1

1. ELEMENTE PRIVIND ÎNCERCAREA AUTOVEHICULELOR

Evoluţia autovehiculelor începând cu primul autovehicul construit în anul 1769 de inginerul militar francez Nicholas Joseph Cugnot, până la cele mai moderne modele actuale este foarte spectaculoasă. Secolul XX a însemnat pentru industria de autovehicule trecerea la producţia de masă, de la începutul acestui secol fiind produse peste un bilion de automobile. Autovehiculul a devenit parte integrantă a stilului modern de viaţă, el fiind principalul mijloc de realizare a mobilităţii.

Dezvoltarea rapidă a industriei constructoare de autovehicule din ultimele patru decenii a generat o criză de supraproducţie şi mutaţii importante în ceea ce priveşte nivelul producţiei şi repartiţia acesteia pe piaţă. Perioada actuală este caracterizată printr-o concurenţă acerbă pe piaţa autovehiculelor, care a generat schimbări importante în cadrul procesului de dezvoltare a unui autovehicul nou. Tendinţa actuală vizează menţinerea pieţelor existente şi câştigarea altora noi, prin producerea de autovehicule cu caracteristici dinamice, economice, ergonomice, funcţionale şi de siguranţă ridicate cu nivel de poluare chimică şi fonică redus şi preţ de cost cât mai mic.

Pe piaţă rămân competitivi doar constructorii care au centre de proiectare, de cercetare, de producţie şi de service puternice şi sunt capabili să se adapteze foarte rapid cerinţelor impuse de beneficiari. Perioada actuală este caracterizată printr-o continuă creştere a complexităţii procesului de dezvoltare a unui autovehicul nou ca urmare a cerinţelor impuse de mediul social şi natural şi datorită nivelului ridicat de calitate cerut de consumatori. Calitatea, în sensul ISO 9000 este totalitatea proprietăţilor şi caracteristicilor unui produs sau serviciu care poartă în ele capacitatea de a satisface cerinţele declarate sau implicite, ea constituind baza aprecierii tehnice şi economice.

Pentru realizarea dezideratului menţionat mai sus proiectanţii, cercetătorii şi producătorii de autovehicule îşi unesc forţele progresul industriei constructoare de autovehicule fiind asigurat prin întărirea tuturor compartimentelor care participă la dezvoltarea autovehiculelor noi.

1.1 Principalele etape din dezvoltarea unui autovehicul

Lansarea în producţie a unui autovehicul nou presupune parcurgerea următoarelor etape:

faza de proiectare; faza încercărilor experimentale; faza de producţie; perioada de serviciu.

Trebuie subliniat faptul că aceste patru faze nu sunt independente, ci se află în strânsă interdependenţă pe tot parcursul procesului de dezvoltare a unui autovehicul nou. De exemplu, defecte apărute cu frecvenţă ridicată în perioada de serviciu pot impune reconsiderarea parţială a proiectului şi reluarea unor etape din fazele de cercetare experimentală şi de pregătire a fabricaţiei astfel încât să se elimine cauzele de apariţie a defectelor. În alte cazuri pot apărea dificultăţi tehnologice în faza de pregătire a fabricaţiei sau în timpul procesului de producţie, care impun adoptarea unor modificări în proiect, a căror valabilitate trebuie confirmată prin teste experimentale înainte de a fi introduse în fabricaţie, pentru a nu favoriza apariţia ulterioară a defectelor. De asemenea în timp pot fi descoperite vicii de proiectare, care impun reconsiderarea proiectului iniţial şi reluarea totală sau parţială a fazei încercărilor

2

experimentale. Principalele etape din dezvoltarea unui autovehicul nou, legăturile şi corecţiile care pot interveni sunt prezentate schematic în figura 1.1.

După cum rezultă din cele prezentate mai sus lansarea pe piaţă a unui autovehicul nou presupune parcurgerea completă a celor patru faze. Cu cât defecţiunile sistematice şi cauzele acestora sunt depistate mai târziu, cu atât pierderile vor fi mai mari. Nivelul costurilor de remediere creşte considerabil când acestea sunt depistate în faza de producţie sau de exploatare.

Având în vedere schimbările rapide care au loc pe piaţa autovehiculelor, timpul scurs de la lansarea proiectului până la lansarea pe piaţă trebuie micşorat prin scurtarea timpilor de proiectare, cercetare experimentală, pregătire de fabricaţie şi prin abordarea unei strategii moderne de cercetare-dezvoltare, cum este ingineria concurentă. Dacă în anii 80 durata lansării pe piaţă a unui autovehicul complet nou era de 62-63 de luni, în prezent ea s-a redus la 43-44 luni, sau chiar mai puţin. Firma Peugeot a reuşit să reducă această durată la doar 33 luni. Prin abandonarea strategiei ingineriei convenţionale şi prin

utilizarea strategiei ingineriei concurente se realizează o suprapunere parţială a parcurgerii fazelor de proiectare şi încercare, renunţându-se la ideea obţinerii unui optim de fază în favoarea obţinerii unui optim în momentul lansării pe piaţă.

1.2. Încercări experimentale, importanţă, scop, clasificare, cerinţe Importanţa încercărilor autovehiculelor rezultă din faptul că diferite tipuri de

încercări, ca parte integrată a procesului de dezvoltare a unui autovehicul, contribuie în mod hotărâtor la îmbunătăţirea permanentă a acestora, în toate fazele dezvoltării.

Prin încercări se verifică dacă principalii parametrii constructivi, indici tehnico-economici, calitatea execuţiei, performanţele, siguranţa şi rezistenţa în exploatare corespund cu documentaţia de execuţie. În cazul firmelor producătoare şi al unităţilor de reparaţii, prin încercări sunt

validate procesele tehnologice de fabricaţie respectiv de reparaţie. În unităţile de exploatare prin încercări se stabileşte tipul optim de autovehicul

pentru anumite condiţii de lucru, precum şi regimurile cele mai avantajoase de exploatare ale acestora.

Prin încercările efectuate pe autovehicule în ansamblu sau pe subansambluri ale acestora sunt puse în evidenţă: particularităţi funcţionale ale acestora; mărimi care caracterizează dinamicitatea, stabilitatea sau economicitatea; determinarea rezistenţei în exploatare; cercetarea proceselor care au loc în diferite subansambluri şi mecanisme, precum şi în autovehiculul în ansamblu; etc.

Dintre obiectivele principale ale încercărilor pot fi enumerate următoarele: să verifice indicatorii tehnico-economici prevăzuţi în tema de proiectare; să descopere viciile de proiectare, de tehnologie sau de material; să verifice calitatea execuţiei; să

Fig.1.1 Fazele dezvoltării unui autovehicul nou.

3

valideze îmbunătăţirile constructive sau tehnologice aduse proiectului iniţial; să creeze baze de date complexe care pot fii utilizate la proiectarea autovehiculelor similare; să furnizeze date pentru estimarea cât mai corectă a duratei de serviciu a autovehiculului; să verifice compatibilitatea autovehiculului studiat cu diferite regimuri de exploatare; să verifice dacă prin proiect şi execuţie autovehiculul studiat corespunde cerinţelor impuse prin normativele interne şi internaţionale, etc.

Pentru a asigura o exploatare eficientă şi economică în toată perioada de serviciu, autovehiculul trebuie verificat cu atenţie, în momentul optim. Deşi nu se poate face o delimitare foarte strictă a încercărilor, poate fii schiţată o clasificare a acestora după următoarele criterii: după destinaţia încercărilor; după obiectul supus cercetării experimentale; după scopul cercetării experimentale; după condiţiile şi metodele de încercare. O astfel de clasificare principială este prezentată în tabelul 1.1.

Tabelul 1.1

Clasificarea încercărilor autovehiculelor. Încercări de cercetare ştiinţifică Încercări de omologare sau de tip Încercări de control periodic sau de lot

După destinaţie

Încercări de recepţie Încercări ale subansamblurilor autovehiculelor Încercări ale autovehiculului în ansamblu

După obiectul supus cercetării experimentale

Încercări pe modele la scară Încercări funcţionale Încercări de rezistenţă

După scopul cercetării experimentale

Încercări de durabilitate Încercări de laborator Încercări de drum Încercări de exploatare

După condiţiile şi metodele de încercare

Încercări în condiţii speciale

După destinaţia încercărilor, aşa cum rezultă din tabelul 1.1, deosebim următoarele tipuri de încercări: încercări de cercetare ştiinţifică; încercări de omologare sau de tip; încercări de control periodic sau de lot; încercări de recepţie.

Încercările de cercetare ştiinţifică sunt cele mai variate ca obiective, amploare şi mijloace utilizate pentru efectuarea lor. Acestea se efectuează în scopul rezolvării unor probleme complexe de interes general cum ar fii: studiul unor autovehicule noi sau a unor subansambluri noi; utilizarea unor noi tipuri de combustibili sau lubrifianţi; înlocuirea unor tehnologii cu altele mai moderne; înlocuirea unor materiale cu altele mai economice; cercetarea în detaliu a proceselor ce au loc în motor sau alte subansambluri ale autovehiculului; verificarea unor mecanisme şi piese noi; cercetarea interacţiunii autovehiculului cu calea de rulare şi cu mediul înconjurător; cercetări privind stabilirea noilor metodici de cercetare experimentală; etc. Acest tip de încercări se efectuează în mod uzual în institute de cercetare puternice şi în centrele de cercetare organizate pe lângă facultăţile tehnice cu tradiţie. Pentru industria constructoare de autovehicule, încercările de cercetare ştiinţifică au o importanţă deosebită, ele constituind principala modalitate de validare a produselor şi tehnologiilor moderne, contribuind la îmbunătăţirea continuă a autovehiculelor.

Încercările de omologare sau de tip au un caracter oficial şi se efectuează, de obicei, în conformitate cu prevederile unor acte normative naţionale sau internaţionale

4

cu caracter de lege. Prin aceste sunt alese prototipurile ce urmează să fie introduse în fabricaţia de serie, validându-se proiectul şi este încercată “seria zero” validându-se tehnologia de fabricaţie a noului autovehicul. Prin urmare se deosebesc două etape omologarea prototipului, ce constituie acceptarea soluţiilor constructive propuse a fi introduse în fabricaţie, şi omologarea seriei zero, având ca obiectiv avizarea tehnologiei de fabricaţie a unui autovehicul omologat ca prototip.

Procesul de dezvoltare a unui autovehicul nou presupune inevitabil proiectarea şi realizarea unui prototip şi încercarea şi perfecţionarea acestuia. În timpul încercărilor prototipului sunt puse în evidenţă deficienţele şi lipsurile de construcţie şi apreciază materialele de construcţie şi de exploatare utilizate, se stabilesc reglajele optime. Încercările de omologare ale autovehiculului în ansamblu trebuie să fie precedate de încercările de omologare ale principalelor ansambluri: motor; ambreiaj; cutie de viteze; transmisie longitudinală; punţi motoare; punţi nemotoare; suspensie; sistem de direcţie; etc.

După validarea prototipului se trece la fabricarea şi apoi încercarea “seriei zero”. În cadrul acesteia se execută cel puţin un lot de 10-15 autovehicule, utilizând maşinile unelte, sculele, dispozitivele şi verificatoarele proiectate şi executate pentru producţia de serie, pentru a se obţine aprecieri satisfăcătoare. Prin încercarea “seriei zero” se verifică tehnologia de fabricaţie, acestea presupun efectuarea unor probe în condiţii de exploatare, şi repetarea unor probe efectuate la încercarea prototipului. Încercările de omologare sunt încercări complexe de lungă durată, care au ca scop validarea proiectului şi a tehnologiei de fabricaţie a unui autovehicul nou.

Încercările de control periodic sau de lot se efectuează pentru a verifica dacă producătorul menţine nivelul de calitate al autovehiculului stabilit şi certificat prin omologare. În cadrul acestora sunt testate un procent mic din autovehiculele fabricate în serie, iar durata acestora trebuie să fie mai mică de 6 luni sau de 40.000 km rulaţi efectiv. De obicei se încearcă un autovehicul dintr-un lot de 3000-6000 de bucăţi sau un autovehicul pe trimestru, funcţie de mărimea seriei de producţie. Este raţional ca perioada de repetare a acestor probe să fie cât mai mare, iar amploarea lor să fie limitată la indicatorii esenţiali spre a reduce cheltuielile de fabricaţie. Atingerea acestui deziderat presupune un nivel ridicat şi stabil de calitate al fabricaţiei autovehiculului.

În cadrul acestor încercări se verifică şi durabilitatea organelor autovehiculului, această încercare fiind similară cu cea din cadrul încercărilor de omologare, cu deosebirea că se execută într-un timp mai scurt şi pe un parcurs mai redus. Există şi un program minim cadru în baza căruia trebuie să se desfăşoare încercările de control periodic, respectiv un rulaj de aproximativ 5.000 km, efectuat într-un timp de minimum 15 zile.

Încercările de recepţie pot fi considerate ca fiind încercări incluse în procesul tehnologic de fabricaţie. Acestea se fac în scopul verificării calităţii autovehiculelor din fabricaţia curentă sau din reparaţii. În afara controlului final, care se execută de producător la toate autovehiculelor, controlul de recepţie se face de beneficiar sau de împuternicitul acestuia. În general încercările de recepţie au un caracter limitat şi urmăresc dacă autovehiculul îndeplineşte condiţiile generale de funcţionare.

După obiectul supus cercetării experimentale, încercările se clasifică în:

încercarea subansamblurilor şi agregatelor, încercarea autovehiculului în ansamblu şi încercări efectuate pe modele la sacră.

Încercarea subansamblurilor se face pentru a determina caracteristicile fiecărui ansamblu şi agregat al autovehiculului. Aceasta se referă la încercarea motorului, organelor transmisiei, direcţiei, suspensiei, frânelor, roţilor şi altor organe şi ansambluri

5

ale autovehiculului. Încercarea ansamblurilor în condiţii de laborator trebuie să preceadă încercarea autovehiculului în ansamblu, atât în condiţii de laborator cât şi pe parcurs.

Încercarea autovehiculului în ansamblu se face pentru a stabili principalele caracteristici, parametrii şi performanţe privind: caracteristicile dimensionale şi de masă; calităţile dinamice; calităţile economice; capacitatea de trecere; confortabilitatea; ergonomia postului de conducere; fiabilitatea; securitatea circulaţiei; stabilirea coeficienţilor care caracterizează interacţiunea dintre autovehicul şi mediul înconjurător; pierderile din transmisie; etc.

Încercări pe model la scară se efectuează în scopul renunţări la unele încercări a căror preţ de cost este foarte ridicat. În locul obiectului de încercare se utilizează modele la scară urmând ca caracteristicile, parametrii şi performanţele autovehiculului să fie determinate pornind de la caracteristicile, parametrii şi performanţele modelului în baza legilor similitudinii geometrice, cinematice şi dinamice.

După scopul cercetării experimentale deosebim următoarele principale categorii

de încercări: încercări funcţionale; încercări de rezistenţă; încercări de durabilitate. Încercările funcţionale au ca principal scop punerea în evidenţă a unor

caracteristici, parametrii şi performanţe funcţionale şi de exploatare ale autovehiculului în ansamblu sau ale diferitelor subansambluri ale acestuia, cum sunt: parametrii capacităţii de trecere; parametrii de virare; etc.

Încercări de rezistenţă prin intermediul cărora sunt stabilite solicitările care produc distrugerea ansamblurilor şi subansamblurilor.

Încercări de durabilitate, dintre care deosebim încercările normale la care solicitările la care sunt supuse piesele sunt similare cu cele din exploatare şi accelerate la care solicitările sunt amplificate în vederea scurtării timpului de încercare. O altă metodă de scurtare a timpului de încercare în cazul probelor de durabilitate este mărirea frecvenţei de aplicare a solicitărilor variabile periodice în cazul în care aceasta nu influenţează în mod direct durata de viaţă.

După condiţiile şi metodele de încercare deosebim următoarele tipuri principale

de încercări: încercări de laborator; încercări de drum; încercări de exploatare; încercări în condiţii speciale.

Încercările de laborator ale autovehiculului în ansamblu sau ale subansamblurilor acestuia se execută în condiţii staţionare, folosindu-se instalaţii prevăzute cu aparatură adecvată de încărcare, măsurare şi înregistrare. Încercările de laborator prezintă avantajul că permit cercetarea fenomenelor cu precizie ridicată şi fac posibilă înlăturarea influenţei factorilor care nu sunt studiaţi. Neajunsul metodei este acela că în laborator, nu pot fii simulate întocmai condiţiile în care funcţionează autovehiculul în exploatare.

Încercările de drum (de parcurs) se efectuează pe piste de încercare special amenajate sau pe porţiuni de drum prevăzute cu denivelări, cu profiluri şi acoperiri astfel realizate încât să corespundă condiţiilor reale de exploatare. În cazul în care traseele de încercare sunt corect alese, metodele de încercare şi aparatura utilizată corespund scopului urmărit şi condiţiilor de încercare, precizia datelor de încercare va fi pe deplin satisfăcătoare. Avantajul principal al metodei este că încercarea se face în condiţii foarte apropiate de cele de exploatare, fapt care asigură obţinerea unor rezultate similare cu cele din exploatare.

Încercările de exploatare se fac în mod periodic în condiţiile de lucru obişnuite ale întreprinderilor de exploatare de către personal calificat în acest sens, atât din

6

întreprinderea producătoare cât şi din cea de exploatare. Precizia rezultatelor este cu atât mai bună cu cât numărul autovehiculelor încercate este mai mare, numărul încercărilor este mai ridicat şi durata lor este mai mare. În unele cazuri se recomandă efectuarea încercărilor combinate, de laborator şi de exploatare, pentru a completa şi valida rezultatele obţinute prin fiecare metodă separat. Dacă numărul autovehiculelor alese pentru încercare este suficient de mare, cercetările pot fii efectuate concomitent.

Încercările în condiţii speciale se efectuează în cazul autovehiculelor ce urmează să fie exploatate în condiţii speciale. Condiţiile speciale de încercare pot presupune: rulaj prelungit în coloană pe drumuri cu mult praf.; rulaj prelungit la temperaturi ridicate (35-45oC); rulaj cu viteză redusă pe teren nisipos şi mlăştinos; rulaj în condiţii de temperatură foarte scăzută ( sub -25oC); rulaj în condiţii tropicale; rulaj la altitudine ridicată; etc.

Este de remarcat faptul că aceste tipuri de clasificări ale încercărilor au un caracter orientativ, delimitarea precisă a încercărilor fiind foarte greu de realizat. Obţinerea unor rezultate concludente presupune de cele mai multe ori efectuarea unor încercări combinate care să se completeze reciproc.

Principalele cerinţe impuse încercărilor sunt: obiectivitatea; repetabilitatea;

corectitudinea; rapiditatea efectuării; economicitatea. Cerinţa ca încercările să fie obiective decurge de la sine, dacă se are în vedere

importanţa definirii unei soluţii constructive optime sau a cunoaşterii reale a stării tehnice a unui autovehicul aflat în exploatare fără idei preconcepute şi/sau considerente subiective.

Obiectivitatea încercărilor se realizează prin: atitudinea imparţială şi lipsită de prejudecăţi a încercătorului; asigurarea unor condiţii de încercare nesingulare şi neprivilegiate din punctul de vedere al eforturilor impuse autovehiculelor; eliminarea posibilităţii unor interpretări subiective a rezultatelor încercărilor, prin respectarea riguroasă a programului de încercare, utilizarea pe scară largă a aparaturii de încercare cu posibilităţi de înregistrare a datelor, respectarea metodologiei de prelucrare a datelor; stabilirea cauzelor ce au dus la neînscrierea unor parametrii constructivi şi funcţionali în limitele prevăzute de documentaţia tehnică.

Pentru autovehicule, repetabilitatea încercărilor presupune încercarea în aceleaşi condiţii astfel încât pentru un autovehicul dat cu o stare tehnică bine precizată, rezultatele unor încercări repetate şi/sau efectuate în condiţii similare să nu difere semnificativ, iar aprecierile rezultate să rămână invariante.

Repetabilitatea încercărilor se realizează prin: utilizarea unor metode de încercare care nu sunt afectate de factorii ambientali aleatori; eliminarea sau atenuarea influenţei factorului uman prin utilizarea aceluiaşi şofer de încercare sau a unor conducători auto cu structură psiho-fiziologică şi pregătire profesională similară; limitare domeniului de variaţie a condiţiilor de încercare, acestea fiind foarte precis stabilite prin standardele care reglementează încercările (spre exemplu ST 6926/1).

Ideii de repetabilitate i se subscriu şi eforturile unor organizaţii internaţionale (I.S.O., D.I.N., S.A.E.) de a elabora unele normative de încercare cu grad mare de generalitate acceptate in diferite ţări.

Obţinerea corectitudinii încercărilor este în strânsă corelaţie cu asigurarea obiectivitătii şi repetabilităţii acestora, dar totodată mai presupune: cunoaşterea detaliată a fenomenelor investigate prin încercare; stabilirea judicioasă a limitelor de variaţie a parametrilor măsuraţi, utilizarea unor scheme de măsurare şi a unei aparaturi judicios alese; întocmirea corectă şi completă a programului de încercare, respectarea standardelor referitoare la acesta; asigurarea preciziei de măsurare impuse prin

7

standarde; interpretarea justă a rezultatelor obţinute în urma încercărilor; repetarea încercărilor ori de câte ori rezultatele obţinute au caracter contradictoriu sau nu corespund cu cele disponibile de la încercări anterioare şi/sau determinate prin calcul.

Nu sunt greu de imaginat consecinţele grave pe care le poate avea luarea unor decizii de acceptare a lansării în fabricaţie şi/sau exploatare a autovehicule a căror proiect şi tehnologie au fost validate prin încercări incorecte.

Importanţa obţinerii rapide a rezultatelor unei încercări este uneori presantă, încât riscă să devină un scop în sine şi să compromită esenţial încercările. Obiectivul de rapiditate al încercărilor trebuie obţinut fără diminuarea altor calităţi impuse acestora, prin: programare judicioasă a succesiunii fazelor de încercare (eliminarea timpilor morţi); utilizarea pe cât posibil a metodelor de încercare accelerată; prelucrarea şi interpretarea rapidă a datelor prin folosirea sistemelor moderne de achiziţie stocare şi prelucrare a datelor obţinute în urma încercărilor; reducerea la minim a volumului încercărilor cu asigurarea unui nivel rezonabil de încredere.

Încercările constituie operaţiuni neproductive direct, consumatoare de timp, combustibil, materiale, forţă de muncă, iar costul acestora se reflectă direct în preţul autovehiculului. Asigurarea economicităţii încercărilor implică: întocmirea programului de încercare astfel încât volumul şi durata lucrărilor să fie minim fără a afecta calitatea acestora; efectuarea încercărilor pe cât posibil pe standuri şi în poligoane; în cazul probelor de parcurs, asocierea încercărilor de agregate şi ansambluri pe acelaşi autovehicul; încercarea unui număr mare de agregate sau ansambluri pe automobile aflate în exploatare; utilizarea datelor furnizate de sistemul service al întreprinderii producătoare; utilizarea la încercare a unui personal cu înaltă calificare profesională.

8

1.3. Pregătirea încercării autovehiculelor În cele mai multe cazuri încercarea unui autovehicul sau a unui ansamblu al

acestuia se face în baza unei teme program de cercetare, anexată la contractul sau comanda lansată de beneficiarul încercării. Echipa de specialişti care va efectua încercarea trebuie să formuleze foarte clar obiectivele încercării, să aducă corecţiile necesare acolo unde acest lucru se impune, astfel încât desfăşurarea încercărilor să fie optimă, iar rezultatele acesteia să satisfacă în totalitate necesităţile beneficiarului. În cazul în care rezultatele buletinului de încercare sunt nefavorabile, din acesta trebuie să rezulte cauzele care au condus la nevalidarea produsului şi corecţiile care trebuie aduse pentru eliminarea acestora. Pentru a permite o anumită flexibilitate a programului de încercare şi o dozare corectă a eforturilor materiale şi umane, în scopul eficientizării procesului de încercare este necesară o delimitare a obiectivelor în principale şi secundare.

Obţinerea unor rezultate viabile în urma încercării autovehiculelor sau a subansamblelor trebuie asigurată încă din faza de pregătire a încercării. În această fază echipa care va efectua probele trebuie să-şi formeze o viziune clară şi corectă asupra: obiectivelor încercării; mijloacelor ce trebuie folosite în timpul încercării; etapele ce urmează să fie parcurse în timpul încercării; domeniul probabil în care se vor încadra rezultatele încercărilor. De multe ori sunt necesare săptămâni sau chiar luni de pregătire pentru o zi, o oră, un minut, sau o fracţiune de secundă în care se face încercarea.

1.3.1. Întocmirea programului de încercări Programul general de încercări este de obicei impus prin standarde sau norme

interne instituţiei care efectuează lucrările, organizatorilor desfăşurării acestora le revine obligaţia de a elabora un program detaliat care să asigure o eficienţă maximă a încercărilor.

Programul de încercare trebuie să cuprindă: Obiectivele încercării; Fazele de încercare prezentate în ordine cronologică cu precizarea

obiectivelor parţiale specifice fiecărei faze şi a termenelor de execuţie; Detalierea fiecărei faze de încercare, enumerarea în amănunt a lucrărilor

specifice, a locurilor, traseelor, poligoanelor sau standurilor de încercare şi a termenelor de execuţie;

Cerinţele de mediu necesare efectuării încercărilor; Regimurile de încercare avute în vedere în timpul probelor, sarcina utilă a

autovehiculelor la care se execută proba, regimul de viteză, etc.; Numărul parametrilor cercetaţi, complexitatea încercărilor şi numărul de

repetări a experimentelor; Precizia de măsurare a parametrilor determinaţi prin încercări, care trebuie să

fie în concordanţă cu valorile recomandate prin documentaţia tehnică şi prin standardele naţionale şi internaţionale;

Aparatura de măsurare, achiziţie a datelor şi de prelucrare a acestora, care trebuie să permită o apreciere rapidă, dacă este posibil în timp real a rezultatelor pentru a aprecia reuşita încercării şi dacă este cazul necesitatea reluări parţiale sau totale a probei cu menţinerea sau schimbarea metodicii de încercare;

9

Responsabilităţile care revin părţilor contractante şi/sau colaboratorilor pentru asigurarea materială a încercărilor;

Responsabilităţile care revin individual personalului de încercare; Condiţiile specifice încercărilor pe stand, dacă este cazul; Numărul de produse încercate; Programul de încercări depinde de: scopul cercetării experimentale

(determinarea calităţilor dinamice, de exploatare, etc.); de tipul autovehiculului (autoturism, autocamion, autoturism de teren, autocamion de teren, trenuri auto, tractoare de transport, tractoare agricole, tractoare industriale, etc.); de destinaţia încercării (cercetare ştiinţifică, de omologare sau de tip, de control periodic sau de lot, de recepţie).

Având în vedere cele prezentate mai sus rezultă că programele de încercări vor diferi între ele, dar vor avea şi foarte multe elemente comune.

Elaborarea programului de încercare reprezintă una din cele mai importante faze ale încercărilor autovehiculelor, în care personalul implicat trebuie să posede o viziune clară şi unitară care să conducă la efectuarea unor încercări obiective, corecte, repetabile, efectuate în timp util şi cu eficienţă economică maximă.

1.3.2. Alegerea, recepţia şi pregătirea autovehiculelor pentru încercări Numărul autovehiculelor care se încearcă se alege funcţie de felul încercărilor

programate. La încercările de omologare spre exemplu se încearcă tot lotul de prototipuri şi întreaga “serie zero”, dacă numărul de autovehicule nu depăşeşte 10-15 buc. În cazul încercărilor de control periodic autovehiculele se aleg din fabricaţia curentă, în funcţie de volumul producţiei. Încercările de recepţie se efectuează la toate autovehiculele fabricate. În cazul altor tipuri de încercări, ca de exemplu cele de cercetare ştiinţifică sau de exploatare , numărul autovehiculelor care se încearcă se stabilesc de la caz la caz, în funcţie de scopul urmărit şi de programul de încercare stabilit. În toate cazurile se urmăreşte ca autovehiculele să fie corect asamblate, complet echipate cu accesorii şi scule şi să corespundă în totalitate stării tehnice impuse prin caietul de sarcini. Prin urmare, alegerea autovehiculului sau a autovehiculelor care trebuie încercate trebuie făcută astfel încât acesta sau acestea să fie reprezentativ respectiv reprezentative pentru o categorie bine definită pentru care se urmăreşte obţinerea unor informaţii viabile prin intermediul diferitelor tipuri de încercări. În cazul în care nu sunt respectate aceste reguli, apar dispersii mari ale rezultatelor, iar utilitatea acestora se micşorează până ce devine nesemnificativă.

În funcţie de caracterul şi de volumul încercărilor la care este supus autovehiculul, se face pregătirea acestuia pentru încercare, care cuprinde următoarele etape: controlul stării tehnice a autovehiculului încercat, respectiv recepţionarea autovehiculului pentru încercare; întocmirea specificaţiei tehnice a autovehiculului; etalonarea şi instalarea aparatelor de măsurare, stocare şi prelucrare a datelor; stabilirea metodologiei de încercare în conformitate cu normele şi standardele în vigoare.

Recepţionarea autovehiculului se face în funcţie de tipul încercărilor ce urmează să fie executate. Spre exemplu, în cazul încercărilor periodice, autovehiculul trebuie astfel ales, încât să nu fie posibilă înlăturarea defectelor de fabricaţie prin reglaje suplimentare, care pot crea o imagine falsă asupra calităţii producţiei curente. În cazul recepţionării modelelor experimentale se acceptă eliminarea defectelor de

10

fabricaţie înainte de executarea încercărilor, în vederea punerii în concordanţă a autovehiculului încercat cu condiţiile tehnice impuse de proiectant.

O primă activitate de recepţie a autovehiculului pentru încercare, indiferent de tipul încercărilor care urmează să fie efectuate, o constituie confruntarea cu prevederile documentaţiei de execuţie sau de însoţire. Dintre aceste se pot enumera următoarele: tipul; întreprinderea producătoare; numărul de serie pentru motor; numărul de serie pentru şasiu sau caroserie; caracteristicile tehnice ale autovehiculului în ansamblu şi ale componentelor acestuia. Ansamblul autovehiculului este caracterizat prin parametrii de masă, parametrii dimensionali, parametrii funcţionali şi prin parametrii energetici, iar componentele acestuia sunt caracterizate prin parametrii specifici, cum sunt: raportul de transmitere; randamentul; coeficientul de amortizare; coeficientul de frecare; etc. Documentaţia tehnică în baza căreia se pot face aceste verificări trebuie să cuprindă: desenele de ansamblu ale autovehiculului; desenele de ansamblu şi de montaj ale principalelor subansamble; lista accesoriilor şi sculelor din componenţa setului de livrare; instrucţiuni de întreţinere şi de exploatare; cartea de reparaţii; catalogul pieselor de schimb; etc.

Pornind de la cerinţele programului de încercare se pot efectua şi măsurători iniţiale ale unor piese supuse uzării ( pneuri, bolţuri de arcuri, garnituri de fricţiune, arbori, angrenaje, etc.), verificări de stand ale unor subansamble (sistem de frânare, sistem de direcţie, sistem de iluminare), sigilări ale unor componente la care nu se admit intervenţii în timpul încercării.

Stările de încercare specifice pentru diferitele tipuri de încercări sunt definite prin ST 6926/1, iar în cazul încercărilor de cercetare pot fi adoptate conform cerinţelor impuse prin caietele de sarcini.

În cazul în care autovehiculul se încearcă pe drumurile publice, se vor fixa semnale avertizoare având forma şi dimensiunile arătate în figura 1.2, “ATENŢIUNE ÎNCERCĂRI”, care vor fi montate vizibil pe partea din faţă şi din spate a autovehiculului. Textul inscripţiei se va înscrie cu roşu pe fond alb, iar numărul provizoriu al autovehiculului ce

urmează a fi încercat este precedat de “PROBE”. Înaintea oricărui tip de încercare se va verifica starea tehnică a autovehiculului,

iar înaintea încercărilor privind dinamicitate şi consumul, motorul şi transmisia se vor încălzi la temperatura nominală prin efectuarea unui rulaj de lungime suficientă şi se vor verifica pierderile totale prin metoda rulării libere conform ST 6926/9.

Efectuarea adaptărilor pentru montarea aparaturii de măsură, achiziţie şi prelucrare a datelor experimentale, verificarea funcţionării şi etalonarea acestora sunt etape care fac parte din pregătirea autovehiculului pentru încercare. Trebuie precizat faptul că efectuarea încercărilor se poate face doar după ce autovehiculul este rodat conform prescripţiilor uzinei producătoare şi după ce acesta ajunge la regimul de funcţionare nominal.

Fig. 1.2 Inscripţie de avertizare montată pe

autovehicul în timpul încercărilor efectuate pe drumuri publice.

11

Alegerea şi pregătirea aparaturii de măsurare Pentru a obţine informaţiile dorite privind calităţile autovehiculelor încercate şi

pentru a înregistra cât mai fidel rezultatele încercărilor, sub formă digitală, analogică, sau grafică, în afara aparatelor de bord din dotarea standard se vor monta aparate de măsură, achiziţie şi prelucrare a datelor suplimentare.

Numărul şi complexitatea aparaturii necesare încercărilor depinde în principal de: - tipul încercării - condiţiile de încercare - gradul de utilare al laboratorului care urmează să efectueze cercetarea

experimentală. Asigurarea unei calităţi ridicate a cercetărilor experimentale, în condiţii de

eficienţă economică maximă, presupune utilizarea unei instalaţii de măsurare, achiziţie şi prelucrare a datelor adecvate. Alegerea corectă a metodei de măsurare, utilizarea celor mai adecvate aparate de măsurare, achiziţie şi stocare a datelor, utilizarea celor mai performante softuri de prelucrare a datelor şi conceperea corectă a lanţului de măsură constituie premisa principală pentru obţinerea unor rezultate viabile în urma încercărilor.

De asemenea trebuie asigurate condiţii optime de funcţionare a întregului lanţ de

măsurare prin izolarea de vibraţii, protejarea de acţiunile excesive ale mediului ambiant, asigurarea tensiunii de alimentare corespunzătoare, etc.

Calitatea unei măsurători depinde şi de: - caracteristicile metrologice (clasa de precizie, sensibilitatea, pragul de

sensibilitate, puterea de rezoluţie) - caracteristicilr dinamice (domeniul dinamic, funcţia de transfer, domeniul de

frecvenţe) ale aparaturii utilizate. În condiţiile în care pentru eficientizarea procesului de dezvoltare a unui autovehicul se impune scurtarea timpului de încercare, încercările accelerate ale componentelor şi/sau autovehiculelor în ansamblu sunt din ce în ce mai utilizate. Aceasta impune creşterea volumului şi a vitezei de obţinere a datelor în urma încercărilor, fapt care a condus la utilizarea unor lanţuri de măsură, achiziţie, prelucrare şi stocare a datelor foarte performante, care permit prelucrarea on-line a datelor, la finalul încercării fiind obţinută şi o primă formă finală a rezultatelor.

O etapă importantă în pregătirea aparaturii de măsurare, achiziţie, prelucrare şi stocare a datelor o constituie verificarea funcţionării şi etalonarea întregului lanţ. Aceasta se va face la începutul experimentării şi apoi periodic la anumite intervale de timp sau înaintea unor probe importante pentru a constata dacă între timp nu au apărut dereglări care pot afecta rezultatele încercărilor.

Alegerea şi pregătirea traseelor de măsurare În funcţie de caracterul experimentării sau al performanţelor care se determină,

încercarea autovehiculelor se face pe diferite categorii de drum. Indiferent de tipul încercărilor de parcurs sunt precizate cu exactitate condiţiile de drum în care se efectuează încercările.

12

În cazul efectuării probelor pentru stabilirea parametrilor dinamici şi economici ai autovehiculelor drumul trebuie să îndeplinească următoarele cerinţe:

- să aibă îmbrăcăminte tare, fără denivelări (cu acoperire de beton sau asfalt); - să fie orizontal, în limita unor înclinări de maxim ± 5%; să fie rectiliniu; să aibă

o lungime de 4-5 Km (astfel încât sa asigure atât porţiunea de lansare cât şi cea de frânare);

- să aibă o lăţime de 7,5 m; să fie ferite de vânt (în special de cel lateral); - să fie jalonate cu pietre kilometrice şi hectometrice. Influenţa abaterii de la orizontalitatea drumului poate fi micşorată printr-o măsură acceptabilă prin repetarea probei din direcţie opusă şi adoptarea ca rezultat final

al încercării a mediei aritmetice a celor două sau mai multe probe.

În cazul încercărilor efectuate pe drumuri publice, vor fi alese tronsoane cu circulaţie redusă, care pot fi temporar închise, cu acordul autorităţilor de resort. La capetele şi pe intrările laterale ale tronsoanelor de drum utilizate pentru încercări se amplasează inscripţii de prevenire, având forma, dimensiunile şi conţinutul arătate în figura 1.3. Pentru a preveni apariţia accidentală a unor autovehicule în timpul efectuării probelor

efectuate cu închiderea circulaţiei (de obicei probele pentru determinarea parametrilor dinamici) intrările principale şi cele laterale sunt blocate sau prevăzute cu posturi de pază.

Dintre metodele de încercare la anduranţă sau la durabilitate ale autovehiculelor

în ansamblu sau ale subansamblelor acestora, una dintre cele mai precise este încercarea în condiţii de trafic real, care se efectuează pe drumuri publice normale, încărcate la capacitatea nominală sau parţial, cu conducători auto care manifestă diferite temperamente de conducere şi în condiţii meteorologice specifice regimurilor de exploatare. În timpul acestor încercări se recomandă să fie culese şi date necesare pentru stabilirea cât mai corectă a regimurilor de calcul şi a regimurilor de încercare pe stand sau în poligon.

Pentru a alege cât mai corect traseele pe care se efectuează încercările de anduranţă sunt necesare studii statistice prin care să fie puşi în evidenţă factorii care determină regimurile de exploatare şi influenţează în mod hotărâtor solicitările din diferitele componente ale autovehiculelor. Principalele caracteristici ale traseului pe care se efectuează încercările sunt date de macroprofilul şi de microprofilul drumului.

Macroprofilul căii de rulare este caracterizat în principal de înclinarea longitudinală în funcţie de spaţiu sau timp, care poate fi caracterizată statistic prin frecvenţa de apariţie a diferitelor clase de înclinate longitudinală. O altă componentă importantă a macroprofilului căii de rulare o constituie configuraţia drumului care este dată de: numărul de viraje pe km parcurs; raza virajelor; înclinarea transversală; vizibilitatea; etc. Din punct de vedere al macroprofilului căii de rulare se pot considera ca reprezentative următoarele patru categorii de drum:

- autostradă;

Fig. 1.3. Inscripţie de prevenire montată la

intrarea pe sectoarele de drum pe care se fac încercări.

13

- drum urban sau de oraş; - drum de şes; - drum de deal şi de munte.

Din punct de vedere al microprofilului căii de rulare semnificative sunt drumurile modernizate şi cele nemodernizate. Datele statistice arată că majoritatea conducătorilor auto nu utilizează autovehiculul pe acelaşi tip de drum, la aproximativ 95% observându-se un “amestec” de tipuri de drum utilizate. În cazul încercărilor ce urmează să fie efectuate pe drumuri publice, vor fi alese zone cu circulaţie redusă, care îndeplinesc condiţiile impuse de standardele de încercare în vigoare. Pentru încercările efectuate în scopul determinării parametrilor dinamici şi de frânare porţiunea de drum pentru încercare este temporar închisă în scopul asigurării condiţiilor de încercare. Dacă programul de încercare nu o cere porţiunile de drum pe care se fac încercări se aleg în zone unde nu există şanţuri de scurgere adânci, pante abrupte sau alte obstacole naturale sau artificiale.

14

2. MĂSURAREA PE CALE ELECTRICĂ A MĂRIMILOR NEELECTRICE

2.1. Generalităţi privind lanţul de măsurare

Măsurarea pe cale electrică a unei mărimi neelectrice constă în conversia acesteia într-un semnal electric – de obicei în tensiune electrică – a cărei valoare să fie proporţională cu mărimea măsurată.

Principalele părţile componente ale unui lanţ de măsurare (fig. 2.1) sunt: traductorul; circuitul electric de conectare al traductorului; amplificatorul; sistemul de afişare sau înregistrare; placa de achiziţie, stocare şi prelucrare a datelor.

Fig. 2.1. Schema bloc a lanţului de măsură.

Traductorul transformă mărimea neelectrică măsurată (deplasare, viteză,

acceleraţie, forţă, temperatură, etc.) într-o mărime electrică proporţională cu aceasta. În acest scop traductorul este ataşat de obiectul de măsură.

Sistemul de alimentare furnizează energia electrică necesară traductorului. El

poate fii o baterie electrică sau un oscilator de audio frecvenţă. În cazul traductoarelor care prin convertire generează curent electric nu este nevoie de sistem de alimentare separat.

Circuitul electric de conectare asigură adaptarea circuitului de ieşire din traductor

la intrarea în amplificator. El trebuie să asigure sensibilitatea şi precizie de măsurare impuse de probele ce urmează să fie efectuate.

Amplificatorul are rolul de a amplifica semnalul pentru a asigura sensibilitatea

dorită a sistemului de măsurare, cât şi de a adapta nivelul semnalului la valoarea cerută de echipamentul de afişare şi înregistrare şi/sau de sistemul de achiziţie stocare şi prelucrare a datelor.

15

Sistemul de afişare şi înregistrare asigură posibilitatea citirii, vizualizării şi/sau

înregistrării valorii semnalului de ieşire din lanţul de măsurare. În acest scop se utilizează aparate de măsură analoge, numerice, osciloscoape, înregistratoare pe hârtie sau pe bandă magnetică ş.a. În cazul lanţurilor moderne de măsurare rolul sistemului de fişare şi înregistrare este preluat în totalitate de sistemele de achiziţie stocare şi de prelucrare a datelor.

Sistemul de achiziţie stocare şi de prelucrare a datelor are rolul de a prelua

datele analogice de la amplificator sau de la înregistratorul cu bandă magnetică, face conversia lor analog numerică, le înregistrează pe hardisck. Prin softul de prelucrare a datelor pe lângă de prelucrare şi reluare a prelucrării după algoritmii doriţi este posibilă şi afişarea în timp real a datelor sub forma oscilogramelor, variaţiei în timp a mărimilor etc. Aceste sisteme prezintă următoarele avantaje: permit stocarea unui număr mare de date de cercetare; culegerea datelor se poate face cu frecvenţe de eşantionare ridicate; permit reluarea prelucrării datelor fără reluarea probelor.