Выбор рациональных параметров системы подрессоривания быстроходных гусеничных машин, страница 3

На следующих модификациях, установленных на моделях 407, 607 таких параметров уже девять, добавляются датчики колебаний каждого из четырех колес, что позволяет существенно расширить возможности системы в смысле улучшения ее управляемости, соответственно количество характеристик демпфирования достигает 17, 19-ти (рис.

1.3) [129].Рис.1.3. Демпфирующая характеристикаподвески автомобиля Peugeot 407Применения подобных систем существенно улучшает управляемость АТСпри высоких скоростях движения (свыше 100 км/ч). Также повышается плавность хода машины.

Устраняются проблемы, связанные с продольно – угловымиколебаниями кузова (галопированием) при трогании и торможении автомобиля.Разработке систем регулирования демпфирующей составляющей СП ГМпосвящены работы А.А. Дмитриева и В.А. Савочкина [36, 37, 132], где указывается, что для ГМ, как правило, применяются «мягкие» рессоры [39] и «мощные»гидроамортизаторы. При этом для гашение колебаний корпуса ГМ в резонансном и близких к нему режимах движения целесообразно «отключать» амортизатор в зарезонансной зоне [36, 132].Таким образом, избавившись от высокочастотных ускорений тряски (придвижении по профилю типа мерзлая пахота) достигаются высокие показатели посредней скорости движения машины. Основными входными параметрами САР,16необходимыми для обеспечения хорошей плавности хода во всех зонах амплитудно-скоростной характеристики являются значения вертикальных ускоренийна месте механика-водителя и направление угловой скорости продольноугловых колебаний корпуса ГМ (начало движения – торможение).Недостатком подобных систем, как для АТС так и для ГМ, можно считатьвысокую стоимость и усложнение конструкции.

С последним утверждениемнельзя не согласиться. Естественно, что по сравнению с СП без регулирования,регулируемые СП предполагают наличие дополнительных элементов конструкции. Для ГМ такая доработка является оправданной. Установка блока управления САР, модернизация существующих конструкций исполнительных элементов(амортизаторов), монтаж регистрирующей аппаратуры (учитывая количество необходимых и достаточных параметров), проложенные проводной связи междуними, не должны повлечь за собой существенного изменения массовогабаритных параметров машины.Сложнее складывается ситуации с АТС.

Во-первых, существенные улучшение по управляемости можно получить при высоких скоростях движения. Вовторых, для получения этих улучшений необходимо одновременная регистрация, как уже отмечалось, многих параметров [3, 20]. Сама по себе система регулирования демпфирования не является дорогостоящей и прекрасно реализуетсяна легковых автомобилях среднего класса (к примеру Peugeot, Citroen), но приусловии наличия мультиплексной архитектуры электрооборудования автомобиля. Информация на ЭБУ системы поступает с различных блоков, так, скоростьавтомобиля – с блока ABS/ESP, параметры работы силового агрегата – с блокауправления двигателем, сигналы вращения рулевого колеса с блока подрулевыхпереключателей и т.д.

При этом, эта информация, одновременно используетсядругими системами. Обмен происходит по высокоскоростным шинам CAN. Руководствуясь такой концепцией, затраты на реализацию системы значительноснижаются. Но возникает другая проблема. Для техники специального назначения одним из требований является минимизация применения электронного обо-17рудования. В случае применения электроники возникает необходимость защитыоборудования от воздействия внешних электромагнитных источников.

Следовательно, применение мультиплексной архитектуры вызывает сложности уже надругом уровне создания машины.Выходом из данной ситуации можно считать разработку более простых инедорогих пассивных СП с саморегулируемыми за счет энергии колебаний характеристиками [76, 77]. Наиболее просто саморегулирование упругих и демпфирующих характеристик пассивных подвесок осуществляется в СП с пневмогидравлическими и пневматическими рессорами [1, 23, 63, 77, 81, 116].

Даннаясхема регулирования, как правило, предполагает использование параметра частоты колебаний. Как было указано, в некоторых случаях необходимо знать дополнительные параметры, которые возможны для обработки, только используявнешнюю САР.Активные СП с внешним подводом пневматической или гидравлическойэнергии нашли применение, как на колесной, так и на гусеничной технике. Подобные системы применяются, к примеру, на ГМ семейства БМД, ГМ-352.Французский основной танк AMX-56 «Леклерк» оснащен пневмогидравлической индивидуальной СП.

Подобные схемы позволяют осуществить регулировкуположения корпуса, необходимость которой продиктована спецификой использования данной техники. С точки зрения плавности хода, активные СП с подводом внешней энергии обеспечивают очень высокую степень виброзащиты нанизких частотах, но на высоких частотах вследствие инерционности системы регулирования положения корпуса их эффективность становится ниже пассивныхСП [138].В настоящее время стали разрабатываться гибридные СП, включающие,как правило, последовательно соединенные активные и пассивные элементыподрессоривания.

Такие СП обеспечивают эффективную виброзащиту во всемчастотном диапазоне нагружения ГМ [23, 63].Необходимо отметить, что СП конструктивно является компромиссом18между порой противоречивыми требованиями, предъявляемыми дорожной ситуацией. Попыткой уйти от такого компромисса можно считать применение налегковых автомобилях активных СП с возможностью регулировки упругой идемпфирующей составляющей а также и дорожного просвета [100, 101]. Подобные конструкции были реализованы на легковом автомобиле Citroen модели С6.На данной модели установлена СП HydroActive 3+, позволяющая выполнитьтребования по безопасности, плавности хода, управляемости. Классические элементы СП, такие как витые пружины и цилиндрические гидроамортизаторы были заменены соответственно на пневматические упругие элементы (сферическиеполости, заполненные азотом) и амортизационными «вкладышами», устанавливаемыми между гидроцилиндром, отвечающим за изменение дорожного просвета (рис.

1.4)Рис. 1.4. Упругие и демпфирующие элементы подвески Citroen C6Данная система позволяет осуществить регулирование:- по упругой характеристике, используя возможность изменять давлениегаза в пневмокапсуле;- по демпфирующей характеристике, путем изменения прохода дросселирующих отверстий амортизационных вкладышей;- дорожного просвета и полного хода колеса.Используя определенное количество информаций от различных датчиков иблоков, система позволяет добиться хороших показателей плавности хода автомобиля и управляемости при различных режимах движения, скоростях, ускоре-19ниях и типах дорожного покрытия.В СП отечественных быстроходных ГМ в качестве опытных образцов были использованы двухуровневые системы подрессоривания, наиболее известнойиз которых является релаксационная подвеска.

СП подобного типа подробноописаны в работах Г.О Котиева и Е.Б. Сарача [60, 61, 102 -104].СП релаксационного типа имеет два упругих элемента и амортизатор.Один упругий элемент включен между корпусом и катком ГМ последовательнос амортизатором и образует с ним так называемый релаксационный элемент.Второй упругий элемент соединяет корпус и каток параллельно релаксационному элементу и выполняет роль основного упругого элемента СП. Наличие двухупругих элементов и идентичность свойств релаксационной подвески свойствамдругих вариантов многоуровневых подвесок позволяет также отнести ее к многоуровневым СП. Эквивалентная схема подвески релаксационного типа приведена на рис.

1.5.Рис. 1.5. Эквивалентная схема одноопорных подвесок:а, б - релаксационная с параллельным и последовательным соединением дополнительного упругого элемента соответственно; в – фрактальная двухуровневая;– подрессоренная масса;,,– жесткости упругих элементов подвесок;,–коэффициенты сопротивления амортизаторовРазработаны элементы СП ГМ, которые по своим характеристикам можноотнести к устройствам фрактального типа.

Термин «фрактал» был впервые вве-20ден в 1975 году Бенуа Мандельбротом – основоположником фрактальной геометрии. Фракталом называется структура, состоящая из частей, которые в какомто смысле подобны целому. Например, пневмогидравлическая рессора (ПГР) сдвумя ступенями давления, разработанная в ОКБ-40 Мытищинского машиностроительного завода (рис. 1.6) является двухуровневой ПГР фрактального типа[60].Ввиду того, что в многоуровневых СП на различных частотах работаютразные упругодемпфирующие элементы, машина, оснащенная такой СП, способна двигаться в самых разнообразных дорожных условиях с высокой плавностью хода.

Однако аналитически подобрать параметры многоуровневой СП затруднительно из-за сложной взаимосвязи упругих и демпфирующих элементов,входящих в такую подвеску [20].Рис.1.6. Конструкция ПГР с двумя ступенями давления:1, 3 – пневмоцилиндры высокой и низкой жесткости соответственно; 2 – дросселирующая система; 4 – кожух рубашки охлаждения рессоры; 5 – гидроцилиндр;6 – шток с поршнем21Принимая во внимание вышесказанное, можно с уверенностью отметить,что в настоящее время, имеется достаточное количество путей решения проблемы обеспечения необходимой плавности хода как колесной, так и гусеничнойтехники.