Сторінка 13 з 15
Плавність ходу - сукупність властивостей АТС, що забезпечують обмеження в межах встановлених норм вибронагруженности водія, пасажирів, вантажів, елементів шасі і кузова. Норми вибронагруженности встановлюються такими, щоб на дорогах, для яких призначене АТС, в діапазоні експлуатаційних швидкостей вібрації, котрі відчувають водій і пасажири не викликали у них неприємних відчуттів і швидкої втомлюваності, а вібрації вантажів, елементів шасі і кузова - їх пошкоджень.
Основним джерелом виникнення вимушених коливань є взаємодія коліс з дорогою, порушення дисбалансу коліс, проблеми в підвісці і ходової частини.
Виступи і западини, що мають довжини хвиль від 10 см до 100 м прийнято називати мікропрофілю дороги. Дрібні нерівності з довжиною хвилі менше 10 см називають шорсткістю.
Основними пристроями, які захищають від надмірно великих динамічних дій дороги і обмежують вібронагруженность допустимим рівнем, є підвіска, шини, а для водія і пасажирів ще й пружні сидіння.
Значення частот, переміщень, швидкостей і прискорень різних тих, хто вагається елементів АТС визначаються характеристиками їх мас і пружних елементів, швидкістю руху і характеристиками мікропрофілю дороги.
Автомобіль - як коливальна система.
АТС - складна механічна система, що складається з великого числа мас з різними зв'язками. При вивченні законів руху складних механічних систем використовують поняття ступенів свободи, під яким розуміють суму незалежних переміщень елементів системи, кожен з яких розглядається як тверде тіло.
Ступінь подробиці опису коливань АТС, а отже, і число врахованих ступенів свободи залежить від характеру вирішуваних завдань. Для вивчення коливань в першому наближенні зручно користуватися колебательной системою, що складається з трьох мас. Перша - підресорена, що включає в себе масу кузова, двигуна, механізмів трансмісії, масу вантажу, пасажирів і водія. Ці елементи в сукупності розглядають як тверде тіло, що має два ступені свободи - переміщення у вертикальному напрямку і поворот у вертикальній площині. Безпружинні маси, куди відносять передній і задній мости разом з колесами, мають по одній ступеня свободи - вертикальні переміщення. Таким чином, система, що імітує двовісний автомобіль, має три маси і чотири ступені свободи.
Для такої коливальної системи число власних частот коливань дорівнює числу ступенів свободи. Коливання можуть бути вільними і вимушеними. Вільними називають коливання системи, які вона робить після припинення дії навантаження (джерела коливань). Спереду і ззаду підресорена маса спирається на дорогу через два послідовно включених пружних елементи - пружний елемент підвіски, що має жорсткість с, і шину, що має жорсткість с.
Характерні наступні співвідношення жорсткостей:
- легкові АТС особливо малого класу з / с = 3 ... 4
- легкові АТС малого і середнього класу з / с = 7 ... 10
- легкові АТС вищого класу з / с = 10 ... 20
Як підресорені, так і безпружинні маси роблять складні двочастотні коливання. Двовісне АТС має чотири власні частоти - дві низькі і дві високі. Найбільш простий оцінний показник плавності ходу - частота вільних коливань підресорених і безпружинних мас, а також вимушених коливань.
Частоти вільних коливань, Гц підресорених мас визначають по залежності:
fст - статичний прогин підвіски, в якості якого приймають переміщення коліс щодо кузова за рахунок деформації пружного елемента підвіски під дією сили тяжіння, м.
де: G - статична вагова навантаження на підвіску даної осі, Н;
C - сумарна жорсткість підвіски даної осі, Н / м.
Плавність ходу легкових автомобілів вважається задовільною при wz = 0,8-1,2 Гц, вантажних при wz = 1,2-1,8 Гц.
Частота вільних коливань безпружинних мас (мостів автомобіля), що здійснюють високочастотні коливання, обумовлена жорсткістю шин, Гц.
де: - сумарна жорсткість шин даної осі, Н / м.
- сумарна жорсткість пружних елементів підвіски осі;
Крім вільних, автомобіль здійснює і вимушені коливання, викликані нерівностями дороги. Частота цих коливань, Гц. визначається з виразу:
Основними оціночними показниками плавності ходу є рівні вибронагруженности водія, пасажирів, вантажів і характерних елементів шасі і кузова. Оцінка вибронагруженности проводиться по середнім квадратичним значенням прискорень коливань (віброприскорень) або швидкостей коливань (віброшвидкостей) в вертикальному і горизонтальному напрямках. Норми віброприскорень і віброшвидкостей встановлені в залежності від різних частот коливань. Віброприскорення перевіряють в суворо визначених місцях, наприклад, для водія в місці його посадки, для пасажирів: у легкових АТС - на задньому сидінні, з правого боку, у автобусів - у лівої стінки пасажирського салону і над переднім і заднім лівими колесами.
На автополігоні НАМИ плавність ходу оцінюють по ОСТ 37.001.291-84 за значеннями середніх квадратичних віброприскорень на сидінні водія. Випробування проводяться для трьох типів доріг: 1) Цементобетонна динамометрична дорога з висотою нерівностей до 6 мм 2) брукова мощена дорога без вибоїн з висотою нерівностей до 1,1 см 3) брукова дорога з вибоїнами до 3 см. Відповідно віброприскорення на сидінні водія не повинно перевищувати 1 м / с. 1,5 м / с. 2,3 м / с.
У тих випадках, коли реальні значення середнього квадратичного прискорення перевищують нормативні, час роботи, при якому зберігається працездатність і викликається вібрацією стомлення не веде до зниження продуктивності праці, зменшується з 8 години до наступних значень: при перевищенні допустимих норм в 1,4 рази - до 2 годин, в 2 рази - до 1 години, в 4 рази - до 15 хв.
Для попередження переміщення незакріплених вантажів необхідно щоб вертикальні прискорення підлоги вантажної платформи не перевищували значення g. Виходячи з цього значення середніх квадратичних віброприскорень з урахуванням необхідного запасу не повинні перевищувати 0,15 ... 0,3 g.
Поряд з коливаннями, що викликаються нерівностями, велика увага приділяється нормуванню звукових коливань (рівня шуму) як всередині, так і зовні АТС. Рівень шуму перевіряється при інтенсивному розгоні на другий або третій передачі. Так для легкових АТС рівень шуму встановлений: зовнішній - 82 дБ внутрішній - 80 дБ. Для автобусів зовнішній - 89 дБ, внутрішній 82 дБ.