Способы повышения плавности хода

вопрос. Способы повышения плавности хода.

Так как наряду с упругим элементом подвески на плавность хода оказывают влияние упругие свойства шины, го целесообразно устанавливать на автомобиль шины с меньшей жесткостью.

На жесткость шины влияет ее конструкция, ширина профиля и давления воздуха в ней.

Использование независимых подвесок по сравнению с зависимыми также повышает плавность хода, так как в этом случае существенно уменьшается галопирование.

Другим важным условием обеспечения плавности хода является оптимальная расстановка колес по длине автомобиля. Каждая неровность дороги передает на автомобиль не один, а серию импульсов, воздействующих последовательно на каждое колесо. В зависимости от расстановки колес в одних и тех же дорожных условиях эти импульсы могут для одного автомобиля усиливать колебания, для другого ослаблять.

Конструкция амортизаторов, их число и расположение оказывают влияние, как на плавность хода, так и на безопасность движения. Находящие в последнее время все большее применение газонаполненные амортизаторы обладают большей жесткостью по сравнению с гидравлическими при движении по дорогам с большим количеством неровностей, в то же время при движении по дорогам хорошего качества с большими скоростями они обеспечивают лучший контакт колеса с дорогой, а значит и устойчивость автомобиля.

Конструктивные факторы однозначно определяют плавность хода только при вполне определенных внешних условиях и режимах работы автомобиля. К ним относятся:

• скорость движения автомобиля;
• состояние дороги;
• характер неровности дороги.

По дисциплине «Конструкция и эксплуатационные свойства ТиТТМО»

Вопрос. Определение координаты центра упругости колебательной системы.

Кузов автомобиля имеет шесть степеней свободы и совершает весьма различные колебания (рис. 50.). Линейные перемещения вдоль осей х и у: S_х – подергивание, S_у – шатание, S_z – подпрыгивание, и угловые перемещения вокруг этих осей a_х – покачивание, a_у – галопирование, a_z – виляние.

Рис. 50. Основные виды колебаний

Приведенная жесткость подвески (с_п) складывается из жесткости упругих элементов самой подвески (c_р) и жесткости пневматических шин (c_ш) (рис. 51.).

Рис. 51. Определение приведенной жесткости подвески

Под влиянием веса G_п упругая система деформируется на величину, равную сумме прогибов подвески и шины. Вместе с тем суммарный прогиб этой системы, который определяют по изменению положения оси колеса:

где с_пр – приведенная жесткость подвески и шины, Н/м.

. (194)

Решив полученное равенство получим:

с_пр = . (195)

Жесткость передней или задней подвески современных автомобилей находится в пределах 20 — 60 кН/м, а жесткость шин – в пределах 200 — 450 кН/м.

Для уменьшения вертикальных колебаний используют мягкую подвеску и устанавливают амортизаторы. Чтобы иметь представление о том, каким образом уменьшить галопирование, познакомимся с понятием о центре упругости системы /3/. Центром упругости системы называют точку, при приложении к которой внешней возмущающей силы возникает только линейное перемещение системы. Рассмотрим стержень, который опирается на упругие элементы подвески (рис. 52).

Если сила Р приложена не к центру упругости, то происходит линейное и угловое перемещение стержня (положение 1). Если сила Р приложена к центру упругости, то происходит только линейное перемещение стержня(положение 2). В последнем случае f₁ = f₂, вследствие чего галопирование отсутствует.

Рис. 52 Определение положения центра упругости

Определим величину х – расстояние от центра упругости до центра тяжести из условия равновесия стержня:

åМцт = R1a – Px – R2b = 0.

Решив относительно х, получим:

Заменим реакции R1 и R2 произведениями R1 = с1f1 и R2 = с2f2, следовательно Р = R1 + R2, откуда:

х =

Но по условию f1 = f2, то:

х = . (199)

Применим данное выражение к колебаниям кузова, заменив подрессоренную массу кузова mк тремя массами, связанными между собой невесомым стержнем (рис. 53,б).

Рис. 53. Свободные колебания кузова

Чтобы система соответствовала в динамическом отношении действительной массе подрессоренной части автомобиля, необходимо соблюдение следующих условий:

1.сумма всех масс системы должна быть равна подрессоренной массе автомобиля:

m1 + m2 + m3 = mк. (200)

2. центр тяжести системы должен совпадать с центром тяжести кузова:

3. момент инерции системы относительно горизонтальной оси у должен равняться моменту инерции подрессренной массе авиомобиля относительно той же оси:

m1ак2 + m2bк2 = I = mкrк2, (202)

где rк – радиус инерции подрессоренной массы автомобиля.

Из уравнений (200) – (202) определим массы m1, m2, m3:

m3 = mк .

Если стержень вывести из состояния равновесия, а затем отпустить, то он начнет колебаться (рис. 53,в). во время колебаний появляется сила инерции:

Она создает момент относительно центра упругости:

Ми = Рих = m3jх. (207)

Ми = 0, если m3 = 0 или когда х = 0. Из уравнения следует, что m3 = 0, если rк2/(акbк) = 1, т. к. mк ¹ 0.для легковых автомобилей отношение rк2/(акbк) близко к единице, вследствии чего они имеют хорошую плавность хода.

Если плечо х = 0 и центр тяжести совпадает с центром упругости, то:

х = = 0. (208)

тогда с1ак = с2bк или с1/с2 = bк/ак.

По дисциплине «Конструкция и эксплуатационные свойства ТиТТМО»

Источник

Устройство автомобилей

Теоретические предпосылки повышения плавности хода

Несущая система (кузов или рама) автомобиля при движении совершает сложное колебательное движение (рис. 1). При этом элементы несущей системы могут перемещаться поступательно (параллельно кузову или раме) вдоль трех взаимно перпендикулярных осей x , y , z , и одновременно иметь угловые перемещения (вращательные движения) относительно каждой из них.
За начало координат принимают центр тяжести автомобиля.
При этом кузов может совершать шесть различных колебаний, соответствующих шести степеням свободы:

• поступательное вертикальное относительно вертикальной оси z (подпрыгивание);
• поступательное продольное относительно оси x (подергивания вперед и назад);
• поступательные поперечные относительно поперечной оси у (шатание из стороны в сторону);
• угловые продольные (галопирование) относительно оси у ;
• угловые поперечные (покачивание) относительно оси х ;
• угловые боковые (рыскание) относительно оси z .

Главное влияние на плавность хода и самочувствие человека в автомобиле оказывают два вида колебаний: поступательное вертикальное (подпрыгивание) и угловые продольные (галопирование). Другими колебаниями при расчетной оценке плавности хода автомобиля можно пренебречь для упрощения исследования данного явления, что позволит рассматривать колебания автомобиля, как плоской фигуры, имеющей форму боковой поверхности корпуса автомобиля в одной вертикальной плоскости, совпадающей со средней плоскостью автомобиля.

Колебания в вертикальной плоскости зависят от жесткости упругого элемента подвески и эластичности шин.
Так как упругий элемент подвески после наезда на препятствие продолжает совершать затухающие колебания, то для гашения этих колебаний в состав подвески вводят амортизаторы. Подбирая характеристику упругого элемента к конкретной модели автомобиля, добиваются искомой плавности хода в вертикальной плоскости.

Характеристикой упругого элемента подвески называется зависимость между нагрузкой G_г на упругий элемент и его деформацией f₀ (прогибом, сжатием и т. п.).

Более сложное влияние на плавность хода оказывает галопирование.
Если возмущающая сила Р приложена не к центру упругости, а в другой точке, то возникает как линейное, так и угловое перемещение (рис. 2).
Из условия равновесия системы относительно центра тяжести:

где R₁ и R₂ – реакции опор;
х – расстояние от центра упругости до центра тяжести:

Заменив реакции на жесткость и деформации упругих элементов

получим следующее уравнение:

Если сила Р приложена к центру упругости, то f₁ = f₂ , и в этом случае получим:

Заменив массу кузова m_к тремя массами: m₁ – приходящуюся на переднюю подвеску, m₂ – приходящуюся на заднюю подвеску и m₃ – находящуюся в центре тяжести, получим:

Момент инерции системы I относительно горизонтальной оси у должен быть равен моменту инерции подрессоренной массы относительно той же оси:

где ρ_к – радиус инерции подрессоренной массы автомобиля.

Во время колебаний появляется сила инерции Р_ц = m₃j , которая создает момент относительно центра упругости:

Момент М_ц = 0, если масса m₃ = 0 или плечо силы Р_ц равно нулю.

Из уравнения (1) следует, что масса m₃ равна нулю, если ρ_к 2 / ( l₁l₂ ) = 1.

Если плечо х = 0, т. е. центр тяжести совпадает с центром упругости, то

Следовательно, жесткость подвески необходимо выбирать таким образом, чтобы она была обратно пропорциональна расстояниям центра тяжести от передней и задней осей. Тогда при одинаковых прогибах передней и задней подвесок кузов автомобиля будет перемещаться без галопирования.

Тем не менее, выполнение этого условия не устраняет полностью угловые колебания кузова автомобиля. Они возникают при неодновременном наезде колес переднего и заднего мостов на неровности дороги. Сдвиг по времени между двумя воздействиями зависит от базы автомобиля и скорости его движения.
Амплитуда угловых колебаний уменьшается, если упругие элементы передней подвески имеют меньшую частоту собственных колебаний, чем упругие элементы задней подвески.

Способы повышения плавности хода автомобиля

Так как наряду с упругим элементом подвески на плавность хода оказывают влияние упругие свойства шины, то целесообразно устанавливать на автомобиль шины меньшей жесткости.

На жесткость шины влияет ее конструкция, ширина профиля и давление воздуха в ней.

Использование независимых подвесок по сравнению с зависимыми также повышает плавность хода, так как в этом случае существенно уменьшается галопирование.

Другим важным условием обеспечения плавности хода автомобиля является оптимальная расстановка колес по длине кузова. Каждая неровность дороги передает на автомобиль не один, а серию импульсов, воздействующих последовательно на каждое колесо переднего и заднего моста. В зависимости от расстановки колес в одних и тех же дорожных условиях эти импульсы могут для одного автомобиля усиливать колебания, а для другого ослаблять.

Конструкция амортизаторов, их число и расположение оказывают влияние, как на плавность хода, так и на безопасность движения. Так, например, газонаполненные амортизаторы обладают большей жесткостью по сравнению с гидравлическими при движении по дорогам с большим количеством неровностей, в то же время при движении по дорогам хорошего качества с большими скоростями они обеспечивают лучший контакт колес с дорогой, а значит и устойчивость автомобиля.

Конструктивные факторы однозначно определяют плавность хода только при вполне определенных внешних условиях и режимах работы автомобиля, к которым относятся:

• скорость движения автомобиля;
• состояние дороги;
• характер неровностей дороги.

Источник

Способы повышения плавности хода автомобиля

Так как наряду с упругим элементом подвески на плавность хода оказывают влияние упругие свойства шины, го целесообразно устанавливать на автомобиль шины с меньшей жесткостью.

На жесткость шины влияет ее конструкция, ширина профиля и давления воздуха в ней.

Использование независимых подвесок по сравнению с зависимыми также повышает плавность хода, так как в этом случае существенно уменьшается галопирование.

Другим важным условием обеспечения плавности хода является оптимальная расстановка колес по длине автомобиля. Каждая неровность дороги передает на автомобиль не один, а серию импульсов, воздействующих последовательно на каждое колесо. В зависимости от расстановки колес в одних и тех же дорожных условиях эти импульсы могут для одного автомобиля усиливать колебания, для другого ослаблять.

Конструкция амортизаторов, их число и расположение оказывают влияние, как на плавность хода, так и на безопасность движения. Находящие в последнее время все большее применение газонаполненные амортизаторы обладают большей жесткостью по сравнению с гидравлическими при движении по дорогам с большим количеством неровностей, в то же время при движении по дорогам хорошего качества с большими скоростями они обеспечивают лучший контакт колеса с дорогой, а значит и устойчивость автомобиля.

Конструктивные факторы однозначно определяют плавность хода только при вполне определенных внешних условиях и режимах работы автомобиля. К ним относятся:

• скорость движения автомобиля;
• состояние дороги;
• характер неровности дороги.

Источник