"Механики XXI веку" №16 2017

Механики XXI веку. № 16 2017 г.

296

ваемой как в аналитическом выражении, так и в графическом отображении своих частотных

характеристик, и одновременно представительно отражала основные свойства колебательной

системы автомобиля в целом. Такой динамической системой, формирующей независимые

вертикальные колебания на рессорах и шинах передней или задней частей автомобиля, явля-

ется система, эквивалентная подвеске. Эта система постоянно используется для расчетов ко-

лебаний, плавности хода и нагруженности элементов ходовой части автомобиля, а также при

проектировании и расчете конструкции самой подвески. И только после всестороннего ис-

следования модели на примере подобной колебательной системы, и уяснения влияния вно-

симого ею эффекта сглаживающей способности шины на результаты расчетов можно вво-

дить новую модель в математическое описание эквивалентных систем автомобиля любого

порядка сложности для их решения и анализа.

Построение математической модели подвески с учетом эффекта переменного

сглаживания шины.

Построение функциональной схемы колебательной системы, эквива-

лентной подвеске автомобиля, учитывающей особенности новой модели сглаживающей спо-

собности шины, и составление уравнений движения ее масс будем основывать на следующих

допущениях:

1) скорость качения колеса по дороге принимается постоянной;

2) поверхность дороги считается абсолютно жесткой;

3) колебания неподрессоренных масс в вертикальной плоскости не ведут к потере

контакта шины с опорной поверхностью дороги;

4) характеристики воздействия микропрофиля неровной дороги на колеса левого и

правого борта автомобиля принимаются одинаковыми;

5) колебания подрессоренных масс передней и задней частей автомобиля считаются

независимыми;

6) динамическая система, эквивалентная подвеске, представляется двумя сосредото-

ченными массами с упругими и диссипативными связями между собой, которые перемеща-

ются в вертикальной продольной плоскости. Кроме того, сюда необходимо включить допу-

щения, отражающие новую модель сглаживающего эффекта шины, а именно:

7) пневматическая шина обладает свойствами сосредоточенного упруго-

демпфирующего элемента с коэффициентами нормальной жесткости и поглощения энергий

вертикальных колебаний;

8) пневматическая шина моделируется тонкой, идеально эластичной оболочкой, кото-

рая плотно облегает все неровности в зоне контакта;

9) длина пятна контакта шины определяется параметрами эквивалентной колебатель-

ной системы и непрерывно изменяется в процессе перемещения ее масс.

Рис. 1. Функциональная схема колебательной системы, эквивалентной подвеске автомобиля, с учетом

поглощающей и сглаживающей способности шин:

– приведенная подрессоренная масса, приходящаяся на подвеску; 2

– суммарный коэффициент нормальной же-

сткости упругих элементов подвески;



– коэффициент суммарного сопротивления в подвеске;

– неподрессорен-

ная масса; 2

– суммарный коэффициент нормальной жесткости шин;



шэ

– эквивалентный коэффициент вязкого

сопротивления в шинах;

– параметры эллиптическо-степенной модели;



– вертикальные перемещения под-

рессоренной и неподрессоренной масс;

– текущее значение ординат микропрофиля поверхности дороги под осью

колес;

– звено сглаживания