Материал: 4413

При сообщении колебаний задней части кузова (рис. 29.б) в какой-то момент времени точка В займет положение В2 а точка А – положение А2. Новое положение отрезка позволит тем же путем определить передний центр колебаний О1.

Результат исследования позволит найти величины L1 и L2, определяющие собой положение переднего О1 и заднего О2 центров колебаний.

Проведѐнный анализ показывает, что колебания кузова автомобиля складываются из двух колебаний, которые происходят вокруг двух различных центров и в общем случае имеют разные частоты.

При конструировании автомобиля представляется возможным получить оба вида колебаний с любыми частотами. Теоретические исследования показывают, что для получения меньших общих колебаний автомобиля необходимо, чтобы эти частоты по возможности совпадали.

4.3. Гашение колебаний автомобиля

Существенное влияние на плавность хода оказывают амортизаторы, устанавливаемые в подвесках автомобиля. Они поглощают значительную часть энергии колебательного процесса, благодаря чему происходит гашение колебаний. Амортизаторы не дают накапливаться колебаниям масс автомобиля при интенсивном воздействии неровностей дороги, это свойство амортизаторов проявляется особенно ощутимо, если неровности являются периодическими с частотой возмущения, приближающейся к зоне резонанса.

Различают работу амортизатора при ходе колеса вверх, когда происходит сжатие упругого элемента подвески (ход сжатия) и работу его при ходе колеса вниз (ход отбоя). В первом случае сопротивление амортизатора и упругого элемента подвески складывается, за счет этого происходит увеличение жесткости подвески.

При ходе отбоя усилие, создаваемое упругим элементом подвески, и сопротивление амортизатора направлены в противоположные стороны, поэтому до определенных пределов сопротивление амортизатора является полезным и способствует гашению колебаний; однако и в этом случае оно должно быть ограничено, так как при равенстве сопротивления амортизатора усилию, создаваемому упругим элементом подвески, произойдет зависание колеса и нормальная работа подвески будет нарушена. У широко применяемых гидравлических амортизаторов двухстороннего действия сопротивление на ходе сжатия в несколько раз меньше, чем на ходе отбоя.

Влияние амортизатора на гашение колебаний определяется не только свойствами самого амортизатора, но зависит также от параметров колебательной системы, в которую он включен. Поэтому для оценки действия амортизатора в подвеске нужны измерители, которые увязывают его характеристику с указанными параметрами.

Одним из таких измерителей является коэффициент затухания вертикальных колебаний h’, определяемый по формуле:

(41)

где Ка - коэффициент сопротивления амортизатора, Н.с/м, характеризуемый в функции от перемещения его движущихся деталей;

mк - подрессоренная масса, Н.с2/м, проходящая на соответствующее колесо.

Чтобы учесть взаимосвязь коэффициента затухания вертикальных колебаний с жесткостью подвески (частотой собственных колебаний), применяется безразмерный измеритель.

(42)

которой называются относительным коэффициентом затухания вертикальных колебаний. У современных автомобилей значения этого коэффициента лежат в пределах ’=0,15…0.3.

Эффективность затухания колебаний может характеризоваться интенсивностью убывания размахов смежных отклонений А1/А’1; А’1/А1… от положения равновесия (рис. 30) или отношением амплитуд А1/А2; А2/А3… последовательных периодов колебаний. Отношение Dk=A1/A2, показывающее, во сколько раз

уменьшается амплитуда собственных вертикальных колебаний за один период, называется декрементом вертикальных колебаний.

Рис.30. Кривая затухающих колебаний кузова автомобиля

Когда Dк=1, колебания являются незатухающими – таких колебаний в чистом виде не бывает. Когда

Вывод: у автомобилей жесткость шин во много раз больше жесткости подвески.

Пример 2.

На легковом автомобиле установлены для гашения колебаний кузова гидравлические амортизаторы двухстороннего действия.

Требуется оценить эффективность гашения ими собственных вертикальных колебаний задней подвески кузова.

Исходные данные.

Приведенные к колесу коэффициенты сопротивления амортизаторов:

Вес подрессоренных масс, приходящихся на одно заднее колесо, Gk=4000Н. Частота собственных вертикальных колебаний задней подвески n2=80 кол/мин.

Определяем среднее значение приведѐнного коэффициента сопротивления амортизаторов:

Н с/см; Согласно уравнению (41), коэффициент затухания вертикальных колебаний

Находим величину относительного коэффициента затухания собственных вертикальных колебаний по уравнению (42):

.

Полученные значения h’ и ’ находятся в рекомендуемых приделах. Соответственно по уравнению (43) логарифмический декремент вертикальных колебаний

Декремент DK показывает, во сколько раз уменьшается амплитуда собственных вертикальных колебаний за период. Таким образом, установленные на автомобиле амортизаторы с принятыми параметрами обеспечивают достаточно быстрое затухание колебаний кузова.