Электронная библиотека диссертаций и авторефератов России
dslib.net
Библиотека диссертаций
Навигация
Каталог диссертаций России
Англоязычные диссертации
Диссертации бесплатно
Предстоящие защиты
Рецензии на автореферат
Отчисления авторам
Мой кабинет
Заказы: забрать, оплатить
Мой личный счет
Мой профиль
Мой авторский профиль
Подписки на рассылки



расширенный поиск

Стабилизация динамической нейтрали пневматической подвески АТС путем совершенствования конструктивных параметров регулятора уровня пола и его привода Гасанов, Мирза Муртазалиевич

Стабилизация динамической нейтрали пневматической подвески АТС путем совершенствования конструктивных параметров регулятора уровня пола и его привода
<
Стабилизация динамической нейтрали пневматической подвески АТС путем совершенствования конструктивных параметров регулятора уровня пола и его привода Стабилизация динамической нейтрали пневматической подвески АТС путем совершенствования конструктивных параметров регулятора уровня пола и его привода Стабилизация динамической нейтрали пневматической подвески АТС путем совершенствования конструктивных параметров регулятора уровня пола и его привода Стабилизация динамической нейтрали пневматической подвески АТС путем совершенствования конструктивных параметров регулятора уровня пола и его привода Стабилизация динамической нейтрали пневматической подвески АТС путем совершенствования конструктивных параметров регулятора уровня пола и его привода
>

Диссертация - 480 руб., доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Автореферат - бесплатно, доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Гасанов, Мирза Муртазалиевич. Стабилизация динамической нейтрали пневматической подвески АТС путем совершенствования конструктивных параметров регулятора уровня пола и его привода : диссертация ... кандидата технических наук : 05.05.03 / Гасанов Мирза Муртазалиевич; [Место защиты: Волгогр. гос. техн. ун-т].- Махачкала, 2010.- 247 с.: ил. РГБ ОД, 61 11-5/1612

Содержание к диссертации

Введение

1. Актуальные вопросы повышения эксплуатационных свойств автотранспортных средств (АТС) путем совершенствования конструкционных параметров регулятора уровня пола 11

1.1. Плавность хода автобусов и особенности управления положением уровня пола пневматической подвески 11

1.2. Классификация систем управления пневматической подвеской 17

1.3. Обзор и анализ конструкций регуляторов уровня пола 20

1.3.1. Классификация регуляторов уровня пола 20

1.3.2. Одноступенчатые регуляторы 23

1.3.3. Двухступенчатые регуляторы 29

1.3.4. Регуляторы замедленного действия 31

1.3.5. Электронные системы управления пневматической подвеской 35

1.4. Влияние регулятора уровня пола на эксплуатационные свойства пневматической подвески 36

1.5. Обзор и анализ математических моделей пневматической подвески 41

1.6. Выводы по разделу. Задачи исследования 46

2. Теоретические предпосылки совершенствования конструкционных параметров регулятора уровня пола и его привода 48

2.1. Математическое моделирование пневматической подвески с жестким приводом регулятора 49

2.2. Математическое моделирование пневматической подвески транспортного средства с упругодемпфирующим приводом регулятора 51

2.3. Допущения и характеристики, принятые при моделировании, математическая модель пневматической подвески и предварительные результаты расчетов 53

2.4. Математическое описание процессов пневматического привода 68

2.5. Определение суммарного коэффициента гидравлических сопротивлений 72

2.6. Применение теории функциональных преобразований при моделировании пневматической подвески 78

2.7. Расчетно-теоретическое исследование влияния регулятора уровня на эксплуатационные свойства пневматической подвески 83

2.3. Выводы по разделу 96

3. Определение рациональных конструкционных параметров регулятора уровня пола и его привода 98

3.1. Зона нечувствительности регулятора 98

3.2. Зависимость динамического нейтрального положения подвески от амплитуды колебаний пневматического упругого элемента 100

3.3. Диаграмма суммарного расхода воздуха регулятором 106

3.4. Диаграмма мгновенного расхода воздуха регулятором 110

3.5. Методика расчета площади проходных сечений регулятора уровня пола в зависимости от угла отклонения рычага 111

3.6. Выводы по разделу 119

4. Экспериментальные исследования регуляторов уровня пола 120

4.1. Описание конструкции усовершенствованного регулятора уровня пола 120

4.2. Стендовые испытания регулятора уровня пола 123

4.2.1. Контрольно-измерительный комплекс 123

4.2.2. Статическая характеристика регулятора уровня пола 127

4.3. Дорожные испытания регулятора уровня пола 130

4.3.1. Основные технические параметры автобуса ЛАЗ-52591 130

4.3.2. Контрольно-измерительный комплекс 131

4.3.3. Результаты испытаний регулятора уровня пола 136

4.4. Выводы по разделу 143

Общие выводы 144

Список использованной литературы 146

Приложения 160

Введение к работе

Актуальность темы Совершенствование подвески имеет большое значение, так как ее качество не только определяет плавность хода, но и оказывает значительное влияние на другие эксплуатационные свойства АТС: топливную экономичность, устойчивость, проходимость, безотказность, долговечность и тягово-скоростные свойства. Скорость движения АТС по неровным дорогам обычно ограничивается не мощностью двигателя, а качеством подвески. Поэтому, недостаточное качество подвески ведет к общему снижению эффективности автомобильного транспорта.

Одной из наиболее перспективных подвесок для АТС, особенно автобусов является регулируемая пневматическая подвеска, которая обеспечивает повышение плавности хода по сравнению с металлическими подвесками (рессорными, пружинными, торсионными) и снижение динамического хода подвески, так как она позволяет поддерживать постоянный уровень пола АТС при изменении статической нагрузки. Однако при движении по неровной дороге происходит значительное смещение вниз динамического нейтрального положения колебаний кузова (динамической нейтрали) вследствие несимметричности характеристик амортизаторов, а также из-за несовершенства характеристик регуляторов уровня пола (РУП), которые определяются их конструктивными параметрами. Это заставляет конструкторов увеличивать динамический ход подвески и уровень пола автобусов, что создает неудобства для пассажиров. Для облегчения входа и выхода пассажиров, повышения поперечной устойчивости автобусов, необходимо изыскать возможности снижения уровня пола. Процесс регулирования уровня пола требует расхода сжатого воздуха, на получение которого требуются затраты топлива. В связи с этим возникает также проблема уменьшения расходе воздуха при движении автобуса. Наиболее простым путем решения указанных проблем является стабилизация динамической нейтрали за счет совершенствования конструктивных параметров РУП и его привода.

Цель и задачи исследования. Целью настоящей научной работы является стабилизация динамической нейтрали (ДН) пневматической подвески для снижения уровня пола автобусов, а также уменьшение расхода воздуха на регулирование путем совершенствования конструктивных параметров регулятора уровня пола и его привода.

В соответствии с поставленной целью в работе сформулированы следующие задачи:

разработать теоретические предпосылки для совершенствования конструктивных параметров РУП пневматической подвески АТС;

исследовать влияние РУП на эксплуатационные свойства пневматической подвески;

Автор выражает глубокую признательность д.т.н., профессору В.А. Гудкову за оказанную помощь при анализе и обсуждении полученных результатов

разработать методику определения оптимальных проходных сечений РУП, обеспечивающих стабилизацию динамической нейтрали;

определить конструктивные параметры РУП, и его упругодемпфирующего привода, позволяющие стабилизировать динамическую нейтраль и уменьшить расход воздуха при движении автобуса;

изготовить РУП и их упругодемпфирующие приводы с усовершенствованными параметрами и провести стендовые экспериментальные исследования регуляторов и дорожные испытания автобуса, проверить адекватность разработанных математических моделей.

Объекты исследования - серийные РУП и выполненные на их базе экспериментальные регуляторы уровня пола, упругодемпфирующий привод РУП, а также автобус ЛАЗ - 52591, который оборудовался различными регуляторами и измерительной аппаратурой для проведения дорожных испытаний.

Предметом исследования являются характеристики РУП и его упруго-демпфирующего привода, обеспечивающие стабилизацию динамической нейтрали и уменьшение расхода воздуха при регулировании уровня пола автобуса.

Методы исследования. Методы исследования основаны на применении фундаментальных уравнений механики и термодинамики. При решении системы дифференциальных уравнений второго порядка использован численный метод Рунге-Кутта. В экспериментальном исследовании использовались разработанные методики с использованием поверенного оборудования и приборов, графоаналитический метод и метод корреляционного анализа.

Достоверность результатов обеспечивается корректностью постановки задачи, обоснованностью допущений принятых в математической модели, применением известных математических методов, использованием фундаментальных уравнений механики, деталей машин, теории подрессоривания, качественной и количественной сходимостью результатов теоретических и экспериментальных исследований.

Научная новизна состоит в разработке теории, математических моделей и инженерной методики расчета регулятора уровня пола с инерционной упруго-демпфирующей обратной связью. Уточнены математические модели пневматической подвески с РУП, которые учитывают отвод тепла через стенки пневматических упругих элементов, отрыв колеса от дороги и пробои подвески, их адекватность подтверждена экспериментально.

Практическая значимость полученных результатов

  1. Применение усовершенствованного РУП позволит снизить уровень пола автобуса на 5 - 10% и уменьшить расход воздуха на 10 - 15 %.

  2. Разработанная математическая модель регулируемой пневматической подвески является более точной, т.к. позволяет учитывать параметры упругодемпфирующего привода регулятора, отвод тепла через стенки пневматических упругих элементов, отрыв колеса от дороги и пробои подвески.

  3. Разработанный регулятор, может использоваться для стабилизации динамической нейтрали в пневматических подвесках городских автобусов ЛиАЗ-5256, ЛАЗ-5259, а также в других, автобусах и грузовых транспортных средствах. Методика определения рациональных конструктивных параметров РУП может

быть использована при проектировании и исследовании регуляторов других конструкций.

Личный вклад соискателя. Автор разработал математическую модель регулируемой пневматической подвески с упругодемпфирующим приводом регулятора, методику расчета площади проходных сечений РУЛ и провел все расчеты. Участвовал в подготовке, проведении и обработке результатов стендовых и дорожных экспериментальных исследований регуляторов и пневматической подвески городского автобуса.

Апробация результатов диссертации. Основные положения работы докладывались: на уч.-практ. конф. ВолгГТУ (Волгоград, 2007-2010 г.), на науч. семинарах ВолгГТУ (Волгоград, 2008 г., 2010 г.), на международной конференции «Прогресс транспортных средств и систем 2009 г.», на XIII международной отраслевой научно-практической конференции «Россия периода реформ» 20 - 22 мая 2009 г.

Публикации. Содержание основных положений диссертационной работы опубликовано в 6-х печатных работах, из них 2 входят в перечень изданий, рекомендуемых ВАК.

Структура и объём работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, общих выводов, списка литературы и приложения. Работа содержит 145 страниц, 15 таблиц и 47 рисунков.

Классификация систем управления пневматической подвеской

По способу подведения энергии системы управления пневматической подвеской делятся на системы с внешним источником энергии и системы с внутренним источником энергии, который расположен в самой подвеске, например, аккумулятор энергии колебаний автомобиля. Классификация систем управления пневматической подвеской приведена на рис. 1.2. Наиболее распространенными являются системы с внешним источником энергии, в которых используется сжатый воздух из пневматической системы автомобиля.

Для уменьшения потребляемой мощности системой управления служат различные устройства замедления непроизводительного расхода или устройство отключения системы в периоды отсутствия необходимости регулирования. Поэтому, по характеру воздействия на кузов системы управления делятся на системы непрерывного и периодического действия.

Системы периодического действия делятся на автоматизированные, с ручным управлением и комбинированные. Автоматизированные системы включаются или отключаются только при определенных условиях. Например, включение системы происходит при движении автомобиля, при работе двигателя на холостом ходу, при остановках транспортного средства и т.д., а отключение - при повороте, разгоне или торможении, при падении давления в питающей системе.

Системы непрерывного действия по характеру реакции на изменение регулируемой величины делятся на системы непосредственного и системы замедленного действия. Системы замедленного действия позволяют уменьшить непроизводительный расход воздуха. По характеру формирования управляющего воздействия системы управления делятся на системы с управлением пропорционально отклонению регулируемой величины и системы с нелинейным управлением по отклонению регулируемой величины.

Положение тела в пространстве определяется 3-мя точками, в то время как кузов транспортного средства опирается, как правило, на четыре точки (две у переднего моста и две у заднего моста). Управляющее воздействие должно вырабатываться не более чем для 3-х точек, иначе система подрессо-ривания становится статически неопределимой. Управляющее воздействие может вырабатываться сразу для нескольких точек (система с интегральным управлением) или управляющее воздействие вырабатывается для каждой из точек (система с дифференциальным управлением). Могут быть также различные комбинированные системы управления подвеской.

Наибольшее распространение получили системы с дифференциальным управлением. В таких системах вырабатывается три управляющих сигнала. Один сигнал вырабатывается для точек опоры переднего моста, второй и третий - соответственно для двух точек заднего моста. Следует отметить, что для некоторых типов транспортных средств управление может производится только для одной оси. Например, для задней оси грузовых автомобилей или для оси полуприцепа.

По способу создания управляющего сигнала системы регулирования пневматической подвеской делятся на системы с механическим формированием управляющего сигнала и системы с электронным формированием управляющего сигнала. Системы управления бывают как без обратной связи (как правило, системы с ручным управлением), так и с обратной связью.

Внедрение многоконтурных систем, стабилизирующих положение кузова при различных на него воздействиях (изменение статической нагрузки, крен на поворотах, дифферент при торможении и т. д.) встречает значительные трудности вследствие сложности согласования параметров отдельных контуров системы и может быть реализовано только при применении электронных систем управления пневматической подвеской. Как правило, увеличение количества выполняемых системой управления функций в механических системах ведет к увеличению числа аппаратов, а в электронных - к усложнению блока управления и датчиков обратной связи, а также к увеличению количества датчиков и стоимости системы. Из рассмотренных выше основных принципов управления пневматической подвеской вытекает, что основной задачей регулирования пневматической подвеской является поддержание постоянного уровня пола независимо от статической нагрузки. Поэтому в механических системах управления основным элементом является простой по конструкции регулятор уровня пола.

Регуляторы уровня пола в зависимости от требований к системе регулирования положения кузова и типа АТС имеют самые разнообразные конструкции [1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 ,8 , 9, 20, 66 ,89]. Основные классификационные признаки РУП приведены на рис. 1.3.

Регулирование может быть реализовано на основе статического или динамического слежения. При статическом слежении фиксируется, как правило, деформация упругих элементов или разница деформаций (крен). Возможно, также поддержание строго горизонтального положения кузова автобуса. Регуляторы статического слежения при движении автобуса не работают. При динамическом слежении отслеживается или один параметр или сразу несколько параметров. Такими параметрами являются: давление воздуха в упругих элементах, скорость и ускорение изменения» высоты пневмобаллона, деформация пневмобаллона, крен кузова, расход воздуха регулятором и т.д. РУП может быть выполнен как отдельный агрегат или расположен в одном корпусе с упругим элементом. В целях обеспечения модульного принципа при проектировании пневматической подвески более предпочтительным является регулятор уровня пола в виде отдельного агрегата.

Допущения и характеристики, принятые при моделировании, математическая модель пневматической подвески и предварительные результаты расчетов

Отключаемые во время движения АТС, а также регуляторы с гидравлическим замедлителем не оказывают существенного влияния на эксплуатационные свойства пневматической подвески [20, 89]. Регуляторы, срабатывающие при каждом отключении рычага, оказывают некоторое влияние на свойства пневматической подвески. Так, например, при наезде на неровность произойдет уменьшение высоты упругого элемента, давление воздуха в нем увеличится. В этот момент регулятор соединит упругий элемент с ре сивером, что приведет к дополнительному увеличению давления воздуха в упругом элементе. При ходе отдачи высота упругого элемента увеличится, давление воздуха в нем уменьшится. В этот момент регулятор соединит упругий элемент с атмосферой, что приведет к дополнительному снижению давления воздуха в упругом элементе.

Таким образом, регулятор способствует некоторому увеличению давления воздуха в упругом элементе на ходе сжатия и уменьшению на ходе отбоя, что приводит к повышению жесткости упругого элемента и некоторому увеличению амплитуды колебаний подрессоренной массы. Следует отметить, что проходные сечения существующих регуляторов достаточно малы, поэтому существенного влияния на характер колебаний регулятор не оказывает [20, 89].

При движении автомобиля в результате колебаний среднее положение кузова над дорогой смещается относительно статического положения. Математическое ожидание положения кузова над дорогой при движении автомобиля- называется динамическим нейтральным положением. Динамическое нейтральное положение в пневматических подвесках обусловлено конструктивными особенностями и параметрами подвески, частотой и амплитудой дорожных неровностей, а также соотношением проходных сечений регулятора уровня пола при впуске и выпуске.

Несимметричная характеристика амортизаторов вызывает снижение динамической нейтрали. Чем выше амплитуда и частота колебаний амортизатора и чем более его характеристика несимметрична, тем ниже располагается динамическая нейтраль относительно статической (происходит так называемое «стягивание подвески») [53]. РУП также оказывает влияние на динамическое нейтральное положение. При условии, что при наполнении и опорожнении баллона расход воздуха осуществляется через отверстия одинакового проходного сечения, динамическое нейтральное положение смещается вниз (рис. 1.16). Величина расхода воздуха через регулятор зависит от перепада давлений на входе и на выходе из регулятора. Давление в ресивере поддерживается в пределах 0,75...0,8 МПа. Максимальное давление в баллоне на ходе сжатия достигает порядка 0,6...0,65 МПа, а на ходе отбоя - 0,3...0,35 МПа. Таким образом, перепад давлений на ходе сжатия составит 0,1...0,2 МПа, а на ходе отбоя - 0,3...0,35 Мпа, что способствует постепенному вытеканию воздуха из баллона и в результате динамическая нейтраль по сравнению со статической снижается вниз. Смещение динамической нейтрали будет происходить до тех пор, пока количество расходуемого воздуха на впуске и на выпуске не уравновесится. Величина смещения находится в прямо пропорциональной зависимости от интенсивности возмущающего воздействия дороги. Чем выше интенсивность воздействия, тем больше смещение.

Поэтому в регуляторах подбирают впускные и выпускные проходные сечения таким образом, чтобы расход воздуха при впуске и выпуске при характерных для условий эксплуатации АТС режимах движения за один период имел одинаковые значения. При других режимах движения равенство расхода воздуха при впуске и выпуске нарушается и происходит отклонение динамической нейтрали. Динамическая нейтраль при увеличении нагрузки на подвеску несколько понижается, а при уменьшении - повышается [20].

Теоретические и экспериментальные исследования [20, 53, 89] показывают, что использование регуляторов непосредственного действия, незави симо от соотношения сечений проходных каналов впускных и выпускных отверстий, всегда приводит к некоторому смещению динамической нейтрали при колебаниях подрессорной массы во время движения АТС.

Проведенные стендовые испытания показали [89], что изменение высоты может быть значительным. На рис. 1.17 приведены результаты стендовых испытаний по влиянию конструкции регулятора на высоту Н двойного пнев-мобаллона 250 - 200. Кривые і и 2 показывают зависимость давления Р в пневмобаллоне от изменения его высоты АН при постоянной статической нагрузке. Кривая 1 соответствует максимальной статической нагрузке (12600 Н), а кривая 2 - минимальной нагрузке (2800 Н). Кривые 3-6 представляют ту же зависимость, но в динамических условиях при различных конструктивных параметрах регуляторов. 0, Эти кривые показывают, при каком соотношении высоты пневмобал-лона и давлении в нем регуляторы имеют одинаковый расход на впуске и выпуске, т. е. являются кривыми равновесного состояния подвески. Влияние диаметра выпускного жиклера двухступенчатого регулятора при давлении в ресивере 0,7 МПа показано кривой 5 для диаметра 0,8 мм и кривой 4 для диаметра 1,5 мм. При диаметре выпускного жиклера 1,5 мм динамическая высота баллона соответствует статической высоте при давлении в пневмобаллоне 0,28 МПа.

При полной нагрузке равновесное состояние, т. е. равенство динамических расходов при впуске и выпуске воздуха регулятором, наступит при уменьшении статической высоты пневмобаллона на 2,8 мм, так как в этой точке происходит пересечение кривой 1 максимальной статической нагрузки и кривой 4 равновесного состояния. При минимальной нагрузке высота пневмобаллона в динамических условиях увеличится примерно на 16 мм. Равновесное состояние определяется точкой пересечения кривой 2 и кривой 4. В регуляторах с меньшим расходом при выпуске высота пневмобаллонов в динамических условиях увеличивается значительно, так как на графике равновесная кривая сдвинется вправо. Например, кривая 3 соответствует двухступенчатому регулятору с диаметром выпускного жиклера 0,8 мм. В этом случае при максимальной нагрузке высота пневмобаллона в динамических условиях увеличится на 5,5 мм, а при минимальной нагрузке — в значительно большей степени, т. е. примерно на 22 мм (равновесное состояние определяется приближенно, как точка пересечения кривых 2 и 3 (рис. 1.17)). Очевидно, что регулятор с таким выпускным жиклером применять нельзя. Кривые 5 и 6 получены при испытаниях одноступенчатого регулятора при давлениях в ресивере 0,7 МПа (кривая 5) и 0,6 МПа (кривая 6).

Зависимость динамического нейтрального положения подвески от амплитуды колебаний пневматического упругого элемента

Зона нечувствительности регулятора оказывает значительное влияние на расход воздуха пневматической подвеской при движении АТС. Чем больше величина зоны нечувствительности, тем меньше расход воздуха подвеской. Как показали предварительные расчеты с помощью разработанной математической модели, при условии, что амплитуда колебаний высоты пневматического упругого элемента выходит за пределы зоны нечувствительности, динамическое нейтральное положение остается практически неизменным, в то время как расход воздуха подвеской может быть снижен на 30 %.

С другой стороны, чрезмерное повышение зоны нечувствительности может привести к перекосам кузова АТС на стоянке. Поэтому величина зоны нечувствительности должна ограничиваться требованием к внешнему виду АТС. На стоянке она определяется углом крена Ла (рис. 3.1). где Аа — допуск на отклонение угла крена, рад; В — расстояние между точками расположения регуляторов, м.

Так как регулятор уровня пола отслеживает колебания высоты пневматического упругого элемента, то в качестве исходных данных для расчета площадей проходных сечений регулятора необходимо принять зависимость динамического нейтрального положения от амплитуды колебаний пневматического упругого элемента. Эта зависимость может быть определена из двух условий: 1) минимальная вероятность пробоя подвески; 2) минимальный расход воздуха подвеской.

Зависимость динамического нейтрального положения, определенная из условия минимальной вероятности пробоя подвески, изображена на рис. 3.2. При этом динамическое нейтральное положение определяется по расстоянию до буфера сжатия, которое обеспечило бы отсутствие пробоев при наезде на единичную неровность, высота которой на 20-30 % превышает среднюю высоту неровностей. Следует отметить, что в среднем интервале амплитуд динамическое нейтральное положение зависит от частоты возмущающего воздействия. В области низких частот (низкочастотный резонанс) динамическое нейтральное положение должно находиться ниже, чем в области высоких частот (высокочастотный резонанс). Поэтому, для более точного определения смещения динамического нейтрального положения относительно статического необходимо знать как минимум амплитуду и частоту колебаний пневматического упругого элемента. Реализация данного алгоритма позволит повысить устойчивость движения на ровных дорогах за счет более низкого расположения центра масс, а также снизить вероятность пробоя подвески при движении по неровным дорогам. Как следствие, при проектировании подвески можно реализовывать меньший динамический ход, а значит снизить уровень пола АТС, что немаловажно для городских автобусов.

Реализация данного алгоритма в механических системах управления непосредственного действия не представляется возможной из-за повышенного расхода воздуха. Поэтому в таких системах необходимо определять динамическое нейтральное положение из условия минимального расхода воздуха при движении АТС, что подразумевает совпадение динамического и статического нейтральных положений.

Реальные конструкции регуляторов в механических системах управления не позволяют получить точного совпадения динамического и статического нейтрального положений во всем диапазоне возмущающих частот. Так для двухступенчатого регулятора уровня пола МФ МАДИ зависимость динамического нейтрального положения от амплитуды колебаний высоты пневматического упругого элемента, полученная при расчете амплитудно-частотной характеристики, имеет два экстремума, которые обусловлены наличием двух ступеней расхода на впуске и на выпуске (рис. 3.3).

Очевидно, что, изменяя параметры второй ступени расхода регулятора (начало срабатывания второй ступени, соотношение площадей проходных сечений впускных и выпускных отверстий регулятора второй ступени) можно расположить динамическое нейтральное положение вблизи статического. При этом, при работе регулятора на первой ступени расхода динамическое нейтральное положение будет ниже статического, а при работе регулятора на второй ступени расхода - выше статического (рис. 3.4). Такая зависимость динамического нейтрального положения позволит минимизировать расход воздуха подвеской, а неизбежный расход воздуха направить на повышение чувствительности подвеской дороги.

Результаты испытаний регулятора уровня пола

Полученные осциллограммы колебаний пневматического упругого элемента показали удовлетворительную сходимость результатов экспериментальных и теоретических исследований в зоне первого резонансного всплеска амплитудно-частотной характеристики (погрешность 6-11 %), что доказывает адекватность разработанной математической модели.

Проведенный анализ полученных осциллограмм подтвердил прогнозируемое улучшение эксплуатационных свойств подвески автобуса в результате использования предложенной зависимости площади проходных сечений РУП от угла поворота рычага, что дает основание разработанную методику расчета площадей проходных сечений РУП считать верной.

Несовершенство характеристик РУП, которые определяются его конструктивными параметрами, вызывает в типичных условиях эксплуатации АТС смещение вниз динамической нейтрали (ДН), что приводит к частым пробоям подвески, снижает плавность ход, уменьшает срок службы кузова и других агрегатов, ухудшает комфортность пассажиров, ускоряет износ дорог и не позволяют снизить уровень пола автобуса.

Разработаны теоретические предпосылки совершенствования конструкционных параметров РУП пневматической подвески АТС, включающие математическую модель регулируемой пневматической подвески с упруго-демпфирующим приводом РУП, учитывающую отвод тепла через стенки пневмобаллонов, отрыв колеса от дороги и пробои подвески. Совершенствование конструктивных параметров РУП, заключается в определении закона изменения его проходных сечений по углу поворота рычага, при котором в процессе движении АТС он стабилизирует положение ДН, т.е. компенсирует ее снижение, обусловленное несимметричной характеристикой амортизаторов, и одновременно уменьшает расход воздуха подвеской. 3. Разработана методика, которая позволяет на стадии проектирования оценить влияние конструктивных параметров РУП положение ДН подвески и определить рациональные значения этих параметров, обеспечивающие стабилизацию ДН в условиях эксплуатации. Применение разработанной методики при проектировании пневматической подвески позволяет более точно определить необходимый динамический ход подвески, уменьшить вероятность пробоя подвески и снизить уровень пола автобуса на 5-10%. 4. Разработанные рекомендации по совершенствованию конструктивных параметров РУП и использованию упругодемпфирующего привода РУП, позволяют повысить ресурс РУП на 30 %, а также снизить расход воздуха подвеской автобуса ЛАЗ-52591 при движении в среднем на 20 %, что сни жает эксплуатационные расходы и расход топлива. 5. Положение ДН подрессоренной массы в регулируемой пневматической подвеске зависит главным образом от соотношения площади проходных сечений и гидравлических сопротивлений регулятора уровня пола на впуске и на выпуске. Для снижения расхода воздуха регулятором необходимо стремиться к наиболее близкому расположению динамического и статического нейтральных положений подвески. 6. Сухое трение в регуляторе влияет на точность регулирования и должно быть минимальным. Частота собственных колебаний упругодемпфирующе-го привода РУП выбирается в межрезонансной зоне (около 3 Гц), причем, чем больше сухое трение, тем выше должна быть собственная частота. 7. Результаты проведенных стендовых и дорожных экспериментальных исследований удовлетворительно согласуются с результатами расчетов, выполненных с использованием разработанной математической модели. Погрешность расчетов отклонения ДН в зоне первого резонансного всплеска амплитудно-частотной характеристики, составляет 6...11%.

Похожие диссертации на Стабилизация динамической нейтрали пневматической подвески АТС путем совершенствования конструктивных параметров регулятора уровня пола и его привода