Анализ влияния сопротивления амортизатора на сохранность груза, безотрывное качение колеса и потери энергии в подвеске автомобиля

Введение. Целью статьи является рассмотрение влияния демпфирования в амортизаторе на сохранность груза, безотрывное качение колеса и потери энергии в подвеске автомобиля.

Материалы и методы. Рассмотрение основано на анализе амплитудно-частотных характеристик двухмассовой модели автомобиля и зависимости работы амортизатора за цикл колебаний от частоты кинематического воздействия.

Результаты. В статье приведена расчетная схема и уравнения динамики двухмассовой колебательной системы, эквивалентной автомобильной подвеске. Рассчитаны частоты, при которых пересекаются амплитудно-частотные характеристики для различных уровней демпфирования (инвариантные точки) в двухмассовой колебательной системе. Предложено понятие «относительная работа амортизатора за цикл колебаний» и приведена формула для расчета относительной работы амортизатора в двухмассовой колебательной системе. Проведён сравнительный анализ графиков, характеризующих плавность хода, безотрывное качение колеса и потери энергии в подвеске.

Обсуждение и заключение. Выявлено, что существенные противоречия между этими требованиями возникают только вблизи второго резонанса подрессоренной массы, при увеличении частоты колебаний в зарезонансной зоне эти противоречия сглаживаются.

1. Хачатуров А. А. Динамика системы «дорога - шина - автомобиль - водитель» / А. А. Хачатуров, Л. В. Афанасьев, В. С. Васильев [и др.]; под ред. А. А. Хачатурова. М.: Машиностроение, 1976. 535 с.

2. Ротенберг Р. В. Подвеска автомобиля. Колебания и плавность хода. 3-е изд. М.: Машиностроение, 1972. 392 с.

3. Дербаремдикер А. Д. Гидравлические амортизаторы автомобилей. М.: Машиностроение, 1969. 236 с.

4. Дербаремдикер А. Д. Амортизаторы транспортных машин. М.: Машиностроение, 1985. 200 с.

5. Ротенберг Р. В. Подвеска автомобиля и его колебания. 2-е изд. М.: Машгиз, 1960. 356 с.

6. Ден-Гартог, Дж. П. Механические колебания. М.: Физматгиз, 1960. 580 с.

7. Яценко Н. Н., Прутчиков О. К. Плавность хода грузовых автомобилей. М.: Машиностроение, 1969. 219 с.

8. Силаев А. А. Спектральная теория подрессоривания транспортных машин. М.: Машиностроение, 1972. 192 с.

9. Барский И. Б., Анилович В. Я., Кутьков Г. М. Динамика трактора. М.: Машиностроение, 1973. 280 с.

10. Успенский И. Н., Мельников А. А. Проектирование подвески автомобиля. М.: Машиностроение, 1976. 168 с.

11. Фролов К. В., Фурман Ф. А. Прикладная теория виброзащитных систем. М.: Машиностроение, 1980. 276 с.

12. Вонг Дж. Теория наземных транспортных средств: пер. с англ. М.: Машиностроение, 1982. 284 с.

13. Рябов И.М. Распределение энергии в цикле колебаний подвески АТС // Справочник. Инженерный журнал. 1998. № 4. C. 31-33.

14. Рябов И. М., Чернышов К. В., Поздеев А. В. Energy Analysis of Vehicle Suspension Oscillation Cycle // Procedia Engineering. Vol. 150: 2nd International Conference on Industrial Engineering (ICIE-2016) / ed. by A.A. Radionov. [Elsevier publishing], 2016. P. 384-392.

15. Ryabov I. M., Novikov V.V., Pozdneev A.V. Efficiency of Shock Absorber in Vehicle Suspension // Procedia Engineering. Vol. 150: 2nd International Conference on Industrial Engineering (ICIE-2016) / ed. by A.A. Radionov. [Elsevier publishing], 2016. P. 354-362.

16. Рябов И. М. Методика определения условий и продолжительности отрывов колес автомобиля от дороги // Энерго- и ресурсосбережение: промышленность и транспорт / Волгоградский государственный технический университет. Волгоград, 2017. С. 36-43.

17. Novikov V. V., Pozdneev A. V., Chernyshov K. V., Ryabov I. M., Diakov A., Chutkov K. Analysis of the current state of research in the field of improving the smooth ride of vehicles equipped with suspension // IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. Vol. 820: Design Technologies for Wheeled and Tracked Vehicles (MMBC) 2019 (Moscow, Russian Federation, 1-2 October, 2019). [IOP Publishing], 2020. 8 p. https://doi.org/10.1088/1757-899X/820/1/012035. URL: https://iopscience.iop.org/issue/1757-899X/820/1.

18. Новиков В. В. Виброзащитные свойства подвесок автотранспортных средств: монография / В. В. Новиков, И. М. Рябов, К. В. Чернышов; ВолгГТУ. 2-е изд., испр. и доп. Москва; Вологда, 2021. 384 с.