Критерии оценки плавности хода колесной машины

ВЛИЯНИЕ КОЛЕБАНИЙ НА ОРГАНИЗМ ЧЕЛОВЕКА.

Водитель и пассажиры, перевозимые на автомобиле, оценивают плавность хода субъективно на основе собственных ощущений. Ощущения людей и наступающее утомление обычно связывают с ускорениями колебаний и их повторяемостью.

Высокий уровень колебаний ухудшает условия работы водителя, отрицательно действует на перевозимый пассажиров и сохранность перевозимых грузов.

Если сохранность груза обеспечивается при строго определенных требованиях по ограничению параметров колебаний, главным образом амплитудой ускорений и в меньшей степени частотой, то установление критериев оценки плавности хода для человека - задача более сложная. Это объясняется тем, что человек воспринимает колебания многими своими органами (внутренними, глазами, кожей и т.д.), причем разные люди воспринимают одни и те же колебания по - разному. До сих пор нет единого мнения о границах уровней колебаний, которые соответствуют тому или иному воздействию на организм человека.

Часто человека рассматривают как сложную многомассовую колебательную систему, на которую действуют возмущения от сиденья, пола кабины, рулевого колеса.

Давно было отмечено, что человек, совершая при ходьбе колебательные движения с частотой, зависящий от скорости и длины шага, и с соответствующим ускорением, привык к этим характеристикам: ускорению 0,4 g и частоте колебаний тела 1,0...1,5 Гц (60...90 шагов в минуту). Значит, колебания с такими параметрами для него наиболее приемлемы.

Одновременно установлено, что человеческий организм наиболее чувствителен к вертикальным колебаниям в диапазоне частот 4...8 Гц и горизонтальным - 1...2 Гц. Установлено также, что одни и те же ускорения, возникающие при колебаний с различной частотой, действуют поразному.

Очень высокая частота колебаний даже при малом значении амплитуды (вибрация) вызывает весьма неприятные ощущения и точно так же, очень малая частота колебаний с большими амплитудами вызывает явление морской болезни.

Большое влияние на организм человека оказывает продолжительность колебаний.

Критерии оценки. Критерии оценки плавности хода могут служить такие показатели колебаний подрессоренной массы автомобиля как:

- частота колебаний;

- максимальная скорость колебаний;

- скорость изменения ускорений колебаний.

Кратко рассмотрим эти показатели.

Частота колебаний подрессоренной части автомобиля очень важна с точки зрения обеспечения плавности хода. Наиболее простым критерием оценки плавности хода может служить частота собственных колебаний корпуса автомобиля.

Условием хорошей плавности хода является совпадение величин частот собственных колебаний со средней частотой шагов (60...90 мин) человека, что соответствует 1,0...1,5 Гц.

Однако, для более точной оценки плавности хода необходимо оценивать параметры не только собственных, но и вынужденных колебаний.

Максимальная амплитуда колебаний зависит от подвески автомобиля и условий его движения (скорость движения, неровности дороги). Но параметр, хотя и характеризует колебательное движение автомобиля, не может в полной мере служить критерием оценки плавности хода с точки зрения воздействия на организм человека. Поэтому амплитуда учитывается обычно с другими показателями (в частности с частотой колебаний).

Максимальная скорость колебательного движения едва ли может служить критерием плавности хода ибо почти не ощущается организмом человека.

Максимальное ускорение как критерий имеет большое значение для оценки действия колебательного движения на организм человека. Ускорение определяет те максимальные силы, которые вызывают в организме человека неприятные и даже болезненные ощущения.

Скорость изменения ускорения. Влияние этого параметра в известной степени напоминает воздействие давления воды на организм водолаза. Хорошо известно, особенно вредным является не столько абсолютное значение давления воды, сколько быстрота изменения этого давления.

Поэтому, в частности, погружение и подъем водолаза производится очень медленно, иначе может развиться кессоная болезнь.

Таким образом, основными критериями оценки плавности хода, определяемыми ОСТ 37.001.291-84 в настоящее время являются: максимальные значения ускорений () и средние квадратичные величины ускорений, () зафиксированы в характерных местах подрессоренной массы (в кабине, над осью колес, в центре грузовой платформы и т.д.).

Остальные перечисленные выше критерии (частота, скорость, амплитуда и др.) носят второстепенный характер.

Международная организация по стандартизации (ИСО) предлагает учитывать продолжительность действия колебаний. Если частота колебаний находится в пределах 4...8 Гц и колебания действуют на человека в течение 8 часов (условного рабочего дня), то средние квадратичные ускорения 0,35 м/c² определяют границу утомляемости. С изменением частоты () и времени воздействия эти показатели изменяются в соответствии с рис.6.

Рис. 6.

Поскольку ускорения действуют на человека и грузы по-разному при различных частотах, для обобщенной сравнительной оценки их приводят к одному уровню. Делают это с учетом весовых коэффициентов и, конечно, раздельно по видам и направлениям колебаний - вертикальных, горизонтальных.

Для оценки плавности хода весь диапазон частот колебаний машины принято делить на несколько частей (полос), называемых октавами. Среднее геометрическое значение частоты соседних октав различается в 2 раза (табл. 2).

Величина эквивалентного среднеквадратичного, например, вертикального ускорения, определяется, таким образом, по формуле

(14)

где n - номер октавы;

- весовой коэффициент;

- средняя квадратичная величина вертикальных ускорений в i -ой октаве.

Таблица 2.

Параметр	Номер октавы
Граница диапазона, Гц, нижняя верхняя	0,7 0,4	1,4 2,8	2,8 5,6	5,6 11,2	11,2 22,4
Cреднее геометрическое значение частоты, Гц
Весовой коэффициент чувствительности человека к вертикальным вибрациям, Кв	0,5	0,71	1,0	1,0	0,5

Величины ускорений в каждой октаве могут быть найдены либо расчетным путем при моделировании, либо экспериментально при испытаниях автомобиля на плавность хода.

Методы испытаний автомобиля на плавность хода.

Методы испытаний автомобиля на плавность хода определены в ОСТ 37.001.275-84. В процессе испытаний виброускорение (вертикальное, продольное, поперечное), действующие на водителя измеряют с помощью специальных датчиков, установленных на месте сидения водителя на специальной плите.

Кроме того, проводятся на специальных дорогах трех категорий:

1 - цементобетонное шоссе;

2 - булыжная мощеная дорога без выбоин;

3 - булыжная дорога с выбоинами.

Скорость движения выбирается в пределах от 30 до 110 км/ч в зависимости от типа дороги и класса автомобиля.

По результатам замеренных виброускорений рассчитывают эквивалентные значения среднеквадратичных виброускорений, по величине которых и оценивают плавность хода автомобиля.

Автомобиль - как колебательная система. Подвески с линейными и не линейными характеристиками.. Влияние эксплуатационных и конструктивных факторов на плавность хода колесной машины.

Дата добавления: 2014-01-04