Теоретическое исследование влияния характеристик и состояния рулевого привода на эксплуатационные свойства автомобилей

Носенков

ым M.A. [4] отмечено, что с ростом чувствительности к повороту руля улучшаются все показатели управляемости, это соответствует также выводам Гинцбурга Л.Л. При этом, несмотря на значительное повышение чувствительности исследованного автомобиля к повороту руля, предельная величина, превышение которой приводит к существенным колебаниям автомобиля, т.е. ухудшению управляемости, не обнаружена. Однако она ограничена усилием на рулевом колесе до 60-80 Н.

Если измерить величину недостаточной поворачиваемости отношением разности углов увода осей к базе автомобиля при заданном боковом ускорении, то её рациональная величина, согласно работе Певзнера Я.М., при условии линейности стационарных характеристик будет [8]:

. (55)

Очевидно, что критерий качества РП влияет на угол и скорость корректирующих поворотов руля. Это влияние может быть оценено, используя рекомендации Гинцбурга Л.Л. [2, 8].

Характеристики и состояние РП влияют также и на усилие на рулевом колесе, в том числе и при установившемся круговом движении, что является оценочным параметром стабилизирующего свойства рулевого управления. Фаробин Я.Е. указывает нормированные пределы усилия на рулевом колесе от 60 до 120 Н при боковом ускорении 4 м/с2 и скоростях движения 40 и 80 км/час. Нижний предел связан с порогом различимости, верхний - интенсификацией физической усталости водителя.

Значимое влияние на реакции автомобиля. на управление оказывает исследованный ранее момент сил трения в рулевом приводе, на что указано Иларионовым В. А. [3], отметившем также его положительное влияние на стабилизацию управляемых колёс и курсовую устойчивость.

4. Исследование процесса изменения эксплуатационного состояния рулевого привода и эксплуатационных свойств автомобилей

Граф-модель эксплуатационного состояния рулевого привода была реализована в форме детерминированной математической модели на ЭВМ «ЕС- 1020» в вычислительном центре Шахтинского научно-исследовательского угольного института им. А.М. Терпигорева. При этом были использованы стандартные программы из математического обеспечения ЭВМ.

Принципиальная блок-схема алгоритма моделирования приведена в Приложении Б. Учитывая, что граф-модель эксплуатационного состояния РП показывает связи между факторами, аих математическое описание рассмотрено ранее подробно, основной алгоритм из-за значительного объёма не приводится. Рабочая программа моделирования процесса изменения эксплуатационного состояния РП и эксплуатационных свойств автомобилей, разработанная на базе граф-модели рулевого привода, была составлена автором совместно с кандидатом технических наук Науменко В.И.

Моделирование производилось по циклам, воспроизводящим режимы движения и другие эксплуатационные факторы, путём перебора совокупностей факторов, определяющих характеристики и состояние рулевого привода. В каждом случае определялись величины критерия качества РП, а затем оценивалась степень и характер его влияния на изменение рассмотренных ранее эксплуатационных свойств. Причём, результаты анализировались с точки зрения возможности одновременного действия отдельных факторов по физической сущности рабочих процессов в РП.

Исходные данные для моделирования, включающие средние величины интервал и шаг варирования параметров автомобиля и начальных условий, приведены Приложении В. Рабочая программа моделирования предусматривала распечатку рекомендаций по поддержанию заданного уровня эксплуатационного состояния РП по критериям эксплутационных свойств (Приложение Д).

4.1 Определения значимости влияния конструктивных и эксплуатационных факторов граф-модели на критерий качества рулевого привода

Величины критерия качества РП определялись при наибольших, взятых для моделирования, значениях конструктивных и эксплуатационных факторов и округлялись в сторону увеличения с учётом превышения принятых допустимых величин перечисленных факторов на 10-15%.

По результатам моделирования были построены диаграммы значимости («веса») влияния каждого фактора на величину критерия качества РП, приведённые на рисунках 13 и 13 при условии действия в рулевом приводе экстремальной нагрузки 100 даН.

Так, из рисунка 13 следует, что значимость влияния угла увода эластичной шины в 3 раза превышает влияние следующих факторов, задаваемых при проектировании: стабилизирующего момента, среднего угла поворота и соотношения углов поворота управляемых колёс. Затем следуют начальные углы схождения и продольного наклона шкворня, упругость РП и осевое биение диска и шины.

Менее значимы начальные углы развала и поперечного наклона шкворня, статический прогиб передней подвески и жёсткость пружины рулевого шарнира, при потере которой смещение в кинематической цепи рулевого привода достигает 1,5 мм.

Влияние эксплуатационных факторов на критерий качества РП более равномерно (рис. 14), а наиболее значимы пробег автомобиля, зазоры в кинематической цепи РП, потеря жёсткости (поломка) пружин рулевых шарниров, усилие в рулевом приводе (при торможении), наличие и величина дисбаланса управляемых колёс и скорость движения автомобиля в продольном направлении. Менее существенна значимость влияния изменения углов развала колёс, наклона кузова и поперечного профиля дороги.

Рис. 13. Диаграмма значимости влияния конструктивных факторов на критерий качества рулевого привода при усилии 100 даН

Рис. 14 Диаграмма значимости влияния эксплуатационных факторов на критерий качества рулевого привода при усилии в нём 100 даН

Таким образом, критерий качества РП в большей степени определяется конструктивными факторами и может быть использован при оценке конструкции рулевого привода на стадии проектирования. Однако совместное влияние эксплуатационных факторов также существенно. Критерий качества РП позволяет оценить как характеристики, так и состояние РП.

4.2 Исследование динамики изменения критерия качества РП

Известно, что большая часть транспортной работы совершается автомобилем в режиме движения по траектории, близкой к прямолинейной [171]. В этом случае основными факторами, определяющими величину критерия качества РП будут усилие в рулевом приводе, упругость и величина зазоров в его подвижных сопряжениях. При этом усилие в РП также является функцией перечисленных ранее конструктивных и эксплуатационных факторов

Учитывая, что экспериментальные зависимости изменения критерия качества РП от перечисленных факторов имеют два экстремума, а также то, что описание этого изменения аналитически представляет значительные трудности [64] алгоритмом моделирования процесса изменения эксплуатационного состояния рулевого привода предусмотрен подбор аппроксимирующего выражения (3.30 и 3.31).

 Скачать реферат