Плавність ходу автомобіля - студопедія

Під плавністю ходу автомобіля мається на увазі його здатність до поглинання поштовхів, ударів і вібрацій, що виникають при русі. Плавність ходу є важливим експлуатаційним якістю, який впливає на самопочуття людини (пасажирів), збереження вантажів, що перевозяться, безпеку руху, довговічність машини. Плавність ходу залежить від характеру і величини сил, що обурюють, що викликають коливання, загального компонування машини і окремих її конструктивних особливостей, головним чином від системи підресорювання, а також від майстерності водіння.

Ті, хто підбурює сили можуть виникати під дією внутрішніх і зовнішніх причин. До внутрішніх причин відносяться неврівноваженість деталей і нерівномірність їх обертання. Із зовнішніх причин найбільше значення мають нерівності шляху. Під впливом внутрішніх причин виникають головним чином високочастотні коливання - вібрації, вплив яких на пасажирів не настільки значно. Тому плавність ходу розглядається з точки зору впливу, що чиниться нерівностями шляху.

Вплив коливань і вібрацій на людину

При русі автомобіля його кузов відчуває коливання і вібрації, які організм людини переносить по-різному. Коливання з низькою частотою (до 900 ... 1100 кол / хв) сприймаються людиною як окремі цикли зміни навантаження або положення. Коливання більш високих частот сприймаються разом і називаються вібраціями. Частота коливань кузова на ресорах лежить в межах від 80 до 150 кол / хв, частота коливань осей між ресорами і землею (шинами) дорівнює 360 ... 900 кол / хв. Вібрації двигуна, трансмісії і кузова відбуваються з частотою 1000 ... 4200 кол / хв.

Організм людини сприймає вібрації або через їх звукові прояви або безпосередньо як силові воздейчтвія. У атомобіля пасажир ізольований від безпосереднього силового впливу вібрації подушками. Тільки ноги на підлозі можуть сприймати ці вібрації, силові дії яких майже повністю усуваються застосуванням пружних килимків на підлозі. Найбільший вплив на організм людини роблять коливання кузова. Коливальний процес характеризується частотами, амплітудами, швидкістю коливання, прискореннями і швидкістю зміни ускореніяй.

Для підвищення комфортабельності автомобіля необхідно по можливості зменшити амплітуду коливань. При амплітудах коливань менших 35 ... 40 мм, амортизаційна здатність людського організму повністю усуває коливання голови. Великі амплітуди викликають коливання голови, що призводить до неприємних відчуттів і швидкої втоми.

Частота коливань істотніше впливає на організм людини. Для встановлення частот, до яких звик людина, можна підрахувати число коливань, яких зазнає при ходьбі.

Прийнявши крок людини в середньому рівним 0,75 м, отримуємо:

Швидкість пішохода в км / год

Якщо. наприклад, прискорення досягають значень 3 ... 5 м / с 2. то плавність ходу визнана хорошою за умови, що число відповідних їм поштовхів але лише 1 ... 2 на км шляху. Якщо при наявності таких же ж максимальних прискорень число поштовхів буде 10 ... 12, то плавність ходу автомобіля на даній дорозі може бути розцінена як посередня.

Динаміка машин з пружними ланками

З розвитком техніки все частіше виникає ситуація, коли використання найпростіших динамічних моделей з жорсткими ланками стає неприйнятним і доводиться звертатися до більш складним моделям, враховує пружність ланок. Таке розрахункове моделювання пов'язане з інтенсифікацією технологічних процесів і зростанням робочих швидкостей машин, що призводить до збільшення рівня параметрів коливальних явищ. Облік пружних властивостей, ланок використовуваних в машинах, дозволяє вирішувати новий клас динамічних задач.

В сучасних умовах також велику роль набувають екологічні проблеми, супутні роботі машин, вирішення яких має гарантувати надійний захист людей (вантажу) від коливальних явищ і вібрації.

Нарешті за допомогою пружних елементів машин вдається раціональним чином формувати коливальні процеси, створювані зовнішніми умовами руху машин по дорогах складного профілю.

При обліку пружності ланок необхідно розглядати всі різновиди механічних коливань, а саме з вільними коливаннями виникають за рахунок початкових умов (початкова відхилення від положення рівноваги); вимушеними коливаннями під дією змінних змушують сил, що залежать від часу; параметричні коливання, пов'язані зі змінами в часі інерційних і пружних характеристик; автоколебания, що представляють собою усталені коливальний процес, підтримуваний неколебательним джерелом енергії.

Характеристики пружних елементів і їх приведення

Важливою характеристикою будь-якого пружного елемента при поздовжніх деформаціях є коефіцієнт жорсткості С = | ¶F / ¶x |, де F - відновлює сила, х = деформація. При крутильних деформаціях С = | ¶M / ¶j |, де М - відновлює момент, а j кутова деформація. У першому випадку коефіцієнт жорсткості має розмірність Н / м. а в другому - Н # 8729; м. Зворотну величину е = С -1 називають коефіцієнтом податливості.

Крім перерахованих причин порушення лінійної характеристики відновлювальної сили може статися через використання спеціально обраних нелінійних пружних елементів - конічних пружин, нелінійних муфт, через підключення або відключення будь-яких елементів кінематичного ланцюга, наявність зазорів в кінематичних парах, установки упорів, фіксаторів та інших чинників.

Нерідко, однак, нелінійні фактори в загальному балансі жорсткостей виявляються малоістотними. Крім того, при дослідженні малих коливань, що відбуваються в околиці деякого рівноважного стану системи Х0. нелінійні пружні характеристики можуть бути лінеаризоване. Дійсно, нехай Х = Х0 + # 8710; Х, де - # 8710; Х відповідає малим коливанням біля положення Х0 (див рис а). Тоді, розкладаючи функцію F (x0 + # 8710; x) в ряд Тейлора, маємо