книги из ГПНТБ / Барский И.Б. Динамика трактора

где можно принять по рекомендациям работы [29],

самортизатором, если он установлен;

т— масса неподрессоренных частей;

Ср , С ш — жесткость рессоры и шины.

2для неведущих мостов — 0,1—0,15.

Всуществующих конструкциях ав­

Рис. 128. График к определе томобилей он равен 0,15—0,3. Эти нию жесткости рессоры рекомендации выполняются лишь для неведущих мостов тракторов.

При этом коэффициент неподрессоренных масс для тракторов больше, чем для автомобилей, примерно в 1,5 раза. Существен­ ное влияние на плавность хода оказывают горизонтальные силы сопротивления движению и высота центра тяжести трактора над осями, которую необходимо уменьшать [40].

Параметры упругих характеристик рессор и шин. Перед­ ние мосты современных колесных тракторов в связи с возрос­ шими скоростями движения имеют в качестве упругих элементов, кроме шин, и рессоры. Рессоры выполняются обычно в виде цилиндрических пружин или многолистовыми.

Основными параметрами характеристики рессоры, существен­ но влияющими на.плавность хода машины, являются:

1)жесткость С р рессоры;

2)коэффициент динамичности &д ;

3)характер изменения силы упругости (линейный, нелиней­ ный, ступенчатый и т. п.) в зависимости от деформации рессоры.

соры при любой величине ее жесткости С р приводит к снижению приведенной жесткости подвески по сравнению с жесткостью

242

шины, а это, как было показано выше, благоприятно сказывает­ ся на плавности хода машины. Существенное отличие приве-

зоном отношения. Достижение максимальных значений отноше­

Рис. 129. Ускорение колебаний мостов при переезде единичной неров­ ности (сплошные линии соответствуют короткой неровности, штрихо­ вые — длинной)

На рис. 129 приведены графики ускорений остова трактора при переезде единичной неровности, а на рис. 130 — графики ус­ корений остова при движении по случайному микропрофилю.

Исходные данные отличаются от приведенного в табл. 17 варианта 1 только тем, что жесткость передней подвески увели-

Рис. 130. Ускорения колебаний мостов при движе­ нии по случайному микропрофилю

режимов движения трактора. Вариант 6 соответствует конструк­ ции переднего моста этого трактора без рессоры, а жесткость рессоры в варианте 7 меньше жесткости рессоры в варианте 1. Расчеты показывают, что дальнейшее снижение жесткости рес­ соры целесообразно для снижения ускорения колебаний перед­ него моста. Однако при этом из-за связанности колебаний увеличиваются примерно на 35—40% колебания заднего моста при переезде единичной короткой неровности.

В варианте 7 отношение жесткости шин к жесткости рессоры равно 3, а в варианте I — 1,5. Эти соотношения подтверждают вышеприведенные рекомендации относительно выбора жестко­ сти рессоры в подвеске колесного трактора.

Учитывая, что для колесных тракторов коэффициент распре­ деления масс близок к единице, можно считать, что колебания переднего и заднего мостов не связаны и, следовательно,

где Mt= M-j-, М2 = M-j- —часть массы остова, отнесенная

соответственно к передней и зад­ ней опорам.

Если попытаться удовлетворить условиям разделения угло­ вых и вертикальных колебаний, то следует положить

(123)

244

Используя эту зависимость и подставляя значения Mi и М 2 , получим

Следовательно, при условии несвязанности угловых и верти­ кальных колебаний (ei = 1) и несвязанности колебаний перед­ него и заднего мостов (е = 1) система имеет две равные между собой частоты собственных колебаний. Можно считать, что это частоты собственных угловых или вертикальных колебаний или частоты колебаний переднего или заднего моста, поскольку система имеет две степени свободы и не может иметь других значений собственных частот.

С п = — Ь > — .

245

чительна и ее можно не устанавливать; если —— > 3, то размеры такой рессоры окажутся большими, поэтому придется

шинстве случаев имеет довольно жесткие шины задних колес,

fcT.m = fcT . np — 13,5 - 0,25 = 3,4 см.

С- ш

Такие величины статических прогибов рессор вполне реали­ зуемы [40]. Статические деформации тракторных шин такого порядка также могут быть достигнуты [2]. Следовательно, обеспечить необходимую собственную частоту колебаний одного моста трактора с применением рессоры и тракторных шин впол­ не возможно. Для определения коэффициента динамичности следует определить дисперсию динамической деформации. Дис­ персия Di подсчитывается по формуле (114), но при этом сле­ дует положить коэффициент Хв равным единице, поскольку от­ сутствует .связь колебаний переднего и заднего мостов. Используя те же исходные данные, получим

V~Dl= 19,4 см.

При этих расчетах предполагается, что коэффициент аперио­ дичности -ф = 0,3; при яр < 0,3 динамическая деформация будет больше.

Полная деформация подвески равна

f„ = fcT+ l ' 5 " t = 13,5+ 19,4^33,0 см.

Коэффициент динамичности

6 д = ~ — = — ^2,45 .

^ст 13,5

246

Определим динамическую деформацию рессор. По аналогии

не превышает kR = 2,5.

До сих пор рассматривался выбор упругих характеристик рессор. Параметры шин обычно выбираются стандартными из

подвесках колесных тракторов устанавливают рессорный эле­ мент с предварительным поджатием.

с предварительным поджатием. Для линейной подвески без под­ жатия жесткость определяется приведенным значением, равным

247

случае резко уменьшилась, а наклон характеристики на участке ВВ' сохранился таким, как он был у характеристики без пред­ варительного поджатия. Если ввести дополнительный упругий упор с зазором а (штриховая линия В'С), то получим симмет­ ричную прогрессивную характеристику, которая обеспечивает малый статический ход и малую жесткость на рабочем участке, что повышает плавность хода машины. Таким образом, введение предварительного поджатия позволяет простыми средствами создать нелинейную прогрессивную характеристику в колесных машинах.

При таком способе остается нерешенным вопрос создания прочных рессор малой жесткости и приемлемых габаритов, так как предварительное поджатие рессор сохраняет общую напря­ женность рессоры, что не позволяет уменьшить ее размеры. Предварительное поджатие, определяющее эффективность про­ грессивной нелинейной характеристики, зависит от интенсивно­

Параметры демпфирующих характеристик подвесок. В ко­ лесных тракторах специальные демпфирующие элементы до последнего времени не применялись. Рассеивание энергии осу­ ществлялось за счет гистерезиса шин, внутреннего трения в ци­ линдрических рессорах, сухого трения в листовых рессорах и трения в сопряжениях элементов. С ростом скоростей движения энергия внешнего воздействия возрастает, резонансные режимы возникают на более длинных неровностях, соответствующих большим высотам, что требует более интенсивного демпфиро­ вания колебаний в резонансном и близком к нему режимах. Экспериментальные исследования показывают [2], что приведен­ ный коэффициент апериодичности для колесных тракторов без подрессоривания, т. е. только за счет демпфирования в шинах, приблизительно равен

*ш = т 5 = - = 0,08-=--0,1.

р2Мыс

248

и преобразовывая,получим

=9 1/с и получим 4>р = 0,12.

Приведенный коэффициент апериодичности я|)Пр можно запи­

сать по аналогии с приведенным коэффициентом демпфирования Лпр (см. гл. V ) :

с

Полагая —— = 2,5, получим i|)np — 0,07 Ср

Как видим, демпфирование только за счет шин и рессор недостаточно. Если рессоры отсутствуют (задняя опора), то коэффициент апериодичности может достигать чрш = 0,1, что также недостаточно. Поэтому в колесных тракторах необходимо ввести специальное демпфирующее устройство, например гид­ равлический амортизатор, который должен обеспечить необхо­ димое рассеивание энергии. Полагая трпр = 0,25; -фр = 0,12;

С

•фш = 0,1; —— = 2,5, определим коэффициент апериодичности Ср

амортизатора

считая амортизатор, включенным параллельно рессоре.

Сш "Ь Ср Это значение больше обычно используемых значений \|за .

на ходе сжатия и отбоя, при среднем значении, равном расчет­ ному. В практике подрессоривания применяются следующие соотношения между сопротивлениями амортизатора на ходе сжатия и отбоя в долях расчетного [29, 40):

^ с ж = ( ° . ° 5 - 0 , 2 ) г р а р ; ф а 0 = ( 0 , 8 - 0 , 9 5 ) г р а р .

249

При больших силах трения в рессорах и сопряжениях под­ вески возможно блокирование упругого элемента и амортизато­ ра, т. е. подрессоренные и неподрессоренные массы будут совершать совместные колебания без относительного перемеще­ ния. В этом случае жесткость упругих элементов и затухание

в системе определяются только жесткостью шин и рассеиванием

250

Влияние гидравлического амортизатора на колебания остова трактора покажем, сравнивая результаты расчета коле­

санитарно-гигиенических норм. Если подвеска машины обеспе­

пружину, то колебания водителя можно рассматривать как коле­

251