Сентябрь 2019
Пн Вт Ср Чт Пт Сб Вс
« Июн    
 1
2345678
9101112131415
16171819202122
23242526272829
30  

ИСПЫТАНИЯ АМОРТИЗАТОРОВ НА ВЫНОСЛИВОСТЬ

Разнообразие условий работы амортизаторов в эксплуатации и неоднородность качества продукции приводят к неодинаковой стабильности характеристик сопротивления и неодинаковой долго­вечности.

Для экспериментальной оценки стабильности характеристик амортизаторов и их долговечности проводят специальные дорожные испытания на автомобилях и организуют стендовые, лабораторные испытания на выносливость. Тот и другой вид ис­пытаний имеют свои преимущества и недостатки. Главными недо­статками дорожных испытаний являются: высокая стоимость, большие сроки, большое число совместно действующих факторов и трудность их раздельного учета и анализа. Недостатком стендо­вых испытаний является трудность имитации всех факторов, ха­рактерных для дорожных условий, но важными преимуществами следует считать: возможность оценки влияния отдельных четко определенных условий, которые могут поддерживаться неограни­ченное время и с необходимым постоянством, и возможность исследования узлов и деталей амортизатора в этих усло­виях.

До последнего времени отсутствовали обобщенные данные о ре­альных режимах колебаний и работе амортизаторов автомобиль­ной подвески в дорожных условиях, что затрудняло выбрать ре­жимы испытаний амортизаторов на стендах и сравнить результаты дорожных и стендовых испытаний. Режимы испытаний, применяе­мые некоторыми организациями, показаны в табл. 18, из которой видно, что они отличаются как по частоте колебаний, сообщаемых амортизатору, так и по амплитуде. Во всех случаях по разному осуществляют охлаждение испытуемых амортизаторов (рис. 132), определяющее действительную температуру нагрева и напряжен­ность режима. Следовательно, сравнение результатов стендовых испытаний между собой даже при vn = idem оказывается не всегда правомерным.

Продолжительность испытаний на указанных режимах также различна, а оценка результатов не единообразна. Например, фирма

Режимы испытаний амортизаторов иа выносливость и тип охлаждения

Параметры

I; А и В

И: в

П-а; В

III; Вв

IV; А; В

V; В

Максимальная скорость

ПОрШНЯ Х1п В МІСЄК….

0,4—0,5

0,8—1,0

0,9—1,0

0,9—1,0

1,5—2,0

1,0—1,25

Характеристика режима испытаний:

Частота п в кол! мин • .

100—110

150—180

210

380

340

960—1000

Ход колебателя Н в мм

75—100

100—125

90—92

50—55

0—120

20—125

Угол наклона а в град

0—45

0—30

30

0

± 10—20*

0

Организация, применяю­щая указанный режим испытаний………………………………………….

МКЗ, МАЗ

Фирма Арм­стронг, мкз, ГАЗ и др.

НАМИ

Мкз

Мкз

Фирма Фиат,

Мкз

Примечание. Л — воздушное охлаждение с обдувом; кожухе, окружающем амортизатор; Тв — 10-Ы5° С; Вв —то же.

В — водяное

Охлаждение с

Непрерывным

Обменом воды в

• Угол измеряется при отклонениях верхнего конца амортизатора, закрепленного на планшайбе (рис. 146).

Армстронг считает амортизаторы долговечными, если они выдер­жали на режимах II, В один миллион циклов «без повреждений». При тех же условиях другие фирмы считают необходимым провести

2 млн. циклов.

На АЗЛК, в НАМИ и некоторых других организациях при­нято испытывать амортизаторы на 2 млн. циклов (режимы I, В и П-а). Фирма БОГЕ (ФРГ) испытывает на режиме 700 кол! мин с ходом 20 мм до 15 млн. циклов. На МКЗ амортизаторы испыты­вают, как правило, до течи жидкости через уплотнения, которая означает начало потери амортизатором работоспособности.

Аналогично судит о работоспособности и долговечности амор­тизатора фирма Аленкан (Франция). Такая точка зрения яв­ляется обоснованной, так как обычно работоспособность и долго­вечность дросселирующей системы превосходят соответствующие показатели манжеты штока.

ИСПЫТАНИЯ АМОРТИЗАТОРОВ НА ВЫНОСЛИВОСТЬ

Рис. 132. Общий вид первых износных стендов — с охлаж­дением амортизаторов:

1 — высокочастотный стенд, охлаждение в ванне; 2 — высокоча­стотный стенд, охлаждение — в специальном резервуаре (проточ­ной водой); 3 — среднечастотный стенд, охлаждение см. поз. 2

Для современных достаточно надежных узлов уплотнения характерен срок службы до течи 4—6 млн. циклов на режимах

II, В и III, Вв. При этом путь трения для штока направляющей и манжет составляет 500 км и более.

Однако для полной оценки стабильности характеристики и долговечности амортизаторов проведения испытаний на каком- либо одном из показанных режимов недостаточно. Это следует из сопоставления частот колебаний, данных в табл. 19 (100— 700 кол! мин). Возможности сравнения результатов стендовых ис­
пытаний с результатами дорожных испытании появляются только тогда, когда амортизатор подвергается воздействию и больших

И малых частот колебаний. При

Рис. 133. Схема стенда МКЗ — АЗЛКА (БМ — 392) для испытаний амортиза­торов на выносливость с двухчастотным приводом:

подпись: и малых частот колебаний. при
 
рис. 133. схема стенда мкз — азлка (бм — 392) для испытаний амортизаторов на выносливость с двухчастотным приводом:

І———— Ці—а—-

Ц——————— і ————- ^

Рис. 134. Схема стенда-колебателя рычажно-инерционного типа для испы­таний мощных ПГУ (БелАЗ):

подпись: 
і ці—а—-
ц і ^
рис. 134. схема стенда-колебателя рычажно-инерционного типа для испытаний мощных пгу (белаз):

/ — низкочастотный привод, имитирую­щий колебания подрессоренной массы;

2 —высокочастотной привод, имитирую­щий колебания неподрессорениой массы. Штрих-пунктирные линин — варианты установки амортизаторов

Этом желательно иметь и пере — менную амплитуду. Анализ ре­зультатов дорожных и стендо­вых испытаний приводит к вы­воду, что для их сравнимости необходимо обеспечить такие режимы испытаний на стендах, которые, с одной стороны, должны быть близкими к макси-

1 — ПГУ с жесткостью с о и коэффициентом сопротивления £і*, 2 — балка; 3 — груз С Приведенным весом бпр (с учетом момента инерцин балки); 4 — масса тц, закреп­ленная с эксцентриситетом на валу элек­тродвигателя и вращаемая с числом оборо­тов п і в мниуту; 5—электродвигатель; 6 — шарнирная опора балки

Мально возможным (по скорости и частоте колебаний) дорож­ным, а с другой стороны, не должны существенно превышать реальных показателей температуры нагрева. Такие режимы воз­можно осуществить на специальных двухчастотных стендах с ме­ханическим приводом (рис. 133) и на стендах с инерционным возбуждением (рис. 134), в которых упругий элемент, например, пневмо-гидравлического устройства, используется для поддержа­ния колебаний массы (груза).

Различную амплитуду и частоту колебаний получают при изменении параметров возбудителя:

Х — а Хст

К(1-*)2+4£2ф2ет ’

Ри1 .

Ст~ Сса ’

_ ni 1 f °пр {а. -|- 6)2 . 300 У ас0

Где Ри — сила инерции, создаваемая вращением неуравнове­шенной массы (Ры = 0,01 тигтп)’, i — отношение частоты возбуждения к собственной частоте колебаний стенда щт tycm — коэффициент оТносительноГо затухания колебаний

Стенда («W — У „).

При стендовых испытаниях на выносливость можно имитиро­вать такие эксплуатационные факторы, как, например, попадание пыли, грязи и влаги к узлу уплотнения штока; проверять влияние различных монтажных и кинематических перекосов деталей амор­тизатора, возникающих во время работы, и постоянных, обуслов­ленных особенностями закрепления амортизаторов на автомоби­лях. При этом следует считаться с возможностью выработки и раз­рушения монтажных резиновых втулок (подушек) и т. п. Указан­ные факторы могут иметь в некоторых случаях решающее значе­ние (в особенности попадание пыли, грязи и влаги к узлу уплотне­ния штока) и приводить к разрушению манжет и полному выходу амортизатора из строя. Для более полной оценки долговечности клапанных узлов целесообразно имитировать отрицательные тем­пературы — условия зимней эксплуатации, применяя более вяз­кие масла, чем амортизаторная жидкость.

Для оценки долговечности сальника штока испытания прово­дятся до течи жидкости на II и III режимах при значительном нагреве, но не превышающем допустимых для данного материала величин. Таким образом, для каждого элемента амортизатора не­обходимо не только знать типичные и наиболее тяжелые условия работы, но по возможности полнее имитировать их при стендовых испытаниях.

При испытаниях на двухчастотном стенде можно осуществить режимы, в наибольшей степени отвечающие реальным эксплуата­ционным. Низкую и высокую частоту колебаний, соответствующие собственным частотам подвески, настраивают на такие амплитуды, чтобы имитировать резонансные режимы колебаний, близкие по величине скорости к х20 и х21 с учетом передаточных чисел в под­веске. Интенсивное охлаждение проточной водой позволяет под­держивать такой режим непрерывно в течение десятков и сотен ча­сов. При этом, однако, требуется постоянный контроль темпера­туры в амортизаторе с целью предупреждения его перегрева. На случай прекращения подачи охлаждающей воды в системе управ­ления предусматривается реле давления воды, сблокированное с выключателем стенда.

Выполнение указанных выше условий позволяет считать, что время работы на стенде до течи по узлу уплотнения пропорцио­нально времени работы амортизатора в подвеске автомобиля. Коэффициент пропорциональности Кп, очевидно, неодинаков для автомобилей разных типов, так же как х20 и х21. На основе обоб­щения опыта стендовых и дорожных испытаний можно рекомен­довать в качестве предварительных следующие величины коэф­фициента пропорциональности: для легковых автомобилей и авто­бусов К„ — 7-ь 10; для грузовых и специальных автомобилей Кп = = 5-ь7. Величина эквивалентного пробега автомобиля по дорогам преимущественно с твердым покрытием определяется по формуле

Ю"3, (202)

Где 8а — гарантированный пробег автомобиля в тыс. км до течи;

4 — время работы амортизатора на двухчастотном стенде (до течи) в ч (при х20 и л:21); оаер — средняя эксплуатационная скорость автомобиля в км1ч.

При организации износных испытаний в обязательном порядке налаживают периодическую проверку (через 250—500 тыс. циклов), работоспособности амортизаторов на динамометрических стендах и производят анализ жидкости на вязкость и механические при­меси. Наиболее прогрессивным является определение усилий со­противлений и давлений, возникающих в амортизаторах непо­средственно на износном стенде. По изменению Ра в ходе испытаний и содержанию механических примесей в жидкости можно составить обоснованные нормативы технического обслуживания амортиза­торов в эксплуатации.

Испытания амортизаторов, их узлов и деталей на выносливость убедительно показывают целесообразность осуществления прира­ботки (обкатки) амортизаторов после изготовления. Так, например, кратковременная работа амортизаторов на режиме IV, А (см. табл. 19) обусловливает существенное уменьшение разброса (у от­дельных образцов) усилий сопротивления по абсолютной величине.

Следовательно, есть резервы повышения качества продукции и возможность сужения поля допускаемых отклонений Ра0 и Рас.

Для осуществления сужения ПОЛЯ допускаемых отклонений Рдо и Рас целесообразно производить обкатку на маслах с повышенной вязкостью. После обкатки необходима промывка амортизатора и смена жидкости. Определенный эффект дает также введение в кон­струкцию амортизатора магнитных ловушек, обеспечивающих уменьшение механических примесей и повышение чистоты тру­щихся поверхностей.

Решение сложных вопросов надежности и долговечности аморти­заторов, достигнутое длительными и планомерными исследова­ниями, должно стимулировать дальнейшее совершенствование тех­нологии и развитие конструкций в направлении поузловой стан­дартизации, повышения энергетических показателей и приспо­собленности характеристик к разнообразным условиям эксплуа­тации в нашей стране.

[2] Амортизация (латинск.) означает погашение. В технике это слово наиболее часто применяется в значении — гашение колебаний, т. е. уменьшение размахов колебаний. Вместе с тем от французского глагола amortir (ослаблять) амортиза­ция получает смысл смягчения толчков, что служит иногда причиной недоразу­мений, так как от амортизатора ожидают получить в основном упругие свойства, которые ему обычно не присущи.

[2] Фрикционные амортизаторы практически вышли из употребления к 40-м годам [5], но еще и в настоящее время их применяют на тяжелых грузовых автомобилях фирмы Берлие (Франция).

[3] Большинство современных подвесок автомобилей имеют линейную упру­гую характеристику в пределах 30—50% динамического хода, равного 80—150 лш.

[4] А. Д. Дербаремднкер 17

[5] Подробнее это рассмотрено в работе Н. Н. Боголюбова и Ю. А. Митрополь­ского [6], в которой показано также, что влияние квадратичного сопротивления на частоту (о0 меньше, чем линейного (при рп = idem).

[6] Точное решение этого уравнения известно только для случая, когда снла сухого трения постоянна и действует одновременно с линейной силой сопротив­ления и в ограниченной области частот [12, 44].

[7] Распределение скоростей х можно характеризовать средней величиной

Т

[8] При нелинейной упругой характеристике подвески эти условия, строго говоря, будут соответствовать началу нелинейного участка (г гх & 4ч-6 см).

[9] А. Д. Дербаремдикер

[10] В результате большой работы, проведенной Научно-исследовательским автомобильным и автомоторным институтом (НАМИ), Заводом им. Лихачева

(ЗИЛ), Автомобильным заводом им. Ленинского комсомола (АЗЛК), Москов­ским карбюраторным заводом (МК. З) и рядом заинтересованных организаций в 1958 г., были впервые разработаны технические требования к всесезонным амортизаторным жидкостям. Работы велись по плану Комиссии по испытанию топлив, масел и смазок Комитета стандартов СССР.

[12] Предпочтительны восточные нефти, например Туймазинского и Орского месторождений, так как они имеют лучшие свойства (вязкость, температуры застывания) в сравнении с бакинскими и другими нефтями СССР (по данным 1967 г.).

[13] Ошибочную идею возможности создания такого амортизатора высказывал Б. де Карбон 154].

[14] Гидравлическим радиусом называется отношение площади проходного сечения к периметру.

[15] Первичное сжатие воздуха в резервуаре происходит при сборке, если затяжка гайки резервуара (герметизация) производится правильно: при вытя­нутом до упора штоке. Кроме того, воздух дополнительно сжимается и во время предшествующего хода сжатия.

[16] Здесь принимаем, что все линии тока жидкости через отдельные элементы дросселирующей системы можно привести к одной. Это приемлемо для практи­ческих целей качественного анализа.

[17] При = 0 и N = 0, поэтому основное значение здесь имеет удар, кото­

Систему и который обусловливает механическую деструкцию вязкостных при­

[19] Это уравнение используется также для определения габаритных размеров телескопических амортизаторов (см. ниже).

[20] В отечественных амортизаторах диски впускных клапанов имеют практи­чески минимальный вес (инерционность).

[21] 1 ‘Х’СмУсм^п?’в COS (Ot)

Где о, = 1———————— ~——————— коэффициент уменьшения

И го

Начального объема газовой компоненты (при t — 0 бг = 1)

Изменение We = — щ- является сложной функцией состояния

И количества газа в рабочей камере, причем период изменения We в 2 раза меньше периода колебаний. Эту функцию обозначим

Ф (р) = р щ и рассмотрим ее изменение в зависимости

От реальных величин Ар и р0 (рис. 71, сплошные линии). На ос­новании приведенных данных можно заключить, что абсолютные величины АУг невелики, а величина We тем меньше, чем выше начальное давление р0 в рабочей камере. Но отрицательное влия­ние газовой компоненты возрастает при уменьшении амплитуды

[22] Коэффициент автогенерации характерен для автоколебательных систем.

[23] Для облегчения решения задачи обеспечения условий нормального рабо­чего процесса следует выбирать возможно большую длину хода поршня.

[24] Эластичность утрачивается при охлаждении до температуры —20—30° С — контактные давления снижаются на 90% и более.

[25] Существуют амортизаторы, у которых функцию калиброванных отверстий выполняют клапаны, снабженные пружиной без предварительного натяга и обес­печивающие линейную термостатическую характеристику при х% <С хг0 • К недостаткам таких амортизаторов относят обычно большие величины силы Рап■

[26] (Ар — Ар’) (Я — г)6

[27] Величина Ктг соизмерима с величиной Рас при малых скоростях колебаний.

Оставить комментарий