Файл: Шасси автомобиля ЗИЛ-130. Практика проектирования, испытаний и доводки.pdf

Вместе с тем очевидно, что сила сухого трения весьма суще­ ственно влияет на гашение колебаний и тем больше, чем мень­ ше амплитуда колебаний и сопротивление амортизаторов. Сле­ довательно, при расчете характеристики амортизатора необхо­ димо учитывать действие сил сухого трения в подвеске.

Неправильный выбор сопротивления амортизатора, как и от­ сутствие амортизаторов в подвеске, могут привести не только к увеличению динамических прогибов рессор или к их блокиров-

Рис. 53. Зависимости амплитуд колебаний (динамических прогибов) в подвеске от сил сухого трения Frp и различ­ ного сопротивления амортизаторов:

ке, но и к снижению средней эксплуатационной скорости движе­ ния автомобиля вследствие ухудшения плавности хода. Это обусловлено тем, что водитель может влиять на изменение коле­ бательного режима в подвеске и плавности хода автомобиля только путем изменения скорости его движения.

Если принять линейную зависимость между скоростью дви­ жения автомобиля и средней величиной относительных переме­

щений в подвеске, то отношение амплитуд ß = — (рис. 54) ори-

ентировочно покажет, во сколько раз может оказаться необхо­ димым снизить среднюю скорость движения, чтобы не допустить больших ускорений колебаний, пробоев в подвеске и т. п. Это общее положение достаточно хорошо согласуется с эксперимен­ тальными данными, полученными при испытаниях разных авто­ мобилей, в том числе и грузовых в дорожных условиях.

Исходным в расчете характеристики сопротивления аморти­ затора являлось задание коэффициента апериодичности фм =

148

= 0,25, позволяющего определить важнейший параметр — коэф­ фициент сопротивления подвески К, от которого зависит эффек­ тивность гашения колебаний подрессорных частей К

Порядок определения коэффициента сопротивления k\ амор­ тизатора с линейной характеристикой с учетом минимальной си­ лы тр-ения в подвеске, если задан коэффициент фм, можно про­ следить по табл. 54. Из формулы для k\ следует, что рассеивае-

Рис. 54. Зависимость относительного увели­ чения амплитуд колебаний ß от коэффици­ ента сопротивления амортизаторов fecp (за амортизатор со 100%-ной энергоемкостью принят амортизатор, у которого fecp =

= 6 кгс-с/см, при этом Дтр = 200 кгс)

мая подвеской энергия Е ~ лКх2а>. При этом сила межлистового трения Frp ÄS 2 0 0 кгс.

Критическую амплитуду колебаний подрессоренных частей определяем по величине трудно переносимых для человеческого

Я *КрШ

1 Коэффициент апериодичности или относительного затухания является своего рода критерием подобия линейных колебательных систем и определя­

ется как отношение

фм = К/2Л4со,

где М — подрессоренная масса.

149

организма ускорений, значение которых равно приблизительно 0,5g (где g — ускорение свободного падения). Расчет в данном случае ориентирован на низкочастотные колебания, поэтому с до­ статочной точностью можно принять, что амплитуда колебаний подрессоренных частей равна амплитуде относительных переме­ щении в подвеске.

Критическую амплитуду колебаний .ѵ1ф можно принять и в ка­ честве наиболее вероятного предела возможных амплитуд коле­ баний подрессоренных частей. Тогда по д'кр можно найти ско­ рость колебаний, при которой должны включаться в работу раз­

грузочные клапаны амортизатора (л'Іф = х];рым ~ 40 -ь 45 см/с). При уточнении характеристики амортизаторов автомобиля ЗИЛ-164 применительно к автомобилю ЗИЛ-130 на первом эта­ пе не ставилась задача существенного изменения характеристи­ ки клапанов. Это было связано с тем, что силу сопротивления сжатию нельзя было увеличивать, так как пружина модернизи­ рованного клапана сжатия имела минимально допустимый запас усталостной прочности ( — 1 ,3) при регулировке по верхнему

пределу, оговоренному в ТУ. В то же время возможное по со­ ображениям прочности увеличение силы сопротивления при от­ даче в этом случае привело бы к чрезмерной несимметричности характеристики. Поэтому дальнейший расчет характеристики сводится к определению коэффициента сопротивления амортиза­ тора на дроссельном режиме при отдаче.

Известно, что при одинаковой площади проходных сечений дроссельных отверстий соответствующим выбором их формы можно обеспечить как линейную, так и квадратичную характе­ ристики сопротивления амортизатора на начальном участке (в диапазоне эксплуатационных температур, исключая зимние) •. Использование рабочих жидкостей с малой вязкостью обуслов­ ливает в большинстве случаев сопротивление дроссельных отвер­ стий, пропорциональное квадрату скорости течения жидкости 1.2

Очевидно, что амортизатор с реальной квадратичной харак­ теристикой сопротивления должен быть эквивалентен по энерго­ емкости амортизатору с принятой для расчета теоретической ли­ нейной характеристикой сопротивления при некоторых условиях, которые рассматриваются ниже (рис. 55).

Энергию, рассеиваемую амортизаторами с линейной и квадра­ тичной характеристиками сопротивления, можно оценить в пер­ вом приближении по площади под характеристикой, т. е. под линиями 1 и 2, в пределах от 0 до критической скорости оп кр =

= х'крсо Равенство этих площадей, т. е. заштрихованных площа­ док 0.4 и АВС между линиями 1 и 2, возможно при определен­

1 См. сноску на стр. 145.

2 Зависимость Ра = k2v п — квадратичная характеристика сопротивления амортизатора.

150

ном соотношении коэффициентов сопротивления и зависит от критической скорости колебаний

Л'кр“ Пользуясь последним выражением, получаем небольшой запас

по энергоемкости у амортизатора с квадратичной характеристи­ кой Ра 2 ~ 1,5Лц.

Преимуществом квадратичной характеристики является ее значительно более высокая стабильность в широком диапазоне

температур нагрева жидкости (т. е. при различной вязкости по­ следней) по сравнению с линейной. Квадратичная характеристи­ ка обеспечивает хорошую приспособленность подвески к измене­ ниям таких параметров, как полезная нагрузка, трение, ампли­ туды колебаний, что иллюстрируется р-ис. 56, где показано, как меняются k\ и k2 для подвески автомобиля ЗИЛ-130 при изме­ нении задаваемой критической амплитуды .ѵкр и г|?м = 0,25. Как видно из графика, выбор критической амплитуды колебаний по ускорениям подрессоренных частей в пределах 0,5—0,75g" прак­ тически не изменяет величину k2.

Вместе с тем при квадратичной характеристике амортизато­ ров, в противоположность амортизаторам с линейной характери­ стикой, коэффициент апериодичности сохраняется в рекомендуе­ мых пределах (фы= 0,2 -=- 0,3) при возможных изменениях су­ хого трения в подвеске и в более широком диапазоне амплитуд колебаний (0,5xKp ^ х < хкр) .

Кроме того, по формулам для k\ и k2 можно видеть, что при изменении нагрузки на автомобиль (при постоянной жесткости

151