vercar › Blog › Підвіска. Лікнеп. Частина I.

Деякі думки з приводу підбору пружних елементів підвіски (теза з приводу «власних думок» - див. Частину I – в силі). та відбою, стабілізатори). Почну з основних. Основний параметр УЕ (пружного елемента, скорочення далі за текстом) - жорсткість - порахувати, в принципі, просто, якщо відомо розподіл подрессоренной маси, а також частота власних коливань (одномасова модель зі шкільного курсу фізики). Маса, зазвичай - «Де факто» (якщо тільки не йдеться про розробку нового автомобіля, тоді - розрахунковим шляхом). задньої підвіски - 1,2...1,8 Гц. На вибір частоти власних коливань задньої підвіски накладаються певні умови. Перше, і я вважаю головне - це умова резонансу. Через пов'язаність коливань, для виключення резонансного ефекту, частота коливань задньої підвіски повинна бути, як мінімум, на 20% більше, ніж частота передньої (коректно для класичного передньомоторного компонування). До речі, у цьому питанні має місце (принаймні, мав до кінця 90-х) «фірмовий» підхід до вибору значень, як частоти, так і співвідношення частот передньої та задньої підвісок («фірмовий» — мається на увазі інформація для службового користування) у автовиробників). вони менш значущі, тому опускаю (щоб «голову не забивати…»). Отримані таким чином розрахункові значенняжорсткості передньої та задньої підвісок є, так звані, наведені вертикальні жорсткості. Чи не плутати з жорсткістю УЕ. Часто (а практично завжди) їх значення відрізняються (іноді, в рази). В основному, це пов'язано з передатним ставленням (передавальне відношення по ходу – це відношення переміщення центру колеса до відповідної деформації УЕ). Установка УЕ з передавальним ставленням може бути обумовлена різними причинами: економія простору в робочій зоні колеса, зниження металомісткості, «агрегатованість» та ін. Зазвичай беруть миттєве значення в положенні «статика» (теж цікаве питання – «статика» для якого вагового стану? Ну гаразд – це я так, відволікся). Ще нюанс, який можна враховувати, а можна опустити. наведеної вертикальної жорсткості збільшується через динамічне навантаження шарнірів (особливо, з сильним заневоливанием гуми - т.зв. сайлент-блоки) в напрямному апараті підвіски (додаткові зусилля при ходах відбою/стиснення). Збільшення – це близько 5…12%. На цю величину потрібно зменшити (або не зменшувати - вирішує кожен, індивідуально, виходячи з умов задачі) значення жорсткості УЕ. І так, вважатимемо, що жорсткість УЕ розрахована (далі за текстом, для зручності, УЕ - пружина). Визначитись з ходами передньої та задньої підвісок, у першому наближенні, не складно, якщо відомі СКЗ висоти нерівностей дорожнього покриття та динамічний коефіцієнт. Динамічний коефіцієнт, зазвичай, вибирається рівним 2. Що це означає. Наприклад, в «статиці», вага, що припадає на одне колесо, дорівнює М. При динамічному коефіцієнті 2 – максимальне розрахункове навантаження при повному ході стиснення дорівнюватиме 2М. Це, так би мовити, силоваскладова розрахунку, як вона враховується - трохи пізніше. СКЗ (середньоквадратичне значення) висоти нерівностей дорожнього покриття теж, в принципі, визначити не складно - воно наводиться в паспорті або сертифікаті на ділянку дороги (якщо тільки дороги будують відповідно до стандартів - до наших доріг це стосунку не має). Далі. У ТЗ (тех. завданні) на проект обговорюється перелік дорожніх покриттів (асфальт, ґрунт), а також процентний розподіл пробігу ними. З усього спектра вибирається максимальне значення, множиться на 3 - ось, в принципі, хід стиснення, але це теоретично. Зазвичай використовують «фірмові», роками напрацьовані та перевірені цифри (або орієнтуються за аналогами). З ходом відбою справа простіше. Хід відбою зазвичай вибирають не менше 65...70 мм. Основні обмеження – робочі діапазони кутів шарнірів приводів, карданів, кульових опор тощо. Невеликий відступ. Наведена вертикальна жорсткість, графічно, зображується, лінією в координатах Х (хід підвіски, мм)/Y (вагове навантаження, кг або Н). Якби вертикальна жорсткість визначалася тільки жорсткість пружини, то, спрощено, її можна уявити, як пряму лінію, тангенс кута нахилу якої дорівнює жорсткості пружини (з урахуванням передатного відношення). Мал. 1.

Тепер, на прикладі цього графіка, спробуємо довести міркування до якогось логічного завершення. Для простоти - по передній підвісці. Отже, на графіці потрібно відзначити дві точки на осі Y - вага, що припадає на одне колесо, для двох вагових станів ("водій" і "повністю завантажений", різниця менше, ніж на задній підвісці, але вона є). Проводимо із цих точок горизонтальні лінії, до перетину з графіком вертикальної жорсткості, з точок перетину – вертикальні, до осі Х. Від першої точки на осіХ («водій») до початку координат – хід відбою (напевно, вийде великим – обмежуємось 65…70 мм, див. вище). Переходимо до ходу стискування. Від другої точки на осі Х («повністю завантажений») відкладаємо розрахунковий хід стиснення (3*СКЗ або «фірмовий», а для прикладу – ті ж 65 … 70 мм) – це максимальний стиск підвіски. Настав час врахувати силову складову - максимальне розрахункове навантаження при повному стисканні. Відкладаємо на осі Y значення 2М, проводимо вертикальну лінію. З точки на осі Х для максимального стиску проводимо вертикальну лінію. Як очевидно з графіка, при обраному динамічному коефіцієнті, величини ходу стискування вочевидь мало (дуже велика ймовірність, про «пробою»). Выход? Компенсувати недостатню енергоємність підвіски додатковим пружним елементом (наприклад, буфером стиснення). Підібрати (або розрахувати) буфер стиснення з необхідними (для цієї підвіски) параметрами, в принципі, так само не складно. При розрахунку (або підборі) бажано мати на увазі умову, що робочою зазвичай вважається максимальна деформація до 1/3 від вільної висоти буфера (справедливо для буферів з пінополіуретану, що широко застосовуються в підвісках автомобілів як додатковий пружний елемент). А також те, що буфер стиснення може бути встановлений з передатним ставленням. Якщо необхідності в додатковому пружному елементі немає, то зазвичай встановлюють гумовий буфер (відбійник) для виключення жорсткого замикання підвіски. Ну от, десь так виглядає процес. На рис. 2 представлена характеристика наведеної вертикальної жорсткості підвіски в остаточному вигляді (ну, можливо тільки без урахування гістерезису - сухе тертя). За цією характеристикою вже можна вважати пружину, буфер, а далі - креслення, і у виробництво. Ще кілька слів з приводухарактеристики для задньої підвіски В принципі, підхід такий самий. Але, тільки в принципі... Дві точки для вагового навантаження - "водій" і "повністю завантажений" - різниця, практично завжди, значна (до 100%). Внаслідок цього доводиться значно збільшувати загальний хід. З іншого боку, помітно змінюється співвідношення власних частот. Ну, ще мають місце різні негативні моменти, пов'язані з помітною зміною статики (поки опущу). Так рішенням, певною мірою, цих проблем може бути застосування пружини з прогресивною характеристикою жорсткості. Бажана прогресивна зміна жорсткості після точки «водій» можна розрахувати з умови сталості обраної частоти власних коливань для задньої підвіски, при зміні вагового навантаження (до «цілком завантажений»). Ну, і ще, так, для прикладу. Точно вже не пам'ятаю, але, на мою думку, на Гольф II (початок 80-х) у задній підвісці, на додаток до пружини з лінійною характеристикою, на шток амортизатора, встановлювався буфер стиснення (пінополіуретановий), висотою 180 мм (прогресивна характеристика) вертикальної жорсткості). Перевірюся на цьому (втомив, напевно). Продовжу пізніше, про інші аспекти при підборі пружних елементів (Можливо. За умови, що інтерес до теми ще залишиться). Все ще сподіваюся, що був, хоч чимось, корисний.