Диссертация (1025364), страница 4
Текст из файла (страница 4)
Ряд современных производителейлегковых автомобилей независимо разработал для своей продукции различныеварианты СП с управляемым демпфированием. Так, автомобили Mercedesоснащаются системой ADS, Toyota – TEMS и AVS (в разное время), BMWимеет систему управления подвеской EDC, Jaguar – CATS и т.д. Проектысистем с управляемым демпфированием имеются также для БГМ – воВНИИТРАНСМАШ были разработаны и запатентованы [65] конструкция иметод управления демпфированием, отличающиеся расположением питающихСП гидронасосов в ступицах опорных катков БГМ.Приведенный анализ конструкций управляемых СП позволяет сделатьвывод о наиболее целесообразной схеме управляемой подвески БТМ.
НаиболеерациональнаяподвескаБТМдолжнабытьпассивноуправляемойсдинамическим регулированием, учитывающем как кинематическое, так исиловоевозмущениеподрессоренногокорпуса.ЭтоподтверждаетиА.В. Сухоруков в [77], отмечая отдельно, что рациональность примененияуправляемой СП зависит также и от выбираемого алгоритма управления инепосредственно с ним связана.1.1.3.ОбзорсуществующихалгоритмовуправлениясистемойподрессориванияПрименение управляемых СП невозможно без использования алгоритмовуправления, которые, в свою очередь, должны давать возможность выбораоптимальных для данного режима движения характеристик упругого идемпфирующего элементов. Неверный выбор характеристик не только лишит23управляемую СП преимуществ перед неуправляемой, но и может значительноухудшить показатели плавности хода.
При создании алгоритма управления исистем, оценивающих текущее состояние машины и условия движения,необходимо наиболее глубокое и точное изучение динамики БТМ во всехвозможных режимах ее движения.Исследованиями и синтезом алгоритмов управления СП БТМ занималиськак отечественные, так и зарубежные авторы. Результаты их исследованийпредставлены работами [4, 5, 38, 40, 42, 65, 81, 96, 98, 99, 100, 101] и позволяютсделать вывод об эффективности применения законов адаптивного управления.Адаптивное управление подразумевает непрерывный сбор информацииоб условиях движения и параметрах колебательного процесса подрессоренногокорпуса.Одновременнообрабатывается,следствиемполученнаячегоинформацияявляетсявыборстатистическихарактеристикСП,наилучшим образом подходящих для текущего режима движения машины [81].В теории подрессоривания широко известны также два способа защитыподрессоренного корпуса от возмущающих воздействий – виброзащитнаясистема и система «инерциальный демпфер» [81].
В системе «инерциальныйдемпфер» силы, действующие в демпфирующем элементе, зависят от скоростиугловых колебаний подрессоренного корпуса, а не от скорости относительногоперемещения опорных катков. Результаты анализа амплитудно-частотныххарактеристик этих двух виброзащитных схем показывают явное преимуществосхемы «инерциальный демпфер».Исследованию управляемых СП, основанных на применении схемы«инерциальный демпфер», посвящено большое количество работ. Так, в работе[99] автор предлагает адаптивный закон управления, позволяющий повыситькурсовую устойчивость колесной машины (КМ).
В [73] авторы проводятисследованиевлиянияработыуправляемойСПнадвижениеБГМ,рассматривая ММ многоопорных СП с массогабаритными характеристикамичетырех БГМ различных весовых категорий. При силовом и кинематическомвозмущениях и частотах возмущающих воздействий в диапазоне (0 … 20) Гц24ценой увеличения ходов крайних опорных катков возможно значительноеснижение передаваемых на подрессоренный корпус вертикальных ускорений.В.В. Новиков в [47] предлагает закон управления демпфированием,схожий с законом «инерциальный демпфер», однако указывает, что длядостижения наилучших результатов работы СП необходимо в зонах,соответствующих неэффективной работе амортизатора (направление силыдемпфера совпадает с направлением движения подрессоренной массы), либоотключать демпфирование полностью, либо менять знак действия этой силы.Несмотря на получаемые при применении такого метода хорошие результатыпо обеспечению плавности хода машины, метод имеет и явный недостаток,заключающийся в необходимости частотного регулирования сопротивления врамках одного цикла колебаний.Исследования, посвященные управлению демпфированием, проводилисьтакже и в Академии бронетанковых войск (ВАБТВ, в настоящее время – ОА ВСРФ) группой сотрудников под руководством А.А.
Дмитриева. Так, в [2]приведен анализ одноопорной подвески с целью выбора параметроврегулированиядлявыработкирациональногозаконауправлениядемпфированием в подвеске танка. Кроме этого, рассмотрено регулирование поперемещению, а также первой и второй его производным. На основаниирезультатов этих исследований и исследований, посвященных многоопорнымколебательным системам, А.А. Дмитриев представил новый закон управлениядемпфированием. Суть этого закона заключается в периодическом включении иотключениидемпфированиявзависимостиотугловогоположенияподрессоренного корпуса. Так, при дифференте на корму предлагаетсявключать демпфирование прямого хода на задних группах подвесок иотключать демпфирование передней группы. При дифференте на нос, напротив,включать демпфирование носовой группы и отключать демпферы на корме.При таком законе управления для обеспечения работоспособности во всемдиапазоне возмущающих воздействий предлагается введение так называемойзоны нечувствительности: при смене знака угловой скорости поворота25подрессоренногокорпусавключатьдемпфированиеА.А.Дмитриеврекомендует с некоторой задержкой, в то время как отключение демпферовдолжно происходить строго в момент изменения знака.При движении танка на скоростях, больших 35 км/ч, возможен режимдвижения, характеризующийся отрывом практически всех катков от опорногооснования, то есть так называемый «вылет» машины.
В случае «вылета»машинынеобходимовключениедемпфированиянавсехподвескаходновременно, а сам факт вылета регистрируется по вывешиванию среднегоопорного катка, наиболее близкого к центру масс БГМ.Проведенные исследования для экспериментального шасси на основетанка ПТ-76 показали высокую эффективность предлагаемого авторами законауправления. Вместе с тем, метод управления, предложенный А.А. Дмитриевыми В.А. Савочкиным, имеет и ряд недостатков.
В частности, при росте частотывнешнего воздействия будет так же увеличиваться и частота переключений.Другой способ управления демпфированием был предложен в ОКБ-40 наОАО «Метровагонмаш» во второй половине 80-х годов XX века. Группа изчетырех передних амортизаторов экспериментальных шасси на базе изделий569 и 5977 имела два уровня демпфирования: штатный и экспериментальный, судвоенным сопротивлением. Алгоритм управления заключался в переключенииуровня демпфирования механиком-водителем на основании визуальной оценкипрофиля трассы. Были проведены испытания шасси при движении по трассам,наезженным БГМ в различных режимах движения, соответствующим средними тяжелым условиям эксплуатации.
Результаты исследований приведены в [30].Несмотря на значительную простоту организации такого способауправления подвеской, необходимость постоянного внимания и слежение заусловиями движения требует от механика-водителя высокой квалификации и вцелом противоречит требованиям, предъявляемым к управляемым СПперспективных БТМ.А.В. Сухоруковым в работе [72] был разработан закон управлениядемпфирующим элементом СП, основанный на использовании многоуровневых26скоростныххарактеристикиметодапрогнозированиябыстроходности.Предложенный А.В. Сухоруковым закон управления включает в себя три этапа:1. Оценка текущего профиля трассы.2. Определение возможных средних скоростей движения.3.
Выбор уровня демпфирования.Проведенныеавторомисследованияпоказываютвозможностьповышения средних скоростей движения ГМ на 20 – 30% в сравнении снеуправляемыми СП, кроме этого, показано, что предлагаемый метод позволяетобеспечить более редкие переключения демпфирования в сравнении с методом,предложенным А.А. Дмитриевым. Вместе с тем, рост средних скоростейдвижения сопровождается увеличением тепловыделения в демпфирующихэлементах, так что возникает необходимостьобязательного использованияпринудительного охлаждения демпферов.В работах [2, 83, 85, 92, 96] приведено сравнение активно и пассивноуправляемых СП с указанием их преимуществ и недостатков. В том, чтокасается подвесок БГМ, подобная оценка была проведена О.А. Наказным вначале 1990-х годов в работах ВА БТВ.
По результатам сравнений и анализасуществующих конструкций О.А. Наказной делает ряд практических выводов иформирует рекомендации для создания управляемых СП БГМ.Так,виспользоватькачествеуправлениезаконауправленияугловойО.А.скоростьюНаказнойкорпусатанка,предлагаеттоестьподтверждает результаты исследований А.А. Дмитриева. Принцип управлениядемпферами предпочтителен как «включен – выключен», так как это позволяетуменьшить потери мощности в демпфирующих элементах СП при одинаковыхзначениях максимальной и минимальной управляемых силах в сравнении сиными принципами формирования управляющих воздействий. Следуетотметить, что это точно согласуется с законами оптимального управления,предложенными Л.С.
Понтрягиным [39]. Кроме этого, О.А. Наказной отмечает,что использование пассивного способа управления действующими в СП силамипозволяет достичь практически таких же показателей плавности хода, как и при27применении активного способа, однако дополнительным преимуществомпассивно управляемых СП являются их сравнительные конструктивнаяпростота и дешевизна производства.Проведенный анализ работ, посвященных управляемым СП, позволяетсделать следующие выводы:− наиболее целесообразно управление только демпфирующими элементамиСП;− управляющим параметром для выбора требуемого уровня демпфированияследует выбирать угловую скорость поворота подрессоренного корпуса;− при кинематическом воздействии уровень демпфирования должензависеть от частоты и амплитуды возмущающего воздействия;− при силовом воздействии на подрессоренный корпус необходимообеспечение максимального демпфирования с целью снижения влияниядействия продольных сил.Наиболее удобным методом управления СП, таким образом, являетсяметод, предложенный А.А.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
