Выбор упругой характеристики подвески

 

Передняя подвеска легкового автомобиля или многоцелевого повышенной комфортности с кузовом седан или универсал должна быть по возможности более мягкой. Это необходимо для обеспечения комфортабельности водителя и пассажиров, защиты перевозимых грузов от вибраций и хорошего сцепления колес с дорогой. При низких частотах колебаний (n₂ = 30 мин^-1) восприимчивость человека к колебаниям и их скорости на 80 % ниже, чем при использовавшихся ранее жестких подвесках с ча­стотами 100 мин^-1. Уменьшение жесткости подвески ограничено возможностью перемещения колес от среднего положения на ходе сжатия и отбоя f₁+ f₂, а также большим креном кузова на поворотах при мягкой подвеске. Для уменьшения крена следует использовать стабилизаторы.

Исходя из условий обеспечения комфортного автомобиля подвеска должна обладать переменной жесткостью иначе для автомобиля повышенной проходимости будет характерна слишком жесткая подвеска при езде по дорогам 2,3 категорий.

Для обеспечения высокого комфорта было принято использовать относительно мягкие и длиноходные буфера сжатия, уста­навливаемые в амортизаторе. Свойства материала и форма эле­мента позволяют полу­чить сильно прогрессив­ную характеристику упру­гости. При габаритной вы­соте 146 мм этот ячеистый элемент может быть сжат на 110 мм, воспринимая при этом усилие более 7 кН., Буфер отдачи также требуют данного условия т.к. подвеска обладает изменяемым клиренсом.

Статический прогиб подвески является основной величиной влияющей на частотную характеристику подвески.

f_ст=250/Ω² (39)

f_ст =250/1=250 мм.

Для определения жесткости требуется номинальная нагрузка на колесо, определим ее, в расчете используется нагрузка снаряженного автомобиля с пятью людьми (75кг) 2 человека на передних сидениях и 3 на заднем.

На основе изучения аналогов за основу было взята снаряженная масса 1600 кг

Из этого найдем номинальную нагрузку:

G_H=G_сн+ G_пас (40)

G_H=1600 + 5∙75 = 1975 кг.

Так же учитывая распределение по осям

G₁ = 0,4∙ G_Н = 2225∙0,4=790 кг.

Нагрузка которая приходится на детали подвески будет меньше на величину равной половине неподрессоренных масс, которую первоначально определяется по аналогам, примерно составляет 100 кг.

N`_v= 790 -100 = 690 кг, а на одно колесо соответственно 395 кг.

Жесткость можно определить по следующей формуле:

(41)

с = 1∙4∙3,14²∙395 = 18,18 Н/мм.

Результаты расчетов без учета действия буферов сжатия, отбоя представлены в таблице 17.

 

Таблица 17

Таблица упругой характеристики подвески

Ход, мм
	Нагрузка пружины, Н

Тормозной момент на колёсах

Тормозной момент реализуемый на колёсах заднего моста определяется, Н*м;

Мт2max=(А*rк*g*ma* φ max)/(L+ hg* φ max*(1+ βт)); (42)

где А- расстояние от центра масс до передней оси автомобиля, м;

rк - радиус качения колеса, м;

g - ускорение свободного падения, м/с;

ma – масса автомобиля, кг;

φ max - максимальный коэффициент сцепления колёс с опорной поверхностью

L - база автомобиля, м;

Hg - высота центра тяжести автомобиля, м;

βт - коэффициент перераспределения тормозных сил;

А = 1,28м; rк =0,334м; g =9.81 м/с2; ma =3500кг; φ max = 0,7;

L =2,76м; hg =0.75м; βт =1,6.

Подставляя значения в формулу (42), получим:

М_т2max =2310,57 Н*м.

Тормозной момент, реализуемый на колёсах переднего моста определяется, Н*м:

М_т1max= М_т2max* βт; (43)

М_т1max =3696.9 Н*м.

 

где М_т1max-максимальный тормозной момент реализуемый на переднем мосту;

М_т2max-максимальный тормозной момент реализуемый на заднем мосту;

 

Тормозной момент, приходящийся на одно переднее колесо, Н*м:

Мтп = М_т1max/2; (44)

Мтп =1848,45.

Тормозной момент, приходящийся на одно заднее колесо, Н*м:

Мтз = М_т2max/2; (45)

Мтп =1155,29.

Тормозная динамика

Замедление автомобиля определяется, м/с²:

J = Pторм./(ma*бвр.); (46)

где Pторм- тормозная сила, Н;

ma- масса автомобиля, кг;

бвр- коэффициент учёта вращающихся масс.

 

Коэффициент учёта вращающихся масс определяется:

бвр=1+б1*Uкп2+б2; (47)

где б1, б2 - коэффициенты аппроксимации;

Uкп – передаточное число коробки передач.

 

Коэффициенты аппроксимации определяется:

б1 = (0,03-0,05); б2 = (0,04-0,06);

Примем значения: б1 =0,03; б2 =0,04;

Получаем: бвр=1,06.

Тормозная сила определяется, Н:

Pторм = Мторм/ГК. (48)

 

Тормозной момент определяется, Н*м:

Мторм = Мт1max+ Мт2max;

 

Получаем: Мторм = 6007,5.

 

Подставляя в выражение (45) формулу (47) определим замедление автомобиля, м/с2:

J = Мторм / (ma* бвр* rк); (49)

J = 6.06 м/с2.

Согласно требования замедление должно быть не менее 6 м/с².