Politechnika Warszawska

Samochody i Maszyny Robocze

Instytut Pojazdów

Dynamika Pojazdów

Grupa 4.4

Rok akademicki 2011/2012

Janusz Skaczkowski

Rafał Skórzyński

Wyznaczanie częstości drgań własnych samochodu Łada Samara typ 2109

Prowadzący:

prof. dr hab. inż. Wiesław Grzesikiewicz

Warszawa 2012

1.     Samochód badawczy

Modelem badań będzie samochód marki Łada

Rys. 1. Podstawowe wymiary obiektu badawczego

·         położenie środka masy C:

·         Masa przypadająca na oś przednią:

mp = 55% · 920 = 506 [kg]

·         Masa przypadająca na oś tylną:

mt = 45% · 920 = 414[kg]

1.1.   Zawieszenie przednie

Rys. 2. Zawieszenie przednie

1.2.  

Zawieszenie tylne

Rys.3. Zawieszenie tylne

Rys.4. Zawieszenie tylne

2.     Model obliczeniowy

Jako model obliczeniowy przyjęto płytę prostokątną o masie m i pomijalnie małej grubości (rys. 4). Zawieszono ją w narożach na czterech sprężynach. Model jest obdarzony trzema stopniami swobody – przemieszczeniem wzdłuż osi z oraz obrotami wokół osi x i y.

Rys. 5. Model pojazdu o trzech stopniach swobody

3.     Obliczenia sztywności zawieszenia

Sztywność sprężyn rzeczywistych oblicza się na podstawie porównania ich energii potencjalnej z energią potencjalną sprężyn teoretycznych. W tym celu wprowadzono w miejsce koła teoretyczną sprężynę, której sztywność wyliczono z założonej wstępnie częstości drgań własnych nadwozia f = 1 [Hz] (częstość taka zapewnienia komfort pasażerom podczas jazdy).

3.1. Sztywność zawieszenia kół w modelu teoretycznym

Rys. 6. Schematy do obliczeń sztywności sprężyn
 

Częstość drgań własnych ciała wyraża się wzorem:

f=12πkm [Hz]
Stąd wynika zależność na sztywność zawieszenia:

k=4∙π2∙f2∙m

gdzie:

m – masa pojazdu przypadająca na jedno koło (odpowiednio osi przedniej lub tylnej)

              f   –  częstotliwość drgań własnych nadwozia (1 [Hz])

Otrzymano:

·         dla zawieszenia przedniego:                            kkp=1,9976∙ 104 Nm

·         dla zawieszenia tylnego:                                   kkt=1,6344∙ 104 Nm

3.2.  Obliczenia sztywności rzeczywistych elementów zawieszenia

3.2.1. Sztywność sprężyn zawieszenia przedniego

·                    długość wahacza:                                                                     lw = 0,32  [m]

·                    odległość mocowania kolumny od zwrotnicy:                  la = 0,20 [m]

·                    kąt odchylenia kolumny:                                                         α = 4 [°]

Rys. 7. Schemat kinematyczny zawieszenia osi przedniej samochodu Łada
 

Kolumna zamocowana jest bezpośrednio do zwrotnicy w punkcie A (rys. 7). Dlatego skok koła przedniego zkp jest równy skokowi punktu A do punktu A’. Ugięcie sprężyny zsp jest więc różnicą odległości AB i A’B.

...