--PAGE_BREAK--1.Расчет тяговой динамичности автомобиля 1.1. Выбор основных параметров автомобиля
Внешней скоростной характеристикой двигателя называется зависимость эффективной мощности и эффективного крутящего момента от частоты вращения коленчатого вала при полном открытии дроссельной заслонки [2].
Внешняя скоростная характеристика двигателя имеет следующие характерные точки:
1. wмах — максимальная угловая частота вращения коленчатого вала двигателя;
2. wN — угловая частота вращения коленчатого вала, соответствующая максимальной мощности двигателя;
Участок характеристики wN — wмах характеризуется повышенными механическими потерями и ухудшенным наполнением цилиндра, поэтому кривая мощности и момента на этом участке падает. Эта часть скоростной характеристики обычно используется только у легковых автомобилей. Обычно принимают wmax=(1,05- 1,25)wN
Внешняя скоростная характеристика автомобиля ГАЗ- 53А строится до wmax=1,2wN=400 рад/с.
3. wM— угловая частота вращения коленчатого вала, соответствующая максимальному крутящему моменту;
4. Диапазон изменения частоты вращения wmin=60..100 рад/с является наиболее употребительным для автомобильных двигателей. Для автомобиля ГАЗ-53А wmin=63 рад/с.
Для построения кривых эффективной мощности и эффективного крутящего момента двигателя рассчитывают 8 точек. [1, стр. 9]
Определение текущих значений мощности производится по формуле:
,
где Ne — текущее значение эффективной мощности двигателя, кВт;
Nemax — максимальная мощность, кВт;
we — текущее значение угловой частоты двигателя, рад/с
wN— угловая частота вращения при максимальной мощности, рад/с;
a, b, c— постоянные коэффициенты, для данного двигателя a=0,667 b=1,4 c=1,066.
Крутящий момент двигателя определяется по формуле:
, Н*м
Таблица 1.2.
Результаты расчета внешней скоростной характеристики
Параметр
Единицы измерения
1
2
3
4
5
6
7
8
w
e
рад/с
63
100
150
200
250
300
335
400
N
e
кВт
14,2
25,0
40,9
56,7
70,6
80,7
84,7
82,7
Mк
Н*м
225,4
250,0
272,8
283,6
282,4
269,2
252,8
206,8
Графики внешней скоростной характеристики представлены на рис.1, 2.
1.3. Построение лучевой диаграммы
Лучевой диаграммой называется зависимость скорости автомобиля от частоты вращения коленчатого вала двигателя при постоянном значении передаточного числа. Лучевая диаграмма строится для каждой передачи.
Лучевую диаграмму строят исходя из условия:
, отсюда ,
где w — частота вращения; i0 — передаточное число главной передачи; ikm — передаточное число m — й передачи; — радиус качения колеса,
где d — диаметр обода колеса, м; D — отношение высоты покрышки к ширине, D=0,95- 1; B — ширина покрышки, м; lсм — коэффициент смятия шины, lсм=0,85- 0,9 для диагональных шин. Размер шин: 240- 508, следовательно
Расчет ведем для каждой передачи, т. к. зависимость V=
f(
w) линейная, а при w=0, V=0, то рассчитываем только максимальные значения точек диаграммы; wN=335 рад/с.
Таблица 1.3.
Результаты расчета лучевой диаграммы
ikm
6,55
3,09
1,71
1,00
Vmax
, м/с
3,38
7,17
12,96
22,17
Лучевая диаграмма представлена на рис. 1.3.
продолжение
--PAGE_BREAK--1.4. Построение тяговой характеристики автомобиля
Тяговая характеристика или силовой баланс показывает распределение полной окружной силы на ведущих колесах по отдельным видам сопротивлений:
Pk=
P
y+
Pw+
Pj, Н
где Pw — сила сопротивления воздуха;
Py — сила суммарного дорожного сопротивления;
Pj — сила сопротивления инерции.
Полная окружная сила на всех передачах определяется по формуле:
, Н
Силу суммарного дорожного сопротивления определяют по формуле:
, Н
где — коэффициент сопротивления качению,
f0=0,02 для грузового автомобиля (на малых скоростях);
i — коэффициент сопротивления подъему, i=0 (горизонтальный участок дороги).
Силу сопротивления воздуха находят по формуле:
, Н
Сила сопротивления инерции определяется: Pj=
Pk-
P
y-
Pw, Н
Результаты вычислений заносятся в таблицу 1.4.
Таблица 1.4.
Результаты расчета силового баланса
ikm
Параметр
Единицы измерения
1
2
3
4
5
6
7
6,55
w
рад/с
63
100
150
200
250
300
335
V1
м/с
0,6
1,0
1,5
2,0
2,5
3,0
3,4
Pk1
Н
20079
22269
24298
25259
25152
23976
22518
Pw1
Н
1,3
3,4
7,6
13,5
21,1
30,3
37,8
3,09
V2
м/с
1,3
2,1
3,2
4,3
5,4
6,4
7,2
Pk2
Н
9472
10505
11463
11916
11866
11311
10623
Pw2
Н
6,0
15,1
34,1
60,5
94,6
136,2
169,9
1,71
V3
м/с
2,4
3,9
5,8
7,7
9,7
11,6
13,0
Pk3
Н
5242
5814
6343
6594
6566
6259
5879
Pw3
Н
19,6
49,4
111,2
197,7
308,9
444,8
554,7
1,00
V4
м/с
4,2
6,6
9,9
13,2
16,5
19,9
22,2
Pk4
Н
3065
3400
3710
3856
3840
3661
3438
Pw4
Н
57,4
144,5
325,2
578,1
903,3
1300,7
1622,0
Py4
Н
1462,0
1477,3
1509,1
1553,6
1610,8
1680,8
1737,3
PS4
Н
1519,3
1621,8
1834,3
2131,7
2514,1
2981,5
3359,3
Pj4
Н
1542,1
1778,9
1877,4
1728,3
1331,6
671,8
73,4
По данным таблицы 1.4. строят силовой баланс рис. 1.4.
продолжение
--PAGE_BREAK--1.5. Построение динамической характеристики автомобиля
Тяговая характеристика недостаточно удобна для правильной оценки тяговых свойств автомобилей, обладающих различной массой, т. к. при одинаковых значениях Pсв=Pk — Pw они будут иметь на одной и той же дороге различные максимальные скорости, различные ускорения, преодолевать неодинаковые предельные подъемы и др.
Более удобно пользоваться безразмерной величиной D — динамическим фактором .
На основании силового баланса можно записать:
,
где d — коэффициент учета вращающихся масс; j — ускорение автомобиля, м/с2; g — ускорение свободного падения, м/с2.
При равномерном движении D=Y, в этом случае динамический фактор определяет дорожное сопротивление, которое может преодолеть автомобиль на соответствующей передаче при определенной скорости.
Результаты вычислений заносим в таблицу 1.5.
Таблица 1.5.
Результаты вычислений динамической характеристики
ikm
Параметр
Единицы измерения
1
2
3
4
5
6
7
6,55
V1
м/с
0,6
1,0
1,5
2,0
2,5
3,0
3,4
Pk1
Н
20079
22269
24298
25259
25152
23976
22518
Pw1
Н
1,3
3,4
7,6
13,5
21,1
30,3
37,8
Pсв1
Н
20078
22265
24291
25246
25131
23946
22480
D1
-
0,277
0,307
0,335
0,348
0,347
0,330
0,310
3,09
V2
м/с
1,3
2,1
3,2
4,3
5,4
6,4
7,2
Pk2
Н
9472
10505
11463
11916
11866
11311
10623
Pw2
Н
6,0
15,1
34,1
60,5
94,6
136,2
169,9
Pсв2
Н
9466
10490
11429
11856
11771
11175
10453
D2
-
0,131
0,145
0,158
0,163
0,162
0,154
0,144
1,71
V3
м/с
2,4
3,9
5,8
7,7
9,7
11,6
13,0
Pk3
Н
5242
5814
6343
6594
6566
6259
5879
Pw3
Н
19,6
49,4
111,2
197,7
308,9
444,8
554,7
Pсв3
Н
5222
5764
6232
6397
6257
5815
5324
D3
-
0,072
0,079
0,086
0,088
0,086
0,080
0,073
1,00
V4
м/с
4,2
6,6
9,9
13,2
16,5
19,9
22,2
Pk4
Н
3065
3400
3710
3856
3840
3661
3438
Pw4
Н
57,4
144,5
325,2
578,1
903,3
1300,7
1622,0
Pсв4
Н
3008
3255
3384
3278
2937
2360
1816
D4
-
0,041
0,045
0,047
0,045
0,040
0,033
0,025
Y4
-
0,020
0,020
0,021
0,021
0,022
0,023
0,024
Динамическая характеристика рис. 1.5.
продолжение
--PAGE_BREAK--1.6. Построение линейного ускорения автомобиля
Величину ускорения на каждой передаче можно определить по формуле:
,
где j — ускорение при разгоне, м/с2; d — коэффициент учета вращающихся масс, его величину можно вычислить по эмпирической формуле: , где d — постоянный коэффициент, d=0,03-0,07. Принимаем d=0,05, тогда:
ik
6,55
3,09
1,71
1,00
d
3,19
1,52
1,19
1,09
Результаты расчета заносим в таблицу 1.6
Таблица 1.6.
Результаты расчета линейного ускорения автомобиля
ikm
Параметр
Единицы измерения
1
2
3
4
5
6
7
6,55
V1
м/с
0,6
1,0
1,5
2,0
2,5
3,0
3,4
D1
-
0,358
0,375
0,387
0,385
0,369
0,339
0,310
Y1
-
0,020
0,020
0,020
0,020
0,020
0,020
0,020
j1
м/с2
1,037
1,091
1,127
1,120
1,071
0,979
0,890
3,09
V2
м/с
1,349
2,142
3,213
4,283
5,354
6,425
7,175
D2
-
0,169
0,177
0,182
0,181
0,173
0,158
0,144
Y2
-
0,020
0,020
0,020
0,020
0,020
0,020
0,020
j2
м/с2
0,958
1,011
1,044
1,035
0,983
0,889
0,797
1,71
V3
м/с
2,4
3,9
5,8
7,7
9,7
11,6
13,0
D3
-
0,093
0,097
0,099
0,098
0,092
0,082
0,073
Y3
-
0,020
0,020
0,020
0,020
0,021
0,021
0,021
j3
м/с2
0,601
0,635
0,652
0,636
0,587
0,505
0,428
1,00
V4
м/с
4,169
6,618
9,927
13,236
16,545
19,854
22,170
D4
-
0,054
0,055
0,055
0,051
0,044
0,034
0,024
Y4
-
0,020
0,020
0,021
0,021
0,022
0,023
0,024
j4
м/с2
0,303
0,314
0,304
0,264
0,195
0,096
0,001
Линейное ускорение автомобиля рис. 1.6.
продолжение
--PAGE_BREAK--1.7. Построение обратного ускорения
График обратного ускорения строится для определения времени и пути разгона. Поскольку величина, обратная ускорению при скорости, близкой к максимальной имеет большое, то построение ограничивают скоростью V=0,8Vmax. В данном случае V=0,8*22,2=17,76 м/с
Таблица 1.7.
Результаты расчета обратного ускорения
График обратного ускорения рис. 1.7.
продолжение
--PAGE_BREAK--1.8. Определение времени и пути разгона
Время и путь разгона определяют графоаналитическим методом, скорость, до которой разгоняют автомобиль равна 80 км/ч (22,2 м/с). График обратного ускорения (рис. 1.7.) разбивается на рад интервалов скоростей, в каждом из которых определяется площадь, заключенная между кривой величин, обратных ускорению и осью абсцисс, эта площадь Fi времени движения D
ti=
Fi=(
Vi+1-
Vi)/
jiср. Общее время разгона .
Т. к. D
tп — время переключения передач равно 2 сек, то tразгона=17,4+2=19,4 сек
При расчете условно считается, что разгон на каждой передаче определяется при максимальной угловой частоте вращения вала двигателя. Падение скорости за время переключения передач определяется по формуле: , где d'- коэффициент учета вращающихся масс автомобиля, когда двигатель отсоединен от колес автомобиля, равен 1,04.
Расчет времени разгона на следующей передаче производится с учетом уменьшения скорости за время переключения.
Таблица 1.8.1.
Результаты расчета времени разгона
Параметр
Ед. изм.
1
2
3
4
5
6
7
8
V
с
0,64
1,01
1,52
2,02
2,53
3,03
3,38
D
ti
м/с
0,31
0,35
0,46
0,45
0,46
0,49
0,38
t
разг
с
0,31
0,66
1,11
1,56
2,03
2,52
2,90
9
10
11
12
13
14
15
16
V
с
4,28
5,35
6,43
7,17
7,74
9,68
11,61
12,96
D
ti
м/с
0,94
1,07
1,15
0,89
0,80
3,17
3,56
2,92
t
разг
с
3,83
4,90
6,05
6,94
7,74
10,91
14,47
17,39
График разгона рис. 1.8.
Для определения пути разгона подсчитывают площади, заключенные между кривой и осью ординат (рис. 1.8.). Путь разгона на каждом интервале определяется по формуле: .
Результаты расчета сводим в таблицу 1.8.2.
Таблица 1.8.2.
Результаты расчета пути разгона
Параметр
Ед. изм.
1
2
3
4
5
6
7
8
V
м/с
0,64
1,01
1,52
2,02
2,53
3,03
3,38
D
Si
с
0,10
0,29
0,58
0,80
1,05
1,37
1,22
S
разг
с
0,10
0,39
0,96
1,76
2,81
4,18
5,40
9
10
11
12
13
14
15
16
V
м/с
4,28
5,35
6,43
7,17
7,74
9,68
11,61
12,96
D
Si
с
3,59
5,13
6,76
6,07
5,96
27,59
37,92
35,91
S
разг
с
8,98
14,11
20,87
26,93
32,89
60,49
98,40
134,31
График пути разгона рис. 1.9.
продолжение
--PAGE_BREAK--1.9. Построение мощностного баланса
Мощностной баланс показывает распределение мощности двигателя на всех передачах по отдельным видам сопротивлений:
,
где N
y — мощность, затрачиваемая на преодоление дорожного сопротивления ; Ne — эффективная мощность двигателя, кВт; Nw — мощность, затрачиваемая на преодоление сопротивления воздуха, ; Nm — потери мощности в трансмиссии, кВт.
Мощность на ведущих колесах автомобиля находится по формуле: Nk=
Ne
hтр, hтр=0,9.
Потери мощности суммарного дорожного сопротивления определяются затратами мощности Nf, затраченной на преодоление сопротивления подъема: .
Результаты расчета заносим в таблицу 1.9.
Таблица 1.9.
Результаты расчета мощностного баланса
ikm
Параметр
Ед. изм.
1
2
3
4
5
6
7
w
рад/с
63
100
150
200
250
300
335
6,55
V1
м/с
0,6
1,0
1,5
2,0
2,5
3,0
3,4
N1
кВт
18,3
30,5
47,2
62,7
75,1
82,8
84,6
Nk1
кВт
16,5
27,5
42,5
56,4
67,6
74,6
76,1
3,09
V2
м/с
1,3
2,1
3,2
4,3
5,4
6,4
7,2
1,71
V3
м/с
2,4
3,9
5,8
7,7
9,7
11,6
13,0
1,00
V4
м/с
4,2
6,6
9,9
13,2
16,5
19,9
22,2
Nw4
кВт
0,24
0,96
3,23
7,65
14,94
25,82
35,96
N
y
4
кВт
6,10
9,78
14,98
20,56
26,65
33,37
38,52
N
S
4
кВт
6,33
10,73
18,21
28,21
41,60
59,19
74,47
Nj4
кВт
10,17
16,75
24,31
28,18
25,98
15,37
1,67
График мощностного баланса рис. 1.9.
продолжение
--PAGE_BREAK--2.Расчет подвески 2.1.Назначение, требования к конструкции, классификация.
Подвеска осуществляет упругое соединение рамы или кузова с мостами (колесами) автомобиля, воспринимая вертикальные усилия и обеспечивая необходимую плавность хода. Кроме того, она служит для восприятия продольных и поперечных усилий, а также реактивных моментов и состоит из упругих элементов, направляющих устройств и амортизаторов. Упругие элементы смягчают динамические нагрузки, воспринимают и передают на раму нормальные силы, действующие от дороги, обеспечивают плавность хода автомобиля. Для получения хорошей плавности хода собственная частота колебаний подрессорной массы автомобиля на подвеске во всем диапазоне эксплуатационных нагрузок должна быть малой:
- легковые автомобили: 50¸70 кол /мин (0,8¸1,2 Гц);
- грузовые автомобили: 70¸100 кол/мин (1,2¸1,9 Гц).
Это соответствует уровню биения человеческого пульса при быстрой ходьбе.
Направляющее устройство воспринимает действующие на колеса продольные и поперечные (боковые) силы и их моменты. Кинематика направляющего устройства определяет характер перемещения колес относительно рамы и оказывает влияние на устойчивость и поворачиваемость автомобиля.
Амортизаторы гасят колебания подрессорных и неподрессорных масс. В некоторых подвесках усиливаются стабилизаторы бокового крена, которые уменьшают поперечные наклоны кузова при повороте автомобиля.
Требования, предъявляемые к подвескам, следующие:
- обеспечить оптимальные характеристики упругих элементов, направляющих устройств, амортизаторов и стабилизаторов;
- оптимальная собственная частота колебаний кузова, определяемая величиной статического прогиба fст, который, в свою очередь, определяет плавность хода при движении по дорогам с ровной и твердой поверхностью;
- достаточный динамический фактор
fд, исключающий удары в ограничители прогиба. Этот параметр определяет предельную скорость движения автомобиля по неровным дорогам без ударов в ограничитель;
- наиболее рациональные конструктивные формы и размеры всех узлов и деталей подвески, достаточная прочность, надежность и долговечность деталей и других элементов подвески;
- обеспечение быстрого затухания колебаний кузова и колес;
- противодействие кренам при повороте, “клевкам” при торможении и “приседаниям” при разгоне автомобиля;
- постоянство колеи и углов установки шкворней управляемых колес соответствие кинематики перемещения колес кинематике привода рулевого управления, исключающее колебания управляемых колес;
- снижение массы неподрессорных частей автомобиля и приспособленности колес к неровностям пути при переезде через препятствия.
Классификация подвесок:
1. По типу упругого элемента:
- металлические (листовые рессоры, спиральные пружины, торсионы);
- пневматические (резино-кордные баллоны, диафрагменные, комбинированные);
- гидравлические (без противодавления, с противодавлением) ;
- резиновые элементы (работающие на сжатие, работающие на кручение).
2. По схеме управляющего устройства:
- зависимые с неразрезным мостом (автономные, балансирные для подрессоривания 2-х близко расположенных мостов);
- независимые с разрезанным мостом (с перемещением колеса в продольной плоскости, с перемещением колеса в поперечной плоскости, свечная, с вертикальным перемещением колеса).
3. По способу гашения колебаний:
- гидравлические амортизаторы (рычажные, телескопические);
- механическое трение (трение в упругом элементе и направляющем устройстве). Для получения мягкой подвески нужно, чтобы потери на трение не превышали 5%. Повышенная плавность приводит к ухудшению кинематики перемещения колес, ухудшению устойчивости и увеличения бокового крена колес.
4. По способу передачи сил и моментов колес:
- рессорная, штанговая, рычажная.
5. По наличию шкворня:
- шкворневая, бесшкворневая.
продолжение
--PAGE_BREAK--2.2.Упругая характеристика подвески 2.2.1.Основные параметры подвески
Качество подвески определяется с помощью упругой характеристики, представляющей собой зависимость вертикальной нагрузки на колесо (G) от деформации (прогиба f) подвески, измеряемой непосредственно над осью колеса. Параметрами характеризующими упругие свойства подвески, являются:
- статический прогибfст;
- динамический ход (прогиб) f
Д (f
дв и f
дн -до верхнего и нижнего ограничителей хода);
- коэффициент динамичности К
Д;
- жесткость подвески С
р;
- силы трения 2
F.
На рис.2.1. показана примерная характеристика подвески.
Кривые нагрузки и разгрузки не совпадают из-за трения в подвеске. За характеристику подвески условно принимают среднюю линию между кривыми сжатия и растяжения (отбоя).
Статический прогиб – это прогиб под действием статической нагрузки, приходящейся на колесо:
Где n– собственная частота колебаний кузова, кол/мин.
Желательно, чтобы эффективный статический прогиб соответствовал следующим данным:
для легковых автомобилей – 150¸300 мм;
для автобусов – 100¸200 мм;
для грузовых автомобилей – 80¸140 мм.
Для обеспечения надлежащей плавности хода желательно также, чтобы отношение статических прогибов задней и передней подвесок fз/
fп находилось в следующих пределах:
легковые автомобили – 0,8¸0,9;
грузовые автомобили и автобусы – 1,0¸1,2.
Жесткость подвески равна тангенсу угла наклона касательной к средней линии характеристики подвески:
При статической нагрузке :Cp=
Gст/
fст, Н/мм
Полные динамические ходы отбоя f
дв и f
дн, а также прогибы
f’
ox и f”
ox, при которых вступают в работу ограничители хода, показаны на рис.2.1.Динамический прогиб подвески f
допределяет динамическую емкость подвески (заштрихованная площадь на рис.2.1). Чем выше динамическая емкость подвески, тем меньше вероятность ударов в ограничитель при движении автомобиля по неровной дороге. Динамический прогиб f
д(включая прогиб резинового буфера) зависит от упругой характеристики подвески и от статического прогиба
fст. Динамические прогибы сжатияf
д можно принять в
следующих пределах:
- для легковых автомобилей f
дв=f
д=(0,5¸0,6)
fст;
- для грузовых автомобилей
f
дв=f
д=fст;
- для автобусов
f
дв=f
д=(0,7¸0,8)
fст.
Динамические качества подвески оценивает коэффициент динамичности К
Д по формуле:
Упругая характеристика подвески.
Рис.2.1
При движении по неровным дорогам с увеличением амплитуды колебаний подвески ее жесткость должна увеличиваться. При малых значениях К
Д наблюдаются частые удары в ограничитель и подвеска «пробивается».
Оптимальное значение К
Д равно 2,5¸3. Упругую характеристику подвески желательно иметь нелинейную, что достигается применением дополнительных, упругих элементов, резиновых буферов и другими методами.
продолжение
--PAGE_BREAK--2.2.2.Упругая характеристика с двумя упругими элементами.
Построение упругой характеристики с 2-мя упругими элементами (рессорой и буфером) производим в следующей последовательности (рис.2.2):
- находим точку А по координатам fст и
G
2а, предварительно определив fст по формуле (2.1), а G
2а–найдя полную массу автомобиля, приходящуюся на расчетную рессору автомобиля, и жесткость на этом участке будет равна:
- по найденному значению fст в зависимости от типа автомобиля и рекомендаций, приведенных выше, определяем fд=fст fд=81мм;
-
жесткость подвески сохраняется постоянной и равной Cp
1 до нагрузки G”=1,4G
2
a, т.е. до вступления в работу буфера (ограничителя хода). Тогда прогиб подвески на участке от G
2
a до G”составит:
а прогиб при работе ограничителя хода:
- по координатам G”и foxстроим точку В;
-
задаваясь значением коэффициента динамичности К
Д=2,5¸3, найдем Gmax=
k
Д*G
2
a и жесткость подвески с ограничителем хода (буфером) Cp
2 по формулам:
наибольшее перемещение колеса из нижнего крайнего положения колеса вверх до упора найдем по формуле:
- по координатам Gmaxи fmaxстроим точку С.
Упругая характеристика подвески
с двумя упругими элементами.
Рис2.2
2.3. Нагрузки на упругий элемент и прогиб.
От кинематической схемы подвески зависит компоновка автомобиля, плавность хода, устойчивость и управляемость, масса автомобиля, его надежность и долговечность.
Зависимая подвеска.(рис 2.3.)
Нагрузка на упругий элемент:
где R
z-нормальная реакция полнота дороги на колесо, Н;
g
k-нагрузка от массы колеса и моста ( неподрессорные массы), Н;
На расчетную рессору ГАЗ-53А приходится неподрессорной массы:1/2 массы переднего моста и масса одного колеса.
gk=1/2*1380+840=1530 н
Rz=
G
2
a=9050 н
Pp=9050-1530=7520 н
Прогиб упругого элемента равен перемещению колес относительно кузова.
f
p=
f
k
Зависимая подвеска.
Рис.2.3
2.4.Упругие элементы подвески и их расчет. Листовые рессоры.
Наибольшее распространение среди упругих элементов имеют листовые рессоры. Их положительными свойствами являются относительно простая технология изготовления, удобство ремонта и возможность выполнять функцию направляющего устройства. Недостаток листовых рессор — высокая металлоемкость и недостаточный срок службы. Величина потенциальной энергии при упругой деформации у рессоры в 2 – 3 раза меньше, чем торсионов и пружин. Однако и пружины, и торсионы требуют рычажного направляющего устройства, что увеличивает вес подвески. Из листовых рессор наиболее распространенными являются:
- полуэллиптическая (качающаяся серьга) Рис.(2.4);
Рис.(2.4)
- кантилеверная (консольная);
- четвертная (защемленная).
Наибольшее распространение из них имеет полуэллиптическая рессора, серьга которой имеет наклон около 5°, а при максимальном прогибе до 40°. Листы растягиваются под действием сил Sи за счет этого увеличивается жесткость рессоры. В настоящее время применяют рессоры в проушинах которых устанавливают резиновые втулки, что уменьшает скручивающие усилия при перекосе мостов. Отрицательно влияет на работу рессор трение между листами, поэтому их смазывают графитовой смазкой, а для легковых машин применяют неметаллические прокладки. По концам рессорных листов устанавливают вставки из пластмасс или пористой резины (против сухого трения).
Материалом для изготовления рессор служат стали 55ГС, 50С2, 60С2.
Для несимметричной полуэллиптической листовой рессоры прогиб f
p под нагрузкой Pp может быть найден по формуле:
Где l
э — эффективная длина рессоры, равная l
э=
l-l
о (l
-полная длина, l
о -расстояние между стремянками, для ГАЗ-53А l
о=100мм);
l
э=1450-100=1350мм
Рр-нагрузка от моста или расчетная нагрузка;
Е=2,15*105Мпа – модуль, продольной упругости;
-
суммарный момент инерции рессоры в среднем сечении (bи hi-ширина и толщина листов);
δ — коэффициент деформации, учитывает влияние последующих листов на предыдущие, который для рессор равного сопротивления изгибу (идеальная рессора) равен 1,45¸1,50 и для реальных – 1,25¸1,45;
δ=1,35
ε — коэффициент асимметрии, равный:
В существующих конструкциях коэффициент асимметрии ε=0,1¸0,3; ε=0,15.
где n–число листов рессоры.
Полученное значение fpдолжно быть меньше значения
fmax(см. упругую характеристику подвески).это условие является обязательным для обеспечения нормальной работы подвески.
Длина рессор принимается в зависимости от базы автомобилей:
l=(0,35¸0,5)Б – для легковых;
l=(0,25¸0,35)Б – для грузовых.
Проверку на прочность проводим по напряжениям изгиба:
Где Pmax=К
Д*Р
Р;
[
σ]=600¸700, Мпа
[
σ
и]
σ]
650Мпа
Жесткость определяем по формуле:
продолжение
--PAGE_BREAK--