ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО
ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

ДОНСКОЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

ЦЕНТР ДИСТАНЦИОННОГО ОБУЧЕНИЯ

Кафедра «Сервис и техническая эксплуатация автотранспортных средств»

Конструкция, расчет и потребительские свойства автомобилей

РАСЧЕТ МЕХАНИЗМОВ, СИСТЕМ И ЭКСПЛУАТАЦИОННЫХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ АВТОМОБИЛЯ

Учебное пособие

11. РАСЧЕТ ПЛАВНОСТИ ХОДА АВТОМОБИЛЯ

     Под плавностью хода автомобиля подразумевается его способность к поглощению толчков, ударов и вибраций, возникающих при движении. Плавность хода является важным эксплуатационным качеством, оказывающим влияние на самочувствие пассажиров, сохранность перевозимых грузов, безопасность движения, долговечность машины.
     Плавность хода зависит от характера и величины возмущающих сил, вызывающих колебания, от общей компоновки машины и отдельных ее конструктивных особенностей, главным образом от системы подрессоривания, а также от мастерства вождения.
     Возмущающие силы могут возникать под действием внутренних и внешних причин. К внутренним причинам относятся неуравновешенность деталей и неравномерность их вращения. Из внешних причин наибольшее значение имеют неровности пути. Под влиянием внутренних причин возникают главным образом высокочастотные колебания – вибрации, влияние которых на пассажиров не столь значительно. Поэтому плавность хода рассматривается с точки зрения воздействия, оказываемого неровностями пути.

11.1. Влияние колебаний и вибраций на человека

     При движении автомобиля его кузов испытывает колебания и вибрации, которые организм человека переносит по-разному. Колебания с низкой частотой (до 900…1100 кол/мин) воспринимаются человеком как отдельные циклы изменения нагрузки или положения. Колебания более высоких частот воспринимаются слитно и называются вибрациями.
     Частота колебаний кузова на рессорах лежит в пределах от 60 до 150 кол/мин, частота колебаний осей между рессорами шинами равна 360…900 кол/мин. Вибрации двигателя, трансмиссии и кузова происходят с частотой 1000…4200 кол/мин.
     Организм человека воспринимает вибрации или через их звуковые проявления или непосредственно как силовые воздействия. В автомобиле пассажир изолирован от непосредственного силового воздействия вибраций подушками. Только ноги на полу могут воспринимать эти вибрации, силовые воздействия которых почти полностью устраняются применением упругих ковриков на полу.
     Наибольшее влияние на организм человека оказывают колебания кузова. Колебательный процесс характеризуется частотами, амплитудами, скоростью колебания, ускорениями и скоростью изменения ускорений.
     Для повышения комфортабельности автомобиля необходимо по возможности уменьшить амплитуду колебаний. При амплитудах колебаний меньших 35…40 мм амортизационная способность человеческого организма полностью устраняет колебания головы. Большие амплитуды вызывают колебания головы, что приводит к неприятным ощущениям и быстрой утомляемости.
     Частота колебаний более существенно влияет на организм человека. Для установления частот, к которым привык человек, можно подсчитать число колебаний, испытываемых им при ходьбе.
     Приняв шаг человека в среднем равным 0,75 м, получим:

     Частоты колебаний современных автомобилей, наиболее совершенных по качеству подвески, лежат в пределах, очень близких к этим цифрам. Установлено, что колебания ниже 50 кол/мин часто вызывают у пассажиров явление «морской болезни», а колебания выше 130 кол/мин приводят к ощущению резких толчков. При частотах до 4…6 кол/с, в пределы которых полностью укладывается весь низкочастотный диапазон колебаний автомобиля, ощущения пропорциональны ускорениям при колебаниях. Поэтому для оценки плавности хода автомобилей наиболее распространенным измерителем являются вертикальные ускорения, определяемые в характерных точках колебательной системы. По величине вертикальных ускорений кузова автомобиля можно также судить о сохранности перевозимого груза. Если ускорение кузова больше g (9,81 м/с²), то незакрепленный груз отрывается от пола и затем падает обратно.
     При оценке плавности хода по ускорениям необходимо кроме величины ускорений учитывать их повторяемость. Совокупный учет этих факторов соответствует взглядам физиологов на утомление как на явление, связанное с интенсивностью и частотой внешних раздражителей. Следует отметить также, что при частотах колебаний кузова до 5…6 кол/с на ощущения человека оказывает заметное влияние скорость ускорений, т.е. третья производная перемещений по времени. По данным профессора А.К. Бируля, скорости изменения ускорений до 25 м/с² вызывают беспокоящие ощущения, а при 40 м/с² – неприятные ощущения.
     Исходя из указанных предпосылок, Я.И. Бронштейн предложил для практической оценки плавности хода автомобиля пятибалльную шкалу, в которой соответствующий балл присваивается исходя из числа толчков и их интенсивности (величины максимальных ускорений), ис-пытываемых автомобилем при прохождении в заданных дорожных условиях расстояния 1 км (таблица).

     Если, например, ускорения достигают значений 3…5 м/с², то плавность хода может быть признана хорошей при условии, что число соответствующих им толчков не больше чем 1…2 на 1 км пути. Если при наличии таких же максимальных ускорений число толчков будет 10…12, то плавность хода автомобиля на данной дороге может быть расценена как посредственная.

О ПОСОБИИ            НАЗАД            ВПЕРЕД            СОДЕРЖАНИЕ            СПИСОК ПОСОБИЙ