Введение к работе
Актуальность темы диссертации. При эксплуатации автотранспортных средств (АТС) его подвеска не только определяет плавность хода, но и оказывает значительное влияние на другие эксплуатационные свойства: скорость, устойчивость, управляемость, топливную экономичность. В настоящее время на современных АТС все шире применяются пневматические подвески в виде резинокордных пневматических рессор (РКПР), которые значительно легче металлических рессор, имеют меньшее сухое трение и обеспечивают лучшую плавность хода. Однако вследствие низких демпфирующих свойств РКПР применяются только совместно с мощными гидравлическими амортизаторами (ГА), недостатками которых являются: не адаптивность к изменению подрессоренной массы; большие внутренние потери из-за наличия неэффективных зон работы в цикле колебаний; ухудшение демпфирующих свойств в процессе эксплуатации. Все это снижает эффективность пневматических подвесок. Одним из путей повышения их эффективности является применение воздушного демпфирования, которое автоматически регулируется при изменении нагрузки на АТС и более стабильно. Разработкой пневмодемпферов занимались многие исследователи, но предложенные ими структуры РКПР существенно увеличивают внутренние неэффективные потери в подвеске, что приводит к значительному нагреву и дестабилизации упругих характеристик. Поэтому повышение демпфирующих свойств РКПР при снижении внутренних потерь является актуальной темой исследования.
Цель работы: повышение демпфирующих свойств подвесок АТС при снижении вігутренних потерь за счет изменения структуры и характеристик РКПР.
Методы исследования. Поставленная цель достигается использованием методов теоретической механики, в частности теории колебаний, вычислительной математики и программирования, а также проведением стендовых и дорожных испытаний с помощью современной контрольно-измерительной аппаратуры.
Объекты исследований. Объектами исследований являлись экспериментальные РКПР с механическим и микропроцессорным управлением демпфированием, а также РКПР с ГА разной мощности от автомобилей ВАЗ, ГАЗ и МАЗ. Все экспериментальные РКПР выполнены на базе штатных рессор автобусов «Волжанин» и ВЗТМ.
Научная новизна работы состоит в разработке методики создания пневматических подвесок с повышенными демпфирующими свойствами и пониженными внутренними потерями, которая основана на уменьшении зон неэффективной работы диссипа-тивных сил в цикле колебаний. Новыми являются также:
Оценка влияния диссипативных сил на ширину зон неэффективной работы пневмоподвески применительно к одноопорной двухмассовой колебательной системе.
Математическая модель пневмоподвески новой структуры, содержащей демпфер, обеспечивающий саморегулирование динамической упругой характеристики РКПР по амплитуде и направлению колебаний в виде «бабочки».
Методики стендовых испытаний пневмоподвесок новой структуры с механическим и микропроцессорным управлением демпфированием, а также дорожных испытаний при совместной работе РКПР и ГА.
Практическая ценность:
1. Созданные пневматические подвески с РКПР обеспечивают повышение демпфирующих свойств при снижении внутренних потерь энергии, что повышает плавность хода и топливную экономичность АТС и позволяет уменьшить мощность ГА или полностью отказаться от их применения.
Автор благодарен чл.-корр. РАРАН, д.т.н., проф. Труханову В.М. за научное консультирование
2. Созданные методики экспериментального исследования могут быть использованы для дальнейшего совершенствования пневматических подвесок с РКПР.
Реализация работы. Работа выполнялась по договорам с Волгоградским заводом транспортного машиностроения, которому переданы отчёты и акты испытаний. Имеется акт внедрения результатов исследования на автобусе ВЗТМ-32731.
Апробация работы. Основные положения работы докладывались на междунар. науч.-практ. конф. «Прогресс транспортных средств и систем» (Волгоград, 2005); «Россия периода реформ» (Волгоград, 2009); междунар. науч.-техн. семинаре «Прогрессивные сборочные процессы в машиностроении» (Волгоград, 2009); на иауч.-практ. конф. ВолгГТУ (Волгоград, 2005-2009), Ковров (2006); на регион, конф. молод, исследов. Волгоград, обл. (Волгоград, 2005, 2007, 2008). По теме исследований вьшгран конкурс грантов для молодых ученых ВолгГТУ (2008).
Публикации. По теме диссертации опубликовано 8 печатных работ, в том числе 1 патеїгг на изобретение и 2 статьи в журнале, включенном в Перечень изданий, рекомендованных ВАК.
Структура и объём работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, основных результатов и выводов, списка литературы, включающего 98 наименований, приложений. Работа содержит 130 страниц машинописного текста, включающего 2 таблицы и 84 рисунка.
Основные положения, выносимые па защиту:
оценка влияния диссипативных сил на ширину зон неэффективной работы пнев-моподвески применительно к одноопорной двухмассовой колебательной системе;
математическая модель пневмоподвески новой структуры, содержащей демпфер, обеспечивающий саморегулирование динамической упругой характеристики РКПР по амплитуде и направлению колебаний в виде «бабочки»;
методики стендовых испытаний пневмоподвесок новой структуры с механическим и микропроцессорным управлением демпфированием, а также дорожных испытаний при совместной работе РКПР и ГА.
результаты теоретического и экспериментального исследования демпфирующих свойств пневмоподвесок с новыми структурами и уровней вибраций на рабочих местах водителей и пассажиров различных АТС;
предложения по модернизации пневматических подвесок с РКПР с целью повышения их демпфирующих свойств и снижения внутренних потерь.
