Диссертация (1025364), страница 20

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 20)

4.4).С явлением «всплытия», то есть самопроизвольного увеличения клиренсапо мере роста температуры ПГР, можно бороться путем включения в работусистемыизменениярегулировкиклиренсаположениядокорпусатребуемых(СРПК)значений.ипринудительногоОднако,несмотрянакомпенсацию изменения клиренса, фактический статический ход штока,определяемый перемещением поршня-разделителя, не будет соответствоватьрасчетному значению. Для сохранения статического хода штока (поршняразделителя) в допускаемом диапазоне значений необходимо использованиеПГР иных конструкций.Нулевое давление при рабочей температуре определяется следующимобразом:p0раб = p0TрабTзапр,129где Тзапр и Траб – заправочная и рабочая температуры рессоры соответственно, К.Зависимость силы на штоке от хода штока имеет вид:nV0Pшт ( xшт ) =  p0 Sп . V0 − Sп xшт (4.6)Рис.

4.4. Пример упругой характеристикиоднопоршневой однокамерной ПГР:1 – характеристика при рабочей температуре; 2 – характеристика призаправочной температуре; 3 – уровень статической силы4.2.2. Определение расчетной характеристики упругого элементаоднопоршневойоднокамернойпневмогидравлическойрессорыспротиводавлениемПГР с противодавлением (Рис.

4.5) применяют в том случае, когдаполный вес машины значительно отличается от снаряженного – как правило,это грузовые машины или шасси различного назначения. Статическая сила,действующая на опорные катки и, как следствие, на подвеску, будет меняться воченьширокихпределах.Расчет подвескибезпротиводавлениядлямаксимального веса машины неминуемо приведет к нулевому статическомуходу при снаряженном весе машины.Для ПГР с противодавлением необходимо дополнительно определитьзаправочное давлениепротиводавления.п.дpminи заправочный объем V0п.д пневмоцилиндра130Рис.

4.5. Схема ПГР прямого хода с противодавлением:1 – пневмоцилиндр; 2 – поршень-разделитель; 3 – газовая полостьпневмоцилиндра; 4 – заправочный клапан; 5 – штоковая полостьгидроцилиндра; 6 – поршень со штоком; 7 – дроссельная системапротиводавления; 8 – пневмоцилиндр противодавления; 9 – гидроцилиндр; 10 –поршень-разделитель; 11 – газовая полость; 12 – заправочный клапан; 13 –дроссельная система;Xшт – направление перемещения штока; Pшт – направление действия силыПараметры камеры противодавления рассчитываются таким образом,чтобы при ходе штока, равном нулю (то есть в том случае, когда на шток ПГРне действует внешняя сила), результирующая сила на штоке также была равнаили близка к нулю. Вместе с тем, при максимальном ходе штока давление вкамере противодавления не должно опускаться ниже атмосферного, чтобыпредотвратить выделение растворенного газа из рабочей жидкости.

Следуетучитывать, что минимальное давление, по возможности, должно быть не нижеатмосферного во всем диапазоне эксплуатационных и рабочих температур. Этосвязаноснеблагоприятнымвоздействиемнераствореннойгазовойсоставляющей на плавность хода машины.Для реализации условия разгрузки штока при вывешенном положениикатка потребуем обеспечение равенства усилий на штоке со стороныпоршневой и штоковой полостей при нулевом ходе:()2p0 ( πDп2 4 ) = p0п.д π ( Dп2 − d шт)4,131или:p0п.д = p0 Dп2(D2п2− d шт).Эта формула справедлива для ПГР прямого хода. В том случае, еслирассматривается ПГР обратного хода, формула имеет следующий вид:2p0п.д = p0 ( Dп2 − d шт) Dп2 .Следует отметить, что нижний индекс «0» у параметра p0п.д взят дляудобства интерпретации и соответствует максимальному давлению в камерепротиводавления, которое достигается при ходе штока, равном нулю (то естьпри заправочном давлении в основной пневмокамере).

Заправочное давлениеп.дкамеры противодавления обозначено в расчетах как pmin.Для удовлетворения условию минимально допустимого давления,необходимо соответствующим образом подобрать минимальный объем камерыпротиводавления. Запишем условие:npminп.дVminп.д ≤ p0  п.д ,п.дV+Sxпшт.полн  minп.дгде Vmin– минимальный объем камеры противодавления, м3;S пп.д – площадь поршня со стороны камеры противодавления, м2; для ПГР2прямого хода Sпп.д = π ( Dп2 − d шт) 4 , для ПГР обратного хода Sпп.д = πDп2 4 ;pmin – минимальное давление в камере противодавления.Так как расчеты параметров ПГР производятся для заправочнойтемпературы, а требование по обеспечению минимального давления должновыполняться для всего диапазона температур эксплуатации, необходимо ввестипараметр, учитывающий изменение давления при снижении температурыокружающего воздуха:∆Tсреды = Tрасч Tmin ,где Tрасч – заправочная температура ПГР (К) при расчетной температуре, то естьтакой температуре, для которой рассчитывается статическая характеристика132упругого элемента ПГР;Tmin – минимально допустимая температура эксплуатации машины, К.Тогда минимальный объем определяется выражениемnп.дVminpmin ∆Tсреды ≤ p  п.д п.д ;VSxminпшт.полнп.д0и после небольших преобразований получим:п.дVmin≥Sпп.д xшт.полнp0п.д− 1n pmin ∆Tсреды.Заправочный объем камеры противодавления определяется так:п.дV0п.д = Vmin+ Sпп.д xшт.полн .При выборе объема камеры противодавления следует стремиться кминимальномуегозначениюсцельюуменьшениявлияниякамерыпротиводавления на характеристику упругого элемента ПГР, а такжесокращения размеров ПГР.Зависимость силы на штоке от хода штока имеет следующий вид:nnп.д п.д п.дV0VminPшт ( xшт ) = pS− 0 п  п.д p0 Sп .п.дV−SxV+Sx0пштminпшт(4.7)Вид характеристики упругого элемента ПГР с противодавлениемприведен на Рис.

4.6.Использованиекамерыпротиводавленияувеличиваетфактическоезначение статического хода. Для того чтобы статический ход подвески для ПГРспротиводавлениемсовпадалсостатическимходомподвескибезпротиводавления, необходимо откорректировать заправочные давления вкамерах.

Давления корректируются таким образом, чтобы усилия на штоке,рассчитанные по формулам (6) и (7) при статическом ходе штока, совпадали.Следует отметить, что при изменении давления будет также менятьсякоэффициент динамичности.133Рис. 4.6. Пример характеристики упругого элементаПГР с противодавлением:1, 3 – характеристика ПГР без противодавленияпри рабочей и заправочной температурах, соответственно; 2, 4 – то же, для ПГРс противодавлением; 5 – приведенная к ходу штока характеристика камерыпротиводавления; 6 – уровень статического усилияВрасчетахнеучитываютсядиаметрыпоршней-разделителейвпневмокамерах. Это связано с тем, что они не оказывают влияние на давление,действующее на поршень и шток, а определяют лишь линейные размерыпневмокамер.

Кроме того, если вместо пневмоцилиндров используются шарбаллонысгибкоймембраной,определятьплощадьмембраны,взаимодействующей с жидкостью при разных ходах штока, не требуется.4.2.3. Определение расчетной характеристики упругого элементаоднопоршневой двухкамерной пневмогидравлической рессорыМногокамерные ПГР (Рис. 4.7) относят к подвескам фрактального типа:работа каждой камеры такой ПГР подобна работе узла в целом [62].Пневмокамеры двухкамерной ПГР можно спроектировать таким образом,чтобы каждая имела свою жесткость, а, настроив соответствующим образомдемпфирующую систему, можно получить два уровня демпфирования, каждыйиз которых будет соответствовать своей пневмокамере. Таким образом, в одномкорпусебудутдванезависимоработающихуровня,настроенныхна134определенныедиапазонычастотвозмущений.Соответственно,можноподобрать характеристики каждого уровня независимо, добиваясь при этомулучшения показателей плавности хода как в «резонансном» режиме, так и придвижении машины по участку дороги, вызывающему высокочастотныевозмущения.Рис.

4.7. Схема двухкамерной ПГР прямого хода:1, 8 – заправочный клапан; 2, 7 – газовая полость;3, 6 – поршень-разделитель; 4 – дроссельная система;5 – пневмоцилиндры; 9 – штоковая полость гидроцилиндра;10 – гидроцилиндр; 11 – поршень со штоком;12 – поршневая полость гидроцилиндра;Xшт – направление перемещения штока; Pшт – направление действия силыИсследования,посвященныевопросумногоуровневыхсистемподрессоривания [62], показали, что наибольшую эффективность имеют такиеПГР, соотношение жесткостей камер которых в области статического ходасоставляет 1:3, хотя могут встречаться конструкции и с другим соотношением.Так, например, на ПГР опытного образца Т-64 соотношение жесткостей камер вобласти статического хода составляет 1:4.После назначения соотношения жесткостей следует определиться снеобходимостью разных заправочных давлений в пневмокамерах. Снижаязаправочное давление в камере высокой жесткости, можно добиться меньшегодиапазона изменения статического хода подвески при различных температурахПГР.Если необходимости в таком способе стабилизации статического хода135нет, то суммарная характеристика упругого элемента двухкамерной ПГР неотличается от таковой же характеристики однокамерной ПГР с объемомпневмокамеры, равной сумме объемов пневмокамер двухкамерной ПГР.Считая, что параметры газовой камеры одноуровневой ПГР уже известны,можновывестизависимость,определяющуюпараметрыпневмокамердвухкамерной ПГР.

Предположим, чтоV0выс + V0низ = V0 ; xствыс + xстниз = xст ,где xствыс и xстниз – доли от статического хода штока, соответствующие изменениюобъема в камерах высокой и низкой жесткости соответственно; V0выс и V0низ –нулевые объемы камер высокой и низкой жесткости соответственно, м3;соотношения объемов пока неизвестны, поэтому примемV0низ V0выс = k , тогда V0низ = kV0 ( k + 1) , V0выс = V0 ( k + 1) .Введем также параметр, отражающий соотношение жесткостей камер вобласти статического хода. Обозначим долю статического хода штока,соответствующую статическому перемещению поршня-разделителя камерывысокой жесткости, как a:xствыс = axст .Тогда доля хода, соответствующая статическому перемещению поршняразделителя камеры низкой жесткости:xстниз = (1 − a ) xст ,а отношение жесткостей камер можно представить соотношением:cвыс сниз = xстниз xствыс = (1 − a ) a .Теперь можно записать выражения для характеристик упругих элементовкамер низкой и высокой жесткости соответственно:npнизnkV0 ( k + 1)V0 ( k + 1)=p;p= 0 выс  p0 ,′′kVk+1−SxVk+1−Sx()()п шт п шт  0 0(4.8)′ – условный ход штока.здесь xштОтношениежесткостейкамербудетопределятьсяотношением136производных выражений (4.8), взятых по условному ходу штока:′cвыс dpвыс dxшт1− a==.′сниз dpниз dxштaТогдаn(V0 ( k + 1) )dpвыс= Sп np;n +1 0′dxшт′1Vk+−Fx( 0 ( ) п шт )dpниз= Sп n′dxшт( kV0( kV0 ( k + 1) )n′ )( k + 1)0 − Fп xштn +1(4.9)p0 .Пропустив некоторые преобразования, запишем отношение жесткостей:n +1′( kV0 − Sп xшт′ ( k + 1) ) .dpвыс dxшт=n +1′dpниз dxшт(V0 − Sп xшт′ ( k + 1) ) k n(4.10)Теперь приравняем отношение производных к отношению жесткостей иподставим фактические доли хода штока в выражение (4.10):( kV − S x (1 − a )( k + 1) )(V − S x a ( k + 1) ) kn +1п шт0n +10n=п шт1− a.a(4.11)Если проанализировать выражения для производных (4.9), очевидно, чтоони пропорциональны ходу штока, а отношение (4.11) их будет одинаковымпри любых ходах штока и определяется отношением линейных размеров.Таким образом, соотношение жесткостей камер будет неизменным и принулевом ходе штока, то есть:V0 n+1k n+1 1 − a=,V0 n+1k naили,k = (1 − a ) a .Иными словами, отношение заправочных объемов пневмокамер обратнопропорционально отношению их жесткостей:V0низ V0выс = cвыс сниз .То есть, в соответствии с рекомендациями [62], отношение заправочных137объемов газовых камер должно быть 3:1.Послеопределенияхарактеристикиупругихобъемовэлементовпневмокамервысокойинесложнонизкойполучитьжесткостипоформуле (4.6).В случае если необходимо спроектировать ПГР с разными заправочнымидавлениями, стремятся к тому, чтобы при заправочной температуре значениядавления в пневмокамерах сравнивались в момент достижения каткомстатического положения.

Характеристики

Список файлов диссертации