Определить характеристику угла закрутки торсионного вала и силовое передаточное отношение торсионной подвески многоосного автомобиля

 

Исходные данные для построения кинематической схемы подвески в исходном статическом состоянии автомобиля:

– радиус колеса, r_к = 525 мм;

– угол развала в статическом положении, α= 100 ^О;

– расстояние от вертикальной оси колеса по горизонтали до оси стойки а_с = 205 мм;

– угол наклона стойки, ψ_с = 100 ^О;

– расстояние от оси вращения колеса до наружного шарнира нижнего рычага вдоль стойки, l_o = 6 мм;

– длина стойки, l_с = 275 мм;

– длина нижнего рычага, r_н = 375 мм;

– длина верхнего рычага, r_в =265 мм;

– угол наклона нижнего рычага (для статического положения колеса), φ_ст = 1,5 ^О;

– расстояние по вертикали от внутреннего шарнира нижнего рычага до внутреннего шарнира верхнего рычага, Z ₁ = 255 мм;

– расстояние по горизонтали от внутреннего шарнира нижнего рычага до внутреннего шарнира верхнего рычага, Y ₁ = 77 мм;

– расстояние от внутреннего шарнира верхнего рычага до стойки нижнего шарнира амортизатора, r_а = 190 мм;

– расстояние от верхнего рычага до нижнего шарнира амортизатора (длина стойки), l_а = 60 мм;

– расстояние по вертикали от внутреннего шарнира верхнего рычага до верхней опоры амортизатора Z_а = 785 мм;

– расстояние по горизонтали от внутреннего шарнира верхнего рычага до верхней опоры амортизатора, Y_а = 290 мм;

– отношение хода отбоя и сжатия, f_о / f_с = 100/115 мм.

Решение

По исходным размерам строим кинематическую схему подвески в ее ис­ходном статическом положении, рисунок 8.18.

Рис. 8.18. Кинематическая схема торсионной подвески

 

Изменяем угол наклона нижнего рычага φ от статического положения с шагом Δ φ = 5 ^о, и для каждого значения угла перестраиваем схему, см. рисунок 8.19. Непосредственно при помощи замеров получены значения хода колеса f.

 

Рис. 8.19. Изменение кинематической схема торсионной подвески в зависимости от угла наклона нижнего рычага

Силовое передаточное отношение торсионной подвески определяется как , где - длина вектора усилия на колесо; - относительная длина вектора усилия на нижнюю опору поворотного кулака (наружный шарнир нижнего рычага); а – плечо действия силы относительно оси торсионного вала (внутреннего шарнира нижнего рычага).

Для получения характеристики силового передаточного отношения перестраиваем схему подвески для различных положений колеса относительно кузова. Последовательность такого перестроения для трех положений колеса, схема определения направления и относительной длины вектора усилия на нижнюю опору поворотного кулака , а так же расстояния а, показана на рисунке 8.20.

Полученные результаты замеров заносим в таблицу 8.3

 

Таблица 8.3

Зависимость угла закрутки торсионного вала

и силового передаточного отношения торсионной подвески

Графическая часть	Расчет
φ, ^о	f, мм	а, мм	, мм	U, 1/м
-15,5	-100,5		509,4	2,895
-10,0	-66,6		542,05	2,73
-5,0	-33,8		574,2	2,62
0,0	0,0		608,4	2, 55
5,0	34,1		645,5	2,49
10,0	69,65		688,9	2,44
15,0	105,6		736,0	2,42
16,1	115,2		755,6	2,39

 

Рис. 8.20. Последовательность определения направления и относительной длины вектора усилия на нижнюю опору поворотного кулака , а так же плеча ее действия относительно оси торсиона (расстояния а):

а – для статического положения колеса; б – для крайнего положения колеса при ходе отбоя; в – для крайнего положения колеса при ходе сжатия

 

Расчетом определяем силовое передаточное отношение подвески. Для статического положения . Здесь мм – (длина задана произвольно); мм - относительная длина вектора усилия на нижнюю опору поворотного кулака, замеренная на силовом треугольнике; а = 0,322 м – плечо действия силы относительно оси торсионного вала.

По данным таблицы 8.3 в среде Mathcad построены графики изменения угла закрутки торсионного вала и силового передаточного отношения подвески, рисунки 8.21, и 8.22.

Силовое передаточное отношение для амортизатора подвески , где мм – (длина задана произвольно); - текущая относительная длина вектора усилия от амортизатора, замеренная на силовых треугольниках, см. рисунок 8. 23.

Рис. 8. 23. Определение направления и относительной длины вектора усилия от амортизатора

Для статического положения . Здесь длина вектора мм; мм - относительная длина вектора усилия от амортизатора, замеренная на силовом треугольнике.

 

ЗАДАЧА 8.4