Оборудование и измерительные приборы
Лабораторная работа выполняется с использованием автомобиля установленного в лаборатории. Для измерения внутреннего давления воздуха в шинах используется образцовый манометр, а для измерения нагрузки сформированной в контакте колеса с опорной поверхностью — динамометр сжатия.
План выполнения лабораторной работы
Лабораторная работа выполняется в следующей последовательности:
1. Проверить давление воздуха в шине (рw) и довести его до номинального значения (рwном).
2. Вывесить колесо автомобиля.
3. Нанести краску на нижнюю часть протектора шины.
4. Установить под колесо динамометр сжатия.
5. На динамометр установить площадку, на площадку положить лист миллиметровой бумаги.
6. Опустить колесо на площадку.
7. По динамометру сжатия определить нормальную реакцию в контакте колеса с дорогой.
8. По полученному отпечатку определить контурную площадь контакта колеса с опорной поверхностью (Fк) и площадь контакта по выступам рисунка протектора (Fв).
9. Повторить опыты для давления воздуха в шине (0,6; 0,8; 1,2; 1,4) рwном.
10. Произвести необходимые расчёты.
11. Результаты измерений и расчетов занести в таблицу 16.1.
12.По полученным данным построить график функций:
F к f (p w), F в f (p w), р конт f (р w),; р в f (р w).
Таблица 16.1
Результаты измерений и вычислений
| № п/п | Внутреннее давление воз-
духа в шине, рw, Мпа | Нормальная реакция в контакте колеса с дорогой, Rz, Н | Площадь пятна контакта, м2 | Среднее давление колеса в контакте с опорной по- верхностью, Н/м2 | ||||
| F к | Fв | p конт | р в | |||||
Содержание отчёта
Отчёт по лабораторной работе должен содержать:
1) наименование и цели работы;
2) краткие теоретические предпосылки давления колеса на опорную поверхность и влияние его на проходимость;
3) методы определения среднего давления;
4) таблица полученных результатов (таблица 9.1);
5) графики функций F к f (p w), и F в f (p w), р в f (р w) и
р конт f (р w);
6) выводы, включающие анализ полученных результатов.
Контрольные вопросы
1. Как определяется среднее давление колеса в контакте с опорной поверхностью?
2. Как определить площадь контакта колеса с опорной поверхностью?
3. Как влияет площадь контакта на среднее давление колеса в контакте с опорной поверхностью?
4. Как влияет среднее давление колеса в контакте на тяговоскоростные свойства и проходимость автомобиля?
Рекомендуемая литература
1. Вахламов В. К. Автомобили: Эксплуатационные свойства:
учебник для студ. высш. учеб. заведений / В. К. Вахламов. 3-е изд., стер. М.: Издательский центр «Академия», 2007, 240 с.
|
|
|
2. Тарасик В. П. Теория автомобилей и двигателей: Учеб. пособие / В. П. Тарасик, М. П. Бренч. Мн.: Новое знание, 2004. 400 с.: ил.
17. Лабораторная работа.
ОПРЕДЕЛЕНИЕ СТАТИЧЕСКОЙ ХАРАКТЕРИСТИКИ НОРМАЛЬНОЙ УПРУГОСТИ И КОЭФФИЦИЕНТА НОРМАЛЬНОЙ ЖЁСТКОСТИ РЕССОРЫ
Цели работы
Основными целями данной лабораторной работы являются:
1) закрепление и углубление знаний в области плавности хода автомобилей;
2) ознакомление с методами определения упругих характеристик подвески, коэффициента нормальной жёсткости;
3) приобретение умения и навыков определения коэффициента нормальной жёсткости.
Основные теоретические положения
Автомобиль как колебательная система
При движении автомобиля по неровным дорогам возникают колебания его подрессоренных и неподрессоренных масс. Колебания возникают вследствие действия переменных по величине и направлению сил и наличия упругих элементов в ходовой части.
Колебания вызывают:
– усталость, головокружение у водителя и пассажиров;
– увеличение вероятности порчи груза, возникновение динами-ческих нагрузок на подрессоренные и неподрессоренные части автомобиля;
|
|
|
– ускоренное разрушение дорожного покрытия;
– снижение эффективности автомобиля вследствие уменьшения средней скорости и увеличения расхода топлива.
Поэтому одним из наиболее важных эксплуатационных свойств автомобиля является плавность хода, т. е. его способность двигаться по неровной дороге с заданной скоростью без значительных ударов, толчков и колебаний, которые могут оказать вредное влияние на состояние людей и нормальную работу агрегатов и систем автомобиля.
При рассмотрении плавности хода автомобиля его представляют в виде колебательной системы. На рисунке 10.1, а приведена наиболее распространенная колебательная система, эквивалентная автомобилю.
Многообразие факторов, влияющих на колебания, делают невозможным строгое аналитическое исследование последних, вынуждая прибегать к упрощениям. Так учитывая, что неподрессоренные массы автомобиля обычно не превышают 15…20 % его подрессоренной массы, а жёсткость рессор в 3…7 раз меньше жёсткости шин можно пренебречь влиянием неподрессоренных масс на перемещение кузова, а жёсткости упругих элементов подвески и шин заменить значениями приведенных жёсткостей подвески.
|
|
|
Приведенной жёсткостью подвески, называют жёсткость такого фиктивного упругого элемента, который под действием заданной силы имеют такой же прогиб, какой имеет рассматриваемая подвеска.
Приведенная жёсткость учитывает жёсткости упругого элемента подвески и шины и для зависимой рессорной подвески определяется как:
сp1,2сш1,2
спр 1,2 . (17.1) ср1,2 сш1,2
После указанных допущений, вместо колебательной системы, показанной на рисунке 17.1, а можно принять упрощенную систему (рис. 17.1, б), а вместо колебаний кузова рассматривать колебания от резка АВ, проходящего через центр тяжести кузова О, причем точки А и В расположены над серединами осей.
Предположим, что в процессе колебаний отрезок АВ занял по ложение А'B'. Перемещения z1 и z2 концов отрезка, учитывая небольшую величину угла наклона (куз), равны
z1 z a к tgαкуз z a кαкуз ;
(17.2) z2 z bк tgαкуз z bкαкуз .
Рис. 17.1. Колебательная система, эквивалентная автомобилю: М — подрессоренная масса; m1, m2 — передняя и задняя неподрессоренные массы; ср1, ср2 — коэффициент нормальной жёсткости передней и задней подве сок; ηа1, ηа2 — коэффициент неупругого сопротивления передней и задней под весок; сш1, сш2 — коэффициент нормальной жёсткости передних и задних шин;
спр1, спр2 — приведенная жёсткость передней и задней подвесок
На кузов действуют силы упругости c1z1 передней и c2z2 задней подвесок, а также силы инерции Ри и инерционный момент Ми
Ри М&z&; Ми Мρ2y&α&куз,
где M — подрессоренная масса;
Y — радиус инерции подрессоренной массы относительно горизонтальной оси, проходящей через центр тяжести.
Условия равновесия кузова
M&z&c1z1 c2z2 0;
Mρ2y&α&куз c1z1aк c2z2bк 0.
Помножим первое из этих уравнений сначала на bк и сложим со вторым, а затем на ак и вычтем из второго. После этого получим
Mbк&z& Мρ2y&α&куз c1z1L 0;
2&α&куз c2z2L 0. (17.3)
Maк&z&Мρy
Чтобы получить уравнение, описывающее колебания передней и задней частей автомобиля, исключим из последних выражений ̈ и ̈куз. Для этого дважды продифференцируем по времени уравнения
(17.2):
&z&1 &z&aк&α&куз ; &z&2 &z&bк&α&куз ,
откуда:
bк&z&1 aк&z&2 &α&куз &z&1 &z&2 .
&z& ;
L L
После подстановки полученных значений ̈ и α̈кузвформулу
(17.3) имеем
a b ρ2
&z&1 к2к 2y &z&2 c21L2 2 z1 0; bк ρy M(bк ρy)
2 2 (17.4)
&z&2 aaкb2ккρρ2yy &z&1 c22L 2 z2 0.
M(ак ρy)
Последнюю систему нельзя преобразовать таким образом, чтобы каждое из уравнений содержало бы только одну координату (z1 или z2) и ее производную. Это означает, что колебания передней и задней части автомобиля являются связанными и зависят друг от друга. Колебания одной из частей отражаются на колебаниях другой части, ухудшая плавность хода автомобиля.
Коэффициенты при производных ̈ и ̈ в системе (17.4) называются коэффициентами связи колебаний передней и задней частей автомобиля и представляют собой выражения:
a к b к y2 a к b к y2
K1 2 2 ; K2 2 2 . b к y a к y
Для улучшения плавности хода необходимо, чтобы оба колеба ния были изолированы одно от другого. Для этого нужно, чтобы в каждое из уравнений (17.4) входила лишь одна переменная (z1 или z2), что возможно при условии
− к к = 0 или у = к к. (17.5)*
Тогда уравнение (10.4) примет вид:
&z&1 c21L2 2 z1 0;
M(bк ρy )
c2L2 (17.6)
&z&2 M(ак2 ρ2y ) z2 0.
В этом случае передняя часть кузова колеблется с парциональной частотой
с1L2
1 2 2 ,
M(b к y)
а задняя с частотой
*
Как показывает анализ существующих конструкций автомобилей коэффициент распределения подрессоренных масс, представляющих собой отношение
2y
для большинства базовых моделей автомобилей ε ≈ 1, это и соответaкbк
ствует условию (17.5).
с2L2
2 2 2 .
M(а к y)
С частотой λ1 кузов колебался бы на передней подвеске, если заменить заднюю подвеску шарнирной опорой. Соответственно с ча стотой λ2 кузов колебался бы при замене шарнирной опоры передней подвески.
Выражение (17.6) показывает, что входящие в него независимые
уравнения характеризуют несвязанные между собой колебания перед ней и задней частей автомобиля. Для этого условия можно рассматривать колебания только передней части автомобиля или задней, а полу ченные закономерности переносить на автомобиль в целом. При этом колебательная система примет довольно простой вид (рис. 17.2.).
Рис. 17.2. Колебательная система, эквивалентная подвеске
А уравнение описывающее свободные колебания массы М будет представлено следующим выражением:
a & c пр z 0.
&z& z
M M
При проведении анализа плавности хода по приведенным формулам необходимо иметь количественную оценку параметров входящих в эти формулы. Для их определения проводят статические и динамические испытания основного агрегата автомобиля, определяющего плавность хода — подвески.
Дата добавления: 2019-02-26; просмотров: 233; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!