4. Расчет дросселирующей системы амортизатора

Расчет дросселирующей системы проводят по упрощенному алгоритму. Принимают [1], что полный перепад давления реализуется при перетекании вязкой жидкости через одно дросселирующее отверстие как на прямом, так и на обратном ходе подвески. Дросселирующие отверстия принимают независимыми, то есть каждое из них работает на своем ходе подвески.

Течение жидкости в амортизаторе носит турбулентный характер, а зависимость силы сопротивления от скорости перемещения штока – квадратичная. Характеристики демпфирующего элемента, уточненные в программном комплексе Wintrak, являются линейными. Поэтому следует перейти от упрощенных характеристик к эквивалентным им квадратичным из условия равного энергорассеяния амортизатора с линейной характеристикой и эквивалентного ему с квадратичной. Тепловую энергию, рассеиваемую амортизаторами, можно вычислить как интеграл изменения силы неупругого сопротивления по скорости перемещения штока. Приравнивая значения интегралов, можно выразить эквивалентный коэффициент сопротивления μ_экв через формулу 50.

, 5050\* MERGEFORMAT ()

где μ_лин — коэффициент сопротивления амортизатора с линейной характеристикой, Нс/м;

v_шт — скорость перемещения штока, принимаемая как граница интегрирования, м/с.

Границы интегрирования целесообразно принимать одинаковыми для прямого и обратного ходов подвески. Определяющим является энергорассеяние на обратном ходе подвески.

Скорость перемещения штока v_шт определяют по формуле 51.

, 5151\* MERGEFORMAT ()

а коэффициент сопротивления амортизатора с линейной характеристикой μ_лин определяют по формуле 52.

, 5252\* MERGEFORMAT ()

где μ_ут — коэффициент сопротивления амортизатора после уточнения, приведенный к оси ОК, Нс/м.

Тогда, подставляя формулы 51 и 52 в формулу 50, получают

. 5353\* MERGEFORMAT ()

Для прямого хода подвески согласно формуле 53:

а для обратного хода подвески согласно формуле 53:

На прямом ходе подвески жидкость перетекает через дросселирующее отверстие из поршневой полости в штоковую. Возникающие на штоке силы сопротивления на прямом R_шт.пр и обратном R_шт.обр ходах подвески определяют по формулам 54.

5454\* MERGEFORMAT ()

где ρ — плотность рабочей жидкости амортизатора, кг/м³. Для типовых рабочих жидкостей амортизаторов она составляет около 900 кг/м³;

d_пр.экв — диаметр эквивалентного дросселирующего отверстия на прямом ходе подвески, м;

d_{обр.экв} — диаметр эквивалентного дросселирующего отверстия на обратном ходе подвески, м.

Формулы 54 можно преобразовать в 55, зная коэффициент сопротивления эквивалентного амортизатора с квадратичной характеристикой:

5555\* MERGEFORMAT ()

Для нахождения диаметров эквивалентных отверстий следует решить уравнения 55

откуда диаметры эквивалентных дросселирующих отверстий:

Для прямого хода принимаем четыре калиброванных отверстий диаметром 4 мм, для обратного хода — два отверстия диаметром 5 мм, исходя из равенства площадей отверстий.

В амортизаторе помимо вязкого трения рабочей жидкости существует также сухое трение в подвижных деталях, поэтому фактическое значение силы сопротивления будет незначительно больше расчетного.