В трехосных автомобилях нагрузка на балку моста со стороны рессоры Q может значительно возрасти за счет перераспределения
веса, например при переезде кювета. |
трех |
На |
рис. X II.8, в представлена |
схема переезда кювета |
осным |
автомобилем (XII. 1). Как |
видно, в положении |
I вес |
автомобиля воспринимается передним и задним мостами, а в по ложении II — передним и средним мостами. При этом нагрузка на балку переднего моста возрастает в 1,3 раза, среднего в 2,9 раза и заднего в 2,2 раза.
Соответствующие осциллограммы напряжений приведены ниже. Верхняя кривая представляет собой запись тяги Рр и напря жений изгиба в горизонтальной плоскости сгн г; средняя — верти кальные реакции грунта на колесо заднего моста и напряжения изгиба в вертикальной плоскости он в и нижняя кривая — крутя
щие моменты на |
колесе Мк и |
напряжения кручения в балке |
моста т. |
|
|
В табл. X II.2 приведены величины напряжений в балке моста |
и коэффициентов |
динамичности |
для трехосного автомобиля |
(ЗИЛ). |
|
|
Тип и размеры шин существенно влияют на напряжения в балке моста. Это видно из результатов исследования напряжений в балке заднего моста двухосного 4-тонного автомобиля при работе с обыч ными и арочными шинами, выполненного с использованием про
|
волочных |
тензометров, наклеенных на |
балку |
моста |
[XII. 1]. |
|
|
|
|
|
Т а б л и ц а |
XI 1.3 |
|
|
Напряжения |
изгиба в балке моста грузового автомобиля |
|
|
|
|
|
Н а п р я ж е н и и |
изгиб а |
|
Т и п дороги |
Т и п ш ин |
м ниим аль* |
м а кси м а ль - |
|
ные |
ные |
|
|
|
|
|
|
|
|
М П а |
к г с /с м ! М П а |
кгс/см * |
|
Ровная |
асфальте- |
Обычные 9,00—20 |
22 |
220 |
73 |
730 |
|
вая |
|
Арочные 1140X700 |
42 |
420 |
80 |
800 |
|
Разбитая грунтовая |
Обычные 9,00—20 |
18 |
180 |
83 |
830 |
|
Арочные 1140X700 |
34 |
340 |
90 |
900 |
|
|
|
При этом получены напряжения изгиба в вертикальной плоскости, приведенные в табл. ХН.З.
Как видно из таблицы, напряжения в балке моста, снабжен ного арочными шинами больше, чем у автомобиля с шинами обычного типа.
§ 56. ЖЕСТКОСТЬ БАЛКИ МОСТА
Высокая жесткость балки положительно влияет на надеж ность и долговечность работы механизмов моста и, в частности, полуосей. Жесткость мостов оценивается максимальным про гибом, отнесенным к ширине колеи при действии нагрузки, соот ветствующей полному весу автомобиля.
Для ведущих мостов максимальный прогиб балки под дей ствием статической нагрузки не должен превосходить 1 мм на 1 м колеи.
Рис. XII.9. Стрелы прогиба балки ведущего моста 4-тонного автомобиля
Схема приложения сил при определении жесткости литой балки моста автомобиля ЗИЛ представлена на рис. X II.9, а. Определение стрел прогиба производилось с помощью семи инди каторов, места расположения которых обозначены цифрами в кружках. Из экспериментальных кривых видно, что при на грузке, составляющей 2Q ^ 100 кН (10 тс), /гд ^ 2, стрелы про
гибов, измерение индикаторами 3, 4, |
5 |
составляют несмотря на |
жесткость литой балки около |
2.мм (рис. X II.9, б). |
|
и |
На рис. X II.9, в дано сравнение расчетных прогибов (линии 2 |
3) |
с экспериментальным |
(линия |
1) |
при нагрузке |
2Q = |
= |
60 |
кН (6 тс). |
|
|
|
|
|
Прогиб подсчитан для моста со стандартными шинами (кри |
вая 2) |
и арочными шинами 1140X700 мм (кривая 3). |
моста |
за |
Дополнительные напряжения в полуосях ведущего |
счет прогиба его балки при высокой жесткости балки |
незна |
чительны. Однако при снижении жесткости балки дополнитель ные нагрузки могут заметно возрасти. Для автомобиля с пол ностью разгруженной полуосью величина момента М, изгиба ющего полуось при деформации балки моста под действием сил Q, определится по формуле
М = ^ ,
где а — угол поворота сечения наружного конца полуоси, рав ный углу поворота сечения балки моста в месте закрепления
фланца |
полуоси; |
I — длина полуоси; Е — модуль |
упругости |
1 ряда, |
£' = 2 - ІО2 ГПа (2-10Ü кгс/см2); J — Момент |
инерции. |
|
|
Список литературы к гл. X II |
|
1. Б у х а р и и |
Н. А. , П р о з о р о в В. С. Экспериментальное исследова |
ние нагрузок ведущих мостов многоосных автомобилей. — «Автомобильная про
мышленность», 1959, |
№ |
7, с. 3 — 7. |
2. К у г е л ь Р . |
В. |
Ведущ ие мосты автомобиля. М ., Машгиз, 1952, 180 с. |
Г Л А В А XIII
ПОДВЕСКИ
§ 57. ТРЕБОВАНИЯ К КОНСТРУКЦИИ. КЛАССИФИКАЦИЯ
Подвески осуществляют соединение рамы или кузова с мо стами (колесами) автомобиля и состоят из упругих элементов,
направляющих |
устройств и амортизаторов. |
У п р у г и е ' |
э л е м е н т ы воспринимают и передают на |
раму нормальные силы, действующие от дороги, уменьшают динамические нагрузки и обеспечивают плавность хода'автомо биля. Для получения хорошей плавности хода собственная частота колебаний подрессоренной массы автомобиля на подвеске во всем диапазоне эксплуатационных нагрузок должна быть малой.
Н а п р а в л я ю щ е е у с т р о й с т в о воспринимает дей ствующие на колеса продольные и боковые силы и их моменты. Кинематика направляющего устройства определяет характер перемещения колес относительно рамы и оказывает влияние на устойчивость и поворачиваемость автомобиля.
Энергия колебаний кузова и колес поглощается а м о р т и -
за т о р а м и.
Внекоторых подвесках устанавливаются стабилизаторы бо кового крена, которые уменьшают поперечные наклоны кузова при повороте автомобиля.
К |
подвескам предъявляются следующие требования. |
1. |
Оптимальная собственная частота колебаний кузова, опре |
деляемая величиной статического |
прогиба |
/ст. |
2. |
Достаточный динамический |
ход /д, |
исключающий удары |
вограничители прогиба.
3.Оптимальная величина затухания колебаний кузова и колес.
4.Противодействие кренам при повороте, «клевкам» при тор можениях и «приседаниям» при разгонах автомобиля.
5.Постоянство колеи и углов установки шкворней управляе мых колес.
6.Соответствие кинематики перемещения колес кинематике рулевого привода (гл. XVI), исключающее избыточную повора чиваемость автомобиля и колебания управляемых колес вокруг
шкворней.
В зависимости от типа автомобиля статический прогиб и ди намический ход подвесок лежат в пределах, указанных в табл. ХЙІ.1. Собственная частота колебаний определяется
статическим прогибом подвески
(XIII.1)
где g — ускорение силы тяжести.
Существенное влияние на плавность хода оказывает форма упругой характеристики подвески.
На рис. XIII. 1 показаны упругие характеристики трех типов. Они подобраны так, что при нагрузке Qi жесткости одинаковые.
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
У подвески постоянной жест |
Т а б л и ц а |
XIII . 1 |
|
кости |
(линейная характеристи |
|
Статический прогиб |
|
|
ка о)-статический |
прогиб |
воз |
|
|
растает |
пропорционально |
на |
и динамический ход |
подвесок (см) |
|
грузке. |
При |
этом |
снижается |
|
Статический прогиб
|
Динамиче ходский
|
|
собственная частота колебаний. |
|
|
Одновременно уменьшается ди |
Тип автомобиля |
|
|
|
намический ход, а это может |
|
|
|
|
привести |
к частым |
пробоям и |
|
|
|
|
нарушению |
плавности хода. |
|
|
|
|
Линейную характеристику име |
Легковой |
10—18 10—14 |
|
ют подвески |
с |
металлическими |
Легковой высшего |
15—25 10— 14 |
|
упругими элементами (листовые |
класса |
|
|
|
рессоры, |
витые |
пружины). |
|
Грузовой |
6— 12 |
6— 12 |
|
Прогрессивная |
характери |
Автобус |
10— 20 |
8— 14 |
|
стика |
(рис. |
XIII. 1) соответ |
|
|
|
|
|
ствует |
подвеске |
с |
пневматиче |
жесткость и собственная частота |
|
ским |
упругим |
элементом. |
Ее |
колебаний с увеличением нагрузки резко возрастают.
Чтобы частота колебаний в диапазоне рабочих нагрузок
Qi—Q 2 оставалась постоянной, жесткость |
подвески |
должна |
изменяться по экспоненциальному закону |
|
|
сѵ= саехр-^Чг-^-, |
' |
(XIII.2) |
h |
|
|
где су— жесткость, соответствующая прогибу /у; сх и / ѵ— теку щие значения жесткости и прогиба.
Этому условию отвечает характеристика 2 (рис. XIII. 1), которая может быть выражена уравнением
При ходе отбоя характеристика регрессивная. Это позволяет ограничить ход колес от нижнего до верхнего ограничителей при достаточной динамической энергоемкости подвески. Такая харак теристика может быть получена путем регулирования жесткости подвески или при помощи комбинации из двух упругих.элементов.
Классификация подвесок приведена в табл. X III.2.
