Расчет плавности хода автомобиля

Расчет плавности хода автомобиля

6.1 Цель работы: изучить методику расчета плавности хода автомобиля.

6.2 Теоретическая часть

Основными оценочными показателями плавности хода автомобиля являются частота свободных колебаний подрессоренных и неподрессоренных масс, ускорения и скорость изменения ускорений подрессоренных масс при колебаниях автомобиля.

Подрессоренные массы автомобиля совершают низкочастотные колебания с частотой, ГЦ:

где f_ст – статический прогиб рессор, м;

Вычисляя значения ʋ_н для автомобиля, который проектируется, сравнивают полученные значения с указанными выше величинами.

Неподрессоренные массы мостов совершают высокочастотные колебания, обусловленные жесткостью шин, с частотой, Гц:

где – суммарная жесткость шин, Н/м;

Масса моста рассчитывается по следующим формулам:

где m_м1, m_м2 – массы соответственно переднего и заднего мостов;

M_o – собственная масса автомобиля, Н.

При отсутствии данных о жесткости шин ориентировочно можно принимать частоту высокочастотных колебаний υ_в – 6,7…8,5 Гц (меньшее значения для передней подвески, большие – для задней).

Кроме свободных колебаний автомобиль совершает вынужденные колебания с частотой, Гц:

где V – скорость автомобиля, м/с;

S – длина волны неровности дороги, м.

Используя зависимость V_a=S, строят зависимость резонансных скоростей автомобиля от длины неровностей V=f(S) для частот собственных колебаний подрессоренных и неподрессоренных масс (рисунок 6.1).

Рисунок 6.1 – Зависимость резонансных скоростей автомобиля от длины неровностей

Скорость движения при которой может наступить резонанс, можно вычислить по зависимости:

6.4 Содержание отчета

6.4.1 Согласно своему варианту (таблица 4, приложение) провести расчеты.

6.4.2 По окончании расчета определить на графике наступление резонанса.

Список использованных источников

1. Тарасик, В.И. Теория движения автомобиля: Учебник для вузов. В.И. Тарасик.- СПб. БХВ-Петербург, 2006.- 478 с.: ил.

3. AUTOTECHNIC.SU: Автомобили и технологии. [Электронный ресурс] URL: http://magazine.autotechnic.su/technology/suspension/suspension.html (дата обращения 17.08.2013).

4. Systemsauto.ru: Системы современного оборудования. [Электронный ресурс] URL: http://systemsauto.ru/pendant/mcpherson.html (дата обращения 19.08.2013).

ПРИЛОЖЕНИЕ

Таблица 1 – Исходные данные по вариантам для выполнения расчета пружины

Примечание: Rz_ст – вертикальная реакция подвески при статической (расчетной) массе автомобиля; Rz_нм – вертикальная реакция подвески, обусловленная весом неподрессоренных масс подвески; Rz_min – вертикальная реакция подвески при одном человеке на переднем сиденье, наполовину заполненных багажнике и бензобаке; a – расстояние от оси рычага подвески до оси пружины; b – расстояние от оси рычага подвески до оси колеса; f_ст – статический (расчетный) прогиб подвески, определяющий плавность хода автомобиля; D – расчетный диаметр пружины.

Таблица 2 – Исходные данные по вариантам для проектирования пружины

Класс пружин характеризует режим нагружения и выносливости, а также определяет основные требования к материалам и технологии изготовления.

Разряды пружин отражают сведения о диапазонах сил, марках применяемых пружинных сталей, а также нормативах по допускаемым напряжениям.

Таблица 3 – Исходные данные по вариантам для выполнения расчета амортизатора

Таблица 4 – Исходные данные для выполнения расчета плавности хода автомобиля

Источник

Октава-ЭлектронДизайн

Приборостроительное объединение
тел.: (495) 225-55-01, (499) 136-82-30
E-mail: info@octava.info

Определение плавности хода транспортных средств

Показатель «плавность хода» применяется для оценки динамических качеств рельсовых экипажей. Он зависит от амплитуд и спектральных показателей колебаний вагона. Плавность хода экипажа влияет на физиологические функции человеческого организма, поэтому ей придается особое значение при оценке характеристик транспорта, предназначенного для перевозки пассажиров. Кроме того, отклонения показателя плавности от нормы могут свидетельствовать о технической неисправности испытуемого транспорта.

Требования к плавности хода рельсовых составах приведены в:

— Нормах НБ ЖТ ЦТ 03-98;

— п. 4.1.5 ГОСТ Р 55495-2013;

— п. 5.14.5 ГОСТ Р 55434-2013;

— п. 6.21 ГОСТ Р 55364-2012;

— п. 4.5.11а ГОСТ 31187-2011;

Методы оценки плавности хода

Методы определения плавности хода приведены в документах:

Существующие методические документы предлагают оценивать плавность хода методом измерения корректированной виброускорения a_kj для разных испытаний (j) с дальнейшим расчётом параметра плавности в условных единицах по формуле:

, где

= 4.346 для вибрации, действующей в вертикальном направлении,

= 4.676 для вибрации, действующей в горизонтальном поперечном направлении.

В этом методе корректированное виброускорение предлагается измерять по следующей процедуре:

— измерить спектральную плотность вибрации в диапазоне частот 0,8-20 Гц;

— проинтегрировать измеренную плотность с весовой коррекцией qн по всему частотному диапазону 0,8-20 Гц;

— рассчитать среднеквадратичное значение (СКЗ) от полученной величины.

Метод спектральной плотности сложен в реализации: достаточно сказать, что спектральная плотность для конкретного момента времени физически не определена. Поэтому мы предлагаем эквивалентный метод 1/3-октавного спектрального анализа ускорения, хорошо реализуемый на практике:

Для оценки плавности хода СКЗ виброускорения определяется в разных точках кузова (на полу, на пассажирских сиденьях) при движении состава на прямых участках при каждом установленном нормативной документацией скоростном режиме.

Источник

Измерители плавности хода автомобиля

Основными измерителями плавности хода (ОСТ 37001) являются:

Низкая частота колебаний автомобиля должна лежать в пределах:

Собственная низкая частота колебаний автомобиля определяется:

, [1/c]. (8.1)

Число колебаний в минуту (техническая частота):

, [кол/мин], (8.2)

Конструктивно низкая частота колебаний определяется:

, (8.3)

где 2Ср- жесткость передней или задней подвески, кН/м;

Высокая частота колебаний автомобиля, связанная с частотой колебаний неподрессоренных масс, должна лежать в пределах:

— легковые автомобили – 8-12 Гц;

Конструктивно высокая частота колебаний определяется:

, (8.3)

где: 2Сш- жесткость шин;

mн- неподрессоренная масса.

Нагрузки на упругий элемент и прогиб

Зависимая подвеска (рис. 8.2,а)

Нагрузка на упругий элемент

, (8.5)

где: Rz- нормальная реакция; q0- нагрузка от массы колеса и моста.

Прогиб упругого элемента равен перемещению колес относительно кузова .

Рис. 8.1. Схема сил, действующих на подвеску

Двухрычажная подвеска (рис. 8.1,б)

Нагрузка на упругий элемент

, (8.6)

где: qк- нагрузка от массы колеса и массы направляющего устройства.

Прогиб упругого элемента . (8.7)

Однорычажная подвеска (рис. 8.1,в)

Нагрузка на упругий элемент

. (8.8)

Прогиб упругого элемента . (8.9)

Двухрычажная подвеска с торсионом (рис. 4.1,г)

Момент, закручивающий торсион

, (8.10)

. (8.11)

Расчет металлического упругого элемента

Для несимметричной полуэллиптической рессоры стрела прогиба

, (8.12)

SJк- суммарный момент инерции поперечного сечения.

,

nл- количество листов в рессоре; Lр- длина коренного листа.

Для симметричной рессоры, у которой

; (8.13)

. (8.14)

Напряжения по статическому прогибу

. (8.15)

Напряжения по нагрузке

, (8.16)

где: Wк- момент сопротивления к-го листа.

Рис. 8.2. Листовая полуэллиптическая рессора

При передаче через рессору тягового или тормозного усилия и реактивного момента в коренном листе возникают дополнительные напряжения (рис. 8.2)

;

;

,

где: mр и mt- коэффициенты перераспределения нагрузки по осям.

(8.17)

Суммарное напряжение коренного листа

, (8.18)

где: .

При передаче тягового усилия

. (8.19)

Двойная рессора

Сила, нагружающая основную рессору к моменту начала действия дополнительной рессоры,

, (8.20)

где: с1- коэффициент жесткости основной рессоры, кгс/см.

При работе обеих рессор

, (8.21)

с2- коэффициент жесткости дополнительной рессоры.

, , .

Принимая условие , имеем

,

,

; ; (8.22)

Стрела прогиба, соответствующая этому напряжению

, (8.23)

Рис 8.3. Схема сил, действующих на двойную рессору

Корректирующие пружины

Для получения прогрессивной характеристики подвески применяются корректирующие пружины, работающие на сжатие (рис. 4.4,а) или на растяжение (рис. 4.4,б).

Рис. 8.4. Корректирующие пружины

Рис. 8.5. Характеристика корректирующих пружин

Усилие, создаваемое корректирующими пружинами (рис. 8.5):

, (8.24)

где Скп- жесткость корректирующих пружин, кгс/см;

Dfкп- предварительный натяг корректирующих пружин;

Жесткость подвески Скс корректирующей пружиной

, (8.25)

Суммарная жесткость подвески в нейтральном положении при f=0

. (8.26)

Статический прогиб подвески

, (8.27)

Пружины

Напряжение кручения пружины

(8.28)

Коэффициент k выбирается по соотношению .

, (8.29)

где: np- число рабочих витков;

Торсионы

а) б)

Рис. 8.6. Схема расчета торсиона

Торсион круглого сечения (рис. 8.6,а)

(8.30)

. (8.31)

Пластинчатый торсион (рис. 8.6,б)

(8.32)

, (4.33)

Пневматическая подвеска

Нагрузка P, воспринимаемая пневматическим упругим элементом,

, (8.34)

Fэф, Rэф- эффективные площадь и радиус элемента.

При динамическом изменении нагрузки избыточное давление воздуха изменяется по закону:

, (8.35)

где: pс- избыточное давление воздуха при статической нагрузке;

V0- начальный объем упругого элемента при статической нагрузке и статическом давлении воздуха;

, (8.36)

где: при статической нагрузке;

при динамической нагрузке, учитывая, что

; . (8.37)

При скоростях, соответствующих собственной частоте колебаний автомобиля, k=1,3.

Направляющее устройство

Рис. 8.7. Схема сил, действующих на направляющее устройство

1. Прямолинейное движение

Силы, нагружающие направляющее устройство:

1). Нормальные реакции на колесах (за вычетом нагрузки на колесо)

, (8.38)

, (8.39)

.

3). Тормозной момент

. (8.40)

. (8.41)

5). Боковые силы R1и R2 равны нулю.

Занос

Силы, нагружающие направляющее устройство:

1). Нормальные реакции на колесах

; (8.42)

, (8.43)

где: hg- высота центра тяжести;

; (8.44)

; (8.45)

.

; . (8.46)

4). Продольные силы равны нулю.

3. Динамическое нагружение

Направляющее устройство нагружается только вертикальными силами , величина которых должна быть увеличена в К раз.

Приложение А

Приложение Б

Министерство образования и науки Российской Федерации

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего

«Новгородский государственный университет имени Ярослава Мудрого»

Кафедра Автомобильный транспорт

Курсовой проект по учебной дисциплине

«Автомобили. Рабочие процессы, основы расчета автомобилей»

автомобили и автомобильное хозяйство

Приложение В

Министерство образования и науки Российской Федерации

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего

«Новгородский государственный университет имени Ярослава Мудрого»

Кафедра «Автомобильный транспорт»

на курсовой проект

по дисциплине «Основы расчета автомобиля»

Студенту гр. 8062 ____________________________________________________

Расчет автомобиля _____________________________________________________

I. Разработать следующие вопросы:

1. Введение. Тенденции развития автомобилестроения.

2. Выполнить расчет:

— определить усилие на педали сцепления;

— определить показатели износостойкости сцепления;

— выполнить расчет коэффициента запаса сцепления при износе накладки на 1мм;

— выполнить прочностной расчет ступицы ведомого диска.

2.2. Рулевое управление

— выполнить кинематический расчет рулевого привода;

— определить усилие на рулевом колесе при повороте колес на месте;

— выполнить прочностной расчет рулевого механизма и рулевого привода;

— выполнить расчет гидроусилителя, определить производительность и мощность на привод насоса гидроусилителя;

2.3. Тормозная система:

— определить усилие на педали тормоза (экстренное торможение, j = 0,7);

— определить показатели изностойкости ТМ;

— выполнить расчет тормозного привода;

— построить график оптимального распределения тормозных сил по осям.

— определить показатели плавности хода автомобиля.

II. Конструктивно разработать (вычертить):

1. Сцепление с приводом СБ.

2. Рулевой механизм с рулевой колонкой и рулевым приводом СБ.

3. Передний и задний тормозные механизмы – СБ.

4. Главный тормозной цилиндр (двухсекционный тормозной кран) – СБ.

5. Вакуумный усилитель – СБ.

6. Регулятор тормозных сил – СБ.

7. Переднюю подвеску – СБ.

8. Заднею подвеску – СБ.

2. Деталировка – 1 лист формата А1.

Всего 3 листа формата А1.

III. Рекомендуемая литература:

Дата выдачи задания: «02» февраля 2011 г.

Срок сдачи законченного проекта: «05» июня 2011 г.

Руководитель проектирования: _____________________ А.М. Абрамов

Список литературы

1. Вахламов В.К. Конструкция и элементы расчета: учебник для студ. высш. учеб. заведений / В.К.Вахламов. – М.: Издательский центр «Академия», 2006. – 480 с.

2. Нарбут А.Н. Автомобили: Рабочие процессы и расчет механизмов и систем: учебник для студ. высш. учеб. заведений / А.Н.Нарбут. – М.: Издательский центр «Академия», 2007. – 256 с.

3. Осенчугов В.В., Фрумкин А.К. Автомобиль: Анализ конструкций, элементы расчета: Учебник для студентов вузов по специальности “Автомобили и автомобильное хозяйство”. – М.: Машиностроение, 1989. – 304 с.

17. Постановление Правительства РФ от 10 сентября 2009 г. N 720 Об утверждении технического регламента о безопасности колесных транспортных средств.

Источник