Плавность хода колесных машин. Дифференциальное уравнение колебаний автомобиля, страница 3

Основными источниками возникновения свободных (независимых от условий движения) или вынужденных (зависимых от условий движения) колебаний являются: взаимодействие колес с неровностями дороги, неоднородность распределения материала шин, неравномерность вращения колес.

При опытном определении ,  и устанавливают следующие скорости движения: для дорог I типа - 30, 50 и 70 км/ч; II типа - 30, 40 и 60 км/ч; III типа - 10,и 15 км/ч.

Таблица I.

Нормы плавности хода грузовых автомобилей

пп

Тип участка дороги

Среднее квадратическое ускорение

на сиденье

На лонжеронах рамы грузовой платформы

1.

I – цементобетонная динамометрическая дорога с высотой неровностей σZ = 0,6 см

1,0

0,65

0,65

1,3

2.

II – булыжная мощеная дорога без выбоин с σZ = 1,1 см

1,5

1,0

0,80

1,8

3.

III – булыжная дорога с выбоинами с σZ = 2,0 см

2,3

1,6

1,6

2,7

Для оценки плавности хода весь диапазон частот колебаний делят на несколько полос - октав. Средние геометрические значения частот соседних октав различаются в два раза (см. табл. 2).

Таблица 2.

Значения частот колебаний, соответствующие октавам

Параметры

Номера   октав

I

2

3

  4

 5

Граница дискомфорта, ощущаемого человеком, Гц а) нижняя б) верхняя

i

0,1 1,4

1,4

2,8

2,8

5,6

5,6 11,2

11,2 22,4

Средние геометрические значения частот, Гц

I

2

4

6

10

Весовой коэффициент чувствительности человека к вертикальным колебаниям, Kbi

0,5

0,7

1,0

1,0

0,1

К другим параметрам, характеризующим плавность хода автомобиля, относятся:

1. Круговая частота собственных незатухающих колебаний - ω, рад/с.

2. Круговая частота собственных затухающих колебаний – ωо, рад/с.

3. Частота собственных незатухающих колебаний – ωZ , Гц.

4. Частота собственных затухающих колебаний - ωoZ, Гц.

5. Коэффициент затухания колебаний – РZ, φ (РZ – линейных вертикальных колебаний; Рφ  угловых продольных колебаний).

6. Круговая частота вынужденных колебаний – υ, рад/с.

7. Критические скорости движения автомобиля по условию резонансных колебаний кузова – Vкр.р

1.3. Характеристики подвески автомобиля

Интенсивность колебаний подрессоренной и неподрессоренной масс автомобиля во многом определяется характеристиками упругих элементов подвески и характеристиками гасителей колебаний. В качестве упругих элементов используют: листовые рессоры, торсионы, конические и цилиндрические пружины, пневмобаллоны.

Упругие элементы подвески уменьшают динамические нагрузки на элементы автомобиля при езде по неровностям дорог за счет поглощения энергии внешних воздействий. Место и способ установки упругого элемента, конструкция его направляющего устройства во многом определяют энергоемкость как упругого элемента, так и гасителя колебаний.

Различают вертикальную и угловую характеристики подвески.

Вертикальной характеристикой упругого элемента называют графическую и аналитическую зависимость между нормальной нагрузкой РZК, действующей на колесо (или реакцией РZК) и величиной деформации упругого элемента fp, измеренной под нагрузкой РZК и вертикальными перемещениями  hk оси колеса.

Угловой характеристикой упругого элемента, например торсиона, называют графическую или аналитическую зависимость между прикладываемым моментом Mр и углом закрутки αp упругого элемента.

Характеристика упругого элемента может быть линейной (с постоянной жесткостью) или нелинейной (с переменной жесткостью).

Характеристики упругих элементов подвески приведены на рис. I.

Жесткостью упругого элемента Ср называют отклонение приращения нормальной нагрузки колеса ∆РZК (∆ RZК) к приращению вертикального перемещения ∆ hk колеса.