Лекция 6. Плавность хода транспортного средства

План

6.1 Критерии плавности хода подвижного состава.

6.2 Колебания подвижного состава.

6.3 Испытания подвижного состава на плавность хода.

6.1 Критерии плавности хода подвижного состава

При длительной езде в ПС вследствие колебаний кузова у пассажиров и водителя часто появляются чувство усталости, головокружение и другие нежелательные ощущения. Эти явления наносят ущерб здоровью, снижают производительность труда водителей. Колебания кузова отражаются также на сохранности груза и самого ПС. Поэтому одним из основных эксплуатационных требований, предъявляемых к современному ПС, является максимальное повышение плавности хода и улучшения комфортабельности (удобства) езды.

ПС представляет собой сложную систему нескольких масс (кузов, оси, колеса), связанных между собой упругими элементами (рессоры, стабилизаторы, шины и т. д.). Массы отдельных частей ПС делятся на две группы: неподрессоренные и подрессоренные.

Неподрессоренными называют массы ПС (мосты, колеса и др.), вес которых не воспринимается подвеской, а передается через шину на опорную поверхность.

Подрессоренными называют массы, вес которых передается через упругие элементы подвески.

Но есть части ПС, которые крепятся одновременно и к подрессоренным, и к неподрессоренным массам, а именно: упругие элементы подвески, карданные валы, рычаги подвески, рычаги амортизаторов, реактивные штанги. Одну половину веса этих частей относят к подрессоренным массам, а другую к неподрессоренным.

Плавность хода автомобиля оценивается параметрами вертикальных и угловых колебаний кузова.

Воздействие колебательных движений ПС на человеческий организм оценивается субъективно и характеризует плавность хода только с качественной стороны. В настоящее время еще не предложен единый параметр оценки плавности хода, устанавливающий количественную связь между физиологическими воздействиями колебаний на человеческий организм, характером этих колебаний и конструктивными особенностями автомобиля. Поэтому плавность хода оценивается с помощью нескольких измерителей.

Период колебаний Т(сек) – время, в течение которого кузов совершает полное колебательное движение. Часто в расчетах вместо периода колебаний используют угловую (циклическую) частоту колебаний (1/сек) или техническую частоту п, т. е. число колебаний в минуту.

Амплитуда колебаний Z_max (см) – наибольшее отклонение (перемещение) кузова от положения равновесия.

Скорость колебаний v_к, см/сек – производная перемещения по времени. Ускорение колебаний j, см/сек² – вторая производная перемещения по времени, т. е. производная скорости колебаний по времени.

Экспериментально установлено, что колебания автомобиля можно разделить на две группы:

• высокочастотные (300 – 500 кол/мин);

• низкочастотные (50 – 120 кол/мин).

С высокой частотой преимущественно колеблются неподрессоренные массы, а с низкой-подрессоренные массы (кузов).

Высокая частота колебаний, происходящих даже с малыми амплитудами (тряска, вибрация), вызывает неприятные ощущения, однако очень малая частота также неприятна, так как может вызвать явление, сходное с морской болезнью. Человек не ощущает колебаний при ходьбе, так как еще с детства привык к этой частоте колебаний, составляющей 70 – 100 кол/мин. Следует отметить, что у современных легковых ПС частота колебаний кузова находится в пределах 60—80 кол/мин.

Изменение частоты колебаний влияет на организм человека в большей степени, чем изменение амплитуды. Поэтому при оценке сильно ощутимых колебаний частота их берется с большим степенным показателем. Так, например, совместное влияние амплитуды Z_max и частоты колебаний п характеризуется параметром.

Величина показателя k в зависимости от интенсивности колебания находится в пределах 1,5 – 2,7. При k = 2,7 и Zmax = 0.65 см допустимая величина а получается при n = 180 кол/мин. С увеличением скорости колебаний плавность хода ПС ухудшается (табл. 6.1).

Таблица 6.1 – Характеристика колебаний в зависимости от их скорости

Характеристика колебаний	Скорость колебаний, м/сек
Неощутимые	0,035
Едва ощутимые	0,035 – 0,1
Вполне ощутимые	0,1 – 0,2
Сильно ощутимые	0,2 – 0,3
Неприятные и очень неприятные	0,3 – 0,4

При частотах, свойственных колебаниям кузова автомобиля, наибольшее влияние на плавность хода оказывает скорость изменения ускорений. А. К. Бируля приводит следующие данные о влиянии скорости изменения ускорений на человека: беспокоящие ощущения – при 25 м/сек², неприятные ощущения – при 40 м/сек². Таким образом, скорость нарастания ускорений не должна превышать 25 м/сек³.

Плавность хода измеряется в палях. Колебания и связанные с ними ощущения характеризуются следующей шкалой (табл. 6.2):

Таблица 6.2 - Влияние скорости изменения ускорений на человека

Колебания	Уровень (пали)
Неприятные колебания	33 – 40
Тягостные колебания	более 40
Колебания, вызывающие явления морской болезни	55 – 70