Содержание к диссертации
Введение
Глава I. Аналитический обзор состояния вопроса. цель и задачи исследования 9
1.1. Воздействие механических колебаний на организм человека. Методы оценки... 9
1.2. Биодинамические модели колебаний человека... 17
1.3. Элементы системы "дорога-автомобиль" 21
1.4. Факторы, влияющие на показатели виброзащитных свойств сиденья и автомобиля . 23
1.5. Цель и задачи исследования 29
Глава 2. Статистические методы оценки качества вибро защитных систем автомобиля с учетом многооб разия условий эксплуатации 33
2.1. Особенности колебаний автомобиля и человека на сиденьи в эксплуатационных условиях 34
2.2. Анализ качеств виброзащитных свойств сиденья с учетом реальных условий эксплуатации автомобиля 41
2.3. Классификация условий эксплуатации. 49
2.4. Оптимизация параметров подрессоривания сиденья автомобиля. 56
Глава 3. Исследование путей уменьшения вибронагружен-ности человека на сиденьи с линейными характеристиками 64
3.1. Оптимальное управление параметрами, влияющими на виброзащитные свойства сиденья... 64
3.2. Возможности уменьшения вибронагруженности человека на сиденьи с линейными характеристиками ... 75
Глава 4. Исследование путей уменьшения вибронагруженности человека на сиденьи с нелинейными характе ристиками 85
4.1. Требования к нелинейностям упругих и демпфирующих характеристик сиденья. 85
4.2. Возможности улучшения виброзащитных свойств сиденья с нелинейными демпфирующими характеристиками 88
4.3. Возможности улучшения виброзащитных свойств сиденья с нелинейными упругими характеристиками... 112
4.4. Оценка виброзащитных свойств динамической системы сиденья случайной структуры... 116
Глава 5. Экспериментальные исследования виброзащитных свойств автомобильных сидений 138
5.1. Аппаратура для регистрации и обработки реализаций случайных процессов колебаний автомобиля и человека на сиденьи.. 138
5.2. Методика экспериментальных исследований виброзащитных свойств сиденья 149
5.3. Экспериментальные исследования виброзащитных свойств автомобильных сидений. 156
Выводы и практические рекомендации. 183
Литература 186
Приложения 199
- Факторы, влияющие на показатели виброзащитных свойств сиденья и автомобиля
- Анализ качеств виброзащитных свойств сиденья с учетом реальных условий эксплуатации автомобиля
- Возможности уменьшения вибронагруженности человека на сиденьи с линейными характеристиками
- Возможности улучшения виброзащитных свойств сиденья с нелинейными демпфирующими характеристиками
Введение к работе
ХХУІ съездом КІЮС перед автомобильным транспортом общего пользования поставлена задача увеличения грузо- и пассажирооборота, намечена программа создания автомобилей для сельского хозяйства /І/. В связи с решением одной из важных задач Продовольственной программы - транспортного обеспечения агропромышленного комплекса - предполагается выделить сельскому хозяйству значительное количество автомобилей общего назначения и высокой проходимости, существенно увеличивается сеть автомобильных дорог без усовершенствованного покрытия и внутрихозяйственных дорог /2/.
Эффективность автомобильного транспорта, значительную долю которого в парке страны занимают автомобили общего назначения и высокой проходимости, в существенной мере снижается при эксплуатации по неровным дорогам. Потерт от эксплуатации автоюбилей на таких дорогах, по оценкам специалистов, оцениваются в миллиардах рублей, что является следствием снижения средних скоростей движения, вредного воздействия вибрации (колебаний) на состояние и здоровье водителей, пассажиров.
Эксплуатационные показатели автомобиля в большой степени определяются качествами его виброзащитных систем. Тенденция к непрерывному росту удельной мощности автомобиля, прочности и долговечности его узлов и агрегатов приводит к тому, что в системе "дорога-автомобиль-водитель" самым слабым элементом все чаще становится человек с его. ограниченными биологическими возможностями. Такое положение в значительной мере вызвано неудовлетворительными виброзащитными свойствами подвесок и сидений автомобиля при его эксплуатации.
С целью улучшения эксплуатационных показателей автомобиля прэектирование сидений с эффективными виброзащитными свойствами в ряде случаев может быть признано более предпочтительным в сравнении с разработкой подвесок. В первую очередь это относится к сиденьям автомобилей высокой проходимости и общего назначения, подвески которых удовлетворяют требованиям сохранности перевозимых грузов, но возможности повышения виброзащитных свойств подвесок на таких автомобилях резко ограничены условиями производства и эксплуатации. С этой точки зрения задача совертенствования виброзащитных свойств сиденья представляется одной из важнейших при проектировании виброзащитных систем автомобиля.
Существующие методы проектирования и оценки виброзащитных свойств не могут быть признаны удовлетворительными для сидений автомобилей высокой проходимости и общего назначения, т.к. они базируются на теории стационарных случайных процессов и позволяют производить расчет оптимальных параметров подрессоривания при конкретной массе человека на сиденьи, подрессоренной массе автомобиля, скорости движения по короткому участку дороги, микропрофиль которого представляется стационарной случайной функцией, что является идеализацией реальных условий работы автомобиля. Кроме того, такие методы недостаточно учитывают особенности колебаний человека на сиденьи. Проф.А.Н.Островцев /66/ замечает, что "До последнего времени психофизиологические факторы не отражались нужным образом в методике создания подвески и особенно в методике ее оценки". Справедливость такого замечания в полной мере может быть отнесена к виброзащитному устройству - сиденью.
Сиденья,оборудованные подвеской с линейными характеристиками подрессоривания с приемлемыми виброзащитными качествами, а также методы их расчета могут применяться для ограниченного круга автомобилей, в частности, для магистральных, условия эксплуатации которых изменяются в незначительных пределах.
Использование существующих методов проектирования и оценки виброзащитных свойств для подрессоренных сидений автомобилей высокой проходимости и общего назначения приводит к тому, что спроектированные по этим методам сиденья имеют неудовлетворительные виброзащитные качества (близкие к неподрессоренным) или неработоспособны в определенных режимах эксплуатации. Существенно, в рамках указанных методов затруднительно производить сравнение по виброзащитным качествам сидений различного конструктивного исполнения. Дело в том, что существующие методы не учитывают многообразия условий эксплуатации, характерных для автомобилей высокой проходимости и общего назначения: различных типов дорог со значительно отличающимися статистическими характеристиками микролрофиля, случайных изменений в широких пределах скоростей движения, массы человека на сиденьи, подрессоренной массы автомобиля, а также особенностей формирования случайного процесса колебаний человека на сиденьи.
Таким образом, разработка методов, позволяющих прогнозировать и управлять виброзащитными качествами сидений на стадии их проектирования, намечать пути конструктивной реализации сидений с заданными свойствами для автомобилей высокой проходишсти и общего назначения с учетом вероятностной структуры режимов эксплуатации, особенностей колебаний человека на сиденьи и нестационарного случайного процесса его колебаний, является актуальной задачей.
Научная новизна работы заключается в разработке методов анализа качества виброзащитных свойств, оптимизации параметров под-рессоривания и методов прогнозирования виброзащитных свойств сидений с нелинейными характеристиками, сидений переменной динамической структуры. Эти методы основаны на полученных экспериментально результатах, характеризующих особенности формирования про- цесса колебаний человека на сиденьи в реальных условиях эксплуатации и учитывают многообразие условий эксплуатации автомобилей высокой проходимости и общего назначения, нестационарность процесса колебаний человека на сиденьи.
Практическая ценность работы заключается в том, что разработанные расчетные методы представляют инструмент, позволяющий конструктору на стадии проектирования прогнозировать и управлять виброзащитными свойствами сиденья с учетом многообразия эксплуатационных условий работы автомобиля. Ценность для практики представляют определенные в диссертационной работе допустимые уровни относительных перемещений подвески сиденья, ускорения человека на сиденьи и ускорения кузова автомобиля в реальных условиях эксплуатации, а также разработанные конструкции сидений с нелинейными характеристиками и сидений переменной динамической структуры, защищенные авторскими свидетельствами.
Результаты исследования использованы в управлении главного конструктора Ульяновского автомобильного завода им. Б.И.Ленина и на Курганском автобусном заводе им. 60-летия СССР при проектировании и исследовании виброзащитных свойств опытных образцов сидений.
На защиту выносятся: метод анализа качества виброзащиты сиденья, учитывающий многообразие условий эксплуатации автомобилей высокой проходимости и общего назначения; метод оптимизации параметров подрессоривания сиденья с учетом реальной работы автомобиля и особенностей формирования процесса колебаний человека на сиденьи и нестационарности случайного процесса его колебаний; метод определения виброзащитных свойств сидений с нелинейными характеристиками подрессоривания и сидений переменной дина-
8 мической структуры для автомобилей высокой проходимости и общего назначения; - полученные экспериментально результаты, характеризующие особенности формирования случайного процесса колебаний человека на сиденьи, которые позволяют учитывать психофизиологические факторы, нестационарность процесса колебаний в методиках проектирования и оценки виброзащитных свойств сидений автомобилей высокой проходимости и общего назначения.
При выполнении теоретических исследований использовались основные положения теории вероятностей, математической статистики, статистической динамики и теории колебаний автомобиля.
Экспериментальные исследования проводились в дорожных условиях на автомобилях высокой проходимости и общего назначения с применением специально разработанного комплекса аппаратуры и макетного образца сиденья с регулируемыми в широких пределах параметрами подрессоривания, теории случайных процессов, методов математической статистики при обработке результатов и ЭВМ.
Тема диссертации связана с планом научно-исследовательских работ Курганского машиностроительного института по совершенствованию виброзащитных систем автомобиля (№ гос.регистрации 81069537), соответствует плану научно-исследовательских работ Минавтопрома на I98I-I985 гг. по проблеме № 4 "Исследование методов и средств повышения технико-эксплуатационных показателей автомобилей, направленных на улучшение их эргономики и снижение отрицательного воздействия автомобильной техники на окружающую среду", а также Перечню рекомендуемых БАК СССР научных направлений на период 1983-1990 гг. ("Разработка конструкций автомобилей, обеспечивающих условия труда водителя и комфорта для пассажиров") для специальности 05.05.03.
Факторы, влияющие на показатели виброзащитных свойств сиденья и автомобиля
Как известно, при эксплуатации автомобиля уровень вертикальных ускорений на кузове и вибронагруженность человека на сиденьи определяется множеством факторов: скоростью движения автомобиля, конструкцией подвески автомобиля и сиденья, параметрами подрессо-ривания, подрессоренной массой автомобиля и человека на сиденьи, микропрофилем дороги, правилами дорожного движения /31,34,44,56, 57,80/.
При всех прочих равных условиях (запас мощности двигателя автомобиля, управляемость, устойчивость, интенсивность движения транспортного потока на рассматриваемом участке дороги, дорожные условия, влияющие на безопасность движения) вертикальные ускорения кузова автомобиля и вибронагруженность человека на сиденьи при эксплуатации автомобиля не превышают определенного порогового значения. Дело в том, что в системе "дорога-автомобиль-человек" самым слабым звеном зачастую оказывается человек. Водитель, варьируя скоростью движения, стремится не превышать некоторый порог вибронагруженности /4,31,80/. При этом существует определенный компромисс между безопасностью движения, скоростью движения и вибронагруженностью человека.
А.И.Гришкевичем проведены экспериментальные и теоретические исследования тягово-скоростных качеств армейских автомобилей и их колебаний при движении по грунтовым дорогам /31/. Отмечается, что движение по трассам, с которыми водители были предварительно ознакомлены, производится с такими скоростями, что средние квад-ратические значения ускорений, действующих на них, в диапазоне 0...5 Гц не превышают 2,5 м/с . Ограничение уровня ускорений и деформаций рессор достигается за счет варьирования водителем скоростью движения автомобиля. В работе отмечается, что при современных конструкциях вибро защитных систем автоюбиля и их параметрах повышение удельной мощности двигателя свыше 14,7 Вт/кг практически не приводит к повышению средних скоростей движения.
Воздействие дополнительных нагрузок на водителя и пассажира связано с продольными колебаниями автошбиля. В послед нее время этому вопросу уделяется определенное внимание, о чем свидетельствует ряд работ /65,76,77,106,112,125/.
В работе А.Н.Островцева и др. /66/ отмечается, что одним из значительных резервов повышения камфортабельности автомобилей (плавности хода, снижения уровня шума) при росте скоростей движения является введение в систему подвески продольной упругости и демпфирования.
В ряде литературных источников /38,45,84,127/ приводятся результаты исследований продольных (линейных и угловых) колебаний колесных тракторов с короткой базой. Из этих источников следует, что колесные тракторы совершают при работе значительные продольные колебания, при этом уровень горизонтальных ускорений соизмерим с уровнем вертикальных ускорений, воздействующих на водителя. Преобладающие частоты в продольном направлении имеют диапазон 1...4,5 Гц Д27/.
В работах Я.М.Певзнера и др. /76,77/ показано, что в диапазоне частот 0...I5 Гц горизонтальные ускорения при движении автомобиля в большинстве случаев составляют 40...60 % от вертикальных, причем продольные ускорения имеют в спектре максимум в его низкочастотной области.
Как индивидуальное средство виброзащиты водителя и пассажира сиденье представляет собой важнейший элемент в вибро защитной системе автошбиля.
Существующие в настоящее время сиденья имеют самую разнообразную конструкцию. Исторически отношение к сиденью складывалось как к устройству, которое обеспечивало бы удобное положение водителя и пассажира, место для отдыха и безопасность движения /37,69,86/.
Из работ, посвященных исследованию виброизолирующих свойств материала подушки автомобильного сиденья можно отметить работы Михайлова В.Г. /61/, Цимберова П.И., Беленького Ю.Ю., Хромчикова А.В., Маринича А.М. /109/. Авторы этих работ исследовали виброзащитные свойства подушек сидений с прокладками из губчатой резины разной толщины. Выявлено, что латекс (губчатая резина) толщиной 50 мм демпфирует колебания с частотой выше 4,5 Гц и не вносит значительного ухудшения в динамические свойства системы человек-сиденье на резонансной частоте 3 Гц.
Все большее распространение, особенно за рубежом, находит в качестве материала подушек сидений пенополиуретан. /3,93/. Так по данным источника /93/ 60% всех американских автомобилей выпуска 1972 г. имели сиденья с подушками из пенополиуретана. Сравнительных данных по виброзащитным свойствам подушек, изготовленных на основе губчатой резины и пенополиуретана, в доступной литературе не отмечено.
Анализ качеств виброзащитных свойств сиденья с учетом реальных условий эксплуатации автомобиля
Как показано в п.І.І, в настоящее время имеется несколько критериев оценки воздействия вибрации на организм человека. В нормах ИСО, наряду с учетом направления, уровня, и частоты воздействующих на человека колебаний учитывается и время воздействия Тс (ТКДП - см,п.І.І) этих колебаний на водителя (пассажира). Как показано в работе /40/, зависимость Тс ( 6 - ) хорошо аппроксимируется выражением: где б п - дисперсия вертикальных ускорений человека на сиденьи, приведенных к полосе частот 4...8 Гц (в м2/с4); te - предел времени воздействия вибрации, в мин., (снижение производительности труда от усталости). Используя аппроксимацию 1 ( 6$n ) вида (2.3), нетрудно предложить выражения для записи к(бп) # гЛКп): рис.І.3 и выражения 2.3-2.5, их аппроксимирующие, можно использовать для определения допустимого времени воздействия вертикальной стационарной широкополосной вибрации. Для этого следует определить среднеквадратические значения ускорений, приведенные к полосе частот 4...8 ID; ДЛЯ вертикальных ускорений. Автомобильное сиденье, несмотря на одинаковое с подвеской автомобиля функциональное назначение, является достаточно специфичным виброзащитным устройством.
Так ускорения zft) на кузове автомобиля можно рассматривать как преобразование динамической системой движущегося автомобиля функции микропрофиля q() , а измерителем И« виброзащитных свойств подвески автомобиля вые-тупает б ; ( или 6in ,t ). Возмущением для сиденья автомобиля являются ускорения со стороны кузова. Поэтому могут быть предложены эффективные дополнительные (относительные) измерители Цдоп виброзащитных качеств сиденья. Эти измерители показывают, насколько эффективно ускорения (дисперсии ускорений) со стороны кузова автомобиля ослабляются сиденьем. Пусть Цк - значение измерителя колебаний кузова автомобиля, Uc - сиденья.
Тогда относительный измеритель (или коэффициент эффективности) виброзащитных свойств сиденья запишется выражением: Если в процессе моделирования или экспериментального испы тания сиденья получены оценки дисперсий ускорений на кузове б и дисперсии ускорений человека на сиденьи 6$ , относительный измеритель (коэффициент эффективности сиденья): Если в качестве основных измерителей приняты дисперсии приведенных дисперсий бп , бп согласно нордам ИСО , то вспомогательный измеритель можно записать как: Эффективность виброзащитник свойств автомобильного сиденья можно также определять и в узких полосах частот (октавных, треть-октавных и т.п.) с помощью коэффициента эффективности по частотам: Если в качестве основных измерителей качества виброзащитных свойств автомобильного сиденья используются допустимые времена воздействия вибрации на организм водителя и пассажира, то вспомогательный измеритель можно определить как коэффициент эффективности по времени: где Тс - допустимое время воздействия, определенное для сиденья; Тк - то же, но определенное для кузова. Сиденье эффективно как виброзащитное устройство, если измерители (2.7-2.9) имеют значения, меньшие единицы (если имеются сиденья с различными К , предпочтение по виброзащитным свойствам следует отдавать сиденью с возможно меньшим значением К) . При использовании выражения (2.10) сиденье эффективно, если КЯ . Если назначены или определены режимы эксплуатации автомобиля, когда известна доля (вероятность) движения автомобиля в конкретном режиме, то допустимое время воздействия определенное для сиденья
Возможности уменьшения вибронагруженности человека на сиденьи с линейными характеристиками
Полученные в п.3.1 результаты (в частности, отраженные в табл. 3.1, на рис. 3.6-3.9) можно рассматривать как предельно достижимые (за счет 40nm »"%0nm ) качественные показатели виброзащитных свойств "линейного" автомобильного сиденья. Эти же результаты южно рассматривать как оптимальные законы управления параметрами oJc, тус при эксплуатации автомобиля по различным типам дорог, а проведенные расчеты с оптимизацией параметров даже по упрощенным расчетным схемам позволяют оценить основные направления усовершенствования виброзащитных свойств сиденья. Определенная таким образом линейная динамическая система подрес-соривания сиденья, для которой показатель качества принимает экстремальное значение (оптимальная система) - это наилучшая в смысле принятого показателя качества из всех возможных систем данного класса при определенных условиях функционирования. Поэтому, чтобы иметь возможность реализации оптимального сиденья, необходимо управлять его параметрами подрессоривания по алгоритму:
Если существует такое устройство, которое может управлять параметрами в соответствии с приведенным алгоритмом, то имеется сиденье с предельно возможными вийрозащитными свойствами в классе линейных систем ("пассивное оптимальное линейное" сиденье).
Однако управление параметрами о)с , Yc В процессе эксплуатации автомобиля представляет собой достаточно сложную техническую задачу. Вполне очевидно, управление этими параметрами не может осуществляться ни водителем, ни пассажиром, т.к. на основе субъективной оценки практически невозможно выбирать и поддерживать в зависимости от режима эксплуатации математически оптимальные параметры подрессоривания.
Если принять нерегулируемые параметры подрессоривания сиденья такими, что они являются оптимальными при движении автомобиля в условиях асфальтированных дорог, то такое сиденье окажется непригодным для эксплуатации в условиях других дорог (по причине неприемлемо высокого уровня относительных перемещений сиденья) . Оптимальные параметры сиденья для эксплуатации в условиях профилированной грунтовой дороги являются неоптимальными при дви жении автомобиля по асфальтированной дороге и не обеспечивают рабочих функций сиденью на дорогах с непрофилированной и разбитой поверхностью и т.д. Из всего сказанного следует вывод: чтобы сиденье могло нормально выполнять свои рабочие функции в случае отсутствия возможности регулировать параметры лодрессори-вания Yc » CL5C t их следует назначать оптимальными для самого тяжелого эксплуатационного режима, т.е. для движения автомобиля в условиях разбитых дорог.
Оценим потери качества виброзащиты сиденья с нерегулируемыми параметрами подрессоривания в сравнении с сиденьем, у которого параметры регулируемые и являются всегда оптимальными. Потери в качестве виброзащиты можно оценить введением функции потерь КМ,ИТ) /36/, при этом в качестве аргументов выступают измеритель качества виброзащиты Ц , численное значение которого измеряется у сиденья с неоптимальными параметрами л с » и измеритель UT - значение которого определяется сиденьем с wConm jTJtonm 3 обобщенный показатель функции потерь в условиях движения ю дороге типа CJ можно принять математическое ожидание потерь:
Если в качестве измерителей виброзащиты выступает коэффициент эффективности К , то обобщенный показатель (индекс о показывает для кєкого типа дороги ведется расчет): Предположим, что функция потерь может быть представлена выражением: где -ус - принят оптимальным для разбитой грунтовой дороги. На рис. 3.10 показаны математические ожидания функции по терь качества виброзащиты сиденья водителя для различных авто-юбилей. Видно, что с уменьшением параметра сос потери возрастают. Наибольшие потери качества соответствуют движению автомобиля по асфальтированным дорогам, для разбитой грунтовой дороги (по определению (3.2) ) потери всюду составляют единицу. Оценим математическое ожидание функции потерь за весь срок эксплуатации автомобиля по выражению: где R - математическое ожидание функции потерь качества на дороге типа q, ; Ра - вероятность эксплуатации автомобиля на дороге типа о . К примеру, если параметры сиденья водителя автобуса КАВЗ-685 со с = 5, Т{ГС = 2 (оптимальные для движения в условиях разбитой грунтовой дороги, табл. 3.1), то такое сиденье "обеспечит" значение R = 3.4 за весь срок его эксплуатации, для сиденья водителя УАЗ-469 (oJc = 5, Yc = If8) значение R составит 3.0. Если сос = 7 (параметры гс оптимальные для разбитой грунтовой дороги), то для КАВЗ-685 R =1.5, а для УАЗ-469 R=1.4. Неоптимальное значение параметра затухания л& неблагоприятно сказывается на перераспределении дисперсий ускорений по частотам колебаний человека на сиденьи. Рассмотрим в качестве примера для сиденья водителя автобуса КАВЗ-685 при его движении по профилированной и непрофилированной грунтовой дороге виброзащитные качества с использованием коэффициента эффективности по частотам К . На рис. 3.II а,в,г результаты соответствуют виброзащитным свойствам сиденьям с оптимальными параметрами.
Возможности улучшения виброзащитных свойств сиденья с нелинейными демпфирующими характеристиками
В этом случае (как указывалось в п.3.2) возникает необходимость в регулировании параметра ус согласно табл. 4.1 (применительно к сиденью водителя автобуса КАВЗ-685). томобиля на дороге заданного типа, К - среднее значение коэффи-циента эффективности и Кп - среднее значение приведенного коэффициента эффективности сиденья на дорогах заданного типа. Из табл. 4.1 видно, что в условиях эксплуатации автобуса КАВЗ-685 для сиденья водителя сос = 5 рад/с коэффициент апериодичности необходимо изменять в 10 раз, для сиденья с ос=7 рад/с в 3,5 раза и для сиденья с о5с = 9 рад/с - в 1,8 раза. Если нет возможности управлять параметрами лодрессоривания сиденья (реальный случай), то при проектировании их необходимо назначать, исходя из самых тяжёлых режимов эксплуатации. При этом параметры подрессоривания будут оптимальными для самого неблагоприятного режима эксплуатации. На других режимах эти параметры будут неоптимальными, что приводит к потере качества в виброзащитных свойствах сиденья, однако при этом будут обеспечены, по крайней мере, рабочие функции сиденья по уровню относительных перемещений (см. л. 3.2). Если имеется трение в подвеске сиденья ("сухое трение"), то функция Р(8,8) нелинейна и для случая, когда функции упругости Рс (5) и демпфирования PQ (8) линейны. С учетом силы трения в подвеске сиденья, усилие в подвеске можно записать следующим выражением: где c8,rS - линейные функции упругости и демпфирования.
Используя выражение (4.1), эквивалентные параметры подрессоривания СЭ,Г3 можно определить, если учитывать, что величины 6,3 являются независимыми, а их закон распределения -Р(8,) южно в этом случае принять в виде произведения f (8), -р2 () дифференциальных законов величин 5,8 соответственно. Выражение для эквивалентной жесткости запишется: т.е. для характеристики вида (4.4) трение в подвеске и "линейный амортизатор" не влияют на эквивалентную жесткость /34/, которая определяется только линейной упругой характеристикой подвески сиденья. Аналогично для эквивалентного коэффициента сопротивления можно привести выражение: где r9JI - эквивалентный коэффициент сопротивления "линейного амортизатора", совпадающий с его коэффициентом сопротивления ге ; Р - эквивалентный коэффициент сопротивления, характеризующий наличие трения в подвеске сиденья. При нормальном законе распределения величины относительной скорости, перемещения д,Ь /34/: С учетом полученных эквивалентных параметров подрессоривания сиденья для характеристики (4.4) можно записать: Рассмотрим влияние трения в подвеске сиденья на его виброзащитные свойства в том случае, когда параметры Сэ,1 э нерегулируемые применительно к сиденью водителя автобуса КАВЗ-685 при его эксплуатации по различным дорогам. Из приведенной таблицы видно, что наличие трения в подвеске сиденья резко ухудшает его виброзащитные свойства на дорогах с небольшим уровнем дисперсии микропрофиля, что связано с блокированием подвески трением. Если принять трение в подвеске F = 40Н (что вполне достижимо в современных конструкциях), то обобщенные показатели эффективности виброзащитных свойств такого сиденья применительно для водителя автобуса КАВЗ-685 составят: МС К1 = 64,5 , М[КП]= 56,7#, KTK = I,9, KTC=I,9, Ктп=1,6. Аналогично для сиденья водителя автомобиля УАЗ-469: MCft] = 66,3$, М[КП1= 59, Ктк = 1,8, Ктс= 1,8, KTn = 1,5.
Таким образом, при отсутствии возюжности регулировать параметры С, Г (u)c,Tfc) и при наличии трения в подвеске, сиденье обладает незначительными виброзащитными свойствами. Рассмотрим, каким образом следует изменять (регулировать) демпфирование в подвеске сиденья. На рис. 4.1 показаны (на основе ранее полученных результатов) изменения коэффициентов апериодичности в зависимости от уровня дисперсии вертикальных ускорений кузова автобуса КАВЗ-685. Линиями в заштрихованной зоне показаны средние значения ус коэффициентов апериодичности, соответствующие средней массе водителя, пассажира m = 74 кг. Штриховые зоны обозначают доверительные интервалы, соответствующие доверительной вероятности 0,9 (и что соответствует изменению массы водителя, пассажира в пределах т = 39...98 кг). Зоны, в которых расположены допустимые значения жс перекрываются только при больших уровнях возмущения со стороны кузова. Таким образом, для обеспечения высоких виброзащитных качеств, коэффициент апериодичности следует увеличить с увеличением уровня возмущений. При отсутствии трения в подвеске сиденья ("линейная" нерегулируемая подвеска) коэффициент апериодичности не зависит от уровня возмущения и для его малого значения (возмущения) значительно отличается от Yonm Ещё более неблагоприятно изменяется коэффициент апериодичности в подвеске с трением: большое значение -цгс при малых уровнях возмущения и щ уменьшается с увеличением возмущения, т.е. противоположно изменению Yonm Такое изменение в нерегулируемых подвесках демпфирующих параметров приводит к тому, что виброзащитные качества сиденья оказываются невысокими, уступая "линейному" сиденью с регулируемыми параметрами. На рис. 4.2 показаны зависимости коэффициентов эффективности сидений с различными параметрами лодрессоривания, штриховые зоны соответствуют допустимым значениям коэффициентов апериодичности (рис. 4.1).
