|
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
ЭКСПЛУАТАЦИОННЫЕ СВОЙСТВА АВТОМОБИЛЯ
ТЕОРИЯ И РАСЧЕТ
Учебное пособие
4.1. 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…1100кол/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 150кол/мин, частота колебаний осей между рессорами шинами
равна 360…900кол/мин. Вибрации двигателя, трансмиссии и кузова происходят с частотой 1000…4200кол/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 усталости.
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:
| скорость пешехода в км/ч |
3,0 |
3,5 |
4,0 |
4,5 |
5,0 |
| число вертикальных колебаний в минуту |
67 |
78 |
89 |
100 |
122 |
Частоты колебаний современных автомобилей, наиболее совершенных по качеству подвески, лежат в пределах очень близких
к этим цифрам. Установлено, что снижение числа колебаний ниже 50 кол/мин часто вызывает у пассажиров явление «морской болезни», а превышение
130 кол/мин – приводит к ощущению резких толчков.
На ощущения человека при колебаниях – его энергетические затраты и нервные нагрузки – могут оказывать существенное
влияние разные параметры колебательного процесса, в зависимости от частоты колебаний. При частотах до 4…6 кол/с, в пределы которых полностью укладывается
весь низкочастотный диапазон колебаний автомобиля, ощущения в первую очередь 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. Бронштейном предположена для практической оценки плавности хода автомобиля
пятибалльная шкала, в которой соответствующий балл присваивается исходя из числа толчков и их интенсивности (величины максимальных ускорений),
испытываемых автомобилем при прохождении в заданных дорожных условиях расстояния 1 км. Шкала имеет следующий вид.
Таблица 2
Шкала оценки плавности хода автомобиля
| Оцека плавности хода |
Максимальные вертикальные ускорения, м/с2 |
| 2 |
2...3 |
3...5 |
5...7 |
7...10 |
Больше 10 |
| Допустимое число толчков на 1 км пути |
| Отлично |
15...20 |
2...5 |
- |
- |
- |
- |
| Хорошо |
25...30 |
12...15 |
1...2 |
- |
- |
- |
| Посредственно |
- |
30...40 |
10...12 |
0...1 |
- |
- |
| Неудвлетворительно |
- |
- |
- |
10 |
1 |
- |
| Очень плохо |
- |
- |
- |
11 |
2...5 |
1 |
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.
|
