5.2 Загальні відомості

Автомобіль являє собою складну динамічну систему, що включає велика кількість мас, з'єднаних різного роду пружними зв'язками.

При вивченні законів руху складних механічних систем уводять поняття числа ступенів свободи, під яким розуміють суму незалежних переміщень елементів системи, кожний із який розглядається як тверде тіло. Рух механічної системи може бути описано системою диференціальних рівнянь.

При аналізі повільності ходу керованості й стійкості автомобіля приймають контрактні розрахункові схеми, що еквівалентні з погляду коливань реальному автомобілю. Будь-яка розрахункова схема включає інерційні елементи (маси), з'єднані пружними зв'язками, а також елементи, що забезпечують розсіювання енергії при коливаннях мас.

Дослідженнями встановлено, що при розрахунках коливань у низькочастотному діапазоні (до 25Гц) усі підресорні маси можуть бути об'єднані в одну масу з моментом інерції J_y щодо поперечної осі, що проходить через центр мас і J_х - щодо подовжньої осі.

Знання моментів інерції підресорних мас автомобіля необхідно для дослідження повільності ходу керованості й стійкості автомобіля. Аналітично визначити момент інерції автомобіля з необхідною точністю дуже важко. Тому застосовується експериментальний метод, заснований на застосуванні формули періоду малих коливань маятника.

Визначається момент інерції прокачюванням автомобіля. Для цього кузов автомобіля без непідресорних мас установлюють на рамі, що може качатися щодо осі підвісу, паралельно поперечної осі автомобіля (рисунок 5.1).

Рисунок 5.1

При цьому визначаються:

- відстань від центру ваги рами з установленим на ній кузовом до осі підвісу;

• період коливань рами з установленим на ній кузовом;

• центр ваги і момент інерції рами.

Відстань центру ваги рами з установленим на ній кузовом від осі підвісу визначається кутом нахилу рами з кузовом від дії додаткового вантажу (рисунок 5.2) і підраховується по формулі:

, (5.1)

де: R₁ - відстань від центру ваги рами з установленим на ній кузовом до осі підвісу;

т - маса підресорних частин автомобіля;

т₀ - маса хитної рами (у неї входять маси всіх деталей стенда, що беруть участь у коливальному русі);

Q - додатковий вантаж (маса вантажу вибирається розрахунком, щоб кут нахилу рами досягав 5-6⁰);

Β₁ - кут нахилу рами з кузовом під дією додаткового вантажу.

Рисунок 5.2 -

Експеримент проводиться двічі (при підвішуванні вантажу до передньої і задньої частинам автомобіля) і визначається середнє з двох вимірів.

Визначається період коливань рами з установленим на ній кузовом. Момент інерції рами з кузовом щодо осі підвісу обчислюється по формулі:

, (5.2)

де: J_{y 1} - момент інерції рами з кузовом щодо осі підвісу;

Т₁ - період хитання рами з кузовом.

Після зняття кузова зі стенда по тієї ж методиці визначаються положення центру ваги і момент інерції рами.

Відстань центру ваги підресорної маси автомобіля від осі підвісу визначається по формулі:

, (5.3)

де: R - відстань центру ваги підресорної маси автомобіля від осі підвісу;

R_о- відстань центру ваги рами від осі підвісу.

Момент інерції підресорної маси щодо поперечної осі, що проходить через центр ваги підресорної маси, визначається по формулі:

, (5.4)

де: J_у - момент інерції підресорної маси щодо поперечної осі, що проходить через центр ваги підресорної маси;

J_уо - момент інерції рами щодо осі підвісу (визначається аналогічно).