Колебания автомобиля
Кузов автомобиля имеет шесть степеней свободы и совершает весьма различные колебания (рис. 50.). Линейные перемещения вдоль осей х и у: Sх – подергивание, Sу – шатание, Sz – подпрыгивание, и угловые перемещения вокруг этих осей aх – покачивание, aу – галопирование, az – виляние.
Рис. 50. Основные виды колебаний
Приведенная жесткость подвески (сп) складывается из жесткости упругих элементов самой подвески (cр) и жесткости пневматических шин (cш) (рис. 51.).
Рис. 51. Определение приведенной жесткости подвески
Под влиянием веса Gп упругая система деформируется на величину, равную сумме прогибов подвески и шины. Вместе с тем суммарный прогиб этой системы, который определяют по изменению положения оси колеса:
f = Gп/спр, (193)
где спр – приведенная жесткость подвески и шины, Н/м.
Тогда
. (194)
Решив полученное равенство получим:
спр = 
. (195)
Жесткость передней или задней подвески современных автомобилей находится в пределах 20 - 60 кН/м, а жесткость шин – в пределах 200 - 450 кН/м.
Для уменьшения вертикальных колебаний используют мягкую подвеску и устанавливают амортизаторы. Чтобы иметь представление о том, каким образом уменьшить галопирование, познакомимся с понятием о центре упругости системы /3/. Центром упругости системы называют точку, при приложении к которой внешней возмущающей силы возникает только линейное перемещение системы. Рассмотрим стержень, который опирается на упругие элементы подвески (рис. 52).
|
|
|
Если сила Р приложена не к центру упругости, то происходит линейное и угловое перемещение стержня (положение 1). Если сила Р приложена к центру упругости, то происходит только линейное перемещение стержня(положение 2). В последнем случае f1 = f2, вследствие чего
галопирование отсутствует.
Рис. 52 Определение положения центра упругости
Определим величину х – расстояние от центра упругости до центра тяжести из условия равновесия стержня:
åМцт = R1a – Px – R2b = 0. (196)
Решив относительно х, получим:
х = (R1a – R2b)/Р. (197)
Заменим реакции R1 и R2 произведениями R1 = с1f1 и R2 = с2f2, следовательно Р = R1 + R2, откуда:
х = 
. (198)
Но по условию f1 = f2, то:
х = 
. (199)
Применим данное выражение к колебаниям кузова, заменив подрессоренную массу кузова mк тремя массами, связанными между собой невесомым стержнем (рис. 53,б).
|
Рис. 53. Свободные колебания кузова
Чтобы система соответствовала в динамическом отношении действительной массе подрессоренной части автомобиля, необходимо соблюдение следующих условий:
|
|
|
1.сумма всех масс системы должна быть равна подрессоренной массе автомобиля:
m1 + m2 + m3 = mк. (200)
2. центр тяжести системы должен совпадать с центром тяжести кузова:
m1ак = m2bк. (201)
3. момент инерции системы относительно горизонтальной оси у должен равняться моменту инерции подрессренной массе авиомобиля относительно той же оси:
m1ак2 + m2bк2 = I = mкrк2, (202)
где rк – радиус инерции подрессоренной массы автомобиля.
Из уравнений (200) – (202) определим массы m1, m2, m3:
m1 = (mкrк2)/(акL); (203)
m2 = (mкrк2)/(bкL); (204)
m3 = mк
. (205)
Если стержень вывести из состояния равновесия, а затем отпустить, то он начнет колебаться (рис. 53,в). во время колебаний появляется сила инерции:
Ри = m3j. (206)
Она создает момент относительно центра упругости:
Ми = Рих = m3jх. (207)
Ми = 0, если m3 = 0 или когда х = 0. Из уравнения следует, что m3 = 0, если rк2/(акbк) = 1, т. к. mк ¹ 0.для легковых автомобилей отношение rк2/(акbк) близко к единице, вследствии чего они имеют хорошую плавность хода.
Если плечо х = 0 и центр тяжести совпадает с центром упругости, то:
х = 
= 0. (208)
тогда с1ак = с2bк или с1/с2 = bк/ак.
Дата добавления: 2014-01-06; просмотров: 1740; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!