Диссертация (Повышение плавности хода транспортных и транспортно-технологических машин внутренним подрессориванием колес), страница 14

Изучение в лабораторных условиях поведения шины в процессе колебаний установленной на ней массы проводилось науниверсальном стенде для исследования упругих и демпфирующих свойств колесных движителей, конструкция которого описана в главе 4.Коэффициенты неупругого сопротивления ɳ традиционных автомобильныхколес и КВП определялись по кривым свободных затухающих колебаний масс,сосредоточенных на колесе.

Кривые записывались при сбрасывании рамы стендапосле ее подъема на величину деформации шины колеса. К раме поочередно жестко крепили традиционное автомобильное колесо, КВП в сборе с пневматической шиной и упругий элемент колесного движителя с внутренним подрессориванием. Виброграммы свободных затухающих колебаний фиксировались ЭВМ спомощью системы сбора данных PCD-300B в виде зависимости вертикальных перемещений z от времени t. Вертикальные перемещения рамы стенда измерялись спомощью датчика перемещений DTJ-A-200.На рисунке 5.5 приведена кривая свободных затухающих колебаний, полученная при сбрасывании рамы стенда с установленным традиционным автомобильным колесом, на рисунке 5.6 – с колесом с внутренним подрессориванием, ана рисунке 5.7 – с упругим элементом КВП.

Исследования демпфирующихсвойств традиционного автомобильного колеса и КВП проводились в сборе спневматической шиной КАМА – 205 175/70 R13 при внутреннем давлении возду-107ха в шине от минимального pw= 0,1 МПа до максимального pw= 0,3 МПа с шагомварьирования 0,05 МПа.Рисунок 5.5 – Кривая свободных затухающих колебаний рамы стендана пневматической шине КАМА – 205 175/70 R13при внутреннем давлении воздуха в шине pw= 0,20 МПаКоэффициенты неупругого сопротивления пневматической шины ɳш, колесного движителя с внутренним подрессориванием ɳКВП и упругого элементаКВП ɳв определялись по формуле, используемой в теории колебаний транспортных средств:,2 ∙ )* + - 0 ∙ 1,-./ɳ=[Н · с/м],2где Ai и Ai+2 – амплитуды соседних колебаний, мм;T – период свободных затухающих колебаний, сек;I – момент инерции рамы стенда, Н·м·с2.108Рисунок 5.6 – Кривая свободных затухающих колебаний рамы стендана КВП в сборе с пневматической шиной КАМА – 205 175/70 R13при внутреннем давлении воздуха в шине pw= 0,20 МПаРисунок 5.7 – Кривая свободных затухающих колебаний рамы стендана упругом элементе колеса с внутренним подрессориванием109Определение момента инерции рамы стенда производилось по методике,приведенной в [28].

С этой целью под свободный конец рамы устанавливалисьспециально подобранные пружины (рисунок 5.8), каждая из которых имеет линейную характеристику упругости и коэффициент нормальной жесткости cпр=14,63 кН/м. Образец свободных затухающих колебаний рамы стенда на пружинахприведен на рисунке 5.9. По полученной кривой определялся период свободныхзатухающих колебаний рамы стенда на пружинах Tпр как отношение времени кчислу полных колебаний, произошедших за это время.

За время 25 с. (в интервалеот 2 до 27 с.) рама стенда совершила 92 колебания на пружине, следовательноTпр= 0,27 с.Рисунок 5.8 – Универсальный стенддля статических и динамических испытаний колесных движителей,сформированный для определения момента инерции рамы110Рисунок 5.9 – Кривая свободных затухающих колебанийрамы стенда на пружинахМомент инерции рамы стенда определялся по следующей формуле:/∙ ) / ∙ 2пр1=[Н · м · с/ ],4 ∙ 8/где спр – коэффициент нормальной жесткости пружин, Н/м;прl – расстояние от оси качания рамы стенда до оси пружин, м;Tпр – период свободных затухающих колебаний рамы стенда на пружинах, с.Результаты, полученные после обработки экспериментальных кривых свободных затухающих колебаний, приведены в таблице 5.2.111Таблица 5.2 – Результаты обработкикривых свободных затухающих колебанийНаименование параметраКоэффициент демпфированияпневматической шиныКАМА – 205 175/70 R13ɳш, Н·с/мВнутреннее давлениеЗначениевоздуха в шине, pw, МПа параметра0,1012560,1514370,2012010,2510990,301088Коэффициент демпфированияупругого элемента КВПɳв, Н·с/м–1035Коэффициент демпфированияКВП в сборе с пневматической шинойКАМА – 204 175/70 R13ɳКВП, Н·с/м0,100,150,200,250,301002814846844810Момент инерции рамы стендаI, Н·м·с2–486На рисунке 5.10 дано обобщение проведенных динамических экспериментальных исследований демпфирующих свойств традиционного колеса с пневматической шиной КАМА – 205 175/70 R13 и КВП в сборе с этой же шиной.Анализ показывает, что с увеличением внутреннего давления воздуха в шине pw коэффициент неупругого сопротивления ɳ уменьшается, как традиционногоколеса содержащего стандартную шину, так и КВП, что в полной мере согласуется с физическим процессом формирования неупругого сопротивления.Вместе с тем из рисунка 5.10 видно, что коэффициент неупругого сопротивления колеса с внутренним подрессориванием ɳКВП меньше на 28...30%, чем традиционного колеса ɳш и разница сохраняется на всем периоде варьирования давления воздуха в шине pw от 0,1 до 0,3 МПа.112Рисунок 5.10 – Зависимости коэффициентов демпфирования ɳ колесныхдвижителей в сборе с пневматической шиной КАМА – 205 175/70 R13от внутреннего давления воздуха pw:1 – традиционное дисковое колесо; 2 – КВППроведенные экспериментальные исследования позволили оценить влияниевнутреннего подрессоривания колеса на его демпфирующие свойства, а также получить численные значения параметров натурных образцов элементов системыподрессоривания транспортного средства.

Полученные параметры необходимыдля проведения теоретических исследований колебательной системы транспортного средства, оснащенного КВП, а также поиска оптимальных параметров внутреннего подрессоривания колес при проектировании.1135.2 Дорожные экспериментальные исследованияплавности хода автомобильного прицепа ЛАВ-81011с внутренним подрессориванием колесОсновная задача исследований при дорожных испытаниях автомобильногоприцепа ЛАВ-81011 с внутренним подрессориванием колес состояла в том, чтобыполучить физическое представление колебаний массы, опирающейся на автомобильную шину при наезде транспортного средства на одиночную неровность дороги. Постановка таких исследований на автомобильном прицепе продиктована,прежде всего, возможностью создавать и наблюдать исследуемый процесс на реальном участке дороги и с постоянной по форме и размерам одиночной неровности.Для разрешения поставленной задачи в программу испытаний включеныследующие снаряженные состояния прицепа:•прицеп, оснащенный стандартной подвеской и традиционными дис-ковыми колесами;•прицеп, оснащенный КВП взамен подвески.Объем экспериментальных исследований согласован с лабораторными испытаниями, при этом для выяснения влияний различных параметров на наблюдаемые в испытаниях колебания приняты, как и при проведении лабораторныхиспытаний, основные эксплуатационные состояния колес, а также величины вертикальной нагрузки сосредоточенной на колесе.Количество использованных в опытах различных режимов движения планировалось с тем расчетом, чтобы обнаруживаемые закономерности отражалисьграфически не менее чем пятью экспериментальными точками.Методика испытаний предусматривала подбор и установление скоростейравномерного прямолинейного движения транспортного средства при проездеодиночной неровности по спидометру автомобиля-тягача, а контроль его показаний – по спутниковой навигационной системе.

Подбор испытательного участкадороги осуществлялся исходя из требования высокой ровности поверхности и114возможно большей однородности сцепных свойств [62]. При испытаниях непрерывно фиксировалось вертикальное ускорение подрессоренной массы над осьюколес при помощи датчика малых ускорений AS-2GA (характеристика датчикаприведена в главе 4).Дорожные испытания автомобильного прицепа на обособленных неровностях имели целью представить отличия вертикальных колебаний подрессоренноймассы на колесе с внутренним подрессориванием и на автомобильной пневматической шине в разных снаряженных состояниях прицепа. Результаты таких испытаний показаны на образце виброграммы (рисунок 5.11), полученной при наездеавтомобильного прицепа ЛАВ-81011, оснащенного КВП в сборе с пневматической шиной КАМА – 205 175/70 R13 при внутреннем давлении воздуха в шинеpw= 0,20 МПа взамен подвески на неровность высотой 50 мм со скоростьюVa= 5 км/ч.Рисунок 5.11 – Кривая свободных затухающих колебаний подрессоренноймассы прицепа ЛАВ-81011, оснащенного КВП взамен подвескипри внутреннем давлении воздуха в шине pw= 0,20 МПапри проезде неровности высотой 50 мм со скоростью Va= 5 км/ч115Однако выразительность в опытах нарушалась.

Практически не удавалосьпри соблюдении в повторных опытах режима движения через одну и ту же неровность воспроизвести закономерно одинаковые результаты, даже ограничиваяоценку реакции прицепа на воздействие опорной поверхности только первой амплитудой зарегистрированного процесса изменения вертикальных ускорений. Этообъясняется следующими причинами: масса автомобильного прицепа участвует вавтоколебательном процессе; мелкие неровности дороги вызывают небольшиедополнительные колебания, что сказывается на переходном процессе колебанийпри непосредственном наезде на неровность. Таким образом, нулевые начальныеусловия при наезде на неровность оказываются недостижимыми, при этом среднее квадратическое отклонение ϭ величины максимального вертикального ускорения в серии проведенных измерений составляло ϭ= 0,01…1,34 м/с2, при этом вкаждом отдельном измерении составляло в среднем 11,5 %.При дорожных испытаниях скорость буксировки Va экспериментальногоприцепа выбиралась исходя из условий поддержания равномерного движения.Это удавалось при устойчивой скорости автомобиля-тягача не менее 5 км/ч.Время проезда установленных неровностей при скоростях 5...40 км/ч составляло менее полупериода собственных колебаний подрессоренной массы нашине почти во всех рабочих состояниях.

Вследствие этого, согласно работе [55], вусловиях опытов воздействие обособленной неровности считалось импульсным.Импульсивность воздействия в контакте автомобильной шины с опорной поверхностью приводит к пропорциональности получаемой реакции значениям реакциисистемы на единичный скачок.С учетом возможного значительного разброса результатов экспериментальных исследований формировалась методика испытаний и обработки результатов.Для достижения поставленных целей каждый опыт повторялся не менее 3 раз придоступном соблюдении одинаковых условий наезда на препятствие.