Плавность хода автомобиля повышенной проходимости с комбинированным управлением упругодемпфирующими элементами системы подрессоривания

• Автор: Подзоров, Алексей Валерьевич
• Шифр специальности: 05.05.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2015
• Место защиты: Волгоград
• Количество страниц: 178 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1 АКТУАЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ ИССЛЕДОВАНИЯ СИСТЕМ ПОДРЕССОРИВАНИЯ НАЗЕМНЫХ ТРАНСПОРТНЫХ СРЕДСТВ
1.1 Система подрессоривания в задачах динамики теории наземных транспортных средств
1.2 Анализ недостатков пассивных систем подрессоривания АТС
1.3 Обзор и классификация управляемых систем подрессоривания АТС.
1.4 Обзор алгоритмов управления демпфирующими и упругими элементами полуактивных систем подрессоривания АТС
1.5 Выводы по главе
ГЛАВА 2 МАТЕМАТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ ДИНАМИКИ АПП С КОМБИНИРОВАННЫМ УПРАВЛЕНИЕМ УПРУГОДЕМПФИРУЮЩИМИ ЭЛЕМЕНТАМИ СИСТЕМЫ ПОДРЕССОРИВАНИЯ
2.1 Программный комплекс моделирования динамики механических систем ФРУНД
2.2 Математическая модель динамики АГ1П
2.3 Математическая модель динамики управляемой ГПР
2.4 Алгоритм комбинированного управления упругодемпфирующими элементами системы подрессоривания АПП
2.5 Выводы по главе
ГЛАВА 3 ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ДИНАМИКИ АПП
3.1 Описание эксперимента. Обработка экспериментальных данных
3.2 Методика оценки адекватности математической модели динамики АПП
3.3 Выводы по главе
ГЛАВА 4 РАСЧЕТНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ДИНАМИКИ АПП С УПРАВЛЯЕМОЙ СИСТЕМОЙ ПОДРЕССОРИВАНИЯ
4.1 Исследование стационарных режимов движения АПП по детерминированным профилям
4.2 Исследование стационарных режимов движения AI III по стохастическим профилям
4.3 Исследование нестационарных режимов движения АПП
4.4 Определение оптимальных значений параметров ГПР и системы управления подвеской
4.5 Выводы по главе
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
ПРИЛОЖЕНИЕ А Параметры математической модели динамики АПП
ВВЕДЕНИЕ
Актуальность темы исследования, степень ее разработанности. Пассивные системы подрессоривания, в которых во время движения автотранспортного средства (АТС) упругие и демпфирующие характеристики остаются неизменными, являются наиболее распространенными в настоящее время. Это обусловлено сравнительно простой и надежной конструкцией таких систем, а также отсутствием потребности во внешнем источнике энергии. Однако потенциальные возможности таких систем в удовлетворении растущих требований к плавности хода АТС, особенно автомобилей повышенной проходимости [110], предназначенных для движения в различных дорожных условиях, в том числе по бездорожью, весьма ограниченны и практически достигли своего предела. В связи с этим пассивные системы подрессоривания сдерживают дальнейшее повышение виброзащиты водителя, пассажиров, перевозимых грузов, собственных агрегатов АТС и как следствие препятствуют росту эксплуатационных скоростей его движения.
Поэтому совершенствование системы подрессоривания, заключающееся в управлении ее упругодемпфирующими элементами во время движения АТС с целью повышения плавности его хода, является актуальной проблемой.
В работах, посвященных исследованию управляемых систем подрессоривания, приводятся некоторые варианты их исполнения, а также различные алгоритмы управления упругими и демпфирующими элементами, однако в большинстве своем изменение характеристик указанных элементов рассматривается лишь в пределах ограниченного набора режимов и условий движения реального АТС. В основном эффективность работы управляемой системы подрессоривания оценивается по улучшению показателей плавности хода, и не всегда рассматривается ее влияние на другие эксплуатационные свойства АТС, прежде всего связанные с безопасностью движения. Зачастую используются модели динамики АТС, не учитывающие пространственный характер движения тел, кинематику системы подрессоривания, особенности взаимодействия колес с опорной поверхностью, инер-

линейной одноопорной колебательной системе. Для линейной модели 'А АТС (рисунок 1) данный закон управления может быть представлен следующей системой неравенств:
где ит1я - управляющее воздействие, соответствующее уменьшению жесткости с упругого элемента (сообщение газовых полостей);
итах ~ управляющее воздействие, соответствующее увеличению жесткости с упругого элемента (разобщение газовых полостей).
Результаты расчета колебательной системы демонстрируют существенное снижение амплитуды вертикальных перемещений подрессоренной массы в области ее резонанса. При этом обеспечивается коэффициент динамичности, равный 3,2.
А. С. Дьяковым [37] было проведено расчетное и экспериментальное исследование воздушного демпфирования в резинокордных пневматических рессорах с механическим и микропроцессорным управлением. В процессе коммутации полостей при перетекании газа происходит диссипация энергии колебаний, что придает дополнительные демпфирующие свойства упругому элементу. Используемый в работе алгоритм управления имеет следующий вид:
В данном случае выравнивание давлений происходит в положении статического равновесия. Результаты дорожных испытаний автобуса ВЗТМ-32731 показали снижение собственной частоты колебаний кузова с 2,2 до 1,4 Гц и среднеквадратического значения его вертикального ускорения на 30-40 % в диапазоне частот
2-10 Гц при использовании рессор с коммутацией полостей по алгоритму (14).
В работах Е. Е. Прокопова и В. И. Чернышева [80, 97] предложена конструкция двухкамерного пневматического амортизатора, реализующая алгоритм управления упругостью по схеме подобной стратегии управления гидравлическим амортизатором с двумя уровнями сопротивления (БН 2-з1а1ез (2)). Управление

при гЛ<0, 11 та,’ при 2.Х > 0,