Введение к работе
Актуальность темы. В настоящее время повышаются требования к допустимым уровням вибраций, воспринимаемым человеком без снижения его производительности труда. В стандарте ISO присутствуют интегральная оценка сохранения работоспособности человеком при механических колебаниях и дифференциальная оценка (в третьоктав-ных диапазонах частот), которая значительно уменьшает допустимые уровни средаеквадратических ускорений. Поэтому большое значение приобретает снижение уровня вибраций, вызванных внутренними источниками автогенерации колебаний, которые при движении автомобиля по ровным дорогам могут вносить существенный вклад в возбуждение его колебаний, и которые передаются человеку и перевозимому грузу.
К таким источникам в первую очередь необходимо отнести двигатель и колеса. Внутренние источники возбуждения колебаний автомобиля создают некоррелированные с возмущающим воздействием от дороги сигналы. Эти вибрации имеют дискретный спектр. Определить их наличие можно по графикам функций когерентности между сигналом возмущающего воздействия от дороги и сигналом ускорений какой-либо точки автомобиля. Такие функции когерентности были получены при испытаниях автомобиля ЗШІ-ІЗІ при его движении по изношенному асфальту. Для всех функций когерентности характерным является то, что на частотах, кратных частоте вращения колес автомобиля, образуются "провалы", где функция когерентности практически равна нулю. Таким образом, на этих частотах имеются узкополосные возбуждения, большие, чем возмущения, создаваемые дорожным микропрофилем. Источником этих колебаний может быть только неоднородность колес.
Кроме того внутренние источники возбуждения колебаний могут в значительной степени влиять на колебания перевозимых виброчувствительных грузов и вызывать резонансные явления.
В силу указанных причин актуальными являются экспериментальные и теоретические исследования вибронагруженности автомобиля, вызванной внутренними источниками генерации колебаний. Работа была выполнена в рамках заказов МОКБ "Горизонт", НИИХСМ и ПО АвтоЗШГ.
Цель работы: - исследовать влияние внутренних источников автогенерации колебаний на вибронагруженность и динамическую нагружен-
- 2 -ность автомобиля;
выполнить стендовый эксперимент с целью определения уровней вибраций, возникающих вследствие внутренних источников авто-генерации колебаний;
определить количественные характеристики радиальной неоднородности колес грузовых автомобилей;
определить силовое воздействие, возникающее вследствие радиальной неоднородности колес одного моста автомобиля;
построить модель силового воздействия, возникающего вследствие радиальной неоднородности колес одного моста автомобиля и включить ее в математическую модель вертикальных колебаний грузового автомобиля;
выполнить расчет параметров плавности хода и динамической нагруженности автомобиля с учетом внутренних источников генерации колебаний;.
Научная новизна работы заключается в том, что характеристики неоднородности колес грузовых автомобилей определены по оригинальной методике при испытании автомобиля на стенде с гладкими барабанами. Исследовано влияние параметров шин (давления воздуха в шинах, температуры их разогрева) на параметры их неоднородности. Исследования трехосного грузового автомобиля показали, что параметры плавности хода автомобиля, получаемые из эксперимента на стенде с гладкими барабанами, являются самостоятельными характеристиками автомобиля, необходимыми для оценки его виброна-груженности и динамической нагруженности, что подтверждает необходимость их введения в проект нового ГОСТ "Автотранспортные средства. Показатели плавности хода и методы их измерения". Построена математическая модель силового воздействия, возникающего вследствие неоднородности колес одного моста автомобиля, которая включена в математическую модель вертикальных колебаний грузового автомобиля.
На защиту выносится:
методика экспериментального определения силового воздействия, возникающего вследствие радиальной неоднородности колес автомобиля;
результаты эксперимента на стенде с гладкими барабанами (характеристики радиальной неоднородности колес грузовых автомобилей);
результаты стендового эксперимента по влиянию давления воздуха в шинах и температуры их разогрева на параметры неодно-
родности колес;
математическая модель вертикальных колебаний грузового автомобиля с учетом силового воздействия, возникающего вследствие радиальной неоднородности колес и работы двигателя;
результаты расчета параметров плавности хода и динамической нагруженности автомобиля, выполненные с учетом внутренних источников возбуждения колебаний.
Практическая ценность работы. Разработанная методика расчета вертикальных колебаний автомобиля с учетом внутренних источников генерации колебаний позволяет выполнить уточненную оценку параметров плавности хода и динамической нагруженности автомобиля при его движении по дорогам с ровными покрытиями, а также уточнить нагрузки, воздействующие на дорогу, со стороны движущегося автомобиля. Разработана модель силового воздействия, возникающего вследствие неоднородности шин, и расчетно-эксперимен-тальная методика его определения.
Разработанная методика расчета вертикальных колебаний автомобиля позволяет оптимизировать- параметры систем подрессоривания несущей системы, агрегатов и сиденья водителя с учетом внутренних источников возбуждения колебаний.
Разработанные в диссертации модель вертикальных колебаний грузового автомобиля и методика определения параметров неоднородности колес автомобиля могут быть использованы в опытно-конструкторских работах на автомобильных заводах при создании и доводке новых моделей автомобилей; в организациях, эксплуатирующих автотранспортные средства, при назначении режимов движения при транспортировке виброчувствительных грузов; в организациях, эксплуатирующих автомобильные дороги, при определении воздействия подвижного состава на дорожные покрытия.
Апробация работы. Основные результаты работы докладывались на 48-ой, 49-ой и 50-ой научно-исследовательских конференциях МАДИ (г. Москва, 1990, 1991 и 1992 г.г.), на 4-ом научно-техническом совещании "Динамика и прочность автомобиля" (г. Москва, институт проблем механики АН СССР, 1990 г.)
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, выводов, списка литературы, содержащего 153 наименования, и приложений. Общий объем работы - 250 страниц, в том числе: 121 страница машинописного текста, 68 рисунков, 43 таблицы.
_ 4 -
