Laboratorio virtual para la medición de las fuerzas de frenado en inspección del parque de vehículos industriales

Autor: Barba Nieto, Álvaro
Přispěvatelé: San Román García, José Luis, Universidad Carlos III de Madrid. Departamento de Ingeniería Mecánica, UC3M. Departamento de Ingeniería Mecánica
Rok vydání: 2019
Předmět:
Zdroj: e-Archivo. Repositorio Institucional de la Universidad Carlos III de Madrid
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Popis: Debido a la entrada en vigor de la Directiva 2010/48/UE [1] relativa a la ins-pección técnica de vehículos (ITV), la cual tiene en cuenta las recomendaciones publicadas por el comité especializado en ITV a nivel internacional (CITA), se debe inspeccionar la eficacia del freno de servicio de los “vehículos o remolques de masa máxima autorizada superior a 3.500 kg, de acuerdo con las normas dadas por la ISO 21069 [2] o los métodos equivalentes [1]”. La norma ISO 21069 [3] calcula la eficacia de frenado mediante el cociente del sumatorio de fuerzas de frenado y la Masa Máxima Autorizada (MMA) del vehículo (antes del cambio legislativo, en el denominador se utilizaba el peso del vehículo durante la inspección técnica). Por otro lado, las máximas fuerzas de frenado se obtienen cuando el vehículo circula a plena carga. Como consecuen-cia, los vehículos pesados deben inspeccionarse en un estado de carga tal que permita superar la eficacia de frenado mínima, existiendo vehículos que no pue-den ser inspeccionados a plena carga por motivos técnicos, de seguridad o bien, porque el vehículo acuda a inspección sin carga. Como alternativa a la inspección en carga, la norma ISO 21069 [2] propone métodos de determinación de las fuer-zas máximas de frenada mediante extrapolación de presiones. Esto obliga de la medición de presiones del sistema de frenado (existiendo vehículos en los que no es posible), aumentando el tiempo y complejidad de la inspección. En esta tesis se han desarrollado e implementado cuatro familias de modelos de simulación equivalentes al propuesto por la norma ISO 21069 [2] (un total de 21 modelos) para la obtención de las máximas fuerzas de frenado de vehículos a motor, semirremolques, remolques y tractocamiones en ITV con MMA superior a 3.500 kg, a partir de las fuerzas de frenado en cualquier estado de carga. Todos los modelos se han basado en el diseño y funcionamiento del sistema de frenado de los vehículos pesados y en la adherencia disponible entre el neu-mático y el frenómetro durante la inspección. A diferencia de otros métodos pro-puestos por la norma ISO 21069 [2], no requieren de la medición de presiones del vehículo, consiguiendo una inspección más rápida y posibilitando la inspección de todos los vehículos independientemente de su peso, uso y características del sistema de frenos. Este método ha sido validado mediante métodos estadísticos aprobados por la norma UNE 26110 [4]. Se han utilizado los resultados más de 10.000 inspeccio-nes de vehículos en estaciones ITV de toda España para el ajuste y la validación de los modelos. Por último, estos modelos han sido implementados en una aplicación infor-mática comercial, estando en uso actualmente en estaciones ITV de Extremadura, Galicia, Valencia, Navarra y en las estaciones ITV de las Fuerzas Armadas (Mi-nisterio de Defensa); con el nombre comercial de “fBRAKE”. Due to the Directive 2010/48/EU [1] entry into force on roadworthiness tests for motor vehicles and their trailers (PTI), which take into account recommenda-tions published by the Committee CITA (the acronym of International Motor Ve-hicle Inspection Committee), “vehicles or trailers with a maximum permissible mass exceeding 3,500 kg has to be inspected following the standards given by ISO 21069 or equivalent methods [1]”. Standard ISO 21069 [2] determine braking efficiency as the ratio between sum of braking forces and vehicle Maximum Authorised Mass (MAM) (before the change in the regulatory framework, braking forces were divided by the inspec-tion vehicle weight). Furthermore, maximum braking forces are obtained in fully laden condition. As a result, heavy vehicles must be inspected with enough weight to reach at least the minimum braking efficiency required. However, there are vehicles which cannot be inspected in laden condition for technical, safety reasons or because the vehicle is inspected unladen. Alternatively, standard ISO 21069 [2] provide methods to determinate maximum braking forces through pressure extrapolation without load or only partially loaded. This alternative force to measure braking system pressures (there exist vehicles in which this measure is not possible) and increasing time and complexity of the inspection. In this PhD Thesis, four equivalent to standard ISO 21069 [2] simulation groups of models are developed and implemented (a total of 21 models). These models calculate maximum braking forces for motor vehicles, semi-trailers, trail-ers or tractor units for semi-trailer with permissible MAM exceeding 3,500 kg in PTI, using measured braking forces regardless of vehicle weight. This model is not only based on heavy vehicles braking system design and operation but also considers adhesion force between tyre and roller brake tester. Proposed models overcome the main drawbacks of standard ISO 21069 [2] since measurement of braking system pressure is not necessary. Therefore, a more ag-ile inspection is possible. Furthermore, these models are appropriate for all kinds of vehicles regardless of their weight, bodywork and braking system. The proposed method has been validated with statistical methods approved by the Spanish Association for Standardisation (AENOR). More than 10,000 ex-perimental tests have been done in PTI stations throughout Spain in order to ad-just and validate models. Finally, these models have been programmed in commercial software and they are in use in Spanish PTI stations of Extremadura, Galicia, Valencia, Navarra and military PTI (Ministry of Defence); with a trade name “fBRAKE”. Programa Oficial de Doctorado en Ingeniería Mecánica y de Organización Industrial por la Universidad Carlos III de Madrid Presidente: Fernando Viadero Rueda.- Secretario: María Jesús López Boada.- Vocal: Emilio Velasco Sánchez
Databáze: OpenAIRE
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