M.M. Paricio Caño / E. Velasco Sánchez / M. Sánchez Lozano / A. Navarro Arcas

Transcripción

1 Asciación Españla de Ingeniería Mecánica XIX CONGRESO NACIONAL DE INGENIERÍA MECÁNICA Estudi de variables de influencia en el ensay de Limitación de Velcidad para Ciclmtr de 2 ruedas (L1e) en cndicines estáticas, de aplicación para Estacines ITV M.M. Parici Cañ / E. Velasc Sánchez / M. Sánchez Lzan / A. Navarr Arcas Dpt. de Ingeniería Mecánica y Energía. Universidad Miguel Hernández (Elche) mparici@umh.es El ensay de Limitación de Velcidad para el vehícul Ciclmtr de 2 ruedas (L1e: vehícul de 2 ruedas cn velcidad máxima pr cnstrucción 45 km/h, de cilindrada 50cm 3 (cmbustión interna) ptencia cntinua nminal máxima 4kW (mtres eléctrics)), está prcedimentad en la directiva 2006/27/CE. La metdlgía de ensay descrita en el citad act reglamentari está basada en un ensay dinámic. Pr primera vez en España se hace bligatria la inspección de Limitación de Velcidad en Ciclmtres de 2 ruedas (L1e) cn mtr de cmbustión interna, tant de transmisión pr caja autmática cm manual, en el Manual de Prcedimient de Estacines ITV rev.6ª (05/01/2009) cn una metdlgía basada en un ensay estátic. El bjetiv del presente artícul es el análisis de influencia de determinadas variables sbre el resultad cuantitativ del ensay estátic de Limitación de Velcidad en ciclmtres (L1e), que se realiza en las Estacines ITV. Estas variables de influencia se agrupan en tres blques, en función de su naturaleza: Vehícul Ciclmtr (Presión inflad rueda tractra / Estad de carga), Maquinaria de Ensay (Distancia entre rdills libres) y Cndicines de Ensay Estátic (Plan de ruedas del ciclmtr). Palabras claves: Limitación, Velcidad, Ciclmtr, Estátic 1. INTRODUCCIÓN La metdlgía del ensay de Limitación de Velcidad (Velcidad máxima de fábrica) para el vehícul Ciclmtr de 2 ruedas (L1e) está prcedimentada en la directiva 2006/27/CE, siend éste de bligatri cumplimient para la btención de la hmlgación de Tip de vehícul (2002/ /30/CE). Dicha metdlgía está basada en un ensay dinámic. Ésta incluye el cntrl previ de las cndicines del vehícul, cndicines del cnductr, características del recrrid, cndicines atmsféricas y prcedimient de ensay. En España se hace bligatria la inspección de la Limitación de Velcidad en Ciclmtres de 2 ruedas (L1e) cn mtr de cmbustión interna, tant de transmisión cn caja autmática cm manual, en el Manual de Prcedimient de Estacines ITV revisión 6ª [1] a partir de la fecha 05/01/2009. La metdlgía del ensay, así cm la instrumentación a utilizar, se desarrlla en el apartad-capítul de la Sección II del citad Manual, estand basada en un ensay estátic. Esta metdlgía incluye cndicines de cntrl sbre ls ds equips psibles de inspección (banc de ptencia banc de rdills libres), cndicines previas del vehícul y prcedimient de ensay. El bjetiv del presente artícul es el análisis de influencia de determinadas variables sbre el resultad cuantitativ del ensay estátic, que se está realizand en las Estacines ITV utilizand el banc de rdills libres (equip más cmúnmente implantad a nivel nacinal). 2. VARIABLES DE INFLUENCIA EN EL ENSAYO ESTÁTICO El estudi de las variables de influencia sbre el resultad cuantitativ del ensay estátic de velcidad se estructura en tres blques: el vehícul ciclmtr, equip de ensay y cndicines del ensay.

2 M.M. Parici Cañ. XIX Cngres Nacinal de Ingeniería Mecánica 2 Al presentar cada un de ls tres blques, y relacinar las variables de influencia a estudi, se describirá cada un de ls ítems: El vehícul ciclmtr: Marca: Derbi / Tip: Hunter / Cntraseña Hmlgación: CI-1059 / Caja de Cambis: Variadr centrífug autmátic / Cilindrada: 49,4 cc / Tip neumátic: Del: 130/60R13 53J Tras: 130/60R13 53J (figura 1) Las variables de influencia a estudi sn: El equip de ensay: Figura 1 Presión de inflad de la rueda tractra: Presines: 1 bar / 2 bar / 3 bar La presión recmendada pr el fabricante es de 2 bar. Se efectúan ensays variand sbre la recmendada ± 1 bar. Estad de carga del ciclmtr: Cnductr: 75 kg Acmpañante: 85 kg. El ciclmtr está hmlgad para ds plazas. Se efectúan ensays en vací, cn cnductr y cnductr + acmpañante. Velcímetr de rdills libres: Marca: Ryme / Mdel: Vtec III / Diámetr rdill encder: 150mm / Reslución encder: 353 imp/rev / Reslución equip: 0.5 km/h / Equip calibrad ENAC (figura 2 y 3) Figura 2

3 Estudi de variables de influencia en el ensay de Limitación de Velcidad para Ciclmtr de 2 ruedas (L1e) en cndicines estáticas de aplicación para Estacines ITV 3 La variable de influencia a estudi es: Las cndicines de ensay: Figura 3 Distancia entre rdills libres: Distancia: 255mm / 366mm Sn las distancias mínima y máxima de regulación entre rdills libres en el equip. Variación del radi real de la rueda tractra cntra el rdill libre cn encder a una misma presión. Ls ensays se efectúan en las 2 cndicines nrmales de psicinamient del bastidr del velcímetr en la prestación del servici de inspección de Limitación de Velcidad pr parte de las Estacines ITV. La variable de influencia a estudi es: Plan de ruedas del ciclmtr: Plan de ruedas: Hrizntal: -0.8º / Inclinación: +6.0º Hrizntal: -0.8º es la situación reflejada en la figura 2 cn el bastidr del velcímetr embebid en el suel. Inclinación: +6.0º es la situación cn el bastidr en superficie (n embebid en el suel). 3. METODOLOGÍA DEL ESTUDIO La metdlgía seguida para el estudi está basada en ls principis del Diseñ Experimental [2]. La variable respuesta es la velcidad [km/h] btenida en función de la cmbinación de las variables de influencia experimentales. Las variables de influencia experimentales sn las 4 relacinadas en el apartad anterir: Presión de inflad de la rueda tractra. Estad de carga de ciclmtr. Distancia entre rdills libres. Plan de ruedas del ciclmtr. Para eliminar el efect de una variable de influencia, en ensays dnde n se requiere su variabilidad, se han mantenid cnstante cada una de ellas, variand el rest de las variables en ls rangs anterirmente descrits. Además, para subestimar la variabilidad, se ha repetid cada ensay 3 veces pr cmbinación de variables de influencia. En el desarrll de esta metdlgía se btiene que el resultad de ls ensays efectuads sean de n=144 ensays. Para minimizar el impact de psibles efects de variables n cntrlables en el estudi, se han repetid ests ensays ds veces. Las repeticines se llevarn a cab en ds días de meses diferentes, cn parecidas cndicines ambientales dentr del bx de ensay. Estas cndicines ambientales fuern:

4 M.M. Parici Cañ. XIX Cngres Nacinal de Ingeniería Mecánica 4 Día 09/03/12 (mañana): T [ºC]: 15,2 P atm [mb]: 1024,3 Hr [%]: 54,2 Día 03/04/12 (tarde): T [ºC]: 19,2 P atm [mb]: 999,4 Hr [%]: 60,3 Al repetir ls ensays ds veces, el númer ttal de ensays efectuads ha sid de n T=288 ensays. Para el prcesamient de ls 288 resultads btenids de la variable respuesta [velcidad] se ha determinad efectuar las medias de ls 3 resultads pr cmbinación de variables de influencia, y a su vez, efectuar la media pr las ds repeticines en días diferentes. En la aplicación de esta metdlgía de estudi, se entiende que se ha cnseguid minimizar el psible efect de variables n cntrladas en ls ensays, así cm alcanzar un tamañ suficiente de ensays que disminuya el errr experimental. La sistemática de la btención del resultad de la variable respuesta [velcidad] seguida en cada una de las repeticines experimentales del estudi está basada en la metdlgía de ensay del apartad-capítul de la Sección II del Manual de Prcedimient de ITV en vigr. 4. RESULTADOS Ls resultads btenids tras el prcesamient de ls 288 resultads de la variable respuesta [velcidad [km/h]] se presentan en las siguientes tablas resumen, en función de las 4 variables de influencia: 1. Presión rueda tractra 3 bar (tabla 1): Presión Rueda Tractra [bar] Plan de Ruedas [º] Distancia entre rdills [mm] Estad de Carga [kg] Vací 1 cupante 2 cupantes Hrizntal ,8 69,2 68,5 3 +0, ,7 71,2 66,2 Inclinación ,7 69,0 68,0-6, ,0 67,3 66,5 Tabla 1. Variación de la velcidad a Presión Tractra [3 bar] cn variación de 3 variables de influencia 2. Presión rueda tractra 2 bar (tabla 2): Presión Rueda Tractra [bar] Plan de Ruedas [º] Distancia entre rdills [mm] Estad de Carga [kg] Vací 1 cupante 2 cupantes Hrizntal ,5 69,2 64,8 2 +0, ,2 69,7 63,8 Inclinación ,7 67,5 60,5-6, ,0 68,8 60,0 Tabla 2. Variación de la velcidad a Presión Tractra [2 bar] cn variación de 3 variables de influencia

5 Estudi de variables de influencia en el ensay de Limitación de Velcidad para Ciclmtr de 2 ruedas (L1e) en cndicines estáticas de aplicación para Estacines ITV 5 3. Presión rueda tractra 1 bar (tabla 3): Presión Rueda Tractra [bar] Plan de Ruedas [º] Distancia entre rdills [mm] Estad de Carga [kg] Vací 1 cupante 2 cupantes Hrizntal ,2 61,2 56,5 1 +0, ,2 65,0 55,7 Inclinación ,0 61,0 55,5-6, ,7 65,0 56,0 Tabla 3. Variación de la velcidad a Presión Tractra [1 bar] cn variación de 3 variables de influencia La instrumentación y el velcímetr intervinientes en la btención de ls resultads relacinads, tienen en el mment de ls ensays su metrlgía (calibracines ENAC y verificacines internas) y metrlgía legal (en su cas) en vigr, y en perfectas cndicines de utilización. 5. CONCLUSIONES A cntinuación se representan gráficamente las cnclusines que a juici de ls autres, se cnsideran más relevantes sbre la evlución del valr resultad [velcidad] en cmbinación de las variables de influencia. Se ha cnsiderad que la línea de tendencia regresión de la variable resultad se desarrlle según función plinómica de 4º rden. En primer lugar se va a analizar la variación de sensibilidad de la variable resultad cntra Presión de la rueda tractra y Estad de Carga, manteniend cnstante el Plan de Ruedas (hrizntal) y Distancia entre Rdills del velcímetr (255mm 366mm): La primera cnclusión parcial es el clar efect de la disminución de la variable resultad cn la Presión de la Rueda tractra. Se bservan sendas tendencias decrecientes en cada un de ls gráfics. Para un mism estad de carga y distancia entre rdills, se alcanzan diferencias de hasta 8 km/h. También se hace relevante el efect de la variable de influencia Estad de Carga del ciclmtr, manteniend cnstantes el rest de variables influencia, llegand a alcanzar diferencias de hasta 11,5 km/h. Pr últim, la variable de influencia Distancia entre Rdills, manteniend cnstantes el rest de variables de influencia, alcanza diferencias de hasta 4 km/h. En segund lugar se va a destacar el estudi de la variable resultad cntra Presión de la rueda tractra y Estad de Carga, manteniend cnstante el Plan de Ruedas (inclinación) y Distancia entre Rdills (255mm 366mm):

6 M.M. Parici Cañ. XIX Cngres Nacinal de Ingeniería Mecánica 6 En esta cmbinación de variables de influencia, se aprecian tendencias muy similares a la primera situación planteada, cn la salvedad que ls valres de la variable resultad sn iguales ligeramente inferires a ls btenids en el primer cas. Se alcanzan diferencias de hasta 2 km/h. Actualmente en el Manual de Prcedimient de Estacines ITV en vigr, se establecen valres límites de la variable resultad de 62 km/h (caja autmática) y 66 km/h (caja manual). Pr l que, variacines de 1 km/h prvcaría la aceptación/rechaz del vehícul en la inspección. En resumen, y tras l anterirmente relacinad, se cncluye que el estudi de las variables de influencia sbre la variable resultad [velcidad] en el ensay de limitación de velcidad para Ciclmtr de 2 ruedas (L1e) en cndicines estáticas de aplicación en Estacines ITV demuestra que el actual prcedimient de inspección n es adecuad, dada la variabilidad de resultads de la variable resultad en función de la variación de las variables de influencia estudiadas. 6. REFERENCIAS [1] RD. 2042/1994. Manual Prcedimient de Estacines ITV. Rev.7ª (02/01/2012). [2] Daniel Peña Sánchez de Rivera. Estadística Mdels y Métds. Mdels lineales y series temprales. (Alianza Universidad Texts). [3] JA Calv. V Díaz, E Olmeda, JL San Rmán and A Gauchía. Prcedure t verify the maximun speed f autmatic transmissin mpeds in peridic mtr Vehicle inspectins. Prc. IMechE vl.222 Part D: j. Autmbile Engineering.