52. Основи конструювання і розрахунку гідропневматичних підвісок.

В гидропневматическом упругом элементе используется газ или воздух под давлением, более высоким чем в пневматическом. Поэтому конструктивно упругий элемент выполняется в виде металлического цилиндра, сжатие газа в котором осуществляется перемещающимся поршнем. Цилиндр заполняется маслом таким образом, чтобы газ не контактировал непосредственно с поршнем, т. е. передача давления от поршня к газу осуществляется через масло. Масло обеспечивает демпфирование колебаний при перетекании его через соответствующим образом расположенные калиброванные отвертстия и клапаны.

К преимуществам гидропневматических упругих элементов относятся: нелинейность характеристики, компактность, обусловленная высоким давлением газа и объединением в одном узле упругого элемента и амортизатора; возможность регулирования высоты кузова автомобиля над полотном дороги. Недостатком является более высокая стоимость изготовления деталей с высокой точностью.

Расчёт гидропневматических упругих элементов.

Принципиальная схема гидропневматического упругого элемента с противодавлением (рис. а), а расчетные схемы упругих элементов с противодавлением и без противодавления на (рис. б, в)

Статическая нагрузка на упругий элемент

Где --давление газа в статическом положении соответственно в основной полости I и полости давления II; А, -- площадь поршня соответственно со стороны основной полости и полости противодавления; p(a) в расчётах пренебрегают, так как для уменьшения габаритов упругого элемента давления в полостях в положении статического равновесия груженого автомобиля принимают равным 3...5 МПа и более.

Объём газа в основной полости V(1) и полости противодавления в положении статического равновесия будем характеризовать линейными величинами

При перемещении поршня вверх( ход сжатия, перемещение положительно) газ в основной полости сжимается, а в полости противодавления—расширяется; при перемещении вниз—наоборот. Объём газа в основной полости и полости противодавления при перемещении поршня на

а давление газа, соответтвенно,

Где n—показатель политропы, зависящий от теплообмена упругого элемента с окружающей средой. В расчётах принимается n=1.25-1.3

Усилие, развиванмое упругим элементом при перемещении поршня на от положения статического равновесия,

Где В реальных конструкциях а 0,8

С учётом принятых обозначений можно записать формулу

Тогда характеристика упругого элемента с противодавлением

Используя безразмерное перемещение можно записать

В этом случае безразмерная статическая нагрузка а переход от безразмерных величин к размерным осуществляется с помощью зависимостей

Жесткость упругого элемента

Приняв получим

Тогда частота собственных колебаний подрессоренной массы в окрестностях

А для упругого элемента без противодавления

Таким образом, при наличии противодавления увеличивается частота собственных колебаний подрессоренной массы