|
33 Глава 2. РАЗРАБОТКА МАТЕМАТИЧЕСКИХ МОДЕЛЕЙ ОПИСЫВАЮЩИХ КОЛЕБАНИЯ СИСТЕМЫ "ДВИГАТЕЛЬТРАНСМИССИЯ ПОДВЕСКА КОЛЕСА МАССА АВТОМОБИЛЯ" Любой легковой автомобиль представляет собой сложную многомассовую систему. Отдельные его части совершают сложные движения и перемещения относительно друг друга (вращения зубчатых колес, трансмиссионных валов, повороты шкворней, фрикционных тел вращения и т.д.). Для решения задачи оптимизации параметров трансмиссии и подвесок наиболее приемлемы методы математического моделирования движения автомобиля в различных условиях его эксплуатации. При этом экспериментальные методы применяются для определения исходных конструктивных параметров и характеристик исследуемого автомобиля, а также доказательства адекватности разработанных математических моделей работе реального автомобиля. 2.1. Выбор структу рной схемы движения автомобиля для оптимизации конструктивных параметров и характеристик подвесок Разнообразие динамических схем движения автомобиля практически бесконечно с точки зрения принципиального учета всех видов динамических явлений, происходящих в автомобиле, особенно, если учитывать динамические явления как в системах с сосредоточенными, так и с распределенными параметрами. Поэтому принимаемые схемы не лишены некоторых упрощений. На рисунке 2.1 представлена динамическая схема легкового автомобиля ИЖ-2126 с колесной формулой 4x2 (ведущий задний мост) с рычажнопружинной подвеской передних колес, рычажно-пружинной подвеской задних колес, учитывающая основные виды колебаний агрегатов автомобилей. |
ОГЛАВЛЕНИЕ Стр. 2 ОСНОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ И СОКРАЩЕНИЯ............................................ 4 ВВЕДЕНИЕ............................................................................................................. 9 Глава 1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ...............13 1.1.Обзор работ по динамике силовых агрегатов, подвесок и трансмиссий автомобилей................................................................................................... 1.2.Основные направления совершенствования систем подрессоривания автомобилей в части улучшения их эксплуатационных свойств............... 21 1.3.Общие предпосылки при разработке новых конструкций подвесок...........26 1.4.Задачи диссертационного исследования.......................................................31 Глава 2. РАЗРАБОТКА МАТЕМАТИЧЕСКИХ МОДЕЛЕЙ ОПИСЫВАЮЩИХ ВЗАИМОСВЯЗАННЫЕ КОЛЕБАНИЯ СИСТЕМЫ «ДВИГАТЕЛЬ ТРАНСМИССИЯ ПОДВЕСКА КОЛЕСА ПОДРЕССОРЕННАЯ МАССА АВТОМОБИЛЯ».............................................................34 2.1. Разработка математической модели вертикальных и продольноугловых колебаний системы «двигатель трансмиссия подвеска колеса подрессоренная масса автомобиля»................................................ 34 2.2. Выбор структурной схемы движения автомобиля для оптимизации конструктивных параметров и характеристик подвесок.............................51 2.3. Анализ системы «двигатель трансмиссия подвеска колеса подрессоренная масса автомобиля» по собственным частотам колебаний..........................................................................................................57 2.4. Расчетные исследования низкочастотных взаимосвязанных колебаний . 61 2.5. Построения математических моделей взаимосвязанной системы подвески и трансмиссии легкового автомобиля с рессорной и рычажнопружинной подвесками...................................................................................71 Глава 3. РАСЧЕТНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ПОДВЕСОК ЛЕГКОВЫХ АВТОМОБИЛЕЙ............................................................................................ 81 34 Глава 2. РАЗРАБОТКА МАТЕМАТИЧЕСКИХ МОДЕЛЕЙ ОПИСЫВАЮЩИХ ВЗАИМОСВЯЗАННЫЕ КОЛЕБАНИЯ СИСТЕМЫ «ДВИГАТЕЛЬ ТРАНСМИССИЯ ПОДВЕСКА КОЛЕСА ПОДРЕССОРЕННАЯ МАССА АВТОМОБИЛЯ» Любой легковой автомобиль представляет собой сложную многомассовую систему. Отдельные его части совершают сложные движения и перемещения относительно друг друга (вращения зубчатых колес, трансмиссионных валов, повороты шкворней, фрикционных тел вращения и т.д.). Для решения задачи оптимизации параметров трансмиссии и подвесок наиболее приемлемы методы математического моделирования движения автомобиля в различных условиях его эксплуатации. При этом экспериментальные методы применяются для определения исходных конструктивных параметров и характеристик исследуемого автомобиля, а также доказательства адекватности разработанных математических моделей работе реального автомобиля. 2.1. Разработка математической модели вертикальных и продольноугловых колебаний системы «двигатель трансмиссия подвеска колеса подрессоренная масса автомобиля» В настоящее время при исследовании топливно-скоростных свойств и оптимизации параметров трансмиссии автомобиля применяются различные математические модели, которые различаются между собой как по числу приведенных масс, так и по способам моделирования работы отдельных афегатов. Так, большинство авторов рассматривают автомобиль как материальную точку с действующими на нее силами [8, 33, 34, 53, 107, 113 и др.]. Развитие вычислительной техники и методов вычислений позволило использовать в исследованиях движения автомобиля более сложные математические модели. В работе [91] разработана четырехмассовая математическая модель процесса 51 двухосным транспортным средствам и может использоваться в качестве базовой при исследовании взаимосвязанных колебаний подвески и трансмиссии, влияния различных конструктивных параметров и характеристик на эксплуатационные свойства машин, а также при анализе динамических процессов, происходящих в машинных агрегатах. Для отражения в математической модели конструктивных особенностей той или иной подвески, например, рычажнопоужинной или пессопной. лостяточнп пополнительно ввести необходимыеА * I I ' * ' ^ сосредоточенные массы и описать их соответствующими дифференциальными уравнениями. Уравнения следует добавить к рассмотренным системам дифференциальных уравнений практически без изменения этих систем, или будут незначительные изменения, учитывающие дополнительно введенные упругодемпфирующие связи, влияющие на уже введенные обобщенные координаты. 2.2. Выбор структурной схемы движении автомобиля для оптимизации конструктивных параметров и характеристик подвесок Разнообразие динамических схем движения автомобиля практически бесконечно с точки зрения принципиального учета всех видов динамических явлений, происходящих в автомобиле, особенно, если учитывать динамические явления как в системах с сосредоточенными, так и с распределенными параметрами. Поэтому принимаемые схемы не лишены некоторых упрощений. На рис. 2.4 и 2.5 представлены динамические схемы легковых автомобилей ИЖ с колесной формулой 4x2 (ведущий задний мост) с рычажно-пружинными подвесками передних колес и рессорной, рычажно-пружинной подвесками задних колес, учитывающие основные виды колебаний агрегатов автомобилей. Схемы построены на основе анализа компоновок, выбранных конструкций узлов и кинематики движения агрегатов автомобилей. Расположение агрегатов подразумевается в изображенных на схемах координатах. Кузова автомобилей (подрессоренные массы), мосты (передние и задние неподрессоренные |