11.5.2 Розрахункові схеми коливань автомобіля під час аналізу плавності

Збудження коливань відбуваються в результаті взаємодії автомобіля з дорогою, нерівномірності роботи двигуна, трансмісії, наявності дисбалансу обертаючих деталей. Для дослідження коливань увесь спектр частот, що мають місце на автомобілі, від 1 до 500 Гц умовно поділяють на два види:

-низькочастотні коливання 0,7…25 Гц – викликані взаємодією автомобіля з дорогою. Залежать від параметрів підвіски автомобіля, умов руху;

-високочастотні коливання, понад 25 Гц – викликані нерівномірністю роботи двигунів, агрегатів трансмісії. Залежать ці коливання в основному від швидкості руху. Проте мікропрофіль дороги, параметри підвіски істотного впливу на них не чинять.

Узгодження розрахунку з експериментом спостерігається тільки в низькочастотному діапазоні 0,7…25 Гц, що пояснюється неможливістю врахування вібрацій двигуна, трансмісії, жорсткості рами, кузова.

Розрахункова схема автомобіля для дослідження коливань включає:

-інерційні маси (підресорені й непідресорені);

-пружні елементи, що з'єднують ці маси;

-елементи, що розсіюють енергію під час коливань.

Непідресорені маси – це маси, які не сприймають пружні елементи підвісок (колеса, мости).

Підресорені маси –це маси, які сприймають пружні елементи підвісок.

Що стосується мас підвісок, то їх розподіляють найчастіше порівну між підресореними і непідресореними масами.

Під час розрахунку низькочастотних коливань усі підресорені маси об'єднують в одну масу m₀ з моментом інерції J_у – відносно поперечної вісі й моментом інерції J_х – відносно поздовжньої вісі, які проходять через центр мас автомобіля.

Виняток складають автомобілі, у яких вантаж має свою низькочастотну частоту коливань (лісовоз), а також малі легкові автомобілі, мотоцикли, коли вага водія порівнянна з вагою автомобіля. Тоді необхідно враховувати підресорювання самої людини або вантажу, як це має місце на лісовозі.

Непідресорені маси моста і коліс розглядаються зосередженими однією масою.

Пружними елементами є ресори і шини. Уважають, що вони розташовані в площинах коліс, зображаються пружинами, їх властивості оцінюють за наведеними вище характеристиками.

Відносно демпфірування, що забезпечує гасіння коливань, то слід зауважити, що воно в загальному випадку зумовлене тертям. Останнє буває двох видів:

-зі змащувальним матеріалом, яке створює телескопічний амортизатор, і залежить від швидкості деформації;

- без змащувального матеріалу – сухе тертя, яке позначають двома пластинами, що труться.

Просторову модель автомобіля замінюють плоскою, в якій поєднуються праві й ліві підвіски і колеса мостів, а висоти нерівностей дорівнюють півсумі висот під колесами q_i=0,5(q_прі +q_лі ).

Розрахункова схема коливань двовісного автомобіля в поздовжній площині (відносно поперечної вісі Y) наведена на рис 11.5.

На розрахунковій схемі, наведеній на рис.11.5, прийняті наступні позначення:

- жорсткості пружних елементів відповідно передньої та задньої підвісок;

К_а1, к_а2 –коефіцієнти демпфування амортизаторів відповідно передньої та задньої підвісок;

m₁, m₂ – непідресорені маси передньої і задньої підвісок;

С_ш1, С_ш2 – нормальні жорсткості шин передніх і задніх коліс;

К_ш1,К_ш2 – коефіцієнти демпфування шин передніх і задніх коліс;

q₁, q₂ – середні значення нерівностей під передніми і задніми колесами;

₁ ₂ – середні значення переміщень переднього і заднього мостів;

Z₁, Z₂ – середні значення переміщень рами під передньою і задньою

підвісками.

Розрахункова схема коливань двовісного автомобіля в поперечній площині (відносно поздовжньої вісі Х) наведена на рис. 11.6.

У розрахунковій схемі, наведеній на рис.11.6, прийняті наступні позначення:

• ж орсткості пружних елементів лівого і правого бортів; -коефіцієнти демпфування амортизаторів лівого і правого бортів;

m₁, m₂ – непідресорені маси лівого і правого бортів;

С_шл, С_шп – нормальні жорсткості шин лівого і правого бортів;

К_шл,К_шп – коефіцієнти демпфування шин коліс лівого і правого бортів;

q_л, q_п – середні значення нерівностей під колесами лівого і правого

бортів;

_л _п – середні значення переміщень непідресорених мас лівого і

правого бортів;

Z_л, Z_п – середні значення переміщень рами лівого і правого бортів.

Література

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. — К.: Вища шк., 1992.-200с.- С. 156-170.

Контрольні питання

1.Що забезпечує для водія, пасажирів і вантажу плавність руху?

2. З яких пристроїв складається підвіска автомобіля?

3. Чим характеризується пружний елемент підвіски?

4. Чим характеризується телескопічний амортизатор?

5. 5. На які види поділяють профіль дороги?

6.Что таке октава ?

5. 7. Яке призначення вагових коефіцієнтів?

8.До яких частот коливань вертикальних і горизонтальних найбільш чутливий організм людини?

9.Что характеризує децибел?

10.Яким чином оцінюють плавність руху автомобіля?

9. Що є підресореною масою автомобіля?

12.Чим викликані низькочастотні коливання автомобіля?

13.Чим викликані високочастотні коливання автомобіля?

14.Які елементи включає розрахункова схема автомобіля?

15.Які властивості має листова ресора?

16.Від чого залежить частота власних коливань кузова автомобіля?

СПИСОК ЛІТЕРАТУРИ

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

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

3. Гришкевич А.И. Автомобили: Теория. - Минск: Выш. шк.,1986. – 240 с.

4. Волков В.П. Основи теорії експлуатаційних властивостей автомобіля: навчальний посібник / Волков В.П., Кравченко О.П. - Луганськ: Вид-во СНУ ім. В.Даля, 2009. — 248 с.

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

6. Кошарний М.Ф. Основи механіки та енергетики автомобіля. – К.: 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.: Машиностр., 1972. – 392с.

11. Смирнов Г.А. Теория движения колёсных машин: Учеб. для вузов. – М.: Машиностроение, 1990. – 352с.

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

13. Солтус А.П.   Теорія експлуатаційних властивостей автомобіля: Навчальний посібник для ВНЗ. – К.: Арістей, 2006. –1176.

14. Солтус А.П.   Теорія експлуатаційних властивостей автомобіля: Навчальний посібник для ВНЗ. – К.: Арістей, 2010. –155.

15.Фаробин Я.Е. Теория поворота транспортных машин. – М.: Машиностроение, 1973. – 176с.

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

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

18. Волков В.П. Основи теорії експлуатаційних властивостей автомобіля: навчальний посібник / Волков В.П., Кравченко О.П. - Луганськ: Вид-во СНУ ім. В.Даля, 2009. — 248 с.