Методика расчета характеристик одноуровневых пневматических упругих элементов с противодавлением

Введение. Грузовые автомобили, как правило, имеют значительную разницу между снаряженной и полной массами. Классические подвески с винтовыми пружинами или листовыми рессорами не позволяют обеспечить приемлемые значения статического хода и жесткости подвески при различной загрузке машины, а пневматические упругие элементы, несмотря на сравнительную простоту, реализованы, в основном, только на зарубежных образцах техники, причем пневматические упругие элементы с противодавлением и вовсе обделены вниманием со стороны конструкторов. Одним из определяющих факторов для эксплуатантов грузовой техники является приемлемая вибронагруженность места водителя. Для грузовых автомобилей, имеющих грузоподъемность, сравнимую с их снаряженной массой или даже превышающую ее, движение без груза по дорогам общего пользования, в особенности с грунтовым покрытием, сопровождается при использовании подвесок с металлическими упругими элементами значительными уровнями виброускорений.

Цель исследования. Целью настоящей работы является снижение вибронагруженности места водителя за счет рационального выбора характеристик системы подрессоривания с пневматическими упругими элементами с противодавлением, обеспечивающими ненулевой статический ход и удовлетворительные значения жесткости подвески в снаряженном и нагруженном состояниях.

Материалы и методы. Обоснованность и достоверность представленных зависимостей для расчета характеристик, выводов и рекомендаций подтверждается использованием строгого математического аппарата механики, пневматики и термодинамики, научно обоснованных теоретических предпосылок.

Результаты. Согласно разработанной и предлагаемой в настоящей статье методике были получены рациональные характеристики упругих пневматических элементов с одним уровнем жесткости и противодавлением для грузового автомобиля КАМАЗ-53215 Сельхозник. При снаряженной массе статический ход передней и задней подвесок составляет примерно 0,06 м; при полной массе, соответственно, 0,12 м и 0,24 м. Период собственных вертикальных колебаний уменьшается при снаряженной массе на 25% в сравнении с машиной полной массы и на 31% при отсутствии противодавления, однако находится в диапазоне допустимых значений.

Заключение. Предлагаемая методика позволяет определять основные конструктивные параметры пневматических упругих элементов подвесок колесных машин, обеспечивающих приемлемые значения периода собственных вертикальных колебаний подрессоренного корпуса с сохранением ненулевого значения статического хода в широком диапазоне масс.