Файл: ответы по госам Тракторы.doc

136. Приведенная характеристика подвески

Основной способ повышения плавности хода состоит в применении «мягкой» подвески, которая определяется приведенным статическим ходом f_ст (деформацией). На рисунке 137 представлена зависимость из­менения частоты собственных колебаний z подрессоренной массы отстатического прогиба_ст упругого элемента. Из приведенной зави­симости следует, что чрезмерное увеличение хода_ст приводит к по­явлению сверхнизких (z < 1 Гц) колебаний, которые вызывают «морскую» болезнь у водителя и пассажиров.

Рис. 137. Зависимость частоты собственныхколебаний от статического прогиба упругогоэлемента подвески

Нелинейные характеристики. Применение мягкой подвески при движении по неровностям может иногда приводить к про­бою и вызывать удары об ограничители подвески. Чтобы этого избежать, применяют подвески с нели­нейной характеристикой, в которой используются упругие элементы с переменной жесткостью. Изменение жесткости в зависимости от на­грузки может выражаться плавной или ломаной характеристикой с од­ним (рис. 138, б) или несколькими изломами. При этом малым нагруз­кам G_H на подвеску (рессора 7) соответствует «мягкий» участок характе­ристики с углом а.\. При увеличении G_H жесткость повышается (в работу включается рессора 2), соответствуя углу сс₂. Реализация в конструкции такой характеристики со ступенчатым изменением жесткости показана на рисунке 138, 6.

Рис. 138. Подвеска с дополнительной рессорой:а — схема конструкции; б — характеристика

Нелинейность амортизаторов (рис. 139) также повышает плавность хода автомобиля. Как и нелинейная характеристика упругого элемента подвески, нелинейность характеристики амортизатора имеет «мягкие» и «жесткие» участки. Последовательность включения в работу этих участ­ков амортизатора согласуется с изменением нагрузки на подвеску: вна­чале — «мягкий» участок, затем «жесткий» и в конце отбоя также «мягкий».

Пневматические подвески. В пневматической подвеске в качестве уп­ругого элемента используется воздух, находящийся под давлением в герметично замкнутом резервуаре. Преимущество этой подвески за­ключается, прежде всего, в возможности регулирования жесткости пневмоэлемента. За счет этого мож­но получить лучшую характеристи­ку по сравнению с подвеской на ос­нове механического упругого эле­мента. Пневматическая подвеска по сравнению с механической имеет ббльший срок службы и более высо­кую чувствительность к неровнос­тям. К недостаткам пневматиче­ской подвески относят ее сложность (особенно регулируемой подвески) и высокую стоимость.

Рис. 139. Нелинейная характеристика гидрав­лического амортизатора

31

По управляемостью понимают способность машины двигаться по заданной траектории с требуемой точностью при воздействии водителя на механизм управления.Управляемость обусловлена двумя свойствами машины: устойчиво­стью при неуправляемом движении и реакцией на управляющее воздей­ствие водителя. Эти два альтернативных свойства должны быть прису­щи машине в определенном соотношении. Тогда машина в целом будет обладать хорошей управляемостью. Учитывая, что разграничить эти ка­чества машины весьма трудно, их часто рассматривают совместно.В теории автомобиля различают траекторные и курсовые отклоне­ния. Траекторное отклонение — это отклонение вектора скорости ма­шины от заданного направления. Курсовое отклонение — отклонение продольной оси машины от направления траектории движения. В соот­ветствии с этими определениями различают курсовую управляемость и курсовую устойчивость.

СПОСОБЫ ПОВОРОТА КОЛЕСНЫХ МАШИН

Различают следующие способы поворота:

-управляемыми колесами только передней оси (рис. 169, а);

-управляемыми колесами обеих осей двухосной машины (рис. 169, б);

-бортом за счет создания разности крутящих моментов на ведущих

колесах кинематически или торможением (рис. 169, в);

-комбинация первого или второго способа с третьим (рис. 169, г);

-с помощью шарнирно сочлененной рамы (рис. 169, д).

СТАБИЛИЗАЦИЯ УПРАВЛЯЕМЫХ КОЛЕС

Установка шкворней. Поперечный наклон шкворней (рис. 176) вы­зызывает подъем автомобиля при повороте колеса вокруг оси аа, что сле­дует из кинематики соединительного устройства шкворня с осью. Будучи выведенным из нейтрального положения, колесо стремится занять исходное положение под действием приходящейся на него части веса автомобиля. Эта же вертикальная нагрузка будет удерживать его от са­мопроизвольного выхода из нейтрального положения. Момент в пятне контакта колеса с дорогой, возникающий вследствие кинематики соединительного устройства шкворня с осью и удерживающий управляе­мое колесо от самопроизвольного поворота, называется стабилизирую­щим моментом.

Кинематика колеса со шкворнем, наклоненным в продольной плоскости под углом у к вертикали и установленным вертикально, но со смещением относительно оси колеса (рис. 177, а) аналогичны. В обоих случаях момент от боковых сил всегда стремится вернуть коле­со в нейтральное положение. В соответствии с рисунком 177,5 стабилизирующий момент управляемого колеса с жестким ободом при качении по несминаемой поверхности

, где -боковая реакция, действующая перпендику-ми|1мо к плоскости качения колеса.

Рис. 177. Схема стабилизации управляемого колеса со смешением шкворня без наклона (а), за счет наклона шкворня в продольной плоскости при недеформируемом ободе (б) и деформи­руемом (в)

При качении эластичного колеса по несминаемой поверхности точка приложения равнодействующей боковых реакций смещается назад на величину е (рис. 177, в)

Как видно из полученного выражения, при одинаковой боковой ре­акции плечо и стабилизирующий момент колеса с эластичной шиной больше стабилизирующего момента колеса с жестким ободом.

Боковая реакция К_г и стабилизирующий момент от наклона шквор­ня в продольной плоскости зависят от скорости движения автомобиля в квадрате, потому что основной составляющей боковой реакции при высокой скорости движения автомобиля является реакция на центро­бежную силу. Большой стабилизирующий момент затрудняет управле­ние автомобилем с высокоэластичными шинами при движении с высо­кой скоростью. Поэтому в обоснованных случаях шкворни устанавли­вают вертикально или даже с обратным наклоном.

Развал колес. Колеса устанавливают наклонно (рис. 178, а) к гори­зонтальной плоскости под углом р, называемым углом развала. Этим до­стигаются три важных для эксплуатации фактора.

1. Сила сопротивления качению /у создает момент сопротивления повороту колеса на плече с при установке его с развалом и на плече с\ при установке вертикально. На меньшем плече (с < с\) момент сопро­тивления повороту меньше, поэтому управление автомобилем (тракто­ром) легче.

2. При установке с развалом колесо поджимается к внутреннему ко­ническому подшипнику ступицы, что исключает или снижает виляние колеса в случае появления зазора в подшипниках ступицы.

Рис. 178. Развал (в) и схождение (б) управляемых колес

3. Установка колес с развалом предотвращает обратный развал при |П11осс цапф шкворней.

Для современных тракторов с = Ь/2- 10...30 мм (здесь Ь — ширина шины), а угол = 1,5...4°.

Развал управляемых колес плохо сочетается со сдваиванием колес, применяемым на тракторах с целью повышения их тягово-сцепных гпойств и снижения давления на почву.

Схождение колес. Наклон колеса к поверхности качения вызывает боковой увод его в сторону наклона, т. е. колеса стремятся разойтись: левое — налево, правое — направо. Поверхность качения колеса фор­мирует поверхность конуса, а не цилиндра, что вызывает проскальзывание и интенсивное изнашивание шин. Для устранения этого явления вводят схождение колес (рис. 17, б). Расстояние А между колесами впе­реди делают меньше (на 1.. .4 мм в автомобилях и на 2.. .8 мм в тракторах), чем расстояние В сзади. Касательные и боковые реакции дороги, а так­же удары, действующие на колеса, стремятся вызвать их отрицательное схождение. В связи с наличием зазоров и рулевой трапеции и других соединениях управляемым коле-I им придается несколько большее схождение, чем необходимо из условий компенсации только развала колес.

Схождение колес повышает ко­эффициент сопротивления каче­нию, как показано на рисунке 179.

Рис. 179 Зависимость относительного увеличения сопротивления качению управляемых колёс от угла схождения колёс