Повышение плавности хода АТС путем выявления потенциальных виброзащитных свойств подвесок различной структуры

• Автор: Ковалев, Александр Михайлович
• Шифр специальности: 05.05.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2011
• Место защиты: Волгоград
• Количество страниц: 130 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1. ПОДВЕСКИ АТС РАЗЛИЧНОЙ СТРУКТУРЫ, ИХ
ВИБРОЗАЩИТНЫЕ СВОЙСТВА И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
1.1. Классическая структура подвески АТС
1.1.1.Особенности подвески АТС классической структуры

1.1.2. Нерегулируемые подвески
1.1.3. Подвески АТС со статическим регулированием
1.1.4. Гибридные подвески
1.2. Анализ известных подвесок новой структуры
1.2.1. Подвеска АТС с инерционным амортизатором
1.2.2. Подвеска АТС с амортизатором, регулируемым по частоте колебаний
1.2.3. Подвески с динамическими гасителями колебаний
1.2.4. Двухступенчатая (фрактальная) подвеска АТС
1.2.5. Обоснование необходимости создания новой концепции

подвески АТС
1.3. Методы исследования подвесок АТС

1.3.1. Теоретические методы исследовании
1.3.2. Экспериментальные методы исследований

1.4. Цель и задачи исследования

1.5. Выводы по главе
ГЛАВА 2. МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ПОДВЕСОК АТС
РАЗЛИЧНОЙ СТРУКТУРЫ
2.1. Математическое моделирование подвесок АТС известных структур

2.1.1. Математическая модель двухступенчатой подвески
2.1.2. Математическая модель одномассовой релаксационной подвески
2.1.3. Математическая модель двухмассовой релаксационной подвески
2.2. Математическое моделирование подвесок АТС новых структур

2.2.1. Математическая модель трехмассовой колебательной системы с кинематическим возмущением
2.2.2. Математическая модель линейной трехмассовой колебательной системы с инерционным амортизатором
2.3. Выводы по главе
ГЛАВА 3. МЕТОДИКА ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОГО ИССЛЕДОВАНИЯ ПОДВЕСОК АТС РАЗЛИЧНОЙ СТРУКТУРЫ
3.1. Универсальный динамический стенд для испытания подвесок

различной структуры
3.2. Динамический стенд с пневматической подвеской и экспериментальным

динамическим гасителем
3.3.Описание модернизированного стенда для испытаний подвески с экспериментальным динамическим гасителем
3.4. Методика испытания подвески с динамическим гасителем

3.5. Выводы по главе
ГЛАВА 4. РЕЗУЛЬТАТЫ ТЕОРЕТИЧЕСКИХ И ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ ПОДВЕСОК АТС РАЗЛИЧНОЙ СТРУКТУРЫ
4.1. Результаты теоретических исследований
4.1.1. Результаты теоретических исследований двухступенчатой подвески автомобиля
4.1.2. Результаты теоретических исследований релаксационной подвески

автомобиля
4.1.3. Результаты теоретических исследований трехмассовой подвески
автомобиля

4.2. Результаты экспериментальных исследовании
4.3. Выводы по главе 4
ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
ПРИЛОЖЕНИЯ

ВВЕДЕНИЕ
Современная тенденция развития подвески автомобилей состоит в снижении ее жесткости путем широкого использования пневматической или гидропневматической подвесок, а так же повышении жесткости шин из-за уменьшения высоты их профиля и снижения массы колес. При этом собственная частота колебаний кузова АТС снизилась почти до 1 Гц, а собственная частота колебаний колес легковых автомобилей возросла до 12 - 14 Гц. В работе Р.В. Ро-тенберга [112] показано, что при снижении частоты собственных колебаний кузова ниже 1 Гц вероятность низкочастотного резонанса, при движении по дорогам с усовершенствованным покрытием, практически, равна нулю. Таким образом, амортизаторы «мягкой» подвески гасят не колебания кузова, а в основном, высокочастотные колебания колес, виброактивность которых, с повышением их собственной частоты возрастает, а вероятность их резонанса высока во всем эксплуатационном диапазоне скоростей движения автомобиля. При этом колеса имеют значительные перемещения и скорости, поэтому амортизаторы передают на кузов большие силы, что ухудшает плавность хода автомобиля и устойчивость его движения на больших скоростях [115].
Потенциальные свойства классической подвески автомобиля достаточно подробно исследованы в литературе, ее характеристики оптимизированы и реализованы на практике. В связи с этим можно сделать вывод о том что, дальнейшее использование традиционного подхода к конструированию подвески не приведет к повышению ее виброзащитных свойств. Для разработки нового подхода были выявлены недостатки классической подвески. Они заключаются в том, что высокочастотные колебания колес гасятся теми же амортизаторами, которыми гасятся низкочастотные колебания кузова. Это приводит к высокочастотному нагружению кузова автомобиля со стороны амортизатора и ухудшению его акустики и плавности хода. Вследствие того, что демпфирование в шине мало, причем оно резко снижается при увеличении скорости автомобиля, поэтому, колебания колес гасятся, практически, только амортизатором.
С использованием обозначений
\1{ - , |/2 = —— относительный коэффициент затухания колебаний,
©01 ©02
(О (О
I, =
©01 ©02
получим:
- для подрессоренной массы:
(1 - 2,1, 2\1212)2 + (2|/, I, +2|/2 г2)2 [1 -2,1, 2ц12х2 -г2 -12д-г2 +1,212]" + [2у, I, +2\12 г2 -гг,!2 — 2щ,1,г2 ц- 2)/2121,2]2
хзт(ал+ (р,)
(1.16)
- для неподрессоренной массы:
(1 — 2ФД, 2ф212 —) + (2ф] I, + 2ф212 — 2|/2121[)_
[1 -2ф,1, -2ф212 -12 -г2ц-12 +1фг]2 + [2щ| т., + 2ф212 — 2щ,г,12 — р-2ф2г21]2
х зт(сог + ср2)
(1.17)
1.3.2. Экспериментальные методы исследований
Для испытания колес и узлов подрессоривания и определения их
характеристик применяют различные типы специальных и универсальных
стендов. На промышленных предприятиях в основном применяют стенды,
имеющие узкие функциональные возможности. Они, как правило,
предназначены для ресурсных испытаний обычно какого-то одного типа
подвески или колеса. Однако для совершенствования систем
подрессоривания необходимы универсальные, многофункциональные
стенды, которые позволяли бы испытывать различные типы подвесок и колес
в условиях, близких к эксплутационным режимам нагружения. В связи с
этим изучение внутренних процессов и виброзащитных свойств известных и