Электронная библиотека диссертаций и авторефератов России
dslib.net
Библиотека диссертаций
Навигация
Каталог диссертаций России
Англоязычные диссертации
Диссертации бесплатно
Предстоящие защиты
Рецензии на автореферат
Отчисления авторам
Мой кабинет
Заказы: забрать, оплатить
Мой личный счет
Мой профиль
Мой авторский профиль
Подписки на рассылки



расширенный поиск

Выбор рациональных характеристик рессорной подвески по показателям управляемости и устойчивости автомобиля Карунин, Максим Анатольевич

Выбор рациональных характеристик рессорной подвески по показателям управляемости и устойчивости автомобиля
<
Выбор рациональных характеристик рессорной подвески по показателям управляемости и устойчивости автомобиля Выбор рациональных характеристик рессорной подвески по показателям управляемости и устойчивости автомобиля Выбор рациональных характеристик рессорной подвески по показателям управляемости и устойчивости автомобиля Выбор рациональных характеристик рессорной подвески по показателям управляемости и устойчивости автомобиля Выбор рациональных характеристик рессорной подвески по показателям управляемости и устойчивости автомобиля Выбор рациональных характеристик рессорной подвески по показателям управляемости и устойчивости автомобиля Выбор рациональных характеристик рессорной подвески по показателям управляемости и устойчивости автомобиля Выбор рациональных характеристик рессорной подвески по показателям управляемости и устойчивости автомобиля Выбор рациональных характеристик рессорной подвески по показателям управляемости и устойчивости автомобиля Выбор рациональных характеристик рессорной подвески по показателям управляемости и устойчивости автомобиля Выбор рациональных характеристик рессорной подвески по показателям управляемости и устойчивости автомобиля Выбор рациональных характеристик рессорной подвески по показателям управляемости и устойчивости автомобиля Выбор рациональных характеристик рессорной подвески по показателям управляемости и устойчивости автомобиля Выбор рациональных характеристик рессорной подвески по показателям управляемости и устойчивости автомобиля Выбор рациональных характеристик рессорной подвески по показателям управляемости и устойчивости автомобиля
>

Диссертация - 480 руб., доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Автореферат - бесплатно, доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Карунин, Максим Анатольевич. Выбор рациональных характеристик рессорной подвески по показателям управляемости и устойчивости автомобиля : диссертация ... кандидата технических наук : 05.05.03.- Москва, 2000.- 103 с.: ил. РГБ ОД, 61 01-5/1350-2

Содержание к диссертации

Введение

1. Обзор и анализ работ в области моделирования рессорных подвесок.

2. Разработка математической модели рессорной подвески автомобиля .

2.1. Анализ работы рессорной автомобильной подвески. 25

2.2. Матема тическая модель рессорной подвески автомобиля .

2.2.1. Методика формирования математической модели и моделирования рессорной автомобильной подвески. 26

2.2.2. Основные зависимости для конечного элемента стержня.

2.2.3. Матрицы связи между компонентами перемещения концов стержней и компонентами перемещения узлов всей конструкции. 47

2.2.4. Матрица жёсткости конструкции как сумма дополнительных матриц жёсткости стержней 49

2.2.5. Уравнения свободных перемещении и реакций опор. 50

2.2.6. Учет геометрической и физической нелинейности конструкции.

2.3. Общая схема применения метода конечных элементов к моделированию подвески автомобиля 54

2.4. Определение переда точных ф ункций подвески. 58

2.5. Выводы- 59

3. Математическая модель движения автомобиля . - 60

3.1. Общее описание движения автомобиля. 60

3.2. Кинема тические переда точные функции подвески . 63

3.3. Обобщенные силы. 64

3.4. Продольные и боковые реакции на колесах автомобиля. 65

3.5. Углы увода колес 67

3.6. Вертикальные реакции на колесах. 67

4. Экспериментальные исследования по проверке адекватности математической модели рессорной подвески . — 69

4.1. Лабораторный эксперимент 69

4.2. Дорожный эксперимент . 72

5. Исследование влияния конструктивных параметров рессорной подвески автомобиля на критерии управляемости и устойчивости автомобиля. 79

Выводы

Список использованной литературы

Введение к работе

Актуальность. Листовая рессора является одним из наиболее распространенных упругих элементов и находит свое применение на современных автомобилях. За многие годы эксплуатации автомобилей с рессорной подвеской было проведено много работ по исследованию режимов ее работы, вследствие чего появилось несколько разновидностей рессор. Малолистовые рессоры широко применяются на легких грузовиках и легковых внедорожниках. Эти автомобили предназначены, в частности для эксплуатации на дорогах общего пользования и могут двигаться с большими скоростями, поэтому для них достаточно актуальна проблема устойчивости и управляемости. Показатели управляемости и устойчивости в наибольшей степени определяют активную безопасность автомобиля. Для определения этих показателей необходимо определить реальное положение моста на рессорах с учетом деформаций под действием внешних сил и моментов.

Исходя из анализа методов проектирования рессоры, можно сказать, что при расчете рессоры основное внимание уделяется определению упругих характеристик рессор и их прочностному расчету. Для уменьшения времени проектирования нового автомобиля и получения наилучшего результата необходимо знать степень влияния различных параметров подвески на свойства управляемости и устойчивости автомобиля.

Для прогнозирования свойств управляемости и устойчивости автомобиля с рессорной подвеской на стадии проектирования разработчикам требуется механизм для их оценки, поэтому проблема моделирования рессоры, рессорной подвески и исследования ее поведения в составе автомобиля с точки зрения устойчивости и управляемости автомобиля весьма актуальна.

Целью диссертационной работы является создание методики и алгоритма

моделирования рессорной подвески, разработка алгоритма и прикладного программного

продукта для исследования их функциональных параметров и напряженно-деформированного

состояния на различных режимах движения автомобиля и определение рациональных

конструктивных параметров рессорной подвески по показателям устойчивости и

управляемости.

Задачи исследования:

- Разработать математическую модель листовой рессоры, а также методику и

алгоритм ее расчета при сборке листов в пакет.

Разработать математическую модель рессорной подвески автомобиля, методику и алгоритм для исследования ее функциональных характеристик.

Создать пакет прикладных программы на базе ПЭВМ для исследования упругой характеристики и напряженно-деформированного состояния рессорной подвески автомобиля.

Исследовать влияние различных конструктивных параметров рессорной подвески на показатели управляемости и устойчивости автомобиля.

Определить рациональные параметры рессорной подвески по показателям управляемости и устойчивости.

Методы исследования. В работе использованы математические методы моделирования автомобиля и его систем, методы математического анализа и статистические методы планирования и обработки эксперимента.

Объект исследования: Легковой автомобиль среднего класса повышенной проходимости.

Научная новизна работы заключается в следующем:

Исследованы варианты итерационных алгоритмов для моделирования сборки листов рессоры в пакет, разработана математическая модель рессорной подвески и ее взаимодействие с кузовом автомобиля на основе метода конечных элементов. Получена для геометрически нелинейных стержневых систем матрица жесткости и геометрическая матрица, что позволяет более точно представлять реальную конструкцию рессоры и подвески.

Разработана методика формирования конечномерной модели рессорной подвески автомобиля и порядок моделирования.

Разработана математическая модель рессорной подвески автомобиля на основе применения метода конечных элементов, позволяющая учитывать влияние основных геометрических параметров рессоры, ее сечений, установки, характеристик материала рессоры и тд. на статические показатели.

Разработан алгоритм расчета функциональных параметров, листовых рессор с учетом совместного действия сложных нелинейных явлений, таких как: геометрическая нелинейность при изгибе листов; неопределенность площадки контакта между концами листов.

Проведено исследование и определена степень влияния отдельных конструктивных параметров рессорной подвески на показатели управляемости и устойчивости автомобиля, и указаны пути выбора их рационального выбора.

Практическая ценность. Разработанная система проектирования и моделирования, подвески автомобиля на основе листовых рессор, позволяет повысить конструктивное разнообразие и эксплуатационные качества систем рессорного подвешивания, способствуя совершенствованию конструкции автомобилей. На основе указанного алгоритма с помощью средств объекто-ориентированного программирования для Windows написана прикладная расчетная система, позволяющая исследовать подвеску из листовых рессор. Система имеет возможность настройки параметров модели и режимов нагружения и может быть использована для исследовательских и проектных работ.

Проведенное исследование и полученные результаты оценки влияния отдельных параметров конструкции рессорной подвески на показатели управляемости и устойчивости автомобиля могут быть использованы при проектировании новых конструкции.

Реализация работы. Результаты проведенных исследований переданы в УГК УАЗ и будут использованы для совершенствования перспективного семейства автомобилей на базе УАЗ-3160.

Аппробация работы. Диссертационная работа рассмотрена и одобрена на заседании кафедры «Автомобили» Московского Государственного Технического Университета «МАМИ».

Публикации. По теме диссертации опубликовано / печатных работы.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, 5 глав, основных результатов и выводов. Работа в целом содержит 125 страниц машинописного текста, 38 рисунков, 23 таблицы, список использованной литературы из 128 наименований.

Матема тическая модель рессорной подвески автомобиля

Вариант учета влияния кинематических особенностей подвески на управляемость автомобиля был предложен В.В.Селифоновым.[82] В линейной форме было предложено учитывать появление кинематического увода оси при крене кузова. Поскольку крен кузова является линейной функцией действующей на автомобиль боковой силы, кинематический увод оси представлялось возможным учесть в виде специальной формулы так называемого "эквивалентного" коэффициента сопротивления уводу, учитывающего все виды увода - силовой увод шин, кинематический увод колес и кинематический увод оси.

Жесткость рессоры, как упругого элемента подвески, оказывает определяющее влияние на угловую жесткость подвески, которая в свою очередь достаточно весомо влияет на управляемость и устойчивость автомобиля.

Одним из первых вопросы влияния угловой жесткости подвески на управляемость и устойчивость исследовал В.В.Брылев[15]. На основании теоретического анализа им было установлено оптимальное соотношение угловых жесткостей передней и задней подвесок (Су1/Су2 =1.6... 1.7 для

заднеприводного автомобиля), это соотношение было подтверждено экспериментом. Следует отметить, что В.В.Брылев не учитывал в своих исследованиях кинематического увода оси, характерного для рессорных зависимых подвесок. Эксперимент был поставлен на автомобиле с независимой задней подвеской на косых рычагах, у которой практически отсутствует эффект кинематического увода оси.

Принципиально новый подход к исследованию взаимодействия автомобиля и дороги предложил А.А.Хачатуров.[104]. Дорога в этом случае задавалась не набором неровностей, описываемых определенной гармонической функцией, а случайным набором возмущений, характеризующихся спектральной плотностью профиля. Взаимодействие дороги и автомобиля описывается передаточной функцией подвески, учитывающей упругие и демпфирующие свойства элементов подрессоривания. Были предложены схемы систем подвески "с упреждением", что явилось шагом к созданию так называемых "активных" подвесок. Следует отметить, что исследовалась в основном плавность хода, вопросы управляемости и устойчивости в данной работе не рассматривались.

Подводя итог обзору трудов, посвященных исследованию рессоры, как упругого элемента подвески и одновременно направляющего аппарата, следует отметить, что все работы можно разделить на две категории: работы, посвященные исследованию прочностных и упругих свойств упругих элементов подвески, и, в частности, рессор; работы, посвященные исследованию управляемости и устойчивости автомобиля, и влияния на эти характеристики конструктивных особенностей направляющего аппарата подвески, каковым, в частном случае, является листовая рессора. При этом следует отметить, что в работах второй группы рессора обычно принималась в виде одиночного или составного жесткого элемента, с определенной геометрией, неизменной при наличии силовых факторов.

Новые возможности по исследованию прочностных и упругих свойств рессорных подвесок открылись с развитием метода сеток.

Основная идея получения модели на основе интегральных уравнений заключается в переходе от исходного дифференциального уравнения в частных производных к эквивалентному интегральному уравнению, подлежащему дальнейшим преобразованиям.

Сущность метода сеток состоит в аппроксимации искомой непрерывной функции совокупностью приближенных значений, рассчитанных в некоторых точках области, т. е. в узлах. Совокупность узлов, соединённых определённым образом, образует сетки. Сетка, в свою очередь, является дискретной моделью области определения искомой функции.

Применение метода сеток позволяет свести дифференциальную краевую задачу к системе нелинейных в общем случае алгебраических уравнений относительно неизвестных узловых значений функции.

Наиболее часто в математическом моделировании используется два метода сеток: метод конечных элементов (МКЭ) и метод конечных разностей (МКР). Различие методов заключается на этапе построения сетки и на этапе получения системы алгебраических уравнений.

В МКЭ исходная область определения функции разбивается с помощью сетки, в общем случае неравномерной, на отдельные подобласти, называемые конечными элементами. Искомая непрерывная функция аппроксимируется кусочно-непрерывной функцией, определённой на множестве конечных элементов. Аппроксимация может задаваться произвольным образом, но чаще всего для этих целей используются полиномы, которые подбираются таким образом, чтобы обеспечить непрерывность искомой функции в узлах на границах элементов.

Для двумерных областей определения искомой функции наиболее часто используются элементы в форме треугольников и четырёхугольников. При этом элементы могут иметь как прямо-, так и криволинейные границы, что позволяет с достаточной степенью точности аппроксимировать любую границу.

Для трёхмерных областей наибольшее применение нашли элементы в форме тетраэдра и параллелепипеда.

МКР исторически начал развиваться раньше МКЭ и является старейшим методом решения краевых задач. Практическая реализация алгоритма МКР наталкивается на ряд трудностей, поэтому он не столь широко используется, как МКЭ.

Матрица жёсткости конструкции как сумма дополнительных матриц жёсткости стержней

Два типа нелинейности встречаются при расчете конструкций. Первый тип связан с нелинейностью зависимости напряжение -деформация, которой характеризуется материал конструкции в упругопластической области. Второй тип связан с геометрической нелинейностью, когда перемещения конструкций вызывают значительные изменения ее геометрии, так что уравнения равновесия приходится составлять уже для деформированного состояния. Метод конечных элементов может быть использован при учете геометрической и физической нелинейности. Учет любого из этих двух типов нелинейности приводит к получению разрешающей системы уравнений, содержащей нелинейные относительно определяемых основных неизвестных члены. Присутствие в уравнениях нелинейных членов не позволяет получить их решение в замкнутом виде подобно тому, как это наблюдалось в случае расчета линейных систем. Здесь приходится использовать различные процедуры последовательных приближений. Метод упругих решений основан на выделении из матрицы жесткости системы [К] ее линейной составляющей.

Метод был предложен А.А. Ильюшиным [71] для решения задач деформационной теории пластичности. В соответствии с этим методом рассматривается идеально упругое тело, имеющее те же деформации, что и упругопластическое тело, но с дополнительными, объемными и поверхностными, нагрузками. Таким образом, на каждом этапе последовательных приближений приходится решать систему линейных алгебраических уравнений с постоянными коэффициентами в правых частях, нагрузками, значения которых уточняются с помощью результатов, полученных на предыдущем этапе. Процедура метода для системы с одной степенью свободы представлена на (рис.8). Метод упругих решений очень прост. Он требует лишь разового обращения матрицы [К]. Следует заметить, что число необходимых приближений сильно зависит от точности начального приближения. Процедура плохо сходится при большой разнице между линейными и нелинейными решениями.

Основные блоки алгоритма метода перемещений и их содержание состоит в следующем. 1. Задание исходной информации, которая должна включать: расположение узловых точек в общей системе координат; взаимное расположение конечных элементов. Значения геометрических и жесткостных параметров каждого элемента конструкции; значения внешних узловых, поверхностных и объемных сил. 2. Определение положения узловых точек элементов в местной системе координат. 3. Построение матрицы жесткости /-го элемента в местной системе координат. 4. Определение направляющих косинусов для каждого элемента и матрицы преобразования перемещений элемента из местной системы координат в общую. 5. Определение матрицы жесткости і-то элемента в общей системе координат. 6. Определение матрицы жесткости для всей конструкции [К]. 7. Наложение на конструкцию определенного числа связей, исключающих ее перемещения как абсолютно жесткого тела, что приводит к получению некоторой урезанной общей матрицы жесткости.

Разработанный программный комплекс позволяет выполнять расчеты перемещений, деформаций и напряжений в статических условиях. Решение этих задач возможно как для отдельных элементов и модулей, так и для всей системы. В этой версии обеспечена возможность решения задач по моделированию реакций системы на статическое воздействие. Для определения характеристик использован метод конечных элементов. Моделирование может выполняться в двух режимах: автоматическом и интерактивном, с использованием балочной модели. Результаты расчета представляются графически или в виде таблиц, которые при необходимости можно вывести на принтер или графопостроитель.

В предыдущем разделе была описана разработанная модель рессорной подвески, дающая возможность исследовать ее кинематику с учетом реального силового нагружения. Следующим этапом нужно оценить, как эта подвеска будет влиять на показатели устойчивости и управляемости автомобиля, на котором она будет применена. Подключение данной модели к модели автомобиля можно сделать несколькими методами: непосредственно включить расчет модели подвески в расчет модели автомобиля, что существенно увеличит время выполнения общего расчета модели автомобиля, или же описать поведение подвески в виде определенных характеристик, например, полиномами 3-ей степени и в расчетной модели автомобиля использовать коэффициенты этих полиномов. Полиномы представляют собой функции линейных и угловых перемещений характерных точек и плоскостей колес от задаваемого перемещения кузова: Hij = Л)0 + Д)1 Х + Д)2 Х + А)3 Х где: А00...А03 - коэффициенты полиномов, х- возможное угловое или линейное перемещение кузова, Н - соответствующее перемещение центра пятна контакта или плоскости вращения колеса. На (рис.10) проведены примеры однофакторных передаточных функций, полученных расчетным путем для задней рессорной подвески автомобиля УАЗ-3160. Вместе с тем реальное положение колес относительно кузова будет определяться не только кинематикой перемещения кузова, но и силовым нагружением со стороны колес, зависящим от характера и режима движения автомобиля. Это требует применения двухфакторного описания передаточных функций рессорной подвески, в которых дополнительно учитывается внешние силы и моменты.

Кинема тические переда точные функции подвески

Дорожный эксперимент предусматривает комплекс динамических испытаний при ступенчатом и гармоническом воздействии на рулевое колесо.

Общий вид объекта испытаний с установленным оборудованием представлен на рис. 16. Испытания «Рывок руля» - выполнялись при повороте рулевого колеса вправо и влево на скорости 80 км/ч. Испытания «Змейка» - выполнялась на скоростях 40, 60 и 80 км/ч при изменении частоты поворота рулевого колеса в диапазоне от 0.25 до 1.5 гц.

В ходе эксперимента фиксировались следующие показатели: - скорость поступательного движения автомобиля; - боковое ускорение автомобиля; - угол поворота рулевого колеса; - угловая скорость поворота автомобиля; - боковой крен кузова. При проведении дорожных испытаний в качестве измерительной аппаратуры использовался измерительно-регистрирующий комплекс DATRON (рис. 17-19).

Проверка адекватности модели рессорной подвески в составе общей модели автомобиля проводилась на основе результатов построения параметров испытания "рывок руля" (рис.20) и "змейка" (рис. 21 - 26) для различных скоростей движения (40, 60, 80 км/ч), для испытаний "змейка". л ft - I C_ —

По результатам обработки и сравнения экспериментальных и расчетных данных можно сделать следующие выводы: - математическая модель рессорной подвески является адекватной и реально отражает кинематику реальной подвески при статической нагрузке; - Математическая модель автомобиля, дополненная моделью подвески, при моделировании движения автомобиля показала хорошую сходимисть с экспериментальными данными

Для оценки свойств устойчивости и управляемости автомобиля был сформирован набор статических и динамических оценочных показателей (табл. 2), получаемых по результатам испытаний, "спираль", "связка"[79], "рывок", "змейка". Таблица Оценочные показатели управляемости и устойчивости

Эквивалентное время запаздывания реакции по угловой скорости К і?(min) /же 2 7? Фазовый сдвиг при частоте входного воздействия 0,75 Гц. К-18(min) 18 = 0.75 Показатель колебательности Кід(min) ту wpe3 Коэффициент усиления на типовом режиме К20 (min) ТУ рез20 = А%75 - в скобках указан тип экстремума. где: J3 - угол дрейфа автомобиля; 8 - угол поворота рулевого колеса; Ncmax- максимальный управляющий момент, создаваемый автомобилем по углу поворота рулевого колеса при фиксации остальных параметров движения; NCu _ исходное значение управляющего момента в рассматриваемых условиях движения; smax- максимальный стабилизирующий момент, создаваемый автомобилем по углу дрейфа при фиксации остальных параметров движения; Л о - исходное значение стабилизирующего момента в рассматриваемых условиях движения; юпик и о)уст - соответственно максимальное и установившееся значение угловой скорости поворота автомобиля; Ра - угол бокового крена кузова; tnuK -время пиковой реакции автомобиля на ступенчатое управляющее воздействие; t9o - время 90%-ой реакции автомобиля на ступенчатое управляющее воздействие; /жв- эквивалентная частота входного (управляющего) воздействия, соответствующая фазовому сдвигу в 45 град; F0.75 - значение фазового сдвига для угловой скорости при частоте управляющего воздействия 0,75 Гц,

В результате проведенных исследований построены диаграммы, отражающие влияние параметров рессорной подвески на показатели управляемости и устойчивости (рис. 28-41).

Таким образом, на основании проведенных в диссертации исследований можно сформулировать следующие основные этапы выбора рациональных конструктивных параметров рессорной подвески по показателям управляемости и устойчивости автомобиля: - формирование на базе метода конечных элементов, модели рессоры и рессорной подвески в целом; - определение кинематических передаточных функций рессорной подвески, с учетом перемещений кузова и внешних силовых воздействий; - введение модели рессорной подвески в модель движения автомобиля; - выбор блока показателей управляемости и устойчивости автомобиля как объекта управления системы «водитель-автомобиль-дорога»; - моделирование типовых условий движения автомобиля с целью определения значений но выбранному блоку показателей управляемости и устойчивости для автомобиля прототипа; - определение варьируемых параметров и диапазонов их изменения; - определение интегральных диаграмм влияния варьируемых конструктивных параметров на каждый оценочный показатель управляемости и устойчивости автомобиля; - определение показателей управляемости и устойчивости, требуемых улучшения, оценка потребной степени их улучшения и выявление конструктивных параметров, варьируя которыми можно добиться желаемого результата; - расчет показателей управляемости и устойчивости автомобиля по измененному варианту конструктивных параметров рессорной подвески; - контроль возможного нарушения функциональных ограничений, назначаемых по другим критериям качества (плавность хода, прочность и т.д.). По результатам проведенного исследования можно сделать выводы: - наибольшее влияние на поведение автомобиля оказывают параметры Н, Нтах, В, Ег; степень влияния параметров B_l, EV; S в среднем меньше на 40-60 %; - влияние характеристик рессоры на запасы стабилизирующего момента (18...20%) существенно превышает их влияние на, запасы управляющего момента (8... 10%); однако в отношении эффективностей управления и стабилизации их влияние примерно одинаковое (до 14-16%); - наибольшее влияние параметры рессоры оказывают на показатели рывка (до 60...80%), статической чувствительности к управлению (до 30...32%), статической поворачиваемости (до 22...24%), устойчивости против опрокидывания (до 30...32%): - влияние характеристик рессоры на основные показатели АЧХ и ФЧХ, такие как эквивалентное время запаздывания реакции и фазовый сдвиг на частоте 0.75 щ, в целом невелико и не превышает 6...8%; в тоже время параметры рессоры существенно влияют нпа форму АЧХ, что находит отражение в изменении показателя колебательности и коэффициента усиления на типовом режиме (до 34 - 40 %).

Дорожный эксперимент

По результатам обработки и сравнения экспериментальных и расчетных данных можно Для сделать следующие выводы: - математическая модель рессорной подвески является адекватной и реально отражает кинематику реальной подвески при статической нагрузке; - Математическая модель автомобиля, дополненная моделью подвески, при моделировании движения автомобиля показала хорошую сходимисть с экспериментальными данными; оценки свойств устойчивости и управляемости автомобиля был сформирован набор статических и динамических оценочных показателей (табл. 2), получаемых по результатам испытаний, "спираль", "связка"[79], "рывок", "змейка". Таблица Оценочные показатели управляемости и устойчивости

Эквивалентное время запаздывания реакции по угловой скорости К і?(min) /же 2 7? Фазовый сдвиг при частоте входного воздействия 0,75 Гц. К-18(min) 18 = 0.75 Показатель колебательности Кід(min) ту wpe3 Коэффициент усиления на типовом режиме К20 (min) ТУ рез20 = А%75 - в скобках указан тип экстремума. где: J3 - угол дрейфа автомобиля; 8 - угол поворота рулевого колеса; Ncmax- максимальный управляющий момент, создаваемый автомобилем по углу поворота рулевого колеса при фиксации остальных параметров движения; NCu _ исходное значение управляющего момента в рассматриваемых условиях движения; smax- максимальный стабилизирующий момент, создаваемый автомобилем по углу дрейфа при фиксации остальных параметров движения; Л о - исходное значение стабилизирующего момента в рассматриваемых условиях движения; юпик и о)уст - соответственно максимальное и установившееся значение угловой скорости поворота автомобиля; Ра - угол бокового крена кузова; tnuK -время пиковой реакции автомобиля на ступенчатое управляющее воздействие; t9o - время 90%-ой реакции автомобиля на ступенчатое управляющее воздействие; /жв- эквивалентная частота входного (управляющего) воздействия, соответствующая фазовому сдвигу в 45 град; F0.75 - значение фазового сдвига для угловой скорости при частоте управляющего воздействия 0,75 Гц,

В результате проведенных исследований построены диаграммы, отражающие влияние параметров рессорной подвески на показатели управляемости и устойчивости (рис. 28-41).

Таким образом, на основании проведенных в диссертации исследований можно сформулировать следующие основные этапы выбора рациональных конструктивных параметров рессорной подвески по показателям управляемости и устойчивости автомобиля: - формирование на базе метода конечных элементов, модели рессоры и рессорной подвески в целом; - определение кинематических передаточных функций рессорной подвески, с учетом перемещений кузова и внешних силовых воздействий; - введение модели рессорной подвески в модель движения автомобиля; - выбор блока показателей управляемости и устойчивости автомобиля как объекта управления системы «водитель-автомобиль-дорога»; - моделирование типовых условий движения автомобиля с целью определения значений но выбранному блоку показателей управляемости и устойчивости для автомобиля прототипа; - определение варьируемых параметров и диапазонов их изменения; - определение интегральных диаграмм влияния варьируемых конструктивных параметров на каждый оценочный показатель управляемости и устойчивости автомобиля; - определение показателей управляемости и устойчивости, требуемых улучшения, оценка потребной степени их улучшения и выявление конструктивных параметров, варьируя которыми можно добиться желаемого результата; - расчет показателей управляемости и устойчивости автомобиля по измененному варианту конструктивных параметров рессорной подвески; - контроль возможного нарушения функциональных ограничений, назначаемых по другим критериям качества (плавность хода, прочность и т.д.). По результатам проведенного исследования можно сделать выводы: - наибольшее влияние на поведение автомобиля оказывают параметры Н, Нтах, В, Ег; степень влияния параметров B_l, EV; S в среднем меньше на 40-60 %; - влияние характеристик рессоры на запасы стабилизирующего момента (18...20%) существенно превышает их влияние на, запасы управляющего момента (8... 10%); однако в отношении эффективностей управления и стабилизации их влияние примерно одинаковое (до 14-16%); - наибольшее влияние параметры рессоры оказывают на показатели рывка (до 60...80%), статической чувствительности к управлению (до 30...32%), статической поворачиваемости (до 22...24%), устойчивости против опрокидывания (до 30...32%): - влияние характеристик рессоры на основные показатели АЧХ и ФЧХ, такие как эквивалентное время запаздывания реакции и фазовый сдвиг на частоте 0.75 щ, в целом невелико и не превышает 6...8%; в тоже время параметры рессоры существенно влияют нпа форму АЧХ, что находит отражение в изменении показателя колебательности и коэффициента усиления на типовом режиме (до 34 - 40 %).

Похожие диссертации на Выбор рациональных характеристик рессорной подвески по показателям управляемости и устойчивости автомобиля