Расчетные схемы колебаний автомобиля при анализе плавности

Возбуждения колебаний происходят в результате взаимодействия автомобиля с дорогой, неравномерности работы двигателя, трансмиссии, наличия дисбаланса вращающих деталей. Для исследования колебаний весь спектр частот, имеющих место на автомобиле, от 1 до 500 Гц условно разделяют на два вида:

-низкочастотные колебания 0,7…25 Гц – вызваны взаимодействием автомобиля с дорогой. Зависят от параметров подвески автомобиля, условий движения;

-высокочастотные колебания, свыше 25 Гц – вызваны неравномерностью работы двигателей, агрегатов трансмиссии. Зависят эти колебания в основном от скорости движения. Однако, микропрофиль дороги, параметры подвески существенного влияния на них не оказывают.

Согласование расчета с экспериментом наблюдается только в низкочастотном диапазоне 0,7…25 Гц, что объясняется неучетом вибраций двигателя, трансмиссии, жесткости рамы, кузова.

Расчетная схема автомобиля для исследования колебаний включает:

-инерционные массы (подрессоренные и неподрессоренные);

-упругие элементы, соединяющие эти массы;

-элементы, рассеивающие энергию при колебаниях.

Неподрессоренные массы – это массы, не воспринимаемые упругими элементами подвесок (колеса, мосты).

Подрессоренные массы –это массы, которые воспринимаются упругими элементами подвесок.

Что касается масс подвесок, то их разделяют, чаще всего поровну, между подрессоренными и неподрессоренными массами.

При расчете низкочастотных колебаний все подрессоренные массы объединяют в одну массу m₀ с моментом инерции J_y – относительно поперечной оси и моментом инерции J_Х – относительно продольной оси, проходящими через центр масс автомобиля.

Исключения составляют автомобили, когда груз имеет свою низкочастотную частоту колебаний (лесовоз), а также малые легковые автомобили, мотоциклы, когда вес водителя соизмерим с весом автомобиля. Тогда необходимо учитывать подрессоривание самого человека или груза, как это имеет место на лесовозе.

Неподрессоренные массы моста и колес рассматриваются сосредоточенными одной массой.

Упругими элементами являются рессоры и шины. Принимается, что они расположены в плоскостях колес, изображаются пружинами, их свойства оцениваются приведенными характеристиками.

Трение бывает двух видов:

-со смазочным материалом, которое создается телескопическим амортизатором и зависит от скорости деформации;

- без смазочного материала – сухое трение, обозначается двумя трущимися пластинами.

Пространственная модель заменяется плоской, в которой совмещаются правые и левые подвески и колеса мостов, а высоты неровностей равны полусумме высот под колесами .

Расчетная схема колебаний двухосного автомобиля в продольной плоскости (относительно поперечной оси Y) приведена на рис 11.5.

На расчетной схеме, приведенной на рис.11.5, применены следующие обозначения:

- жесткости упругих элементов соответственно передней и задней подвесок;

К_а1, к_а2 –коэффициенты демпфирования амортизаторов соответственно передней и задней подвесок;

m₁, m₂ – массы неподрессоренные передней и задней подвесок;

С_ш1, С_ш2 – нормальные жесткости шин передних и задних колес;

К_Ш1,К_Ш2 – коэффициенты демпфирования шин передних и задних колес;

q₁, q₂ – усредненные значения неровностей под передними и задними колесами;

x₁, x₂ – усредненные значения перемещений переднего и заднего мостов;

Z₁, Z₂ – усредненные значения перемещений рамы под передней и задней

подвесками.

Расчетная схема колебаний двухосного автомобиля в поперечной плоскости (относительно продольной оси Х) приведена на рис. 11.6.

Рис.11.6 Расчетная схема колебаний автомобиля относительно продольной оси

В расчетной схеме, приведенной на рис. 11.6, применены следующие обозначения:

- жесткости упругих элементов левого и правого бортов;

- коэффициенты демпфирования амортизаторов левого и правого

бортов;

m₁, m₂ – неподрессоренные массы левого и правого бортов;

С_шл, С_шп – нормальные жесткости шин левого и правого бортов;

К_Шл,К_Шп – коэффициенты демпфирования шин колес левого и правого бортов;

q_л, q_п – усредненные значения неровностей под колесами левого и правого

бортов;

x_л, x_п – усредненные значения перемещений неподрессоренных масс левого и

правого бортов;

Z_л, Z_п – усредненные значения перемещений рамы левого и правого бортов.

Литература

1.Литвинов А.С., Фаробин Я.Е. Автомобиль: Теория эксплуатационных свойств.- М.: Машиностроение, 1984.-272 с., с.-193…211.

2. Гришкевич А.И. Автомобили:Теория.-Минск: Вышэйш. Шк.,1986.-240 с.,

с.-103…132

3.Кошарний М.Ф. Основи механіки та енергетики автомобіля.-Київ: Вища шк.,1992.-200с., с.-156-170.

Контрольные вопросы

1.Что обеспечивает для водителя, пассажиров и груза плавность хода?

2. Из каких устройств состоит подвеска автомобиля?

3. Чем характеризуется упругий элемент подвески?

4. Чем характеризуется телескопический амортизатор?

5. На какие виды разделяется профиль дороги?

6.Что такое октава?

7. Каково назначение весовых коэффициентов?

8.К каким частотам колебаний вертикальных и горизонтальных наиболее чувствителен организм человека?

9.Что характеризует децибел?

10.Каким образом оценивается плавность хода автомобиля?

11. Что является подрессоренной массой автомобиля?

12.Чем вызваны низкочастотные колебания автомобиля?

13.Чем вызваны высокочастотные колебания автомобиля?

14.Какие элементы включает расчетная схема автомобиля?

15.Какими свойствами обладает листовая рессора?

16.От чего зависит частота собственных колебаний кузова автомобиля?

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Агейкин Я.С. Проходимость автомобилей. –М.: Машиностроение,1981.-232 с.

2. БарахтановЛ.В., Беляков В.В., Кравец В.Н. Проходимость автомобиля – Н.Новгород:НГТУ,1996.-198 с.

3. Гришкевич А.И. Автомобили: Теория.-Минск: Вышэйш. Шк.,1986.-240 с.

4. Зимелев Г.В. Теория автомобиля. – М.: Машгиз, 1959.-312 с.

5.Иларионов В.А. Эксплуатационные свойства автомобиля. – М.: Машиностроение, 1966.-280 с.

6. Кошарний М.Ф. Основи механіки та енергетики автомобіля.- Київ: Вища шк.,1992.-200с.

7. Литвинов А.С., Фаробин Я.Е. Автомобиль: Теория эксплуатационных свойств. - М.: Машиностроение, 1984.-272 с.

8. Литвинов А.С. Управляемость и устойчивость автомобиля. – М.: Машиностроение, 1971.- 416с.

9. Петрушов В.А., Шуклин С.А., Московкин В.В. Сопротивление качению автомобилей и автопоездов. – М.: Машиностроение, 1975.-223 с.

10. Ротенберг Р.В. Подвеска автомобиля. – М.: Машиностроение, 1972 – 392с.

11. Смирнов Г.А. Теория движения колесных машин: Учеб. Для вузов – М.: Машиностроение, 1990.- 352с.

12.Солтус А.П. Основы теории рабочего процесса и расчета колесных модулей (монография). Деп.Укр.НИИНТИ №501 –Ук90 ВИНИТИ «Деп.науч. труды», 1990, №7(290), б/о 203. – 234 с.

13. Солтус А.П., Редчиц В.В. О стабилизирующем моменте шины. Ж. «Автомобильная промышленность». –М., 1976. - №7.

14. Солтус А.П., Азаматов Р.А. Шкворневые узлы автомобилей большой проходимости. Ж. «Автомобильная промышленность». – М., 1986. - № 11.

15. Солтус А.П., Черненко С.М. Визначення вагового стабілізуючого момента, викликаного поперечним нахилом шворня. Машинознавство. – Львів. – 2002, № 7(61).

16. Солтус А.П., Кошарный Н.Ф. К вопросу о весовых стабилизирующих моментах. Ж. «Автомобильная промышленность». – М., 1976. - № 8.

17. Солтус А.П., Черненко С.М. Определение весового стабилизирующего момента от комбинированного наклона шкворня. Автомобильный транспорт. Сб. науч. тр.-Харьков, ХГАДТУ:-2003, вып. 12.-с.23-26.

18.Фаробин Я.Е. Теория поворота транспортных машин.-М.: Машиностроение, 1973.-176с.

19. Фалькевич Б.С. Теория автомобиля.-М.: Машиностроение, 1963. 239 с.

20. Чудаков Е.А. Теория автомобиля. – М.: Машгиз, 1950. – 343 с.

21. Яковлев Н.А., Диваков Н.В. Теория автомобиля: - М.: Высш. школа, 1962.

22. Яценко Н.Н., Прутчиков О.К. Плавность хода грузовых автомобилей. – М.: Машиностроение, 1960. – 220 с.

23. Эллис Д.Р. Управляемость автомобиля. – М.: Машиностроение, 1975.- 214 с.