автореферат диссертации по транспортному, горному и строительному машиностроению, 05.05.03, диссертация на тему:Совершенствование полноприводных автомобилей и автопоездов сельскохозяйственного назначения

1 о з г

НАУЧНО-ПРОИЗВОДСТВЕННОЕ ОБЪЕДИНЕНИЕ ПО ТРАКТОРОСТРОЕНИЮ —НПО НАТИ

НАУЧНО

На правах рукописи

РУСАДЗЕ ТАМАЗ ПЛАТОНОВИЧ

УДК 629.114.3/4 : 629.1.028 : 631.17

СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ПОЛНОПРИВОДНЫХ

АВТОМОБИЛЕЙ И АВТОПОЕЗДОВ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННОГО НАЗНАЧЕНИЯ

05.05.03 — «Автомобили и тракторы»

АВТОРЕФЕРАТ

диссертация на соискание ученой степени доктора технических наук

Москва — 1991

/

Работа выполнена в Кутаисском политехническом ин стнтуте им. Н. И. Мусхелишвили.

Официальные оппоненты:

доктор технических наук, с. н. с. Дмитриченко С. С. доктор технических наук, проф. Гуськов В. В. доктор технических наук, проф. Полунгян А. А.

Ведущее предприятие —

Научно-исследовательский центр по испытаниям и доводке авто-мототехники (Центральный ав-тополигои)

Защита диссертации состоится --

1991 г. в —- часов на заседании специализированного

Совета Д. 132.01.01 по присуждению ученой степени доктора технических наук в научно-производственном объединении по тракторостроению — НАТИ по адресу: ¡25040, Москва, ул. Верхняя, 34.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке НПО НАТИ.

Автореферат разослан —1991 г.

Отзывы о работе в двух экземплярах, заверенных гербовой печатью, просим направлять по указанному адресу НПО НАТИ.

Ученый секретарь специализированного

Совета, канд. техн. наук Л. В. ВАСИЛЬЕВ

.! ОВЩЯ ХАРАКТЕРИСТИК А РАБОТЫ

" |

А{к туальность тепы. Основными направлениями экономического и социального развития СССР на период до , 2000 года предусмотрено наращивание - выпуска специальных автомобилей и прицепов для перевозки различных народно-хозяйственных грузов.

Важность проблемы освоения производства полноприводных автомобилей и автопоездов для сельского хозяйства выдвигает требования обеспечения их высоких технико-экономических показателей с учетом комплекса факторов: дорожных условий, режимов кагружения трансмиссии и подвески, способности транспортного средства обеспечить оптимальную скорость движения в соответствии с агротехническими или иными требованиями..Несмотря на успехи советских и зарубежных ученых в области динамики автомобиля вообще, такие важные вопросы, как установление закономерностей внутренних динамических процессов в.узлах и агрегатах при его движении - не все еще достаточно исследованы. Актуальность изучения .этих вопросов еще более возрастает при создании полноприводннх автомобилей сельскохозяйственного назначения. .

Традиционные методы проектирования автомобилей, основанные на квазистатических расчетах, не учитывают динамические процессы, протекащие в агрегатах и узлах автомобиля, которые требуют от конструктора высокой квалификации и тзюрческой интуиции, приводят к техническим неточностям, что увеличивает объем работ на испытания и доводку, вследствие чего значите-, льно растут затраты, затягиваются сроки освоения.

Новые метода имитационного моделирования с применением ЗИЛ, рассматривая динамику движения, автомобиля и автопоезда сельскохозяйственного назначения в условиях их функционального применения, позволяют решать и уточнять целый ряд задач: нагрузочных режимов, узлов и агрегатов, плавности хода, тяговой и тормозной динамика, проходимости, эргономики и разработать с помощью ЭВМ пути расчетной оценки надежности, узлов и агрегатов автомобиля при эксплуатации в сельскохозяйственных районах, которые характеризуются многообразием дорожных усло-

впЛ. 5 работе решается задача оптимизации параметров транс-.миссии и подвески полноприводных сельскохозяйственных автомобилей, работаюида с прицепом, с цельэ совершенствования а: узлов и агрегатов.

Цель работы - разработка комплексных численных методов анализа и синтега динамических систем сельскохозяйа таенных автомобилей, как единичных, так и в составе агтопое да, на основе рассмотрения сложных взаимосвязанных матекати ческах моделей с учетом реальных нелинейных упругих и демпф. ругсщях характеристик, позволяющих выявить основные особенно' т.г: взаимодействия узлов а агрегатов при эксплуатации в спец фических условиях их функционального применения; разработка конкретных конструктивных и методических рекомендаций, обес печаваюиух совершенствование указанных транспортных средств путем улучшения эксплуатацаснщх и динамических показателей

Научная новизна работы.

- Разработаны пространственная и плоские сложные катег.та ткческие шдели динамики нагрухения основных подсистем сель кохозяйствеяшх автомобилей и'автопоездов на их базе. Разра боташше модели позволяют исследовать установленные и переходные режимы динамических процессов, происходящих в автопо езде пли в единичном автомобиле при их движении нак по дорс гал общего пользования, так и в сельскохозяйственных условг ях;

- разработаны метода аиализа и синтеза динамических сис reí.: сельскохозяйственных автомобилей и автопоездов на их ós зе, позБОЛшэдие выявить основные закономерности изменения эксплуатационных и динамических показателей транспортных средств этого вида в зависимости от упругих л демпфирующих характеристик их отдельных элементов, а также выбрать рацис нальные значения этих характеристик. Разработанные метода основаны на ¡/.етодах статистической динамика, имитационного шделировакия а методах оптимизации случайным поиском;

- на основе разработанных математических моделей и мет< дик расчета на ЗЬМ получены качественно и количественно но: результаты влияния'упругих и демпфирующих характеристик ос;

шх элементов автомобиля а автопоезда яа их эксплуатационные динамические показатели, способствующие совершенствованию х. конструкции в реальных условиях эксплуатации;

- создано оригинальное стендовое оборудование и методоло-ии стендовых исследований, позволяющие исследовать упругие и емпфируюэде характеристика вышеупомянутых основных узлов и грегатов автомобиля с целью выявления характера изменения тих характеристик в зависимости от нагрузка, частоты и аш-атуды колебаний;

- разработаны и созданы новые по принципу действия коист-укцая важнейших элементов автомобиля. Разработанные констр;/-ц:.'я изготовлены в соответствии с рекомендациями, полученными

результате расчетных исследований.

Практическая ценность работы, 'азработаны пространственная я плоские математические модели 1заимосвязанных сасаем "двигатель-трансмиссия-подвеска-двшш-■ели", которые дают возможность методом имитационного модели-ювания проводить анализ и синтез автомобилей а автопоездов ¡ельскохозяйственного назначения на ранней стадии проектиро-¡ания, что позволит в значительно короткие сроки выбирать и ¡^основывать рациональные конструктивные параметры в соответ-:твии с техническими требованиями, определяемыми в завасимос-•и от эксплуатационных условий. Вышеупомянутые мероприятия, [редшествуя последующим стадиям проектирования и создания но-шх конструкций, заранее определяют существенное снижение лирических нагрузок, улучшение плавности хода и динамической фоходшости, 'что приводит к совершенствованию долиоприводных штомобилей и автопоездов сельскохозяйственного назначения.

Практическую ценность представляют оригинальнее стенды и ;тендовое оборудование, а также методология стендовых и до-зожшх экспериментальных исследований, которые дают возмож-юсть определения реалышх значений упруго-демпфируюгцих характеристик узлов и деталей автомобиля и установления их вли-шия на нагрукенность трансмиссии, плавность хода и диками-зесную проходимость при эксплуатация полнопрнЕодного автоко-эиля сельскохозяйственного назначения, работающего с прицо- ■ зам, в различных дорожных условиях а весовых состояниях.

Практическую ценность представляет такке оригинальная конструкция подвески кабины с тремя кольцевыми резиновыми упругими элемента;® и воздушным демпфированием, подвеска сидз-нья водителя, сцепное устройство, а такке демпферы крутильных колебаний, установленные на полуосях и на валах трансмиссии автомобиля..

Реализация работы. На Кутаисском автомобильном заводе внедрены разработанные стендовое оборудование а методологии стендовых исследований для определения упругих л демпфирующая характеристик трансмиссии, тяни, сцепного устройства, демпфера сцепления и подвески сиденья водителя. Ькедрена также конструкция подвески кабины автомобиля КАЗ--4540. Ожидаемый экономический эффект от внедрения указанных работ составит 486,46 тыс.рублей в год. ,

Б .учебном процессе Кутаисского политехнического института внедрены результаты научно-исследовательских работ: "Метода а средства улучшения плавности хода автомобиля" и "Исследование крутильных колебаний в трансмиссия автомобиля КАЗ-4540 типа 4x4 с/х назначения. с целью, выбора оптимальных параметров демпфера сцепления", используемые при чтения курса лекций в дисциплине "Конструирование и расчет автомобиля".

Ап р об а н и я р а.б о т ы. Основные результаты иссле дования докладывались на Всесоюзном научно-техническом совещг кии по динамике "а прочности автомобилей (м., 1284 г.); на Бср союзной научно-технической конференции по вибрационной технике (г.Телави, ГВ4 г.); на Всесоюзной" научно-технической конференции .по тесрля и расчету мобильных машин и двигателей вн\ треннето сгораида:(т.ТедаБИ, 1585 г.); £а.Всесоюзном семинаре по проблема»« совершенствог-акия. 'автомобально!; техники (Г.!., I286 г.); на Е&есоюэном научно-техническом симпозиуме с участием стран-членоз СЭБ (г.Владимир, 1966 £.); на Всесоюзной научно-технической конференции по вибрационной технике (г.Ко-.булети, 1987 г.); на Всесоюзной научно-технической конферен-Ц!Ш по повышению'надежности и долговечности машин и сооружений (г.л:<ев, 19Я8 г.); на Г Республиканской научно-технической конференции по 'дана:.аисе и- прочности мобильных маши.

;г.Кутаиси, 1289 г.); на заседании кафедры "Колесные машиш" ЛБТУ им.11.Э.Баумана (Ы., I9B9 г.); на научном Совете института механики машин АН ГССР (г.Тбилиси, Г989 г.); на техническом Совете ПО КA3 (г.Кутаиси, 1939 г.); на научном Совете НИЦ11АМТ (г.Дмитров, 2989 г.); на П Республиканской научно-технической конференции по динамике и прочности мобильных машин (г.Кутаиси, 1990 г.).

Публикации. По результатам диссертации опубликовано 55 печатных работ, одна монография и '¿2 авторских свидетельств на изобретения.

Объем и структура работы. Работа изложена на 438 страницах, содержит 164 рисунка и '¿2 таблицы. Состоит из введения, восьми глав, выводов и рекомендаций. Б приложении I приведены таблицы параметров расчетных динамических систем автомобилей, 'в приложении'd - документы, подтверждающие вйедрение результатов работы, в приложении 3 -блок-схемы п программы расчета на ЭБМ, в приложении 4 - общие вида стендового оборудования и аппаратуры для стендовых й дорожных экспериментальных исследований, в приложении 5 - схемы конструкции упруго-демпфирующих устройств трансмиссии и подвески автомобиля. Список литературы включает '¿05 наименований .

СОДЕРЖА!!® PABCTJ

Бо введении изложена актуальность темы диссертации, сформулированы цель и задача исследования, дана краткая аннотация работы.

Б первой главе проанализированы работы по исследованию динамики автомобиля как сложной взаимосвязанной системы и динамических нагрузок в трансмиссии, возникающих в связи с неровностями дороги. Приводится также краткий обзор работ, посвященных исследованию продольных колебаний.и проходимости автомобиля и автопоезда. Рассматриваются работы по типизации условий эксплуатации сельскохозяйственных автомобилей.

Рассмотренный обзор литературных источников показал, что

?

по исследованию динамика автомобиля и трактора занимались ученые: Б.Б.Альгин, Р.Г. Армаде рев, П.А.Амельченко, Б.Л.Афанасьев, И.Б.БарскиИ, С.Ф.Безверхий, Н.Ф.Бочаров, Б.У.Бусель, П.Л.Бухарин, .А.Л.Гришкявич, Б.Б.Гуськов, С.С.Димитоиченко, Б.А.Дзюкь, Б.С.Кожевников, С.П.Контшшстов, Г.М.Кутькоз, И.С.Лукев, З.С.Лукинский, А.А.Львов, И.А.Млкулик, Б.Б.Немцов, II.А.Островерхое, А.А.Полунин, Б.л.Семенов, Б.П.Тарасик, Я.Е. ■Раробик, Р.К.Фурункиев,' А.К.£рушш1, й.С.Цитович, Б.С.Цупля-ков, Н.Н.Нценко я др.

Основываясь на достижениях перечисленных выше авторов, имеются все предпосылки для проведения расчетно-эксперпмента-льных исследований динамической нагрукенкости полноприводных автомобилей сельскохозяйственного' назначения, как сложных взаимосвязанных нелинейных систем, с целью рационального подбора параметров, подверженных возмущающим воздействиям со стороны двигателя и дорожных неровностей с применением имитационного моделирования на ЖЛ.

Большое внимание в обзоре уделяется также работам по исследованию динамических нагрузок в трансмиссии, возникающих от контакта движителей с неровностями дороги, на основа которых видно, что на нагрукенность трансмиссии большое влияние оказывают шиш, в результате подбора которых мокно существенно облегчить задачу повышения долговечности и усталостной прочности трансмиссии автомобиля.

Б области иродолышх' колебаний автопоезда занималась ученые: Ю.Ю.Беленький, А.А.Гончаров, Б.Н.£игарев, Л.Х.2акин, А,К.Казаков, Д.Ы.Ломако, Б.И.Ыедведков, Я.!А.Певзнер, л.К.Г'че-лин, Ь.Г.Розанов, Р.Ь.Ротенберг, А.А.Силаев, А.А.".ачатуро1, А.Л .Шеф, Ы.М.ЛЗжан и др.

Исследованию вопросов качения.колее полноцриводннх автомобилей а автопоездов по дорогам с твердым покрытием посвяие-иы работы Е.АЛудакова, П,Б.Аксенова, Л.Е.Глинарз, Б.А.Иларл-окова, А.С.Литвинова, Б.А.Петрушова, Ю.Б.Пирковского, Р.А.1о-зова, Г.А.Смирнова, Б.М.Фалькевича.

Вопросы особенностей качения автомобиля при движении по деформируемым грунтам исследовались я.С.Агейккинм, Б.^.Еабш ■■ зым, А.И. Виру ля, Г.Б.Еезбородовой, М.Г.Беккером, И.П.Петрог? г. и Др.

На основании этих исследований слоимся ряд основных представлений о процессах взаимодействия шиш с грунтом, разработаны рекомендации по размерам и конструкциям шин, а танке требования к блокирующим качеством дифференциалов и др.

Однако, подавляющее большинство сладитических загасиысс-тей для определения характера «займе,«е^стрис шкиг- с х'р^ктш построено применительно к ведомому, не нагруженному крутязда моментом, колесу.

Вопросами, посвященными типизации условий эксплуатации полнопрггводных автомобилей, занимались учение: Д.П.Белжаков, [-'.Б.Бысовдий, Р.Р.Двали, Б.А.Дидковский, Б.А.Зязев, Б.Б.'.:ос-ковкин, Б.Б.Осепчугов, р.юарцхаладзе, Б.5.Платонов и др.

Следует отметить, что в выполненных теоретических и экспериментальных исследованиях авторами выявлены особенности процессов, происходящих в автомобилях кат; в' динамических системах, им*'"¡'чих разные колесные формулы, проанализировано влияние упругих, демпфирующих, инерционных и геометрических характеристик на плавность хода, проходимость и нагрукенность трансмиссии, разработаны некоторые методы детерминированной и стохастической оптимизации, позволяющие дать конкретные рекомендации как методического, так и конструктивного характера, улучшающие упомянутые показатели. Однако, выполненные исследования, в основном, касаются автомобилей и автопоездов общего назначения. Работ не, посвященных_исследованиям автомобилей и автопоездов с/х назначения, весьма ма^о. Б этих исследованиях в основном рассматриваются упрощенные колебательные системы, и полученные результаты не могут удовлетворять требованиям, предъявляемым к эксплуатационным качествам указанных транспортных средств,

Б действительности, как уже неоднократно отмечалось выше, колебательная система автомобиля является доёйльно сложной. Учет этой сложности могет существенно отразиться на результатах исследований, поэтому расчетная модель должна учитывать эти особенности. Вместе с тем, расчет колебательных систем требует разработки эффективных численных методов расчета на Ж<!. Кроме того, для проверки сопоставимости результатов теоретических и экспериментальных исследований необходимо созда-

нке стендового оборудования я методологии стендовых исследований с целью определения упругих и демпфирующих характеристик основных элементов автомобиля.

Исходя из сказанного, были сформулированы следующие задачи данной работы:

I. Разработка математических моделей динамики движения цолноприводннх автомобилей, работающих с прицепом, позволяющих методами имитационного моделирования, статистической динамики и статистическое оптимизации проводить частотный анализ колебательной системы для установления динамического образа автомобиля, исследовать нагруженность трансмиссии, плавность хода и проходимость а, на основе расчетных исследований создать конструкции с рациональными параметрами, которые дагт возможность усовершенствования их эксплуатационных и динамических показателей.

'¿. Разработка численных расчетных методов анализа и синтеза динамических систем полноприводных автомобилей с/х назначения и определение' теоретических расчетов соответствующих математических код-глей с целью установиения зависимостей эксплуатационных л динамических показателей от упругих и демпфирующих характеристик их основных узлов и агрегатов, а также выбора рациональных значений этих характеристик с целью их усовершенствован«!.

3. Разработк 1 методологии стендовых экспериментальных исследований для установления как реальных значений, так и характера изменения демпфирования и меткости в узлах и агрегатах полнеприводнкх автомобилей и автопоездов с/х назначения в зависимости от нагрузки, частоты и амплитуды колебаний.

4. Разработка конструкций и создание оригинального стсндо вого оборудования для исследования упругих и демпфирующих характеристик в основных узлах и агрегатах полноприяодных автомобилей и автопойздов с/х назначения с учетом создания реальных условий их работа и натружения в лабораторных ситуациях испытаний.

5. Разработка методологии для дорокно-экопериментальных исследований динамической нагрукенности трансмиссия, плавноет хода и проходимости полноприводных автомобилей с/х назначения

габотзкщпх с прицелом, в соответствующих-дорожных условиях, тгрузках я режимах движшая.

6. Проведение статистической оптимизации, демпфирования кесткости узлов и агрегатов полнопригодных автомобилей с/х назначения с целью выбора их рационального значения для ми- • нимизации нагрукенности трансмиссии, минимизации ускорения г.одвески кабины и улучшения динамическом проходимости в соответствующих дорожшх условиях, нагрузках и режимах движения.

Б результате анализа и синтеза расчетных математических моделей и экспериментальных исследований разработка конкретных коиструктлш« и методологических рекомендаций во совершенствованию конструкции узлов и агрегатов полногтриводю.х автомобилей с/х назначения, риботашнх с прицепок, а г- итоге - улучшение их эксплуатгщионных и динамических показателен.

Ьо второй главе изложены основные этапы разработки математических моделей динамической системы автокоба-лл. и автопоезда.

Рассмотренные положения в подходе к составлений моделей позволяют значительно облегчить процесс их построения и исключить возможные ошибки, нередко возникающие в случае сложных динамических систем с неголономнкми связями.

Предварительные дорожные исследования автомобиля КАЗ-4540 в реальных с/х условиях,эксплуатация показали, что крутящие моменты на правах а левых полуосях, а также прогибы подвесок одного моста имеют отличные друг от друга статистические характеристики. Указанные' особенности предсказали разработку пространственной математической модели. Соответствующая расчетная схема показана на рис Л. Обозначения и геометрические параметры виднн из приведенной схемы, '■ Система при этом имеет 38 степеней свободы а состоит из 38 дифференциальных уравнений второго порядка. "

Б конкретных случаях исследований разработанная математическая модель может быть упрощена без значительного ухудшения точности полученных результатов. Б частности, если целью является исследование нагрузочных режимов,трансмиссии автомобиля, следует отметать, что, в этом случае вклад колебаний кабины водителя.и двигателя в формирование нагрузочной характерис-

........ . ^ п

тики трансмиссии незначителен и пренебрежение шли в разработанной модели не приводит к каким-нибудь серьезным погрешностям. бедующее упрощение достигается объединением момента иаориии шиш- с моментом инерции колеса.

Поскольку при прямолинейном движении автопоезда взаимодействие его звеньев происходит в основном в продольном направления, для исследования нагрукепности трансмиссии, в частности, для исследования влияния прицепа, достаточно рассматривать только продольные линейные колебания прицепа, пренебрегая колебаниями V. других направлениях.

Учитывая указанные допущения и проводя соответствуйте преобразования, получим систему из ¡¿и уравнений.

Частотны.", анализ покапал, что обобщенная пространственна система автопоезда характеризуется следующими особенностями: го-першх, имеется первая нулевая частота, поскольку последу-см полуопределенную систему, первая частота равна нулю - авп мсбпль движется как твердое тало; во-вторых, этому поступательному движению автомобиля сопутствуют частоты колебаний тра; смиссиа от 1,2 до ¡3,5 Гц в зависимости от номера включенной передачи, подвески по вертикальным координатам, 1,5...^' Гц подрессоренные массы и 7...II Гц неподрессорешше массы; 1,8...'¿,3 Гц продольно-угловые колебания подрессоренных масс

Гц поперечно-угловые колебания подрессоренных масс; 1...3 Гц продольные колебания прицепа относительно автоыоби-ля-тягача; 4..."? Гц колебания кабины и водителя на сиденье.

¡■[сходя из задач настоящего исследования и частотного ана лиза пространственной модели, приведены плоские гипотетические математические модели взаимосвязанных динамических систе но которым в основном редутся расчеты:

- для исследования влияния прицепа на пагрукенность трал смассии полноприводного автомобиля с прицепом разработана ма тематическая модель, описанная '¿2 дифференциальными уравненн Я1ш второго порядка с дву;.и дифференциальными уравнениями первого порядка;

- с целью исследования плавности кода рассматривается ма тематическая модель, которая описывается, 1С диф«£ереншалышг.' уравнениями. Уравнения неголонокных связен ведущих колес с

дорого:': с проскальзигакие:.: да:сют гад:

Хн<+(Ер +Кпр)1Фшг!Хк( -»-Х/»«

Хкг + Œp + =

Здесь - рздлусн качения колес переднего и заднего

редущих мостот<; £р - коосМяцавйт относительной деформация рсзикокордноГ: оболочка от продольно/; нагрузки; Кпр - коэффициент, характеризующий проскальзывание от коэффициента касательной нагрузки

6~P/(tPcu,&z),

где ipCLi( - коэффициент сцепления колеса с дорогой;

/UfiA's - коэффициент?1, зависящие от нормальной нагрузки на колесо;

- приведена математическая модель взапмоденстзия пневматических колес авгогоездл сельскохозяйственного назначения с дпформиру.емы..': грунтом при возбуждении вертикальных и продольно-угловых колебаний, которая описывается 10 дифференциалы-!;-ш уравиеншла;

- рассматриваются статистические методы расчетов динамических систем ii приводятся соответственно 4-х массовые приведенные эквивалентные колебательные системы. Пригодятся статистические характеристики внешних воздействий. Для исследования спектрального анализа нагрукенности трансмиссии автомобиля выбрана линеЯнач система с двумл входами и одним избранным выходом. Возмущение осуществляется взаимно некоррелированными процесса:.!;;. Передаточные функции трактов системы определяются в виде произведен:^ комплекско-сопрякешшх величин, которые представляют ссбз;"; квадраты их модулей. Для приведенной линейной системы разработана методика вычисления спектральной плотности.

Приведенные математические модели составлены при допущении линейности упругих и демпфирующие характеристик основных элементов автомобиля и автопоезда. Однако, поскольку в реальных условиях эксплуатации автомобили с/х назначения имею? множество различных элементов с нелинейным характеристиками, поэтому в этой же главе большое место уделено анализу этих

характеристик, построенных кок расчетным, так и экспериментальным путем и используемых в дальнейшем в процессе расчет кнх исследований на ОЬМ. Ь качестве, внешних воздействий пру менялись случайные воздействия, обусловленные микропрофилег* описание которых представлено методом нивелирования и спект ральными плотностями.

Б третьей главе приведены результаты расче тных исследований динамических процессов в.автомобилях и щ топоездах.

Анализ свободных колебаний динамических систем показал, что при изменении суммарного передаточного числа от Ю до г, первая к вторая частота колебании трансмиссии уменьшается соответственно на 70% и 7?!.

Увеличение жесткости тягово-сцешюго устройства от 400 к1!.м~* до 800 кН.м~* увеличивает-частоты продольных колебаний на ЗОЙ. - \

Анализ вынужденных'колебаний динамических систем показа, что уменьшение ке.сткосги шин Сш увеличивает перемещения подрессоренных и неподрессоре иных масс в области яизкочаст тнаго резонанса, а также наблюдается значительное (до 30$) уменьшение ускорений подрессоренных масс в зоне высокочаст тного резонанса (СО = 7...9 Гц), При этом наблюдается уве личение перемещений этих масс.на 10.,.15%. Увеличение коэффициента демпфирования Кш от 0 до 19 кН.е.м-* вызывает он пение уровней вертикальных ускорений заднего моста в '¿,Ь р за. ' .

Исследование влияния тангенциальной жесткости и домами рованая шины на нагружеНность трансмиссии методом статиста ческой динамики показало, что 2,7-кратное уменьшение жесткости шины приводи? к снижению нагруженности трансмиссии д 23%, а такое же увеличение демпфаровагоя в шине уменьшает нагрузки в трансмиссии до 15%. .

Исследование влияния крутильной жесткости демпфера сце ления на нагруженяость трансмиссии автомобиля методом ими ционного моделирования показало, что увеличение жесткости демпфера сцепления на 10% вызывает уменьшение динамической циклической нагруженности трансмиссии на 10$, а уменьшение

2 -4 -г М-С-Ги,

ЗхЛо)

мл Сш = 1,08- ^ п ~1 ГО Н-М-рад.

. г ^ Сш - «— ^

О

4

1£

оо

Спектральная плотность горизоиталыю-продолыа'х ускорена!? на сэденье водителя при разни;-: тзнгек-иаальшх жесткостях шн (Йулканая дорога специального ПОО [ДЛЯ ) \1сх -

Кпр = ЗЭЛ-Ю* Н-С-М~*

М- с'2 О?

' 0 5 М'С'1 15 ° V«-_

Рис.3. Среднеквадратичные горизонтально-продолыше^/скорс-нля в центре тяжести автомобиля при разных значениях коэффициентов демпфирования в сцепке автопоезда:

1 - булыжная дорога специального профиля;

2 - булыжная дорога нормального профиля.

0,

'х- \ \ ч 2

жесткости на IOS - увеличение нагрузки на '¿0%.

При исследовании влияния прицепа на нагрукенность трансмиссии установлено, что применением беззазорной сцепки можно добиться существенного сниения динамической нагрукенности трансмиссия. При отсутствии зазора максимум спектральной плотности уменьшается на 18$ при движении по грунтовой дороге; на 1А% - на ровном булыжнике и на 11% - на асфальте.

Исследования нагружеяностн трансмиссии полноприводного автомобиля с колесной формулой 6x6 при,быстром включении сцепления показали, что одним из факторов, влияющих на нагрузку, является начальная частота вращения двигателя и передаточное число трансмиссии.

Приведен большой объем рассчетннх исследований плавности хода полноприводного автомобиля с: колесной формулой 4x4 с , прицелом. Исследовано влияние тангенциальной жесткости пик на горизонгалъно-лродольше колебания автомобиля я водителя. Изменение СО влияет на ординаты спектров, в основном, в зонах частот 1,5. ..3 Гц и 7...Э Гц, причем уменьшение .жесткости Сш уменьшает ординаты спектров, кроме того, на низкой резонансной частоте замечается смещение резонансного пика влево (рис.к).

На рис.3 приведены среднеквадратичные горизонтально-продольные ускорения в центре масс автомобиля при разных значениях коэффициента демпфирования в сцепке автопоезда. •

Ясследоваш спектральные'плотности вертикальных ускорений на сиденье"водитедг при разных значениях коэффициентов демпфирования подвески кабины. Как ошдалось, CIтeктpaльf ый состав ускорений не меняется, ординаты спектров уменьшается почти на '50$ е зоне частот 5...G Гц, а увеличение коэффициента демпфирования, в два раза вызывает увеличение ординал спектров в зоне частот 5...G Гц на G0.'..Cb;¿.

Жесткость и демпфирование подвески кабины оказывает ч ли яние на вибронагрукешость водителя, в основном, в диапазон-частот 4...8 Гц. Для повышения комфортабельности водителя необходимо уменьшение жесткости и увеличение коэффициента демпфирования подвески кабины.

Ь четвертой, главе дается методология он >

периментальних стендовых исследований динамических параметров автопоезда.

Приведена методика исследований демпфирующей способности и жесткости трансмиссии полноприводного автомобиля типа 4x4 с применением универсального механизма для мгновенного сброса тягового усилия.

Лаются методики исследования кесткости и поглощающей способности шиш при свободных тангенциальных и вынужденных ее . деформациях.

На рис.4 приведена кинематическая схема стенда для определения коэффициента демпфирования и кесткости юш методом вынужденного колебания в радиальном, тангенциальном и окружном направлениях.

Пневматическая шка I установлена на элементе фиксации колеса 3, связанном с обеих сторон со штангами 4, на которые жестко установлена горизонтальная плита б с жестко закрепленными на не:1 упругими элементами 7 и вибратором 2, приводимым в действие электродвигателем 10. Вертикальная нагрузка на шине осуществляется грузом 8. Кривоиишю-шатунным механизмом осуществляются возвратяо-шступатсльньге движения опорной 12 и компенсационной 18 плат. На последней установлена нагружающая тележка 19. Для равномерного вращения кривошипа предусмотрен маховик 22. Изменение амплитуды колебаний системы производится путем регулировки крдвошяоно-шатунного механизма. ГЛегхду кривошяпно-шатуннагл механизмом и шштача 12 а 18 установлены тензометрическиэ динамометры 14 а 17. Перемещения опорной плиты 12 в горизонтальном направлении регистрируются реохердным датчиком 21. При помощи реохордного датчика 25 определяются перемещения оси колеса, а вертикальное усилие измеряется ладометром 26, расположенным под опорной плитой 12. а

Приведена методика исследования жесткости и поглощающей способности демпфера сцепления и сиденья водителя.

Даются методики для проведения дорокных экспериментальных исследований на дорогах автополигона НЩИМТ.

-V

Б пятой главе диссертации приведены результаты стендовых исследований динамических параметров автопоезда,

^ic.4. Хшюатеская схема стенда для опгеделс;;;:я дсш^ароваигл а «есткссга шш автомобиля

KÍ, 0,5

Ö f á

со

I'ïïc.5. йаллс;".сость коэффициента демпфирована шани'от частоты де^оркаша со при разных нагрузка:; G г ыкна ÜVO/ЬО-ОЗГ; модели ¡IP-dG ¿<г>лек::е воздуха г шлке Pw 0,4 AH«

Б результате лабораторных исследований определены упруго-демпфирующие свойства трансмиссии полноправодного автомобиля с колесной формулой 4x4.

Приведены результаты стендовых исследований поглощающей способности и жесткости тины автонобиля при радиальных, крутильных и тангенциальных деформациях.

Исследована зависимость тангенциальной жесткости и коэффициента демпфирования шины от нормальной нагрузка на колесе, частоты и амплитуды тангенциальных деформаций. Ь диапазо!1е возглокно предельных значений Сг£, частоты СО и амплитуды деформации А тчесткасть Ср я коэффициент демпфирована Кр в общ с:.; случае меняется нелинейно:

- с увеличением частоты СО-от 0,5 С-^ до 2 С-* коэффициент неупругого крутильного сопротивления К/5 в зависимости от нормально:'! нагрузки 6*2 (7,5; 18,7; к.'5,5 кН) уменьшается в

-1... Л, П раза (рис. 5).

Наследована зависимость статической и динамической радиальной -кесткоста и демпфирования шшш Сет и Кст от нормальной нагрузки при разных давлениях воздуха в тине Ру/ :

- с увеличением нормальной нагрузки & 2. от 5 кН до

оО кН, когда Р* меняется от 0,1 «Па до 0,4 МПа, статическая жесткость вши Сет увеличивается на 40... 50« для шины ПР-54 и НР-5С;

- с уг-слаченаем давлен;« воздуха в шинех от 0,1 Ста до .7Ла при иостсгш-ых нормальных нагрузках 7; 16,5; 25,6;

30,С к!!, статическая жесткость' у:елачивается в ¡¿...3,5 раза;

- с увеличь паем нормальной нагрузки от 5 кН до -30 кН при г:сстоя;:;.'Кл дпгленаях гезлуха в шике 0,1; 0,2; 0,3; 0,4 ;'.21а динамическая радиальная жесткость ояны в среднем увеличивается г раза для шиш Иг-56;

-Г -7

- с изменением частота колебания от I С до 7 С А при ::остгл!п:о;; нормальней нагрузке (7; 16; 30,6 кН) коэффэдиеят „~:м: ¡лрогацал ашы уменьшается в 4...5 раз.

Последсрща •-••ц«асаг.л5сть динамической жесткости Сир а -софацнентч демпфирована Ккр от частоты колебания СО ара разам:-: предгиратслышх деформациях:

- с угелнчением частоты колебания СО при предварительно!: до О. (:.;; л - -3 мм) кесткс-сть упругого элемента ецес-

ного устройства увеличивается на 10... 15«;

■ - с увеличением частоты колебания со при предварительных деформациях а (2; 4; 6 ж) коэффициент демпфирования упругого элемента сцепного устройства уменьшается в 5...12 раз.

Определены статические и динамические характеристики демпфера крутильных колебаний сцепления автомобиля.

Б. шестой главе диссертации представлен!! результаты дорожных экспериментальных исследований динамической нагруженности трансмиссии автомобиля и автопоезда.

Эксперименты проводились на дорогах автополигона ШЩАМГ. Ь результате обработки экспериментальных данных получены корреляционная функция и спектральная плотность крутящего момента случайного стационарного процесса на полуоси.

Спектральный анализ нагрукения полуосей полнопррводных автомобилей с колесной формулой 4x4, 6x6, работающих с прицепом, позволяет представить динамическую циклическую составляющую нагрузочного режима как полугармонический процесс.

Основные низкочастотные колебания крутящего момента при двияениа по дорогам с асфальтобетонным и булыжным покрытием в диапазоне, скоростей 8,3...19,5 приходятся на частоты

3 Гц, 5 Гц, 6 Гц, 9 ЗЪ и 13 Гц.

Исследование влияния прицепа на нагрукенность грансмисси: с учетом и без учета зазора в сцепном устройстве показало, что в беззазорном сцепном устройстве нагрукенностъ трансмисси;! уменьшается на 10...15^ в зависимости от предварительной деформации и дорожных условий.

рекимометрическое исследование нагрузочжх режимов полуосей шшюпряводных автомобилей в горных условиях является важнейшим этапом при доводке конструкции ав'Амобидя.

Полученные статистические распределения нагрузок ¡¿окно использовать при разработке программы ускоренных испытаний этих агрегатов ка стенде с замкнутым силовым контуром.

Кривые распределения удельных тяговых усилий при двакек:: автомобиля~КАЗ-4540 по прямым маловзвилистым дорогам равнинного типа с твердым покрытием в хорошем состоянии (рас.С) и по извилистым горным дорогам ломаного профиля с твердым по-

с

20

0,4 Г\

0,3 / \

0,2- / \

?т /

- 0,006 0,008 0,024 0,04 0,05Ь 0,072 0,088 (р-ь-В* --

С. Кризая распределения удельных тяговых усгшй при движении автомобиля КАЗ-ШО по прямым малоизви-лкстам дорогам равнинного типа с твердым покрытием в хорошем состоянии

-0024 -0,006 0,003 0,024 0%04 0,05В- 0,072. 0,083

Сгсг

Рис.?. Кривая распроделен:ш удельных тяговых усилий при движении аптомобиля '1Ш-4510 по извилистым горный дорогам ломаного профиля с твердым покрытием хорошего и удовлетворительного состояния

крытием хорошего и удовлетворительного состояния (рис.7) могут Сыть рекомендованы для прочностного расчета агрегатов трансмиссии.

Как видим, характер распределения в горных условиях движения существенным образом отличается от равнинных условий. Ь горных условиях наблюдается два максимума. Это объясняется спецификой чередована какрояеровнссгей, когда наряду с крутыми подъемами наблюдаются участки горизонтальных дорог и спусков.

Согласно Цатовичу 'И.С., эти характеристики, с точки зрения квазистатического Нагружения трансмиссии, являются весьма вахными.

Б седьмой главе диссертации приведет результаты экспериментальных исследований плавности хода и проходимости поядоприводных автомобилей, работающих с прицепом.

Проведенные экспериментальные исследования плавности хода полнопркводного автомобиля с колесной формулой 4x4 с прицепом позволили получить качественную и количественную картину изменения ускорений в различных точках автомобиля в зависимости от скорости движения и качества дородной поверхности.

Сравнение вертикальных и горизонтально-продольных ускорений на сиденье водителя с нормами ИСО-2631-74 показало, что они превышают пределы стандарта по сникению производительности труда для 8-часового рабочего цикла.

Сравнение вертикальных и горизонтально-продольных ускорено на евденье водителя и в центре масс автомобиля показало, что горизонтально-продольные ускорения на сиденье составляют 37...Юй, а в центре масс 30...88$ от вертикальных.

Степень влияния прицепа на вибронагрухенность водителя меняется в широких пределах. 5 частности, прйцеп увеличигает виброкагрукенность водителя на 8...15^ на булыкной дороге нормального профиля и на II...17$ на булыжной дороге специального профиля. Вместе-с тем, спектральный анализ этих ускорений показал совпадение собственных частот горизонтально-продольных колебаний прицепа я продольно-угловых колебаний автомобиля. Отмеченное указывает на недостаточно обоснованный подбор исходных характеристик упругого элемента сцепного

устройства автопоезда.

Установка в задней подвеске полноприводного автомобиля с колесной формулой 4x4 амортизаторов передней подвески отого же автомобиля уменьшает вертикальные ускорения над задней подвеской на 17...'¿0%.

Соответствующим подбором предварительного натяга упругого элемента сцепного устройства горизонтально-продольные ускорения на сиденье водителя уменьшаются на 15...30^.

Путем установки в г.одвеске сиденья водителя амортизатора уменьшаются на ¡¿0...40$ вертикальные ускорения на сиденье.

Результаты исследований плавности хода многоосных полноприводных автомобилей с колесной формулой 6x6, 8x8, как косвенное определение проходимости, уменьшающей средние скорости движения, в реальных условиях показали, что ярко выраженного резонанса колебаний практически не наблюдается. На булыжных дорогах иногда отмечается некоторое.увеличение интен-сишю^ги колебаний на промежуточных скоростях, что объясняется -¡.личиеи чередующихся однотипных неровностей.

Испытания автопоезда в различных дорожных условиях с шинами ¡1Р-54 и ЦР-56 на сопротивление качению показали, что при движении по твердым доришим покрытиям целесообразно применение шин НР-54, а по деформируемым грунтам - применение шин НР-56. , .

В восьмой главе рассмотрена оптимизация параметров подвески и трансмиссии полноприводного автомобиля, работающего с прицепом, и приведена реализация результатов работы. ' . -

Для оптимизация параметров подвески лоляспрнродпк'х автомобилей применяется метод случайного поиска как локально.:!, так и глобальной минимизации. Общим критерием при оптпмизз • ция нелинейной подвески автомобиля притеняется максимум вероятности невыхода некоторых фуякцион.члоэ (ускорений, динамических ходов, отрывов и др.) от вектора фазовых координат, характеризующих плавность хода, устойчивость а?П5:ения и вектора оптимизируемых параметров, из допустимых границ.

При оптимизации подвески полнопризодлых автомобилей прицепом практический интерес представляет постановка зада-

чк: определить вектор параметров подвески, максимизирующи; их скорость движения по дороге с заданными вероятностными характеристиками, чтобы при этом вероятности выбросов ускорений, пробоев V отрывов не превышали заданных.

Для глобальной минимизации грименяем поиск с направляющим конусом по наилучшей пробе, а для локальной минимизации из найденных подозрительных точек - случайный поиск с самообучением.

Б результате решения задачи оптимизации удалось улучшить плавность хода вторичного подрессоривания автомобиля типа 4x4 с прицепом на 10...15«, уменьшать динамическую нагрукен-ность трансмиссии автопоезда на 15...'¿0%, улучшить проходимость автопоезда на 5...10$.

Используя результаты анализа и синтеза динамических систем автомобилей и автопоездов с/х назначения в условиях их функционального применения, били разработаны, изготовлены и испытаны конструкции, вторичного подрессоривания кабины, подвески сиденья водителя, сцепного устройства, а такке демпферов крутильных колебаний, установленных на полуосях и на валах трансмиссии автомобиля.

Эффективность работы .автомобилей характеризуется многими параметрами, которые по-разному определяют ее качества. Применительно к сельскохозяйственным автомобилям их эффективность работы во многом определяется производительностью, так как она наиболее полно отражает транспортную деятельность автомобилей в определенных условиях эксплуатации. При этом экономические аспекты транспортного процесса, ка*: правило, применяются незначительно. Б данном случае производительное! ыокно принять в качестве критерия оценки эффективности. Учитывая сказанное, в работе предложена оценка эффективности реализаций в колнопряводных автомобилях вторичного подрессоривания. Производительность определяется по формуле:

где М«г - грузоподъемность автомобиля;

Кч - коэффициент использования грузоподъемности; уВ - коэффициент использован пробега; Км - коэффициент марирута; Vср - средняя скорост;

/С5 " коэффициент надежности; Ксрг - коэффициент, учптнви-юдпп: потери общего времени.

Для примера рассматривается движение автопоезда в типизированных дородных условиях, соответствующих эксплуатации с/х производства, с ездовым циклом по маршруту -Ч ?, который включает л себя три типа дорог: грунтовую, неровную сельскую и асфальтовую.

При определении средних скоростей движения с/х автомобилей должны учитываться три группы факторов: особенности дородных условий, особенности конструкции автомобиля и психо-фп-зиологические особенности Еодителя.

Средняя скорость двпкения должна рассматриваться как результат взаимодействия этих факторов, каждый из которых в определенных условиях может накладывать те или иные ограничения на скорость движения.

При улучшении вторичного подрессориванця, когда в подвеске сипенья установлен амортизатор, и в подвеске кабины применены у зиновые подушки, увеличение средней скорости на грунтовой дороге составляет ДV1 = 1,0...1,4 м.с"*, на неровной сельской дороге Д\/"= 3,5...4,0 м.с"1 и на асфальтовой дороге д\/'"= 3,0...3,5 м.с"1 соответственно повышает производительность автопоезда КД.З-4540+ГКЕ-8535 по деформированной грунтовой дороге наДУ/'= 1,5...2,5 кН.м.с"*, .т.е. на 20...25«, по неровной сельской дорогеД\л/и= 2,5...3,0 кИ.м.с"*, т.е. на 14.. .18Й, по асфальтовой дороге над1//"- 3,0...3,5 кН.м.с**1, т.-. на 8...12%. -

Разработанная подвеска кабины кроме того, что имеет лучшие вибризащлтные характеристики, чем существующая, также оказывается в 2,5 раза долговечней, что сказывается на уменьшении коэффициента эксплуатационной технологичности а надежности К$> и вызывает соответственно усовершенствование конструкций полноприводных автомобилей с/х Назначения.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Проделанная работа по созданию методологии расчетных и экспериментальных исследований на основе анализа а синтеза конструкторских рекомендаций позволила добиться снижения на-

груженности трансмиссии, улучшения плавности хода и повышения проходимости; в результате ревается проблема, имеющая важное народнохозяйственное значение - происходит совершенствование конструкции полноприводных с/х автомобилей и автопоездов.

Выполненные исследования позволяют сделать следующие выводы :

1. С целью совершенствования конструкции полноприводпых автомобилей с/х назначения, работающих с прицепом, разработаны пространственная и плоские нелинейные математические модели динамики нагрукения основных подсистем, с учетом реактивной податливости рессор, неголономных связей и взаимосвязанности работы системы "двигатель-трансмиссия-подвеска-дви-кятели", в которой учтены поперечно-угло'вые колебания и перемещения подрессоренных и нелодрессоренных масс относительно поперечной оси автомобиля, позволяющие методами имитационного моделирования, статистической динамики и статистической оптимизации еще на стадии проектирования на ЭВМ исследовать кагруженность трансмиссии, плавность хода и динамическую проходимость и на основе расчетных исследований создать конструкции с рациональными .параметрами, которые дают возможность усовершенствования их эксплуатационных и динамических показателей.

2. Разработанные численные расчетные методы анализа и синтеза динамических систем нолноприводных автомобилей с/х назначения, работающих с прицепом, позволяют выявить основные закономерности изменения эксплуатационных и динамических показателей транспортных средств этого вида в зависимости от упругих и демпфирующих'характеристик их отдельных элементов, а также выбрать рациональные, значения этих характеристик.

На основе разработанных математических моделей и методик расчета на ЭВМ получены качественно и количественно новые результаты влияния упругих и демпфирующих характеристик основных элементов автомобиля и автопоезда на их эксплуатационные и динбшшческие показатели, способствующие совершенствованию их конструкции в реальных условиях эксплуатации.

Установлено, что расчеты по предложенной многомассовой

модели наиболее точно совпадают с данными экспериментальных исследований, а расчеты по простейшим инженерным 4-х массовым эквивалентным моделям приводят к 20% погрешностям в сторону занижения максимума спектра.

3. Созданные оригинальное стендовое оборудование и установки, а такя:е разработанные методы экспериментального анализа колебаний в узлах и агрегатах полноприводных автомобилей и автопоездов в лабораторных условиях позволяют определить :

- демпфирование и местность со участка?,5 трансмиссии под-нопрпводного автомобиля с применением универсального механизма для мгновенног'. сброса тягового усилия, с учетом а без учета реактивной податливости рессор;

- динамическую жесткость и демпфирование шин одновременно при одном эксперименте в радиальном, окружном и тангенциальном направлениях;

- демпфирование и жесткость упругого элемента сцепного устро"с'"*а с учетом и без учета зазора з сцепке, а также при предварительном натяге его;

- статическую и динамическую жесткость демпфера сцепления при предварительном нагрутении его постоянным крутящим моментом*

4. Спектральный анализ исследования нагрукенноста трансмиссии и плавности хода полноприводкого автомобиля, работающего с прицепом, показал, что:

- уменьшение тангенциальной жесткости шины от 380 кН.м, ,рад-1 до 140 кН.м.рад"* в зоне максимального нагружения приводит к снижению нагруженности трансмиссии до '¿3%, а уменьшение демпфирования в тине от 120 Н.м.с до 45 Н.м.с уменьшает нагрузки до

- увеличение жесткости демпфера крутильных колебаний от 500 Н.м.рад-1 до 550 II.м.рад"1 вызывает вменьвенйе нагруженное тп трансмиссия на 183, а уменьшение кесткостя от 500 Н.м.рад"1 до 450 Н.м.рад-1 - увеличение нагрузка на 20%; /

- отсутствие зазора в сцепном устройстве «аФгопоезда^ уменьшает максимум спектральной плотности на 18% при^ДЕКШ-нии по грунтовой дороге, наJ4* - по розному булыжнику и на

■ ^

■Я-

-.7

11% ~ по асфальтовой дороге;

- уменьшение или увеличение тангенциальной -жесткости пин автомобиля-тягача в два раза от значения 1.08.10^ Гим.рад"^ соответственно уменьшает или увеличивает среднеквадратичные значения продольных ускорений в центре масс автомобиля и на сиденье водителя на 20...25%, в диапазоне частот 1.5...3 Гц а 7...9 Гц;

- уменьшение жесткости подвески кабины в два раза от

с; _т

значения 5.10 Н.м * приводит к уменьшению вертикальных и горизонтально-продольных колебаний на сиденье водителя на 5-10« пра движении по булыжной дороге ровного профиля, Ма * 4,2 к.с"1;

- максшальные нагрузки в трансмиссии полноприводного автомобиля с колесной формулой 6x6 при тротакии с места резким включением сцепления на всем диапазоне частот коленчатого вала двигателя имеют место при передаточном числе I = = 4-5.

5. Исследование на проходимость полноправодкого с/х автомобиля КАЗ-4540, работающего с прицепом, показало, что пр. движешш автопоезда:

- по дорогам с ?вердым покрытием в хорошем состоянии с целью снижения энергетических потерь на качение целесообраз но применение шин РР-54 с внутренним давлением воздуха

- 0,40...0,42 МПа;

- по разбитой грунтовой дороге, по стерне и по сельским дорогам целесообразно применение шн НР-56 с внутренним дав леняем воздуха Руу = 0,35...0,38 МПа;

- на деформированных и переувлажненных грунтах целесооб разно применение шш НР-56 с внутренним давлением воздуха Руу ~ 0,15...О,25 МПа. 0

6., На основе применения статистической оптимизации мете ?ом случайного поиска с учетом нелинейных характеристик подобраны рациональные упруго-демпфирующие параметры вторичне го Еодрессоривания полноприводного с/х автомобиля КАЗ-4540, создана новая конструкция подвески кабины с резиновыми упр; гама элементами и воздушным демпфированием.

Ь результате экспериментальных исследований колебании

автомобиля при его движении по разным профилям дороги установлено, что предлагаемая подвеска кабаны с тремя кольцевыми резиновыми упругими элемента!.«! при диаметре дроссельного отверстия воздушного дешфирования с/ = 1,5 мм, со сравнению со штатной рессорно-ачортизаторной подвеской, обеспечивает снижение :

- среднеквадратичных значений вертикальных а горизонтальных ускорений от 2,45...2,2 м.с"^ до 2,2...1,85 м.с~с, т.е.-на 15... '20%;

- коэффициента передачи вабронагрузок от 2,5...1,95 до 1,95..Л,5, т.е. на 25...ЗОЯ.

7. Б результате спектрального анализа и синтеза параметров конструкции полноприводного с/х азтомобнля KiD-l'ilO. работающего с прицепом, разработаны коштрукторскге--ркяваа* способствующие их совериеиствованию;

- демпфер крутильных колебаний, устанавливаемый перед кардшшкм валом кезэду сцеплением и коробкой передач;

- демпфер крутильинх колебаний, устанавливаемый ка передних и з,одних полуосях;

- упругий узел сцепного устройства с минимальным зазореи в продольном направлении;

- подвеска сиденья водителя с нелинейной характеристикой.

Разработанные конструкции сникают нагруяенность трансмиссии и вибронагруженность сиденья водителя на Ю..Л5Й.

В. Методология расчетных а экспердментсуших исследований полнопрлводных автомобиле:!, работающих с прицепом, обусловливает создание оригинальных конструкторских решений, а именно: подбор рацаокальшх упруго-дегат £иру»аш пара.метров кого!! колефруюш подвеска кабкич уменьшает внбрснатружен-ность ;;.'! сопенье водителя, в результате чего увеличивается среди-тя скорость движения и, следовательно, повышается производительность :

- по деформированной грунтовой дороге на 20?î;

- по неровно?, сельской дороге на 15$;

- по асфальтовой дороге ка 10«.

Предложенная конструкция » результате стендовых усталостных испытаний показала высокую долговечность (з 2,5 раза

выше по сравнению со штатной реосорнс-амортизаторной), что вызывает снижение коэффициента эксплуатационной технологичности и надежности, в результате происходит совершенствование полноприводных автомобилей и автопоездов с/х назначения.

Основное содержание диссертации отражено в следующих работах:

1. Нагруженность трансмиссии и плавность хода автомобиля /Т.П.Русздзе//Цз-во Тбилисского универсистета.-Тбилиси. -1988.-442 с.

2. Экспериментально-расчетный метод определения нагруженнос-ти шин для полупригодного автомобиля/Т.П.Русадзе,О.З.Шур и др.//Автомобильная промышленность.-1983.-й 3.-С.14-15.

3. Стенд для динамических испытаний пневматических шин/Т.П. Русадзе//Автомобильная промышленность.-1384.-Л 2.-С.36.

4. Стенд для испытания сцепного устройства автомобиля/Т.П.Русадзе, Л.Г.Габвдзашвили,Б.У.Амброладзе//Автомобильная промышленность. -1984.-1 8.-С.35-36. .

5. Гипотетические схемы полноприводного автомобиля КАЗ-4540, работающего с прицепом 1КБ-8535, для определения нагрукен-ности трансмиссия/Т.П,Русадзе и др.//Тезисы докладов Всесоюзного научно-технического совещания по динамике и прочности автомобилей.-М.-1984.-С.20.

6. Стендовое исследование тангенциальной эластичности шин транспортного средства/ТЛ.Русадзе и др.//Тезисы докладов Всесоюзной научно-технической конференции по вибрационной технике.-Телави«-Г984.-С.79.

7. Определение коэффициента сцепления шины в стендовых усло-внях/Т.П.Русадзе и др.//Тезисы докладов Всесоюзной научно-технической конференции по теории и расчету мобильшх машин а двигателей внутреннего сгорания.-Телави.-1985.

-С.125.

8. Физическое моделирование вторичного подрессоривания автомобиля КАЗ-4540 сельскохозяйственного назначения/Т.П.Ру-садзе,БД.Еобохидзе,П.Г.ТогиаЕвиди//Тезисы докладов Всесоюзного научно-технического симпозиума с участием специалистов стран-членов СЭВ по нормированию прочности и ре-

■ сурса шсоконагружешшх машин.-Владимир.-1986.-С.171.

9. Исследование крутильных колебаний в трансмиссии автомобиля КАЗ-4540 типа 4x4 с/х назначения, работающего с пр:ще-пом/Т.П.Р}"адзе,У.Г.Дарахвелидзе//Тезисы докладов Всесоюзного семинаса "Проблемы совершенствования автомобильной техники". -Til. -1985. -С. 96.

10. Стенд для определения динамических характеристик шин при ее сложном нагружении/Т.Д.Русадзе ,Д .Ю.Кухиалидзе,Б.7.Амб-ролодзе//Автомобильная промшвленяость.-13В6.-Л 9.-C.3S.

11. Методика определения тангенциальной жесткости и демпфирования автомобаля/Т.П.Русадзе//"Иецниереба" 1-Ш АН ГОСТ. -Тбилиси.-IS86.-С.128-134.

12. Экспериментальное исследование демпфирования и несткостд по участкам трансмиссии полноприводного автомобиля КАЗ /Т.П.Русадзе//"!(1ецниереба" 1Ш АН ГССР.-Тбилиси.-IS8S. -С.134-142.

13. С~енд для исследования демпфера сдепленая/Г.Д.Русадзе, М.Б.Хецуриаяи//Автомобильная прошаленнобть.-1337.-^1 5. -C.f^-36.

14. Стендовые исследования динамической жесткости демпфера крутильных колебаний транспортных средств/Г.П.Русодзе а др.//Тезисы докладов Всесоюзной научно-технической конференции по вибрационной технике.-Кобулета.-1387.-С.48.

15. Стендовое исследование демпфирования а жесткости упругого элемента сцепного устройства автопоезда/Я.Г.Габидзазвада, Т. Л. Русад зе, Б. У.Амброладэе//Сообщения АН ГССР.-Том 123. -!( 2.-Тбилиси.-I987.-C.377-380. ' •

16. Динамичеекая крутильная.жесткое ь и демпфирование вин /Т.П.Русадзе>М.11.Туриашвили//Автомо<Ьльяая дрошвяе;шость. -1908.~Ч 3.-С. 14-15.

17. Стенд для исследования вабронагруженяоета подвеска я агрегатов трансг'ассаа автомобиля/Т.П.Русадзе-и др.//Тезисн докладов Ш научно-технической конференции по повышению надежности и долговечности д,соору5&НИЙ.^ев.-1^

■ -C.G9.; ' • . • ..■■; '.

18. Экспериментальное определение сили сопротивления качении полноприводного автомобиля в дороашых уоловяях/д.О .Тояу-рия, т .П. Русад зе//"! ¿ецкне ре ба" iMi All ГССР .Двигатели вн?т-

реннего сгорания.-Тбилиси.-1986.-С.81-89.

19. Исследование крутильных колебаний в трансмиссии автопоезда К АЗ-4 540+ГКБ-8535 с цельв выбора оптимальных параметров демпфера сцепления/Т.П.Русадзе и др.//"Мецниереба" 1Ш АН ГССР.Двигатели внутреннего сгорания.-Тбилиси. -1988.-С. 90-101.

20. Стенд для испытаний сцепных устройств/Т.П.Русадзе.А.Ч.Ге-гучадзе, Т.Ш.Морчадзе//Автомобильная промышленность.-1989.

7.-С.ЗГ.

21. Исследование нагрукеяяости трансмиссии полноприводного автомобиля КАЗ с/х назначения с применением метода математического моделирования на ЗБ!,1/Т.П.Русадзе а др.//Науч-но-гехнический отчет КШ1 Л Гос.регистрации 0182.6002368. -Кутаиси.-1982.-31 с.

22. Исследование демпфирования и жесткости трансмиссии полноприводного автомобиля КАЗ-4540/Т.П.Русадзе и др.//Научно-технический отчет ¿МЕТ АН ГССР.Л Гос.регистрации 0184.. 0080490.-Тбилиси.-IB83.-50 с.

23. Исследование влияния прицепа на нагруженкость трансмиссии полноприводного автомобиля КАЗ-4540 с/х назначения/т.П. Русадзе и др.//Научно-технический отчет ИМЕТ АН ГССР.

* Гос.регистрации 0184.0080491.-Тбилиси.-1983.-93 с.

24. Составление методики испытаний ведущих мостов автомобиля КАЭ-4540 с/х назначения на стенде замкнутого контура/Т.П. г7садзе и др.//Научно-технический отчет И/ЛЕТ АН ГССР.

Jf Гос.регистрации 0186.0040489.-Тбилиси.-1985.-46 с.

25. Методы и средства улучшения плавности хода автомобилей /Т.П.Русадзе,Б.У.Амброладзе и др.//Научно-технический отчет КПИ.Л Гос.регистрации 0182.9062395.-Кутаиси.-1986. -150 с.

25. Исследование крутильных колебаний в трансмиссии автомобиля с целью выбора оптимальных параметров демпфера сцепления/Т.П.Русадзе и др.//Научно-технический отчет КПП.Л Гос. регистрации 0184.0031581.-Кутаиси.-1986.-167 с.

27. ¡¡¿следование выходных характеристик пневматических шин автомобиля в стендовых условкях/т.П.Русадзе.Д.Г.Кбилашвкли и др.//Автомобильная прольчетешость. "Депонированные научные работы".-1988.-А' 196.-113 с.

¿3. Математическая модель динамика прицепного автопоезда на твердой опорной поверхности и деформируемом грунте с целью прогнопрования силы сопротивления качении на стадии проектироэадия/Д .О.Толурия,Т.П.Русадз0,О«Б.Маргвела21Р.1ли //Автомобильная прс'гялешюсть. "Депонированные научные работы".-1988.-Д 1545.-34 с.

29. Экспериментальные исследования плазностя хода автопоезда КАЗ-4 5401-ШБ-8 535/Т .П .Ру садзе, Б. У. Ал!броладзе, Б. а.Еобохид-зе//Автомобильная прошшленность. "Депонированные научные работы".-1989.-Л 1792.-15 с.

30. Теоретические исследования плавности хода автопоезда в составе автомоб:*"Л и прицепа/Т.П.Русадзе,Б.У.Амбролздзе, Е.Л.Еобохидзе//Сообщения АН ГССР.-Тбилиси.-1989.134.-Я 3. -С.161-164.

31. Стендовые исследования динамических характеристик паны ав.'смобиля/Т.П.Русадэе.М.Л.Туриашвали.Д.И.Кухаанидзе^.Г. КбялашвилиЛМецнаереба" ;ш АН ГССР.Мобильные машины. -Тбг.-? чей.-1989.-С.69-75.

3<;. О взаимовлиянии автомобиля и првдепа/Г.П.Русадзе,Б. У.Ам-брсладзе/АМецняереба" !Ш АН ГССР.",'обильные машны, -Тбилиси.-1989.-С.93-98.

33. Пространственная математическая модель автопоезда сельскохозяйственного назначения КАЭ-4540+ГКБ-8535/Т.11.Русад-зе.Е.У.Амброладзе,З.Г.доржолзаяи//"Мецнцереба" 1Ш АН ГССР.Мобильные машины.-Тбилиси.-1989.-0.98-10 5.

34. А.с.л 821997 СССР.Стенд для динамических испытаний пневматических шн/М.И.Турнаввили>Т..;.Русадзе а др.//Б.И. -1981.-!' 14.

35. А.с.Ч 935739 СССР.Стенд для динамических испытаний пневматической пзны/Г.П.Русадзе//Б.И.-1382.-4 22.

36. Л.с.Я 993С87 СССР.Стенд для динамических испытаний пневматических аин/Т.П.Русадзе и др.Л/Б.!1$-1983.-* 4.

37. Л.с.» ПЖ2177 СССР.Стенд для динамических испытаний пнев-. матнческих аин/Т.П.Русадзе//Б.И.-1984.--Ч 48.

38. А.с.Я 1164575 СССР.Устройство для'мгновенного» сброса тягового усилия,с тягового каната пра испытании транспортного средства/Т.П.Русадзе _Л.м.Гас5адзаивила и др.//Б.И.. -1385.-4 19.

39. А.с.Я 1157385 СССР.Стенд для динамических испытаний пвев-

иатических тин/Т.П.Русадзе и др.//Б.И.-1985.-Я 19.

40. А.с.Я- 1204993 СССР.Стенд для испытания пневматических тик/Р.Ш.Адамия.Т.П.Русацзе,Б.М.Семенов,Н.Ф.Бочаров и др. //Б.И.-19В6 -Л 2.

41. A.c.* 1383136 СССР.Способ-определения динамических характеристик пневматической пинк транспортного средства/Т.Л. Русапэе и др./УБ.И.-1988.-)1 II.

42. A.c.* 1422063' СССР.Стенд для динамических испытаний пневматических шин/Т.П.Русадзе,А.Ч.Гегучадэе/УБ.И.-1988.-.« 33

43. A.c.* I43I97I СССР.Стенд для испытания сцепного устройст-ва/Т.П.Русадзе ИДР.//Б.И.-1988.-Ч 39.

44. A.c.» 1453209 СССР.Стенд для определения динамических характеристик сиденья/Т.П.Русадзе и др.//Б.И.-1989.-Я 3.

45. A.c.* 1493913 СССР.Стенд для испытания сцепного устройства автомобиля/Т.Л.Русадзе и др.//Б.И.-1989.-М 29.

46. A.c.Jf 1532331 СССР.Подвеска транспортного средства/Т.П.Р> садзе и др.//Б.Й.-Г989.-» 48.

47. Положительное решение от 26.12.88'г. по заявке Ч .4444300/ 31-1Г (095279).Стевд для испытания ведущих мостов.

48. Положительное ревение от 25.04.89 г. по заявке N 4495882/ 25-11 (143279).Упругий узел подвески.

49. Полоаительное решение от 12.07.89 г. по заявке Л 4636809/ 31-11 (00 9261).Способ определения демпфирования и жесткости в трансмиссии полноприводного автомобиля.

50. положительное решение от 18.08.89 г. по заявке )1 4442454/ 3I-II (092258).Стенд для динамических испытаний пневматический шиян. ■

51. Положительное ревение от 14.09.89 г. по заявке Я 4344716/ 31-11 (185866).Устройство для имитации автомобильной до" роги. .

52. Положительное решение от 20.0S.89 г. по заявке Я 4427670, 31—II (118838).Упругая винтовая муфта.

53. Положительное решение от 10.10.89 г. по заявке Я 4600530/ 25-11 (153268).Подвеска сиденья транспортного средства.

54. Полокательное решение от 12.09.89 г. по заявке Л 4398364, 31-11 (045794).Стенд для испытаний транспортных средств.

55. Полокательное ревение от 16.05.90 г.. по заявке -Ч 4735930, 31-II (093016).Стенд для испытания карданных передач.