Введение к работе
Актуальность темы. Необходимость максимального повышения плавности хода автомобиля и безопасности его движения, в связи с ростом средних эксплуатационных скоростей, ставит задачу создания рациональной конструкции подвески и ее эксплуатационных характеристик в число важнейших задач современного автомобилестроения.
Возникающие при движении автомобиля колебания, вызванные неровностями дороги, оказывают влияние не только на комфорт водителя, плавность хода и управляемость автомобиля, но также на ряд других эксплуатационных показателей. При эксплуатации транспортных машин на дорогах с неудовлетворительным состоянием поверхности средняя скорость движения уменьшается на 40-50%, межремонтный пробег – на
35-40%, расход топлива увеличивается на 50-70%, а себестоимость перевозок – на 50-60%.
Работы по созданию подвесок ведутся как в направлении исследования новых схем, так и по пути создания упругих элементов новых типов и повышения их долговечности. Разработка конструкций в этих направлениях привела к созданию управляемых подвесок и активных систем демпфирования с применением пневматических и гидропневматических упругих элементов.
Управляемые подвески открывают принципиально новые возможности для подавления колебаний транспортных машин и одновременного повышения показателей плавности хода и управляемости.
В связи с этим, работа, посвященная разработке и исследованию активной системы демпфирования продольно-угловых колебаний транспортных машин, носящая технико-экономический и социальный характер, является актуальной.
Настоящая работа выполнена в научно-исследовательской лаборатории «Волновая механика» при кафедре Основы теории механики и автоматического управления Омского государственного технического университета.
Цель работы – разработка и исследование активной системы демпфирования продольно-угловых колебаний транспортной машины, работающей совместно с пассивной подвеской.
Задачи исследования:
– обосновать и построить математическую модель транспортной машины с активной системой демпфирования продольно-угловых колебаний;
– провести исследование математической модели транспортной машины с активной системой демпфирования продольно-угловых колебаний;
– разработать и построить экспериментальный комплекс для исследования активной системы демпфирования продольно-угловых колебаний;
– провести экспериментальные исследования активной системы демпфирования продольно-угловых колебаний с пневмоприводом;
– разработать практические рекомендации проектирования активных систем демпфирования транспортных машин.
Объект исследования – активная система демпфирования продольно-угловых колебаний транспортной машины.
Предмет исследования – динамические закономерности совместной работы штатной пассивной подвески и активной системы демпфирования продольно-угловых колебаний подрессоренной массы транспортной машины.
Методы исследования: обзор, анализ и обобщение результатов исследований и опытно-конструкторских работ; теоретические исследования основаны на методах механики твердого тела, теории колебаний, прикладной газовой динамики и приближенных методах исследования нелинейностей; численные методы решения нелинейных задач, основаны на пакетах прикладных программ для ЭВМ; экспериментальные исследования.
Научная новизна работы:
– обоснованы параметры и построена математическая модель транспортной машины с активной системой демпфирования продольно-угловых колебаний, работающей совместно со штатной, пассивной системой;
– получены результаты теоретических исследований колебаний транспортной машины с активной системой демпфирования продольно-угловых колебаний, работающей совместно со штатной, пассивной системой;
– установлены закономерности движения элементов экспериментального комплекса для исследования активной системы демпфирования продольно-угловых колебаний транспортной машины.
Достоверность полученных результатов обоснована использованием классических теорий механики твёрдого тела, жидкости и газа; обеспечивается соответствующим выбором расчетных моделей, использованием адекватного математического аппарата и применением современной вычислительной техники и программного обеспечения; подтверждается качественным и количественным согласованием результатов теоретических исследований с экспериментальными данными.
На защиту выносятся:
– математическая модель транспортной машины с активной системой демпфирования продольно-угловых колебаний, работающей совместно со штатной, пассивной системой;
– результаты теоретических исследований колебаний транспортной машины с активной системой демпфирования продольно-угловых колебаний, работающей совместно со штатной, пассивной системой;
– конструкция и алгоритм работы элементов экспериментального комплекса для исследования активной системы демпфирования продольно-угловых колебаний транспортной машины;
– результаты исследований активной системы демпфирования продольно-угловых колебаний, работающей совместно с пассивной, выполненных на разработанном экспериментальном комплексе.
Практическая ценность работы:
– в научно обоснованном техническом решении способа построения активной системы демпфирования продольно-угловых колебаний транспортной машины, работающей совместно с ее штатной, пассивной системой;
– в возможности использования полученных данных при проектировании управляемых подвесок транспортных машин, что позволит создавать автомобили с повышенными показателями плавности хода, управляемости и тягово-динамическими характеристиками;
– в разработке экспериментального комплекса позволяющего исследовать новые способы построения и алгоритмы управления активной системой демпфирования колебаний, отслеживать характер и масштаб протекающих процессов и формировать реальную картину динамики колебаний транспортных машин.
Реализация работы:
– результаты экспериментальных исследований на комплексе для исследования активных систем демпфирования переданы отделу стендовых испытаний завода ОАО «Автомобильный завод «УРАЛ»;
– результаты исследований используются в учебном процессе ОмГТУ по специальности 190600.62 - Сервис транспортно-технологических машин и комплексов.
Апробация работы. Результаты работы по теме диссертации докладывались и обсуждались на Региональной молодежной научно-технической конференции «Омское время - взгляд в будущее», Омск, 2010 г.; V Всероссийской научной конференции, посвященной памяти главного конструктора ПО "Полет" А.С. Клинышкова «Проблемы разработки, изготовления и эксплуатации ракетно-космической и авиационной техники», Омск, 2010 г.; ХХХ Российской школе по проблемам науки и технологий, посвященной 65-летию Победы, Миасс, 2010 г.; Региональной молодежной научно-технической конференции «Омский регион - месторождение возможностей», Омск, 2011 г.; ХХХI Всероссийской конференции по проблемам науки и технологий, Миасс, 2011г.; IV международной конференции «Математика, ее приложения и математическое образование», Улан-Удэ, 2011 г.; Всероссийской научно-технической конференции (с международным участием) «Ориентированные фундаментальные и прикладные исследования - основа модернизации и инновационного развития архитектурно-строительного и дорожно-транспортного комплексов России», Омск, 2011 г.
Публикации. По теме диссертации опубликовано 12 печатных работ, в том числе 1 полезная модель, 11 статей, из них 2 статьи в журналах из перечня ВАК.
Структура и объём работы. Работа состоит из введения, четырех глав, заключения, списка литературы (164 наименования), изложенных на 132 страницах машинописного текста, поясняется 65 рисунками, 4 таблицами.
