Метод улучшения вибродемпфирующих параметров автомобильной подвески путем выбора рациональных параметров динамических гасителей колебаний колес тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.05.03, кандидат технических наук Домнин, Дмитрий Александрович

• Домнин, Дмитрий Александрович
• кандидат технических наук
• 2005

Оглавление диссертации кандидат технических наук Домнин, Дмитрий Александрович

ВВЕДЕНИЕ.

1. ОБЗОР ИССЛЕДОВАНИЙ В ОБЛАСТИ СОВЕРШЕНСТВОВАНИЯ ВИБРОДЕМПФИРУЮЩИХ ПАРАМЕТРОВ ПОДВЕСКИ АВТОМОБИЛЯ

1.1 Краткий обзор работ по исследованию колебаний автомобиля.

1.2 Краткий обзор методов улучшения вибродемпфирующих параметров подвески автомобиля.

1.3 Основные методы оценки, критерии и нормативы плавности хода.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Метод улучшения вибродемпфирующих параметров автомобильной подвески путем выбора рациональных параметров динамических гасителей колебаний колес»

В последние годы все больше внимания стало уделяться проблемам комфорта и безопасности движения. При этом все более высокие требования предъявляются к эффективности работы автомобильных подвесок, поскольку они должны обеспечивать высокую плавность хода, устойчивость и управляемость автомобиля.

Большое влияние на эксплуатационные свойства автомобиля оказывает защита его систем, а также водителя, пассажиров и перевозимого груза от динамических воздействий со стороны дороги, при этом значительное внимание уделяют стабильности контакта колес с дорогой. Это приводит к тому, что приходится все глубже изучать сущность процессов, происходящих в виброзащитных системах, и переходить на иные методы борьбы с колебаниями автомобиля.

При проектировании подвески автомобиля одной из наиболее сложных проблем является выбор ее характеристик. От выбора характеристик подвески зависят многие эксплуатационные свойства автомобиля: плавность хода, средние скорости движения, безопасность и т.д. Выбор этих характеристик осложняется тем, что современные стандарты требуют высокого уровня виброзащиты водителя и пассажиров.

В настоящее время многими фирмами разрабатываются подвески нового поколения - активные или полу активные. Они способны изменять свои свойства сразу по нескольким параметрам: по высоте, крену кузова и т.д. Но эти подвески пока еще достаточно дорогие, поэтому наиболее рациональным является использование полуактивных подвесок подстраивающихся под дорожную ситуацию, информация о которой носит статистический характер.

В настоящее время автомобиль как колебательная система имеет ряд направлений, изучению которых уделялось недостаточно внимания. К одному из таких направлений можно отнести исследование вибродемпфирующих параметров подвески автомобиля с динамическими гасителями колебаний колес.

Данная работа посвящена исследованию вибродемпфирующих свойств подвески автомобиля малого класса с динамическими гасителями колебаний колес при случайном воздействии со стороны дорожных неровностей, а, также разработке метода выбора рациональных вибродемпфирующих параметров динамических гасителей в зависимости от типа дороги и скоростного режима движения автомобиля. В ней отражены исследования, проводившиеся в ФГУП НИЦИАМТ и на кафедре «Автомобили» им. Е.А. Чудакова МГТУ «МАМИ» в 2004 году.

Заключение диссертации по теме «Колесные и гусеничные машины», Домнин, Дмитрий Александрович

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ

1. Разработана математическая модель колебаний автомобиля, учитывающая динамические гасители колебаний передних колес, и программное обеспечение, в котором эта модель реализована.

2. Разработан метод и его алгоритм выбора рациональных вибродемпфирующих параметров динамических гасителей колебаний колес.

3. Теоретические исследования по математической модели показали, что установка в переднюю подвеску динамических гасителей колебаний колес позволяет:

- снизить интегральные СКЗ вертикальных виброускорений переднего левого колеса на 7; 9,6 и 19,6% в условиях движения по асфальтированной дороге на скоростях 70; 90 и 110 км/ч. В условиях движения по булыжной дороге ровного мощения на скоростях 15 и 20 км/ч это снижение составляет 9,5 и 19,5%.

- снизить интегральные СКЗ вертикальных динамических сил в пятне контакта колеса с дорогой на 7,8; 8,8 и 11,2% в условиях движения по асфальтированной дороге на скоростях 70; 90 и 110 км/ч. В условиях движения по булыжной дороге ровного мощения на скоростях 15 и 20 км/ч это снижение составляет 8,5 и 10,5%.

- снизить СКЗ вертикальных виброускорений переднего левого колеса, передней левой части кузова и динамических сил в пятне контакта колеса с дорогой на частотах, близких к собственной частоте колебаний колеса на шине. На асфальтированной дороге и скоростях 70; 90 и 110 км/ч это снижение для колеса 19,5; 29,4 и 35%, кузова 11; 14,8 и 30,6% и динамических сил 21; 28,3 и 30,5%. На булыжной дороге ровного мощения и скоростях 15; 20 км/ч это снижение для колеса 15,8; 35,2%, кузова 9,5; 24,8% и динамических сил 18; 30,4%.

4. Установлено, что необходимо регулирование вибродемпфирующих параметров динамических гасителей в зависимости от типа дороги и скорости движения автомобиля. На основе анализа оптимизации сделаны рекомендации по настройкам параметров динамических гасителей. По конструктивным соображениям инерционная масса динамического гасителя т = 2,5кг. При движении по асфальтированной дороге на скорости 70 км/ч необходимо, чтобы динамический гаситель имел жесткость упругого элемента С = 8500(н/м) и коэффициент демпфирования К - 35(н-с/м). На скорости 90 км/ч эти параметры имеют значения С =Ш50(Н/м) и К = 40(//-с/м), а на скорости 110 км/ч С = 13650(я/л<) и л<). При движении по булыжной дороге ровного мощения на скорости 15 км/ч С = 9300{н/м) и К = 40(Н-с/м), а для скорости 20 км/ч С = 15250(#/л*) и К = 45(Н -с/м).

5. Для проведения экспериментальных исследований была разработана конструкция и изготовлены образцы динамических гасителей колебаний колес.

6. Экспериментальные исследования колебаний автомобиля с динамическими гасителями колебаний передних колес показали, что:

- СКЗ вертикальных виброускорений переднего левого колеса на частотах близких к собственной частоте колебаний колеса на шине автомобиля снижены на 17; 31 и 36% при движении по асфальтированной дороге (70; 90 и 110 км/ч) и на 20,8; 35,8% при движении по ровной булыжной дороге (15; 20 км/ч). Для СКЗ вертикальных виброускорений передней левой части кузова автомобиля это снижение 12,8; 21 и 28% при движении по асфальтированной дороге (70; 90 и 110 км/ч) и 15; 20% при движении по ровной булыжной дороге (15; 20 км/ч).

- интегральные СКЗ вертикальных виброускорений переднего левого колеса снижены на 8,5; 10 и 16,5% при движении по асфальтированной дороге (70; 90 и 110 км/ч) и на 10; 15% при движении по ровной булыжной дороге (15; 20 км/ч).

- интегральные СКЗ вертикальных виброускорений передней левой части кузова снижены на 3,7%.

7. Установлено, что расхождение результатов моделирования на ЭВМ с данными экспериментальных исследований составляет 12-22%, что подтверждает достаточно высокую точность математической модели.

Список литературы диссертационного исследования кандидат технических наук Домнин, Дмитрий Александрович, 2005 год

1. Айзерман М.А. Классическая механика. М.: Наука, 1980. - 368с.

2. Алексеев С.П., Казаков A.M., Колотилов Н.Н. Борьба с шумом и вибрацией в машиностроении. М.: Машиностроение, 1970. 206с.

3. Андреев Б.В. Теория автомобиля: Красноярский университет, 1984. -145с.

4. Андронов А.А., Витт А.А., Хайкин С.Э. Теория колебаний. М.: Наука,1981.-568с.

5. Ануфриев В.А. Полигонные испытания автомобильного подвижного состава и пути их развития: Труды НАМИ вып. 178, 1980. 6-17с.

6. Афанасьев B.J1. Методические указания к изучению случайных колебаний автомобиля. М.: МАДИ, 1984.

7. Бабаков И.М. Теория колебаний. М.: Наука, 1968. 554с.

8. Бабицкий В.И., Кобринцкий А.Е. Электродинамический демпфер: Изв. АН СССР, ОТН Механика и машиностроение, 1962. №3 81-84с.

9. Бабицкий В.И., Крупенин B.JI. Колебания в сильно нелинейных системах. М.: Наука, 1985. 320с.

10. Бахмутов С.В., Безверхний С.Ф. Статистическая обработка результатов и планирование эксперимента при испытаниях автомобиля. Учеб. Пособ. М.: МАМИ, 1994. 87с.

11. Башта Т.М., Руднев С.С., Некрасов Б.Б., Байбаков О.В., Кирилловский Ю.Л. Гидравлика, гидромашины и гидроприводы. М.: Машиностроение,1982. -418с.

12. Беленький Ю.Б. Расчет пневматической подвески автомобиля. Минск: Издательство Министерства высшего и среднего образования БССР, 1963. 62с.

13. Беленький Ю.Б. и др. Влияние демпфирующих свойств шины на параметры колебаний автомобиля: Автомобильная промышленность, 1966. №12- 16-18с.

14. Беленький Ю.Ю., Маринич A.M., Петрович А.И. Исследование плавности хода седельных тягачей: труды НАМИ вып. 13, 1967. 3-1 Ос.

15. Бендат Д., Пирсол А. Измерение и анализ случайных процессов. М.: Мир, 1974.-464с.

16. Бендат Д., Пирсол А. Прикладной анализ случайных данных. М.: Мир, 1989. 540с.

17. Бидерман В.Л. Теория механических колебаний. М.: Высшая школа, 1980. 408с.

18. Бишоп Р. Колебания. М.: Наука, 1986. 190с.

19. Вахламов В.К. Установка для испытания подвески автомобиля «Моск-вич-408» на свободные колебания: Автомобильная промышленность, 1966. №7- 14-15с.

20. Вентцель Е.С. Теория вероятностей. М.: Наука, 1969.

21. Вибрации в технике. Справочник в 6-ти т. М.: Машиностроение т.6, 1981. 326-365с.

22. Виленкин С.Я. Статистические методы исследования системы автоматического регулирования. М.: Советское радио, 1967.

23. Витковский С.Л. Разработка метода оценки колебательных параметров подвески при динамических испытаниях автомобилей. Дисс. .к.т.н. М.: 1998.

24. Вишняков Н.Н., Вахламов В.К., Нарбут А.Н., Шлиппе И.С., Островцев А.Н. Автомобиль: основы конструкции. М.: Машиностроение, 1986. -295с.

25. Галашин В.А., Дербаремдикер А.Д. Стендовые испытания автомобиля с пневматической подвеской на установившиеся колебания: Автомобильная промышленность, 1963. №2.

26. Гнеденко Б.В. Курс теории вероятностей. М.: Наука, 1969.

27. ГОСТ 12.1.012-90 Вибрационная безопасность. Общие требования. М.: Издательство стандартов, 1991.

28. Гоулд Б., Рэйдер Ч. Цифровая обработка сигналов. М.: Советское радио, 1977. -200с.

29. Григорян Г.П., Хачатуров А.А. Колебания автомобиля с линейной характеристикой амортизатора: труды НАМИ вып. 63, 1962.

30. Гришкевич А.И. Автомобили. Конструкция, конструирование и расчет. Системы управления и ходовая часть. Минск: «Вышэйшая школа», 1987.- 198с.

31. Гришкевич А.И. Автомобили. Теория. Минск: «Вышэйшая школа», 1986.- 206с.

32. Гродко J1.H., Ковалева О.Б., Конспект лекций по прикладной теории механических колебаний. М.: 1981. 79с.

33. Дербаремдикер А.Д. Амортизаторы транспортных машин. М.: Машиностроение, 1985. 200с.

34. Дербаремдикер А.Д. К вопросам об автоматическом регулировании сопротивления амортизатора. Автомобильная промышленность, 1964. №11- 18-20с.

35. Дженкинс Г., Ватте Д. Спектральный анализ и его приложения. М.: Мир, 1971.-316с.

36. Дмитриев А.А., Шупляков B.C., Яценко Н.Н. Особенности взаимодействия пневматической шины с микропрофилем дороги: Автомобильная промышленность, 1973. №5 27-30с.

37. Добронравов М.С., ИвановВ.В., Степанов И.С. Стенд для дорожных испытаний подвески автомобиля: Материалы научно-технической конференции. М.: МАМИ, 1989. 67с.

38. Добрынин С.А., Фельдман М.С., Фирсов Г.И. Методы автоматизированного исследования вибрации машин. М.: Машиностроение, 1987. 224с.

39. Дьяконов В. Mathcad 2000: учебный курс. СПб.: Питер, 2001. 592с.

40. Елисеев С.В., Нерубенко Г.П. Динамические гасители колебаний. Новосибирск: Наука, 1982. 137с.41.