Характеристика сопротивления амортизатора
Упругое усилие в подвеске есть функция хода подвески; в отличие от этого усилие амортизатора зависит от скорости, с которой раздвигаются или сдвигаются точки крепления амортизатора. Амортизатор, нагруженный постоянной силой /^, перемещается с равномерной скоростью по всей длине хода, упругий же элемент перемещается быстро, но до определенной деформации вц значение которой зависит от отношения силы к жесткости с2:
Таким образом, упругий элемент запасает энергию и в самый неподходящий по условиям безопасности движения момент возвращает ее, амортизатор же рассеивает энергию за счет преобразования в теплоту. Чем больше нагрузка на амортизатор, тем больше он нагревается. На графиках сила /•" наносится в функции хода подвески 8 (мм) или в зависимости от скорости поршня (м/с).
Рис. 1.50. Линейные характеристики сопротивления, слева асимметричная с отношением отбой/сжатие — 3 и справа симметричная с отношением 1:1: / — отбой; 2 — сжатие
5,^/7 Уцтах* Рис. 1.49. В характеристике упругости сила F в иьютонах является функцией хода $ (мм), а в характеристике сопротивления сила Р есть функция максимальной скорости поршия Ъ[)та% (м/с). Обе эти характеристики имеют весьма схожий вид, если не представить сопротивление сжатия (как иа следующих рисунках) в третьем квадрате (см. также рис. 4.11): I — характеристика упругости; 1 — характеристика сопротивления |
Рис. 1.52. За счет внутреннего давления 2,0— 2,8 МПа (при +20 СС) в однотрубном газонаполненном амортизаторе шток выталкивается из него с силой Показана зависимость этой силы от температуры жидкости, а также — при утечке жидкости — от оставшегося ее количества: I — 85 %; 2 — 80 %; 3 — 75 % жидкости |
Хотя бы две, |
При непродуманном представлении графики упругости и сопротивления могут выглядеть настолько похожими, что их можно перепутать (рис. 1.49). Чтобы избежать этого, условились наносить усилия отбоя на характеристике амортизатора как положительные, а усилия сжатия — как отрицательные, т. е. линия отбоя располагается в первом квадранте, а линия сжатия—в третьем (рис. 1.50). На рис. 1.45 была показана взаимосвязь между максимальным усилием амортизатора 7^, Е и максимальной скоростью поршня «л щах! такая диаграмма охватывает лишь одну единственную скорость, т. е. дает только одну точку для характеристики демпфирования. Для построения же этой характеристики требуется не менее трех точек, а для
Рис. 1.51. Для снятия характеристики иа типовом стеиде замеряются усилия сопротивления при я = 100 мни-1 с увеличением хода: I — отбой; 2 — сжатие; 3 — ход |
Контроля
Стоянной частотой колебаний (например, п — 100 мин“1) нужно отработать два хода: 25 и 75 мм или 100 мм. Для регулирования клапанов при сборке и для типового контроля этих двух точек достаточно, чего нельзя сказать, конечно, при назначении регулировок новых амортизаторов. В этом случае испытания проводятся с постепенным увеличением хода, причем диаграммы просто накладываются друг на друга (рис. 1.51). Усилия получаются здесь изображенными в функции максимальной скорости поршня [см. уравнение (18) в п. 1.4.11 и максимальные усилия отбоя и сжатия (рл и Ре) могут быть измерены с учетом масштаба от нулевой линии. Последняя прочерчивается перед началом замеров при невключенном стенде проворачиванием барабана с бланком диаграммы.
Как описано выше, шток газонаполненного однотрубного амортизатора выталкивается из него с определенной силой Рц, значение которой зависит как от нагрева, объема газовой полости и находящегося в амортизаторе количества жидкости (рис. 1.52), так и от степени вдвигания штока в процессе снятия диаграммы. Эта снла Рк при выключенном стенде смещает прочерченную среднюю линию демпфирования в сторону сжатия (рнс. 1.53).
При движении автомобиля встречаются скорости поршня до
3 м/с; для воспроизведения таких скоростей требуются специальные испытательные стенды. Они имеют частоту колебаний до п —
— 1000 мин“1, оснащены электронными измерительными устройствами и имеют бесступенчатую регулировку испытательного хода от 5 до 150 мм. Для унифицированных типовых испытаний автомобильная промышленность и амортизаториая промышленность ФРГ договорились через «Объединение автомобильной промышленности» о внедрении программируемого стенда, управляемого вычислительной машиной. На рис. 1.54 показан такой стенд, установленный в лаборатории новых разработок фирмы «Биль — штайн». С точностью до ±1 % на нем могут измеряться усилия до ±Ю кН прн частоте колебаний до 200 мин"1 и ходе от 5 до 100 мм.
Рис. 1.54, Управляемый от вычислительной ня — шины программируемый унифицированный стенд для испытания амортизаторов, поставляемый фирмой «Гайиц Валь*. Для привода используется электродвигатель постоянного тока с. платной ре — гулиревкой, мощностью 27 кВт
Рис. 1.55. Диаграмма трения двухтрубного амортизатора, снятая на фирме «Боге»;
Н Нов О |
Отбой; % — сжатие
Ход 25 мм
-100
Чтобы обеспечить срабатывание подвески даже на небольших дорожных неровностях, амортизатор должен иметь возможно малое собственное трение. Это трение возникает между штоком и уплотнением, штоком и направляющей, а также поршнем и цилиндром. У двухтрубного амортизатора, уплотнение которого не нагружено никаким внутренним давлением, трение составляет примерно ±30 Н (рис. 1.55), а у газонаполненного однотрубного — до ±50 Н Для определения этих значений можно провести испытание с ходом 5 или 10 мм при п => 100 мин’1 или же при малых скоростях поршня, получаемых проворачиванием привода стенда от руки.
На рис. 1.51 были показаны диаграммы, снятые при постоянной частоте колебаний и переменном ходе. Можно также проводить испытания с постоянным ходом, изменяя частоту колебаний привода стенда (рис. 1.56). Для построения характеристики сопротивления в обоих случаях используются максимальные силы, которые, как показано на рис. 1.56, откладываются вверх и вниз по оси У в функции максимальной скорости поршня (см. также рис. 4.10).
Рис. 1.56. Для построения характеристики сопротивления используются максимальные усилия отбоя и сжатия отдельных диаграмм: I — диаграмма; 2 — характеристика; 3 — отбой; 4 — сжатие |
Рис. 1.5?. Характеристик» сопротивления может быть прогрессивной (вверху), линейной (в середине) млн дегрессивной (внизу). Характер кривой и форма диаграммы имеют прямую взаимосвязь. Наименьшую площадь N наименьшее средне« демпфирование имеет диаграмма, тносмцйясй к прогрессивной кривой