автореферат диссертации по транспортному, горному и строительному машиностроению, 05.05.03, диссертация на тему:Повышение демпфирующих свойств подвесок АТС путем изменения структуры и характеристик резинокордных пневматических рессор

На правах рукописи

оиздуыьи СОбЯ,

Дьяков Алексей Сергеевич

ПОВЫШЕНИЕ ДЕМПФИРУЮЩИХ СВОЙСТВ ПОДВЕСОК АТС ПУТЕМ ИЗМЕНЕНИЯ СТРУКТУРЫ И ХАРАКТЕРИСТИК РЕЗИНОКОРДНЫХ ПНЕВМАТИЧЕСКИХ РЕССОР

05.05.03 - Колёсные и гусеничные машины

АВТОРЕФЕРАТ - 1 ОНТ 2009

диссертации на соискание учёной степени кандидата технических наук

Волгоград - 2009

003478768

Работа выполнена в Волгоградском государственном техническом университете

Научный руководитель доктор технических наук, доцент

Новиков Вячеслав Владимирович.

Официальные оппоненты:

доктор технических наук, профессор Карцов Сергей Константинович;

кандидат технических наук, доцент Сергеев Александр Павлович.

Ведущее предприятие

ЗАО Автобусное производство «Волжанин».

Защита диссертации состоится 30 о/гтд$р&009 г. в 10.00 на заседании диссертационного совета Д 212.028.03 при Волгоградском государственном техническом университете по адресу: 400131, г. Волгоград, проспект Ленина 28.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Волгоградского государственного технического университета.

Автореферат разослан « ^ ^ » СеитЯ^р^ 2009

Ученый секретарь л

диссертационного совета ^уб/™^ Ожогин В. А.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

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 внутренних 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:

1. Оценка влияния диссипативных сил на ширину зон неэффективной работы пневмоподвески применительно к одноопорной двухмассовой колебательной системе.

2. Математическая модель пневмоподвески новой структуры, содержащей демпфер, обеспечивающий саморегулирование динамической упругой характеристики РКПР по амплитуде и направлению колебаний в виде «бабочки».

3. 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 B3TM-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 вауч.-практ. конф. ВолгГТУ (Волгоград, 2005-2009), Ковров (2006); на регион, конф. молод, исследов. Волгоград, обл. (Волгоград, 2005, 2007, 2008). По теме исследований выигран конкурс грантов для молодых ученых ВолгГТУ (2008).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 8 печатных работ, в том числе 1 патеот 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:

1) оценка влияния диссипативных сил на ширину зон неэффективной работы пнев-моподвески применительно к одноопорной двухмассовой колебательной системе;

2) математическая модель пневмоподвески новой структуры, содержащей демпфер, обеспечивающий саморегулирование динамической упругой характеристики РКПР по амплитуде и направлению колебаний в виде «бабочки»;

3) методики стендовых испытаний пневмоподвесок новой структуры с механическим и микропроцессорным управлением демпфированием, а также дорожных испытаний при совместной работе РКПР и ГА.

4) результаты теоретического и экспериментального исследования демпфирующих свойств пневмоподвесок с новыми структурами и уровней вибраций на рабочих местах водителей и пассажиров различных АТС;

5) предложения по модернизации пневматических подвесок с РКПР с целыо повышения их демпфирующих свойств и снижения внутренних потерь.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ Во введении обоснована актуальность темы и приведена краткая аннотация работы. В первой главе «Актуальные вопросы повышения демпфирующих свойств подвесок АТС с резинокордными пневматическими рессорами» изложено современное состояние проблемы создания и исследования РКПР. Рассмотрены основные типы РКПР и дана их сравнительная оценка. Произведён анализ влияния особенностей конструкции и условий работы РКПР на демпфирующие свойства подвески. Проанализированы исследования ученых, работающих в области пневматического подрессоривания АТС, таких как Г.С. Аверьянов, P.A. Акопян, A.B. Андрейчиков, В.М. Великородный, В.А. Га-лашин, Г.Д. Гегелидзе, A.M. Горелик, A.C. Горобцов, М.М. Грибов, А.Н. Густомясов, Г.Е. Джохадзе, А.Д. Дербаремдикер, В.В. Иванов, Б.А. Калашников, В.В. Новиков, Я.М. Певзнер, И. М. Рябов, A.B. Синев, Н.Я. Фаробин, Б.Н. Фитилев, Р.Н. Хамитов и др.

Из анализа рассмотренных литературных источников, патентов и конструкций демпфирующих устройств пневмоподвесок АТС следует, что повысить демпфирующие свойства РКПР практически до требуемого уровня (относительный коэффициент

затухания 0,2 - 0,3) возможно за счет применения пневматических демпферов и дополнительных ресиверов. Однако известные структуры РКПР и алгоритмы работы пневматического демпфирования существенно повышают внутренние потери в подвеске, что приводит к значительному нагреву воздуха в РКПР и дестабилизации ее динамической упругой характеристики. В результате снижается надежность работы подвески и смещается центр ее динамического равновесия. Вследствие этого на современных АТС применяются РКПР без воздушных демпферов, а гашение колебаний осуществляется с помощью мощных ГА. Поэтому требуется разработка новых структур РКПР и алгоритмов работы пневматических демпферов, обеспечивающих повышение демпфирующих свойств при одновременном снижении общих потерь энергии в подвеске.

В связи с этим в диссертации поставлены следующие задачи:

1. Провести оценку влияния демпфирования на ширину зон неэффективной работы подвески в цикле колебаний применительно к одноопорной двухмассовой колебательной системе и обосновать новую динамическую упругую характеристику РКПР, содержащую петли гистерезиса в виде «бабочки».

2. Разработать математическую модель пневмоподвески новой структуры, содержащей демпфер, обеспечивающий саморегулирование динамической упругой характеристики РКПР по амплитуде и направлению колебаний в виде «бабочки».

3. Разработать методики стендовых испытаний пневмоподвесок новой структуры с механическим и микропроцессорным управлением демпфированием, а также дорожных испытаний при совместной работе РКПР и ГА.

4. Разработать предложения по модернизации пневматических подвесок с РКПР с целью повышения их демпфирующих свойств и снижения внутренних потерь.

Во второй главе «Теоретическое исследование демпфирующих свойств пневматической подвески с регулируемым по амплитуде и направлению воздушным демпфером» представлена оценка влияния амортизатора на ширину зон его неэффективной работы в цикле колебаний подвески с РКПР применительно к одноопорной двухмассовой колебательной системе, т.е. с учетом колебаний моста на шинах. Исследуемая подвеска описывается системой из двух дифференциальных уравнений, учитывающих нелинейность упругой и демпфирующих характеристик, а также наличие постоянной силы сухого трения. Расчеты показали, что увеличение усилия амортизатора расширяет зоны неэффективной работы подвески (рис. 1). Это совпадает с выводами В.В. Новикова, И.М. Рябова и К.В. Чернышева, полученными применительно к линейной одномассовой колебательной системе. Однако данные результаты впервые получены для двухмассовой одноопорной колебательной системы с нелинейной упругой характеристикой, реализуемой РКПР.

Рис. 1. Зависимость суммарной ширины зон неэффективной работы сил демпфирования в цикле низкочастотных резонансных колебаний пневмоподвески автобуса от величины максимального усилия ГА с нелинейной характеристикой при подрессоренной массе:

1-М = 1,5 т;

2-М =2т; 3 -М=2,5 т

/ / /1 / / ■2 / / ■3

/V У

0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 Л,Н

Из рис. I видно, что ширина зон неэффективной работы диссипативных сил в цикле колебаний нневмоподвески с квадратичной демпфирующей характеристикой увеличивается с ростом мощности ГА до л рад, т.е. до 50 % всего цикла колебаний.

Для повышения эффективности демпфирования необходимо отключать амортизатор или уменьшать его усилие в зонах его неэффективной работы. Это практически можно реализовать в пневмоподвеске без ГА, но с воздушным демпфером, обеспечивающим саморегулирование динамической упругой характеристики РКПР по направлению и амплитуде колебаний в виде «бабочки». Расчетная схема РКПР новой структуры показана на рис.2, а описание работы дано в гл.4.

При разработке математической модели (ММ) были приняты допущения: рабочий газ является идеальным и подчиняется политропному процессу; утечка воздуха отсутствует; сухое трение Т— const; эффективная площадь F-> = const; соединение и разобщение полостей РКПР, соответственно, в положениях статического равновесия и при смене направления деформации происходит мгновенно.

Рис. 2. Расчетная схема пневматической подвески с регулируемым по амплитуде и направлению демпфером:

1 - резинокордная оболочка (РКО); 2 - полый поршень; 3 - корпус демпфера; 4 - гильза; 5 -плунжер; 6 - упругий стержень; 7 и 8 - верхний и нижний обратные клапаны; 9 и 10 -верхний и нижний радиальные каналы; Mwm - подрессоренная и неподрессоренная массы; Г - сухое трение; сш и гш - жесткость и коэффициент демпфирования шины; г и С,- перемещения подрессоренной и иеподрессорен-ной масс; q - кинематическое возмущение; IVp и IIгд - рабочий и дополнительный объёмы (Pfp = var, WB = const); pp и рй - абсолютные давления в рабочем и дополнительном объёмах; D-j - эффективный диаметр

ММ учитывает возможность пробоя подвески (на ходах сжатия и отбоя) и отрыва шины от поверхности дороги, она описывается следующей системой уравнений динамики движения подрессоренной и неподрессоренной масс:

+ Ьш,кш+ Ьш1сш(?-<?)-Ьщп(г-+ Ь(рр -р^П-- (1) -Л/£-с(Йд/ + *-?) + Ьи2= 0,

где Рр - абсолютное давление в рабочей полости, определяется в зависимости от режима работы из (2) и (3); г - передаточное число в подвеске; с и Ь - коэффициенты пробоя РКПР на ходах сжатия и отбоя; Ьш1 и Ьш2 - коэффициенты отрыва шины от дороги; /гд - динамический ход сжатия РКПР от статического положения. Динамическая упругая характеристика РКПР описывается уравнением:

yWj+F>,(z-q-XJ)i/i

■P«

(2)

где Flt> - эффективная площадь поршня; i ~ передаточное число подвески; п - показатель политропы (для РКПР п = 1,3... 1,4);р„ - атмосферное давление (р„= 0,1 МПа); рр и (z - С, - Xj)k - абсолютное давление в рабочей полости и деформация РКПР на к участке упругой характеристики (к = /, //, III и IV на рис.3); рф Wj и \ - давление, объем и деформация РКПР в j точке упругой характерист ики (J = 1, 2 и 3 на рис.3).

при (z - q) < 0 и (i-q)<0 (участок/): ppj = рр| = рст + р,,

h =(г-;), =0;

при (z-О < О и (z-q) > 0 (участок//): pvj = рр2 =

Pf и

W^W^W^ + F^H, lj = X2 = (z-q)2; при (г-с)>0и (i-q) > 0 (участок III): pw = Ppl - p„ + pa,

Я.у =X, =(г-<5), = 0;

при (z - q) > 0 и (z - q) < 0 (участок/К): PpJ = P?i =

PPi.

(3)

На рис. 3 показаны расчетные динамические упругие характеристики РКПР с РКО 260-340 и саморегулируемым демпфером при статической нагрузке 10 и 15 кН и амплитуде +10 см, где стрелки указывают изменение упругой силы при сжатии и растяжении.

Р, кН 20 15 10 5

0 -10

Р„= 10 кН; />„ = 0,215 МПа; W, = 7,6 л

; 2

"......... —туч у** и : 1

5 X, см

Р„= 15 кН; Wf „ = 11 л; !

р„ = 0,32 МПа; j Wölfin \

-10

-5 0 б

5 X, см

Рис. 3. Расчетные динамические упругое характеристики в виде «бабочки» РКПР новой структуры: а и б - при статической нагрузке 10 и 15 кН, соответственно

Из рис.3 видно, что рабочие диаграммы выглядят в виде «бабочки». Поэтому по сравнению с обычными демпферами, имеющими круговые рабочие диаграммы, исследуемая РКПР новой структуры обеспечивает снижение потерь энергии и тепловыделения примерно в 2 раза.

Далее были проведены исследования влияния некоторых параметров РКПР новой структуры на ее демпфирующие свойства.

На рис.4 показаны расчетные АЧХ размахов абсолютных колебаний подрессоренной массы 1,5 т на РКПР новой структуры при различных дополнительных объемах в полом поршне.

Рис. 4. Расчетные АЧХ размахов абсолютных колебаний подрессоренной массы 1,5 т на РКПР новой структуры при дополнительных объемах: 1 - IVд = 4 л; 2- \\\ = 7,6 л; 3 - = 15 л

Из анализа полученных расчетных данных следует, что увеличение дополнительного объема приводит к заметному уменьшению абсолютных и относительных колебаний подрессоренной массы во всем частотном диапазоне. Например, с увеличением дополнительного объема в 2 раза размахи резонансных колебаний подрессоренной массы, равной 1 тонне, уменьшаются на 50 %. Увеличение же подрессоренной массы в 2 раза приводит к увеличению резонансных колебаний всего на 25...30 %, причем меньшее значение относится к большей амплитуде кинематического возмущения. При этом частота собственных колебаний снижается на 20.. .25 %.

На рис.5 представлены расчетные осциллограммы свободных затухающих колебаний подрессоренной массы на серийной РКПР (без воздушного демпфера) и на РКПР новой структуры при следующих одинаковых параметрах: подрессоренная масса М- 3 т, рабочее давлениер = 0,6 МПа, 2= 100 мм. Из анализа осциллограмм на рис. 5 видно, что РКПР с демпфером, саморегулируемым по амплитуде и направлению, обеспечивает наиболее эффективное гашение колебаний. По сравнению с серийной РКПР (без воздушного демпфера) разработанная подвеска гасит колебания подрессоренной массы эффективнее примерно на 30 %.

2, мм

-80-

Рис. 5. Расчетные осциллограммы свободных затухающих колебании подрессоренной массы 3 т: 1 - на серийной РКПР; 2 - на РКПР с демпфером новой структуры

Кроме того, установлено, что по сравнению с известными воздушными демпферами в виде дроссельного отверстия или в виде дроссельного отверстия с обратным клапаном, открытым на ходе сжатия, эффективность предложенного демпфера по снижению амплитуды резонанса выше на 10 %, а по снижению тепловыделений - на 50 %.

На рис. 6 показано влияние диссипативных сил на ширину зон неэффективной работы обычной пневмоподвески (без воздушного демпфера) и РКПР новой структуры в зависимости от частоты колебаний. Из анализа графиков на рис. 6 видно, что в частотном диапазоне от 0 до 10 Гц с увеличением усилия ГА величина зон неэффективной работы расширяется. При этом в пневмоподвеске с демпфером новой структуры суммарная ширина зон неэффективной работы имеет наименьшую величину во всем диапазоне частот. По сравнению с пневмоподвеской без гидроамортизатора предложенное воздушное демпфирование новой структуры обеспечивает уменьшение неэффективных потерь энергии при высокочастотном резонансе до 23 %.

20, рад

1 / 2 / 3 / ч / ч у 4

/ / ч / / у У'/ / I.... /V у > «ч «ч

/

0123456789 <о,Гц Рис. 6. Зависимость суммарной ширины зон неэффективной работы в цикле колебаний пневмоподвески (без воздушного демпфера) и РКПР новой структуры от частоты кинематического возмущения при силе сухого трения Т = 500 Н н сопротивлении ГА:

1 -Л = 0; 2-Л = 500Н; 3-Л = 1000Н; 4 - РКПР новой структуры, Л = 0

В третьей главе «Экспериментальное исследование демпфирующих свойств пневматических подвесок с гидравлическими амортизаторами и воздушными демпферами различной структуры» разработана методика испытаний двух вариантов пневматических подвесок с механическим и микропроцессорным управлением демпфированием по амплитуде и направлению колебаний.

Для проведения экспериментов использовался стенд для исследования упругих элементов и одноопорных колебательных систем, созданный на кафедре автоматических установок ВолгГТУ, внедрённый в учебный процесс и включённый в состав испытательной лаборатории ВолгГТУ, аккредитованной Госстандартом РФ. Стенд позволяет проводить испытания на свободные затухающие колебания методом сбрасывания и потягивания, на вынужденные колебания при гармоническом кинематическом возмущении с различной амплитудой, определять статические и динамические характеристики подвески.

На рис. 7 показаны экспериментальные АЧХ размахов абсолютных колебаний подрессоренной массы 1,5 т на пневмоподвеске с различными воздушными демпферами, встроенными в серийный и удлиненный в два раза полый поршень. Из анализа графиков на рис. 7 видно, что по сравнению с другими демпфирующими системами пневмоподвеска с механическим управлением демпфером, саморегулируемым по амплитуде и направлению, обеспечивает самые лучшие демпфирующие свойства с коэффициентом динамичности в резонансе, равным 2,3. Такое значение коэффициента динамичности характерно для современных пневмоподвесок с совместно работающими гидроамортизаторами.

2А, мм 1 подрессоренная масса - М = 1,5 т;

1 ■ неподрессоренная масса-т = 130 кг; ;

70 -------------------- —-Ь ь............ ' статическое давление-р„ = 0,32 МПа;

60 50 ;] II ^ т 1 1 1 1 2 ..... объем над поршнем - (Грст= 11 л; : : объем серийного поршня - - 3,8 л;

40 II п 1 V* » объем удлиненного поршня - Ид = 7,6 л

30 ] V А""" --!-......... ; ..... —........г~-.......- ;...................:

20 '.Л «А— -..... | | .......-5------------------------^--------------------

10 3 -

■_|..........................................

О 1 2 3 4 5 6 ш,Гц

Рис. 7. Экспериментальные АЧХ размахов абсолютных колебаний подрессоренной массы 1,5 т на пневмоподвеске с различными воздушными демпферами и параметрами поршня:

1 - серийный поршень РКПР с дросселем диаметром 5 мм и обратным клапаном; 2 - удлиненный в два раза поршень РКПР с дросселем диаметром 6 мм и обратным клапаном; 3 - удлиненный в два раза поршень РКПР новой структуры с механическим управлением демпфером, саморегулируемым по амплитуде и направлению колебаний

На рис. 8 показаны расчетная и экспериментальная АЧХ размахов вертикальных колебаний подрессоренной массы 1,5 т на РКПР новой структуры. Наибольшее расхождение между расчетными и экспериментальными данными в области резонанса не превышает 15 %, что связано в основном с немгновенным характером соединения и разобщения полостей экспериментальной РКПР.

2А, мм

30 25 20 15 10 5

/

Рис. 8. Расчетная и экспериментальная АЧХ размахов абсолютных колебаний подрессоренной массы 1,5 т на РКПР новой структуры:

1 - эксперимент;

2 - расчет

0 0,5 1 1,5 2 2,5 <0, Гц

На рис. 9 показаны АЧХ размахов колебаний подрессоренной массы 1,5 т на РКПР с механическим и микропроцессорным управлением воздушным демпфером. Из анализа графиков следует, что по сравнению с механическим управлением микропроцессорная система несколько хуже реализует алгоритм управления (3), что связано с запаздыванием срабатывания электропневмоклапана.

Рис. 9. Экспериментальные АЧХ размахов абсолютных колебаний подрессоренной массы 1,5 т на РКПР:

1 - с механически управляемым демпфером;

2-е микропроцессорной системой управления электропневмоклапаном

Кроме того, были проведены стендовые испытания модернизированной РКПР (с воздушным демпфером в виде дросселя с обратным клапаном) при совместной работе с ГА разной мощности. Испытания подтвердили теоретические выводы о том, что с уменьшением усилия ГА неэффективная работа в цикле колебаний снижается, а демпфирующие свойства подвески повышаются.

Для оценки эффективности комбинированного воздушно-гидравлического демпфирования была разработана методика дорожных испытаний автобуса ВЭТМ-32731 при его движении со скоростью 40 км/ч по разбитой бетонной дороге протяженностью 250...300 м. Из анализа полученных результатов следует, что модернизированная подвеска с воздушным демпфером (дроссель с обратным клапаном) и ослабленным в 4 раза ГА обеспечивает снижение собственной частоты колебаний кузова с 2,2 до 1,4 Гц и уменьшение вертикальных ускорений над передней подвеской в диапазоне частот 1,6... 10 Гц на 40.. .45 %. Это хорошо согласуется с результатами стендовых испытаний.

2А, мм

0 0,5 1 1,5 2 2,5 ш, Гц

В четвертой главе «Предложения по повышению демпфирующих свойств пневматических подвесок с резинокордными пневматическими рессорами» представлены конструкции трех вариантов пневмоподвесок с повышенными демпфирующими свойствами и пониженными внутренними потерями

Первый вариант РКПР новой структуры с механически управляемым демпфером, реализующим динамическую упругую характеристику в виде «бабочки», показан на рис. 10. Эта конструкция защищена патентом РФ №2340468.

Рис. 10. РКПР новой структуры с механически управляемым демпфером, реализующим динамическую упругую характеристику в виде «бабочки» по патенту РФ на изобретение №2340468: 1 - удлиненный полый поршень; 2 - рсзинокордная оболочка; 3 - верхняя крышка; 4

- буфер; 5 - корпус демпфера; 6 - гильза; 7 - поршень из фторопласта-4; 8 - упругий стержень; 9 и 10 - верхний и нижний обратные клапаны (эластичные ниппели); 11 и 12

- верхний и нижний радиальные каналы

На ходе сжатия РКПР от среднего положения, показанного на рис. 10, происходит одновременное увеличение давлений в над-поршневой и поршневой полостях, т.к. обратный клапан 10 при этом открыт. Это соответствует участку / на диаграмме (рис. 3).

При последующем ходе растяжения происходит уменьшение давления только в надпоршневой полости, т.к. обратный клапан 10 при этом закрыт. Это соответствует участку II. В среднем положении происходит выравнивание давлений в надпоршневой и поршневой полостях через обратный клапан 9. При дальнейшем растяжении пневморессоры происходит одновременное уменьшение давлений в надпоршневой и поршневой полостях, так как обратный клапан 9 при этом открыт. Это соответствует участку III. При последующем ходе сжатия происходит увеличение давления только в надпоршневой полости, так как обратный клапан 9 при этом закрыт. Это соответствует участку IV. В среднем положении происходит выравнивание давлений в надпоршневой и поршневой полостях через обратный клапан 10. Таким образом, реализуется динамическая упругая характеристика в виде «бабочки».

Второй вариант РКПР новой структуры приведен на рис. 11. Разработанная задняя подвеска автомобиля включает две пневматических рессоры 5, два ресиверами 6, соединенные трубками 15 с пнсвморессорами 5, и два телескопических ГА 4, мощность которых уменьшена в несколько раз. Ресиверы 6 крепятся на раме автомобиля, что практически не меняет компоновку серийной подвески и не увеличивает непод-рессорекную массу.

16 17 12 11

Рис. 11. Общий вид задней пневматической подвески автомобиля с воздушными демпферами и ослабленными ГА: 1 - балка заднего моста; 2 и 3 - продольные и поперечная реактивные штанги; 4 - гидроамортизаторы; 5 - пневморессоры; 6 - ресиверы; 7 - верхняя крышка; 8 - полый поршень; 9 и ¡0 - полости; 11 - корпус воздушного демпфера; 12 и 16 -дроссели; 13 и 17 - обратные клапаны; 14-буфер; 15-трубка

10

А(увеличено)

Б (увеличено)

/ (увеличено)

В полый поршень 8 и верхнюю крышку 7 каждой пневморессоры встроены воздушные демпферы в виде дросселей 12 и 16 с обратными клапанами 13 и 17, открытыми на ходе сжатия. При совместной работе воздушных демпферов и ослабленных ГА неупругое сопротивление подвески саморегулируется в зависимости от частоты и амплитуды. При резонансных колебаниях с низкой частотой и большой амплитудой воздушный демпфер и ГА работают вместе и обеспечивают значительную силу демпфирования, а при зарезонансных колебаниях с высокой частотой и малой амплитудой вследствие сжимаемости воздуха воздушный демпфер практически не работает и сила демпфирования уменьшается в несколько раз, что снижает потери энергии в подвеске. Положительно также то, что при изменении на!рузки меняется давление и плотность воздуха в пневморессоре, вследствие чего пропорционально изменяется сопротивление воздушных демпферов. Все это улучшает плавность хода груженого и негруженого автомобиля и снижает потери энергии в подвеске.

Третий вариант РКПР новой структуры с микропроцессорной системой управления показан на рис. 12. Созданная подвеска может реализовывать не только рассмотренный выше алгоритм переключения электропневмоклапана, но и другие возможные алгоритмы управления, которые позволят улучшить виброзащитные свойства подвески и адаптировать ее к различным режимам работы.

Рис. 12. Пневмоподвеска с микропроцессорной системой управления:

1 - серийный поршень;

2 - резиновый буфер; 3 -резинокордная оболочка; 4 - крышка; 5 - ресивер (дополнительный объем); 6 - управляемый электро-пневмоклапан; 7 - микропроцессорная система управления; 8 - блок питания; 9 - датчик положения

асчёта работы пневматических подвесок по разработанной математической модели и акт внедрения.

12У\-

ггкггчг.

—"" Г" ..

\ ? ■ Т:

—„Л"

В приложении диссертации представлены программы р!

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ

1. Проведена оценка влияния диссипативных сил на ширину зон неэффективной работы в цикле колебаний подвески применительно к одноопорной двухмассовой колебательной системе. Установлено, что с увеличением силы гидроамортизатора суммарная ширина зон увеличивается до п рад, т.е. до 50%, а с увеличением подрессоренной массы ширина зоны уменьшается. По отношению к межрезонансной зоне при низкочастотном и высокочастотном резоиансах ширина зон неэффективной работы подвески увеличивается более 2 раз.

2. Предложена новая динамическая упругая характеристика пневматической рессоры в виде «бабочки», которая повышает демпфирующие свойства и снижает потери

энергии в подвеске. Это явилось теоретической предпосылкой для разработки рези-нокордных пневматических рессор с новыми структурами.

3. Разработана математическая модель пневматической подвески новой структуры, содержащая демпфер, обеспечивающий саморегулирование динамической упругой характеристики резинокордной пневматической рессоры по амплитуде и направлению колебаний в виде «бабочки». Исследование данной модели при свободных и вынужденных колебаниях позволило определить влияние конструктивных параметров пневматической рессоры на увеличение ее демпфирующих свойств.

4. Разработаны методики стендовых испытаний пневматических подвесок новой структуры с механическим и микропроцессорным управлением демпфированием, а также дорожных испытаний при совместной работе воздушного демпфера, встроенного в пневматическую рессору, и гидравлического амортизатора. Их применение может быть использовано для дальнейшего совершенствования пневматических подвесок.

5. Результаты теоретических и экспериментальных исследований резинокордных пневматических рессор новой структуры показали следующее:

- ширина зон неэффективной работы сил демпфирования пневматической подвески уменьшается при снижении мощности гидроамортизатора с п рад (для мощного амортизатора) до ж/2 рад (для слабого амортизатора), т.е. в 2 раза. Поэтому при снижении мощности гидроамортизатора неэффективные и общие потери энергии в подвеске могут быть значительно (до 50 %) уменьшены;

- на демпфирующие свойства резинокордных пневматических рессор существенное влияние (до 2 раз и более) оказывает величина дополнительного объема. Однако его увеличение ограничено минимальной частотой собственных колебаний подвески, которая не должна быть ниже 1 Гц. Тем не менее, некоторые резервы у большинства серийных пневматических подвесок различных автотранспортных средств имеются и их следует использовать;

- модернизированная пневматическая подвеска с комбинированным воздушно-гидравлическим демпфированием для автобуса B3TM-32731 обеспечивает снижение собственной частоты колебаний кузова с 2,2 Гц до 1,4 Гц и уменьшение его ускорений в наиболее опасном для здоровья человека диапазоне частот (2.... 10 Гц) на 30...40 %.

6. Разработаны три варианта конструкций резинокордных пневматических рессор, которые, как показали теоретические и экспериментальные исследования, имеют повышенные демпфирующие свойства при пониженном тепловыделении. Это, в свою очередь, позволяет повысить эффективность применения резинокордных пневматических рессор на автотранспортных средствах путем уменьшения мощности гидравлических амортизаторов или их исключения.

Основное содержание диссертации опубликовано в работах:

1. Новиков В.В., Дьяков A.C., Букаев С.О. Виброзащитные свойства подвески автобуса и способы их повышения за счет применения комбинированной воздушно гидравлической системы // Прогресс транспортных средств и систем - 2005. 4.1: Матер. междунар. науч.-практ. конф. ВолгГТУ и др. - Волгоград, 2005. - С. 115-116

2. Дьяков A.C., Кузнецов А.Ю., Новиков В.В. Дорожные испытания серийной и модернизированной подвесок автобуса ВЗТМ 3273№5 на плавность хода // 10-я регион. копф. молод, исследователей Волгоградской обл., г. Волгоград, 8-11 ноября 2005 г: Тез. докл., ВолгГТУ и др. - Волгоград, 2006. - С. 51-52.

3. Похлебин A.B., Дьяков A.C., Новиков В.В. Исследование пневмогидравличе-ской рессоры со свободным ходом плунжера демпфирующего узла // 10-я регион.

конф. молод, исследователей Волгоградской обл., г. Волгоград, 8-11 ноября 2005 г: Тез. докл., ВолгГТУ и др. - Волгоград, 2006. - С. 47-49.

4. Дьяков A.C., Похлебин A.B., Новиков В.В. Пневматическая подвеска с саморегулируемым по амплитуде и направлению воздушным демпфером // 12-я регион, конф. молодых исследователей Волгоградской обл., г. Волгоград, 8-11 ноября 2007 г: Тез. докл., ВолгГТУ и др. - Волгоград, 2008. - С. 69.

5. Новиков В.В., Дьяков A.C., Федоров В.А. Пневморессора с регулируемым по амплитуде и направлению воздушным демпфером // Автомобильная промышленность, 2007,№10-С. 21-22

6. Новиков ВБ., Дьяков A.C., Букаев С.О. Совместная работа воздушного демпфера и гидроамортизатора // Автомобильная промышленность, 2008, №1 - С. 20-22.

7. Дьяков A.C., Похлебин A.B., и др. Активно управляемая пневматическая подвеска // 13-я регион, конф. молод, исследователей Волгоградской обл., г. Волгоград, 11-14 ноября 2008 г: Тез. докл., ВолгГТУ и др. - Волгоград, 2008. - С. 80 -83.

8. Патент на изобретение РФ №2340468 Пневматическая подвеска / В.В. Новиков, Б.Н. Фитилев, A.C. Дьяков; ВолгГТУ. - Бюл. №34, 10.12.2008 г.

Личный вклад автора. В работах [1-8] автор принимал непосредственное участие в постановке задач, проведении исследований и обсуждении полученных результатов. В работах [1-2,6] изложены методики и результаты стендовых и дорожных испытаний пневматической подвески с комбинированным воздушно гидравлическим демпфированием, в которых автор принимал непосредственное участие. В работах [4,5,7] изложены результаты теоретических и экспериментальных исследований пневматической подвески с воздушным демпфером, саморегулируемым по амплитуде и направлению колебаний, на основании которых при участии автора разработана и запатентована новая конструкция подвески [8].

Подписано в печать .^.¡?9.09. Заказ № 639 Тираж 100 экз. Печ. л. 1,0. Формат 60 х 84 1/16. Бумага офсетная. Печать офсетная.

Типография ИУНЛ Волгоградского государственного технического университета 400131, Волгоград, ул. Советская, 35

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. АКТУАЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ ПОВЫШЕНИЯ ДЕМПФИРУЮЩИХ СВОЙСТВ ПОДВЕСОК АТС С

РЕЗИНОКОРДНЫМИ ПНЕВМАТИЧЕСКИМИ РЕССОРАМИ (РКПР)

1.1. Классификация РКПР

1.2. РКПР с пассивными демпфирующими устройствами (ДУ)

1.3. РКПР с активно-управляемыми ДУ

1.4. РКПР с комбинированным воздушно-гидравлическим ДУ

1.5. Особенности работы амортизатора в цикле колебаний линейной подвески

1.6. Цель и задачи исследования

ГЛАВА 2. ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ДЕМПФИРУЮЩИХ СВОЙСТВ ПНЕВМАТИЧЕСКОЙ ПОДВЕСКИ С НЕЛИНЕЙНЫМ АМОРТИЗАТОРОМ И РЕГУЛИРУЕМЫМ ПО АМПЛИТУДЕ И НАПРАВЛЕНИЮ ВОЗДУШНЫМ ДЕМПФЕРОМ

2.1. Оценка влияния нелинейного амортизатора на ширину зон неэффективной работы подвески применительно к одноопорной двухмассовой колебательной системе

2.2. Математическая модель РКПР с воздушным демпфером саморегулируемым по амплитуде и направлению колебаний

2.3. Анализ демпфирующих свойств РКПР с саморегулиремым демпфером по амплитудо-частотным характеристикам абсолютных и относительных колебаний

2.4. Анализ демпфирующих свойств РКПР с саморегулиремым демпфером по осциллограммам свободных затухающих колебаний

2.5. Оценка ширины зон неэффективной работы РКПР с воздушным демпфером, саморегулируемым по амплитуде и направлению колебаний

2.6. Выводы по главе

ГЛАВА 3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ДЕМПФИРУЮЩИХ СВОЙСТВ ПНЕВМАТИЧЕСКИХ ПОДВЕСОК С ГИДРАВЛИЧЕСКИМИ АМОРТИЗАТОРАМИ И ВОЗДУШНЫМИ ДЕМПФЕРАМИ РАЗЛИЧНОЙ СТРУКТУРЫ

3.1. Методика стендовых испытаний РКПР с новыми структурами

3.2. Экспериментальное исследование РКПР с демпфером, саморегулируемым по амплитуде и направлению колебаний

3.3. Экспериментальное исследование подвески автобуса ВЗТМ-З с воздушным и воздушно-гидравлическим демпфированием

3.3.1. Методика дорожных испытаний автобуса ВЗТМ на плавность хода

3.3.2. Анализ результатов дорожных испытаний

3.4. Разработка микропроцессорной системы управления для создания адаптивных подвесок АТС

3.5. Экспериментальные исследования адаптивной системы подрессоривания на основе РКПР с микропроцессорным управлением

3.5.1. Методика проведения экспериментальных исследований

3.5.2. Экспериментальные исследования адаптивной системы подрессоривания на основе РКПР с микропроцессорным управлением и реохордным датчиком положения

3.5.3. Экспериментальные исследования РКПР с микропроцессорным управлением с лазерным датчиком положения

3.6. Исследование влияния амортизатора на величину зоны неэффективной работы

3.10. Выводы по главе

ГЛАВА 4. ПРЕДЛОЖЕНИЯ ПО ПОВЫШЕНИЮ ДЕМПФИРУЮЩИХ СВОЙСТВ ПНЕВМАТИЧЕСКИХ ПОДВЕСОК С РЕЗИНОКОРДНЫМИ

ПНЕВМАТИЧЕСКИМИ РЕССОРАМИ

4.1. РКПР с демпфером саморегулируемым по амплитуде и направлению колебаний

4.2. РКПР с воздушным демпфером и телескопическим гидроамортизатором

4.3. Адаптивная РКПР с микропроцессорным управлением

4.4. Выводы по главе

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 по сравнению со стальными упругими элементами (листовая рессора, цилиндрическая пружина, торсион) имеют следующие преимущества:

1. В большинстве случаев может быть получена нелинейная прогрессивная характеристика, что способствует повышению плавности хода и уменьшению вероятности пробоев. Характеристика стальных упругих элементов - обычно линейная, и требуемая прогрессивность характеристики подвески достигается за счет усложнения ее конструкции, например введением подрессорников.

2. При одинаковых размерах пневматического упругого элемента, изменяя рабочее давление воздуха в нем, можно получить элементы разной грузоподъемности, что расширяет возможности применения данной конструкции, на различных АТС.

3. Пневматические упругие элементы некоторых типов имеют высокую долговечность, которая при стальных упругих элементах может быть достигнута лишь при значительном увеличении веса и размеров.

4. Легко осуществляется автоматическое регулирование постоянства положения кузова относительно поверхности дороги независимо от величины статической нагрузки. Это повышает удобство входа и выхода пассажиров (что имеет важное значение для автобусов и троллейбусов), устраняет поперечные крены кузова из-за несимметричной нагрузки, улучшает внешний вид автомобиля.

5. Вследствие постоянного статического положения кузова облегчается решение задачи обеспечения расчетной кинематики подвески и рулевого привода, снижается центр масс разгруженного автомобиля и, следовательно, повышается его устойчивость. При любой нагрузке обеспечивается надлежащее положение фар, что повышает безопасность движения в ночное время.

6. Легко осуществляется принудительное регулирование положения кузова относительно поверхности дороги. Таким образом, водитель получает возможность по желанию поднять или опустить кузов, в результате чего увеличиваеть-ся проходимость, облегчаются условия погрузки и т.д.

7. По сравнению с листовыми рессорами пневматическая подвеска с РКПР имеет малое сухое трение, что снижает передачу вибраций на кузов АТС со стороны дороги.

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 из-за утечек масла и влияния температуры окружающей среды. Все это снижает эффективность пневматических подвесок. Поэтому в отношении пневматических подвесок до сих пор идут поиски наиболее рациональных форм и конструкций.

Одним из путей повышения эффективности пневмоподвесок является ослабление мощности ГА и применение воздушного демпфирования, которое более адаптивно к изменению нагрузки на АТС и стабильнее при эксплуатации. Разработкой пневмодемпферов занимались многие исследователи, но предложенные ими структуры РКПР существенно увеличивают неэффективные внутренние потери в подвеске, что приводит к значительному нагреву и дестабилизации упругих характеристик, смещению центра динамического равновесия подвески. Поэтому разработка новых структур РКПР и алгоритмов работы пневмодемпферов, обеспечивающих повышение демпфирующих свойств по гашению колебаний АТС при одновременном снижении общих потерь энергии в подвеске, является актуальной темой исследования.

Диссертационная работа состоит из четырех глав.

В первой главе изложено современное состояние проблемы создания и исследования пневматических подвесок. Рассмотрены основные типы РКПР. Произведён анализ влияния особенностей конструкции и условий работы РКПР на её демпфирующие свойства. Сформулированы цель и задачи диссертации.

Во второй главе дана оценка влияния амортизатора на ширину зон неэффективной работы в цикле колебаний подвески применительно к одноопорной двухмассовой нелинейной колебательной системе, эквивалентной АТС. Представлена математическая модель пневмоподвески с РКПР новой структуры с саморегулируемым по амплитуде и направлению воздушным демпфером для двухмассовой одноопорной колебательной системы, а также анализ полученных результатов расчётно-теоретические исследования.

В третьей главе представлены методики и результаты стендовых испытаний пневматических подвесок с механической и микропроцессорной системами управления воздушными демпферами, а также результаты стендовых и дорожных испытаний пневматической подвески с совместно работающими ГА разной мощности, включая экспериментальное определение влияния различных параметров на величину зон неэффективной работы подвески в цикле колебаний.

В четвертой главе на основании проведённых теоретических и экспериментальных исследований представлены предложения по повышению демпфирующих свойств пневматических подвесок при одновременном снижении потерь энергии в них.

В приложении к работе представлены программы расчёта уравнений динамики колебаний подвески АТС с РКПР новой структуры и акт внедрения.

Работа выполнена на кафедре "Автоматические установки" Волгоградского государственного технического университета, где в течение ряда лет ведутся работы по изысканию путей стабилизации упругих характеристик пневматических рессор, а также по совершенствованию конструкций серийных демпферов подвесок АТС, выпускаемых предприятиями Волгограда, Волжского и других городов.

Цель работы: повышение демпфирующих свойств подвесок АТС при снижении внутренних 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 диссипативных сил в цикле колебаний.

Новыми являются также:

1. Оценка влияния диссипативных сил на ширину зон неэффективной работы пневмоподвески применительно к одноопорной двухмассовой колебательной системе.

2. Математическая модель пневмоподвески новой структуры, содержащей демпфер, обеспечивающий саморегулирование динамической упругой характеристики РКПР по амплитуде и направлению колебаний в виде «бабочки».

3. 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.

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 меж-дунар. 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 науч.-практ. конф. ВолгГТУ (Волгоград, 2005-2009), Ковров (2006); на регион, конф. молод, исследов. Волгоград, обл. (Волгоград, 2005, 2007, 2008). По теме исследований выигран конкурс грантов среди молодых ученых ВолгГТУ (2008).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 8 печатных работ, в том числе 1 патент 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 РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ

1. Проведена оценка влияния диссипативных сил на ширину зон неэффективной работы в цикле колебаний подвески применительно к одноопорной двухмассовой колебательной системе. Установлено, что с увеличением силы гидроамортизатора суммарная ширина зон увеличивается до тс рад, т.е. до 50%, а с увеличением подрессоренной массы ширина зоны уменьшается. По отношению к межрезонансной зоне при низкочастотном и высокочастотном резонансах ширина зон неэффективной работы подвески увеличивается более 2 раз.

2. Предложена новая динамическая упругая характеристика пневматической рессоры в виде «бабочки», которая повышает демпфирующие свойства и снижает потери энергии в подвеске. Это явилось теоретической предпосылкой для разработки резинокордных пневматических рессор с новыми структурами.

3. Разработана математическая модель пневматической подвески новой структуры, содержащая демпфер, обеспечивающий саморегулирование динамической упругой характеристики резинокордной пневматической рессоры по амплитуде и направлению колебаний в виде «бабочки». Исследование данной модели при свободных и вынужденных колебаниях позволило определить влияние конструктивных параметров пневматической рессоры на увеличение ее демпфирующих свойств.

4. Разработаны методики стендовых испытаний пневматических подвесок новой структуры с механическим и микропроцессорным управлением демпфированием, а также дорожных испытаний при совместной работе воздушного демпфера, встроенного в пневматическую рессору, и гидравлического амортизатора. Их применение может быть использовано для дальнейшего совершенствования пневматических подвесок.

5. Результаты теоретических и экспериментальных исследований резинокордных пневматических рессор новой структуры показали следующее:

- ширина зон неэффективной работы сил демпфирования пневматической подвески уменьшается при снижении мощности гидроамортизатора с п рад (для мощного амортизатора) до я;/2 рад (для слабого амортизатора), т.е. в 2 раза. Поэтому при снижении мощности гидроамортизатора неэффективные и общие потери энергии в подвеске могут быть значительно (до 50 %) уменьшены;

- на демпфирующие свойства резинокордных пневматических рессор существенное влияние (до 2 раз и более) оказывает величина дополнительного объема. Однако его увеличение ограничено минимальной частотой собственных колебаний подвески, которая не должна быть ниже 1 Гц. Тем не менее, некоторые резервы у большинства серийных пневматических подвесок различных автотранспортных средств имеются и их следует использовать;

- модернизированная пневматическая подвеска с комбинированным воздушно-гидравлическим демпфированием для автобуса B3TM-32731 обеспечивает снижение собственной частоты колебаний кузова с 2,2 Гц до 1,4 Гц и уменьшение его ускорений в наиболее опасном для здоровья человека диапазоне частот (2. 10 Гц) на 30.40 %.

6. Разработаны три варианта конструкций резинокордных пневматических рессор, которые, как показали теоретические и экспериментальные исследования, имеют повышенные демпфирующие свойства при пониженном тепловыделении. Это, в свою очередь, позволяет повысить эффективность применения резинокордных пневматических рессор на автотранспортных средствах путем уменьшения мощности гидравлических амортизаторов или их исключения.

1. А. с. 842295 СССР. Пневматическая подвеска /Фитилев Б. Н., Аверьянов Г. С., Бельков В. Н. Бюл, №24, 1981.

2. А. с. 968536 СССР. Пневматическая подвеска /Аверянов Г. С., Качанов Г. К., Фитилев Б. Н. и др. Бюл. №39, 1982.

3. А. с. 970004 СССР. Способ гашения механических колебаний объекта на двухкамерной пневмоподвеске и устройство для его осуществления /Калашников Б. А. и др. — Бюл., №40, 1982.

4. А. с. 1656239, МКИ 5 ¥ \6 ¥ 9/02. Способ управления диссипативной силой пневматического управляемого амортизатора /Богуславский В. А.; Харьк. автомоб.-дор. ин-т. -1991.

5. Адаптивная подвеска автомобиля /Новиков В. В., Чернышов К. В., Ва-сильев А. В., Захарьин А. Б. //II межвуз. науч.-практ. конф. студ. и молод, уч. Волгогр. обл., 1995 г.: Сб. науч. ст. Волгоград, 1997. - Вып.5. - С. 222 - 224.

6. Акопян Р. А. Пневматическое подрессоривание автотранспортных средств /Львов: Вища школа, изд-во при Львов, ун-те, 1984, ч.З. -240 с.

7. Анализ работы демпфирующих устройств виброзащитных систем /Чернышов К. В., Новиков В. В., Васильев А. В., Захарьин А. Б. //II межвуз. науч. практ. конф. студ. и молод, уч. Волгогр. обл., 1995 г.: Сб. науч. ст. - Волгоград, 1997. - Вып.5. - С. 233 - 234.

8. Анализ работы демпфирующих устройств виброзащитных систем /Чернышов К. В., Новиков В. В., Васильев А. В., Захарьин А. Б. //II межвуз. науч. практ. конф. студ. и молод, уч. Волгогр. обл., 1995 г.: Сб. науч. ст. - Волгоград, 1997. - Вып.5. - С. 233 - 234.

9. И. А. с. 1028533 СССР, МКИ В 60 в 11/26, Б 16 Р 9/34. Пневмогидравлическая рессора транспортного средства /Рябов И. М., Котельников В. Н., Колмаков В. И.; ВолгПИ. Бюл. № 26, 1983.

10. А. с. 1041903 СССР, МКИ в 01 М 17/04. Стенд для испытания упругих элементов /Рябов И. М., Котельников В. Н., Колмаков В. И.; ВолгПИ.- Бюл. № 34, 1983.

11. А. с. 1059318 СССР, МКИ Б 16 Б 5/00. Пневмогидравлическая рессора /Рябов И. М., Котельников В. Н.; ВолгПИ. Бюл. № 45, 1983.

12. А. с. 1099142 СССР, МКИ Б 16 Б 5/00, 9/06. Пневмогидравлическая рессора /Рябов И. М., Новиков В. В.; ВолгПИ. Бюл. № 23, 1984.

13. А. с. 1099143 СССР, МКИ Б 16 Б 5/00. Пневмогидравлическая рессора /Рябов И. М., Котельников В. Н., Кузнецов Н. Г.; ВолгПИ. -Бюл. №23, 1984.

14. А. с. 1099144 СССР, МКИ Б 16 Б 5/00. Пневмогидравлическая рессора /Рябов И. М., Новиков В. В.; ВолгПИ. Бюл. № 23, 1984.

15. А. с. 1134820 СССР, МКИ Б 16 Б 5/00. Саморегулируемая пневмогидравлическая рессора /Рябов И. М., Новиков В. В.; ВолгПИ. Бюл. № 2, 1985.

16. А. с. 1207818 СССР, МКИ В 60 О 17/04. Подвеска транспортного средства /Рябов И. М., Новиков В. В.; ВолгПИ. Бюл. № 4, 1986.

17. А. с. 1216476 СССР, МКИ ¥ 16 ¥ 5/00. Пневмогидравлическая рессора /Рябов И. М., Новиков В. В.; ВолгПИ. Бюл. № 9, 1986.

18. А. с. 1237818, МКИ Б 16 Б 9/04. Суперпневмоамортизатор

19. Андрейчиков А. В., Кочетов О. С., Никитин С. В., Коцубенко В.• П.; Брян. машиностр. з-д им. В.И. Ленина, Брян. ин-т транспорт, машиностроения. Бюл. № 22, 1986.

20. А. с. 1291761 СССР, МКИ F 16 F 5/00. Пневмогидравлическая рессора /Рябов И. М., Новиков В. В.; ВолгПИ. Бюл. № 7, 1987.

21. А. с. 1332176 СССР, МКИ G 01 М 17/04. Стенд для испытания упругих элементов /Рябов И. М., Новиков В. В., Колмаков В. И.; ВолгПИ.-Бюл. №31,- 1987.

22. А. с. 1430638 СССР, МКИ F 16 F 9/06. Пневмогидравлическая рессора /Рябов И. М., Новиков В. В.; ВолгПИ. Бюл. № 38, 1988.

23. А. с. 1441099 СССР, МКИ F 16 F 5/00. Пневмогидравлическая рессора /Новиков В. В., Рябов И. М., Новикова С. В.; ВолгПИ. -Бюл. №44, 1988.

24. А. с. 1545016 СССР, МКИ F 16 F 9/06. Пневмогидравлическая рессора /Рябов И. М., Новиков В. В., Колмаков В. И.; ВолгПИ. -Бюл. № 7, 1990.

25. А. с. 1618917 СССР, МКИ F 16 F 5/00. Пневмогидравлическая рессора транспортных средств /Рябов И. М., Новиков В. В., Ибрагимов И. И.; ВолгПИ. Бюл. № 1, 1991.

26. А. с. 1631207 СССР, МКИ F 16 F 5/00. Пневмогидравлическая рессора /Новиков В. В., Рябов И. М., Новикова С. В.; ВолгПИ. -Бюл. №8, 1991.

27. А. с. 1631209 СССР, МКИ F 16 F 9/06. Пневмогидравлическая рессора /Новиков В. В., Рябов И. М., Кузнецов Н. Г., Черняев В. Д.; ВолгПИ-Бюл. №8, 1991.

28. Андрейчиков A.B., Андрейчикова О.Н. Компьютерная поддержка изобретательства(методы, системы, примеры применения).-М.: Машиностроение, 1998.-476с.

29. Белоусов Б. Н., Меркулов И. В., Федотов И. В. Управляемые подвески автомобилей //Автомобильная промышленность. М:

30. Машиностроение, 2004. № 1. - С. 23 - 24.

31. Вибрации в технике: Справочник в 6-ти т. /Ред. совет: В 41 В. Н. Челомей (пред.). М.: Машиностроение, 1981. — Т.6. Защита от вибраций и ударов /Под ред. К. В. Фролова. - М., Машиностроение, 1981. - 456 с.

32. Волков Ю. П., Герасимов И. М., Марецкий П. К. Гидроамортизатор, адаптирующийся к дорожным условиям. //Автомобильная промышлен-ность. М: Машиностроение, 2004. - № 6. - С. 20 - 22.

33. Верещака В.А., Бородин В.П., Фандеев Я.Л. Результаты стендовых динамических испытаний пневморессор с резинокордной оболочкой// Изв. вузов. Машиностроение. — 1978. №3. - С. 114117.

34. Веселов Г. П. Зависимости для расчета упругих характеристик пневморессор высокого давления //Известия вузов. М: Машиностроение, 1983, №2. - С. 34 - 37.

35. Веселов Г. П., Густомясов А. Н., Колмаков В. И. О выборе характеристик подвески с двумя ступенями жёсткости //Динамика колёсных и гусеничных машин: Сб. науч. тр. /ВолгПИ. -Волгоград, 1980. С. 46 - 51.

36. Веселов Г. П., Густомясов А. Н., Колмаков В. И., Рябов И. М. Термическая чувствительность пневмогидравлической рессоры с поршневым разделителем //Динамика колёсно-гусеничных машин: Сб. науч. тр. /ВолгПИ. Волгоград, 1975. - С. 93 - 100.

37. Вибрации в технике: Справочник в 6-ти т. /Ред. совет: В 41 В. Н. Челомей (пред.). М.: Машиностроение, 1981. - Т.6. Защита отвибраций и ударов /Под ред. К. В. Фролова. М., Машиностроение, 1981. — 456 с.

38. Горобцов А. С., Карцов С. К., Плетнев А. Е., Поляков Ю. А. Влияние жесткости задней рессоры на вибронагруженность порожнего автобуса. //Грузовик&. М: Машиностроение, 2002. -№ 11. С. 27-28.

39. Галашин В. А., Верещака В.А., Бородин В.П., Фандеев Я.Л. Дорожные испытания автомобильных рессор с РКО// Изв. вузов. Машиностроение. 1978. - №11. - С. 94-98.

40. Густомясов А. Н. Анализ колебательной системы подвески с дискретным изменением жёсткости //Известия вузов. М: Машиностроение, 1978, № 5. - С. 34 - 37.

41. Дербаремдикер А. Д., Мусарский Р. А., Степанов И. С., Юдкевич М. А. Самонастраивающийся амортизатор с программированной демпфирующей характеристикой //Автомобильная промышленность — М: Машиностроение, №1, 1985. С. 13 - 14.

42. Динамика системы дорога — шина автомобиль — водитель /А. А. Хачатуров, Л. В. Афанасьев, В. С. Васильев и др.; Под ред. А. А. Хачатурова. — М.: Машиностроение, 1976. - 535 с.

43. Дис.д-ра техн. наук.-Волгоград, 2006.-450 с. Новиков В.В. Повышение виброзащитных свойств подвесок АТС за счет изменения структуры и характеристик пневмогидравлических рессор и амортизаторов

44. Дьяков И. Ф., Кузнецов В. А., Анацкий В. С. Для улучшения плавности хода автомобилей УАЗ /Автомобильная промышленность. М: Машиностроение, 2003. - № 10. - С. 19.

45. Ден-Гартог Дж. П. Механические колебания. — М.: Физматгиз, 1960.-580с.

46. Дербаремдикер А. Д., Мусарский Р. А., Степанов И. С., Юдкевич М. А. Самонастраивающийся амортизатор с программированнойдемпфирующей характеристикой //Автомобильнаяпромышленность-М: Машиностроение, № 1, 1985. —С. 13- 14.

47. Дербаремдикер А. Д. Амортизаторы транспортных машин. М.: Машиностроение, 1985. -200 с.

48. Дербаремдикер А. Д. Гидравлические амортизаторы автомобилей. — М.: Машиностроение, 1969. 236 с.

49. Динамика системы дорога шина - автомобиль — водитель /А. А. Хачатуров, Л. В. Афанасьев, В. С. Васильев и др.; Под ред. А. А. Хачатурова. - М.: Машиностроение, 1976. - 535 с.

50. Дмитриев А. А., Чобиток В. А., Тельминов А. В. Теория и расчёт нелинейных систем подрессоривания гусеничных машин. М.: Машиностроение, 1976. -207 с.

51. Дмитриев А. А. и др. Автоматическое регулирование систем подрессорива-ния танков. Отчет по НИР ВАБТВ. Москва, 1965. -99 с.

52. Здор Г.П. Теоретические и экспериментальные исследования колебаний механической системы, подобной электровозу на пневматическом подвешивании. Автореф. канд. техн. наук. -Омск, 1975.- 18с.

53. Калашников Б. А. Динамика модели автомобиля с упругодемпфирующими пневмоэлементами //Изв. вузов, Машиностроение, №6, 1985. С. 69 - 73.

54. Колебания автомобиля. Испытания и исследования /Я. М. Певзнер, Г. Г. Гридасов, А. Д. Конев и др.; Под ред. Я. М. Певзнера. М.: Машиностроение, 1979. - 208 с.

55. Колмаков В. И. Основы теории, расчета и проектирования транспортных машин (Подрессоривание. Динамика движения. Устойчивость). Волгоград, типография изд-ва «Волгоградская правда», 1972.- 133 с.

56. Колмаков В. И. Динамика полигонных установок: Учебноепособие /ВолгПИ, Волгоград, 1990 95 с.

57. Колмаков В. И. Устойчивость полигонных установок: Учебное пособие /ВолгГТУ, Волгоград, 1994. 112 с.

58. Калашников Б.А. Системы амортизации объектов с дискретной коммутацией упругих элементов, монография, Омск, Изд-во. ОмГТУ,2008г.

59. Кузнецов A.B., Завт Б.С. Стендовые исследования демпфирования пневморессор// Труды ВНИИ вагоностроения. 1972г. - Вып. 17. -С.113-120.

60. Калашников Б. А. Динамика модели автомобиля с упругодемпфирующими пневмоэлементами //Изв. вузов, Машиностроение, № 6, 1985. С. 69 - 73.

61. Князев С. И. Повышение топливной экономичности автомобиля за счёт оптимального выбора ряда параметров подвески и шин, а также стаби-лизации кузова: Автореф. дис. . канд. техн. наук. -Волгоград, 1985.-19 с.

62. Ковалёв Ю. Л., Ажмегов В. Ф., и др. Расчёт подвески автомобиля, имеющей существенно нелинейные упругие характеристики //Автомобильная промышленность, №3, 1980.-С. 13-15.

63. Колебания автомобиля. Испытания и исследования /Я. М. Певзнер, Г. Г. Гридасов, А. Д. Конев и др.; Под ред. Я. М. Певзнера. М.: Машиностроение, 1979. - 208 с.

64. Кернецкий И.О. Улучшение демпфирующих свойств пневматических упругих элементов: Автореф. канд. техн. наук. 01.02.06. Львов, 1985. - 18с.

65. Морочко Г.П. Математическая модель пневмоопоры// Изв. вузов. Машиностроение. 1980. - №2. - С. 63-66.

66. М. van Hoeij. Rational Parameterization of Algebraic Curves using a Canonical Divisor, 23, p.209-227, JSK, 1997.

67. Новиков В. В., Некрасов А. С., Фитилев Б. Н. Повышение виброзащитных свойств пневмоподвески автобуса "Волжанин" //Грузовик &. М.: Машиностроение, 2002. - №8. - С. 16-18.

68. Новиков В. В., Рябов И. М. Оценка скоростных режимов движения грузо-вых автомобилей по различным типам дорог: Метод, указ. к курс, работе /ВолгГТУ. Волгоград, 1995. - 22 с.

69. Новиков В. В., Рябов И. М. Техника эксперимента (при стендовых испытаниях подвесок и колес АТС): Уч. пособие /министер. Рек. решением науч.-мет. совета /ВолгГТУ. Волгоград, 1999. - 80 с.

70. Новиков В. В., Рябов И. М. Синтез параметров подвески АТС по граничным передаточным функциям для различных условий движения //Справочник. Инж. журнал. М.: Машиностроение, 2005.-№2.

71. Новиков В. В. и др. Исследование пневморессоры подвески автобусов с целью повышения надежности и улучшения ее технических характеристик: Отчет по х/д 32/385-99 между ВолгТУ и "Автопромсервис", 1999.

72. Новиков В. В. и др. Повышение виброзащитных свойств пневмоподвески низкопольного автобуса «ВЗТМ»: Отчет по х/д № 109 между ВолгГТУ и ВЗТМ, 2003-04.

73. Новиков В. В. Повышение виброзащитных свойств пневмоподвески автобуса «Волжанин»: Отчет по договору о науч.техн. сотрудн. между ВолгГТУ и АП "Волжанин", 2005.

74. ОСТ 37.001.084 84 АТС. Технические параметры плавности хода.

75. ОСТ 37.001.084 84 АТС. Методы определения основных параметров, влияющих на плавность хода.

76. ОСТ 37.001.275 84 Испытания на плавность хода.

77. ОСТ РД 37.001.291 84 Методика расчета показателей плавности хода грузовых автомобилей.

78. Пановко Я. Г. Введение в теорию механических колебаний: Уч. пособ. для вузов. 3-е изд., перераб. - М.: Наука. Гл. ред. физ.-мат. лит., 1991. - 256 с.

79. Певзнер Я. М., Горелик А. М. Пневматические и гидропневматические подвески. М.: Машгиз, 1963. 319 с.

80. Раймпель И. Шасси автомобиля: Элементы подвески /Пер. с нем. А. Л. Карнухина: Под ред. Г. Г. Гридасова. М.: Машиностроение, 1987.-288 с.

81. Рябов И. М. Повышение эксплуатационных качеств АТС на основе синтеза амортизаторов, пневмогидравлических рессор и колёс с улучшенными эксплуатационными свойствами: Дис.д-ра техн.наук.-Волгоград, 1999.-395 с.

82. Ротенберг Р. В. Подвеска автомобиля и его колебания. 2-е изд. -М.: Машгиз, 1960. 356 с.

83. Ротенберг Р. В. Подвеска автомобиля. Колебания и плавность хода. 3-е изд. — М.: Машиностроение, 1972. — 392 с.

84. Синев А. В., Кочетов О. С., Сафронов Ю. Г., Соловьев В. С. Виброзащита водителей автомобилей пневматическими средствами //Автомобильная промышленность, № 11, 1984. С. 20 -21.

85. Фитилев Б. Н., Чинов В. Н., Аверьянов Г. С., Бельков В. Н. Исследование рабочего процесса пневморессоры с пневматическим демпфером //Динамика колёсных и гусеничных машин: Сб. науч. тр. /ВолгПИ. Волгоград, 1980. - С. 74 - 81.

86. Фитилев Б.Н. Чинов В.Н., Аверьянов Г.С., Бельков В.Н. Пневмоамортизатор с воздушным демпфированием двухстороннего действия// Технология машиностроения: Межвуз. сб. Алма-Ата, 1979. - С. 83-87.

87. Фитилев Б. Н., Чинов В. Н., Аверьянов Г. С., Бельков В. Н. Исследование рабочего процесса пневморессоры с пневматическим демпфером //Дина-мика колёсных и гусеничных машин: Сб. науч. тр. /ВолгПИ. Волгоград, 1980. - С. 74 - 81.

88. Хамитов Р.Н. Синтез системы управления импульсным электродинамическим клапаном пневмоамортизатора, Справочник. Инженерный журнал №2, 2008, с.62-64.

89. Чернышов К. В. Улучшение виброзащитных свойств и стабильности характеристик пневмогидравлических рессор: Дис. . канд. техн. наук. Волгоград, 2000. - 220 с.

90. Яценко Н. Н., Прутчиков О. К. Плавность хода грузовых автомобилей. М.: Машиностроение, 1969. - 219 с.