Войти
Проект-Технарь
Устройство авто.
Данный раздел посвещён вопросам устройства и экстплуатации авто
Здесь Вы сможете найти статьи по устройству, ремонту,
обсуживанию, также деталям и узлам авто.
Также можно найти классификацию нетрадиционных ДВС, их устройство и работу.
Наши контакты:
+7(903) 982 12 16, admin@studiplom.ru
Меню


Система скидок

Плавность хода легковых автомобилей

Колебания автомобиля влияют практически на все основные эксплуатационные свойства машины: комфортабельность и плавность хода, устойчивость управляемость и даже расход топлива.
Колебания возрастают с увеличением скорости движения, повышением мощности двигателя, существенное влияние на колебания оказывает качество дороги.
Колебания и вибрации в автомобилях являются источником шума. Колебания, вибрации и шум оказывают вредное воздействие на водителя, пассажиров и окружающую среду.
Установлены нормы и стандарты, определяющие допустимые уровни колебаний, вибраций и шумов автомобилей. От этих показателей зависят качество и цена легкового автомобиля.
Испытания автомобилей на определение уровня колебаний, вибраций и шума проводятся в лабораториях и на специальных дорогах автополигонов.
Сделать легковой автомобиль, в котором отсутствуют колебания, вибрации и шум, невозможно, как невозможно построить вечный двигатель. Однако вполне возможно создать автомобиль с минимальными уровнями колебаний, вибраций и шума.

Колебания возникают прежде всего при взаимодействии колес с поверхностью дороги. В результате прогиба пневматических шин и деформации подвески колеса и кузов совершают сложные колебания. По колебаниям колес судят об устойчивости и управляемости автомобиля. Колебания кузова непосредственно определяют плавность хода.
Колебания вдоль продольной оси проявляются при торможении и разгоне, но не могут быть определяющими для плавности хода. Горизонтальные колебания вдоль поперечной оси кузова (боковые колебания) возможны лишь за счет боковой деформации шин. В результате использования подвески колес кузов совершает главным образом вертикальные, продольно-угловые и поперечно-угловые колебания. Перечисленные колебания и определяют плавность хода автомобиля.
Оценка плавности хода автомобиля. Что же такое плавность хода и почему ей уделяется особое внимание при проектировании, эксплуатации и сравнительной оценке различных легковых автомобилей? Конечно, плавность хода зависит не только от конструкции автомобиля и его подвески, но и от качества дорожного покрытия и скорости движения. Можно дать следующее определение: плавностью хода называется свойство автомобиля обеспечивать защиту водителя, пассажиров и перевозимого груза от колебаний и вибраций, толчков и ударов, возникающих в результате взаимодействия колес с дорогой.
Само понятие плавность хода возникло давно. Каретных дел мас;тера искусно делали подвеску экипажей с конной тягой, добиваясь высокой плавности хода. Подвеска старинных карет была весьма мягкой, имела длинные рессоры с большим прогибом и малой жесткостью. Любопытно, что по этим параметрам она превосходила подвески колес многих современных автомобилей. В начале своего пути автомобили имели далеко не рекордные скорости среди наземных транспортных средств. Например, в 1894 г. во время первых автомобильных гонок Париж Руан автомобили с двигателями Даймлера показали среднюю скорость 20,5 км/ч. Однако за первые 10... 15 лет существования автомобиля резко возросла его скорость, превысив 100 км/ч.
Первые мировые рекорды скорости принадлежали автомобилям с электромоторами (электромобили). В 1898 г. электромобиль Шарля Жанто (Франция) с двумя электромоторами (общая мощность.36 л.с.) установил первый в мире абсолютный рекорд скорости 63,149 км/ч, а в 1899 г. электромобиль Всегда недовольный бельгийца Камиля Женатци (мощность электромотора 40 л. с.) превзошел стокилометровый барьер 105, 876 км/ч. Однако электромобильные рекорды продержались недолго. В 1902 г. француз Анри Фурнье на автомобиле Морс с бензиновым двигателем в 60 л.с. повысил абсолютный рекорд до 123,772 км/ч.
Прохождение автомобилями рубежа скорости 100 км/ч не обошлось без жертв. На гонках Париж Мадрид в 1903 г. из-за высокой скорости (более 100 км/ч), плохой дороги, пыли, низкой плавности хода произошли катастрофы, и французское правительство запретило продолжать гонки. Автомобили конной тягой были доставлены на железную дорогу.
В 1904 г. молодой Генри Форд на своем автомобиле Стрела достиг скорости 147 км/ч.
О комфортабельности и плавности хода первых рекордныхавтомобилей можно судить по машине Форда Стрела, у которой ведущие колеса жестко крепились к раме, а моторы не имели глушителей. Почему водитель не вылетел из своего сиденья, держась лишь за рукоятку уп­равления, абсолютно неясно. Самое важное было скорость.
Скорость в 205,443 км/ч в 1906 г. была достигнута на гоночном автомобиле ракета американской фирмы Стенлей. Машина имела паровой двигатель мощностью 150 л.с. Это была «лебединая песня» паровых автомобилей. В 1937 г. на автомобиле «Ауто-Унион», все коле­са которого имели независимую подвеску, с мощностью двигателя до 640 л.с. установлен рекорд скорости 406,3 км/ч.
Какие же изобретения и усовершенствования в конструкции автомобиля позволили так быстро наращивать скорость? Основными из них были увели­чение мощности двигателя, использование обтекаемых форм кузова, совершенствование рулевого управления и тормозов, и, конечно, важнейшую роль сыграли изобретение пневматической шины и применение независимой подвески колес автомобиля.
С такой подвеской в начале 20-х гг. начал выпускаться в Италии автомобиль «Лямбда». В СССР первым легковым автомобилем с независимой подвеской был знаменитый «ГАЗ М-20» («Победа»). Применение назависимой подвески не только избавило машину от опасных колебаний управляемых колес (явление шимми), но и способствовало существенному улучшению плавности хода. В наши дни дальнейшее повышение плавности хода, устойчивости и управляемости легкового автомобиля немыслимо без применения управляемых (регулируемых) систем подвески.
Очевидно, что плавность хода нуждается в количественной оценке. Однако это не простая задача, при решении которой нельзя полагаться только на собственные впечатления. Впечатления водителя и пассажиров о плав­ности хода могут изменяться в зависимости от многих обстоятельств: их возраста, здоровья и др. Полагаться на субъективную оценку нельзя.
Давно известно, что наилучшей плавностью хода обладают автомобили с мягкой, подвеской. Снизить жесткость рессор (пружин) можно за счет уве­личения их прогиба, а значит, и повышения хода колес относительно кузова. Сделать подвеску мягкой и длинноходной не всегда возможно. Препятствием для увеличения хода колес является не только необходимость в увеличении размеров колесных ниш кузова, но и трудности, связанные с размещением устройств трансмиссии, тормозов и рулевого управления.
Статическим называется прогиб рессор (или осадка пружин) при не подвижном автомобиле. По величине статического прогиба можно оценить жесткость подвески и плавность хода.
Наиболее простым и доступным показателем плавности хода является частота собственных колебаний кузова автомобиля. Опыт показывает, что если частота этих колебаний лежит в пределах 0,5... 1,0 Гц, то машина обла­дает высокой плавностью хода. (Интересно отметить, что указанные частоты совпадают е частотой толчков, которые испытывает человек при ходьбе со скоростью 2... 4 км/ч.)
Находясь в кузове легкового автомобиля, человек испытывает два основных вида сложных колебательных движений: сравнительно медленные коле­бания с большими амплитудами и быстрые колебания с малыми переме­щениями. От колебаний с малыми перемещениями можно защититься с помощью сидений, резиновых опор, прокладок, виброизоляторов и других устройств. Для защиты от колебаний с низкими частотами и большими амплитудами служат упругие подвески колес.

Нормы вибронагруженности устанавливаются такими, чтобы на дорогах, для которых предназначен автомобиль, колебания водителя и пассажиров не вызывали у них неприятных ощущений и быстрой утомляемости, а колебания грузов и конструктивных элементов автомобиля не приводили к их повреждениям. Возникающие при движении автомобиля колебания, вызванные неровностями дороги, оказывают влияние не только на плавность хода, но и на ряд других эксплуатационных свойств. Так, при эксплуатации грузовых автомобилей на дорогах с неудовлетворительным состоянием поверхности средняя скорость движения уменьшается на 40...50 %, межремонтный пробег — на 35...40 %, расход топлива увеличивается на 50...70 %, а себестоимость перевозок — на 50...60 %. Автомобиль представляет собой колебательную систему, в которую входят инерционные, упругие и диссипативные элементы. К инерционным относятся массы кузова, мостов с колесами, людей и грузов. Различают массы подрессоренные (массы кузова, груза и пассажиров) и неподрессоренные (массы мостов и колес). Упругие и диссипативные элементы составляют основу виброзащитной системы автомобиля. В эту систему входят: подвеска, шины, сиденья водителя и пассажиров. К подвеске относятся все конструктивные элементы, соединяющие мосты или отдельные колеса с рамой или кузовом. Кроме упругих и диссипативных элементов в нее входят направляющие устройства, определяющие кинематические характеристики перемещения колес относительно рамы или кузова и обеспечивающие передачу между ними усилий и моментов. Воздействия неровностей дороги на колебательную систему автомобиля вызывают колебания масс и приводят к изменению их кинетической энергии. Упругие элементы предназначены для преобразования энергии толчков и ударов, создаваемых неровностями дороги, в потенциальную энергию упругих элементов. Назначение диссипативных элементов — гашение колебаний. Они обеспечивают рассеивание энергии, превращая механическую энергию колебаний в тепловую. Интенсивность гашения колебаний зависит от величины трения диссипативного элемента (гидравлического сопротивления амортизатора, внутреннего трения элементов шины и сидений).