Расчетные схемы колебаний автомобиля при анализе плавности

Возбуждения колебаний происходят в результате взаимодействия автомобиля с дорогой, неравномерности работы двигателя, трансмиссии, наличия дисбаланса вращающих деталей. Для исследования колебаний весь спектр частот, имеющих место на автомобиле, от 1 до 500 Гц условно разделяют на два вида:

-низкочастотные колебания 0,7…25 Гц – вызваны взаимодействием автомобиля с дорогой. Зависят от параметров подвески автомобиля, условий движения;

-высокочастотные колебания, свыше 25 Гц – вызваны неравномерностью работы двигателей, агрегатов трансмиссии. Зависят эти колебания в основном от скорости движения. Однако, микропрофиль дороги, параметры подвески существенного влияния на них не оказывают.

Согласование расчета с экспериментом наблюдается только в низкочастотном диапазоне 0,7…25 Гц, что объясняется неучетом вибраций двигателя, трансмиссии, жесткости рамы, кузова.

Расчетная схема автомобиля для исследования колебаний включает:

-инерционные массы (подрессоренные и неподрессоренные);

-упругие элементы, соединяющие эти массы;

-элементы, рассеивающие энергию при колебаниях.

Неподрессоренные массы – это массы, не воспринимаемые упругими элементами подвесок (колеса, мосты).

Подрессоренные массы –это массы, которые воспринимаются упругими элементами подвесок.

Что касается масс подвесок, то их разделяют, чаще всего поровну, между подрессоренными и неподрессоренными массами.

При расчете низкочастотных колебаний все подрессоренные массы объединяют в одну массу m₀ с моментом инерции J_y – относительно поперечной оси и моментом инерции J_Х – относительно продольной оси, проходящими через центр масс автомобиля.

Исключения составляют автомобили, когда груз имеет свою низкочастотную частоту колебаний (лесовоз), а также малые легковые автомобили, мотоциклы, когда вес водителя соизмерим с весом автомобиля. Тогда необходимо учитывать подрессоривание самого человека или груза, как это имеет место на лесовозе.

Неподрессоренные массы моста и колес рассматриваются сосредоточенными одной массой.

Упругими элементами являются рессоры и шины. Принимается, что они расположены в плоскостях колес, изображаются пружинами, их свойства оцениваются приведенными характеристиками.

Трение бывает двух видов:

-со смазочным материалом, которое создается телескопическим амортизатором и зависит от скорости деформации;

- без смазочного материала – сухое трение, обозначается двумя трущимися пластинами.

Пространственная модель заменяется плоской, в которой совмещаются правые и левые подвески и колеса мостов, а высоты неровностей равны полусумме высот под колесами .

Расчетная схема колебаний двухосного автомобиля в продольной плоскости (относительно поперечной оси Y) приведена на рис 11.5.

На расчетной схеме, приведенной на рис.11.5, применены следующие обозначения:

- жесткости упругих элементов соответственно передней и задней подвесок;

К_а1, к_а2 –коэффициенты демпфирования амортизаторов соответственно передней и задней подвесок;

m₁, m₂ – массы неподрессоренные передней и задней подвесок;

С_ш1, С_ш2 – нормальные жесткости шин передних и задних колес;

К_Ш1,К_Ш2 – коэффициенты демпфирования шин передних и задних колес;

q₁, q₂ – усредненные значения неровностей под передними и задними колесами;

x₁ , x₂ – усредненные значения перемещений переднего и заднего мостов;

Z₁, Z₂ – усредненные значения перемещений рамы под передней и задней

подвесками.

Расчетная схема колебаний двухосного автомобиля в поперечной плоскости (относительно продольной оси Х) приведена на рис. 11.6.

Рис.11.6 Расчетная схема колебаний автомобиля относительно продольной оси

В расчетной схеме, приведенной на рис. 11.6, применены следующие обозначения:

- жесткости упругих элементов левого и правого бортов;

- коэффициенты демпфирования амортизаторов левого и правого

бортов;

m₁, m₂ – неподрессоренные массы левого и правого бортов;

С_шл, С_шп – нормальные жесткости шин левого и правого бортов;

К_Шл,К_Шп – коэффициенты демпфирования шин колес левого и правого бортов;

q_л, q_п – усредненные значения неровностей под колесами левого и правого

бортов;

x_л , x_п – усредненные значения перемещений неподрессоренных масс левого и

правого бортов;

Z_л, Z_п – усредненные значения перемещений рамы левого и правого бортов.