Выбор рациональных параметров системы подрессоривания быстроходных гусеничных машин, страница 2

Наиболее распространены классификации СП по конструктивным признакам [35, 74, 77,85, 98]. Однако при исследовании колебаний корпуса ГМ конструкция СП,если она не вызывает специфических изменений ее характеристик, не имеетсущественного значения [98].При оценке влияния особенностей СП на колебания корпуса ГМ наиболее важным является характер зависимости сил, действующих от опорных9катков на корпус машины, от параметров колебаний и неровностей пути, атакже характер связи силмежду собой.Поэтому в основу классификации СП можно положить характер зависимости силот параметров колебаний корпуса и неровностей пути и ха-рактер связи силмежду собой [97].По явной зависимости силот параметров колебаний корпуса и не-ровностей пути СП могут быть разделены на два класса:- нерегулируемые;- регулируемые (с автоматическим регулированием посредством САР).К нерегулируемым СП относятся такие системы, для которыхне за-висят явно от параметров колебаний корпуса машины и от неровностей пути.В этом случае силы, действующие от катков на корпус, в общем виде опре-деляются зависимостью:(где̇)- вертикальные, составляющие перемещения и скорости перемещенияопорного катка относительно корпуса машины;– количество катков с одного борта машины.К регулируемым СП относятся такие системы, для которых силыза-висят явно либо от обобщенных координат, характеризующих колебания корпуса машины (регулирование по рассогласованию), либо от неровностей пути(регулирование по возмущению), либо от того и другого вместе (регулирование по рассогласованию и возмущению) [19, 42, 44-49, 137].

Для регулируемых СП силыопределяются следующим выражением:(где̇̇̇ ̈̇̈̇)̈ – вертикальное перемещение корпуса машины и его производныесоответственно;̇ственно;̈ - продольно-угловое перемещение и его производные соответ-10̇ – отклонение профиля пути по вертикали относительно горизонтальной линии, принятой за точку отсчета и его производная соответственно[97].В настоящее время подавляющее большинство отечественных ГМ имеет нерегулируемую СП.По характеру связи между силами, действующими от катков на кор-пус машины, СП могут быть разделены на два класса:- индивидуальные или независимые;- связанные или зависимые.Для индивидуальных СП силазависит от величины и скорости отно-сительно перемещения только данного катка:(Если хотя бы одна из сил̇)зависит от величины или скорости переме-щения не только данного катка, но и других катков, та такая СП будет относиться к связанным или зависимым.

Для зависимых СП в общем можно записать:(̇)Зависимость (1.4) наиболее часто обеспечивается механическим путем,а такие СП называются блокированными. Однако блокированные СП являются лишь частным случаем зависимых систем. В общем, зависимость (1.4) может быть обеспечена не только механическим, но и гидравлическим, пневматическим и электрическим способами (что будет показано ниже).Несмотря на существенную зависимость силот кинетических пара-метров относительных перемещений катков зависимые СП не обладают существенными преимуществами по обеспечению плавности хода перед индивидуальными [71-73, 138].

Однако, большая сложность зависимых СП посравнению с индивидуальными, и меньшая надежность в работе очевидны.Поэтому для современных отечественных ГМ в настоящее время индивидуальные системы подрессоривания являются основными и наиболее распро-11страненными. В связи с этим, в данной работе будут рассмотрены индивидуальные и нерегулируемые СП.В общем случае силы, действующие от опроных катков на копус, немогут быть выражены линейными функциями от определениях их параметров.

Нелинейность силопределяется в основном следующими факторами:- нелинейностью характеристик упругих элементов (рис. 1.1), к которойпрежде всего относится неизбежное ограничение хода опорного катка;Рис. 1.1. Характеристика упругого элемента подвески- нелинейностью характеристик амортизаторов (рис. 1.2), наиболее распространенной видами которой является неравенство сил сопротивления припрямом и обратном ходах и ограничение их максимальных значений;- неудерживающей связью опорных катков с грунтом, которая наиболеесильно проявляется при наличии в СП амортизаторов [35].12Рис. 1.2. Характеристика гидравлического амортизатораКаток может оторваться по двум причинам [97, 98]:- вследствие полного раскрытия упругого элемента (кинематический отрыв);- вследствие равенства силы сопротивления амортизатора на обратном ходе катка силе упругого элемента подвески (динамический отрыв).Вид отрыва катка (кинематический или динамический) определяется какформой характеристик упругого элемента и амортизатора, так и условиями движения ГМ по неровностям пути [9, 97, 98].Расчет нелинейных СП является обычно приближенным, поэтому и характеристики элементов подвесок могут быть заданы в простом аналитическом виде.Например, упругая характеристика (см.

рис. 3) может быть на отдельныхучастках аппроксимирована кусочно-линейными функциями вида [97, 98]:13где– постоянная составляющая силына i - ом участке характеристики;- жесткость -ого участка упругой характеристики.Кусочно-линейная аппроксимация может быть применена практически вовсех случаях, когда характеристики упругого элемента и амортизатора могутбыть выделены явно из общей характеристики подвески. Необходимо отметить,что в некоторых случаях нелинейные характеристики могут быть аппроксимированы и степенными зависимостями [98].В настоящее время можно выделить четыре основных направления, по которым идёт совершенствование СП ГМ [76, 77]:1) разработка пассивных СП с нерегулируемыми характеристиками для заданных условий эксплуатации;2) разработка пассивных СП с регулируемыми характеристиками в зависимости от режимов нагружения и условий движения;3) разработка активных СП, содержащих элементы (пневматические, гидравлические или электрические), к которым подводится энергия;4) разработка гибридных СП, содержащих элементы активной и пассивнойСП [76].Пассивные СП с нерегулируемыми характеристиками являются наиболеераспространенными на практике системами виброзащиты.

Этому способствуетпростота их конструкции, относительно высокая надежность и то, что в процессеэксплуатации они не требуют регулирования своих характеристик в зависимостиот режимов нагружения и условий движения машины, а также подвода энергиидля нормального функционирования. Однако потенциальные виброзащитныевозможности таких СП ограничены [11, 27, 28, 43, 54, 59, 66- 68, 70]. В результате с увеличением скоростей движения машины, особенно по неровным дорогам,пересеченной местности они не обеспечивают соблюдения норм вибронагруженности не только людей, механизмов и агрегатов машины, но и некоторыхвиброчувствительных грузов [62, 64, 65, 75, 89].14К пассивным СП с нерегулируемыми характеристиками можно отнеститакже системы со ступенчатыми упругими или демпфирующими характеристиками.

Однако попытки таким образом увеличить скоростной диапазон вибрационного комфорта не приводят к существенным результатам [91-95].На основании источников [80, 92, 139] можно сделать вывод: двухступенчатая подвеска проявляет себя с лучшей стороны при необходимости исключитьпробой при малых скоростях движения машины, но не дает, по сравнению сподвеской одноступенчатой заметного улучшения виброзащитных свойствбыстроходных машин во всем диапазоне скоростей движения.

Поэтому ее установка на автомобиль – неоправданное усложнение его конструкции.Следует отметить, что подавляющее большинство ГМ оснащены именнопассивными нерегулируемыми СП, что обусловлено не только простотой и дешевизной исполнения, но и надежностью при специфических условиях эксплуатации [2, 79, 122].Пассивные СП с регулируемыми характеристиками в отличие от нерегулируемых СП обеспечивают значительно более высокие характеристики плавности хода ГМ и, что особенно важно для автотранспортных транспортных средств(АТС) - устойчивости движения.К регулируемым СП относятся системы с возможностью внешнего иливнутреннего (саморегулирование) управления изменением упругой и/или демпфирующей характеристики [26, 50-53, 61].

При внешнем регулировании можетприменяться ручное управление через подачу водителем сигнала на исполнительные механизмы, а в автоматическом режиме используется система автоматического регулирования (САР). Применение САР для управления СП нашлоширокое применение в частности на АТС, что продиктовано широкой номенклатурой параметров, подающихся на вход САР.К примеру, на легковом автомобиле Peugeot 406, оснащенного системойрегулирования демпфирующих элементов, на электронный блок управление(ЭБУ) системы поступают шесть сигналов: значения частоты вращения колен-15чатого вала двигателя, скорости движения автомобиля, направление вращениярулевого колеса, скорость вращения рулевого колеса, частота колебаний кузова,сигнал о нажатии на педаль тормоза.