Расчет амортизаторов

Амортизаторами называются специальные устройства, предназначенные для быстрого гашения колебаний корпуса (рамы) автомобиля, точнее, для рассеивания (превращение в тепло) энергии колебательного движения корпуса, возникающего под воздействием упругих элементов подвески.

В настоящее время с увеличением скоростей движения и повышением требований к плавности хода автомобилей амортизаторы стали одним из основных элементов подвесок.

Для армейских автомобилей применение амортизаторов обязательно.

Гасящее действие амортизатора обеспечивается работой трения.

В настоящее время получили распространение гидравлические амортизаторы, в которых используется сопротивление (внутреннее трение) вязкой жидкости, проходящей через ограниченное сечение - калиброванное отверстие, зазор или приоткрытый клапан.

В качестве рабочей жидкости для амортизаторов обычно применяются минеральные масла – веретенное или смесь турбинного и трансформаторного масел, реже глицериновые смеси.

Основные требования к амортизаторам:

- обеспечение заданных параметров плавности хода и эффективности гашения колебаний;

- уменьшения тряски на малых неровностях;

- разгрузка от динамических воздействий при резком перемещении колеса;

- надежность в работе, в частности стабильность действия при различных режимах движения и длительное сохранение характеристики.

Задавшись рабочим давлением жидкости и исходя из расчетной схемы амортизатора, можно предварительно определить основные размеры его деталей.

Рис. 6.13. Схемы амортизаторов

а – телескопического; б,в – рычажные (поршневые и лопастные)

 

В телескопическом амортизаторе давление жидкости под поршнем и под корпусом при ходе сжатия практически одинаково. Поэтому усилие определяется только разностью площадей сверху и снизу, т.е. площадью штока F_ш

Р_{а с} = Р_с·F_ш ,

где Р_с – давление сжатия;

При ходе отбоя давление под поршнем равно давлению в компенсационной полости, которое близко к атмосферному.

Усилие будет зависеть от давления над поршнем Р_о и рабочей площади, т.е.

Р_а.о = Р_о (F_n – F_ш) ,

где F_n – площадь поршня.

Диаметр штока берется равным 0,4 – 0,5 диаметра поршня.

Проходное сечение S для рабочей жидкости определяется ее объемным расходом Q

S = ,

где μ_о - коэффициент расхода, равный 0,60 – 0,75;

γ – плотность жидкости, г/см³;

р – давление жидкости, кг/см²;

q – ускорение силы тяжести.

Расход Q можно выразить через рабочую площадь и скорость поршня

Q = F_p · V_n/

Рабочая площадь при сжатии равна F_ш при отбое F_n – F_ш.

Остальные рабочие размеры амортизатора выбирают из конструктивных соображений.

В частности, длина определяется с учетом хода штока, зависящего от хода колеса и кинематической схемы, места и способа установки.

Компенсационный объем должен быть в два – четыре раза больше объема штока.

При постоянном проходном сечении усилие, действующее на шток можно определить

Р_а =

Суммарная поверхность охлаждения амортизаторов, работающих на минеральных маслах не должна превышать 100 -140^о С.