10.5. Вимірювачі плавності ходу

Коливальний процес характеризується такими величинами: ампліту-дами, частотами (формули 10.8, 10.4, 10.5, 10.7), швидкістю коливань, прискореннями і швидкістю зміни прискорень.

Швидкість коливань записується у вигляді залежності, яка є похідною переміщення відносно часу (формула 10.5)

= A cos  t. (10.9)

При частотах до 300… 360 кол/хв, у межі яких повністю вкладається весь низькочастотний діапазон коливань автомобілів і тракторів, самопочуття водія або тракториста у першу чергу пропорційні вертикальним прискоренням, які є другою похідною переміщення відносно часу

= -A ² sin  t. (10.10)

Від величини вертикальних прискорень залежить також збереженість вантажу. Якщо прискорення кузова більше прискорення вільного падіння g, то прискорення вантажу при ударі по днищі кузова можуть досягати значень 20… 40 g.

При оцінюванні плавності ходу, крім величини вертикальних прискорень, необхідно також враховувати їх повторність. Інтенсивність і частота зміни цих двох зовнішніх подразнювачів суттєво впливає на стомлювання водія.

Якщо величина прискорення 3… 5 м/с², а число відповідних їм поштовхів не більше 1… 2 на 1000 м шляху, то плавність ходу признається доброю. При таких же прискореннях, але при кількості поштовхів 10… 12, плавність ходу машини на даній дорозі буде посередньою. Плавність ходу оцінюється по спеціальній п’ятибальній шкалі: відмінно, добре, посередньо, незадовільно, дуже погано.

Крім величини вертикальних прискорень та їх повторності на стан людини суттєво впливає швидкість наростання прискорення, тобто третя похідна переміщення відносно часу

= -A ³ cos  t. (10.11)

Швидкості зміни прискорень до 25 м/с³ створюють тривожні відчуття, а при 40 м/с³ – неприємні. Це відбувається тому, що при швидкому зростанні передаваємих поштовхів захисні реакції, які виробляються проти них в організмі людини шляхом відповідного напруження м’язів, не встигають своєчасно створюватися або бувають недостатніми.

Плавність ходу також оцінюється середньоквадратичною величиною вертикальних прискорень в м/с²

 = , (10.12)

де n – число класів, на яке розподілений весь діапазон заміряємих величин;

x_i – середнє значення прискорення в даному класі;

x – середнє значення прискорення за час досліду;

m_i – число спостережень, зафіксованих у даному класі;

N – загальна кількість спостережень за час досліду.

Величина  залежить від швидкості руху машини. Рекомендоване значення середньо квадратичного прискорення вертикальних коливань сидіння тракториста було не більше як 0,1g при роботі трактора на стерні з вологістю грунту 10… 12 % при рухові зі швидкістю 9… 10 км/г поперек борозни попередньої оранки.

10.6. Гасіння коливань

Неприємна дія коливань на людину зменшується застосуванням в конструкції машини: еластичної (пружної) підвіски; шин коліс; гумових амортизаторів; системи підвіски сидіння водія або тракториста.

Для поглинання значної частини енергії коливального процесу в систему підвіски машини встановлюються амортизатори.

Роль амортизатора в підвісці оцінюється такими показниками: коефіцієнтом затухання вертикальних коливань; відносним коефіцієнтом затухання вертикальних коливань; частотою затухання коливань. Вплив ресор і пневматичних шин в коливальній системі оцінюється приведеним коефіцієнтом жорсткості.

Величина коефіцієнта затухання вертикальних коливань в с^-1 визначається за залежністю

h = , (10.13)