Теория движения 12-15 (ТСММ Попов (лекции в виде презентаций))

Лекция 15
Теория движения колесных машин
Теория подрессоривания колесных
машин
Плавность хода колесных машин

Плавность хода двухосной колесной машины
Эквивалентная колебательная схема двухосной колесной машины

 y 1.0  l1l 2   y
2
 0 :
M 1, 2 z1, 2  2k a1, 2  z 1, 2   1, 2   2c p1, 2  z1, 2   1, 2  0

m1, 21, 2  2 k a1, 2  k ш1, 2   2с р1, 2  сш1, 2   2k a1, 2 z 1, 2  2с р1, 2 z1, 2 k ш1, 2 q 1, 2  сш1, 2 q1, 2
2c p
 2k a
z   z      z    0
M
M

  2 k a  kш    2с р  сш    2k a z  2с р z  kш q  сш q

m
m
m
m
m
z  hп  z     п 2  z    0


kш q  сш q
2
2
  hн  н   hн 0 z  н 0 z 
m

2c
2 с  с 
2с
2k
2 k  k 
2k
2
2
2
hп  a ; п  p ; hн  a ш ; н  р ш ; hн 0  a ; н 0  р
M
M
m
m
m
m

Частотные методы при изучении плавности
хода колесных машин
Уравнение движения двухмассовой системы в операторной форме
 p 2 z  p   hп p z  p     p    п 2  z  p     p   0
 2
 p   p   hн p  p   н 2  p   hн 0 pz  p   н 0 2 z  p  ш 2Q p 







 p 2  hп p   п 2 z  p   hп p   п 2   p  0
 2
 p  hн p   н 2   p   hн 0 p   н 0 2 z  p   ш 2 Q p 

Передаточная функция двухмассовой системы





2
2
2

 p  hп p   п z  p   hп p   п   p 

2
2
2
2





h
p


z
p


Q
p

p

h
p


н0
ш
н
н   p
 н0

h
p
 p
p
2
2
2
2

 hп p   п z  p 
2
н0


2
p   н 0 z  p    ш Q p 
 hп p   п
2
 hп p   п
 p
 p
2
2
2
h
п

 hн p   н
p  п
2

 p  h p  
z  p  h p   h p   z  p    h p   Q p 
  h p   h p    z  p   h p   Q p 
 h p   
 p  h p     h p   h p   
2
2
н
н
2
 hн p   н
2
н0
2
н0
2
z p
W  p 
 2
2
Q p 
p  hп p   п


п
2
н0
н0
п
ш
2
п
п
2
н0
п
2
п
2
н
2
п
2
2
н
ш
2
п
2
ш
2
п
н0
2
п
п
п

Амплитудно-частотная характеристика двухмассовой системы
2

2

ш hп p  п
z  p
W  p 
 2
2
2
2
2
Q p 
p  hп p  п p 2  hн p  н  hн 0 p  н 0 hп p  п



 


 p  h p     h p   h p    
 p   h  h  p    h h  h h    p 
  h  h    h  h   p      
 p   p 2  hп p  п
4
2
2
2
н
н
2
п
2
п
н
п
н
н0
н0
2
3
п
2
н
2
п
н
н0
2
н0
п
н0
п
п
2
н
2
п
2
п
2
н0
2
п
2
п
2
н
Можно показать (см. Н.Н. Яценко. Плавность хода грузовых автомобилей. –М.: 1969):


 p   p 2  hп p  u 2 p 2  hн p  v 2

u , v  квадраты модулей собственных значений
исходной системы уравнений движения
u и v близки к собственным частотам.
ГАЗ-66 (передняя ось):
u = 11,76 1/с - Ωн= 11,69 1/с
v = 45,32 1/с - Ωв = 44,30 1/с

Исходное выражение:
2

2

ш hп p  п
z  p
W  p 
 2
Q p 
p  hп p  u 2 p 2  hн p  v 2



Частотная характеристика:
2

2

ш ihп  п
z  i 
W  i  
 2
Q  i 
u   2  ihп v 2   2  ihн

W  i 
2
z  i 

Q i 
2




2
ш ihп  п
ш 4 п  hп 2 
 2
u   2  ihп v 2   2  ihн   u 2   2   hп 2 2 u 2   2   hн 2 2
2
2


Амплитудно-частотная характеристика:
A   W  i 
2


ш 4 п  hп 2 
u 2   2   hп 2 2 u 2   2   hн 2 2




Нормированная амплитудно-частотная
характеристика двухмассовой системы
k a  k a
Увеличение сопротивления амортизатора:
•снижает амплитуду колебаний подрессоренной и неподрессоренной массы в
области резонансных частот;
•увеличивает амплитуду колебаний подрессоренной и неподрессоренной
массы в области резонансных частот.

Влияние подрессоренной массы на колебания
автомобиля
mп  mп
Уменьшение подрессоренной массы:
•заметно сдвигает вправо (в область более высоких частот) область
низкочастотного резонанса;
•сопровождается ощутимым возрастанием амплитуд колебаний подрессоренной и
неподрессоренной массы;
•ускорение подрессоренной массы возрастает примерно пропорционально массе.

Влияние неподрессоренной массы на колебания
автомобиля
Сплошная линия – перемещения.
Пунктирная линия - ускорения
mн m1  mн m11
Уменьшение неподрессоренной массы:
•мало влияет на перемещения и ускорения масс в области низкочастотного резонанса и на
резонансную частоту;
•уменьшает перемещения и ускорения в области высокочастотного резонанса;
•увеличивает перемещения и ускорения в зарезонансной области частот.
Уменьшение неподрессоренной массы улучшает плавность хода автомобиля всюду, кроме
зарезонансной области частот.

Влияние жесткости шин на колебания автомобиля
Сплошная линия – перемещения.
Пунктирная линия - ускорения
сш1  сш 2
Уменьшение жесткости шин:
•в модели - вызывает значительное увеличение перемещений в области низкочастотного
резонанса из-за уменьшения демпфирования в шинах;
•на практике наблюдается обратный эффект (увеличение потерь в шинах), что указывает на
неудовлетворительность линейной модели шины;
•приводит у снижению ускорений в широкой полосе частот.
В целом снижение жесткости шин улучшает плавность хода автомобиля.

Особенности колебаний многоосных колесных шасси