Методика расчёта параметров подвески автомобиля с учётом поперечно-угловых колебаний кузова тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.05.03, кандидат технических наук Семенов, Никита Владимирович

• Семенов, Никита Владимирович
• кандидат технических наук
• 2011

Оглавление диссертации кандидат технических наук Семенов, Никита Владимирович

ВВЕДЕНИЕ.

1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА И ПОСТАНОВКА ЗАДАЧ ИССЛЕДОВАНИЯ.

1.1. Анализ методов расчёта плавности хода автомобиля.

1.2. Анализ методов расчёта колебаний кузова автомобиля в поперечной плоскости.

1.2.1. Расчёт угловых колебаний кузова автомобиля в поперечной плоскости при криволинейном движении.

1.2.2. Расчёт угловых колебаний кузова автомобиля при движении по неровностям дороги.

1.3. Экспериментальные исследования поперечно-угловых колебаний кузова автомобиля:.!.

1.4. Выводы. 31;

2. АНАЛИТИЧЕСКОЕ ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПОПЕРЕЧНО-УГЛОВЫХ-КОЛЕБАНИЙ КУЗОВА АВТОМОБИЛЯ.

2.1. Передаточные функции системы подрессоривания для расчёта поперечно-угловых колебаний кузова.

2.2. Подготовка исходных данных для примера расчёта.

2.2.1. Массовые и габаритные параметры машины.

2.2.2. Упругие и демпфирующие характеристики передней подвески.

2.2.3. Упругие и демпфирующие характеристики задней подвески.

2.2.4. Упругие и демпфирующие характеристики шин.

2.2.5. Условия движения машины.

2.3. Результаты расчёта контрольного примера.

2.4. Выводы.

3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПОПЕРЕЧНО-УГЛОВЫХ КОЛЕБАНИЙ КУЗОВА АВТОМОБИЛЯ.

3.1. Задачи эксперимента и объект испытаний.

3.2. Методика проведения испытаний и используемая аппаратура.

3.3. Результаты испытаний.

3.3.1. Результаты стендовых испытаний.

3.3.2. Результаты дорожных испытаний.

3.4. Выводы.

4. ИССЛЕДОВАНИЕ ПОПЕРЕЧНО-УГЛОВЫХ КОЛЕБАНИЙ КУЗОВА АВТОМОБИЛЯ.

4.1. Влияние жёсткости подвески на поперечно-угловые колебания кузова автомобиля.

4.2. Влияние жёсткости стабилизатора на поперечно-угловые колебания кузова автомобиля.

4.3. Влияние демпфирующих свойств подвески на поперечно-угловые колебания кузова автомобиля.

4.4. Влияние жёсткости шин на поперечно-угловые колебания кузова автомобиля.

4.5. Выводы.

5. РАСЧЁТ ПАРАМЕТРОВ ПОДВЕСКИ АВТОМОБИЛЯ С УЧЁТОМ ПОПЕРЕЧНО-УГЛОВЫХ КОЛЕБАНИЙ КУЗОВА.

5.1. Методика расчёта параметров подвески автомобиля с учётом поперечно-угловых колебаний кузова автомобиля.

5.2. Пример расчёта параметров подвески автомобиля с учётом поперечно-угловых колебаний кузова.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Методика расчёта параметров подвески автомобиля с учётом поперечно-угловых колебаний кузова»

Возросшие скорости движения современных автотранспортных средств предъявляют более жёсткие требования к их подвеске, от совершенства конструкции которой зависят многие технико-эксплуатационные качества автомобиля: комфортабельность, плавность хода, устойчивость и безопасность движения, долговечность агрегатов, производительность, средняя скорость и др. Движение автомобиля по неровным дорогам сопровождается непрерывными колебаниями кузова, как в продольной, так и в поперечной плоскостях. Однако до недавнего времени* при исследовании плавности хода автомобиля мало внимания уделялось колебаниям подрессоренной массы в поперечной плоскости. Известно, что применение на современных автомобилях подвесок с малолистовыми, пневматическими и гидропневматическими рессорами сопровождается снижением их вертикальной и угловой жёсткости, а необходимая угловая жёсткость подвески обеспечивается за счёт' установки дополнительных стабилизаторов поперечной устойчивости, выбор размеров которых осуществляется по допустимому углу наклона кузова при заданной боковой силе. При этом влияние их на параметры плавности хода, как правило, не рассматривается.

Анализ динамики подвески автомобиля с учётом колебаний кузова в> продольной и поперечной плоскостях предполагает использование новых методов при создании систем подрессоривания, в том числе управляемых, и более полный учёт реальных условий их работы.

В развитие теории эксплуатационных свойств автомобилей существенный-вклад внесли такие отечественные учёные, как: Гришкевич А.И. [1,16], Зимелёв Г.В. [23], Литвинов A.C. [34, 35], Смирнов Г.А. [58], Фалькевич B.C. [63], Чудаков Е.А. [67] и др. Непосредственно изучению колебаний и плавности хода посвящены работы Жукова A.B. [22], Пархиловского И.Г. [41], Ротенберга Р.В. [49,50], Силаева A.A. [57], Хачатурова A.A. [18], ЯценкоН.Н. к*

69] и др. Среди зарубежных авторов следует отметить работы Раймпеля И., [47,48, 80], Янте А. [68], Haies F.D. [74], Jazar N.R. [75], Mitschke М. [78].

В большинстве работ [16, 27, 45, 46, 47,49, 70, 80, 81] углы наклона кузова в поперечной плоскости рассматриваются, прежде всего, при исследовании устойчивости и управляемости автомобиля в процессе криволинейного движения. Здесь даются, такие понятия, как: угловая жёсткость подвески; высота центра крена; ось крена; плечо крена. Приводятся схемы для определения высоты центра крена для различных типов подвески. В результате определяются боковые реакции на колёса, увод шин, условия заноса и опрокидывания автомобиля. Данные схемы используются при проектировочном расчёте параметров подвески автомобиля: угловой жёсткости подвески и стабилизатора поперечной устойчивости. Однако при этом не учитывается влияние угловой жёсткости подвески и стабилизатора на ускорения кузова в поперечной плоскости при движении автомобиля по дорожным неровностям. Среди работ, в которых предлагаются схемы, для расчёта колебаний кузова в поперечной плоскости при движении автомобиля по дорожным неровностям следует отметить [16, 18, 49, 57, 58]. Однако они не позволяют оценить угловые перемещения кузова при силовом воздействии, а также не учитывают наличие стабилизатора поперечной устойчивости. Тем самым выбор параметров подвески автомобиля осуществляется только исходя из обеспечения поперечной устойчивости, не учитывая при этом плавность хода. Проверку соответствия плавности хода установленным нормам готового образца проводят по результатам полигонных испытаний.

Данная диссертационная работа посвящена совершенствованию методики расчёта параметров подвески автомобиля учётом поперечно-угловых колебаний кузова.

Для решения поставленной цели были сформулированы следующие задачи:

1. Проанализировать существующие методики расчёта поперечно-угловых колебаний кузова автомобиля. Обосновать необходимость их совершенствования.

2. Усовершенствовать математическую модель системы подрессоривания, позволяющую оценить поперечно-угловые колебания кузова автомобиля при силовом и кинематическом воздействии.

3. Разработать методику экспериментального исследования поперечно-угловых колебаний кузова автомобиля. Провести стендовые и дорожные испытания для проверки адекватности разработанной математической модели.

4. Исследовать влияние параметров системы подрессоривания. на поперечно-угловые колебания кузова автомобиля.

5. Уточнить методику проектировочного расчёта жёсткости стабилизатора и упругого элемента подвески учётом поперечно-угловых ускорений кузова, автомобиля при его движении по дорожным неровностям.

В первой главе проведён обзор работ в области исследования плавности хода и устойчивости транспортных средств, сделан вывод о необходимости учёта поперечно-угловых колебаний кузова автомобиля при анализе и проектировании его подвески.

Во второй главе показан вывод основных зависимостей для расчёта показателей плавности хода при колебаниях кузова автомобиля в поперечной плоскости, описание программы и примера расчёта.

В третьей главе представлена методика и результаты экспериментальных исследований поперечно-угловых колебаний кузова автомобиля.

В четвёртой главе приводятся результаты расчётных исследований влияния параметров подвески (жёсткости упругого элемента, сопротивления амортизаторов, жёсткости стабилизаторов и шин) на поперечно-угловые колебания кузова при различных условиях движения автомобиля: движение по неровностям дороги, движение в режиме «обгон», резкое приложение боковой силы (маневр «рывок»).

В пятой главе представлена методика и пример проектировочного расчёта параметров подвески легкового автомобиля массой 2400 кг с учётом поперечно-угловых колебаний кузова.

Основные результаты диссертационной работы изложены в выводах.

Научную новизну решённых в диссертационной работе задач представляют:

1. В математической модели системы подрессоривания произведён одновременный учёт как силового, так и кинематического воздействия на поперечно-угловые колебания кузова автомобиля.

2. Исследовано влияние жёсткости стабилизатора на параметры поперечно-угловых колебаний кузова автомобиля.

3. Методика выбора жёсткости стабилизатора и подвески автомобиля при проектировочном расчёте была уточнена учётом поперечно-угловых ускорений кузова автомобиля при его движении по дорожным неровностям.

На защиту выносятся: методика расчёта угловых колебаний кузова автомобиля в поперечной, плоскости, учитывающая тип и параметры подвески, наличие стабилизаторов поперечной устойчивости, а также различный характер приложения внешней нагрузки; результаты расчётного исследования влияния жёсткости подвески, стабилизатора, шин и сопротивления амортизаторов на параметры плавности хода легкового автомобиля при его колебаниях в поперечной плоскости; методика экспериментального определения поперечно-угловых колебаний кузова легкового автомобиля при различных видах воздействия; результаты обработки и анализа экспериментальных данных, полученных автором при стендовых и дорожных исследованиях; применимость метода при проектировочных расчётах подвески.

Практическая ценность диссертационной работы состоит в том, что её результаты позволяют оценивать угловые перемещения и ускорения кузова в поперечной плоскости в различных режимах движения автомобиля, а также обоснованно выбирать параметры подвески, в том числе жёсткость стабилизатора, на стадии проектирования подвески автомобиля.

В целом, разработанный метод повышает точность расчётов угловых колебаний автомобиля, позволяет на стадии проектирования обоснованно выбирать параметры подвески, повышающих качество и надёжность работы системы подрессоривания и, как следствие, улучшение плавности хода и повышение скоростей движения. Таким образом обеспечивается повышение технического уровня разрабатываемых автомобилей, а также снижение времени и затрат на доводку модернизируемых и вновь проектируемых систем подрессоривания.

Результаты работы используются в учебном процессе при подготовке бакалавров, инженеров и магистров на кафедре «Колесные и гусеничные машины» Санкт-Петербургского государственного политехнического университета.

Диссертационная работа в целом, а также её отдельные разделы докладывались на научных семинарах кафедры «Колёсные и гусеничные машины» Санкт-Петербургского политехнического университета в 20082010 гг.

По материалам диссертационной работы опубликовано пять печатных работ [52, 53, 54, 55, 56].

Заключение диссертации по теме «Колесные и гусеничные машины», Семенов, Никита Владимирович

4.5. Выводы

Проведённые исследования влияния параметров подвески автомобиля на поперечно-угловые колебания кузова показали:

1) В наибольшей степени на поперечно-угловые перемещения и ускорения кузова влияет жёсткость стабилизатора: увеличение его жёсткости на 50 % приводит к уменьшению угла крена на 17 % для режима «обгон» и на 14 % при выполнении маневра «рывок». Однако включение стабилизатора приводит к увеличению ускорений кузова на 28 %. В меньшей степени на поперечно-угловые перемещения оказывает влияние жёсткость подвески: увеличении её жёсткости на 20 % приводит к уменьшению угла крена на 9 % при наличии стабилизатора и на 15 % при его отсутствии. Однако при этом возрастают поперечно-угловые ускорения кузова на 19% и 31% соответственно при наличии и отсутствии стабилизатора.

2) Рост жёсткости стабилизатора приводит не только к уменьшению углов, крена, но и к увеличению длительности колебаний кузова при резком приложении боковой силы (маневр «рывок»), что негативно влияет на управляемость автомобиля.

3) Демпфирующие свойства подвески наибольшее влияние оказывают только в режиме «рывок»: увеличение коэффициента демпфирования на 50 % (при наличии стабилизатора) приводит к уменьшению угла крена на 9 %.

4) Жёсткость шин практически не влияет ни на углы крена, ни на поперечно-угловые ускорения в различных режимах движения: увеличение жёсткости шин на 20 %, при наличии стабилизатора и номинальной жёсткости подвески, приводит к уменьшению угла крена на 2 % в режиме «обгон» и на 4% при движении по дорожным неровностям. Также, жёсткость шин практически не влияет и на угол крена в режиме «рывок» — увеличение жёсткости шин на 20 % приводит к снижению угла крена всего на 3 %.

5) Для выбора жёсткости подвески и стабилизатора предложено использовать зависимости угловых перемещений и ускорений кузова от относительного изменения параметра подвески (жёсткости упругого элемента, стабилизатора поперечной устойчивости) при различных видах воздействий.

5. РАСЧЁТ ПАРАМЕТРОВ ПОДВЕСКИ АВТОМОБИЛЯ С УЧЁТОМ ПОПЕРЕЧНО-УГЛОВЫХ КОЛЕБАНИЙ КУЗОВА

5.1. Методика расчёта параметров подвески автомобиля с учётом поперечно-угловых колебаний кузова автомобиля

Учитывая не однотипное влияние параметров подвески на поперечно-угловые колебания кузова автомобиля, необходимо определять их исходя из одновременного выполнения следующих условий:

- обеспечение требуемой поперечной устойчивости автомобиля;

- обеспечение требуемых норм плавности хода для продольных и поперечных колебаний кузова автомобиля при движении по дорожным неровностям.

Принято [45, 61], что для обеспечения требуемой поперечной устойчивости, угол крена кузова автомобиля не должен превышать 3.60 при воздействии удельной боковой силы равной р. = 0,4. Из этих условий обычно определяется требуемая угловая жёсткость подвески Су.т. Угол крена кузова в поперечной плоскости без учёта жёсткости шин равен [45]:

Су~КМп8 где ¡л — относительная боковая сила, действующая на подрессоренную массу автомобиля;

Мп — подрессоренная масса автомобиля;

Ик — плечо крена; g — ускорение свободного падения;

Су-угловая жёсткость подвески (включая стабилизатор). Откуда следует, что требуемая угловая жёсткость подвески Су.т равна:

Ц.Т--ГТ-(5.1) где [///] — допустимый угол крена, \у/\ = 3.60.

Угловая жёсткость стабилизатора определяется как разность между требуемой угловой жёсткостью подвески и угловой жесткостью, полученной при проектировочном расчёте:

Сст=Су.т-Су. (5.2)

Далее, по методике, изложенной во второй* главе, определяются поперечно-угловые перемещения и ускорения кузова при различных видах воздействия: силовое воздействие на кузов и кинематическое воздействие на колёса. Для определения перемещений и ускорений кузова используются формулы (2117) и (2.23). В качестве силового воздействия используется центробежная сила. Кинематическое воздействие задано разностью высот неровностей дороги между левой и правой стороной автомобиля.

Расчёты проводятся для различных значений угловой жёсткости стабилизатора Сст в диапазоне (0.2)-Сст. По» результатам расчёта строится характеристика поперечно-угловых перемещений и- ускорений кузова в зависимости от относительной жёсткости стабилизатора Сст/Сст. 0. За номинальную жёсткость стабилизатора Сст. 0 принимается значение, рассчитанное по формуле 5.2. При этом на графике для данного типа автомобиля наносятся уровни предельно допустимых угловых ускорений и перемещений [(//] кузова. В. случае если полученные значения угловых перемещений и ускорений превышают заданные уровни, то необходимо корректировать угловую жёсткость стабилизатора, либо жёсткость подвески и стабилизатора.

Рассмотрим 5 основных вариантов выбора угловой жёсткости стабилизатора и подвески.

Вариант I (рис. 5.1). В данном варианте перемещения и ускорения кузова при номинальных параметрах подвески не превышают допустимые уровни (точки а и Ь, рис. 5.1). В данном случае жёсткость стабилизатора можно изменять в диапазоне от С'сг до С'"ст. При жёсткости стабилизатора равной С'ст поперечно-угловые перемещения примут предельное значение [t/s] (точка с, рис. 5.1). При жёсткости стабилизатора равной С"'ст поперечно-угловые ускорения примут предельное значение [«//] (точка d, рис. 5.1). Жёсткость стабилизатора выбирается в зависимости от требований к автомобилю: для спортивной езды необходимо выбрать наибольшее значение жёсткости; для максимальной комфортабельности — минимальное значение жёсткости.

Вариант II (рис. 5.1). В представленном варианте поперечно-угловые ускорения, при номинальных параметрах подвески, превышают предельный уровень ускорений \у/\ (точка е, рис. 5.1). Для уменьшения ускорений до допустимого уровня (точка f, рис. 5.1) необходимо снизить угловую жёсткость стабилизатора до значения С"ст- Таким образом жёсткость стабилизатора j следует выбирать в диапазоне от С'ст до С"ст, в зависимости от требований к автомобилю. * е d

Ъ И

СсД 'сто Cji "сто о 0.5 1 1.5 Сст/сет.0

Рис. 5.1. Схема выбора жёсткости стабилизатора: — поперечно-угловые перемещения;— поперечно-угловые ускорения

В варианте II для снижения поперечно-угловых ускорений кузова достаточно изменения жёсткости стабилизатора. Однако возможен случай, когда необходимо корректировать как угловую жёсткость стабилизатора, так и угловую жёсткость подвески автомобиля (см. вариант III).

Вариант III (рис. 5.2). В данном варианте ускорения кузова при номинальных параметрах подвески превышают допустимый уровень (точка Ь, рис. 5.2). Для снижения ускорений необходимо уменьшить угловую жёсткость стабилизатора до значения С'ст. При этом поперечно-угловые перемещения будут равны предельному значению [<//] (точка с1, рис. 5.2), а ускорения снизятся до значения в точке с (рис. 5.2). Дальнейшее снижение поперечно-угловых ускорений (точка е, рис. 5.2) за счёт уменьшения жёсткости стабилизатора приведёт к превышению допустимого уровня поперечного крена (точка /, рис. 5.2). Таким образом, необходимо корректировать угловую жёсткость подвески. рад цг, град Ч/' —

Ь Г

- И г с! И

У а

СЖ* / о о 0.5 1 1,5 С^С„.в

Рис. 5.2. Схема выбора жёсткости стабилизатора: - поперечно-угловые перемещения;— поперечно-угловые ускорения

Для выбора угловой жёсткости подвески проводятся расчёты для различных значений Су в диапазоне (0,6.1,4)-Су с учётом скорректированной жёсткости стабилизатора С'ст. По результатам расчёта строится характеристика поперечно-угловых перемещений и ускорений кузова в зависимости от относительной угловой жёсткости подвески Су/Су.0 (рис. 5.3). За номинальную жёсткость подвески Суо принимается значение, рассчитанное при проектировочном расчёте.

V, град рад

0.6 0,8 Су/Суо л 12 Су/су.0

Рис. 5.3. Схема выбора угловой жёсткости подвески: - поперечно-угловые перемещения;— поперечно-угловые ускорения

На рис. 5.3 представлена зависимость поперечно-угловых перемещений и ускорений кузова, рассчитанная с учётом скорректированной жёсткости стабилизатора С'ст. Таким образом, при номинальных параметрах, угол крена будет равен предельному значению (точка а, рис. 5.3). Для уменьшения ускорений необходимо снизить жёсткость подвески до значения С'у. При этом возрастут угловые перемещения на величину Alf/. Как показали исследования (п. 4.1), жёсткость подвески практически не влияет на угол крена при движении автомобиля по дорожным неровностям. Следовательно, искомая жёсткость подвески - С'у.

Вариант IV (рис. 5.4). В данном варианте угол крена кузова при номинальных параметрах подвески превышает допустимый уровень (точка а, рис. 5.4). Для снижения угловых перемещений кузова необходимо увеличить угловую жёсткость стабилизатора до С'ст. При этом поперечно-угловые перемещения будут равны предельному значению \у/\ (точка d, рис. 5.4). Угловую жёсткость стабилизатора можно выбирать в диапазоне от С'ст. до С"ст. При жёсткости стабилизатора равной С"ст поперечно-угловые ускорения будут равны предельному значению (точка с, рис. 5.4). Жёсткость стабилизатора выбирается в зависимости от требований к автомобилю. рад у/, град V. —2~

W с ь г о* ' и а d

Сп Оссто

0 0,5 1 1,5 С„/С„,а

Рис. 5.4. Схема выбора жёсткости стабилизатора: - поперечно-угловые перемещения;- поперечно-угловые ускорения

Вариант V (рис. 5.5). В данном варианте превышены предельные уровни как поперечно-угловых перемещений (точка а, рис. 5.5), так и ускорений (точка Ь, рис. 5.5). Сначала необходимо уменьшить угол крена за счёт увеличения угловой жёсткости стабилизатора до значения С'ст. При этом возрастут ускорения до значения в точке с (рис. 5.5). рад

V. град г - ^í"

Л* ■¿Г с

Ъ . И а d и

ОСао X |

0 0,5 1 1,5 С„/Ссто

Рис. 5.5. Схема выбора жёсткости стабилизатора: — поперечно-угловые перемещения;- поперечно-угловые ускорения

Для уменьшения ускорений кузова необходимо снизить угловую жёсткость подвески. Для выбора угловой жёсткости подвески проводятся расчёты для различных значений Су в диапазоне (0,6.1,4)-Су с учётом скорректированной жёсткости стабилизатора С'ст. По результатам расчёта строится характеристика поперечно-угловых перемещений и ускорений кузова в зависимости от относительной угловой жёсткости подвески Су/Су.0 (рис. 5.6). За номинальную жёсткость подвески Су0 принимается значение, рассчитанное при проектировочном расчёте. При скорректированной жёсткости стабилизатора С'ст Уг°л крена будет равен предельно допустимому значению [(//] (точка а, рис. 5.6). Для уменьшения поперечно-угловых ускорений кузова до уровня (точка с, рис. 5.4) необходимо снизить угловую жёсткость подвески до значения С'у. При этом, возрастёт угол крена на величину Лц/ . Если Лц/ будет превышать заданное значение, то необходимо повторить расчёт с учётом скорректированного значения угловой жёсткости подвески С'у, увеличить угловую жёсткость стабилизатора до значения, при котором угол крена не будет превышать допустимого значения. Расчёты проводятся то тех пор, пока Лу/ не будет превышать заданного значения. рад ч>, град У' с2

-* у у *

Ь ¿г У *

У с . —^ И а и

Ау/

I сусуо

0.6 0,8 1 1.2 Су/Суо

Рис. 5.6. Схема выбора жёсткости подвески: - поперечно-угловые перемещения;- поперечно-угловые ускорения

5.2. Пример расчёта параметров подвески автомобиля с учётом поперечно-угловых колебаний кузова

Методика расчёта параметров подвески автомобиля с учётом поперечно-угловых колебаний кузова рассмотрена на примере легкового автомобиля среднего класса массой 2400 кг. Цель расчёта - определение угловой жёсткости передней подвески и стабилизатора (параметры для задней подвески рассчитываются аналогично). Исходные данные, необходимые для расчёта, приведены в табл. 5.1.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Приведём основные результаты диссертационной работы:

1. Усовершенствована методика проектировочного расчёта параметров подвески автомобиля учётом поперечно-угловых колебаний его кузова, позволяющая одновременно удовлетворить требования по устойчивости и плавности хода. Для выбора жёсткости подвески и стабилизатора предложено использовать зависимости угловых перемещений и ускорений кузова от относительного изменения параметра подвески (жёсткости упругого элемента, стабилизатора поперечной устойчивости) при различных видах воздействия.

2. Разработана математическая модель системы- подрессоривания, позволяющая с достаточной точностью описывать колебания кузова автомобиля в поперечной плоскости при различных видах силового и кинематического воздействия (резкое и постоянное приложение боковой силы, неровности дороги).

3. Разработана методика экспериментальных исследований колебаний подрессоренной массы автомобиля при различных видах воздействия: кинематическое гармоническое воздействие на колесо; силовое воздействие на кузов боковой гармонической силы. Проведены стендовые и дорожные испытания автомобиля, подтвердившие адекватность разработанной модели.

4. Проведено исследование, в результате которого определена степень влияния параметров системы подрессоривания на поперечно-угловые колебания кузова при различных видах воздействия.

5. Применение уточнённой методики позволило снизить поперечно-угловые ускорения кузова (до 36 %), что позволяет снизить затраты на доводку параметров подвески во время полигонных испытаний. Предложенная методика удобна в инженерном пользовании и позволяет на стадии проектирования обоснованно выбирать параметры подвески. В результате обеспечивается повышение технического уровня разрабатываемых автомобилей, а также снижение времени и затрат на доводку модернизируемых и вновь проектируемых систем подрессоривания.

Научную новизну решённых & диссертационной работе задач представляют:

1. В» математической модели системы подрессоривания произведён одновременный учёт как силового, так и кинематического воздействия на поперечно-угловые колебания кузова автомобиля.

2. Исследовано влияние жёсткости стабилизатора на параметры поперечно-угловых колебаний кузова автомобиля.

3. Методика выбора жёсткости стабилизатора и подвески автомобиля при проектировочном расчёте была уточненаучётом поперечно-угловых ускорений кузова автомобиля при его движении по дорожным неровностям.

Практическая ценность диссертационной работы состоит в том, что её результаты позволяют оценивать угловые перемещения и ускорения кузова в поперечной плоскости в различных режимах движения автомобиля, а также обоснованно выбирать параметры подвески, в том числе жёсткость стабилизатора, на стадии проектирования подвески автомобиля.

Перспективы дальнейших исследований. Хотелось бы отметить, что в диссертации изложены общие принципы подбора параметров подвески с учётом поперечно-угловых колебаний кузова автомобиля. Реальная задача представляет собой поиск решения многопараметрической системы, в которую включены не только уравнения, описывающие поперечно-угловые колебания автомобиля, но и продольно-угловые. Решение системы и её оптимизация выходит за рамки данного диссертационного исследования и может быть рассмотрено как перспективное направление в исследовании устойчивости и плавности хода автомобиля.

Список литературы диссертационного исследования кандидат технических наук Семенов, Никита Владимирович, 2011 год

1. Автомобили: Испытания: Учеб. пособие для вузов / В.М.Беляев, М.С. Высоцкий, JI.X. Гилелес и др.; Под ред. А.И. Гришкевича, М.С. Высоцкого. Мн.: Выш. шк., 1991. - 187 с.

2. Автомобиль Volkswagen Touareg: Руководство по эксплуатации, техническому обслуживанию и ремонту. — АртСтиль, 2007. — 276 с.

3. Автомобиль ВАЗ-2108 «Спутник»: Устройство и ремонт / В.А. Вершигора, А.П. Игнатов, К.В. Новокшонов, К.Б. Пятков. — М.: Транспорт. 1987.-221 с.

4. Автомобильный справочник: Пер. с англ. — 2-е изд., перераб. и доп. — М.: ЗАО «КЖИ За рулём», 2004. 992 с.

5. Аксенов П.В. Многоосные автомобили. — 2-е изд., перераб. и доп. — М.: Машиностроение, 1989. — 280 с.

6. Ануфриев И.Е. MATLAB 7 / И.Е. Ануфриев, А.Б. Смирнов, E.H. Смирнова. СПб.: БХВ-Петербург, 2005. - 1104 с.

7. Батько Б.М. Соискателю учёной степени. Практические рекомендации (от диссертации до аттестационного дела). 5-е изд., перераб. и доп. — СПб.: МОП AHO «НТЦ им. Л.Т. Тучкова», 2008. - 351 с.

8. ВАЗ-2115, ВАЗ-2114, BA3-2113 и их модификации: Каталог узлов, деталей и запасных частей / С.Н. Косарев. — М.: ООО «Издательство ACT»: ООО «Издательство Астрель», 2004. — 383 1. с.

9. ВАЗ-2115,-15i,-14i: Руководство по эксплуатации, техническому обслуживанию и ремонту. — М.: Издательский Дом Третий Рим, 2007. — 140 с.

10. ВахламовВ.К. Автомобили: Эксплуатационные свойства: учебник для студ. высш. учеб. заведений / В.К. Вахламов. — 2-е изд., стер. — М.: Издательский центр «Академия», 2006. — 240 с.

11. Ведемейер Е.А. Колебания автомобиля / Е.А. Ведемейер. — М.: Автотрансиздат, 1959.— 143 с.

12. Вибрация, передаваемая человеческому телу от твердых поверхностей: Руководство для оценки на человека. Международный стандарт. Per. № ИеО 2631-74. -М.: Стандарты, 1978. 17 с.

13. Волков Ю.П. Транспортные гусеничные машины. Ходовая часть: Учеб. пособие / Ю.П. Волков, В.Е. Ролле, А.Д. Самойлов. СПб.: Изд-во Политехи, ун-та, 2009.-266 с.

14. Вонг Дж. Теория наземных транспортных средств: Пер. с англ. — М.Ч Машиностроение, 1982. — 284 с.

15. ГОСТ 12.1.012-2004. Система стандартов безопасности труда. Вибрационная безопасность. Общие требования безопасности. Взамен ГОСТ 12.1.012-90:,введ. 01.07.2008. -М.: Изд-во стандартов, 2010. 20 с.

16. Гришкевич А.И. Автомобили: Теория: Учебник для вузов. Ми.: Выш. шк., 1986.-208 с.

17. Дербаремдикер А.Д. Амортизаторы транспортных машин. — М.: Машиностроение, 1985.-200 с.

18. Динамика системы дорога шина - автомобиль — водитель / Под ред. A.A. Хачатурова. -М.: Машиностроение, 1976. - 535 с.

19. Ерёмина И.В. Обеспечение плавности хода при проектировании легкового автомобиля с учётом влияния потерь на трение в подвеске: Автореф. дис. канд. тех. наук: 05.05.03 / Ерёмина Ирина Васильевна. Тольятти, 2008. -26 с.

20. Ерофеев A.A. Теория автоматического управления: Учебник для вузов. — 2-е изд., перераб. и доп. СПб.: Политехника, 2003. — 302 с.

21. Жуков A.B. Влияние запаздывания воздействия неровностей дороги на поперечные колебания полуприцепа // Автомобильная промышленность. — 1971. — № 6. — С. 16-19.

22. Жуков A.B. Оценка поперечно-угловых колебаний двухосного прицепа с учётом нелинейности характеристики подвески / A.B. Жуков, Ю.Ю. Беленький // Автомобильная промышленность. — 1971. — № 12. — С. 12-14.

23. Зимелев Г.В. Теория автомобиля. — М.: Машгиз, 1959. — 312 с.

24. Иларионов В.А. Поперечный крен автомобиля «Москвич-408» / В.А. Иларионов, В.К. Вахламов // Автомобильная промьппленность. — 1966. — № 12.-С. 19-20.

25. Иларионов В.А. Поперечный крен кузова и устойчивость автомобиля // Автомобильная промышленность. — 1962. — № 10. — С. 29-32.

26. Испытания автомобилей- / В.Б. Цимбалин, В.Н. Кравец, С.М. Кудрявцев? и др. — М.: Машиностроение, 1978. 199 с.

27. Ищенко В.Н. Углы крена автомобиля с независимой подвеской // Известия вузов СССР: Машиностроение. — 1965. -№ 9. — С. 28-33.

28. Карунин М.А. Устройство, повышающее боковую устойчивость АТС / М.А Карунин, В.С. Устименко, Е.В. Баранова // Автомобильная промышленность. — 2008. № 5. — С. 20-21.

29. Каталог запасных частей автомобилей ВАЗ-2108, ВАЗ-2109 и их модификаций / Сост.: Л.А. Мельникова и др:; Волжский автомоб. з-д им: 50-летия СССР. М.: Машиностроение, 1992 — 160 с.

30. Колебания автомобиля. Испытания и исследования / Под ред. Я.М. Певзнера. -М.: Машиностроение; 1979. — 208 с.

31. Кравец В.Н: Проектирование автомобиля: Учеб. пособие для вузов / В.Н. Кравец. — 2-е изд, перераб. и доп.; Нижегород. политехи, ин-т. — Н. Новгород, 1992. 230 с.

32. Краткий автомобильный справочник. В 4 т. Т. 3. Легковые автомобили. Ч. 2 / Кисуленко Б.В. и др. — М.: НПСТ «Трансконсалтинг», 2004. 560 с.

33. Кузнецов В.А. Конструирование и расчёт автомобиля. Подвеска автомобиля: Учебное пособие / В А. Кузнецов, И.Ф. Дьяков — Ульяновск: УлГТУ, 2003.-64 с.

34. Литвинов А.С. Автомобиль: Теория эксплуатационных свойств: Учебник для вузов по специальности «Автомобили и автомобильное хозяйство» / А.С. Литвинов, Я.Е. Фаробин. — М.: Машиностроение, 1989. 240 с.

35. Литвинов А.С. Управляемость и устойчивость автомобиля. — М.: Машиностроение, 1971. — 416 с.

36. Лукин П.П. Конструирование и расчёт автомобиля: Учебник для студентов втузов, обучающихся по специальности «Автомобили и тракторы» / П.П. Лукин, Г.А. Гаспарянц, В.Ф. Родионов. — М.: Машиностроение, 1984. — 376 с.

37. Машиностроение. Энциклопедический справочник. В 15 т. Т.П. Конструирование машин. — М.: Машгиз, 1948. — 456 с.

38. Морозов Б.М. Активная подвеска (сервоподвеска) автомобиля: Обзор / Б.М. Морозов, Р.И Райхлин. М.: НИИНАвтопром, 1967. - 60 с.

39. Пархиловский И.Г. Автомобильные листовые рессоры. — 2-е изд., перераб: и доп. — М^: Машиностроение, 1978. — 232 с.

40. Певзнер В.М. Об уровне продольных и поперечных ускорений при* колебаниях легковых автомобилей / В.М. Певзнер, Г.Г. Гридасов, А.Е. Плетнев //Тр. НАМИ.-1973.-Вып. 141.-С. 14-19.

41. Подригало М.А., Волков В.П. Определение радиусов инерции автомобиля на стадии проектирования / М.А. Подригало, В.П. Волков // Автомобильная промышленность. — 2003. — № 6. — С. 19-22.

42. Поршнев Г.П. Автомобиль: поворот, устойчивость, проходимость: Конспект лекций / Г.П: Поршнев, Р.Ю. Добрецов; СПбГТУ. СПб.: Изд-во СПбГТУ, 2001. — 55 с.

43. Проектирование полноприводных колёсных машин: В 2 т. Т. 2. Учеб. для вузов / Б.А. Афанасьев, Б.Н. Белоусов, Л.Ф. Жеглов и др.; Под общ. ред. А.А. Полунгяна. М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2000. - 640 с.

44. Пройкшат А. Шасси автомобиля: Типы приводов / Под ред. Й. Раймпеля; Пер. с нем. В.И. Губы; Под ред. А.К. Миллера. М.: Машиностроение, 1989. — 232 с.

45. Раймпель Й. Шасси автомобиля / Сокр. пер. 1 тома 4 нем. изд. В.П. Агапова; Под ред. И.Н. Зверева. — М.: Машиностроение, 1983. — 356 с.

46. Раймпель Й. Шасси автомобиля: Элементы подвески / Пер. с нем. А.Л. Карпухина; Под ред. Г.Г. Гридасова. — М.: Машиностроение, 1987. — 288 с.

47. Ротенберг Р.В. Подвеска автомобиля. — 3-е изд., перераб. и доп. — М:: Машиностроение, 1972. — 392 с.

48. Ротенберг Р.В., Бурлаченко Н.И. О физиологических критериях плавности хода автомобиля // Автомобильная промышленность. — 1966. — № 21 С. 27-30.

49. Семаков В. Всегда на взводе // За рулем. — 1998. — № 5. — С. 244-245.

50. Семенов Н.В. Исследование поперечных колебаний автомобиля / Н.В. Семенов, В.Е. Ролле, А.Г. Семенов // Автомобильная промышленность. —2008.-№ 7.-С. 31-33.

51. Семенов Н.В. Параметры стабилизатора и амортизатора и поперечные колебания кузова автомобиля / Н.В. Семенов, В.Е. Ролле, А.Г. Семенов // Автомобильная промышленность. — 2009. — № 12. С. 20-22.

52. Силаев A.A. Спектральная теория подрессоривания транспортных машин. — 2-е изд., перераб. и доп. М.: Машиностроение, 1972. — 192 с.

53. Смирнов Г.А. Теория движения колесных машин: Учеб. для студентов машиностроит. спец. вузов. — 2-е изд., перераб. и доп. — М.: Машиностроение, 1990.-352 с.

54. Солодовников В.В. Теория автоматического управления техническими системами: Учеб. пособие / В.В. Солодовников, В.Н. Плотников, A.B. Яковлев; -М.: Изд-во МГТУ, 1993. 492 с.

55. Справочник по сопротивлению материалов / Г.С Писаренко,

56. A.П. Яковлев, В.В. Матвеев. 2-е изд., перераб. и доп. — Киев: Наук, думка, 1988. - 736 с.

57. ТарасикВ.П. Теория движения автомобиля: Учебник для вузов. — СПб:: БХВ-Петербург, 2006. 478 с.

58. Тракторы: Теория: Учебник для студентов вузов по спец. «Автомобили и. тракторы» / В.В. Гуськов, H.H. Велев, Ю.Е. Атаманов и др:; Под общ. ред.

59. B.В. Гуськова. М.: Машиностроение, 1988. — 376 с.

60. Фалькевич Б.С. Теория автомобиля. — 2-е изд., перераб. и доп. — М.: Машгиз, 1963.-240 с.

61. Хашимов А.Д: Математическая модель управляемости автомобиля при маневрах типа «переставка» / А.Д. Хашимов, И.С. Турсунов, Д.И. Хашимов // Автомобильная промышленность. — 2003. — № 8. — С. 18-20:

62. Ходес И.В. Методология прогнозирования управляемости колесной машины: Автореф. дис. д-ра тех. наук: 05.05.03 / Ходес Иосиф Викторович; ВолгГТУ. Волгоград: Изд-во ВолгГТУ, 2007. - 31 с.

63. Ходес И.В. Повышение технического уровня колесной машины на базе расчётно-теоретического обоснования параметров управляемости: монография / ИВ. Ходес. Волгоград: ВолгГТУ, 2005. - 363 с.

64. Чудаков Е.А. Теория автомобиля. — М.: Машгиз, 1950. — 343 с.

65. Янте А. Механика движения автомобиля / Пер. с нем. Н.И. Владинец, И.А. Левин. М.: Машгиз, 1958. - 263 с.

66. Яценко Н.Н. Плавность хода грузовых автомобилей / Н.Н. Яценко, О.К. Прутчиков. М.: Машиностроение, 1969. — 220 с.

67. Dixon J.C. Suspension geometry and compulation. — Chippenham: Wiley, 2009. -417 p.

68. Garrett Т.К. The Motor Vehicle / T.K Garrett, K. Newton, W. Steeds. 13th ed. - Oxford: Butterworth-Heinemann, 2004. - 1214 p.

69. Genta G. The Automotive Chassis. In 2 volumes. Vol. 1: Components Design /

70. G. Genta, L. Morello. Torino: Springer, 2009. - 832 p.

71. Gillespie T.D. Fundamentals of Vehicle Dynamics. — Society of Automotive Engineers, 1992.-519 p.

72. Hales F.D. The vertical motion and lateral stability of road vehicle trains. — Loughborough University of Technology, 1972. 78 p.

73. Jazar N.R. Vehicle Dynamics: Theory and Application. — New York: Springer, 2008.-1015 p.

74. Karnopp D. Vehicle Stability. Davis: University of California, 2004. - 313 p.

75. Measured Vehicle Inertial Parameters — NHNSA's Data Through November 1998 / GJ. Heydinger, R.A. Bixel, W. Riley Garrot, M.Pyne, J. Gavin Howe, D.A. Guenther. Society of Automotive Engineers, 1999. - 33 p.

76. Mitschke M. Dynamik der Kraftfahrzeuge / M. Mitschke, H. Wallentowitz. — 4 aufl. Berlin: Springer, 2004. - 779 s.

77. Pacejka H.B. Tire and Vehicle Dynamics. 2nd ed. — Society of Automotive Engineers, 2005. — 642 p.

78. Reimpell J. The Automotive Chassis: Engineering Principles / J. Reimpell,

79. H. Stoll, J.W. Betzler. 2nd ed. - Oxford: Butterworth-Heinemann, 2001. - 444 p.

80. Rill G. Vehicle Dynamics: Lecture Notes. — Regensburg: University of Applied Sciences, 2009. 193 p.