ОБЩАЯ ОЦЕНКА ЭФФЕКТИВНОСТИ РАБОТЫ АМОРТИЗАТОРОВ
Повышение технико-экономических показателей работы автомобиля связано с совершенствованием амортизаторов подвески, от которых в значительной мере зависит увеличение средних скоростей движения автомобиля. Оценить эти показатели можно пока результатами испытаний, проведенных в различных дорожноклиматических условиях. Статистические исследования характеристик автомобильных дорог и рабочего процесса элементов подвески автомобиля приближают возможность получения оценки с помощью современных ЭВМ.
Попытки получить оценку в типичных для эксплуатации данного автомобиля дорожных условиях всегда встречают трудности и даже приводят иногда к противоречивым выводам ввиду того, что нерегулируемые характеристики амортизаторов выбираются компромиссно, т. е. с учетом различных и предельных нагрузочных режимов при испытаниях в отдельных районах страны. По этой же причине испытания автомобиля на единичных неровностях и на свободные колебания не могут дать полного представ-
Параметры колебаний и усилия сопротивления амортизаторов при движении автомобиля ЗИЛ-164 в различных дорожных условиях
|
Бездорожью автомобиль ЗИЛ-131, нанример, получает возможность повышать скорость движения при наличии исправных амортизаторов почти в 1,5 раза. Следовательно, очевидна целесообразность внедрения в производство новых конструкций амортизаторов и их совершенствования, так как все затраты на амортизаторы в производстве и эксплуатации окупаются при современной технологии в сроки от 1 до 2 лет, не более.
Исходя из требований гарантированной надежности, должна производиться также проверка работы подвески и амортизаторов в условиях предельных нагрузочных режимов, в том числе с наибольшими возможными перекосами и динамическими ходами. Проведение испытаний, возбуждающих одновременно все виды колебаний (рис. 115), облегчается теперь вследствие создания специальных трасс на полигонах.
Объективную оценку эффективности работы амортизатора как элемента подвески можно дать на основе амплитудно-частотных характеристик, получаемых при натурных испытаниях автомобиля на вынужденные установившиеся колебания. При этом, учитывая многообразие дорожных условий, желательно иметь не только переменную частоту возбуждения, но и амплитуду: для низких частот большую, а для высоких — меньшую. Из приведенных на рис. 116 амплитудно-частотных характеристик опытной подвески, испытания которой были проведены в МВТУ, с пневматическими диафрагменными упругими элементами видно, что амортизаторы не допускают развития резонансных колебаний
Рис. 115. Осциллограммы, снятые при работе амортизатора автомобиля ЗИЛ-131 на предельных нагрузочных режимах (va = 20 км/ч): |
А — профиль неровности под левым колесом; б — то же под правым колесом; I — относительные перемещения правой передней подвески; 2 — то же левой передней подвески; 3 — усилия сопротивления амортизатора
(Фо»гЯк0»22 и ■фь,„!ЧвО,3) и при 2<70=2 см сохраняют величину г— = го)2 = 0,011 гя2 в допустимых пределах. При высокочастотном резонансе х2 =5; 3,5 и х2 2.7 ел«, аг=г 0,3 и г = 0,5 ел« соответственно для груженого и ненагруженного автомобиля. В полосе межрезонансных частот амортизаторы не увеличили ускорения больше величин, характерных для резонансных колебаний. Вместе с тем графики показывают, что есть резервы существенного снижения ускорений в межрезонансной полосе частот. Из графиков видно также, что оценить эффективность работы амортизатора
° 50 75 100 150 гоо 300 100 П кол/пин |
Рис. 116. Результаты испытаний опытной подвески с пневматическими рессорами и телескопическими амортизаторами на установившиеся вынужденные колебания. Полосы частот: / — низкочастотного резонанса; II — межрезоиансная; III — высокочастотного резонанса: IV — зарезонансная; I — без амортизаторов; 2 — с амортизаторами; 3 — нена — гружеииой; 4 — нагруженной (Фдд,) |
1,0 |
3.0 2.0 1,0 |
![]() |
2
В подвеске можно при сравнении характеристик затухания: действительной, обеспечиваемой амортизаторами и трением в подвеске, и оптимальной, показанной на рис. 27.
В результате испытания на вынужденные колебания можно получить необходимые данные и для оценки поведения подвески в эксплуатационных условиях при различных характеристиках дорожного микропрофиля. При этом уточняются параметры, необходимые для расчетов величин ускорений подрессоренной и не- подрессоренной масс, определяется надежность контакта колес с дорожной поверхностью, наличие пробоев и т. д. Последнее в значительной мере зависит от эффективности работы амортизаторов при высокочастотных. режимах колебаний. Определение этого важного фактора возможно при непосредственном измерении усилий сопротивлений, развиваемых амортизатором в подвеске (см. рис. 117), или на специальном стенде. Необходимость таких
Испытаний возникает во многих случаях. Поэтому методику обычных динамометрических испытаний, которые проводятся в большинстве случаев при частоте 25—200 кол1мин, следует дополнять
&рА кГ/смг Рис. 117. Работа подвески ГАЗ при высокой частоте колебаний (п = = 500 кол! мин): |
Проверкой работы амортизаторов при частотах 350—700 кол! мин, охватывающих режимы второго резонанса у большинства автомобилей. В связи с этим представляет интерес и способ оценки эффективности амортизатора без демонтажа с автомобиля.
А — изменение давлений в пневматическом упругом элементе; б — относительные перемещения; в — усилия сопротивления амортизатора; О—О — начальное положение равновесия (статическое); О’ О’ — смещение’ нулевой линии при работе подвески |
Рис. 118. Определение работоспособности амортизаторов без демонтажа из подвески с помощью стенда-колебателя колес; а — установка стенда в гаражных условиях; б — зависимость z max от силы Рао при Рас = const для переднего колеса автомобиля Вартбург-353 (по данным опытов Фатке — нера и Шмидта; частота возбуждения 10—11 гц сила Рао при vn = 0,52 м/сек измерялась на динамометрическом стенде); / — регулятор привода; 2 — площадка колебателя; 3 — датчик перемещений колеса |
![]() |
7 гы и=&тах *тгпдхсм а~Г |
0 50 100 150 РаокГ 6) |
6,0 4.0 2.0 |
![]() |
Необходимость регулярного контроля состояния амортизаторов и шарниров подвески в эксплуатации и стремление упростить и ускорить такой контроль привели к созданию специальных стендов — колебателей колес автомобиля (Англия, ФРГ, ГДР и др.). На рис. 118, а показан один из таких стендов с электромеханическим приводом системы Байсбарта [57]. Автомобиль устанавливают одним колесом на площадку, которую приводят в гармоническое колебательное движение с плавно изменяемой частотой в диапазоне от 500 до 960 кол! мин и постоянным ходом 2^0 = 15 мм. При таком возбуждении колебания колеса сначала увеличиваются,
Достигая максимума, а затем, несмотря на дальнейшее увеличение частоты возбуждения, уменьшаются. По максимальной амплитуде колебания оси колеса г1ш1п (рис. 118, б) определяют резонансную частоту неподрессоренной массы, а по величине отношения амплитуд Ьг1 = — эффективность гашения высокочастотных ко
Рис. 119. Внешний вид измерительной части динамометрического стенда с установленным на нем амортизатором (стенд № 1 Лаборатории гидравлики МК. З) |
Лебаний [см. формулу (53)]. Метод оценки основан на сравнении испытуемой подвески с подвеской автомобиля данного типа, отвечающей техническим условиям. Результаты испытаний, проведенных на таком стенде, имеют высокую точность; этот стенд регистрирует уменьшение энергоемкости амортизаторов в результате повышения температуры нагрева. Для проверки одного автомобиля (четыре амортизатора) на стенде требуется около 20 мин. Применение стендов, аналогичных описанному выше, надо считать одним из важных элементов контроля и обеспечения безопасности движения автотранспорта, связанной с техническим состоянием подвески автомобиля вообще и амортизаторов—в частности.