Мотор-колесо специальной подвижной установки
Дипломная работа - Разное
Другие дипломы по предмету Разное
ордовой оболочки), а в камере 5 верхняя часть заполнена газом, а нижняя - жидкостью. Так же на рисунке выделены черным цветом клапанные коробки, верхняя работает на сжатие, а нижняя при ходе на отбой.
Камера 2 соединена с пневмосистемой посредством клапанов. Это позволяет изменять давление в этой камере. При изменении давления в камере 2 также изменяется и давление в камере 1. Поскольку суммарная сила давления на поршень в статическом случае равна соответствующей части веса ППУ, это приведет к увеличению клиренса ППУ и сжатию газа в камере 5. При этом увеличится жесткость подвески и вибрация корпуса ППУ, однако уменьшится вероятность пробоя (возрастет работа сил сжатия) и увеличится проходимость ППУ. В дальнейшем будем обозначать значения координаты s, соответствующие статическому положению подвески при минимальном и максимальном клиренсе через и соответственно. Соответствующие давления в камерах 1 и 4 обозначим через , , и .
Вначале рассмотрим упругую характеристику подвески. Такая характеристика реализуется при сравнительно медленной деформации подвески, когда можно не учитывать перепад давления в клапанных коробках. Вместе с тем, будем учитывать, что при сжатии и расширении газа тепло не успевает полностью отводиться или подводиться к газу. В этом случае изменение давления газа подчиняется уравнению политропы:
.(1*)
Здесь pi и pi0 - текущее и начальное давления в i-й камере, Vi и Vi0 - текущий и начальный объем газа в i-й камере, n - показатель политропы. Его значение, строго говоря, зависит от скорости процесса. Для медленных процессов он близок к 1, а для быстрых стремится к коэффициенту адиабаты данного газа. Обычно для автомобильных подвесок с газовыми камерами принимают . Жидкость при проведении расчетов будем считать несжимаемой.
При определении статической характеристики подвески можно считать, что перепад давления на клапанных коробках равен нулю, т.е.:
.
Обозначим через F1 и F4 площади поперечных сечений камер 1 и 4. Тогда сила, создаваемая подвеской, определяется по формуле:
,
где - атмосферное давление.
При статическом положении подвески ее реакция равна доле веса ППУ, приходящейся на данное колесо G. Поэтому справедливо равенство:
.
Здесь рассмотрено произвольное статическое положение s0 .
При смещении подвески от положения равновесия s0 в произвольное положение s (для определенности положим s-s0>0) происходит перетекание жидкости из камеры 2 в камеру 1 и из камеры 4 в камеру 5. В результате в камере 2 происходит расширение, а в камере 5 - сжатие газа. Изменение объемов, занимаемых газом, в этих полостях описывается зависимостями:
.
Здесь V2, V20, V5, V50 - текущие и начальные значения объемов газа в камерах 2 и 5.
В соответствии с выражением (*) давления в камерах 1 (2) и 4 (5) примут вид:
. (2**)
Таким образом, характеристика подвески при неработающей дополнительной камере вытеснения или при ее отсутствии имеет вид:
.
.
Рис. 10 Упругая характеристика гидропневматической подвески
Следует отметить, что в зависимости от значения статического клиренса, определяемого величиной s0 (), реализуется семейство характеристик. Величины p10, V20, p40 и V50 в этом случае также будут другими. Для произвольного значения s эти величины можно определить по следующим формулам. Из условия несжимаемости жидкости:
,
где V5max - объем газовой полости в камере 5 при пробое подвески (в этом случае величина V5 принимает максимальное значение).
Давление в нижней камере определяется из уравнения Менделеева-Клапейрона:
Здесь - масса газа во внутренней камере 5, - газовая постоянная, - температура газа. Следует отметить, что при изменении клиренса (наддутии или стравливании газа в камере 2) сжатие и расширение газа в камере 5 происходит по изотермическому, а не политропическому закону и вместо формулы (**) при изменении клиренса от s0 до s/0 можно записать:
Из условия статического равновесия можно определить давление в верхней камере, необходимое для поддержания данного клиренса:
.
Объем газа в камере 2 рассчитывается из условия несжимаемости жидкости:
(Далее рассмотрим демпфирующую характеристику гидропневматической подвески. Появление дополнительной демпфирующей силы связано с появлением перепада давления между камерами, в которых сжимается или расширяется газ (2, 5) и камерами, в которых создается непосредственное давление на поршень (1, 4). Этот перепад вызван потерей полного напора при течении через гидравлическое сопротивление - отверстие (дроссель) или клапан.
В рассматриваемой схеме используются 2 клапанных коробки. Каждая из коробок состоит из перепускного клапана, обратного клапана и, возможно, дополнительного отверстия (дросселя). При движении неподрессоренной массы вверх (сжатие подвески) жидкость перетекает из камеры 1 в камеру 2 через перепускной клапан и дроссель верхней клапанной коробки, а из камеры 5 жидкость засасывается в камеру 4 через обратный клапан и дроссель.
При движении неподрессоренной массы вниз (работа подвески на отбой) жидкость из камеры 5 выдавливается через перепускной клапан и дроссель нижней клапанной коробки, а из камеры 2 жидкость засасывается через обратный клапан и дроссель верхней клапанной коробки в камеру 1. Таким образом, демпфирование реализует?/p>