Характеристика амортизатора и определение его геометрических параметров.

Характеристика амортизатора называется зависимость его силы сопротивления от скорости движения поршня относительно цилиндра. Она изображается графически в координатах Ра – Vn .Несимметричная характеристика амортизатора с разгрузочными клапанами показана на рис.

 

Усилия в амортизаторе Ра определяются для телескопического амортизатора, установленного под углом:

Зависимость силы на штоке амортизатора от скорости относительно перемещения штока и цилиндра рассчитывается в общем случае по формулам:

а) На начальном участке:

Где РN – сила на штоке амортизатора на начальном участке, Н;

Vn - скороость поршня, см/с;

Кан –коэффициент сопротивления амортизатора на начальном участке до открытия клапана, Н с/см;

n – показатель степени, принимаемый при инженерных расчётах n=1.

б) на клапанном участке:

Где Рн – сила сопротивления амортизатора в момент открытия клапана, Н;

Кан- коэфициент сопротивления амортизатора на клапанном участке, Н с/см ;

Рис2.5.

 

V¢n –критическая скорость поршня , соответствующая открытию клапана, V¢n=20¸30 см/с; V¢n=30 см/с.

Скорость поршня принимается в расчётах равной 50-60 см/с. При значительной скорости колебаний на ходе сжатия и отбоя открываются разгрузочные клапаны (т. 1 и 2 характеристики амортизатора).

Для двухстороннего амортизатора:

Где d - угол наклона амортизатора, d=40;

Находим силу сопротивления амортизатора в момент открытия клапанов (V¢n=30 м/с и n=1,0):

Принимаем:

Далее найдём Рсжк и Ротбк по формулам:

При выборе основных размеров амортизатора пользуются расчётной мощностью Nрасч, соответствующей скорости поршня амортизатора Vn=20¸30 см/с, причём последняя цифра характеризует весьма напряжённый режим. Мощность, поглощаемую амортизатором, можно подсчитать по формуле:

Зная расчётную мощность амортизатора, можно рассчитать работу L,поглощенную амортизатором за время t = 1 час и перешедшую в тепло:

L=Nрасч t , Н м (2.26)

L=81.9*3600=294840Нм

Из уравнения теплопередачи, ограничивая температуру жидкости внутри амортизатора, можно представить его основные размеры (рис2.):

Где a - коэффициент теплопередачи, равный 200 кДж/м r кал, (50¸70 ккал/м r с);

F – поверхность наружных стенок амортизатора, м;

tmax - максимальная допустимая температура наружных стенок амортизатора при работе в течение часа, равная 100°С;

tо – температура окружающей среды (берётся обычно to=20°C).

Для телескопического амортизатора площадь наружных стенок амортизатора:

Где Д – наружный диаметр цилиндра;

l - длина резервуара , которая обычно определяется по конструктивным соображениям.

Диаметр рабочего цилиндра амортизатора определяется по формуле:

Где Рам-давление в амортизаторе , равное ( 2,5-5,0 )*10 Па ;

Fвн - площадь по внутреннему диаметру стенки амортизатора , равная:

Fш - площадь в сечении по штоку, равная:

dц и dш -диаметр цилиндра и штока, dш=0,5dц ,м;

В результате преобразований и вычислений найдем:

В результате преобразований получим:

Наружный диаметр амортизаторов:

Где d - толщина стенки, равная 2,55 мм.

Конструктивную длину амортизатора найдем по формуле:

Ход поршня:

 

Амортизатор и его основные параметры.

Рис 2.6.

Расчет амортизатора на прочность.

Запас прочности по напряжениям изгиба: ss=st=1600,0 Мпа; smax=700 Мпа

Запас прочности по напряжениям кручения: ts=tt=700 Мпа; tmax=50 Мпа.

Общий запас прочности:

Полученный общий запас прочности позволяет сделать следующий вывод:

- общий запас прочности n>2.0, будет обеспечена прочность амортизатора.

Список литературы

1. Автомобиль (учебник водителя третьего класса). Калисский В. С., Манзон А. И. и др.- М.: Транспорт, 1970.- 384с.

2. Автотранспортные средства: Методические указания к выполнению курсового проекта.- Вологда: ВПИ, 1986, 36с.

3. Цимбалин В.Б., Успенский И.Н. Атлас конструкций. Шасси автомобиля - Москва: «Машиностроение», 1977, 106с.

4. Баринов А. А. Элементы расчета агрегатов автомобиля: Учебное пособие.- Вологда: ВоПИ, 1994.- 132с.

5. Краткий автомобильный справочник.- 10-е изд., перераб. и доп.- М.: Транспорт, 1984.- 220с.

6. Осепчугов В. В., Фрумкин А. К. Автомобили: Анализ конструкций элементов расчета. - М.: Машиностроение, 1989.- 304с.

7. Теория эксплуатационных свойств АТС. Тягово-скоростные свойства. Методические указания к практическим занятиям для студентов специальности 150200.- Вологда: ВоГТУ.- 2000.- 46с.