авторефераты диссертаций БЕСПЛАТНАЯ РОССИЙСКАЯ БИБЛИОТЕКА - WWW.DISLIB.RU

АВТОРЕФЕРАТЫ, ДИССЕРТАЦИИ, МОНОГРАФИИ, НАУЧНЫЕ СТАТЬИ, КНИГИ

 
<< ГЛАВНАЯ
АГРОИНЖЕНЕРИЯ
АСТРОНОМИЯ
БЕЗОПАСНОСТЬ
БИОЛОГИЯ
ЗЕМЛЯ
ИНФОРМАТИКА
ИСКУССТВОВЕДЕНИЕ
ИСТОРИЯ
КУЛЬТУРОЛОГИЯ
МАШИНОСТРОЕНИЕ
МЕДИЦИНА
МЕТАЛЛУРГИЯ
МЕХАНИКА
ПЕДАГОГИКА
ПОЛИТИКА
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ
ПРОДОВОЛЬСТВИЕ
ПСИХОЛОГИЯ
РАДИОТЕХНИКА
СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
СОЦИОЛОГИЯ
СТРОИТЕЛЬСТВО
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ТРАНСПОРТ
ФАРМАЦЕВТИКА
ФИЗИКА
ФИЗИОЛОГИЯ
ФИЛОЛОГИЯ
ФИЛОСОФИЯ
ХИМИЯ
ЭКОНОМИКА
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
ЭНЕРГЕТИКА
ЮРИСПРУДЕНЦИЯ
ЯЗЫКОЗНАНИЕ
РАЗНОЕ
КОНТАКТЫ

Pages:   || 2 | 3 |

Разработка методики расчета и обоснования параметров конструкции верхней опоры передней амортизаторной стойки легкового автомобиля

-- [ Страница 1 ] --

На правах рукописи

Шаихов Ринат Фидарисович

РАЗРАБОТКА МЕТОДИКИ РАСЧЕТА И ОБОСНОВАНИЯ

ПАРАМЕТРОВ КОНСТРУКЦИИ ВЕРХНЕЙ ОПОРЫ ПЕРЕДНЕЙ АМОРТИЗАТОРНОЙ СТОЙКИ ЛЕГКОВОГО АВТОМОБИЛЯ

Специальность 05.05.03 – Колёсные и гусеничные машины

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание учёной степени

кандидата технических наук

Ижевск - 2012

Работа выполнена в ФГБОУ ВПО «Ижевский государственный технический университет имени М.Т. Калашникова»

Научный руководитель: доктор технических наук, профессор

Филькин Николай Михайлович

Официальные оппоненты: Фасхиев Хакимзян Амирович,

доктор технических наук, профессор,

Уфимский государственный авиационный технический университет, кафедра «Прикладной гидромеханики», профессор

Ившин Константин Сергеевич,

кандидат технических наук, доцент,

Удмуртский государственный университет, кафедра «Дизайн промышленных изделий», профессор

Ведущая организация: ФГБОУ ВПО Камская государственная инженерно-экономическая академия

Защита состоится « 24 » апреля 2012 года в 1400 часов на заседании диссертационного совета Д 212.065.03 ФГБОУ ВПО «Ижевский государственный технический университет имени М.Т. Калашникова» по адресу: 426069, г.Ижевск, ул. Студенческая, дом 7, ИжГТУ, корпус 5, e-mail: dissovet@istu.ru.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГБОУ ВПО «Ижевский государственный технический университет имени М.Т. Калашникова».

Автореферат разослан « » марта 2012 г.

Отзыв на автореферат в двух экземплярах, заверенных гербовой печатью, просим направить на имя учёного секретаря диссертационного совета.

Учёный секретарь диссертационного совета,

доктор технических наук, профессор _____________________ Ю.В. Турыгин

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. Колебания, вызываемые неровным профилем опорной поверхности, оказывают значительное влияние на режим движения автомобиля, выбор водителем скорости движения, и, в конечном итоге, на производительность транспортного средства. Улучшение комфортабельности автомобиля, путем снижения уровня вибрации подрессоренной части уменьшает утомляемость водителя, увеличивает срок службы агрегатов и, тем самым, повышает безопасность дорожного движения. Поэтому совершенствование конструкции подвески автомобиля всегда было и будет актуальной проблемой автомобилестроения.

Улучшение эксплуатационных свойств легковых автомобилей обусловлено ужесточением предъявляемых к ним требований нормативных документов и потребителей, соответствие которым особенно важно в условиях жесткой конкуренции между производителями автомобилей. Уровень вибронагруженности и внутреннего шума становится одним из главных показателей качества автомобиля и в значительной мере характеризует степень совершенства его конструкции.

Одной из самой нагруженной и ответственной частью является передняя подвеска легкового автомобиля, воспринимающая динамические нагрузки.



Важно правильно и быстро оценить уровень вибронагруженности узлов автомобиля и предложить пути и средства его снижения. Поэтому тема диссертационного исследования, направленная на разработку методики расчета и проектирования верхней опоры амортизаторной стойки, позволяющей создать конструкцию указанной опоры с повышенными технико-эксплуатационными характеристиками и снизить вибронагруженность легкового автомобиля в целом, всегда является актуальной.

Цель диссертационной работы. Повышение технико-эксплуатационных качеств автомобиля путем исследования и обоснования параметров конструкции элементов передней подвески легкового автомобиля.

Задачи исследований. Сформулированная цель и проведенный анализ нерешенных проблем по теме диссертации позволили определить следующие основные задачи исследований диссертационной работы:

- разработка математической модели подвески легкового автомобиля как многомассовой колебательной системы.

- разработка методики проектирования и расчета верхней опоры амортизаторной стойки передней подвески легкового автомобиля.

- расчет оптимальных (наиболее рациональных) параметров верхней опоры амортизаторной стойки передней подвески легкового автомобиля.

- проведение экспериментальных исследований конструкции передней амортизаторной стойки в составе автомобиля.

- разработка рекомендаций по виброизоляции кузова автомобиля и выбору конструктивных параметров верхней опоры амортизаторной стойки передней подвески легкового автомобиля.

Объект и предмет исследования. Объектом исследования является виброзащитная система легкового автомобиля. Предметом исследования являются методики расчета, обоснования и оптимизации базовых параметров и характеристик верхней опоры амортизаторной стойки, к которым относятся осевые характеристики опоры, фактор формы Ф, угол наклона верхних опор °.

Методы исследований. Теоретические методы исследования базируются на теории движения транспортных машин, теории колебаний, методах математического моделирования. Экспериментальные исследования и подбор оборудования базируются на основе разработанных алгоритмов расчета элементов подвески легкового автомобиля, методах планирования эксперимента, математических методах обработки экспериментальных данных.

Достоверность и обоснованность. Достоверность исследований обеспечена обоснованностью теоретических положений, реализацией их в конструкции экспериментальных образцов верхних опор амортизаторной стойки легковых автомобилей, совпадением теоретических результатов с результатами экспериментальной проверки в лабораторных и дорожных условиях.

На защиту выносятся результаты теоретических, расчетных и экспериментальных исследований верхней опоры амортизаторной стойки подвески легкового автомобиля, включающие: динамические модели легкового автомобиля, оборудованного амортизаторной стойкой передней подвески; математическую модель движения автомобиля; методику расчета базовых параметров и характеристик резиновых упругих элементов (РУЭ) подвески легкового автомобиля; результаты расчетных исследований, обосновывающих базовые параметры конструкции верхней опоры амортизаторной стойки; результаты экспериментальных исследований созданной конструкции верхней опоры.

Научная новизна. Научная новизна выполненной диссертации заключается в следующем:

- разработана математическая модель легкового автомобиля, как многомассовой колебательной системы, позволяющая находить собственные частоты колебаний подрессоренных и неподрессоренных масс.

- разработана научно-обоснованная методика проектирования и расчета конструктивных параметров верхней опоры амортизаторной стойки легкового автомобиля.

- обоснованы значения базовых параметров верхней опоры амортизаторной стойки для легкового автомобиля категории В.

- разработаны научно-обоснованные рекомендации по выбору параметров верхней опоры амортизаторной стойки.

Практическая ценность. Внедрение в практику проектирования результатов работы позволяет:

- выбирать базовые параметры верхней опоры амортизаторной стойки, обеспечивающие автомобилю наилучшие эксплуатационные свойства;

- сократить сроки разработки новых конструкций и объем доводочных испытаний путем выбора наиболее эффективных конструктивных решений, причем возможно сделать это еще на ранней стадии проектирования.

Реализация результатов. Разработанные теоретические положения диссертационной работы внедрены в практику проектирования и применяются при разработке новых экспериментальных конструкций верхних опор, а также в учебном процессе при подготовке бакалавров и магистров по специальностям автомобилестроения в ФГБОУ ВПО "Ижевский государственный технический университет имени М.Т. Калашникова". Опытные образцы испытаны на ОАО «ИжАвто» на автомобилях ИЖ-2126 и показали эффективность предлагаемой конструкции верхней опоры амортизаторной стойки.

Апробация работы. Результаты работы докладывались и обсуждались на научных конференциях Чайковского технологического института (филиала) ИжГТУ (2007-2012 г.г.), Всероссийской конференции «Теория динамических систем в приоритетных направлениях науки и техники» (Чайковский, 2007 г.), пятой выставке-сессии инновационных проектов студентов и молодых ученых» (Ижевск, 2008 г.), Международной научно-технической конференции «Современное состояние и инновации транспортного комплекса» (Пермь, 2008 г.), IX Международной научно-технической конференции «Прогрессивные технологии в транспортных системах» (Оренбург, 2009 г.); Международной научно-технической конференции «Транспортные и транспортно-технологические системы» (Тюмень, 2010 г.).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 10 научных работ, включая 2 публикации в изданиях, рекомендованных ВАК РФ для публикации материалов диссертаций на соискание степени кандидата наук.

Структура и объём диссертации. Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, основных выводов, списка литературы из 120 наименований и приложения. Основная часть работы изложена на 157 страницах машинописного текста, содержит 45 рисунков и 29 таблиц.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обосновывается актуальность темы диссертационной работы, формулируется цель, научная новизна и практическая значимость работы.

В первой главе выполнен анализ работ в области повышения качества автотранспортных виброзащитных систем.

Исследованию вибрации легковых автомобилей посвящено множество работ как теоретического, так и практического характера. Результаты исследований нашли свое отражение в работах ученых: Агейкина Я.С., Антонова А.С., Бахмутова С.В., Котиева Г.О., Кравца В.Н., Платонова В.Ф., Полунгяна А.А., Прокопьева М.В., Родионова В.Ф., Семенова В.М., Соломатина Н.С., Стефанович Ю.Г., Тольского В.Е., Умняшкина В.А., Филькина Н.М., Фрумкина А.К., Цитович И.С. и многих других известных отечественных и зарубежных ученых.

Проведенный обзор работ по теме диссертации позволил сформулировать цель диссертационного исследования и задачи, которые необходимо решить для достижения этой цели.

Во второй главе выбрана структурная схема движения автомобиля и разработана математическая модель, описывающая колебания подвески легкового автомобиля.

Разнообразие динамических схем движения автомобиля практически бесконечно с точки зрения принципиального учета всех видов динамических явлений, происходящих в автомобиле, особенно, если учитывать динамические явления как в системах с сосредоточенными, так и с распределенными параметрами. Поэтому принимаемые схемы не лишены некоторых упрощений. На рис. 1 представлена динамическая схема легкового автомобиля типа ИЖ с колесной формулой 4х2 (ведущий задний мост) с рычажно-пружинной подвеской передних колес, рычажно-пружинной подвеской задних колес, учитывающая основные виды колебаний агрегатов автомобилей.

Рисунок 1 - Динамическая схема легкового автомобиля с рычажно-пружинными подвесками колес

Схема построена на основе анализа компоновки, выбранных конструкций узлов и кинематики движения агрегатов автомобиля ИЖ-2126. Кузов автомобиля (подрессоренная масса), мосты (передние и задние – неподрессоренные массы) и силовые агрегаты представляются абсолютно твердыми телами с массами, сосредоточенными в их центрах тяжести и подвешенными на упругих элементах, изображенных в виде пружин, деформирующихся только в одном направлении.

Данная схема принималась как расчетная для исследования системы «двигатель – трансмиссия – подвеска – колеса – масса легкового автомобиля». Ни жняя ч асть схемы отражает вертикальные, горизонтальные и угло вые колебания подрессоренных и неподрессорен­ных масс на под веске и шинах. Верхняя ча сть отра жает колеба­ния трансмиссии и поперечно-угловые колебания двигателя на под веске, а также поперечно-угловые колебания автомобиля с учетом реактивных моментов коробки передач (контур D1 ) и продольно-угловые колебания с учетом реактивного момента главной передачи (контур D2). Реактивный момент главной передачи Мту и сила тяги Рk воздействуют на подрессоренную массу автомобиля и обуславлива ют его колебания в продольно-угловой плоскости по координат ам X, Z, .





По выбранной структурной схеме проводилась разработка математических моделей и расчетные исследования по этим моделям собственных и вынужденных колебаний подвески легкового автомобиля.

В результате получили систему дифференциальных уравнений, описывающих свободные колебания легкового автомобиля с колесной формулой 4х2:

Здесь – эквивалентная крутильная жесткость, которая определяется из соотношения . Другие обозначения: Jп – момент инерции подрессоренной массы относительно поперечной оси, проходящей через центр тяжести автомобиля; Jдв – момент инерции вращающихся деталей двигателя, маховика и ведущих деталей сцепления; Mп – подрессоренная масса автомобиля; а – расстояние от оси передних колес до центра тяжести подрессоренной массы; b – расстояние от оси задних колес до центра тяжести подрессоренной массы; bр – плечо связи реактивного момента трансмиссии с дополнительными упругими силами; bк – плечо, определя ющее положение условной точки крепления рычагов подвески к кузову; i = iкi0; iк – передаточное отношение включаемой передачи; i0 – передаточное отношение главной передачи; Х – продольное перемещение подрессоренной массы; Xm1(2) – продольное перемещение неподрессоренной массы; Z – перемещение перпендикулярно плоскости дороги подрессоренной массы (вертикальное); Zm1 и Zm2 – вертикальные перемещения неподрессоренных масс передней и задней частей автомобиля соответственно; , – линейные ускорения подрессоренной массы; rк – радиус качения колеса; – угол, характеризующий продольно-угловые колебания подрессоренной массы; дв – угол поворота коленчатого вала двигателя; – ускорение коленчатого вала двигателя; кп – угол поворота вращающихся деталей коробки передач от первичного вала до синхронизатора; Cкп – жесткость, приведенная к крутильной, деталей коробки передач; Cэт – эквивалентная жесткость участков трансмиссии, ведущего моста и шин, приведенная к двигателю; Cкв – крутильная жесткость карданного вала; Cпш – суммарная крутильная жесткость шин и полуосей ведущего моста; , – вертикальная жесткость упругих элементов соответственно передней и задней подвесок; – жесткость на выкручивание подвески ведущего моста; – горизонтальная (продольная) жесткость направляющего устройства задней подвески ведущего моста; – горизонтальная жесткость шин ведущего моста, – вертикальная жесткость шин передней подвески.

Из системы уравнений (1) при подстано вке в них пар а­метров элементов системы определялись собст венные частоты колебаний подрессоренных и неподрессоренных масс полностью груженых легковых автомобилей с рычажно-пружинными под­весками (табл. 1).

Таблица 1

Расчетные собственные частоты для легко вого а втомобиля

ИЖ-2126 с рычажно-пру жинной под веской

Номер частоты Значение частоты, Гц. Передача Примечание
1 2 3 4
f1 1,16 1,175 1,179 1,18 Продольно-угловые колебания подрессоренной массы
f2 1,264 1,264 1,264 1,264 Вертикальные колебания подрессоренной массы
f3 2,17 3,36 4,92 6,33 Крутильные колебания системы «двигатель – трансмиссия – подвеска – колеса – масса автомобиля»
f4 10,2 10,2 10,2 10,2 Вертикальные колебания неподрессоренных масс ведущего моста
f5 12,41 12,41 12,41 12,41 Вертикальные колебания неподрессоренных масс ведомого моста


Pages:   || 2 | 3 |
 

Похожие работы:










 
© 2013 www.dislib.ru - «Авторефераты диссертаций - бесплатно»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.