5. РАСЧЕТ КОЛЕБАНИЙ АВТОМОБИЛЯ И ПАРАМЕТРОВ ПОДВЕСКИ

Различают две группы расчетов параметров: 1) свободных и вынужденных колебаний под действием периодического возмущения; 2) колебаний и плавности хода при случайном воздействии

Расчет параметров колебаний.

Расчет собственных частот и коэффициентов затухания Величины собственных частот и коэффициентов затухания, определяя характер колебаний масс автомобиля, дают также косвенное представление о качестве подвески

Приближенные значения собственных частот и коэффициентов затухания, системы (соответствующие расчетной схеме на рис. 4, б), можно определять по формулам

Формула для частоты записана в предположении, что низкая собственная частота определяется суммарным статическим приведенным прогибом подвески и шин. Точность этих формул тем выше, чем больше отличаются жесткости подвески и шин, а также массы подрессоренной и неподрессоренной частей Поэтому наибольших погрешностей (свыше 4—6%) следует ожидать при расчетах задних подвесок грузовых автомобилей без груза

Расчет скоростей движения и длин неровностей дороги. Цель расчета состоит в определении сочетания скоростей движения автомобиля и длин периодических неровностей дороги, наиболее неблагоприятных в отношении колебаний.

Если найденные скорости движения находятся в пределах эксплуатационных скоростей автомобиля или длины неровностей соответствуют значениям, наиболее часто встречающимся на дороге то следует ожидать частого и интенсивного возбуждения колебаний автомобиля на дороге При расчете предполагают, что колебания на передней и задней подвесках происходят независимо. Между тем угловые колебания кузова могут усиливаться из-за неблагоприятного сдвига по фазе между воздействиями неровности на передние и задние колеса.

Если в результате расчета перемещений кузова построены кривые то их наложением можно оценить возможные увеличения угловых колебаний и границы значительного галопирования.

Расчет колебаний и плавности хода.

При расчете колебаний автомобиля различают две основные задачи: проектный расчет и проверочный расчет. Это деление условно, но тем не менее каждый расчет имеет свои особенности.

Проектный расчет ведут исходя из следующих основных предположений: колебания автомобиля происходят в продольной плоскости в соответствии с принятой расчетной схемой; воздействие от дороги предполагается случайным, удовлетворяющим допущениям о стационарности процесса и его нормальном характере; таким образом, скорость автомобиля принимается постоянной; рассматривается система человек — автомобиль — дорога.

Цель проектного расчета — выбрать параметры, которые определяют характеристики упругого и гасящего устройства подвески Кроме того, при необходимости должны быть выбраны параметры вторичного подрессоривания, например сиденья.

Проектный расчет не требует высокой точности, и поэтому искомые характеристики подвески можно полагать линейными. Тогда целью расчета становится определение величин а при наличии сиденья или вторичного подрессоривания — также его жесткости и затухания, т. е. После выбора всех этих величин можно приступить к расчету характеристик упругого и гасящего устройств.

Рис. 8

Проектный расчет можно проводить исходя из условий сохранения в допустимых пределах измерителей колебаний автомобиля: ускорения пассажира или груза, характеризующего плавность хода автомобиля; перемещения колеса относительно кузова, определяющего возможности ударов в ограничители хода, а также долговечность упругих элементов подвески; деформации шины характеризующей опасность отрыва колеса от дороги.

В основу расчета поможено случайное воздействие, поэтому необходимо определить средние квадратические значения выбранных измерителей, т. е. Таким образом, выбор параметров подвески должен обеспечить следующие условия:

Одна из схем расчета, ограниченного для простоты условием плавности хода, представлена на рис 8.

После того как коэффициенты жесткости и затуханий подвески, а при необходимости и сидений подобраны, строят упругие характеристики и характеристики затухания [5, 13, 19]. Компоновочные и другие ограничения, накладываемые на параметры подвески, часто заставляют отходить от значений жесткости и затуханий, найденных расчетом, а характеристики подвески выполнять нелинейными. Поэтому для окончательного суждения о параметрах подвески необходим возможно более точный проверочный расчет.

Измерителями качества подвески можно считать средние квадратические вертикальные ускорения или следующие вероятности превышения ускорением пассажира или груза допустимой величины появления ударов в упоры; появления отрывов колес [13]

Одна из методик, использующая по сути метод статистических испытаний, состоит в следующем. В виде таблиц для последующего ввода в ЦВМ задаются микропрофиль дороги, полученный непосредственным обмером, и фактические нелинейные характеристики упругого устройства подвески, амортизаторов, сухого трения, шин. С учетом этих данных проводится численное интегрирование уравнений движения.

Точность такого расчета и длина дорожного участка в принципе не ограничены. Однако практически они связаны со значительными затратами машинного времени, особенно если шаг принят небольшим.

Дорожный микропрофиль может быть также сформирован по его статистическим характеристикам (корреляционная функция, спектральная плотность) [20].

Успешное проведение проверочного расчета зависит в большой степени от принятого метода численного интегрирования [20]. Результаты проверочного расчета могут быть представлены в разной форме, в частности, в виде кривых распределения или спектральных плотностей выходных величин.

Сравнительный анализ опытных данных, результатов расчетов по вероятностным характеристикам и методом численного интегрирования подтвердил более высокую точность последнего.

При расчете целесообразно оптимизировать параметры подвески [21, 35] как в рамках линейных (проектный расчет), так и нелинейных характеристик.

Для обеспечения сохранности перевозимого груза ограничивают его вибронагруженность. При этом считают, что если груз перевозится незакрепленным, то ускорение подрессоренной части при колебаниях должно быть меньше лучше для сохранения груза и ограничения его воздействия на автомобиль необходимо надежно закреплять груз, если ускорения при подпрыгивании (отрывах) груза могут превосходить ускорения кузова. При испытаниях были зарегистрированы ускорения и более груза, подпрыгивающего в кузове.

Перечисленные выше показатели служат для того, чтобы определить предельную скорость движения транспортного средства по условию сохранности перевозимого груза.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

(см. скан)

(см. скан)