автореферат диссертации по транспортному, горному и строительному машиностроению, 05.05.03, диссертация на тему:Оценка колебательного процесса транспортного средства с качельным подрессориванием

од

На правах рукописи

БОЛОТИНА Екатерина Викторовна

ЩЕНКА КОЛЕБАТЕЛЬНОГО ПРОЦЕССА ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА С . КАЧЕЛЬНЫМ ПСЩРЕССОРИВАНИЕМ .

05.05.03 - Колесные и гусеничные ыашияы

А в т о р е ф* е р а т

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Волгоград - 1996

Работа выполнена в Волгоградском государственно« техническом университете на кафедре автомобильного транспорта

Научные руководители: доктор технических наук, профессор Г.М. Косолапов кандидат технических наук, доцент В.И. Колмаков

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор Н.Г. Кузнецов кандидат технических наук, доцент А.Е. Русаковский

Ведущая организация - ПО "Баррикады"

Защита диссертации состоится " 20 " 12 1996 г. в 0 часов в ауд. 209 на заседании диссертационного совета К 063.76.02 в Волгоградском государственном техническом университете по адресу: 400066, г. Волгоград, .проспект Ленина. _ 28.

С диссертацией мскно ознакомиться в библиотеке Волгоградского государственного технического университета

Автореферат разослан " _ " _ 1996 г.

Ученый секретарь диссертационного совета,

кандидат технических наук, доцент у——* Окшш

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы. При разработке новых транспортных средств конструкторам приходится решать целый ряд проблем, связанных п влиянием колебаний и вибраций на сохранность грузов. По данным института комплексных транспортных проблем (ИКТП) общие убытки от потерь грузов и снижения их кзчества при перевозке составляют приблизительно 34Х. Известно, что доля потерь овощей и фруктов может достигать 60Х. На сохранность плодов наибольшее влияние оказывают четыре фактора : температура, вибрации, содержание кислорода в воздухе и влажность. Такие товары как помидоры, груши, персики, клубника, бананы, рыба, пиво,... в процессе доставки к потребителю несколько раз перегружаются из одних транспортных средств в. другие, подвергаясь воздействию холода и тепла, суш и влаги, вибрациям.

51 настоящее время имеется немало технических сиг-тем, которые позволяют поддерживать заданные климатические условия при перевозке грузов в контейнерах. Но использование их не сократило потери перевозимой продукции,, т.к. '"шебания и вибрации гуСлтельно влияют на большое множество народно-хозяйственных грузов, нуждающихся в защите от тряски при транпорти-ровке. Кроме потерь плодоовощной продукции, не сократилось и число выходов из строя в пути"таких хрупких грузов как телевизоры, электронные приборы, радиоаппаратура, стиральные машины, стекло, керамика, поскольку остается нерешенной задача существенного улучшения виброзащиты груза по всем координатам.

Согласно ОСТ 37.001.291-54, предельные технические нормы среднеквадратических ускорений для специализированных автотранспортных средств на базе грузовых автомобилей, замеренные на полу грузовой платформы (отсека) при движении автомобиля по цементобетонному покрытию , должны соответствовать следующим величинам: вертикальные ускорения - не С-лее 1,3 м/с2 продольные ускорения - не более 0,8 м/с2 поперечные ускорения - не более 0,8 м/с2. Многочисленными экспериментами на реальных транспортных средствах установлено, что величины этих ускорений не менее 4...Б м/с2. Поэтому весьма важен по иск новых путей существенного улучшения комфортабельности специализированных грузовых транспортных средств.

Постановка работа. Цель настоящей работы заключалась в изучении плавности хода транспортного средства с качельным подрессориванием, т.е. в определении перемещений и ускорений

качелъно подавленного контейнера с невибростойким грузом при различных скоростях и режимах движения автомобиля. .

Работа состоит из следующих основных этапов.

1. Разработка некоторых возможных конструктивных вариантов транспортного средства с качельным подрессориванием.

2. Разработка методики расчета плавности хода транспортного' средства с качельным подрессориванием, т.е. описание колебательного процесса подвешенного по упомянутой схеме контейнера при различных режимах движения транспортного средства.

3. Изучение влияния различных фгкторов на форму амплитудо -частотных характеристик; оптимизация параметров, оказывающих наибольшее влияние на амплитуды колебаний качелъно подрессоренного контейнера.

4. Проведение сравнительного анализа теоретического и экспериментального исследования на физической модели плавности хода транспортного средства с качельным подрессориванием.

Научная новизна работы заключается:

- в качельном подвешивании контейнера транспортного средства, что позволит снизить не только вертикальные, но также продольные и поперечные ускорения подрессоренной массы до 0,1 е;

- в получении систем уравнений, позволяющих рассчитывать перемещения и ускорения качелъно подрессоренного контейнера с грузом при различных скоростях-и режимах движения автомобиля;

- в оптимизации некоторых конструктивных параметров, оказавыю-щих существенное влияние на колебания контейнера;

- в разработке методики экспериментального изучения плавности хода транспортного средства с качельным подрессориванием.

Практическая значимость. Транспортное средство с качельным подрессориванием позволит существенно повысить сохранность невибростойких грузов. В работе имеются конструкторские предложения по проектированию данного транспортного средства и его некоторых составных частей. Приведенная методика расчета перемещений и ускорений качелъно подвешенного контейнера при различных режимах движения автомобиля дает возможность изучения плавности хода вышеупомянутого транспортного средства на этапе его проектирования.

Структура ж объем работы. Диссертация состоит из введения, 5-ти глав, общих выводов, списка используемых источников из 86 наименований работ отечественных авторов и приложений; содержит б таблиц и 67 рисунков.' Она излажена на 210 страницах.

Во введении обоснована актуальность темы диссертации.

В первой главе определяются проблемы сохранности грузов при перевозке автомобильным транспортом и рассматриваются пути их решения. Приведет требования по плавности хода, предъявляете к грузовым автомобилям. Дается краткий обзор отечественной литературы по вопросам плавности хода. Анализ литературных-материалов показывает необходимость дальнейшего существенного повышения комфортабельности грузовых транспортных средств. Определяется круг вопросов, рассматриваемых в работе, описана общая структура работы.

Методы исследования. Теоретические исследования выполнялись на основе прямого метода составления дифференциальных уравнений колебзний автомобиля, который основывается на принципе Даламбера. При получении аналитических решений линейных дифференциальных уравнений использовались некоторые существующие решения известных линейных неоднородных дифференциальных уравнений. Часть расчетов была выполнена на основе" численных методов решения дифференциальных уравнений. Проверка достоверности полученных теоретических результатов осуществлялась путем сравнения их с опытными данными, полученными при проведении эксперимента на физической модели.

Во второй главе рассмотрены несколько возможных конструктивных вариантов исполнения транспортного средства с качельным подресссризанием. Одно из них - транспортное средство для перевозки невибростойких грузов малой грузоподъемности с пружинными упругими элементами, другое - большой грузоподъемности о пневмобаллонами в качестве упругих элементов, рассмотрены варианты конструктивного исполнения некоторых их составных частей.

На рисунке 1 (а) и (б) изображена схема контейнеровоза о пружинными упругими элементами. Он содержит раму 1 о закрепленными на конце ее горизонтальной полки 2 двумя вертикальными стойками 3 с опорными колесами 4 и грузоподъемное устройство 5, расположенное на раме. Контейнеровоз имеет механизмом под-рессоривания контейнера в виде основных и дополнительных амортизаторов. Каждый основной амортизатор состоит из упругого элемента 7 или 8, соединенного гибкой связью 9 иди 10 о грузоподъемным устройством и дополнительной гибкой связью 11 или 12 - с контейнером 13, создавая 'упругое гашение малых колебаний контейнера. Параметры подвески выбраны так, чтобы период коле-баий подрессоренного груза по каждой из координат был не менее 2...2,5 с. Дополнительные амортизаторы в виде двух пар демпфе-

Контейнеровоз

б Г

Ю 16 17 19 12 7 15 11 18 15

Рис. 1.

ров 14 парнирно соединены одним своим концом с контейнером, а другим - о рамой, создавая упругое гашение больших колебаний контейнера (разгон, торможение, движение с малыш скоростями 5...7 ил /час).

Для варианта транспортного cpe^jTEa большой грузоподъемности , 1,-ревозящего хрупкие грузы, имеющие различную плотность, необходимо для поддержания постоянного значения частоты собственных колебаний подрессоренной массы обеспечивать изменение жесткости упругих элементов в соответствии о изменением статической нагрузки. Как вариант упругих элементов рассмотрены езино - кордные оболочки.

Выведена некоторые соотношения между параметрами в резино - кордном пневматическом упругом элементе.

В третьей глава приводится математическая модель колебательного процесса транспортного контейнера о качельным подрессорю1 "таем, т.е. приведена методика расчета его перемещений и ускорений как функций времени при различных скоростях и-режимах движения транспортного средства.

Дана краткая классификация неровностей дороги и описаны некоторые существующие способы гадания возмущающего воздействия дороги на автомобиль. Предложено еще две модели дороги. Одна из ' них - модель с распределенными синусоидальными неровностями различной длины и высоты, размеры и характер располо^ жения которых на участке дороги длиной 1 км. выбираются на основе статистических данных обмерз микропрофиля дорог. Такой вариант задания возмущающего воздействия дороги не позволяет описать ее профиль единым аналитическим выражением и поэтому дифференциальные уравнения движения автомобиля в этом случае можно решать только численными методами. Другая предлагаемая модель дороги - это модель грибообразного профиля. Он предо-тазляет собой верхнюю часть "обрезанной" синусоиды.

f(t) - 2A-sinut при 0 <t<T/2 ; f(t) » 0 при' T/2<t< Т .

Такую форму неровностей легко моделировать при физическом эксперименте и легко оперироваь о их высотой, сохраняя форму профиля неизменной. Функция f(t) имеет выраженный период колебаний Т, но не описывается единым аналитическим выражением. Она разложена в ряд Фурье, но т.к. он слишком громоздок и неудобен для практического использования, то предложен способ возможной замены этой функции на функцию q>(t), которая описывает движение материальной точки коротким единым аналитическим выражением: <p(t) - 7-sin ut; ? - 0.7-2А.

Далее в этой главе производится выбор расчетной схемы. Избран линейный путь описания колебательного процесса дифференциальными уравнениями движения.

На рисунке 2 изображена принципиальная схема двухзвенного автопоезда, состоящего из тягача 1 и полуприцепа 2, содержащего раму и качельно подрессоренный контейнер 3. Приняты следующие допущения:

1. Коэффициенты'жесткости всех подвесок одинаковы и постоянны;

2. Коэффициенты сопротивления всех амортизаторов одинаковы и постоянны;

3. Центр масс совпадает о центром упругости;

4. Связь колео с грунтом не нарушается;

5. Шины недеформируемы;

в. Угловые колебания в поперечной и горизонтальной плоскости не учитываются;

7. Профиль дороги под колесами левого и правого борта одинаков; 3. Грунт недеформируем.

.акже не принимались во внимание высота и ширина подрессоренного контейнера, т.к. они малы по сравнению с его длиной.

Таким образом, задача сводится к описанию колебательного процесса стержня, подвешенного за два концз к двум колеблющимся точкам и совершающего движение в продольной вертикальной плоскости. Расчетная схема изображена на рисунке 3. Система имеет три степени свободы, соответствующие координатам.Ъ,X,р. На подвешенный стержень действуют силы:

тХ.шг - силы инерции; т? - сила тяжести стержня; - силы

упругости рессор; Р±',Р2'- возмущающие силы от воздействия неровностей дороги; И - сила сухого трения в подвеске; Оси -возмущающая сила от воздействия сцепного устройства при разгоне и торможении транспортного средства.

Частоты колебаний точек подвеса 0 и 0' обозначены соот-■ ветственно через <«>1 и «г, а текущие углы отклонения подвесов от положения равновесия - через В1 и Вг- Длина подвесов (т.е. расстояния ОА и ОА*) при статической нагрузке обозначена через 1, динамические стрелы поджатая упругих элементов - через >1 и а угол подвеса (расстояние между вертикалью и элементами подвеса в статическом положении - через а). Координатные оси проведены через центр масс стержня и приняты за 1 вертикальные линейные перемещения центра масс, за X - его горизонтальные линейные перемещения, а за ? - углы поворота стержня вокруг центра масс в продольной вертикальной плоскости.

Принципиальная схема двухзвенного автопоезда

Рис. 2.

Расчетная схема качельно подвешенного стержня

Выведено условие равенства частот вертикальных и продольно - угловых колебаний качельно подвешенного контейнера: 1 - 0,6 L/2,

т.е. элементы подвеса должны крепиться не по торцам контейнера, а на расстоянии, равном 0,6 от половины длины контейнера, от них. Если же упругие элементы находятся по концам стержня, •т.е. 1 - L/2, то частоты собственных колебаний вычислятся: к * 1,73 к2; к2 - 0,6 к .

V Р

Используя это соотношение, составлены уравнения движения центра масс качельно подрессорен::зго контейнера по координатам Z ,и ? при отсутствии в системе сил неупруго^о сопротивления:

Aikz л , A2kz \ 1 + k2zZ --cosz(ce+0i) sin «it + -cos2(а-02) sin

( Agk2 ч , Aik2 \

-cos2(«-02) sin U2t - -- cos2(a+Bi) sin wit.

+

L/2

L/2

Используя принцип независимости действия сил, в каждый момент времени можно получить решение системы линейных дифференциальных уравнений, из анализа которого можно сделать вывод, что при достаточно большой длине неровностей 4,5...5 м. и собственной частоте колебаний подрессоренной ' массы 2...2,5 рад/с резонанс в системе смещается в сторону малых, практически неэксплуатационных скоростей 5...7 км/час.

С учетом сухого трения уравнение движения, подрессоренной массы по координате 1 Судет иметь вид:

..........к Р1(31Д) Р2(в2Д)

1 + кг2 + - - -+ - ,

где ш ш ш

й - сила сухого трения. Используя метод, предложенный Я.Г. Пановко, замены силы сухого трения на эквивалентную силу вязкого сопротивления, подучено решение этого уравнения и идентичного, уравнения продольно-угловых колебаний качельно подвешенного стержня. Наличие сухого трения в некоторой степени гасит колебания качельно подрессоренной массы.

С учетом вязкого трения уравнение движения по координат' 2 имеет вид: .. • Р1 Р2 Нг2

Ъ + кг1 + 2п2г --+- ; п2 - —- ,

где ш ш 2ш

п» - коэффициент демпфирования С1/сЗ;

г2 - коэффициент сопротивления каждого демпфирующего

элемента-Скг/о]; N - число демпфирующих элементов. Используя прежний метод, получено решение данного уравнения и уравнения продольно-угловых к лебаний при наличии силы неупругого сопротивления, пропорциональной первой степени.ско-1 рости, из анализа которых следует, что при наличии в системе вязкого трения ни при каких условиях не наблюдается бесконечного роста амплитуд вертикальных и продольно-угловых перемещений качельно подрессоренной массы.

Уравнение продольных колебаний контейнера имеет.вид: г к22

X + (к22(эа-зг) —)-Х -- Агг^СигЪ) соз(сс-02)з1п(а-02) -

12 кг2

--А131п(ш11) соз(а+01) з1п(Ш-01);

2

1 А131п(<1)1Л) созг(а+01) + АгзШОлгЪ) соз2(а!-02)

31 „ -- 32 ж -;

1 о 21 Здесь 31,52 - безразмерные коэффициенты. Они показывают, соответственно, влияние реакций упругих элементов и возмущающего воздействия дороги на частоту собственных колебаний системы по координате X. Обозначим: . __ _____

/

кх - ./кг2(31-32) - г/1

Т.к. 51 и 52 очень малы, то в расчетах величину кх можно принять постоянной. .-

кх * ИГ/1 •

Видно, что частота собственных продольных линейных колебаний качельно подвешенного стержня определяется, в основном, длиной элементов подвеса 1.

Из полученного решения уравнения продольных перемещений следует, что при длине волны неровностей дороги 4,5...5 м. резонанс будет приходиться на скорости 5....7 км/час. Они не являются эксплуатационными и поэтому для случая прямолинейного равномерного движения транспортного средства нет необходимости вводить демпфирование продольных колебаний. Но т.к. при разгоне и торможении автомобиля контейнер может переместиться на достаточно большую величину, могут возникнуть его продольные

1D

колебания, которые- необходимо гасить. Вязкое трение влияет на продольные линейные колебания аналогично предыдущему случаю для вертикальных линейных и продольно-угловых колебаний.

Далее в этой главе рассмотрено влияние режимов движения транспортного средства на колебательный процесс качельно под-" рессоренного контейнера. При движении транспортного средства в гору и при спуске его с горы уравнения колебаний контейнера по трем координатам имеют прежний вид, что и для случая прямолинейного равномерного движения. Текущие углы же между элементами подвеса и вертикалью изменятся на величину угла подъема (спуска) дороги: а±В»±т, а частота собственных колебаний в продольном направлении определится :

кх * /(г/1)-cos г . • При рассмотрении режимов разгона и торможения ТС, были приняты допущения:

- коэффициент сцепления одинаков под всеми колесами тягача и полуприцепа;

- коэффициент сцепления постоянен для каждого вида дороги ( не зависит от проскальзывания колеса, скорости движения, давления в шине и других факторов );

- неравномерность действия тормозных механизмов отсутствует;

- перераспределение реакций, действующих в зоне контакта "шина-опорная поверхность" не учитывается.

Расчет проводился с учетом влияния силы упругости и силы трения в сцепном устройстве.

Уравнение колебаний качельно подрессоренной массы по координате К имет вид: А£

X+kxzX ---kz2,cos(а-02~Враз,top) •sin(ct-B2~Bpaa. тор) "Sin (¿zt- .

2 Ai

---k2z• oos(cc+0i±&paa. тор) • sin(cc+fli±Bpaa. тор) -sin wit+

2

Ma

+ (io-г---Хсц вех-sin UoTHt - sign(uZo)).

M„

Здесь wors-частота относительных перемещений деталей сцепки; ц-коэффициент трения; (Враа. тор) " Углы допонительного отклонения элементов подвеса при разгоне и торможении. Последнее слагаемое в уравнении присутствует при «оТн * 0. В уравнении ве учитывается сила сопротивления демпферов продольных ко-

< г

лебаний. Решение его получено при использовании принципа независимости действия сил. ■

Перемещения по координатам 1 и (р вычисляются при разгоне и торможении так же, как и при прямолинейном равномерном движении, лишь углы отклонения элементов подвеса от положения равновесия изменятся на величину ±Вюаа. тор- При наличии в системе сухого или вязкого трения уравнения движения подрессоренной массы по трем координатам решаются подобно описанным выше случаям.

Приведенная в приложении программа расчета колебаний по трем координатам качельно подрессоренного контейнера позволяет находить его перемещения как функции времени при различных скоростях транспортного средства в следующих режимах движения: прямолинейное равномерное, подъем в гору, спуск о горы, разгон, торможение, разгон на подъеме в гору, торможение при спуске с горы. Расчет ведется при наличии по каждой из координат сухого или вязкого трения, или при отсутствии таковых, а также с учетом или без влияния упругости и трения в сцепном устройстве при торможении.

В четвертой главе приведена методика экспериментального исследования колебательного процесса контейнера транспортного средства с качельным подрессориванием. Целью экспериментального исследования колебаний качельно подвешенного контейнера методом физического моделирования было определение . амплиту-до-частотных характерис. :ик установившихся колебаний контейнера. Для этого на кафедре "Автоматические установки" ВолгГТУ была создана лабораторная установка. В качестве исходного был взят масштаб длин кь»1:8. Профиль поверхности дороги задавался грибообразным. Моделировались следующие режимы движения: прямолинейное равномерное, разгон, торможение, поворот, подъем в гору, спуск с горы.

В прцессе проведения экспериментов частота возмущающей силы изменялась в пределах от 1,4 до 14 рад/с., что соответствует скоростям автомобиля 3,5...36 км/час. При этом записывались вертикальные и продольные перемещения передней и задней частей контейнера, а также его центра масс. Т.к. ускорения подрессоренной массы связаны с ее перемещениями при гармонических колебаниях, это позволяет ограничиться измерениями только одного параметра.

Для режима прямолинейного равномерного движения эксперименты проводились при различных углах подвеса а о целью выяснения влияния этого угла на колебания подрессоренного контей-

нера.

В пятой главе дан анализ результатов теоретических и экспериментальных исследований колебательного процесса качельно подрессоренного контейнера. Рассмотрены случаи прямолинейного равномерного и экстремальных режимов движения. Показано влияние конструктивных параметров на форму АЧХ. Дан анализ ускорений контейнера. На рисунке 4 изображены зависимости размахов вертикальных колебаний качельно 'подрессоренного контейнера, полученные теоретическим и экспериментальным путем, от длины волны неровностей дороги и скорости автомобиля. Видим, что при достаточно большой длине неровностей 4,5...5 м. резонанс по координате 1 смещен в сторону относительно малых скоростей 5...7 км/час. Результаты эксперимента здесь удовлетворительно подтверждают достоверность расчетов. При длине нер зностей 6 и. ■ резонанс соответствует скорости 7...9 км/чао, а при 8 м. -скорости 9...11 км/чао.

Кривые зависимостей размахов продольных и продольно-угловых перемещений качельно подрессоренного контейнера от скорости движения машины для длин неровностей 4,5; 6; 8 м. выглядят аналогично. Резонанс приходится на те же скорости.

■Если представить, что автомобиль движется прямолинейно и равномерно по более реальному профилю, чем состоящему из одинаковых "грибов", а именно, по профилю, состоящему из 25 раз-.-•-чных синусоидальных неровностей, то резонанс колебаний по координатам ф приходится на очень малые скорости 2...4 км/чао.

По полученным АЧХ вертикальных колебаний при разгоне и торможении видно, что резонансная зонз не расширилась по сравнению со случаем прямолинейного равномерного движения автомобиля (при том же профиле дороги). С увеличением коэффициента сцепления при торможении (0,1...0,7) резонансная зона несколько сужается, т.е. размахи вертикальных колебаний при торможении на асфальте меньше, чем на льду. Продольные же перемещения, наоборот, растут с увеличением коэффициента сцепления. Для случаев разгона и торможения существенное влияние на продольные колебания качельно подрессоренной массы оказывает сцепное устройство. Дополнительные возмущения, идущие от сцепки, увеличивают размахи продольных колебаний в зарезонансной зоне до величины 0,2...0,3 см. Сцепка оказывает на продольные перемещения большее влияние при торможении и меньшее - при разгоне.

АЧХ колебаний качельно подрессоренного контейнера при

Вертикальное перемещения центра масс контейнера при прямолинейном равномерном движении автомобиля

Рис. 4 .

подъеме транспортного средства в гору и спуске его с горы практически ничем не отличаются от соответствующих АЧХ при прямолинейном равномерном движении.

Конструктивными параметрами, существенно влияющими на вид и форму АЧХ колебательного процесса, являются длина контейнера и угол подвеса.

На величину вертикальных и продольных перемещений длина контейнера,-" как выяснилось, не влияет. Но с.увеличением длины контейнера уменьшаются размахи его продольно-угловых колебаний. Поэтому рекомендуется выбирать контейнер длиной более 2,5...3 метров.

Угол подвеса не оказывает существенного влияния на вертикальные колебания контейнера. С увеличением угла подвеса продольные перемещения возрастают, а продольно-угловое убывают при малых скоростях автомобиля. При эксплуатационных скоростях движения (более 10 км/час) эта зависимость несущественна. Рекомендуемый угол подвеса ее находится в пределах 0...150.

Максимальные вертикальные ускорения качельно подрессоренного контейнера в режиме прямолинейного равномерного движения транспортного средства по дороге с неровностями длиной 4,5...5 м. не превышают 0,2 е, а максимальные продольные ускорения -0.1 г. В зарезонансной зоне колебаний, соответствующей скоростям движения машины более_ 15.. .20 км/час, максимальные величины ускорений по координатам 2 и X не превышают 0,05 е.

Сравнивая экспериментальные амплитудо - частотные характеристики гармонических колебаний подрессоренных масс существующих грузовых автомобилей с номинальной нагрузкой в кузове и теоретические АЧХ качельно подрессоренной массы, можно сделать вывод, что применение качельного подрессоривания дает уменьшение резонансных вертикальных ускорений в 4...6 раз, а уменьшение вертикальных ускорений при скоростях движения автомобиля, больших 20...30 км/час - в 10...15 раз.

Основные выводи во диссертации

1. На основании проведенного анализа известных технических решений и предложений, направленных на улучшение виброза-ииты грузов, разработано несколько возможных конструктивных вариантов исполнения транспортного средства с качельным под-рессориванием, в котором груз подвешивается к колеблющемуся основанию посредством упругих элементов и маятниковых подвесов.

2. Разработана методика расчета плавности хода транспортного средства с качельным подрессориванием, т.е. описан колебательный процесо качельно подвешенного контейнера при различных режимах движения автомобиля: прямолинейном равномерном, разгоне, торможении, подъеме в гору и спуске с года. ' .

. 3. Проведен сравнительный анализ теоретического и экспериментального исследования на физической модели плавности хода транспортного средства с качельным подрессориванием. Сделан вывод, что,, несмотря на принятые допущения, расчетная схема отражает колебательный процесс транспортного контейнера с качельным подрессориванием с точностью, достаточной для практических расчетов.

4. По результатам расчетов на ЭВМ исследованы амплитудо -частотные характеристики колебаний центра масс контейнера (зависимости максимальных вертикальных, продольных и продольно -углоргл перемещений от скорости движения автомобиля)- и выяснено влияние различных факторов (режима движения, длины неровностей и профиля дороги, коэффициента сцепления,..) на их фор-• му. Оптимизированы конструктивные параметры, оказывающие наибольшее влияние на амплитуды колебаний качельно подрессоренного контейнера.

5. К конструктивным параметрам, оказывающим наибольшее влияние на колебательный процесс качельно подрессоренного контейнера, относятся длина контейнера и угол его подвеса ~к раме транспортного средства. Длина контейнера существенно влияет на его продольно-угловые перемещения. Их величина резко уменьшается с увеличением длины контейнера более 2,5...3 м. При увеличении угла подвеса амплитуды продольных перемещений возрастают, а продольно - угловых перемещении убывают, причем чем меньше скорость движения автомобиля, тем эта зависимость существеннее. Рекомендуемая величина этого угла находится в пределах 10...15 град. На амплитуды вертикальных колебаний перечисленные конструктивные параметры существенного влияния не оказывают. Изменение длины элементов подвеса открыло бы возможности избежания резонанса в продольном и поперечном линейных направлениях (своеобразная подвеска с двумя ступенями жесткости) без применения демпфирующих элементов.

6. На основании проведенных теоретических и экспериментальных исследований плавности хода транспортного средства с качельным подрессориванием можно сделать вывод, что качельное подвешивание груза дает следующие положительные эффекты:

/

- частота собственных колебаний груза во каждой иг шести координат не более 2...2,Б рад/с (0,3...О,5 Гц); период собственных колебаний не менее 2...2,5 с. Эти параметры обеспечиваются малой жесткостью упругих элементов и достаточно большой длиной элементов подвеса (ч1,5 м.);

- даже при достаточно большой длине неровностей дороги 4,5...5 м. резонанс в системе по каждой из координат смещен в сторону относительно малых скоростей 5...7 км/ч при всех перечисленных режимах движения;

- при скорости автомобиля ;.зле_ 20...30 км/ч, в зависимости от режима движения транспортного средства, перемещения подрессоренной массы практически отсутствуют;

- применение демпферов с относительно небольшим коэффициентом сопротивления дает уменьшение резонансных амплитуд до величины, не превышающей высоты неровностей дороги:

- применение качельного подрессоривания вместо существующих видов подрессоривания грузовых автомобилей позволит уменьшить резонансные вертикальные ускорения в 4...6 раз, а вертикальные ускорения при скорости автомобиля более 20...30 км/ч - в 10...15 раг.

Основное содержание диссертации опубликовано в следующих работах

1. Транспортное средство высокой виброзащищенности с качельным подрессориванием./ Колмаков Е.И., Болотина Е.В., Ма-нанков C.B.// Новые промышленные техника и технологии: Тезисы докладов 1 межвузовской научно-практической конференции молодых ученых.- Волгоград: Перемена, 1995.-190 е., с.138.

2. Пути улучшения характеристик гидравлических демпферов подвески автотранспортных средств./ Новиков В.В., Чернышов К.В., Рябов ИЛ!., Колмаков В.И., Болотина Е.В. и др.// Новые промышленные техника и технологии: Тезисы докладов 1 межвузовской научно-практической конференции молодых ученых.- Волгоград: Перемена, 1995.-190 с.,.с.144.