Файл: Бухарин Н.А. Автомобили. Конструкции, нагрузочные режимы, рабочие процессы, прочность агрегатов автомобиля учеб. пособие.pdf

подвески. Достоинства пневматических подвесок наиболее полно проявляются при применении систем регулирования.

Р е г у л и р о в а н и е п о л о ж е н и я к у з о в а при­ меняется для стабилизации расстояния от кузова до полотна дороги при любых статических нагрузках. Это важно для авто­ бусов с точки зрения удобства посадки пассажиров.

На рис. XIII. 16 показана приципиальная схема регулирования положения кузова на гидропневматической рессоре. Корпус ре-

Рис. X III.16. Схема регулирования положения кузова

гулятора 4 установлен на раме 10, а его золотник 7 при помощи рычага 1 и упругой тяги 12 связан с осью колеса И. При увели­ чении нагрузки возрастает давление и уменьшается объем газа в гидрогіневматнческой рессоре 8. Соответственно уменьшается расстояние между .осью колеса и рамой (кузовом). Золотник ре­ гулятора перемещается вниз и осуществляется подвод масла от насоса 9 к гидропневматической рессоре до тех пор, пока не вос­ становится прежнее положение, кузова, на которое настроен регулятор. При уменьшении нагрузки золотник перемещается вверх, масло из гидропневматической рессоры отводится в бак, и кузов опускается.

Стабилизация положения кузова обеспечивает постоянство динамического хода подвески, что улучшает плавность хода.

При постоянной нагрузке положение кузова можно регули­ ровать принудительно поворотом рукоятки 2 вокруг ее оси. По­

336

вороту по часовой стрелке соответствует перемещение золотника вниз. Кузов поднимается в верхнее положение, увеличивается дорожный просвет и динамический ход подвески. Принудительное увеличение динамического хода подвески на автомобилях-само­ свалах предотвращает ее пробой во.время погрузки при падении крупных масс груза. На внедорожных автомобилях высокой проходимости применение регулятора положения кузова позво­ ляет изменять дорожный просвет. На длительных стоянках и при перевозках автомобиля другими видами транспорта рукоятка поворачивается против часовой стрелки, масло отводится в бак, кузов опускается в нижнее положение и подвеска выключается.

Чтобы регулятор не реагировал на динамические изменения прогиба при колебаниях автомобиля, в его корпусе выполнены две полости, заполненные маслом и закрытые резиновыми диа­ фрагмами 3 и 6. Обе полости сообщаются между собой калибро­ ванным каналом 5 и образуют гидравлический замедлитель (демпфер).

При статическом изменении нагрузки золотник перемещается медленно и масло, вытесняемое из одной полости, перетекает без значительного сопротивления в другую через калиброванный канал. Время срабатывания регулятора возрастает незначительно. При динамических изменениях нагрузки масло создает значи­ тельное сопротивление быстрым перемещениям золотника и он сохраняет среднее положение за счет упругих деформаций тяги.

Рассмотренная система регулирования не оказывает воздей­ ствия на жесткость упругого элемента. При изменении нагрузки объем газа и приведенная высота газового столба изменяются. Изменяются жесткость подвески [формула X III.13] и частота.

Р е г у л и р о в а н и е ж е с т к о с т и п о д в е с к и имеет цель стабилизировать собственную частоту колебаний при

.любой нагрузке (изохронная подвеска).

На рис. XIII. 17 показана принципиальная схема регулирова­ ния жесткости подвески с резино-кордными пневматическими бал­ лонами 7. Золотниковый клапан 5 регулятора посредством ку­ лачка с рычагом 4 и упругой тяги 2 связан с рычагом 1 подвески. При увеличении нагрузки объем и высота h 0 упругих элементов уменьшаются. Золотник, перемещаясь влево, подключает баллоны к компрессору. Уменьшение нагрузки приводит к перемещению золотника вправо, в результате чего часть воздуха выпускается в атмосферу. Таким образом при любой нагрузке обеспечивается постоянство высоты h0 и объема газа за счет изменения его массы.

Пренебрегая влиянием формы баллона на его жесткость, на основании формулы (XIII. 12) можно определить пределы измене­ ния собственной частоты колебаний при таком способе регули­ рования:

(XIII.19)

337

где со,, и р о — частота колебаний и давление газа при начальной нагрузке; сох и р х — то же при новом значении нагрузки.

Если давление р х и р 0 значительно выше атмосферного, можно

частота колебаний с увеличением статической нагрузки возрас­ тает приблизительно по параболическому закону

кой подвески автобуса ЛАЗ. Направляющим устройством под­ вески служат две продольные штанги 9 и У-образный‘верхний рычаг 4. Двухсекционные пневмобаллоны 10, установленные на балке 11, снабжены дополнительными резервуарами 1 и 3 и обес­ печивают собственную частоту колебаний в пределах 80— 75 кол/мин. Система питания воздухом открытая. При увеличении нагрузки воздух из ресивера 5 через водомаслоотделитель 6 поступает к регулятору 8 и затем в баллоны. При уменьшении нагрузки воздух из баллонов через регуляторы выпускается в атмосферу. Система регулирования поддерживает постоянный уровень кузова и стабильную частоту колебаний в диапазоне нагрузок от минимальной до соответствующей полной загрузки

338

автобуса. Для сокращения расхода воздуха регулятор также снабжается инерционным замедлителем, который увеличивает его время срабатывания, У городских автобусов время статического выравнивания обычно составляет 7— 15 с. Расход воздуха при этом в пределах (8ч-12) 10~3 кг/с.

Подвески с устройством для принудительного регулирования положения кузова применяются на грузовых автомобилях, ра­ ботающих со сменными кузовами (см. гл. XVII).

Регулирование амортизаторов имеет цель приспособить их характеристику к переменным условиям эксплуатации.

Рис. XIII. 18. Задняя подвеска автобуса:

1 п 3 — дополнительные резервуары; 2 — телескопические амортизаторы; 4 — верхний рычаг; 5 —. ресивер; 6 — водомаслоотдслнтель; 7 и 12 — трубопроводы; 8— регулятор; 9 — нижние штанги; 10 — пневмобаллоны; 11 — балка

\

Силу сопротивления амортизатора можно регулировать пу­ тем изменения проходных сечений клапанов и натяга их пружин. При увеличении нагрузки на автомобиль сопротивление должно увеличиваться так, чтобы коэффициент апериодичности фа [фор­ мула (XIII. 18)] оставался в требуемых пределах.

Необходимо регулировать сопротивление и в зависимости от дорожных условий. При движении автомобиля по неровностям малых размеров (высокочастотный резонанс) сопротивление дол­ жно уменьшаться. При большой длине неровностей, когда амплитуды перемещений колес относительно кузова возрастают (низкочастотный резонанс), сопротивление должно увеличиваться, чтобы исключить пробои.

Регулирование амортизатора на автомобиле в процессе эксплу­ атации мало эффективно, так как условия эксплуатации изменя­ ются слишком часто. Амортизаторы с устройствами для изменения

339

силы сопротивления выпускаются главным образом для рас­ ширения возможности их установки на разных автомобилях. Сопротивление амортизатора подбирается экспериментально при дорожных испытаниях на плавность хода.

Существует много патентных материалов по автоматическим устройствам для регулирования амортизаторов в зависимости от жесткости подвески, амплитуды колебаний и нагрузки. Однако достаточно надежных конструкций пока не создано. •

движении по дороге с изношенным булыжным покрытием со ско­ ростью 60 км/ч. Среднее значение напряжений в коренном листе от — 440 МПа (4400 кгс/см2) соответствует прогибу под стати­

340

ческой нагрузкой. Среднеквадратичное отклонение амплитуды ди­ намических напряжений а = 120 МПа (1200 кгс/см2). Коэффициент

= 50 МПа (500 кгс/см2). Максимальные и минимальные напряжения цикла для каждого разряда.указаны в таблице. Вариации дина­ мических напряжений происходят около их среднего значения.

Пользуясь интегралом вероятностей и таблицей функций Лапласа, вычислим относительное число циклов р{ в % (вероят­ ность) для каждого разряда. При этом численное значение р{ определяется параметрами распределителя ит и а. ТаблшХы функций Лапласа приводятся во всех справочниках и учебниках по теории вероятностей. Там же имеются указания по вычислению интеграла вероятностей. При экспериментальном исследовании на­ грузочного режима число циклов рг определяется непосредственно по результатам статистической обработки измерений.

Пределы выносливости детали ап при различных значениях коэффициента асимметрии г(- определяются по диаграмме пре­ дельных напряжений, приведенной на рис. XIII. 19, б. Линия

341