Дослідження та оптимізація параметрів амортизаторів легкових автомобілів при ТО та ремонті автомобілів на ВАТ “Кіровоград-Авто”, страница 26

Аналіз причин низької надійності амортизаторів цих легкових автомобілів при експлуатації в умовах автошляхів різних категорій Кіровоградській області та поза її межами виявив наступні:

- швидкий знос герметизуючих крайок сальників через малий натяг сполучення “шток-сальник” (обумовлюється неякісним складанням вузла);

- інтенсивний знос крайок сальників через неприпустимо великий натяг даного сполучення;

- руйнацію поліуретанової вставки буфера віддачі при різких ударах поршня амортизатора в крайньому нижньому положенні колеса автомобіля (пояснюється підвищеними більше 0,6 м/с швидкостями руху поршня при ході відбою).

- деформацію основного сальника через значне відхилення геометричної точності форми резервуара амортизатора при його обробці роликовою прокаткою.

Виявлені недоліки змотивували необхідність дослідження умов роботи амортизаторів і на основі цього проведення розробки і внесення конструктивних змін у їх конструкцію, спрямовані на підвищення їх довговічності і надійності.

З цією метою нами було проведене моделювання режимів функціонування амортизаторів передньої підвіски автомобілів ЗАЗ 1102 і 13061 та виконані дослідження роботи передньої підвіски даного автомобіля з використанням методів активного експерименту, та розроблено математичну модель для прогнозування ресурсу роботи спряження “шток-сальник” амортизатора.

Для одержання динамічної моделі функціонування, припущено, що передня стійка автомобіля ЗАЗ-1102 “Таврія” являє собою коливальну амортизуючу систему, що знаходиться під впливом зовнішньої збурюючої сили. Тоді графічний еквівалент такої системи можна представити, як показаний на рис. 3.21.

Рівняння руху в ній можна записати у вигляді:

                  (3.11)

де   - маса автомобіля, що припадає на передню стійку;

Рис. 3.21. Динамічна модель передньої стійки

 - коефіцієнт опору;

 - коефіцієнт жорсткості передньої пружини амортизатора;

 - відхилення маси від положення рівноваги;

 - зовнішня сила, яка змінюється по гармонійному закону.

З огляду на те, що рідина при переміщенні поршня протікає через дросель  можна записати в такому виді:

 ,                       (3.12)

де   - коефіцієнт тертя;

 та  - коефіцієнти місцевих гідравлічних опорів.

Тоді загальне рівняння, що описує поведінку системи буде мати вигляд:

              (3.13)

де  - початкове відхилення штоку.

Після відповідних математичних перетворень здобуто рівняння виду:

                                   (3.14)

Вирішуючи рівняння (3.14) відносно А, одержуємо стандартне бікубічне рівняння:

.

Підстановкою  це рівняння приводимо до виду:

 . Позначаючи дійсний корінь цього рівняння як:

                (3.15)

можна отримати А в абсолютних одиницях :

                                       (3.16)

на базі котрого, із застосуванням аналітично-графічних методів, побудовані резонансні характеристики (рис. 3.22).

Рис. 3.22. Резонансні характеристики амортизатора

передньої стійки автомобілів “ЗАЗ Таврія”

Характер цих характеристик показує, що при малих і невеликих амплітудах зовнішньої сили незначно відрізняються від резонансних кривих для лінійних систем і лише для великих амплітуд, коли поршень амортизатора досягає верхньої точки резервуара, спостерігається відхилення їх вершин від інтерполяційної траєкторії. Як видно з графіка, значення піку теоретичної резонансної кривої знаходиться в межах 220 мм, а так як довжина повного ходу штока амортизатора дорівнює 143 мм, те це свідчить про необхідність доповнення амортизаторів передньої стійки відповідним буфером ходу відбою.

З урахуванням сказаного, а також базуючись на реальних значеннях розмірів ходу поршня амортизатора для різноманітних умов експлуатації автомобіля, можна зробити висновок про можливість використання отриманих моделей для дослідження експлуатаційних характеристик передньої стійки, як лінійної системи, при прогнозуванні надійності її роботи. Для цього найбільш доцільним є застосування положень теорій зносу та активного експерименту.