta, de asemenea, planuri de incercare secventiale.

14.5. Culegerea, analiza si interpretarea informatiilor obtinutein termenul de garantie si din exploatare

Cele mai complete date privind fiabilitatea operationala a automobi-lelor se pot obtine pe baza informatiilor referitoare la defectarile aparutein timpul exploatarii reale a acestora, la beneficiari, cu conditia ca aces-tea sa fie judicios consemnate, diagnosticate, raportate si — ulterior —interpretate. Prima faza a contactului unui automobil cu conditiile deexploatare reale corespunde termenului de garanfie (T.G.), faza in carefabricantul asigura gratuit lucrarile de mentenanta corectiva printr-unsistem service. Astfel, cea mai simpla si directa informatie despre fia-bilitatea automobilelor in T.G. o reprezinta valoarea pieselor de schimbsi manoperei consumate in unitatile service in decursul unei perioadecalendaristice date sau al rulajului acoperit de garantie. Aceasta infor-matie trebuie insa considerata cu prudenta, deoarece este posibil de a fiafectata de multi factor! subiectivi sau nesemnificativi (raportari eronate,tendentioase despre defectari, diagnosticari gresite, omiterea unor defec-tari minore remediabile fara apelarea la service etc.).

Pentru o imbunatatire a calitatii informatiilor obtinute in T.G. estede aceea necesara introducerea unor forme mai elaborate de raportareprimara despre defectari, asa-numitele formulare de interventie in T.G.,completate cu ocazia remedierilor si care contin de obicei urmatoareledate: tipul automobilului, data fabricatiei, seria motorului si sasiului,data vinzarii, beneficiarul, rulajul pina la aparitia defectarii, ansamblul(elementul) defectat, natura si cauza defectarii, modul, manopera si chel-tuielile de remediere, furnizorul elementului defect, denumirea unitatii

Page 6: Metode Si Mijloace de Incercare a Automobilelor IV

Culegerea, analiza si interpretarea informatiilor 233

service ce a efectuat remedierea. Toate aceste informatii se pot inscriein formular codificat si se inainteaza compartimentului de fiabilitate alintreprinderii constructoare de automobile.

Pe baza unui program de calcul de sortare, se obtin, intr-un limbajadecvat, date ce se comunica sectoarelor de conceptie, fabricatie, vinzare,contabilitate, C.T.C. si intreprinderilor furnizoare de ansambluri si ele-mente, privind indicatorii de fiabilitate la diferitele niveluri de organi-zare structurala a automobilului (piese, ansambluri, agregate). Cu ajuto-rul diagramelor probabilistice Weibull se pot face previziuni ale consu-mului de piese de schimb in T.G. si in exploatarea ulterioara si organizasistemul service s.i productia de piese de schimb.

Pentru a se ajunge la adevarata masura a fiabilitatii operationale estenecesar sa se poata urmari automobilele pe toata durata lor de functio-nare, pina la §1 dupa reparatiile capitale, lucru mai comod de realizat cuajutorul unor intreprinderi de transport auto productive-experimentale.La incercarile de fiabilitate in conditii de exploatare se dispune de unlot mai mare de automobile (ce poate ajunge de ordinul miilor), ceea cedetermine si metodica de prelucrare a datelor primare respective. Aceastaprelucrare consta dintr-o tratare a datelor despre defectari primare, dinfi§ele de evidenta specifice, pe baza asa-numitei statistici a ordinii.

In cazul unor incercari complete de elemente nereparabile, defecta-rile aparute la toate cele N elemente ale lotului urmarit li se atribuienumerele de ordine 1, 2, 3 ... N in functie de marimea crescatoare a ru-lajului realizat pina la defectare. Apoi, pentru fiecare defectare se calcu-leaza un rang median Ft, utilizind relatia (14.7), in care i ia conse-cutiv valorile 1, 2, 3,... ,N. Punctele (Fit tt) sau (Ft, Lj) se inscriu pe dia-grama probabilistica Weibull si, prin interpolarea acestora se obtine curbade estimatie a functiei de repartitie a defectarilor, asa cum s-a aratat la§ 14.2. Pentru ilustrarea concreta a modului de lucru, in tabelul 14.2 seprezinta tratarea datelor experimentare referitoare la incercarea com-pleta a unui lot de cinci piese nereparabile. Inscriind punctele respectivepe o diagrams probabilistica Weibull (fig. 14.1) se observa ca acestea seafla evident pe o dreapta (Y=0) avind (ft=2) si la care Y)=33 000 km. Ru-lajul mediu de functionare pina la defectare va fi prin urmare

Lm=Y)r[l+(l/p)]=33000r[l+(l/2)] =33000 • 0,88 623—29 246 km.

Valoarea medie calculata din impartirea rulajului insumat de elemen-tele incercate la numarul de elemente ar fi rezultat de 29 275 km. De§iaparent un calcul direct al valorii medii in acest caz simplu pare maiconvenabil, utilizarea diagramei lui Weibull permite obtinerea unor in-formatii despre procentajul de elemente din populatia din care a fostpreluat lotul ce s-ar defecta la un rulaj dat, rulajul corespunzator de-fectarii unui procentaj dat de elemente si trasarea grafica a niveluluide incredere al estimatiei utilizind tabele existente in cartile de speciali-tate. Astfel, de exemplu, pe baza fig. 14.1 se poate spune ca dupa60 000 km peste 96°/0 din elementele populatiei se vor fi defectat sauca lO'/o din produse se vor defecta ,pina la 11 000 km.

In majoritatea cazurilor de prelucrare a informatiilor referitoare laincercarile efectuate in conditii de exploatare, in momentul analizei, nu-

Page 7: Metode Si Mijloace de Incercare a Automobilelor IV

234 Incercari de fiabilitate

mai o parte din elementele urmarite s-au defectat. Unele dintre acestease afla inca in stare de functionare iar altele au fost retrase sau suspen-date din incercare fara a se fi defectat. Cauzele acestei situatii sint di-ferite, dar cele mai tipice sint: inceperea incercarii elementelor dintr-unlot in momente diferite, scoaterea unor elemente din incercare din cauzaaparitiei la automobilul respectiv a unor defectari la alte elemente decit

eel analizat, un accident deTabelul 14.2

Rezultatele incercarii complete a nnui lot dccinci elemente nereparabile

Numarul deordine al de-

fectarii i

12345

Rulajul pina ladefectare, km

1302020995284113385050101

Rangul me-dian cores-punzator de-

fectarilorcalculatcu (14.7)

12,9431,4750,0068.5387,06

Tabelul 14.3

Rezultatele incercarii incomplete a nnui lot de25 de elemente nereparabile la un

nivel de defectare r=5

circulatie, ivirea unei nece-sitati de ordin economic de areduce durata de incercaresau de a efectua o analizapreliminara si/sau interme-diara a rezultatelor incerca-rilor, diferite probleme orga-nizatorice. In toate aceste ca-zuri se are de-a face cu in-cercdri incomplete de volumN (N — numarul de elemen-te urmarite) s.i de nivel dedefectare r (r — numarul deelemente defectate pina inmomentul analizei). Calcula-rea unui rulaj mediu dafunctionare pina la defecta-re avind in vedere rulajul in-sumat al celor r elemente de-fecte nu ar fi exacta, deoa-rece celelalte N—r elementesuspendate contin informatiice afecteaza ponderea realaa defectarilor aparute, in an-samblul populatiei de ele-mente urmarite. Astfel, deexemplu, daca intr-un lot de25 elemente incercate apar

5 defectari, in asa fel incit rulajul oricarora din elementele sus-pendate este mai mare decit rulajul eel mai mare la care a aparuto defectare, relatia (14.7), in care N=25 dar i= 1, 2, 3, 4, 5, va da pen-tru cele cinci elemente defectate ranguri mediane total diferite fatade cele calculate in cazul exemplului anterior.

In tabelul 14.3 se prezinta, spre exemplificare, rezultatele unei incer-cari incomplete de volum AJ=25 si nivel de defectare r=5. Inscriind da-tele rezultate pe o hirtie probabilistica Weibull, se va constata ca punc-tele respective se afla practic pe o dreapta rezultind un rulaj mediu pinala defectare de ordinul a 29 000 km; o mediere pe baza rulajului insumatpina la defectare de cele 5 elemente defectate ar fi dat o valoarea de nu-mai 11 087 km. Aprecierea comportarii elementelor ar fi fost nejustificatcle severa. Se observa totodata ca, in al doilea caz, pe un rulaj de numai15 000 km s-au ob^inut aceleasi informatii ca pe rulajul de 50 000 kmcorespunzator incercarii complete. Marind deci volumul lotului de la

Numarul deordine al de-

fectarii z

12345

Rulajul pina ladefectare, km

62109150

119911310014982

Rangul me-dian cores-punzator de-fectarilor, %

2,756,69

10,6214,5718,50

Page 8: Metode Si Mijloace de Incercare a Automobilelor IV

Culegerea, analiza si interpretarea informatiilor 235

JV=5 la N=25, in conditiile aratate, s-a putut obtine o reducere a rula-jului de peste 3 ori, la un volum de informa^ii ramas neschimbat.

Daca la o incercare incompleta exista elemente suspendate avind unrulaj inferior unor rulaje la care au aparut defectari, problema atribuiriiunor numere de ordine diferitelor defectari se complica. Acestea rezultafractionare si se determina pas cu pas, printr-o operatie de ponderare. In

In (t -

39.999.0

90J)mm600

'50,0• w.o

-2.0 1,0

15,0

1 5,0

>$

If<§ W

" 0,59ft0.30,2

0.150.1

nn

•0,5TiV3

wft \

*

"

.

• •/.'

.x

',

i

x

'•%i

,'

,i

/

-

\

: ~^ - -^, ' /

// //'

//

^: 3

)

= ?/*7

W

72~"^

;#

{

io"lf?f

y^j

ti)

/

mii/tmparcursi .W 50 .' W.

2,020

1.0

o.o

•102,0

dft

4/7

5,0

S/l

^2 fij 3^ 0.50,6Q,70fl 1 2i-r

( Kilomefri, ore, cic/uri)

3 *t 5 6 7 B910

Fig. 14.1. Functia de repartitie a defectarilor estimata pedatelor din tabclul 14.2.

baza

acest scop, se calculeaza valoarea ponderata a cresterii numarului de or-dine, A; ori de cite ori in §irul elementelor incercate, grupate in ordineacrescatoare a rulajului realizat, se intilnesc unul sau mai multe elementesuspendate, cu rela^ia

Ai=(A/ + l—in)/(l+^.), (14.13)

in, care: N reprezinta volumul lotului ii^ - - numarul de ordine al de-fectarii ce precede elementul suspendat iar Ns - - numarul de elementesuspendate si defectate ce succed elementului suspendat. In tabelul 14.4este prezentat succint modul de prelucrare a datelor referitoare la o in-cercare incompleta avind Af=10 si r=7 (cu trei elemente suspendate).

Inscriind intr-o diagrama probabilistica Weibull punctele corespunza-toare defectarilor se constata ca acestea se inscriu pe o dreapta (Y=0),avind panta P=l,8, si pentru care rezulta rj=ii3500 km. Rulajul mediude functionare pina la defectare este in acest caz Ln=l2 000 km (fig14.2).

Page 9: Metode Si Mijloace de Incercare a Automobilelor IV

236 Incercari de Habilitate

Tabelul 14.4

Determinarea numarului de ordine ponderat si a rangului medianpentru o incercare incompleta avind N=10, r=7 si trei elemente suspendate

(elemente nereparabile)

Rulajul,km

331040225445781281009554

12480133291525018614

Starea limi-ta a elemen-

telor

Sus-pen-dat

X

X

X

De-fec-tat

X

XX

XXX

X

H-i

1

3,222222

7,111104..**!

*s

98

6543210

Ai

1,111111

1,296296

i

1

2,1111113,222222

4,5185185,8148147,1111041,9444489,055552

F(Lti, %

6,73

17,4128,09

40,5653,0365,49

84,19

-2,0 0,0 1,0 2.0 4.0

99,0

':-}f

f o00

m

(5

6:10,30.20,150,1

0,

'fin

+

jr J0,5\

V11flJ

fi

—^.-

\•n.

— ~~

g

**

,

/

?3

-

,-'

'V

Xi

1

•-•

.--

/iX

/xJ

s

.

y

/

2

,-r?

"̂ 2•j ,//

r

_ _ _

^-^1^2,7' _ull//

' /

*

/

>-^

1

ar- 1ft'

2

/ /

3

'

}<'

4 5

2;P

A

6 7 1

/

i Ti ^

,f

'

? uniikm:

~/*

-

vnufsi

W

U,u

m

-2,0

-kO

-5.0

-6.0

1 0 ,2 0 .3 Oft 0 ,5 0,f,0,m031 2 3 4 56783.10 20 30t~r

(Kilomstri, ore,cicluri)

Fig. 14.2. Functia de repartitie a defectarilor estirnata pe baza date-lor din tabelul 14.5.

• ' : ' 'In cazul unor loturi foarte mari de automobile avind rulaje apreciabil

diferite, se procedeaza la impartirea rulajului in clase de latime AL,data de relatia

AL=CLm»—Lmin)/(l + 3,2 IgN), (14.14)

Page 10: Metode Si Mijloace de Incercare a Automobilelor IV

Culegerea. analiza si interpretarea informatiilor 237

Tabelul 14.5

Determinarea numarului de ordine ponderat si rangului median in cazul unuilot de 85 de elemente nereparabile cu suspendari si defectari pe clase de rulaje

(in total 15 suspendari si 30 de defectari)

'5?B€OJ

"H3« suJ3

50001000015 00020 00025 000300003500040000

1 OC'O0)QU§•3S "w njD "o ^

S£s"£ OJ 'r?feS Sw ^ g

1

124

34

CJ01 CU

°3o -•rt w -a2e

O cc e'5?O ^"r " S£ „, ^cj QJ

353

32375631

l QJo 133 ^ < u

:f*u c cuag/3 ?Ill*s™°-«a'gslw S3S

44413833221781

QJC!

SSs TO «M "J 1

8*3-"^•S"SS§.s|63"! S"'§£Zlf f l 'S a

0

9,5555515,4358829,96379

56,7637366,50915

al

'5 a>-»-S CO

§t-J« & s&ffjjj _ SHu> « CUO|TIU g 0

1,911111,911111,960112,075412,436362,436363,248479,74543

a?is^gi*«°5cu cu cu;-i -cs wcu ni -,*w-3 o <1o ,3S a o •**0 5 a e

5,733333,822225.88033

14,5279112,1817814,618169,745429,74542

OJ

°il'5Co 3 ^

•So1- .3•a <u *•3 C-0 +3 o -i£a.Si iB «1 13 c a II 0Zjiso '"

5,733339,5555

15,4358829,9637942,1455756,7637366,5091576,25458

'c32?CJ ^

£ £ < t j"J a) 73

^O)gjjjjj 5?r-C C C8

3«3 "to--; •»C 3

c ^«-.3 £TK ni ̂ **i

6,3610,8417,7234,7449,0066,1277,5388,94

c;^

99,399,095,090.080.070,060.050.0no30.0m20,015,010,0

5,04,0

-3.0201,5W

0.5

S30,2

0,15m

-2.0 -W

8ft —|i±:gSTI

|??

y3 \j

> N5|

/

t

'

\l<tj

"f\ _£

">~7• /

/

DO 1,0

f

1 2 ML

2,0

, _ , '

£

^

a

^

/,'~f.I

/

ti-^y

t

y/

//

^

/s/

/

j

2/

/j^ '' ^yl/ 1

r4_.

j_

jfl r^

^

J ' ~

?7

-

-

m'iK

2,0

W

0.0

-Jfl-sgCS1

t-^i

Vx.

-^ ~s•-S

--̂

-so

-5,0•npofwrsi

0,1 0,2 0.3 DA 0,5 0,60.70m31 2 3 4 5678910t-r

(kilomefri, ore, cicluri)

20 30 '/O 5060"

Fig. 14.3. Functia de repartitie a defectarilor estimata pe baza datelor din tabe-lul 14.5.

in care Lm^ §i Lmin reprezinta rulajul maxim §i, respectiv minim al auto-mobilelor din lot, iar N este volumul lotului; in general latimea claselorrezulta de 2 000—10 000 km. Se inregistreaza apoi numarul de elemente

Page 11: Metode Si Mijloace de Incercare a Automobilelor IV

238 Incercari de fiabilitctc

defectate si suspendate din fiecare c'lasa de rulaj si se determina numarulde ordine ponderat (tinind seama de suspendari) pentru ultima defectiunedin clasa respectiva si, din acesta, cu relatia (14.7), rangul median corespun-zator. Acesta se va inscrie pe diagrama Weibull in dreptul rulajului limitamaxima al clasei. O ilustrare a modului practic de lucru este data in ta-belul 14.5 si fig. 14.3. Din diagrama Weibull corespunzatoare rezulta£=2,9; f)=37 500 km; 7=—8 000 km si Lm=25 439 km. Ca si in cazurilede mai inainte, este foarte instructiv de a compara aceasta ultima valoarecu valoarea ce s-ar fi obtinut numai din medierea rulajelor pina la de-fectare.

14.6. Criterii orientative pentru intocmirea programelorde incercare la Habilitate

Din cele aratate la § 14.3 si § 14.4 a rezultat ca volumul incercarilorde fiabilitate si nivelul de elaborare al metodicilor de incercare se subor-doneaza concomitent scopului si tipului de incercare. Marea varietate(cantitativa si calitativa) a lucrarilor implicate nu exclude insa existentaunor criterii orientative comune ce trebuie sa stea la baza intocmirii dedetaliu a programelor de incercare. Dintre acestea, sint de subliniat ur-matoarele:

— stabilirea cu exactitate a circumstantelor si cauzelor reale ale de-fectarilor, mai ales in cazul unor interlegaturi de tip primare-secundare,treptate-bruste;

— definirea exacta a starii de defectare si a defectarii insasi pentrutoate elementele, ansamblurile si agregatele urmarite, precum si pentruautomobilul in ansamblu;

- cunoasterea exacta a conditiilor de incercare (de exploatare), subaspectul regimului de solicitari, nivelului tehnic al exploatarii si al al-tor particularitati de utilizare;

— folosirea unui limbaj corect -si fara echivoc, inclusiv limbajul sta-tisticii matematice si al teoriei fiabilitatii;

— asigurarea unei informari operative asupra rezultatelor obtinutein timpul incercarilor inca din primele faze ale acestora;

- asigurarea unei anumite elasticitati a programului de incercare,pentru a perrnite reorientarea acestuia in functie de semnificatia pri-melor rezultate analizate.

Ca si celelalte incercari, incercarile de fiabilitate nu constitute unscop in sine, ci trebuie integrate intr-un program de fiabilitate la nivelulintreprinderii constructoare (sau de transporturi), in conexiune cu pro-gramul de gestiune a calitatii. Aspectele economice nu trebuie subesti-mate, deoarece utilitatea informatiilor obtinute trebuie sa compensezecheltuielile de incercare, in cea mai mare parte a lor costisitoare.

Page 12: Metode Si Mijloace de Incercare a Automobilelor IV

">• INCERCARI IN VEDEREA DETERMINARil REGIMURILOR

DE FUNCJIONARE ALE ANSAMBLURILORSI AGREGATELOR AUTOMOBILELOR

-

.

.

Cunoasterea regimurilor de functionate ale ansamblurilor si agrega-telor automobilului si a legaturii acestora cu fiabilitatea, durabilitateasi economicitatea automobilului este necesara pentru rezolvarea urma-toarelor probleme puse astazi in fata constructorilor si utilizatorilor mij-loacelor de transport auto:

— precizarea clasificarii conditiilor de exploatare a parcului auto;— determinarea volumului si periodicitatii activita^ilor de mente-

nanta preventiva si corectiva;— determinarea necesarului de combustibil, lubrifianti, materiale de

intretinere, piese de schimb; elaborarea unor normative in acest sens;•— asigurarea datelor necesare constructorilor (proiectantilor si fabri-

cantilor) pentru calculele de rezistenta ale organelor automobilului, ale-gerea unor forme constructive rationale, folosirea unor materiale si aunor tehnologii de fabricatie adecvate, in vederea realizarii unor auto-mobile usoare, fiabile, economice, bine adaptate conditiilor de exploatarepentru care au fost destinate;

— verificarea regimurilor de solicitare din elementele automobiluluisi compararea acestora cu conditiile de calcul;

— asigurarea datelor pentru intocmirea programelor de incercare lastand a automobilului in ansamblu si/sau subsistemelor sale (v. cap. 2);

- verificarea unor masuri de imbunatatire constructive, de reali/area unor noi materiale de intretinere.

Fara asemenea incercari nu este posibila proiectarea eficienta a unortipuri noi de automobile, imbunatatirea calitatii unor produse de serie,organizarea optima a parcului auto. Sub o forma sau alta, incercarile dedeterminare a regimurilor de functionare ale agregatelor sint asociate cumajoritatea incercarilor descrise in capitolele prezentei lucrari. In moddeosebit acestea sint in legatura cu incercarile de la cap. 2.13, 15.

'J'inind seama de cerintele de economicitate a incercarilor subliniate lacap. 1, se recomanda ca determinarile regimurilor de functionare sa seefectueze centralizat, in sensul ca in cadrul unui singur rulaj sau al uneisingure succesiuni de rulaje caracteristice sa se urmareasca concomitentcit mal multi indicator! descriptivi ai regimurilor respective. Acest dezi-derat poate fi atins prin utilizarea unor sisteme de masurare multicanal,compatibile cu o gama larga de tipuri de traductoare (rezistive, capaci-tive, inductive, electrodinamice, piezoelectrice, termocupluri, termistoare,termorezistente) si in a caror components intra in mod firesc diverse apa-rate de coiiditionare si amplificare a semnalelor (amplificatoare cu free-

Page 13: Metode Si Mijloace de Incercare a Automobilelor IV

240 Incercari in vederea determinarii regimurilor de functionare

venta purtatoare si in curent continuu, amplificatoare de sarcina, adap-toare de impedanta).

Totodata, pentru prelucrarea volumului de informant preluat prin-tr-un sistem de masurare multicanal, mijloacele uzuale de inregistrare aevolutiei in timp a parametrilor urmariti se dovedesc de cele mai multeori excesiv de laborioase si neeconomice. Sint necesare in acest sens di-ferite mijloace de tratare imediata a informatiei: numaratoare (contoare)de impulsuri, clasificatoare, sumatoare si alte analizoare de semnale.Prelucrarea in situ, fie si partiala, a informatiei obtinute prin incercariconstituie o cale de reducere a duratei si cheltuielilor de incercare, eli-minind necesitatea reluarilor ulterioare ale unor masuri cu rezultateneconcludente. In cazul cind natura incercarilor impune totusi stocareainformatiilor de masurare, trebuie acordata prioritate inregistrarilor pebanda magnetica, a caror interpretare ulterioara se poate face sub formemult mai variate, inclusiv mecanizate si utilizind tehnica de calcul. Citi-rea unor inregistrari pe hirtie foto sau termosensibila sau cu penite estemult mai greoaie si consumatoare de timp.

In primele etape ale urmaririi sistematice a regimurilor de functionareale agregatelor si ansamblurilor automobilelor, informatiile insumate saumediate se obtineau cu ajutorul unor contoare mecanice (de tipul conto-rului de kilometri de la vitezometrele de bord) sau electromagnetice, me-toda inadecvata pentru unele din marimile cercetate si care presupune innumeroase cazuri pierderi substantial de informatii. In prezent, fara a serenunta complet la aparatele de tip contor, se acorda prioritate metodelorde tratare statistics a informatiei, analiza respectiva facindu-se atit in do*meniul timpului, cit si in domeniul frecventei. Acest lucru este facut po-sibil de existenta unei aparaturi electronice de achizitionare, stocare sianalizare a informatiei, putindu-se practic considera o masurare electro-nica a marimilor neelectrice. Aceasta situatie este comuna de altfel multordomenii ale tehnicii contemporane, fapt ilustrat de numeroasele carti re-feritoare la acest tip de masurari. Practica a dovedit ca o aparatura cucaracter universal de masurare electronica a marimilor mecanice si ter-mice se poate adapta foarte usor la conditiile specifice functionarii auto-mobilelor. Mai mult chiar, conditiile specifice functionarii automobilelorsint relativ putin severe: domeniul de acceleratii nu depaseste uzual20 m/s2, al temperaturii masurate uzual este cuprins numai intre —40°Csi +200°C (excluzind unele elemente ale motorului si suprafetele de fric-tiune ale frinelor si ambreiajelor), iar domeniul frecventelor poate fi inmajoritatea cazurilor limitat superior la 100—120 Hz.

Despre regimurile de functionare ale automobilelor nu se poate vorbidecit sub aspect statistic, chiar in cazul unor conditii de exploatare apa-rent putin variabile. Starea de incarcare, viteza de deplasare, natura sicalitatea imbracamintii drumurilor vor prezenta intotdeauna o anumitavariabilitate, cu anumite valori extreme si repartitii ale valorilor instan-tanee. Din aceasta cauza, la alegerea conditiilor de rulaj pentru determi-narea regimurilor de functionare ale agregatelor automobilului vor tre-bui stabilite aprioric (pe baza experientei anterioare sau a unor cerce-tari speciale) care sint conditiile reprezentative pentru tipul de automo-bil cercetat, sub aspectul ponderii diferitelor categorii de drumuri in ru-lajul total §i al insasi lungimii sectoarelor respective, vitezei de depla-

Page 14: Metode Si Mijloace de Incercare a Automobilelor IV

Indicator! caracteristici ai regimurilor de functionare 241

sare, condi^iilor ambiantale etc. Se impune ca o evidenta faptul ca fie-carui tip de automobil ii corespund conditii reprezentative proprii, ceea cenu permite extrapolari ale rezultatelor masurarilor decit in anumite li-mite restrinse.

15.1. Indicator! caracteristici ai regimurilor de functionareale ansamblurilor si agregatelor automobilului

O activitate preliminara incercarilor descrise in capitolul de fata oconstituie alegerea indicatorttor caracteristici ai regimurilor de functio-nare investigate. Din considerente de economicitate si simplitate a incer-carii este de dorit ca numarul .acestor indicator! sa fie restrins la strictulnecesar; acest strict necesar trebuie sa permita obtinerea volumului de in-formatii prevazut de obiectivul incercarii, intr-o asa masura incit incer-carea sa se justifice. Un sistem rational de indicatori trebuie sa caracte-rizeze influenta conditiilor de incercare atit asupra calitafilor de exploa-tare ale automobilului, cit s_i asupra regimurilor parametrilor functional!s.i regimurilor de lucru ale subsistemelor acestuia (agregate, ansambluri,elemente). Un asemenea sistem poate fi, de exemplu, urmatorul:

Pentru automobilul in ansamblu, viteza medie de circulatie (km/h) §iconsumul mediu de combustibil (1/100 km);

Pentru motor, lucrul mecanic efectiv raportat la 1 km de rulaj(kWh/km), spatiul parcurs de un piston exprimat in procente fata de ru-lajul automobilului, temperatura medie a lichidului de racire (°C), nu-marul de porniri ale motorului raportat la 100 km de rulaj.

Pentru transmisie in ansamblu, functia de repartitie a solicitarilor(momentelor de torsiune sau eforturilor unitare) din elementele transmi-siei pentru diferite trepte de viteze sau numarul de cicluri de solicitareechivalente pentru diferite niveluri (clase) de variatie a momentului detorsiune, functia de repartitie a eforturilor unitare in arborii planetari aiautomobilului.

Pentru ambreiaj, numarul mediu de cuplari raportat la 1 km de rulaj,lucrul mecanic de patinare raportat la unitatea de suprafata a garnitu-rilor de frictiune (J/cm2), temperatura globala medie a discului de pre-siune al ambreiajului (°C).

Pentru cutia de viteze, numarul de schimbari de trepte de viteze ra-portat la 1 km de rulaj, durata sau rulajul de functionare in diferiteletrepte de viteze exprimate procentual fata de timpui sau rulajul total deincercare.

Pentru dispozitivul frinei de serviciu, numarul de frinari la 1 kmde rulaj, functia de repartitie a valorilor maxime ale deceleratiilor de^frinare sau numarul de frinari in clase de diferite intensitati ale frinarii,lucrul mecanic de frecare din frine raportat la unitatea de suprafata agarniturilor de frictiune §i la 1 km de rulaj (kWh/cm2km), temperaturamedie globala a garniturilor de frictiune.

Pentru dispozitivul frinei de stationare, numarul de actionari la 100 kmde rulaj.

Pentru sistemul de directie, functia de repartitie a unghiurilor de ro-tire a volanului.16 — Metode 9! mijloace de Incercare

Page 15: Metode Si Mijloace de Incercare a Automobilelor IV

242 Incercari in vederea determiner!! regimurilor de funciicnare

Pentru suspensie, functia de repartitie a curselor elementelor elasticesi a acceleratiei in diferite puncte ale masei suspendate, functia de repar-titie a acceleratiei transmise incarcaturii, nivelul vibratiilor pa scaunulsoferului si pasagerilor in baza criteriilor normei ISO 2631-78 (v. § 9.5.1).

Pentru elementele structurii portante, functia de repartitie a valoriloreforturilor unitare specifice sau numarul de cicluri echivalente in dife-rite clase de variatie a valorilor respective.

Indicatorii enumerati mai inainte nu sint exhaustivi sau minimali:lista poate fi extinsa sau micsorata in functiile de obiectivele urmariteprin masurare si de mijloacele de masurare disponibile. Pentru calculelede durabilitate, precum si pentru stabilirea regimurilor de incercare pestanduri a diferitelor agregate, accentul se va pune pe inregistrarea si sis-tematizarea spectrelor de solicitare din piesele de rezistenta apartininddiferitelor ansambluri sau agregate; pentru verificarea unui tip nou demecanism de frinare sau de garnitura de frictiune masurarile se pot li-mita la determinari de repartitii de deceleratii si/sau temperaturi ale gar-niturilor de frictiune etc.

In cap. 2 se poate urmari cum intervin o serie din indicatorii enume-rati in pregatirea si efectuarea incercarilor de stand.

15.2. Aparate si alte mijloace necesare pentru determinarearegimurilor de functionare

15.2.1. Determinarea regimului de functionarepentru automobilul in ansamblu

Dupa cum s-a aratat, indicatorii de baza pentru descrierea regimuluide functionare al automobilului in ansamblu sint viteza medie de circu-latie si consumul mediu de combustibil. Ambele marimi se obtin eel maicomod dintr-o evidenta clara a timpului de rulaj efectiv, parcursului sialimentarii automobilului cu combustibil pe un traseu sau o succesiunestabilita de trasee suficient de lungi si reprezentative. In acest scop sepoate utiliza contorul de kilometri al vitezometrului de bord (etalonatin prealabil), un ceas (cronometru) si o serie de vase, masuri si cilindrigradati psntru masurarea combustibilului introdus in rezervorul auto-mobilului. La acestea din urma se poate renunta daca alimentarea auto-mobilului se face intotdeauna de la aceeasi pompa de benzina cu debit-metru verificat.

Un mijloc mai adecvat de determinare a vitezei medii de deplasareil reprezinta vitezograful montat in locul vitezometrului de bord. Dia-grama unui vitezograf (fig. 15.1) permite nu numai determinarea cu pre-cizie a vitezei medii, ci si evidentierea unor particularitati ale parcurgeriisectorului (sectoarelor) de masurare: uniformitatea deplasarii, functiona-rea motorului la turatia indicata, duratele eventualelor opriri etc. Se pot,de asemenea, determina vitezele medii locale. Vitezograful asigura tot-oclata si un control asupra modului de conducere a automobilului de ca-tre soferul experimentator.

In cazul montarii pe automobil a unui sistem de masurare multicanal,date similare se pot obtine prin prelucrarea dupa criteriile dorite a in-

Page 16: Metode Si Mijloace de Incercare a Automobilelor IV

Aparate si a!te mijloace necesare pentru determinarea regimurilor de functionare 243

formatiilor furnizate de un set de traductoare de rotatie in legatura curotile automobilului.

Pentru masurarea mai precisa a consumului mediu de combustibil sepot utiliza debitmetre cu cantor disponibile in prezent in diferite tipuriconstructive (v. fig. 6.2 si 6.3).

'^sr6-'—'—T^r^^ff-i-M ii

Fig. 15.1. Exemplu de diagrama inregistrata de un vitezograftip Ursacord:

1 — marcaje de identilicare a deschiderii capacului vitezograf ului;2 — curba de inregistrare a turatiei motorului (ilustreaza daca motorula fost utilizat In domeniul optim de functionare); 3 — curba de Inre-gistrare a vitezei de deplasare; t — curba de Inregistrare a rulajuluiefectuat; 5 — curba de identificare a schimbarii soferului; 6 — spaiiupentru inscrierea datelor caraeteristice cursei (data, traseul, tipul au-

tomobilului, sarcina, soferul etc.).

15.2.2. Determinarea regimului de functionare si spectrelorde solicitare din ansambluri si agregate

Varietatea naturii fizice a indicatorilor regimului de functionare (in-cluzind si spectrele de solicitare) duce la o varietate corespunzatoare amijloacelor de masurare utilizate. Unii dintre indicatorii enumerati la§ 15.1 pot fi masurati direct cu ajutorul unor traductoare specifice: marcitensometrice, traductoare de cuplu, turatie, deplasare, traductoare de ac-celeratie, termocupluri etc. Semnalele respective se amplifica si se vizuali-zeaza, se inregistreaza sau se introduc intr-un sistem de prelucrare (cla-sificare) statistica. In fig. 15.2 se prezinta un analizor statistic (clasifica-16*

Page 17: Metode Si Mijloace de Incercare a Automobilelor IV

244 Incercari in vederea determinarii regimurilor de functionare

Fig. 15.2. Aparatul de clasificare tip K 17 S(Hottinger-Baldwin). Permite clasificarea^ernnalelor dupa patru criterii: intersectareanivelurilor, ,,range-pair", densitatea de proba-bilitate §i functia de repartitie a valorilor in-

stantanee (prin esantionare in timp).

Fig. 15.3. Dispunerea aparaturii pentru masu-rari tensometrice in caroseria unui auto-turisrn. Se observa blocurile de punti ampli-ficatoare cu frecventa purtatoare (Hottinger-Baldwin) si sistemul de inregistrare (Honey-

well, Hewlett-Packard).

tor) de fabricate Hottinger-Baldwin, adecvat sistematizariispectrelor de solicitare din ele-mentele automobilelor.

Indicator! ca puterea sau lu-crul mecanic se obtin indirect,prin multipiicarea (bineinteles,electronica) a unor semnale da-te de traductoare de cuplu-tu-ratie: rezultatul imediat esteproportional cu puterea, iar in-tegrarea semnalului va da lu-crul mecanic. Marimile specifi-ce (raportate la 1 km, la 1 cm2

etc.) se determina intr-o a douafaza de prelucrare a informa-tiei inregistrate.

Masurarea numarului de cu-plari sau actionari de comenzi(pedala de frina, de ambreiaj,maneta cutiei de viteze) se poa-te face relativ simplu, cu aju-torul unor microintrerupatoaremontate convenabil pe comenzisau in conexiune cu acestea s,ia unor contoare electromagne-tice. Simplitatea metodei per-mite neincluderea ei in sistemulcomplex de masurare a celor-lalte marimi ce caracterizeazaregimul de functionare, ceea cereduce numarul de canale nece-sare ale acestuia.

Problema masurarii experi-mentale a eforturilor unitare sj,in general, a masurarii electro-nice a marimilor fizice este tra-tata in diferite lucrari de spe-cialitate s.i, asa cum s-a mai ara-tat, aplicarea in domeniul in-cercarii automobilelor nu pre-zinta dificultati. Este de remar-cat doar ca masurarile referi-toare la piesele in mi§care derotatie (cupluri, eforturi unita-re de torsiune) destul de nume-roase la automobile fac necesa-ra utilizarea unor sisteme decolectoare concepute spre aelimina distorsionarea semnale-

Page 18: Metode Si Mijloace de Incercare a Automobilelor IV

Aparate si alte mijloace necesare pentru determinarea regimurilor de functionare 245

lor de masurare ca urmare a unor rezistente ohmice; asemenea colectoaresint insa produse curent de fabricantii de aparatura de masurare elec-tronica.

In marea majoritate a cazurilor, aparatura de masurare si inregistrareutilizata la efectuarea incercarilor se poate dispune in insasi caroseriaautomobilelor incercate (fig. 15.3, fig. 15.4, fig. 15,5, a, fig. 15.6), astfelincit problema legaturii dintre traductoare si aparatele de conditionare,

Fig. 15.4. Montarea blocului de aparate pentru masurari ten-sometrice in salonul autobuzului incercat.

amplificare si inregistrare a semnalelor este relativ simplu de rezolvat.Sint desigur necesare masuri speciale de protejare a aparaturii impotrivasocurilor si vibratiilor din timpul deplasarii automobilului, mai ales intimpul deplasarii pe drumuri de categorii inferioare sau in teren. Se folo-sesc pentru aceasta placi de cauciuc elastic, saltele buretoase, tendoaneelastice, sau mijloacele de montare speciale cu care unele aparate sint pre-vazute de fabricant. De remarcat ca aparatura moderna, tranzistorizatarezista relativ bine la conditiile de functionare de pe automobil. Alimen-tarea cu curent a aparaturii de masurare, in cazul cind aceasta nu e detipul ,,cu baterii" sau ,,de la baterii", necesita includerea unui converterde putere adecvata si, evident, montarea pe automo'bil a unei baterii deacumulatoare de capacitate suficienta.

Atunci cind numarul de canale de masurare si — in consecinta — vo-lumul aparaturii necesare este mare, caroseriile autoturismelor si cabi-nele autocamioanelor nu mai ofera suficient spatiu pentru dispunereaaiparatelor, cablajelor de conexiuni ?i pentru activitatea normala a per-sonalului ce efeotueaza masurarile (o situatie oarecum ,,limita" este ilus-trata in-fig. 15.3). O prima solutie in acest caz, aplicalbila in primul rindla autocamioane o ofera asa-numitele containers lab or at or, dedimensiuni care sa permita amplasarea in interior in conditii optime a apa-raturii de masurare si anexa, a blocurilor de conexiuni si crearea condi-

Page 19: Metode Si Mijloace de Incercare a Automobilelor IV

246 Incercari in vederea determiner!! regimurilor de functionare

Fig. 15.5. Autocamion pregatitpentru masurarea eforturilorunitare din rama s,asiului. Seobserva aparatura de masura-re (tip Hottmger-Baldwin) siinregistrare (tip Honeywell)montata elastic pe cadrul me-talic (a) s.i montajul m&rcilor?i cablurilor de legatura peBtructura autocamionului (b).

Fig. 15.6. Amplasarea unor.traductoare induc-tive de accelerate tip B 12-200 (Hottinger-Baldwin) pentru determinarea acceleratiilorpartii frontale a caroseriei unui autoturism:o — daca directia acceleratiei vibratiilor este ne-cunoscuta, acceleratia totala se determina prinmontarea In punctele respective, prin intermediulunor blocuri de fixare, cite trei traductoare pe di-rectil reciproc perpendiculare; b — daca directiavibratiilor principale In punctul de masurare estecunoscuta, se monteaza cite un singur traductor,

cu axa situata pe aceasta directie.

Page 20: Metode Si Mijloace de Incercare a Automobilelor IV

Apcrate si alte mijloace necesare pentru determinarea regimurilor de functionare 247

tiilor de lucru ergonomice pentru operatori. Un asemenea container-la-borator se poate instala chiar pe platforma autocamionului incercat, pre-luind partial &i rolul de Ibalast de incarcare sau poate fi amplasat inapropierea locului de efectuare a ineerearilor, in care caz legatura apara-turii din container si traduotoare se poate face pe cale telemetriea. Con-tainerele-laborator pot fi echipate cu instalatii de ventilatie-incalziretermostatate, cu mijloace de protectie electrica a aparaturii si alte dotaricare asigura conditii optime de functionare a aparatelor de masurare.Acest fapt permite inoluderea in sistemul de masurare $i a unor aparatemai sensibile: clasificatoare, analizoare de semnal, calculatoare, impri-mante, perforatoare de banda, magnetofoane neportabile.

O alta solutie o ofera automobilele-laborator, realizatepe baza unor autodube sau autobuze si care, calitatilor deja aratateale containerelor-laborator, le adauiga mobilitatea. Automobilele-laborator urmaresc de la o anumita distanta automobilul incercat, cu carese afla in legatura printr-un fascicul de cabluri prin care se transmitsemnalele de la traductoare la aparatura de conditionare, amplificare §iinregistrare. Sincronizarea deplasarii automobilului-laborator cu o auto-mobilului incercat nu este in toate cazurile asa de simpla cum s-ar pa-rea, mai ales in situatia unor e-volutii rapide ale acestuia din urma, aefectuarii incercarii pe drumuri publice sau in teren. Automoibilul-labo-rator trebuie sa prezinte concomitent o capacitate de treoere si o dina-mica ridicate, daca doreste sa aiba o utilizare cit mai generala. Fascicu-lul de cabluri trebuie sa fie suficient de lung spre a oferi o marja desiguranta pentru diferentele temporare de viteze ce pot aparea inerentintre oele doua automobile, dar si cit mai scurt posibil spre a nu puneprobleme — prin rezistentele ohmice implicate si prin efectele capaci'tiveintre cablurile din fascicul — etalonarii lantului de masurare sau sprea putea fi tinut intins la suficierita distanta de soil. Lungimile uzuale alecablurilor de legatura sint de 25—30 m, iar pentru evitarea agatarii lorde catre obstacole incidentale sau vegetatia limitrofa fasciculul este ridi-cat pe mici catarge amplasate pe cele doua automobile, in evolutie simul-tana. In alte cazuri, caiblurile propriu-zise se suspends cu bucle largi deo sirma avind la capete arcuri spirale ce permit o adaptare mai buna lavariatia distantei dintre automobile.

Folosirea unor automobile-laborator deplasabile in paralel cu automo-bilul incercat poate deveni neconvenabila si din cauza cheltuielilor su-plimentare legate de consumul de oombustibil, lubrifianti, materiale deintretinere i§i reparatii ale acestora, cu atit mai mult cu cit utilizarea inconditii dificile de drum si teren duce la o uzare fizica accelerata a sis-temului de rulare, suspensiei §i transmisiei.

Cu toate dezavantajele subliniate, automobilele-laborator au in pre-zent o larga utilizare. Ca si containerele^la'borator, acestea permit inclu-derea in lantul de masurare a unor aparate mai complexe si mai sensibile,inclusiv a unor oalculatoare, oe asigura prelucrarea completa a datelorde masurare concomitent cu sau imediat dupa obtinerea lor. In fig. 15.7se prezinta aspectul interior al mesei de lucru la un automobil-laboratorrealizat in tara pe baza fungonetei 4X4 TV.D-12-F, pregatit pentru ma-surari tensometrice. In fig. 15.8 se vede ansamblul de aparate mult mai

Page 21: Metode Si Mijloace de Incercare a Automobilelor IV

248 Incercari in vederea determinarii regimurilor de functionare

Fig. 15.7. Grup de punti amplificatoare cufrecven^a purtatoare (Hottinger-Baldwin, tipKWS 6 A5) §i inregistrator cu raze ultravio-lete (Honeywell, tip Visicorder 2106) instalatintr-un automobil laborator tip TV. D D-12-F,in vederea unor masurari tensometrice pe

parcurs.

complexe din dotarea unui automobil-laborator ce permite §i prelucra-rea in situ a semnalelor.

Solutia optima de asigurare a conditiilor de efectuare a masurarilorin teren o ofera sistemele de transmitere telemetrica a semnalelor de ma-

surare de la traductoare si apa-ratura de preconditionare com-pacta montata pe automobil laaparatele de prelucrare imedia-ta sau memorare a datelor res-pective, montate de la caz lacaz in containere-laborator, au-

, #} tomobile-laborator sau in incin-te fixe, aflate in zona de efec-tuare a masurarilor, dar la dis-tante sensibil mai mari (de or-dinul kilometrilor) de automo-bilul incercat. Legatura teleme-trica se poate face fie prin ca-bluri, fie prin radio. Telem?triaradio s-a utilizat initial in do-meniul incercarii in zbor aavioanelor, trecind ulterior cumare succes in acela al cerce-tarilor cosmice. Dezvoltarea im-petuoasa a acestora din urma inultimul deceniu a dus la apari-tia unor instalatii de telemetra-re la preturi convenabile si cuperformante functionale multimbunatatite, ceea ce a permisutilizari similare si in domeniulincercarii automobilelor, ince-pind cu incercarile de securita-te pasiva (ciocniri), in care altemetode de masurare nu asiguraconditiile de protectia munciipersonalului de experimentare.

Justificarea utilizarii instala-tiilor de telemetrie in domeniulincercarii automobilelor decurgedin situatia ca, pe masura cres-terii numarului de canale demasurare, conditiile de efectua-re a masurarilor pe insusi auto-mobilul incercat devin nesatis-facatoare, deoarece:

— spatiul disponibil pentruFig. 15.8. Vedere de ansamblu a instalatiei de aTrmiaqarpn annratplnr HP ma^nmasurare multicanal montata intr-un auto-

mobil-laborator. rare este limitat — mai ales la

Page 22: Metode Si Mijloace de Incercare a Automobilelor IV

Aparate si alte mijloace necesare pentru determinarea regimurilor de functionare 249

antocamioane si autoturisme — acestea ajungind sa perturbe activitateanormala a operatorilor si chiar activitatea soferului;

— masa aparaturii necesare si a personalului de operare poate deveniin unele cazuri (la autoturisme) mai mare ca sarcina utila a automobilu-lui incercat, ceea ce ar duce la suprasarcini in structura de rezistenta aacestuia;

— consumul de energie electrica al aparatelor ajunge in mod firescsa fie mare, greu de asigurat fara baterii de acumulatoare de mare ca-pacitate, care sint totodata si foarte grele;

— asigurarea protectiei de socuri s.i vibratii a aparaturii montate peun automobil ce ajunge in mod obisnuit sa circule pe drumuri de catego-rii inferioare sau in teren este dificila si, spre a fi eficienta, implica spo-ruri suplimentare de greutate si reduceri de spatiu de lucru util pentruoperatori.

Se observa ca in mare masura aceste neajunsuri au fost eliminate prinrecurgerea la containerele sau automobilele laborator. In mod structu-

Anteno de emisie

'Core

nditiom-

lelar

!Hate ona/ot/ice

—^ —A //'men/area

troductoorelor

1A1

t

fnregbane.

Filtru

prapunen

_LBloc ds

- alimen -fore

WI2W8

'ifena de receptie

Receptortelemeinc

( p

isfratorcufa" numeric

Hecoc/ofor" PCM

Calculator cu

Codafor" PCM i

Codator(Optional) —

lift

a

Convertor

numeric

• Jl

Filtru de

du/afie

Emit/ihrtele me - — 'trie

' J

B/acde

fare

-Aparakind/cafdor-e siinreaisfrafoare

J

-

Fig. 15.9. Schema bloc a unei instalatii de telemetrie cumodulare de cod a impulsurilor (PCM), cu transmitere

radio:a — sistemul de emisie (montat pe automobil); b — sistemul de

receptie.

ral insa, acestea nu pot rezolva integral problema mentionata: cablurilede legatura dintre traductoare §i aparate sint limitate la lungime de25—30 in, sint expuse ruperilor §i cimpurilor electrice perturbatoare,pot genera zgomote electrice etc.

Page 23: Metode Si Mijloace de Incercare a Automobilelor IV

250 incercari in vederea determinarii regimurilor de functionare

Exista diferite tehnici de telemetrie, toate bazate pe acelasi princi-piu: semnalele electrice generate de diferitele traductoare sint preconditio-nate si combinate intr-un flux serial de date, denumit s e m n a Imultiplex, semnal ce contine toate informatiile date de traductoare.Acesta este transmis prin cablu, prin radio sau inmagazinat intr-un in-registrator. Pentru reconstituirea semnalelor originale ale traductoarelor,semnalul-multiplex transmis sau memorat se introduce mai Intii intr-unsistem de demultiplexare, care separa informatiile diferitelor traductoare,le demoduleaza, le amplifies si reproduce semnalele originale. Tehnicileuzuale de telemetrie sint bazate pe mo dulatia de frecventa(FM) si mo dul afia de coda impul suril or (PCM). In sis-temele de telemetrare FM, fiecare semnal de intrare moduleaza freevenljaunui oscilator controlat prin tensiune (VCO); iesirea de la diferitele VCOse combina intr-un semnal multiplex modulat in frecventa. In sistemelede telemetrie PCM, semnalele de intrare analogice sint convertite maiintii in semnale numerice §i apoi combinate intr-un semnal multiplex se-rial numeric. Prin sistemele PCM se pot astfel masura marimi fizice, caforte, acceleratii (socuri §i vibratii), eforturi unitare, timp, faza, rezis-tente etc. In fig. 15.9 se arata schema ihloc a unei instalatii de telemetriede tip PCM.

Elementul de baza, codificatorul, transforma semnalele de in-trare analogice intr-o forma numerica, le combina intr-o forma nume-rica, le comlbina in semnalul-multiplex si le introduce in emitator. De-oarece acesta se afla montat pe automobilul incercat, trebuie sa fie ro-bust si de greutate mica.

Page 24: Metode Si Mijloace de Incercare a Automobilelor IV

16. POLIGOANE $l INSTALAJH DE INCERCARE COMPIEXE

In capitolele precedente s-a aratat ca oea mai mare parte a incerca-rilor de automobile se poate efectua pe portiuni ale drumurilor de circu-latie pu'blica ce indeplinesc conditii specifice in legatura cu natura sistarea de viabiiitate a imbracamintii, declivitatea, rectiliniarltatea, zonade amplasare etc. Din punctul de vedere al securita^ii si vitezei de efec-tuare a incercarilor, aceste conditii trebuie asociate, in general, cu o in-tensitate redusa a traficului rutier iar din punctul de vedere al repata-bilitatii - - cu constanta naturii si starii de viabiiitate a imbracamintiipe o perioada de timp indelungata, precum si cu identitatea sau mentine-rea in limite precizate a conditiilor ambientale (temperatura si presiuneaatmosferica, lipsa preciipitatiilor etc.).

Indeplinirea concomitenta a conditiilor enumerate este deosebit dedificila in conditiile retelei rutiere actuale cu trafic din ce in ce mai in-tens, supusa permanent uzarii si lucrarilor de intretinere sau moderni-zare. Respectarea conditiilor meteorologioe, chiar in limitele destul delargi acceptate, exclude o parte insemnata a zilelor din calendarul unuiprogram cronologic al lucrarilor de incercare, ceea ce are ca elect cres-terea duratei si cheltuielilor de incercare, iar pe terrnen lung — cres-terea duratei procesului de geneza al unui nou tip de automobil.

La cap. 2 s-a aratat ca incercarea in conditii de laborator, pe standuri,a agregatelor, ansamblurilor si elementelor de automobile elimina depen-denta vitezei de incercare de factor!! exterior! si permite totodata o re-ducere suplimentara a duratei incercarii prin accelerarea, realizata ca ur-mare a cresterii controlate a nivelului solicitarilor. Este de suibliniat insaca sistemele incercate separat pe stand, odata montate pe un automobil,intra in interlegaturi si interdependente functionale noi, ale caror efectenu pot fi intotdeauna evaluate aprioric si simulate ca atare in laborator,cauza pentru care incercarile de agregate pe stand nu elimina necesita-tea supunerii automobilului, in componenta caruia urmeaza a intra, laincercari de ansamblu in vederea determinarii calitatilor de exploatarereale.

In sfirsit exista o categorie de incercari ce privesc automobi-lul in an-sam'blu ce nu pot fi efectuate cu suficienta precizie prin incercari ,,deparcurs", pe o retea rutiera cu caracteristici standard, chiar daca toatecelelalte conditii enumerate sint indeplinite, fie si la valorile optime.

Toate cele aratate mai inainte au oibligat pe constructorii de automo-bile si laboratoarele sau institutele de incercare eonexe sa realizeze poli-goane de incercare speciale, menite sa suplineasca si sa completeze con-ditiile oferite de o retea rutiera reala, precum si instalatii de incercarecomplexe cu posiibilitati de realizare a unor spectre de solicitare, micro-climate sau alti factor! ambientali cu parametri controlati; asemenea

Page 25: Metode Si Mijloace de Incercare a Automobilelor IV

252 Poligoane si irsstcsSatii de inccrcare complexe

mijloace de incercare sint concepute spre a putea testa automobilul inintregime, chiar daca uneori investigatia priveste numai unele subsistenceale acestuia, diferind prin aceasta principial de standurile prezentate sianalizate deja la cap. 2.

16.1. Poligoane de incercare a aufomobilelor

In conditiile aecelerarii progresului tehnic §i tehnologic, ale neeesita-tii unor reorientari rapide a fabricatiei in functie de conjuncture econo-mica si concurenta de pe piata internationala a automobilelor, incercarilein poligon si, prin urmare, existenta poligoanelor insesi constitute un fac-tor determinant al supravietuirii sau eficientei economice a fabricatieide automobile. In prezent, aproape fiecare constructor de automobile dis-pune exclusiv, sau prin cooperare, de un poligon de incercare si de o me-todologie de incercare adecvata, 'care sa-i permita o testare rapida a solu-tiilor constructive de innoire a produselor, de adaptare la cerinte con-juncturale, fara a se astepta sezonul favorabil sau a face apel la o retearutiera deja suprasaturata din punctul de vedere al intensitatii traficului§i care ar desconspira planurile de perspectiva ale fabricantului.

In principiu, un poligon de incercare consta dintr-o colectie de pistece reproduce drumuri reale caracteristice din punctul de vedere al posi-bilitatilor de evolutie ale automobilului sau al spectnlor de solicitareinduse in elementele acestuia, cu proprietati stabile si cu amenajari auxi-liare ce faciliteaza efectuarea si maresc precizia masurarilor. Pistele sintetalonate in raport cu destinatia lor, ceea ce face ca rezultatele o'btinutesa poata fi usor raportate la rezultate anterioare, spre a se aprecia atinge-rea obiectivului propus prin incercare. Din varietatea incercarilor ce potfi efectuate intr-un poligon, sint de suibliniat urmatoarele trei tipuri, carede altfel au solicitat cu prioritate infiintarea poligoanelor: incercari laregimuri de functionare intensive, incercari accelerate de anduran^a siinoercari de stabilitate dinamica.

Exista insa in poligoane si alte amenajari in afara de piste, ca deexemplu tunele de praf, drumuri inundate, terenuri cu diferite structuriale paminturilor etc., iar din motive de centralizare a activitatii de in-cercare se asociaza si instalatiile complexe de incercare ce se vor discutain acest capitol sau chiar laboratoare cu standurile aratate la cap. 2.

16,1.1. Incercari la regimuri de functionare intensive

In acest tip de incercari se includ: determinarea performantelor (vi-teza maxima, timpii de demarare, consumurile de combustibil), studiulracirii motorului (verificarea temperaturii stabilizate la rulaj prelungitcu viteze ridicate), comportarea transmisiei si sistemului de rulare la vi-teze ridicate (regimul de zgomote si vibratii), comportarea suspensiei sidirectiei la viteze ridieate (stabilitatea si mersul lin), durabilitatea pneu-rilor in conditiile rularii cu viteze mari, stabilitatea automobilului lafrinari de la viteze ridicate, stabilitatea automobilului sub efectul forte-lor aerodinamice si a vintului lateral, functionarea unor ansambluri laviteze mari (sfergatoarele si spalatoarele de parbriz, farurile etc.).

Pentru incercarile la viteze ridicate se realizeaza piste dinamice cu

Page 26: Metode Si Mijloace de Incercare a Automobilelor IV

Poligoane de incercare a automobilelor 253

imbracaminte din beton sau asfalt avind o parte reetilinie de eel putin1 000 m pentru determinarea performantelor de accelerare. Razele decurbura se realizeaza cit mai mari, iar racordarea cu aliniamentele seface prin clotoide. In zonele de curbura profilul transversal al pistei sestabiles.te astfel ca reactiunile laterale -la roti sa fie minime, cauza pentrucare, in fune^ie de razele de curbura si de vitezele maxime avute in ve-dere, se poate ajunge la inelinSri transversale de pina la 50°. Circulatiape pista dinamica se poate face de obicei pe 2—3 benzi de viteza, latede 4 m, alaturi de care exists benzi suplimentare de seeuritate, pentruineercarile de frinare, acvaplanare sau stabilitate la vint lateral. Instala-tia de vint lateral consta fie dintr-o baterie de ventilatoare dispuse ast-fel incit sa creeze un vint lateral de 80—100 km/h pe o distanta de min50 m, fie unul sau mai multe reactoare de avion.

Pentru mSsurarea performantelor se utilizeaza instalatii legate deautomobil aparate roata a 5-a, piatforme stabilizate giroscopic etc.), sauinstalatii fixe cu foto celule pentru marcarea si inregistrarea timpului,amplasate pe aliniamentul pistei si comandate eentralizat din turnul decontrol.

.16.1.2. Incercari accelerate de anduranta

Poligoanele de incercare dispun de trasee speciale de anduranta carereproduc conditii de drum dificile din cele mai diverse. Suit uzuale tra-seele tip tabld ondulata, ale caror ondulatii au amplitudinea de 25—•40 mm si pa§i de circa 750 mm, realizate de obicei din beton. Alte traseespecifice sint cele cu cuiburi de gaina (gropi de 7—8 cm adincime deforma ovala, cu axele de 0,3—0,4 m), cu pavaj belgian executat cu pietrede riu sau pavele denivelate. Exists, de asemenea, tronsoane cu supra-fata ondulata cu lungimi de unda mare, ce pot solicita in faza sau defa-zat ro^ile aceleia?i osii. Se reproduc, de asemenea, treceri de cale ferata,peste linii de tramvaie, drumuri de santier, cu pante mari treceri de va-duri, drumuri cu serpentine strinse, specifice traseelor montane etc.

Itinerarul prin reteaua de piste din poligon se stabiliste pentru fie-care tip de automobil in parte, tinind seama de ponderea pe care, in func-tie de destinatia acestuia, o au in exploatarea reala diferitele categoriide drumuri. Pentru controlul automobilelor incercate in vederea depis-tarii eventualelor ruperi, precum §i pentru intretinerea automobilelorrespective in apropierea traseului de anduranta se amenajeaza un ate-lier mecanic cu dotarile necesare.

Incercarilor de durabilitate a structurii le sint asociate, de obicei, siincercari pentru verificarea etanseitatii la apa §i praf §i a evolutiei aces-teia in vederea determinarii zonelor expuse corodarii. Din aceasta cauza,paralel cu traseul de anduranta, se eonstruiesc tunele de praf, instalatiide ploaie artificials ,si gropi cu apa sarata.

.16.1.3. Incercari de stabilitate dinamica

Din aceastS categorie fac parte incercarile descrise la § 8.2.1, 8.2.3 si8.2.4, care se pot efectua mai comod, mai -precis si in conditii de securi-tate sporite in cadrul unor amenajari si piste speciale. La acestea se mai

Page 27: Metode Si Mijloace de Incercare a Automobilelor IV

254 Poligoane si instalaiii de incercare complexe

adauga determinarea vitezelor eritice de acvaplanare, vitezelor critice dederapare si incercarile de maniabilitate.

Studiile de acvaplanare si maniabilitate se executa pe un platou cir-cular cu raza de minimum 100 m, betonate §i astfel realizate incit sapoata fi inundate cu un strat de apa gros de pina la 10 mm. Metodelede cereetare a limitelor de stabilitate dinamica se axeaza pe determina-rea vitezei la care se manifesta fenomene de instabilitate: derapare, acva-planare, rasturnare etc., viteze ce depind §i de natura imbracamintiipistei. Or, amenajarile de poligon pot asigura o gama de astfel de im-bracaminti, ceea ce permite analize complete de stabilitate si maniabili-tate.

16.2. Simufatoare de drum

Oricit de perfects ar fi organizarea unui poligon de incercare a auto-mobilelor, aceasta ramine de fapt un stand in aer liber, afectat de con-ditiile meteorologice ale unei perioade de tirrup date intr-o masura dacanu determinanta, totusi apreciabila. Dat fiind ca ancercarile de andu-ranta sint cele mai mari consumatoare de timp in faza de punere lapunct a unei noi solutii constructive, s-a impus ideea de a transfera inlaborator pistele de incercare respective, prin realizarea unor instalatiide simulare a actiunii drumului asupra sistemului de rulare al automo-bilului. Proiblema cea mai dificila ce trebuie rezolvata la simularea actiu-nii drumului este aceea a acuratetii simularii, rezolvarea acesteia deve-nind posibila numai cu ajutorul unor tehnici de virf.

Prima etapa a procesului de simulare consta din captarea de date pri-vind raspunsul dinamic al automobilului (acceleratii, deplasari, vitezerelative intre elemente, deformatii) in rulajul real, urmata de verificareape stand a gradului de reproducti'bilitate a acestor date, cind asupra ro-tilor actioneaza nu drumul, ci simulatorul de drum. Sistemele de colec-tare a datelor privind comportarea dinamica a automofoilului in rulaj saupe simulator nu trebuie sa introduca distorsiuni §i defazaje inadmisibileale semnalelor inregistrats.

16.2.1. Principiul de functionare al simulatorului de drum

Cel mai utilizat tip de simulator de drum este, la ora actuala, simula-torul eleetrohidraulic. Unitatea de baza a simulatorului — cilindrul hi-draulic cu piston (actuatorul) — executa comenzi electrice (tensiuni) pro-ducind asupra sistemului de incercat actiuni, care se caracterizeaza prindeplasare, acceleratie, viteza, forta, frecventa (fig. 16.1). Elementul deexecutie este pistonul hidrauliic care culiseaza in cilindrul hidraulic. Acestpiston este pus in miscare de uleiul de lucru care actioneaza pe una dinfetele sale. Se adopta o presiune de regim ridicata (20—30 MPa), astfelca parametrul care dirijeaza deplasarea pistonului este debitul de uleiadmis. Reglarea debitului de ulei se face de catre o servovalva, al careisertar este comandat electromagnetic de catre un sistem de comandaelectronic. Acest sistem de comanda este de fapt un circuit de reglare cubucla inchisa, in care marimea ©lectrica de intrare (valoarea impusa) se

Page 28: Metode Si Mijloace de Incercare a Automobilelor IV

Simulatoare de drum 255

compara cu marimea meeanica de iesire (valoarea reala), exprimata prinsemnalul electric prelucrat, produs de un traductor. Pozitia sertaruluiva fi astfel comandata inert eroarea de reglare (diferenta dintre valoareaimpusa si valoarea reala) sa fie mi-nima. Sursa de energie este un agre-gat hidraulic care inglobeaza o pom-pa hidraulica, de obicei, in douatrepte.

Pentru a limita dimensiunileagregatului hidraulic debitele supli-mentare, care sint necesare in anu-mite secvente ale deplasarii pistonu-lui, se asigura cu acumulatoare hi-draulice cu membrana, montate pecanalizatia de inalta presiune. La ace-lasi agregat hidraulic se pot cuplamai multi cilindri hidraulici, fiecareavind sistemul sau de comanda. Per-formantele cilindrilor depind de di-mensiunile lor, de caracteristiciieservovalvei si de debitul de care sedispune, fapt pentru care la proiec-tarea unui sistem complex de simu-lare a drumului trebuie sa se aiba invedere corelarea corespunzatoare aa acestor parametri. In mod obisnuit, cilindrii hidraulici se aleg in func-tie de fortele maxime la care urmeaza a fi solicitati (forte dependente decategoria de vehicule care urmeaza a fi incercata), de cursele maxime side frecventele de lucru maxime.

Fig. 16.1. Schema de principiu a si-mulatorului de ,drum:

1 — automobil; 2 — cilindru hidraulic;3 — piston; 4 — lagSre hidrostatice; 5 —traductor; 6 — servovalva; 7 — drosel;8 — pompa de aspirare a scurgerilor deulei; 9 — aeumulator hidraulic; 10 —agregat hidraulic; 11 — amplificator dereglaj; 12 — valoarea reala; 13 — valoa-

rea impusa.

16.2.2. Problems ale simularii actiunii a'rumuluiasupra automobilului

Una dintre problemele esentiale ale simularii drumului este aceea acunoasterii, prin intermedia], unui idicator cantitativ aidecvat, a micro-profilului acestuia. In acest scop s-au elaborat diferite tipuri de profilo-metre, atit de catre constructorii de drumuri, cit si cei de automobile.

Un tip de profilometru convenabil (u^or de realizat) consta dintr-unautomobil echipat cu o roata suplimentara cu diametru mic s.i care areposibilita'tea sa se deplaseze vertical1. In timpul deplasarii automobilului(cu viteza de 1 m/s sau multipli de aceasta), un traductor de deplasareproduce o tensiune analoga, proportionala cu deplasarea verticala a axu-lui rotii de masurare (urmarire a suprafetei drumului), ce se inregistreazape ibanda ma^gnetica. In laborator, acest semnal, filtrat si amiplificat, de-vine semnal de comanda pentru unui din cilindrii simulatorului hidrau-lic, realizindu-se astfel o simulare a actiunii drumului asupra uneiadin roti. O inregistrare pe patru canale va permite simularea actiuniidrumului corespunzatoare asupra tuturor rotilor automobilului si deci aactiunii drumului asupra automobilului in intregime. Metoda nu oferainsa o precizie acceptabila a simularii, deoarece nu tine seama de dimen-

Page 29: Metode Si Mijloace de Incercare a Automobilelor IV

256 Poligoane si instalatii de incercare complexe

:fO

siunile pneurilor automobilului, de rigiditatea acestora; profilometrul nuinregistreaza profilul geometric al drumului, ci pe eel afectat de functiade transfer a rotii de masurare. O corectare electronica a acestei functiide transfer la simulare, este, in principiu, posibila, dar apar si numeroase

surse de erori care fac, infinal, metoda insuficientde precisa.

In prezent se admiteca, de-a lungul unei tra-iectorii oarecare, evolutiadenivelarilor suprafeteidrumului in raport cu unnivel zero arbitrar consti-tuie realizarea unui procesaleator stafionar, proces cepoate fi descris cantitativin mod convenabil de den-sitatea spectrald de putere(v. si § 1.4.6.). In fig. 16.2se prezinta, in coordonatedublu logaritmice, densita-tile spectrale ale citorvatipuri de drumuri studiatein R.F.G. [23].

In cele mai multe ca-zuri, densitatea spectrala

10

10

1Q 3

—x— Behn asfalfaf-foartebun\f— * — Be fan bun

flfdcaJoffi m/Jlociu—. Poyaj mijlociu

Drum remoderni?a{

Pulsatia drumului Q =27l/L

10' 10

se poate aproxima printr-orelatie de forma

(16.1)

Fig. 16.2. Densitatea spectrala a diverselor tipuride drum.

10' 10"Lungimea de undo.a den/velarii L

in care SK(Q) este densita-tea spectrala a denivelari-lor in functie de pulsatia

spatiala a acestora; Q — pulsatia spatiala a denivelarilor; Q0 —densitatea spectrala de referin^a, calculata de oibicei pentru o lungimede unda a denivelarilor L=100 cm; nv — coeficient de corectie care de-pinde de tipul si starea drumului si care are valori apropiate de 2.

Tinind seama ca pulsatia in timp a denivelarilor drumului parcurscu viteza V este data de relatia w=VS2, relatia precedenta devine

)=V"*-1 Qe". o)-". SB(S20) • (16.2)

Astfel, pentru valoarea cea mai uzuala nv=2, corespunzatoare drumurilorasfaltate bine imtretinute, densitatea spectrala de putere, §i deci actiu-nea drumului, creste liniar cu viteza de deplasare a automobilului §iscade cu patratul frecventei de excitatie, la viteza constants.

Pornind de la considerarea microprofilului drumului ca realizare aunui proces aleator stationar, a aparut posibilitatea simularii actiuniidrumului asupra automobilelor prin utilizarea unor generatoare de zgo-

Page 30: Metode Si Mijloace de Incercare a Automobilelor IV

Simulatoare de drum 257

mot alb. In fig. 16.3 este redat schematic procesul de simulare in labora-tor a actiunii denivelarilor drumului pornind de la generatorul de zgomotalb, prin filtrare electronica. Filtrele electronice transforms spectrul cu-noscut al zgomotului al!b, intr-unul din spectrele reprezentate in fig. 16.2,in functie de tipul dedrum care se simu-leaza. Metodele desimulare bazate pemodelarea zgomotu-lui alb cu filtre elec-tronice astfel facutaincit sa se obtina ca-racteristicile proba-bilistice ale denive-larilor drumului de-terminate pe esan-tioane de drumurireale, considerate ti-

Fig. 16.3. Schema de simulare a denivelarii drumuluicu generator de zgomot alb.

pice, dau posibilita-tea evitarii etapei la-borioase de culegere,stocare si prelucrarea datelor din rulajulreal. Realizarea mo-delarii zgomotuluialb nu este insa u-soara iar acurateteareproducerii solicita-rilor reale lasa de do-rit, deoarece se oco-lesc fenomenele rea-le, diferite de la unautomobil la altul, detransfer de la sol,prin pneuri, a in-fluen^ei denivelari-lor drumului parcurs.

O apreciere globala a calitatii simularii actiunii drumului asupraautomobilului se poate face utilizind o schema de colectare si co'mpararea datelor ca aceea aratata in fig. 16.4. Verificarea calitatii simularii seface in faza de testare in laborator a unui tip nou de automobil sau cindtrebuie simulate pe stand tipuri noi de drumuri si consta, in principiu,in compararea raspunsurilor la nivelul osiei, fie in domeniul timpului,fie in domeniul statistic.

Procedeele mai evoluate de simulare tin seama de modificarile pe carepneurile si, eventual, elementele elastice si de amortizare ale suspensieile introduc asupra semnalelor corespunzatoare microprofilului drumu-lui. In acest soop, elementul de transfer respectiv — de exemplu pneul— se inlocuieste cu un element rigid, astfel ca in timpul simularii aoestanu mai introduce efecte perturbatoare. Pentru a se tine seama de influ-J.7 — Metode §1 mijloace de Incercare

16.4. Schema de colectare §i compararereale cu cele de laborator.

a datelor

Page 31: Metode Si Mijloace de Incercare a Automobilelor IV

258 Poligoane ?i instalatii de incercare complexe

enta acestuia, semnalul de intrare corespunzator drumului real va tre-bui prelucrat in mod adecvat, in asa fel ca la osie (fuzeta) sa se obtina,pe cit posibil, aceleasi efecte ca in rulajul pe drum. Daca se noteaza cuH(w) functia de transfer a pneului automobilului si cu Sg(<») densitateaspectrala a microprofilului drumului, densitatea spectrala a raspunsuluila nivelul osiei respective va fi

Sz(cD)=|H(to)|25g(a>). (16.3)

Practic, functiile de transfer ale pneurilor se determina utilizind si-mulatorul de drum, dind o deplasare sinusoidala platoului pe care sesprijina pneul, cu, diferite frecven^e, si inregistrind amplitudinea ras-punsului la osie. La aceasta se va avea grija ca sistemul de masurare sicomparare a semnalelor sa nu introduca defazaje. Functia de transferastfel determinata se apropie de cea reala, dar nu tine seama de efectulneliniaritatii caracteristicilor elastice si disipative ale pneului, de dina-mica pneului real si d© capacitatea acestuia de a invalui (infasura) deni-velarile cu lunigimi de unda mai mici decit lungimea petei de contact.

Se poate obtine deci o simulare mai buna in laborator a actiunii dru-mului asupra automobilului atunci cind se cunoa§te densitatea spectralaa denivelarilor drumului si functia de transfer aproximativa a pneului,cu conditia ca sa se dispuna de un sistem servohidraulic fidel (care sa nuintroduca distorsiuni ale semnalelor) si de doua sisteme de prelucrareelectronica: unul pentru modelarea s,pectrului semnalului emis de genera-torul de zgomot alb, pentru a se obtine semnale cu spectrul similar unuiadintre tipurile de drumuri ales (v. fig. 16.2) si celalalt pentru prelucra-rea semnalului astfel obtinut conform relatiei (16.3), functia de trans-fer H(w) a pneului fiind determinata in prealaibil. Pentru a varia condi-tiile de drum se introduc elemente de reglaj corespunzatoare vitezei dedeplasare si coeficientului de drum n^.

Principiul inlocuirii pneului cu o piesa rigida si aplicarea concomi-tenta, pe cale electronica, a functiei de transfer a pneului la semnalulce reprezinta actiunea drumului permite simularea si a celorlalte fortece apar in plaiiul de contact roata-sol: reactiunea laterala (in viraj), fortade frinare si forta de accelerare (fig. 16.5, a). Numarul cilindrilor hidra-ulici se mareste in mod corespunzator, dar calitatea simularii solicitarilorreale creste. In fig. 16.5, b sint figurate elementele care introdwc for^elede reactiune drum-pneu reduse la portfuzeta.

Simularea in timp real a actiunii drumului permite cercetarea in la-borator a unor fenomene de rezonanta care se intilnesc pe anumite por-tiuni de drum in timpul rulajului real.

Cele mai modeme mijloace de simulare a drumului utilizeaza mini-calculatoare pentru a corecta semnalul de intrare, astfel ca pe simulatorsa se reproduce fie realizarile in timp determinate la nivelul osiilor saualtor puncte ale automoibilului in rulaj si atunci simulatorul functioneazain domeniul timp, fie caracteristicile statistice ale miscarii aleatoare dintimpul rulajului real la osii sau, in general, la piesele la care s-au colec-tionat ijemnalele de referinta si atunci simulatorul lucreaza in domeniulstatistic. Calculatorul numeric folose^te tehnica transformatei Fourier ra-pidS (FFT) pentru trecerea din domeniul timp in domeniul de frecven^a.

Page 32: Metode Si Mijloace de Incercare a Automobilelor IV

Simulatocre de drum 259

Tehnica de generare a semna-lului de intrare corectat astfel in-cit sa se obtina raspunsul dorit,la functionarea in domeniul timp,este aratata schematic in fig. 16.6.Acest procedeu de simulare nece-sita, in principiu, patru etape delucru: automobilul parcurge dru-mul ce trebuie simulat, inregis-trindu-se acceleratiile verticale lafiecare portfuzeta; automobilul seasaza pe un set de cilindri hidrau-lici si se masoara functiile detransfer intre platouri si portfuze-ta, cu ajutorul calculatorului; in-trarile drumului efectiv se modifi-ca folosind functiile de transferdeterminate; intrarile modificatesint corectate pe baza comparariiraspunsului obtinut in laboratorcu raspunsul dorit, aceasta etaparepetindu-se pina la obtinereaunei fidelitati convenabile a simu-larii. Semnalul de intrare obtinutin final este stocat in memoriacalculatorului si, in continuare, vafi utilizat pentru simulare. La toa-te aceste operatii se iau in consi-derare matricele de transfer alesistemului. Ideea de a calcula §iaplica o anumita modificare asemnalului de comanda la cilin-drul hidraulic astfel ca la iesireasistemului (la portfuzeta) sa seobtina un raspuns similar celuiinregistrat pe drum se aplica §i lasimulatoarele cu ac^iune direct laosie. In ambele variante se ajun-ge la o foarte buna acurate^e a si-mularii, fapt pentru care astfel desimulatoare sint din ce in ce maiutilizate, in pofida costului lormare. In afara de verificarea re-zistentei structurilor automobile-lor, asemenea simulatoare permitefectuarea unor studii comode, inconditii absolut reproductibile, inceea ce priveste raspunsurile lavibratii ale diferitelor agregate sipiese, optimizarea suspensiei, de-17*

Forta de MnarSou de accelerare

For fa verticals

'bF3g. 16.5. Schema de echivalare a fortelor

din snprafata de contact drum-pneu.

Acceleratia la osk^_

Raspunsul

\ d<3r'f1

~~V?reT

Semnal de^

corecM

a/ml- Pneul -̂ .

Bado nuimricSD

\Cglculgter__

Cilindru,fi/c/raalic

Contfll amptnsav

Fig. 16.6. Schema de corectare a semna-lulni de intrare ou ajutorul calculatoru-

lui numeric.

Page 33: Metode Si Mijloace de Incercare a Automobilelor IV

260 Poligoane si instalatii de incercare complex*

terminarea eforturilor in diverse piese ale structurii si restudierea aces-tora in vederea reducerii masei, determinarea regimurilor de incercare laoboseala deterministe pentru diversele ansambluri ale automobilului (v.cap. 2), cu posibilitatile ce decurg pentru staibilirea rezistentei in exploa-tare. Specializate in constructia de simulatoare complexe sint firmeleMTS din S.U.A. si Schenck din R.F.G.

In tara noastra astfel de simulatoare functioneaza la C.C.S.I.T.A. Pi-testi (fig. 16.7). Cilindrii hidraulici ai acestor simulatoare pot fi utili-

Fig. 16.7. Simulator de drum.

zati ca elemente de comanda pentru o gama larga de alte incercari speci-fice diferitelor piese si agregate, deoarece exista un sistem bine pus lapunct de generare si control a semnaleior de comanda, iar fidelitatea cucare sistemul servohidraulic executa miscarile comandate este remarca-bila, in limite largi de forte, curse, aoceleratii §i frecvente. Minicalcula-torul din componenta sistemului de simulare are, de obicei, implementatediverse programe utilizabile in procesul de cercetare: igenerare de ele-mente finite si analiza modala pentru determinarea modurilor de vibra-tii ale diverselor organe in vederea determinarii caracteristicilor elemen-telor de fixare; stabilirea de blocuri de solicitare pentru diverse piese siagregate; programe de prelucrare a spectrelor de solicitare; diferite cal-cule tehnico-stiintifice.

16.3. Tunele pentru incercari de aerodinamicitate

Studiile aerodinamice in tunel contribuie la rezolvarea problemelorde economicitate, caracteristici dinamice, confort si stabilitate. Aceste

Page 34: Metode Si Mijloace de Incercare a Automobilelor IV

Poligoane de incercare a automobilelor 261

studii se executa in mai multe etape, ce se pot incadra in organigramadezvoltarii unui nou tip de automobil ca in fig. 16.8. Dupa cum se poateobserva din figura, aceste studii se pot imparti in trei faze distincte.

Proiecf— styling -

model] •.'i

Consfruire— $os?u C

model 'M

Modelort*- /node I <

1-1

Mosurori

Constsasii'mod

cuireo

°!ului 1-1

rlQiSffCB

> model

;Consfrain.

"O y execute -•[ profotip

IMasuranlainsoe/t/i

tilt

i

f Alfeliicefsai

Hisarori> -Pf,,

- ffatotif

16.3.1. Optimizarea formei la modelul la scara redusa

Dupa stabilirea conceptiei noului tip de automobil (stabilirea dimen-siunilor principale, pozitiei motorului, puntii motoare, a solutiei construc-tive a sistemului de rulare), se realizeaza proiectul formei artistice a ca-roseriei, pe un suport de modelde tip cochila, a carui parte in-ferioara este prevazuta cu ele-mente de legatura ce se pot im-bina cu cele corespunzatoaremodelului de sasiu (planseu),executat in prealabil. Ambeleparti ale modelului (la sca-ra 1 :4) trebuie sa repro-duca cit mai fidel detaliilece se cunosc in aceastaetapa. De obicei, se realizeazamai multe variante ale partiisuperioare ale modelului cores-punzatoare variantelor stilisticepropuse, unele elemente ale ca-roseriei avind diferite varianteconstructive, ale caror calitatiaerodiriamice trebuie cercetate.Obiectivul principal al optimi-zarii formei il reprezinta redu-cerea coeficientului de rezisten-\a a aerului, stabilirea momen-tului de girare sau evitareamurdaririi geamului din spate.Pe modelul 1 :4 se determina sivariatia presiunii in planul me-dian longitudinal si in alte zoneale caroseriei si se observascurgerile de aer. Pentru masu-rarea presiunii se practica inmodel gauri in care se introducace de seringa ce se pun in le-gatura, prin tuburi flexibilesubtiri, cu instalatia de masurare a presiunilor. In fig. 16.9 este datadiagrama de variatie a coeficientului de presiune Cp in planul de si-metrie longitudinal al unui model de automobil Porsche 924. Pe bazamasurarilof de presiune se stabilesc zonele de intrare a aerului pentruracirea motorului si ventilarea habitaclului, zonele de iesire a aerului din

Model 1-.it Model 1-.1 Pratotip— Qptimizarsa fcrmei -VfrlfaonotnasurortJDr -fyf$£W&iffljfvtv-— Sisfribatiopreslynii -depe modelul 1:^ rf/ofde/>eijii>i!slij/1:J— Via'tilliloti -Scurgereo opei -Cliingflzare- Murdarjrtti - Iqcmote aemJinamice - Stergitordeporbriz

caroseriei - elements de consfmcjie ~ Racirei! atjretjafelor~ Incercorea elemen-

filar de construct/!

Fig. 16.8. Studiile aerodinamice in dezvol-tarea unui autoturism nou.

,?1f

25 30

i

1 J

V1

^_H

•-:" '

.

n̂D

T 1 i ; ' I •'

•I

• :

•.-•

X','

•'

••, < '

. :7 /!«?„

cS WUj

Fig. 16.9. Varia^ia coeficientului de presiunein planul longitudinal al autoturismului

Porsche 924.

Page 35: Metode Si Mijloace de Incercare a Automobilelor IV

262 Poligoane |i instaiafi: de incercare complex*

habitaclu, fortele pe oapote §i pe parbriz. Prin vizualizarea scurgeriiaerului se depisteaza zonele In care e posibil sa se colecteze noroiul.

Pentru incercarile aerodinamice pe model la scara redusa este nece-sara asigurarea unei scurgeri laminare a aerului in zona de masurare,o viteza a aerului mai mare de 30 m/s, sa existe posibilitatea de masu-rare a componentelor fortei rezultante s.i ale momentului aerodinamicrezultat dupa trei axe ortogonale, sa se asigure vizualizarea liniilor decurent si a scurgerilor de aer pe model. Aceste conditii sint realizate intunelele aerodinamice pentru modele la scara redusa.

Momenfulde ruliu L

Ox

16.3.2. Studiul aerodinamic pe modelul 1 : 1

In etapa de finisare a modelului 1 :1 se aduc modificarile de formaexterioara rezultate ca necesare in urma studiului modelului la scara 1 :4.Caroseria si sasiul (planseul) se executa cu grija, respectindu-se toate de-

taliile cunoscute pina laaceasta etapa. Modelul1 : 1 se incearca in tu-nela aerodinamice de di-mensiuni mult maimari, si care permit de-terminarea influenteiunor detalii constructi-ve, aparent neinsemna-te (forma jghiaburilorde pe pavilion si mon-tanti, forma mastii siparasocului etc.), asuprarezistentelor aerodina-mice. Este necesara, de

Fig. 16.10. Fortele ?i momentele aerodiBamice eare asemenea, vizualizarase masoara in tunel. liniilor de curent (pnn

injectarea apei fluores-cente in curentul de aer si iluminarea modelului cu raze ultraviolete, li-pirea unor fire de lina pe suprafata modelului etc.). Cu ajutorul unei ba-lante adecvate de precizie ridicata, in tunel se masoara fortele si momen-tele reprezentate in fig. 16.10.

forta la'nijitudinala'y-htd

/afera/afr

'Momenta!defangaj M

16.33. Incercari func^ionale ia prototipuri

Studiile aerodinamice in tunel pe prototip au ca obiectiv: verificareacoeficientilor de rezistenta ai aerului, diminuarea zgomotului provocat descurgerea aerului, masurarea debitului de caldura, de aer intrat si eva-cuat din habitaclu prin instalatia de climatizare si neetanseitati, comple-tarea cercetarilor asupra scurgerii si depozitarii apei, asupra depozitariinoroiului. Atunci cind tunelul aerodinamic este plasat in combinatie cuun stand cu rulouri, se mai pot efectua oercetari privind eficacitatea sis-temului de racire a motorului, punerea la punct a sistemului de ventila-tie a frinelor, determinarea rezisten^elor la inaintare.

Page 36: Metode Si Mijloace de Incercare a Automobilelor IV

Camere climatice 263

16.3.4. Tuneleaerodinamice

Conditia principals pe caretrebuie sa o realizeze un tunelaerodinamic este aceea de a re-produce cu fidelitate cimpulaerodinamic real ce se creeazain jurul automobilului la rula-jul cu viteze mari. Idealul ar fisa se simuleze si deplasarea re-lativa dintre automobil si sol(rotile acestuia sa se invirteas-ca), dar acest lucru ar complicaprea mult sistemul de masura-re a fortelor si momentelor si,din aceasta cauza balanta demasurare a eel or sase comp'inente ale fortei si momentuiuiaerodinamic si standul dinamo-metric cu rulouri constituiedoua sisteme de incereare dife-rite. Exista tunele aerodinami-ce cu circuit inchis, in care serefoloseste viteza curentului deaer si care prezinta avantajulca necesita un grup propulsorcu o putere instalata mai mica,si cu circuit de aer deschis, ca-re evita turbulenta datorataschimbarilor de direc^ie a cu-rentului de aer. In fig. 16.11 es-te prezentat un tunel aerodina-mic cu circuit deschis, cu o pu-tere a motorului de antrenarede 625 kW, cu un sistem de pre-lucrare automata a datelor cucalculator de proces si cu unstand cu rulouri cu sistem au-tomat de incarcare in functiede viteza.

16.4. Camere climaticeStudiul adaptabilitatii unui

automobil la diverse conditiiclimatice in care acesta estedestinat a fi utilizat, efectuatin faza de definitivare a proto-tipului sau la pregatirea expor-tului in tari cu climat excesiv

I !

Page 37: Metode Si Mijloace de Incercare a Automobilelor IV

264 Polfgoane ?i instalatii de incercare complexe

(in raport cu climatul pentru care a fost conceput initial sa functioneze)se face eel mai concludent si repetabil in instalatii speciale, denumitecamere climatice. Acest studiu este preponderant experimental si are, deobicei, urmatoarele obiective: verificarea instalatiei de pornire la rece;verificarea dimensionarii corecte a suprafetei de schimb termic a radia-torului de racire si a ventilatorului, eventual determinarea puterii si tu-ratiei motorului electroventilatorului; verificarea dimensionarii instala-tiei de climatizare a habitaclului; stabilirea eficien^ei izolatiei termice ahabitaclului si a solutiilor de etansare; depistarea si eliminarea givrajului

carburatorului, degivrarea sidezaburirea geamurilor, verifi-carea functionarii dispozitivelorde frinare la temperaturi sca-zute etc.

In fig. 16.12 este aratafaschematic o instalatie (camera)climatica a uzinelor Ford-Kb'lndin R.F.G., ce poate realiza ogama de temperaturi de lucrude la —40 la +50°C, o gama deviteze pina la 180 km/h, depre-siuni de 0—2 000 N/m2, umidi-tati de 5—95«/o §i permite ilu-minarea cu lumina solara simu-lata. Conditionarea aerului dininteriorul camerei se realizeaza

cu ajutorul unui agregat de racire si a unui schimbator de calduraamplasate inainte de camera de lucru. Automobilul functioneaza an-trenind un stand cu rulouri, care este incarcat cu o frina cu curentiturbionari, astfel ca sa realizeze rezistentele la Inaintare reale, in functiede viteza de inaintare. Camera climatica dispune de o suflerie, care poaterealiza atit scurgerea laminara a curentului de aer, cit si turbulenta aces-tuia. Exista posibilitatea corelarii automate a vitezei curentului de aercu viteza de rulare pe standul cu rulouri si chiar cu debitul frigorificsau termic al schimbatorului de caldura, care trebuie sa preia automatsarcinile termice dependente de viteza de deplasare. Sistemul de prime-nire a aerului asigura admisia de aer proaspat la umiditatea celui exis-tent in camera climatica si poate realiza o anumita depresiune pentru aSimula altitudinea.

Fig. 16.12. Camera climatica:I — motor de antrenare; 2 — difuzor; 3 — de-flector; 4 — schimbator de caldura; 5 — reteade turbulenta; 6 — duza; 7 — zona de lucru;8 — stand cu rulouri; 9 — admisie aer proas-pat; 10 — antecamera de climatizare; II —turnde racire; 12 — agregat de racire-Incalzire, umi-diticare-uscare; 13 — camera de control; 14 —

post TRAFO; 15 — post de distribute forts.

Page 38: Metode Si Mijloace de Incercare a Automobilelor IV

17.TEHNICA SECURITAJII MUNCH LA INCERCAREAAUTOMOBILELOR

Intrucit in prezent nu sint elaborate norme specifice privind securi-tatea muncii la lucrarile de incercare, in cele ce urmeaza se dau uneleindicatii care se recomanda sa fie respectate in scopul asigurarii securi-ta£ii muncii in procesul de incercare a automobilelor s.i ansambluriloracestora. In acest sens se fac recomandari atit referitoare la lucrarile deIncercari pe parcurs, cit sj in conditii de laborator.

In general, automobilele care se incearca, fiind modele noi sau moder-nizate, nu sint cunoscute sub aspectul robustetei si al rezistentei unororgane si agregate, al comportarii lor in conditiile speciale in care sint in-cercate in conditii de deplasare. Pentru determinarea unor performancede virf se recurge la solicitarea maxima a automobilelor, ceea ce faceposibila distrugerea unor piese, care poate avea consecinte grave asupraautomobilului si personalului experimetator. In scopul evitarii unor acci-dente este necesara o pregatire prealabila minutioasa a conditiilor de in-cercare, iar in timpul efectuarii incercarilor trebuie luate toate masurilepentru asigurarea securitatii s.oferilor, experimentatorilor, automobilelorincercate si instalatiilor s.i aparaturii utilizate la incercari.

In primul rind, personalul experimentator trebuie sa posede o bunapregatire de specdalitate s.i sa cunoasca cu precizie programul incercarilor(lucrarile ce trebuie efectuate si ordinea desfa^urarii acestora), particu-laritatile diferitelor probe ce urmeaza sa fie efectuate.

Inaintea inceperii lucrarilor de incercare trebuie efectuat, cu maximaraspundere, controlul stari tehnice a automobilelor de incercat, respectivverificarea si asigurarea functionarii perfecte a tuturor agregatelor aces-tora, o atentie cu totul deosebita acordindu-se sistemelor de directie, defrinare 51 de rulare. De asemenea, este necesar sa se analizeze, la loculde incercare, inaintea inceperii probelor, ce riscuri pot sa apara, care sintmasurile de prevedere ce trebuie luate si ce trebuie intreprins in cazulcind eventuale accidente totus.i se produc, in scopul reducerii la minimuma consecintelor acestora.

Personalul experimentator trebuie sa lucreze numai in cadrul progra-mului normal de lucru, iar in cazul unor probe mai dificile, care impuno incordare deosebita, programul de lucru trebuie sa fie redus. Nu seadmit la incercari soferi sau experimentatori bolnavi sau obositi. In cazulunor rulaje prelungite trebuie prevazute pauze pentru odihna sau s,oferde schimb.

Incercarile dinamice se recomanda sa se faca in zile cu vizibilitatebuna. In zilele cu vizibilitate redusa sau in cursul noptii nu se admitdecit rulajele obis,nuite de lunga durata pentru determinarea rezistenteila uzura.

Page 39: Metode Si Mijloace de Incercare a Automobilelor IV

266 Tehnica securitatii muncii la incercarea automobilelor

In timpul efectuarii incercarilor, in automobil trebuie sa se afle unnumar minim de persoane, respectiv soferul si, daca este posibil, un sin-gur experimentator. Nu se admit pasageri nici in automobilele destinatetransportului de persoane, pentru incarcarea acestora folosindu-se sacicu nisip sau alice metalice.

Soferul si experimentatorul trebuie sa posede un echipament adecvatprobelor de parcurs: Centura de securitate, casca de protectie si costumdin piele, mai ales la efectuarea probelor de viteza §i la deplasarea inpoligoane sau pe portiuni de drum prevazute cu denivelari, iar la trece-rea prin vaduri se recomanda sa aiba costume impermeabile.

Automobilul de incercat trebuie sa fie dotat cu o trusa sanitara deprim ajutor si sa fie echipat cu stingator de incendiu cu termenul devalabilitate neexpirat. De asemenea trebuie sa aiba toate ansamblurilesi accesoriile in perfects stare de functionare, sa fie echipat cu oglinziretrovizionare, claxon, stergatoare de parbriz si sa aiba efectuate toatereglajele conform indicatiilor uzinei constructoare.

Trebuie acordata o atentie deosebita asigurarii usilor pentru a nu sedeschide in timpul probelor, precum si altor parti care ar putea sa se des-prinda. Lestul trebuie bine fixat in automobil pentru a nu se deplasain timpul accelerarilor, frinarilor sau deplasarii in curba. De asemeneaaparatura utilizata la incercari trebuie bine ancorata pentru a nu-sischimba pozitia in timpul diferitelor manevre.

In cabina trebuie asigurat un microclimat propice soferului §i experi-mentatorului. In acest sens, ventilatia si eventual instala^ia de incalziretrebuie sa functioneze perfect. Nivelul de zgomot si vibratii nu trebuiesa depaseasca valorile admise, pentru ca personalul experimentator sa-sipoata desfasura activitatea in conditii bune. Unde se prevede depasireanivelului de zgomot, se pot folosi casti antifon. Evident, aceste nivelurisint prevazute din faza de proiectare, dar tinind seama de fortarea unorregimuri de incercare, conditiile de lucru se pot inrautati.

La locul de efectuare a masurarilor si inregistrarilor, aparatura tre-buie astfel amplasata pentru a asigura spatiile de lucru necesare experi-mentatorilor. Cind este necesar, automobilul de incercat trebuie sa fieinsotit la locul de experimentare de un alt automobil cu personal califi-cat, care sa ajute la lucrarile ce trebuie efectuate.

In poligon sau pe portiunile de drum unde se fac experimentarile esteinterzisa prezenta altor persoane, care nu au atributii legate de incerca-rile ce se efectueaza. Daca se impune dirijarea de catre o alta persoana amanevrelor necesare, de comun acord cu personalul de la bord, se stabi-leste locul optim de unde sa se faca dirijarea, pentru a nu se produceaccidente. Cind este necesar se stabileste intre ei legatura radio bilate-rala, prin care se dau comenzi si se executa manevrele.

Atit soferul, cit si personalul experimentator trebuie sa cunoasca sisa respecte intru totul regulile de circulatie in vigoare.

$oferul de incercare trebuie sa conduca numai sub indrumarea experi-mentator ului, fiind obligat sa respecte indicatiile acestuia, ambii con-centrindu-si atentia numai asupra manevrelor ce trebuie efectuate pen-tru determinarea cit mai precisa a parametrilor urmariti.

In cazul incercarilor pe portiuni din drumurile publics este obligato-rie obtinerea autorizatiei de la organele de circulatie. In acest caz se

Page 40: Metode Si Mijloace de Incercare a Automobilelor IV

Tehnica securitatii muncii la incercarea automobilelcr 267

NCERCARIFig. 17.1. PlacS cu in-scriptie de avertizaremontata pe automo-

bilul incercat.

750

JENTIERUM PENTRUPERIMENTARI

opreste circulatia pe tronsonul respectiv, mai ales cind se fac probe di-namice care impun viteze mari si manevre deosebite. In timpul incer-carilor automobilele trebuie sa aiba montate in fata si in spate, la locvizibil, tablita avertizoare cu inscriptia: ..ATEN^IE INCERCARI"<fig- 17.1).

In cazul cind la unele ansambluri ale automobilului se prevede posi-bilitatea unor deteriorari in timpul unor solicitari maxime trebuie luatemasuri adecvate pentru a preveni eventualele accidente. De exemplu, laarborele cardanic al puntii motoare din fata semonteaza coliere de sustinere pentru ca, in cazde rupere, acesta sa nu cada cu capatul in fata§i sa provoace rasturnarea automobilului.

In cazul incercarilor privind economicitateanu este permisa utilizarea unor aparate impro-vizate care sa permita scurgeri de combustibil,care pot produce incendii.

In cazul aparitiei unor zgomote anormalesau al sesizarii celei mai mici defectiuni infunctionare. automobilul se opreste, se consta-ta defectiunea si se remediaza pe loc, daca esteposibil. Probele se reiau numai daca exists si-guranta ca defectiunea a fost inlaturata.

Daca programul de incercari prevede verifi-carea capacitatii de transport a unor marfurispeciale (inflamabile, toxice etc.), in timpul pro-belor trebuie respectate cu stricte^e instructiu-nile referitoare la transportul unor astfel demateriale.

In cazul incercarilor automobilelor cu remorci, dispozitivul de remor-care trebuie verificat cu atentie. Pentru siguranta se prevad legaturi deasigurare suplimentare cu lanturi, dispozitivul de remorcare fiind rigid.

Por^iunile de drum pentru incercare se aleg in zone unde nu existasanturi de scurgere adinci, pante abrupte sau alte obstacole naturalesau artificiale. Tronsonul de incercare se marcheaza cu inscriptii de pre-venire (fig. 17.2) atit la capete, cit si la intrarile de drumuri laterale.Intrarile laterale se blocheaza cu garduri sau se instaleaza posturi de paza.In cazul incercarilor de trecere a rampelor si pantelor abrupte si laverificarea tendintei de derapare trebuie luate masuri de asigurare a se-curitatii personalului experimentator si a automobilelor. In acest sens, laurcarea rampelor mari sau la traversarea rampelor laterale se fac lega-turi de asigurare cu cablu de autovehicule mai grele, care au stabilitatemarita. Legatura cu cablu de asigurare se face astfel ca sa nu influen-teze rezultatele incercarii.

In mod similar se procedeaza in cazul incercarilor de rasturnare. Inafara dispozitivului cu roata laterals fixat de automobilul supus probeide rasturnare, in timpul acestei probe automobilul se ancoreaza cu ca-bluri de un autovehicul mai greu, putind ramine suspendat de acesta.

In scopul obtinerii unor rezultate cit mai corecte, aparatura utilizatala incercari trebuie sa fie in perfects stare de functionare, iar eventualeledefectiuni ce apar sa poata fi remediate cu ajutorul trusei de scule.

Fig. 17.2. Inscripfte de pre-venire instalata la intrareain sectoarele de incercare.

Page 41: Metode Si Mijloace de Incercare a Automobilelor IV

268 Tehnica securitatii muncii la incercarea automobilelor

La utilizarea aparaturii electrice trebuie sa se evite orice improvi-za^ii care ar putea duce la scurtcircuitari periculoase pentru personalulexperimentator sau pentru automobil.

In cazul incerearilor de laborator este necesara asigurarea celor maibune conditii de munca, prevenirea accidentelor si imbolnavirilor profe-sionale, reducerea efortului fizic etc. In functie de caracterul laboratoru-lui pot aparea conditii de microclimat care sa dauneze sanatatii celor celucreaza in spatiile respective sau conditii care sa favorizeze produ-cerea unor accidente. De aceea, de la caz la caz, trebuie prevazute ma-surile necesare pentru evitarea acestora.

In cazul instalatiilor hidraulice sau peumatice utilizate la diferitestanduri trebuie asigurata etanseitatea imbinarilor si folosirea unor con-ducte si furtunuri care sa reziste la presiuni mai mari decit presiunilede regim.

In toate tipurile de laboratoare trebuie prevenite accidentele de ordinmecanic ce pot proveni de la piesele in miscare de rotatie, care se potdesprinde sau pot prinde hainele celor care se afla in vecinatatea unorstanduri. In acest scop se folosesc aparatoare, plase, paravane, ecranesau pereti de protectie cu rezistenta corespunzatoare.

Pentru prevenirea accidentelor prin electrocutare toate instalatiile siaparatele electrice folosite trebuie sa fie legate la pamint. Lampile porta-tive trebuie alimentate cu o tensiune maxima de 24 V, in lipsa unorasemenea surse se vor folosi baterii de acumulatoare de 12 V.

In laboratoare se irnpune, de asemenea, limitarea nivelului de zgomotsi vibratii. Standurile care produc zgomote trebuie amplasate in inca-peri separate care au tavanul si peretii acoperiti cu materiale feno'absor-bante. Nivelul de zgomot admis de normele in vigoare pentru labo-

ratoarele tehnologice cu concentrare mediea atentiei, care corespund standurilor pen-tru incercarea agregatelor automobilelor,este reprezentat de curba Cz 85 (fig. 17.3).La niveluri de zgomot mai mari se recoman-da purtarea castii amortizoare la urechi. Pen-tru reducerea nivelului de trepidatii, tre-buie acordata o atentie deosebita fundatieistandurilor, eventual folosirea unor fundatiielastice.

Ridicarea si manipularea diferitelor an-sambluri care se incearca pe standuri tre-buie facuta cu masini de ridicat §i transpor-

tat cu capacitate corespunzatoare. Asemenea masini de ridicat se folosescs.i la determinarea centrului de masa sau la determinarea momentelorde inertie ale automobilelor. La utilizarea unor astfel de utilaje trebuieprevazute toate masurile pentru prevenirea accidentelor.

Toate incaperile laboratoarelor trebuie prevazute cu stingatoare deincendiu.

In functie de conditiile concrete de la locul incercarii trebuie preva-zute masuri speciale pentru asigurarea securitatii muncii personaluluiexperimentator.

110

mKsa7/i

\s\,

XV

j

^

•J

-<-, - • I

/, HzFig. 17.3. Nivelul de zgomotadmis pentru diferite frec-

vente.

Page 42: Metode Si Mijloace de Incercare a Automobilelor IV

PRELUCRAREA SI INTERPRETAREAREZULTATELOR iNCERCARILOR.INTOCMIREA RAPOARTELOR

18.1. Generalitdti

Prelucrarea matematica, analiza si interpretarea datelor experimentaleobtinute in timpul incercarilor constitute o problems importanta pentrutoti inginerii si tehnicienii care activeaza in acest domeniu. Necunoaste-rea in suficienta masura a metodelor moderne de prelucrare matematicasi de analiza a rezultatelor poate conduce la aprecierea eronata a unorpararnetri functional! si de calitate. Prelucrarea concretS a datelor ex-perimentale este strins legata de estimarea adevSratelor valori ale mari-milor masurate, de precizia masurSrilor si de erorile acestora.

Operatia de masurare reprezinta un proces experimental de obtinerea informatiei sub forma unui raport intre valoarea marimii fizice ma-surate si valoarea unei alte marimi, considerate drept unitate de masura.Rezultatul final al masurarii presupune efectuarea prealabila a operatii-lor de.comparare si apoi prelucrarea informatiilor de masurare. Desigur,calitatea rezultatelor obtinute prin masurari este direct proportionals cuvolumul informatiilor si precizia mijloacelor de masurat, care se impartin masuri si aparate de masurat.

Prin masuri se intelege grupa de mijloace de masurat care materiali-zeaza unitatea de masura, multiplii sau submultiplii acesteia. Aparatelede masurat servesc la compararea directs sau indirecta a marimii fizicesupuse masurarii cu o alta marime considerata unitate de masura.

Daca marimea fizica considerata se compara direct cu unitatea de ma-sura, atunci masurarea se numeste directa, iar daca valoarea marimii fi-zice se obtine prin intermediul unei alte marimi, functional dependentsde prima, masurarea este indirecta. Numarul minim de masurari cu aju-torul carora se poate stabili valoarea marimii fizice considerate repre-zinta masurarile necesare, iar daca se urmareste ridicarea preciziei saupreintimpinarea eventualelor greseli care apar in procesul de masurare,pe linga masurarile necesare se executa un surplus de masurari, denu-mite masurari suplimentare. Daca ansamblul de conditii in care se efec-tueaza o masurare influenteaza total sau partial rezultatul altei masurari,acestea sint dependente intre ele; in caz contrar masurarile sint inde-pendente.

18.2. Precizia si erorile de masurare

In practica, nici o masurare nu poate fi efectuata absolut exact, deoa-rece in mod obligatoriu este afectata de erori, datorita variatiei in timp

Page 43: Metode Si Mijloace de Incercare a Automobilelor IV

270 Prelucrarea si interpretarea rezultaielor ineercarilor

a obiectului de masurat, imperfectiunii organelor noastre de simt, a apa-raturii si metodelor de masurare, precum §i a influentei conditiilor ex-terioare. Prin perfectionarea aparaturii §i metodelor de lucru se potobtine aproximatii din ce in ce mai bune, insa marirea unei astfel de pre-cizii nu poate merge dincolo de orice limita. De rnulte ori oamenii sestraduiesc sa execute masurarile cu cea mai mare exacitate posibila,adica sa faca in asa fel incit erorile de masurare sa fie cit mai mlci po-sibile. Cu toate acestea, trebuie avut in vedere faptul ca cu cit se do-res.te ca precizia de masurare sa fie mai mare, cu atit problema este maidificila. De aici decurge necesitatea ca la nici o masurare sa nu se pre-tinda o precizie mai mare decit cea care trebuie pentru experimentalrespectiv. In general precizia de masurare este indicata de standardele,normele, regulamentele de incercare, sau de lucrari de specialitate [5].

Prin eroare de masurare Ax se intelege diferenta dintre rezultatul ob-tinut x prin masurarea unei marimi fizice §i volarea sa adevarata a, adica

Axi=Xj—a, (18.1)

unde i=l,2, , n este numarul masurarii in cadrul a n masurariefectuate.

Una dintre principalele probleme ale prelucrarii matematice a rezul-tatelor experimentale este estimarea adevaratelor valori ale marimilormasurate pe baza rezultatelor obtinute. Cu alte cuvinte, dupa masurarearepetata a marimii a s.i obtinerea unui s.ir de valori, fiecare dintre acesteacontinind o anumita eroare necunoscuta, se pune problema calculariivalorii aproximative a lui a, cu o eroare cit mai mica posibila. In acestscop trebuie sa se cunoasca principalele proprietati ale erorilor de masu-rare si posibilitatile de utilizare a lor.

18.2.1. Clasificarea erorilor de masurare

Intre erorile rezultate din masurari §i parametrii care caracterizeazaprocesul fizic de masurare apar legaturi functionale si stochastice. Deaceea marimea Ax poate fi conceputa ca o suma de erori sistematice, tn-tlmpldtoare §i uneori chiar greseli grosolane (es.ecuri).

Legaturile functionale au caracterul unor functii matematice exacte,in sensul ca anumitor valori apar^inind unui grup de caracteristici le co-respund multimi de valori bine definite ale altui grup de caracteristici.In cazul legaturilor stochastice o modificare a unei caracteristici implicamodificarea repartitiei celeilalte caracteristic.

Erorile sistematice sint acelea a caror marime este aceeasi in toatemasurarile efectuate prin aceasi metoda si cu aceleasi aparate de masura.Acestea provin de la defectiuni ale aparatelor, de la imperfectiunea or-ganelor de simt §i de la conditiile exterioare in care se efectueaza masu-rarea. Dupa aspectul lor analitic, erorile sistematice se clasifica in eroriconstante si erori variabile. Erorile care i$i schimba periodic valoarea sisemnul se numesc erori sistematice periodice si se datoresc mai ales in-strumentelor de masurat. Deoarece erorile sistematice au o actiune uni-laterala si deosebit de periculoasa prin efectul lor cumulativ, sarcinaoricarui experimentator este de a elimina sau eel putin de a atenua sim-

influenta acestora asupra rezultatelor obtinute prin masurari.

Page 44: Metode Si Mijloace de Incercare a Automobilelor IV

Precizia si erorile de masurare 271

Erorile intimplatoare au drept caracteristica principala faptul ca di-fera intre ele atit ca marime, cit s_i ca semn, dar se repartizeaza in pro-cesul de masurare dupa legi statistice cunoscute. Se datoresc unor cauzecare actioneaza diferit in fiecare experienta s.i de aceea nu pot fi luate inconsiderare cu exactitate. De cele mai multe ori, marimea adevarata aerorilor intimplatoare este necunoscuta intrucit necunoscuta ramineinsasi valoarea adevarata a marimii 'masurate.

Daca se schimba conditiile de masurare, erorile intimplatoare pot de-veni erori sistematice si invers. Numarul total de masurari este determi-nat de raportul dintre valorile erorilor sistematice si intimplatoare, insensul ca daca eroarea sistematica este mai mare decit cea intimpla-toare, la o anumita metoda, atunci masurarea este suficient sa se efec-tueze o singura data, iar daca situatia se prezinta invers, masurarea tre-buie sa se faca de citeva ori.

In procesul de masurare, uneori, pe linga erori sistematice s.i intim-platoare, apar s.i erori grosolane sau greseli (esecuri). Des,i probabilitateaaparitiei erorilor grosolane este destul de mica, aceasta probabilitate nupoate fi exclusa. Erorile grosolane apar ca urmare a incalcarii principiilorgenerale de masurare sau ca rezultat al neatentiei experimentatorului.Caracteristic unui rezultat ce contine o eroare grosolana este faptul caacesta difera esential ca valoare de rezultatele celorlalte masurari. Odatadescoperite, erorile grosolane trebuie inlaturate, iar masurarile respectivetrebuie repetate in mod obligatoriu.

Cu ajutorul relatiei (18.1) se obtine o estimare absoluta a precizieimasurarilor, dar in practica se recurge uneori la determinarea erorii re-lative Axr, care permite estimarea acelor rezultate ale caror erori abso-lute depind de dimensiunile marimii fizice masurate. Eroarea relativa seexprima in procente si caracterizeaza calitatea rezultatelor masurarii:

•Aa;r=(Ax/a:i)100Vo. (18.2)

Eliminarea erorilor sistematice s.i a gres.elilor din masurari nu conducela rezultate exacte, ca urmare a faptului ca masurarile ramin influentatein mod indirect de erori intimplatoare. De aceea, inginerul sau tehnicia-nul care executa o operatic corhplexa de incercare s.i interpretare a da-telor trebuie sa calculeze marimea erorii intimplatoare a fiecarui argu-ment in parte, in asa fel incit eroarea intimplatoare a func^iei sa nudepaseasca o marime data. Aceasta prezinta importanta deoarece, atit oprecizie insuficienta, cit s_i una exagerata due, fie la cheltuieli inutilede forte si mijloace, fie la o slaba calitate a rezultatelor obtinute prinmasurari.

Cu rezolvarea unor astfel de probleme se ocupa teoria erorilor de ma-surare, al carui obiect consta in studiul proprietatilor acestor erori §i sta-bilirea de metode pentru estimarea preciziei argumentelor sau functiilorrezultate din masurari. Estimarea preciziei masurarilor efectuate asupramai multor marimi fizice se realizeaza cu ajutorul metodei celor m«imici patrate, iar operatiile executate in acest scop se numesc calcule decompensare. Teoria erorilor de masurare §i metoda celor mai mici patratesint strins legate de teoria probabilitatilor, statistica matematica, teoriainformatiei si teoria grafurilor. Pe baza teoriei probabilitatilor §i a sta-

Page 45: Metode Si Mijloace de Incercare a Automobilelor IV

272 Prelucrarea si interpretareo rezultatelor incercariSor

tisticii matematice se pot studia mai profund proprietatile s_i reparti^iileerorilor de masurare care au un rol hotaritor in procesul prelucrarii re-zultatelor obtinute prin masurari.

18.2.2. Notiuni din teoria probabilitatjlor §i a erorilor intimpiatoare

Erorile intimpiatoare de masurare sint caracterizate de o lege de re-partitie bine determinate. Existenta unei astfel de legi poate fi stabilitarepetind de un numar mare de ori, in conditii identice, masurarea uneianumite marimi si considerind numarul m de rezultate ale masurarilorce cad intr-un anumit interval; raportul dintre acest numar s.i numaruln al tuturor masurarilor efectuate, pentru un numar suficient de marede masurari, se apropie de o anumita constants (frecventa relativa decadea in intervalul considerat). Aceasta situatie permite aplicarea teorieiprobabilitatilor la studiul erorilor intimpiatoare de masurare.

In modelul probabilistic teoretic, erorile intimpiatoare z=x—a (decisi rezultatele masurarilor x=a+z) se considera ca variabile aleatoarece pot lua orice valoare reala, iar fiecarui interval (zlt z2) ii corespundeun numar bine determinat, numit probabilitatea ca variabila aleatoare zsa ia valori in acest interval si care se noteaza P(zi<z<z2) sau P(z^(z1, z2)).Aceasta probabilitate apare ca un caz ideal al frecventei relative de acadea in intervalul (zl} z2), adica in practica tocmai de aceasta probabili-tate se apropie frecventa relativa amintita mai inainte:

<z<z2). (18.3)

Regula care permite ca pentru fiecare intervale (Zj, z2) sa se gaseascaprobabiMtatea P(z1<z<z2) se numeste lege de reparttyie a variabilei alea-toare z si se exprima cu ajutorulunei integrale,

*3

P(zl<z<z2)=]p(z)dz, (18.4)

unde p(z) este o anumita functie nenegativa care satisface conditia denormare

p(z)dz=] (18.5)

Aceasta functie determina complet repartitia corespunzatoare §i se nu-me§te densitate de repartitie.

18.2.3. Repartitia eroriior intimpiatoare de masurare

De cele mai multe ori se ia ca lege de repartitie a erorilor intimpia-toare de masurare repartitia normala (legea lui Gauss). Densitatea derepartitie a legii normale

p(z)=—j= (18.6)

Page 46: Metode Si Mijloace de Incercare a Automobilelor IV

Prelucrarea statistical a date!or de experimentare 273

unde parametrul 0(0 >0) caracterizeaza precizia masurarilor 5! se nu-me§te eroare medie patratica de masurare, sau eroare standard; patratulacesteia (a2) se numeste dispersie a masurarilor, iar graficul densitatiide repartitie se numeste curba de repartitie.

Legea normala de reparti^ie are la baza urmatoarele ipoteze: erorilede masurare pot avea un s.ir neintrerupt de valori; la un numar mare demasurari, erorile de aceeasi ma-rime, dar de semne diferite, seIntilnesc la fel de frecvent;frecventa de aparitie a erorilorse mics.oreaza o data cu cre§te-rea marimii erorii, ad c§ erori-le mari se intilnesc mai rar de-cit cele mici.

In fig. 18.1 este r< prezenta-ta curba de repartiti? a legiinormale pentru difeiite valoriale parametmlui a. Din aceastafigura se vede ca atunci cind ase micsoreaza, curba de repar-titie taie axa p(z) int -un punctdin ce in ce mai d -partat deorigine; prin urmaremult se mic^oreaza orepede descreste de sitatea derepartitie p(z), atur ' cind (z)create. Cu ajutorul &se poate stabili cit

-z •4 -3 -2 -1Fig. 18.1. Curbele repartitiei normale.

•u cit maiu atlt mai

pot aparea erorilere de o marline sau

Probabilitatea d

3tei curbe* frecventimplatoa--a.

-3<T -26". -G"-zf 0. .z,(T 2G 36" z

Pig. 18.2. Graficul intervalului simetric.

a cadea in intervalul (zlt zs) exprimata de relatia(18.4) este reprezen ita grafic in fig. 18.2 de aria corespunzatoare trape-zului curbiliniu de jrminat de axa Oz, dreptele z=zl s.i z=z2, precumi?i de curba de rep rtitie. In particular, probabilitatea de a cadea in in-tervalul simetric ( -2,, z,) Zi>0, este reprezentata de partea ha^urataa fig. 18.2. De aid rezulta ca cu cit a este mai mic, cu atit imprastiereaerorilor in jurul 01 ginii este mai mica.

18.2.4. Indica ori ai precise! de masurare

In afara utiliz? -ii parametrilor a si a2 ca indicator! ai preciziei de ma-surare, uneori se folosesc si alti indicator! de precizie. Legatura dintrediferi^ii indicator! de preicizie in cazul repartitiei normale a erorilor estedata de urrnatoar^le relatii:

- eroarea pr< abila p=0,6745 a; (18.7)— eroarea me lie absoluta

=0,7979 o. (18.8)

18 — Meted® gt mijloace de !ncercare

Page 47: Metode Si Mijloace de Incercare a Automobilelor IV

274 Prelucrarea si interpretarea rezultatelor incercarilor

— masura precizieiA=l/(al/2)=0,707 I/a. (18.9)

.18.3. Prelucrarea statistica a datelor de experimentare

Scopul prelucrarii statistice a rezultatelor masurarilor consta in stabi-lirea legii de reparti^ie a acestora sau a erorilor de masurare, estimareaparametrilor con^inuti in aceste reparti^ii §i verificarea ipotezelor statis-tice [35, 36]. Clasificarea si reprezentarea graficS a unor repartitii (nor-mals, binomials, Poisson, logaritmica normala, i2, Student, Cauchy, Sne-decor, Fischer, rectangulara etc.) constitute prima etapS in analiza pre-ciziei rezultatelor ob^inute prin mSsurari. Prelucrarea statistics a obser-va^iilor presupune folosirea unor valori tipice de selectie, ca: media arit-metica, media ponderata, mediana, moda etc.

18.3.1. Media aritmetica

Se numeste medie aritmeticS sau, simplu, medie a VEilorilor xlt x2, • • •,xn valoarea

Xl+x2+...+xn i -A^ n s i n \x= = -^Xi. (18.10)" 1=1

Abaterea medie patraticS a valorilor xlt x2, ..., xn de la valoarea lormedie x2 este definita de relatia

Daca numarul de masurari n este foarte mare, atunci marimea S, careeste supusa unor oscila^ii aleatoare, tinde catre o oarecare valoare con-stants a, care se poate numi limits statistics a lui S:

o=limS, (18.12)n-+oo

aceasta limita fiind si abaterea medie patratica. Patratul aces-tei mSrimi (o2) se numeste dispersia masurarii. Atit o, cit si o2 sint acelemarimi care s.e gSsesc in formula lui Gauss. Cu toate acestea, in reali-tate, totdeauna se calculeaza nu o, ci valoarea ei aproximativa S, careeste cu atit mai apropiata de a, cu cit numarul de rnSsurari este maimare.

Marimea relativa a abaterii mediei patratice, exprimata in procente,se numeste coeficient de variafie

t,=(w/a;).100[o/0]. (18.13)

Pentru a calcula abaterea medie patratica fata de un numar arbitrarC se utilizeaza formula

c)2= - y- (Xf-xf +(x—c)2, (18.14)

Page 48: Metode Si Mijloace de Incercare a Automobilelor IV

Prelucrarea statistica a datelor de experimental 275

Daca printre rezultatele masurarilor se intilnesc valori egale, atuncitermenii corespunzatori in relatiile (18.10) si (18.11) se pot unifica. Deexemplu, daca rezultatul xl apare de m^ ori, rezultatul x2 apare de m2ori, . . . , rezultatul x^ de m* ori, m1+m2-{- ... +m,k=n, atunci aceste re-latii se pot scrie sub forma

m( (x.—x)^ • (18.15)i

Media aritmetica are o deosebita importanta in estimarea precizieimasurarilor, cind nu se cunoaste valoarea exacta a marimii fizice masu-rate, dar toate masurarile au fost efectuate cu aceeasi precizie.

18.3.2. Media ponderata

Media ponderata se foloseste in cazul prelucrarii rezultatelor masura-rilor de precizii diferite. Se defineste cu ajutorul relatiei

— Pi Ji + Ps^a + • • • + p&t _ ~ZjPPit Q8 16),

Abaterea medie patratica ponderata

plx,- . . . llt- f ( -O'=l / - = I/ — (1O.LI)

Pi+Pt+---+Pt 2 P(

unde pif p2, . . . , Pk sint ponderile masurarilor xlt x2, . . . , xk, presupu-se cunoscute si care sint invers proportionale cu dispersiile ero-rilor corespunzatoare, 0?, of, c§, . . . , c&.

18.3.3. Mediana

Prin mediana se intelege acea valoare a variabilei aleatoare care im-parte intregul ?ir de rezultate, dispuse in ordine crescatoare sau des-crescatoare, in doua par^i egale. Mediana face posibila caracterizarea se-riei de date prelucrate din punctul de vedere al reparti^iei frecventilorin cadrul seriei.

18.3.4. Moda

Se numeste moda valoarea de reparti^ie careia ii corespunde frecventamaxima. In anumite cazuri repartitia de frecvente poate avea doua va-lori maxime, ambele fiind cele mai probabile. Repartitiile de acest gense numesc bimodale. Daca aceeasi frecventa de repartitie are mai multemode, repartitia respective este plurimodala. In cazul in care reparti^iade frecvente are in mijlocul sau in loc de maxim un minim, aceasta senumeste antimodald. Ca si mediana, moda reprezinta o valoare mediede pozitie sau de structura. Ambii indicator! sint egali cu media aritme-tica numai in cazul in care seriile de distribute sint perfect simetrice.

Page 49: Metode Si Mijloace de Incercare a Automobilelor IV

276 Prelucrarea $i interpretarea rezultatelor incercarilor

18.3.5. Probabilitate §i interval de incredere

Daca o valoare adevarata a unei masurari este x, media ei aritme-tica x, iar eroarea de masurare Ax, se poate presupune ca a este proba-bilitatea ca rezultatul masurarii se deosebeste de valoarea adevarata cuo marime nu mai mare decit Ax. Aceasta se poate scrie sub forma

P(x—Ax<x<x + Ax)=a. (18.18)

Probabilitatea a se numeste probabilitate de incredere sau coeficientde siguranta. Intervalul valorilor de la x—Ax pina la x+Ax se numesteinterval de Incredere (S).

Relatia (18.18) arata ca avind o probabilitate a, rezultatul masurariinu iese din limitele intervalului de incredere. Cu cit este mai mare sigu-ranta ceruta, cu atit se obtine un interval de incredere mai mare si invers,cu cit nivelul de incredere ce se impune este mai mare, cu atit este maiprobabil ca rezultatele masurarii sa nu iasa din limitele lui. La masura-rile obisjiuite se recoinanda oc=0,9—0,95, iar pentru cele extrem de im-portante a=0,999.

18.3.6. Metoda celor mai mici patrate

Dependenta functionala a unei varia-bile y fata de alta variabila x poate fi stu-diata empiric, pe cale experimentala, efec-tuindu-se o serie de masurari asupra va-riabilei y pentru diverse valori ale varia-bilei x. Rezultatele se prezinta sub formatabelara sau sub forma grafica, dupa cumse arata in fig. 18.3.

Problema care se pune in acest caz estede a gasi reprezentarea analitica a depen-den^ei functionale cautate, adica de a ale-ge o forma (un model matematic) care sadescrie rezultatele experimentului. Parti-cularitatile acestei probleme constau infaptul ca existenta erorilor intimplatoarede masurare (sau, altfel spus, existenta,,balastului" in experiment) face nereali-zabila alegerea unei astfel de formule carear descrie exact toate valorile experimen-tale. Cu alte cuvinte, graficul func^iei cau-tate nu trebuie sa treaca prin toate punc-tele din fig. 18.3, ci trebuie sa elimine citmai mult posibil ,,balastul". Desigur, eli-

Fig. 18.4. Dependenta func- minarea ,,balastului" va fi cu atit mai pre-^ionala dintre doua varia- cisa si sigura, cu cit numarul masurarilorbile x ?i y cu o taprastiere fe ^ Dg exemplu pentru a con.redusa a rezultatelor ma-

surarilor. strui o dreapta este suficient sa fie cunos-

0 °

o

° 0 ° ° 0 ?/°oc

f° 1

w

Fig. 18.3. Dependent func^io-nala dintre doua variabile x ?iy cu o impra^tiere apreciabila

a rezultatelor masurarilor.

Page 50: Metode Si Mijloace de Incercare a Automobilelor IV

Prelucrarea statistica a datelor de experimental 277

cute cu exactitate doua puncte de pe aceasta: (xlt yj si (x2, y2). Insa, inprezenta unui ,,balast" mai mult sau mai putin semnificativ, asa cum seintimpla in fig. 18.4, pentru acelasi scop sint necesare zeci de puncte.

Formulele empirice utilizate mai frecvent la ajustarea datelor experi-mentale sint de tip polinomial sau exponential:

y=C0+C1x + C2x2 + C3x3; (18.19, a)

c^ (18.19, b)

mai rar se utilizeaza formule de tip hiperbolic sau functii trigonometrice.Prin adoptarea unor coeficienti corespunzatori, formulele aratate pot

fi particularizate ca forma spre a raspunde unor considerente teoreticesau spre a corespunde formei grafice a datelor analizate.

Astfel, daca in relatia (18.19, a) coeficientii C2 si C3 se iau egalicu zero, rezulta o dependents liniara, utilizata de exemplu pentru expri-marea relatiei dintre indicate vitezometrului §i viteza reals de deplasarea automobilului sau a dependentei dintre probabilitatea de defectare aunui automobil si parcursul acestuia (,,dreapta lui Weibull", v. cap. 14,fig. 14.2). Daca in relatia (18.19, a) coeficientul C3 este egal cu zero iarcoeficientul Ct este negativ, rezulta o parabola de ordinul doi ce se poateutiliza pentru a reprezenta curba consumului de combustibil la vitezaconstants, ca functie de viteza (v. § 6.4.1. si fig. 6.4). In cazul cind inrelatie se considers numai coeficientii C1 si C2 diferiti de zero, se obtineecuatia (7.3), adica relatia ce exprima variatia spatiului de frinare al unuiautomobil in functie de viteza initiala (v. si tabelul 7.1.), in anumiteipoteze simplificatoare discutate la § 7.1. Parabola cubica reprezentatade relatia (18.19, a) ca atare, cu to^i coeficientii nenuli, poate servi ladescrierea variatiei uzurii unor elemente ale automobilului in timpul in-cercarilor de durabilitate.

Este cazul de mentionat aci ca utilizarea unor polinoame de grad maimari decit trei trebuie evitata, deoarece aportul de informatie suplimen-tara scontat printr-o mai buna ajustare a datelor experimentale este ani-hilat de scaderea preciziei calculelor (scadere cu atit mai mare, cu citgradul polinomului este mai mare) §i a dificultatii acestora.

Relatia de tip exponential (18.19, b) se utilizeaza, de exemplu, la ex-primarea curbelor de racire ale unui tambur sau disc de frina (cuC0=0, Cj=l si C3=negativ), sau a unor fenomene ce tind asimptoticspre o stare constants sau ,,de saturatie".

Se observa ca prin inlocuiri de variabila de tipul xn=x'n si respec-tiv prin logaritmarea relatiei (18.19, 6), toate formulele enumerate devinexpresii liniare, fapt ce permite aplicarea — in vederea determinant va-lorilor coeficientilor respectivi - -a metodelor regresiunii liniare, metodetratate in numeroase lucrari [17, 18, 30, 35].

Metoda celor mai mici patrate se bazeaza pe principiul ca cea maiprobabila valoarea a unei marimi x, pentru determinarea careia s-a efec-tuat un set de n masurari, cu rezultatele xi(i=-l> 2, ..., n), se obtinealegind acea valoare care minimizeaza suma patratelor abaterilor ej alemasurarilor respective in raport cu valoarea aleasa (repartitia abaterilor

Page 51: Metode Si Mijloace de Incercare a Automobilelor IV

278 Prelucrarea si interpreiarea rezultatelor incercdrilor

fiind considerate normala). Cu alte cuvinte, pentru un set de valori demasurare Xi cea mai probabila valoare este aceea pentru care

£ = (x— Xi)2=min,* »=,!

(18.20)

x fiind considerat ca o valoare variabila ce poate fi modificata in vedereaasigurarii conditiei stabilite.

Conditia (18.20) este indeplinita daca

d ^d^2 (18.21)

Derivind fiecare termen din membrul sting al relatiei (18.21) si egalindcu zero suma rezultata, se gases.te ca valoarea x care satisface princi-piul celor mai mici patrate este tocmai media aritmetica x data de re-latia (18.10).

Pentru cazul a doua marimi, intre care se presupune ca exista odependents de tip liniar (coeficientii C2 s,i C3 din expresia (18.19, a)egali cu zero), principiul celor mai mici patrate e'ste exprimat de re-latia

it »•

Ee° = I>r-(Co1 = 1

(18.22)

La rindul ei, condi^ia de minimizare rezulta

Aplicarea derivatelor partiale (18.23) asupra expresiei patratelor aba-terilor (18.22) duee la obtinerea asa-numitelor ecuafii normale, prin acaror rezolvare rezulta estimatiile nedeplasate ale coeficientilor cauta^i,C0 si Ci. Dreapta

.y=C0+C1x (18.24)

se numeste dreapta de regresie a lui y asupra lui x.Daca se presupune ca masurarile se fac asupra variabilei x pentru

diferite valori ale variabilei y, printr-o succesiune similara de calculese poate determine dreapta de regresie a lui x asupra lui y

x=C'0+C[y. (18.25)

Metoda de calcul se aplica mutatis-mutandis la expresiile obtinuteprin liniarizarea oricarora din relatiile (18.19, a) si (18.19, b), cu obser-va^ia evidenta ca locul unor drepte de regresie va fi luat de curbe deregresie polinomiale sau exponentiale.

* *La determinarea estimatiilor pentru coeficientii de regresie C1; C2, • • •prin metoda celor mai mici patrate, este necesara o analiza a ,,graduluide ajustare" a punctelor experimentale prin functia de regresie res-pectiva (corectitudinea modelului matematic adoptat), determinarea in-tervalului de incredere pentru functia de regresie §i coeficientii aces-

Page 52: Metode Si Mijloace de Incercare a Automobilelor IV

Prelucrarea statistica a datelor de experimentare 279

teia etc. De asemenea, pot fi necesare analize speciale ale stabilitatiicalculelor numerice implicate, deoarece in cazul cind unii dintre coefi-cientii de regresie sint foarte mici in raport cu ceilalti (modelul mate-matic ales nu este intru totul adecvat), variatii neinsemnate ale valorilornumerice introduse in calcule determina variatii grosolane ale coefici-entilor de regresie rezultati etc. Relatiile de calcul iau anumite formespecifice daca diferitele masurari ale marimilor (,rt, y4) s-au efectuat cudispersii diferite.

Semnificatia fizica a coeficientilor de regresie nu prezinta interesatit timp cit obiectivul principal consta in ajustarea unor puncte deter-minate experimental. In cazul in care modelul matematic ales este re-eunoscut ca reprezentind o dependents functionala, acesti coeficienti ausemnificatii fizice concrete si pot fi mai important! decit functia de re-gresie insasi.

Astfel, daca pentru corelarea valorilor spatiului de frinare al unuiautomobil Soi [m] de la diferite viteze initiale de incercare la frinareV^ [km/h] se adopta modelul reprezentat de ecuatia (7.3) si derivat, asacum s-a specificat mai inainte din relatia generala (18.19, a),

Soi^CtVct+CzVti, (18.25)

valorile estimatiilor Cl si C2 ale coeficientilor de regresie, determinateprin metoda celor mai mici patrate, permit calcularea unor estimatii ne-decalate §i consistente pentru timpul de raspuns initial conventional, tn,si deceleratia pe perioada frinarii efective, am, cu relatiile:

^=4/3,6 [s], (18.26)

dm = l/(26C2) [m/s2]. (18.27)

In mod similar, estimatia coeficientului C2 din relatia (18.19, b) con-stituie o estimatie pentru coeficientul de racire a tamburului sau dis-cului de frina, b [s-1], parametru deosebit de important in calculul ter-mic al frinei; curba de racire de regresie este lipsita de o utilitate practicasemnificativa.

In incheiere, trebuie deci re^inut ca metoda celor mai mici patratenu reprezinta doar un mijloc de interpolare si ajustare obiectiva a unordate experimentale, in vederea unor eventuale previziuni asupra feno-menului investigat, ci reprezinta un instrument extrem de valoros dedeterminare a estimatiilor unor marimi fizice ce intervin in mod subtilin desfasurarea aparenta, exterioara, a fenomenului respectiv, de ne-obtinut prin metodele uzuale de prelucrare a rezultatelor experimentale.Metoda ofera cea mai sigura informatie posibila dintr-un set de rezultateob^inute prin incercari.

18.3.7. Corelatia

Ecuatiile de regresie stabilesc masura in care variatia marimii deobservable yt (caracteristicii rezultative) depinde de varia^ia marimii xice joaca rolul variabilei independente in relatiile deterministe uzuale.

Page 53: Metode Si Mijloace de Incercare a Automobilelor IV

280 Prelucrarea ?i interpretarea rezultatelor incercarilor

AceastS legSturS intre variabile se stabileste ,,local", la nivelul fiecareiperechi de valori (x^, t/4). Se pune insa de multe ori problema gasiriiunui indicator cantitativ care sa defineasca intensitatea legaturii dintremSrimile yi si Xi la nivelul intregii colectivitati de date experimentaleanalizate. Astfel de indicator! de masurare a intensitStii de corelatie,stabiliti de statistica matematica, sint coeficientul de corelafie r si ra-portul de corelafie i}.

Coeficientul de corelatie, aplicabil in cazul cind regresia este liniara,se calculeaza pe baza relatiei

«—t-VQC;, (18.28)

in care Ct si C{ au semnificatia rezultata din relatiile (18.24) si (18.25);GI reprezinta panta dreptei de regresie a lui y asupra lui x, iar C[ -inversa pantei dreptei de regresie a lui x asupra lui y. Se observa ast-fel ca coeficientul de corelatie caracterizeaza legatura liniara dintre douacaracteristici analizate simultan. Acest coeficient ia valori cuprinse intre—1 si +1.

Daca r=^l, intre cele doua caracteristici exista o dependents lini-ara functional^ (directs sau indirectS). Cu cit coeficientul de corelatie iavalori mai apropiate de +1 sau —1, cu atit corelatia rectilinie dintrecaracteristicile analizate este mai puternica. DacS cele douS caracteris-tici sint independente, coeficientul de corelatie este egal cu zero (atentie,reciproca nu este adevarata: la un coeficient de corelatie egal cu zero,pot exista intre cele douS caracteristici corelatii semnificative, neliniare!).Intre coeficientii de regresie si cei de corelatie exista relatii specificece permit o diferentiere sugestiva: in timp ce coeficientul de corelatiemasoarS legatura sau asociatia dintre x si y, coeficientul de regresie (Cj)reprezinta marimea variatiei lui y ce poate fi prezisa la o variatie uni-tara a lui x.

Raportul de corelatie se foloseste pentru aprecierea legaturii atit deforma rectilinie, cit si curbilinie. El poate avea numai valori pozitivesau nule. Daca intre x si y exista o dependents functionala, atunci va-lorile (xt, yt) vor constitui coordonatele unor puncte situate chiar pe curbade regresie in care caz t]=.l. Daca i}=0, rezulta ca intre cele douS va-riabile nu exista nici un fel de corelare. In toate celelalte cazuri V) seafla cuprins intre zero si unu: cu cit valoarea respective este mai apro-piata de unitate, cu atit mai intensa va fi corelatia intre cele doua sis-teme aleatoare de caracteristici.

18.4. Intocmirea rapoartelor asupra incercarii automobilelor

DupS efectuarea incercarilor, pe baza datelor obtinute, se intocmesteraportul final sau darea de seama generala. Materialele obtinute in urmaexperimentarilor se prezinta sub forma de protocoale, fise, buletine, re-gistre de evidenta, tabele si informSri, care atunci cind este cazul seilustreaza cu fotografii, scheme si grafice. Pentru intocmirea graficeloreste obligatorie utilizarea unitatilor de masura din sistemul internatio-nal, iar scara de reprezentare se recomanda sa se aleaga in a?a fel incit

Page 54: Metode Si Mijloace de Incercare a Automobilelor IV

Intocmirea rapoartelor asupra incercarii automobilelor 281

marimile situate pe ordonata sa fie mai mari decit cele de pe abscisa,in scopul obtinerii unor grafice lipsite de aplatisare, usor de prelucrats.i mult mai sugestive totodata. Pentru a avea o mai mare u§urin£a inintocmirea si manipularea tabelelor, graficelor §i fiselor de incercarese recomanda ca marimea acestora sa fie limitata la formatul A4, as.acum se indica si in unele parti ale STAS 6926.

Raportul final sau darea de seama generala constituie eel mai im-portant document al incercarii s,i contine o introducere, caracteristiciletehnice ale automobilului si subansamblului incercat, aparatele si insta-latiile de masurare, conditiile in care s-au efectuat experimentarile,rezultatele obtinute, analiza si aprecierea lor, concluzii si propuneri.

In introducere se arata scopul §i felul experientelor efectuate, pe cebaza au fost executate §i organizatia care le-a efectuat. Caracteristicatehnica a obiectului incercat se prezinta in func^ie de scopul incercari-lor. Daca modelul incercat se pregateste pentru lansarea in productie,atunci i se da caracteristica tehnica in intregime. Daca incercarile serefera la modele aflate in productie, caracteristica tehnica se prezintasub forma rezumativa, numai cu aspectele strict necesare.

In partea principals a raportului final se includ conditiile s.i volumulincercarilor efectuate, caracteristica si precizia aparatelor s.i instala^iilorde masurare, precum si rezultatele incercarilor in toate sectiunile pro-gramului de incercare. In raport se prezinta toate rezultatele observari-lor directe, valorile masurate si se indica toate defecpunile aparute intimpul experientelor, cu analiza cauzelor care le-au determinat si reco-mandarile in vederea eliminarii sau remedierii lor. Raportul final con-tine si analiza'si aprecierea rezultatelor incercarii.

Pe baza rezultatelor incercarilor se trag concluziile, care constituiepartea finala a darii de seama, in concordanta cu scopul fiecarui tip deincercare. Acestea sint in masura sa contribuie la aprecierea calitatilorsi defectelor automobilului si deci la hotarirea de a accepta produsulasa cum este realizat sau de a i se aduce modificari, in vederea imbu-natatirii constructiei si a performantelor obtinute.

Page 55: Metode Si Mijloace de Incercare a Automobilelor IV

8 / b / / o g r a f / e

.1. Abaitancei, D. s.a. Motoare pentru automobile fi tractoare. Vol. 2. Bucuresti,,

Editura tehnica, 1980.2. Apostolescu, N. si Xaraza, D. Bazele cercetarii experimentale ale masinilor ter-

mice. Bucuresti, Editura didactica si pedagogics, 1979.3. AramS, C. s.a. Poluarea aerului de catre motoarele cu ardere interna. Bucu-

resti, Editura tehnica, 1979.4. Arie, C. N. Calitatea si fiabilitatea produselor tehnice, Bucuresti, Ed. stiin^i-

fica si enciclopedica, 1979.5. Armaderov, R. G. K voprosu metrologhiceskogo obespeceniia naucino-issledo-

vatelskih robot v avtomobilestroienii. In: Avtomobilnaia promislennost 41 (1975),nr. 6, p. 9.

6. Balabin, I. V. s.a. Issledovanie effektivnosti deistviia tormozov-zamedlitelei. In:Avtomobilnaia promislennost 41 (1975), nr. 2, p. 27.

7. Beyer, K. Mobile rechnergestiitzte Vielkanal-Messanlage fur universelle Ein-satz in Bauwessen. In: HBM Messtechnische Brief e 16 (1980), nr. 1, p. 16.

8. Brailciuk P. L. s.a. Pribornii konteiner dlea metrologhiceskogo obespeceniiaeksperimentalnih issledovanii. In: Avtomobilnaia promislennost 45 (1979),nr. 5, p. 15.

9. Buzdugan, Gh. si Blumenfeld, M. Calculul de rezistenfa al pieselor de ma?ini.Bucuresti, Editura tehnica, 1979.

10. Ciucu, Gh. si Craiu, V. Introducere in teoria probabilitaiilor. Bucuresti, Edituradidactica si pedagogics, 1971.

11. Gold, B. V. Procinost i dolgovecinost avtomobilea. Moskva, Masinostroienie, 1974.1,2. Haceaturov, A. A. s.a. Dinamika sistemi doroga-sina-avtomobil-voditel. Moskva,

Masinostroienie, 1976.13. HaSler, K. E. s.a. Forschungen und Entwicklungen am Automobil 1974. In:

ATZ 76 (1974), nr. 9, p. 277.14. latenko, N. N. K voprosu ispolzovaniia uskorennih metod ispitanii avtomobilei.

In: Avtomobilnaia promislennost 38 (1972), nr. 10, p. 10.15. lateiiko, N. N. si ^aldikin, V. P. Optimalnoie planirovaniia ispitanii na avto-

poligone. In: Avtomobilnaia promislennost 40 (1974), nr. 7, p. 14.16. lurovski, I. M. Vojdenie avtomobilea v slojnih dorojnih usloviiah. Moskva,

DOOSAF, 1975.17. Johson, L. G. The Statistical Treatment of Fatigue Experiments. Amsterdam,

Elsevier Publishing Company, 1964.18. Johnson, L. G. Theory and Technique of Variation Research. Amsterdam, Else-

vier Publishing Company, 1964.19. Krivenko, E. I. si Kostrikov, N. A. Metodiceskie osnovi planirovaniia eksperi-

menta pri ogranicennom kolicestve obiektov issledovaniia. In: Avtomobilnaiapromislennost 43 (1977), nr. 7, p. 20.

20. Letter, L. A. si Zolin, V. V. Issledovanie ekspluatafionnoi nagrujionnosti detaleiavtomobilea. In: Avtomobilnaia promislennost 42 (1976), nr. 9, p. 25.

21. Lihacev, V. S. Ispltaniia traktorov. Moskva, Masinostroienie, 1974.22. Mihoc, Gh. s.a. Bazele matematice ale teoriei fiabilitatii. Cluj, Editura Dacia,

1976.23. Mitsche, M. Dynamik der Krajtfahrzeuge. Berlin, Springer-Verlag, 1972.24. Muceaidze, A. M. s.a. Rejimi raboti avtomobilei v gornoi mestnosti. Tbilisi, Met-

niereba, 1974.25. Nemtov, lu. M. si Maiboroda, O. V. Ekspluatafionniie kacestva avtomobilea

reglementirovanniie trebovaniiami bezopasnosti dvijeniia. Moskva, Transport,1977.

Page 56: Metode Si Mijloace de Incercare a Automobilelor IV

Bibliografie 283

26. Nica, A. s.a. Alegerea si utilizarea lubrifianftlor ?i combustibililor pentru mo-toare termice. Bucure?ti, Editura tehnicS, 1978.

27. Ostrovjev, A. N. s.a. Prinfip klassifikafii mikroprofilei dorog s uciotom povrej-daiuscego vozdeistviia ih na konstrukfii avtomobilea. In: Avtomobilnaia pro-mislennost 45 (1979), nr. 1, p. 8.

28. Platonov, V. F. s.a. O rejimah dvijeniia avtomobilei v razlicinih dorojnlh uslo-viiah. In: Avtomobilnaia promislennost 43 (1977), nr. 11, p. 19.

29. Popa, §t. si Hilohi, C. Incercarea automobilelor. Bucuresti, Editura tehnicS, 1972.30. Rum?iski, L. Z. Prelucrarea matematica a datelor experimentale. Bucure?ti,

Editura tehnica, 1974.31. Serensen, S. V. ?.a. Nesu?ciaia sposobnost i rascioti detalei ma?in na procinost,

Moskva, Ma§inostroienie, 1979.32. Sireteanu, T. ?.a. Vibrajiile aleatoare ale automobilelor, Bucure^ti, Editura teh-

nica, 1981.33. §erbanoiu, N. $.a. Studiu privind caracteristicile de etansare ale autovehicu-

lelor. In: A Ill-a Centering nationals de automobile, tractoare si ma§ini agri-cole, vol. 1, Brasov, 1980.

34. §upleakov, V. S. Kolebaniia i nagrujlonnost transmissii avtomobilea. Moskva,Transport, 1974.

35. Tiron, M. Teoria erorilor de m&surare fi metoda celor mai mid patrate. Bucu-resti, Editura tehnica, 1972.

36. Tiron, M. Prelucrarea statistics, si informational!! a datelor de m&surare. Bucu-resti, Editura tehnicS, 1977.

37. Thnbalin, y. B. Ispitaniia avtomobilei. Moskva, Masinostroienie, 1978.38. Zaidel, A. N. Elementarniie ofenki osibok izmerenii. Leningrad, Izdatelstvo

Nauka, 1967.39. Zomotor, A. s.a. Doppelter Fahrspurwechsel — eine Moglichkeit zur Beurteilung

des Fahrverhaltens von Ktaftfahrzeugen? In: ATZ, 76 (1974), nr. 8, p. 258.* SAE Handbook, 1980.

Twentieth Stapp Car Crash Conference, 1976 (SAE Paper 760 811).* Mecanismes des formation et moyens de reduction des polluants dus a

40.41.42.

43.44.45.

icombustion. Paris, Editions Technip. 1973.* Automotive Fuel Economy. Selected SAE Papers, 1965—1975.* Colec^ia publica^iei Messtechnische Briefe. R.F.G., Hottinger-Baldwin.* Colecfia publicatiei Briiel & Kjaer Technical Review. Danemarca, Briiel

& Kjaer.