ES2275249T3 - Procedimiento para comprobar amortiguadores de vibraciones en vehiculos automoviles. - Google Patents

Abstract

Procedimiento para comprobar un amortiguador de vibraciones en vehículos automóviles, en el que el amortiguador de vibraciones, junto con un neumático de una rueda en el eje del vehículo, está sometido a una estimulación de elevación que hace que el amortiguador de vibraciones genere una fuerza de amortiguación determinada, en el que está almacenado en una memoria un parámetro que se correlaciona con la fuerza de amortiguación y que se compara con el parámetro durante la comprobación del amortiguador de vibraciones, y en el que una desviación entre el valor medido y el valor almacenado por encima de un valor límite definido puede considerarse como una indicación de un amortiguador de vibraciones defectuoso, caracterizado porque se presenta como parámetro en la memoria (25) el trabajo de muelle del neumático (27), referido a una estimulación definida en combinación con un amortiguador de vibraciones nuevo (13), y se capta el trabajo de muelle del neumático (27) durante la comprobación del amortiguador de vibraciones (13), considerándose que, a partir de una desviación determinada del trabajo de muelle detectado respecto del trabajo de muelle almacenado del neumático (27), existe un amortiguador de vibraciones defectuoso.

Description

Procedimiento para comprobar amortiguadores de vibraciones en vehículos automóviles.

La invención concierne a un procedimiento para comprobar amortiguadores de vibraciones en vehículos automóviles según el preámbulo de la reivindicación 1. Un procedimiento de esta clase es conocido por el documento DE 101 22 405 A1.

Un amortiguador de vibraciones forma parte de las piezas de desgaste de un vehículo automóvil, debiendo tenerse en cuenta que un amortiguador de vibraciones defectuoso influye decisivamente sobre la seguridad de marcha del vehículo. El propio conductor no puede comprobar la aptitud funcional de un amortiguador de vibraciones, ya que el empeoramiento de la propiedad de amortiguación se desarrolla con mucha lentitud y va acompañado de un proceso de habituación permanente.

La mejor posibilidad seguramente para comprobar el funcionamiento de un amortiguador de vibraciones consiste en desmontar dicho amortiguador de vibraciones retirándolo del vehículo y someterlo a un programa de prueba en una máquina de prueba especial. Esta forma de proceder se describe en el documento DE 41 20 169 A1. El desmontaje de un amortiguador de vibraciones de un vehículo puede resultar bastante caro especialmente cuando existe un puntal elástico en el que un muelle del vehículo envuelve al amortiguador de vibraciones.

Por este motivo, existen numerosos intentos para analizar la aptitud funcional de un amortiguador de vibraciones en su estado montado. Un principio básico consiste en que se emplee un dispositivo de prueba en el que se someta un apoyo de rueda a un movimiento de vibración por medio de un accionamiento. Sobre la base de la curva de atenuación se puede reconocer un posible defecto del amortiguador de vibraciones montado en comparación con un amortiguador de vibraciones nuevo. El documento DE 195 19 136 C1 describe, por ejemplo, un banco de pruebas de esta clase.

Sin embargo, un problema importante consiste en que no sólo el amortiguador de vibraciones, sino también las articulaciones de eje y los neumáticos del vehículo confluyen en la comprobación del amortiguador de vibraciones. Mediante el empleo de un miembro elástico dentro del banco de pruebas se puede minimizar la influencia del neumático del vehículo. Esta circunstancia se representa en el documento DE 100 17 558 A1.

El cometido de la presente invención consiste en proporcionar un procedimiento para comprobar un amortiguador de vibraciones montado en el vehículo automóvil, que ofrezca un resultado de prueba fiable.

Según la invención, el problema se resuelve debido a que el trabajo de muelle del neumático, referido a una estimulación definida en combinación con un amortiguador de vibraciones nuevo, se presenta como parámetro en la memoria y se capta el trabajo de muelle del neumático durante la comprobación del amortiguador de vibraciones, y a partir de una desviación determinada del trabajo de muelle detectado respecto del trabajo de muelle almacenado del neumático se considera que existe un amortiguador de vibraciones defectuoso.

Los ensayos realizados han demostrado que el trabajo de muelle de un amortiguador de vibraciones está en una relación definida con el trabajo de muelle del neumático. Cuando es conocido el trabajo de muelle del neumático en un vehículo en combinación con un amortiguador de vibraciones nuevo, se puede determinar entonces también el trabajo de amortiguación previsto de un amortiguador de vibraciones usado. Una desviación demasiado grande entre el trabajo de muelle del neumático en un amortiguador de vibraciones nuevo y en un amortiguador de vibraciones usado es un indicio inequívoco del estado de desgaste del amortiguador de vibraciones.

Asimismo, se ha previsto que se calcule el trabajo de muelle del neumático a partir del movimiento de la masa de rueda con relación a la superficie de apoyo de la rueda, así como a partir del movimiento de la carrocería del vehículo y de la masa proporcional de dicha carrocería.

En otra ejecución ventajosa del procedimiento se emplea una sensórica dispuesta en el vehículo para captar los parámetros destinados a determinar el trabajo de muelle del neumático. Por ejemplo, se emplea una señal de aceleración del lado de la carrocería en combinación con una masa proporcional definida de la carrocería del vehículo para calcular la fuerza que actúa sobre el neumático. Siempre que el vehículo esté equipado con una sensórica correspondiente, tal como al menos un sensor de aceleración del lado de la carrocería y un sensor de rueda, se puede emplear también una superficie de la calzada como superficie de apoyo de la rueda. Es así posible que se compruebe la aptitud funcional del amortiguador de vibraciones a intervalos o bien permanentemente durante el viaje.

Mediante un cálculo integral de una señal de aceleración del lado de la rueda se determina el movimiento relativo de la masa no suspendida elásticamente de la rueda y del eje del vehículo con respecto a la superficie de apoyo de la rueda. Un sensor de aceleración del lado de la rueda puede montarse de manera relativamente sencilla y aprovecharse, por ejemplo, para una regulación eventualmente existente del mecanismo de rodadura.

En otra ejecución ventajosa del procedimiento se determina el trabajo de muelle del neumático a partir de la integral del producto de la fuerza del neumático y el recorrido relativo de la rueda en función del tiempo.

Un amortiguador de vibraciones dispone de una calidad especialmente buena respecto de su fuerza de amortiguación cuando el trabajo de muelle del neumático, referido a la estimulación exterior de la rueda, presenta un mínimo. Esta propiedad ofrece la ventaja de que solamente tiene que comprobarse y evaluarse un incremento del trabajo de muelle del neumático.

Resulta de esto, entre otras cosas, la posibilidad de que esté depositada en otra memoria para una vigilancia de la presión de los neumáticos la correlación funcional entre la característica elástica del neumático y la presión de éste, determinándose la característica elástica del neumático a partir de la fuerza del neumático y del movimiento relativo de la rueda con respecto a la superficie de apoyo de la misma y determinándose la presión momentánea del neumático a partir de la característica elástica calculada. Por tanto, en un sistema según la invención no tiene que medirse directamente la presión del neumático. Una medición directa de la presión del neumático sólo puede realizarse con una dificultad técnica claramente
mayor.

Se explicará la invención con más detalle ayudándose de la siguiente descripción de las figuras.

Muestran:

La figura 1, una representación de principio de los grupos constructivos para el procedimiento; y

La figura 2, un diagrama matemático equivalente correspondiente a la figura 1.

La figura 1 muestra un modelo lineal de un vehículo automóvil cuya carrocería 3 está soportada por un eje delantero 5 y un eje trasero 7. Ambos ejes disponen de bielas 9 montadas por el lado de la carrocería y dotadas de portarruedas 11, estando dispuestos entre los ejes y la carrocería del vehículo unos respectivos amortiguadores de vibraciones 13 y unos respectivos muelles de suspensión 15 del vehículo. En la carrocería del vehículo está fijado al menos un sensor 17 que proporciona una señal de aceleración vertical del lado de la carrocería. Además, en una biela o en el portarruedas está dispuesto un sensor de aceleración 19 que convierte un movimiento relativo de la biela 9 o del portarruedas 11 con relación a la superficie 21 de apoyo de la rueda en una señal de aceleración del lado de la rueda. Unas líneas de señal de los sensores están conectadas a una unidad de ordenador 23. La unidad de ordenador comprende una primera memoria 25 en la que está archivado el trabajo de muelle de al menos un neumático 27 de la rueda de uno de los ejes, referido a una estimulación definida en combinación con un amortiguador de vibraciones nuevo.

La figura 2 representa un diagrama equivalente del vehículo según la figura 1. La carrocería 3 del vehículo, supuesta en forma simplificada como un cuarto de carrocería por mitad de eje, puede realizar un movimiento de vibración vertical con respecto a la rueda, cuyo neumático 27 es elástico dentro de ciertos límites y, por este motivo, constituye un muelle con la característica elástica c_{R} y una función de amortiguación k_{R}. La característica elástica del muelle de suspensión 15 del vehículo es c_{A} y la función de amortiguación del amortiguador de vibraciones es k_{A}. Por tanto, la carrocería del vehículo forma junto con la rueda un vibrador de dos masas.

A partir de la suma de la masa m_{A} de la carrocería, multiplicada por la aceleración vertical del lado de la carrocería, y de la masa de la rueda y la masa de eje no suspendida elásticamente, multiplicada por la aceleración vertical de la rueda, se calcula una fuerza actuante sobre el neumático 27. El movimiento de la masa de la rueda, especialmente el recorrido de suspensión elástica del cubo de la rueda con respecto a la calzada, multiplicado por la fuerza actuante sobre el neumático, representa el trabajo de muelle momentáneo del neumático. El recorrido de suspensión elástica del cubo de la rueda con respecto a la superficie de la calzada se obtiene por medio de un cálculo integral de la señal de aceleración del lado de la rueda con respecto a la superficie de la calzada. A partir de la integral del producto de la fuerza del neumático y el recorrido relativo del cubo de la rueda con respecto a la superficie de la calzada en función del tiempo se obtiene el trabajo de muelle del neumático a lo largo de un espectro de tiempo mayor. Este trabajo de muelle se compara con un valor de la memoria 25 que está asociado a una estimulación determinada de la superficie de la calzada. Tan pronto como el trabajo de muelle calculado del neumático presenta una desviación determinada respecto del valor del trabajo de muelle almacenado del neumático, hay que considerar que existe un amortiguador de vibraciones defectuoso. Se ha comprobado que un amortiguador de vibraciones puede hacer, respecto de su característica de fuerza de amortiguación, que entren en acción propiedades especialmente buenas del mecanismo de rodadura cuando el trabajo de muelle del neumático, referido a la estimulación exterior del neumático, presenta un mínimo. Esta propiedad simplifica la comprobación del amortiguador de vibraciones, ya que queda excluido el caso de que el trabajo de muelle del neumático pueda hacerse también más pequeño en el transcurso de la duración de funcionamiento del amortiguador de vibraciones.

La constante elástica del neumático depende de la construcción y de la presión de dicho neumático. En otra memoria 29 está archivada para una vigilancia de la presión del neumático la correlación funcional entre la característica elástica c_{R} del neumático y la presión de este último, determinándose la característica elástica del neumático a partir de la fuerza del neumático y del movimiento relativo de la rueda con respecto a la superficie de apoyo 21 de dicha rueda y determinándose la presión momentánea del neumático a partir de la característica elástica calculada.

Claims (9)

1. Procedimiento para comprobar un amortiguador de vibraciones en vehículos automóviles, en el que el amortiguador de vibraciones, junto con un neumático de una rueda en el eje del vehículo, está sometido a una estimulación de elevación que hace que el amortiguador de vibraciones genere una fuerza de amortiguación determinada, en el que está almacenado en una memoria un parámetro que se correlaciona con la fuerza de amortiguación y que se compara con el parámetro durante la comprobación del amortiguador de vibraciones, y en el que una desviación entre el valor medido y el valor almacenado por encima de un valor límite definido puede considerarse como una indicación de un amortiguador de vibraciones defectuoso, caracterizado porque se presenta como parámetro en la memoria (25) el trabajo de muelle del neumático (27), referido a una estimulación definida en combinación con un amortiguador de vibraciones nuevo (13), y se capta el trabajo de muelle del neumático (27) durante la comprobación del amortiguador de vibraciones (13), considerándose que, a partir de una desviación determinada del trabajo de muelle detectado respecto del trabajo de muelle almacenado del neumático (27), existe un amortiguador de vibraciones defectuoso.

2. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado porque se obtiene el trabajo de muelle del neumático (27) a partir del movimiento de la masa (9; 11) de la rueda con respecto a la superficie de apoyo (21) de dicha rueda, así como a partir del movimiento de la carrocería del vehículo y de la masa proporcional de dicha carrocería.

3. Procedimiento según la reivindicación 2, caracterizado porque se emplea una superficie de calzada (21) en calidad de superficie de apoyo de la rueda.

4. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado porque se emplea una sensórica (19) dispuesta en el vehículo para captar los parámetros destinados a determinar el trabajo de muelle del neumático (27).

5. Procedimiento según la reivindicación 4, caracterizado porque se obtiene mediante un cálculo integral de la señal de aceleración del lado de la rueda el recorrido relativo de la masa sin suspensión elástica de la rueda (11) y del eje (11) del vehículo con respecto a la superficie de apoyo (21) de la rueda.

6. Procedimiento según la reivindicación 4, caracterizado porque se emplea una señal de aceleración del lado de la carretera, en unión de una masa proporcional definida de la carrocería (3) del vehículo, para calcular la fuerza que actúa sobre el neumático (27).

7. Procedimiento según la reivindicación 5, caracterizado porque se obtiene el trabajo de muelle del neumático (27) a partir de la integral del producto de la fuerza del neumático y el recorrido relativo de la rueda (9) en función del tiempo.

8. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado porque el amortiguador de vibraciones (13) muestra una calidad especialmente buena respecto de su fuerza de amortiguación cuando el trabajo de muelle del neumático, referido a la estimulación exterior de la rueda, presenta un mínimo.

9. Procedimiento según la reivindicación 6, caracterizado porque en otra memoria (29) está archivada, para una vigilancia de la presión del neumático, la correlación funcional entre la característica elástica del neumático y la presión de éste, determinándose la característica elástica del neumático (27) a partir de la fuerza del neumático y del movimiento relativo de la rueda con respecto a la superficie de apoyo de dicha rueda y determinándose la presión momentánea del neumático a partir de la característica elástica calculada.