Виброизоляция сиденья самоходной машины

10.3 Виброизоляция сиденья самоходной машины.

Пассивная виброизоляция (виброзащита) – это виброизоляция, не использующая энергию дополнительного источника.

Сиденья в самоходных строительно-дорожных машинах, грузовых автомобилях и тракторах должны обеспечивать санитарно-гигиенические условия для длительной работы водителей. Сиденье должно смягчать толчки и удары и часть вибраций, превышающую гигиенические характеристики и нормы вибрации по ГОСТ 12.1.012-78*.

Учитывая, что утомляемость оператора во многом зависит от положения его во время работы, исследованиями установлено, что сидение должно быть регулируемым, мягким и подрессоренным. Горизонтальное, продольное перемещение должно быть не менее 150 мм, вертикальное не менее 80 мм, вертикальное перемещение спинки не менее 60 мм, а угол ее наклона не менее 10˚.

Типовая схема подрессоривания сиденья водителя (рис.4) состоит из следующих элементов: направляющего механизма 1, состоящего из параллелограмных рычагов и обеспечивающих стабильность вертикального положения корпуса водителя при колебании машины. Направляющий механизм, соединяющий посадочное место водителя с рамой ходовой части машины, выполняет роль кинематической и силовой связи; пружины 3, снижающей амплитуду колебаний сиденья от колебаний машины при передвижении по неровностям дороги; регулировочного винта 4 для изменения жесткости пружины в зависимости от массы тела водителя; гидроамортизатора 2, поглощающего колебания сиденья при передвижении машины по неровностям дороги.

Схема гидроамортизатора показана на рис.5. При переезде препятствий на неровностях пути возникают резкие колебания рамы ходовой части, в результате чего сопротивление гидроамортизатора возрастает. Это сопротивление вызвано тем, что жидкость в нем не успевает проходить через отверстия 1 в поршне 2. В результате возникающего гидравлического торможения колебания сиденья гасятся.

 Схема гидроамортизатора.Рис.10.1

10.4 Устойчивость легкового автомобиля.

Исходные данные для расчета:

Легковой автомобиль ЗАЗ – 1102: G_a=5770 Н; a= 1390мм; b=930 мм; h_G=464 мм; L=2320 мм.

10.4.1 Расчет на продольную устойчивость.

Продольная устойчивость автомобиля без прицепа обеспечивается тогда, когда подъем или уклон его (рис.1) не превышает предельного угла α, при которых заторможенный автомобиль не опрокинется. При подъеме он может опрокинуться вокруг точки 0. В этом случае возникает опрокидывающий момент силы тяжести М=Gsinα_nb. Машина будет находиться в состоянии устойчивости в том случае, пока удерживающий момент силы тяжести М=Gcosα_nb будет больше опрокидывающего момента, т.е.

 Gsinα_nh_G ≤ G_acosα_nb,

где G_a – вес машины с грузом, Н;

 h_G– высота центра тяжести, м;

 a,b – соответственно расстояние от передней и задней оси до вертикали, проходящей через центр тяжести, м;

 α_n– угол подъема, град.

На подъеме автомашина будет находиться в состоянии устойчивости, если соблюдается условие:

tgα_n = b/h_G = 930/464 =4,766; α_n =63º30′.

На уклоне, аналогично предыдущей зависимости, имеем:

tgα_n = b/h_G =1390 /464 = 2,9957; α_n =71º35′.

Расчетные углы, обеспечивающие устойчивость, будут значительно мень­шими, если при спуске автомобиля во­дитель резко тормозит, а при подъеме делает резкий рывок с места.

В действительности автомобили крайне редко опрокидываются; чаще у них буксуют ведущие колеса, в результате чего машины сползают. В этом случае предельный угол автомобиля, при котором исключается буксование колес:

α_бук=31º40′

где φ_x– коэффициент сцепления шин автомобиля;

 L – база автомобиля;

10.4.2 Расчет на поперечную устойчивость.

Часто нарушение устойчивости проявляется в боковом скольжении колес или опрокидываний автомобиля в плоскости, перпендикулярной продольной оси. Возмущающими силами могут быть: составляющая силы инерции, поперечная составляющая силы тяжести G_asinβ, возникающая в результате поперечного наклона дороги на угол β, аэродинамическая сила.

 Поперечная устойчивость автомобиля характеризуется предель­ным углом (рис. 2) при движении машины поперек уклона:

Во избежание аварий при движении автомобилей по кривой необходимо выдерживать следующие радиусы поворота:

1) по условию, при которых возникает боковое скольжение колес:

где R_min– минимальный радиус поворота по кривой, м;

V_a– скорость движения автомобиля, км/ч;

g– ускорение силы тяжести, м/с²;

β– угол бокового наклона дороги, град.

Если движение происходит на горизонтальной дороге, то β=0, тогда минимальный радиус поворота находится:

2). по условию, при которых происходит боковое опрокидывание:

На горизонтальной дороге при β=0:

Если рассматривать круговое движение на горизонтальной дороге и учитывать смещение центра масс только в результате крена подрессоренной массы, не учитывая поперечного наклона за счет радиальных деформаций шин, то смещение центра масс автомобиля, вызванное креном подрессоренной массы, несколько отличается от смещения центра подрессоренной массы. Согласно нормативным требованиям, ψ_{кр max}<6º. C учетом крена подрессоренной массы получим: