Плавность хода и характеристика подвески

В результате длительного колебания автомобиля при его движении (6 степеней свободы) пассажиры и водитель сильно утомляются, что наносит ущерб здоровью, а также снижает производительность труда водителя (сохранность груза и автомобиля и др.).

Основная причина колебаний автомобиля – неровности дороги. Поэтому одно из основных требований, предъявляемых к современному автомобилю – повышение плавности хода и улучшение удобств езды.

Основным показателем плавности хода являются частоты собственных колебаний подрессоренных масс.

Дифференциальное уравнение свободных гармонических колебаний массы М на упругом основании позволяет получить выражение для угловой частоты и периода колебаний:

ω=(m/M) , T=2∙π/ω=2∙π∙(M/m) , (210)

где m – коэффициент или модуль жесткости рессоры, кг/м.

Перейдя к числу колебаний в минуту, получим:

n = 1/Т = (m / M)/ (2∙π) (211)

Число колебаний свыше 150 в минуту приводит к неприятной тряске, а меньше 60 к укачиванию.

Таким образом, необходимая плавность хода достигается правильным выбором частоты колебаний машины, зависящей в основном от жесткости подвески.

Если в последнем равенстве выразить М через m и статический прогиб f_ст (M = m fст /g), получим:

n=(m∙g/(m∙f_ст)/ (2∙π) = 5/ f_ст , (212)

где f_ст – средний статический прогиб рессор подвески под воздействием подрессоренных масс.

Таким образом, чем больше f_ст, тем меньше частота собственных колебаний, т.е. чем мягче подвеска, тем меньше частота собственных колебаний кузова и выше комфортабельность езды на автомобиле. Явление колебания автомобиля (трактора) очень сложно, т.к. рама машины опирается не на одну рессору.

Под воздействием внешних сил возникают продольные угловые колебания – галопирование машины, которое уменьшают правильным подбором рессор (прогибы передних и задних рессор должны быть примерно одинаковы).

Если сделать подвеску очень мягкой, то может оказаться, что под воздействием подрессоренного веса машины рессоры почти полностью прогнутся. Тогда при незначительной перегрузке или толчках удары об ограничители будут очень частыми и резкими. Поэтому полный прогиб рессоры f_п лишь частично используют на f_ст, оставляя часть f_п для восприятия дополнительных динамических нагрузок, т.е.

f_п=f_ст+f_дин (213)

Обычно у грузовых автомобилей полный прогиб делят примерно поровну между f_ст и f_дин, т.е. f_ст/f_дин=1, у легковых - f_ст/f_дин=2.

Связь между деформацией рессоры и нагрузкой на нее принято называть характеристикой подвески – рисунок 61. Жесткость подвески определяется тангенсом угла наклона касательной к линии характеристики.

Рисунок 61 Характеристика подвески

Характеристика подвески зависит от типа машины, характера нагрузки, условий работы и др.

Для пассажирских автомобилей и других машин с постоянной полезной нагрузкой желательна характеристика типа "аса". При статической нагрузке и незначительных отклонениях от нее подвеска очень мягка и лишь при существенных изменениях нагрузки жесткость ее плавно увеличивается.

В грузовых автомобилях, работающих с большим диапазоном полезной нагрузки целесообразнее иметь подвеску типа "всв". При небольших нагрузках или при езде без нагрузки подвеска достаточно мягка (участок вd); при увеличении нагрузки, чтобы прогиб рессоры не увеличивался чрезмерно, жесткость подвески также растет. Необходимое протекание характеристики подвески достигается соответствующей конструкцией ее (двойные рессоры и т.д.).

В качестве упругих элементов подвесок применяются листовые рессоры и винтовые пружины, стержни или набор стержней, работающих на кручение (торсионы); резиновые и пневматические, гидравлические, гидропневматические.

Рессоры – автомобили и тракторы (ЗИЛ, МАЗ, ЧТЗ, колесные тракторы).

Пружины – независимая подвеска автомобилей и тракторов.

Торсионы – гусеничные машины.

Резиновые рессоры в виде лент, работающих на растяжение, или цилиндров – на сжатие – применяются редко на автомобилях и тракторах

Пневматическая и гидропневматическая – упругий элемент – воздух в первой и воздух плюс жидкость – во второй.

Последние подвески позволяют плавно регулировать жесткость подвески и обеспечивать одинаковую плавность хода при различных режимах загрузки, поддерживать раму на постоянном уровне.

Амортизаторы

В подвеску автомобилей входят амортизаторы, которые гасят колебания рамы и кузова, возникающие из-за деформации рессор или пружин подвески, повышая тем самым плавность хода автомобиля.

У грузовых автомобилей амортизаторы включены только в переднюю подвеску, а у легковых – в подвеску передних и задних колес.

Применяют гидравлические амортизаторы 2-х стороннего действия 2-х типов: поршневые и телескопические.

Преимущества телескопических амортизаторов – компактность, удобство размещения в подвеске, возможность частичного использования в качестве стабилизатора поперечных наклонов кузова.

Р Е К О М Е Н Д У Е М А Я Л И Т Е Р А Т У Р А

1.Анисимов Г.М. и др. «Лесные машины», М.,»Лесная промышленность», 1989г.

2.Анисимов Г.М. и др. «Лесотранспортные машины», М.,»Экология», 1997г.

3.Артамонов М.Д. и др.»Основы теории и конструкции автомобиля», М.,»Машиностроение», 1974г.

4.Гаспарянц Г.А. «Конструкция, основы теории и расчета автомобиля», М.,»Машиностроение», 1978г.

5.Зайчик М.И. и др. «Тяговые машины и подвижной состав лесовозных дорог»,М.,»Лесная промышленность», 1967г.

6.Зайчик М.И. и др. «Проектирование и расчет специальных лесных машин»,М.,»Лесная промышленность», 1976г.

7.Иванов В.В. и др. «Основы теории автомобиля и трактора», М., «Высшая школа», 1970 г.

8.Литвинов А.С., Фаробин Я.Е. «Автомобиль», М., «Машиностроение», 1989г.

9. Лукин П.П. и др. «Конструирование и расчет автомобиля», М.,»Машиностроение», 1984г.

10.Сергеев В.П. «Автотракторный транспорт»,М.,»Высшая школа», 1984г.

11.Скотников В.А. и др. «Основы теории и расчета трактора и автомобиля», М., «Агропромиздат»,1986г.

С О Д Е Р Ж А Н И Е

ВЕДЕНИЕ……………………………..…..…………………………………..3

Передача крутящего момента ведущим

колесам лесных машин. КПД трансмиссии ……………………………..….4

Радиусы качения колеса………..…..……………………………..…….……5

Образование силы тяги на ободе колеса……………………………………6

Скорость движения машины……………….………………………………..8

Силы сопротивления движению…..…...……..……………………………..9

Сила сопротивления качению…..…………………………………………...9

Сила сопротивления подъему…..…………………………………………..10

Сила сопротивления воздушной среды..…………………………………..11

Сила сопротивления, создаваемая прицепами…………………………….12

Сила инерции…………….………...……....….…………………………….14

Тяговый баланс…..…………………………….……………………………14

Тяговая характеристика……...…….……………………………………….16

Динамическая характеристика и динамический паспорт………………...18

Мощностной баланс.………..……………...……………………………….23

Проходимость лесотранспортных машин….…...........................................26

Проходимость колесных транспортных систем…………………………..29

Проходимость гусеничных систем…..….…………………………………29

Определение опорных реакций колесных машин…………….……..……30

Определение центра давления гусеничных машин..………………….…..33

Определение центра тяжести колесных и гусеничных машин..…………34

Устойчивость автомобиля (трактора)……………..….………..…………. 35

Поперечная устойчивость.………………………………………………….38

Устойчивость при повороте…………….……..............................................39

Занос передних и задних колес…………….………………………………41

Основы общей динамики лесотранспортных машин ……………….……46

Определение нагрузок на элементы ходовых систем....……….………....47

Типы трансмиссий и основные требования к ним………….………….....49

Сцепления….…………...…………………………………………………...50

Механические коробки передач, раздаточные коробки....……………… 51

Установление передаточных чисел…………………………..………....…54

Планетарные передачи…..………………………………………………….54

Карданные передачи…….………….……………………………………….57

Главные передачи…………………………...………………………………59

Дифференциал…………………………………..…………………………..60

Кинематика и статика дифференциала.….………………………………..61

Привод к ведущим колесам …..……....……………………………………62

Механизмы поворота гусеничных машин ..………………………..……..64

Муфты поворота (бортовые фрикционы).……………………………..… 65

Одноступенчатые планетарные механизмы поворота………………..….65

Силы и моменты, действующие на гусеничный трактор при повороте..67

Основные параметры механизмов поворота……………………………..71

Гидравлические передачи..………………………………………………..75

Гидростатические (гидрообъемные) передачи ..………………………...75

Гидродинамические муфты……………………………………………….76

Характеристика гидромуфты……………………………………………...78

Гидродинамическис трансформаторы……………………………………79

Характеристики гидротрансформаторов…………………………………81

Рулевое управление колесных машин..…………………………………..84

Кинематика поворота и установка управляемых колес…………………86

Конструкции рулевых механизмов……………………………………….88

Тормозная система лесных машин...……………………………………..90

Определение основных тормозных параметров…………………………90

Приводы управления тормозами……...…...……………………………. .92

Силы, действующие на тормозные колодки при торможении…...….… 94

Ходовая часть колесных машин.…………………………………………..96

Подвеска колесных и гусеничных машин ………………………..…. 99

Плавность хода и характеристика подвески…………………...………..102

РЕКОМЕНДУЕМАЯ ЛИТЕРАТУРА…….……………………………...105

СОДЕРЖАНИЕ……………………………………………………………106

106