Spis treści:
1. Wstęp…………………………………………………………………………………………………………………………………………..2
2. Przegląd rozwiązań zawieszeń………………………………………………………………………………………………………4
2.1. Zawieszenie………………………………………………………………………………………………………………………….4
2.2. Zadania zawieszenia……………………………………………………………………………………………………………..4
2.3. Podział mas zawieszenia……………………………………………………………………………………………………….7
2.4. Wymagania stawiane zawieszeniom…………………………………………………………………………………….8
2.5. Rodzaje zawieszeń………………………………………………………………………………………………………………..9
2.6. Dobór zawieszenia. Drgania………………………………………………………………………………………………..20
2.7. Stateczność poprzeczna pojazdu…………………………………………………………………………………………30
3. Warunki podobieństwa modelu i pojazdu rzeczywistego……………………………………………………………35
3.1. Wprowadzenie……………………………………………………………………………………………………………………35
3.2. Podobieństwo fizyczne……………………………………………………………………………………………………….36
3.3. Podstawowe twierdzenia analizy wymiarowej……………………………………………………………………38
4. Przygotowanie do badań na modelu i pojeździe rzeczywistym…………………………………………………..40
4.1. Samochód Lublin II……………………………………………………………………………………………………………..40
4.2. Samochód Fiat Panda II………………………………………………………………………………………………………41
4.3. Model HimotoRaptor 5xB…………………………………………………………………………………………………..42
4.4. System sterująco-pomiarowy modelu………………………………………………………………………………..44
4.5. Aparatura pomiarowa stosowana w badaniach pojazdów rzeczywistych……………………………50
5. Badania trakcyjne – jazda po okręgu………………………………………………………………………………………….62
5.1. Wymagania dotyczące badań……………………………………………………………………………………………..62
5.2. Wyniki badań………………………………………………………………………………………………………………………64
6. Analiza podobieństwa zawieszeń……………………………………………………………………………………………….78
6.1. Twierdzenie ∏-Buckingham’a…………………………………………………………………………………………….78
6.2. Wyznaczenie współczynników bezwymiarowych………………………………………………………………..80
6.3. Wyznaczenie idealnych teoretycznych modeli samochodów rzeczywistych………………………..86
7. Analiza stateczności poprzecznej………………………………………………………………………………………………..89
7.1. Obliczenia stateczności pojazdów rzeczywistych…………………………………………………………………90
7.2. Obliczenia stateczności modeli teoretycznych…………………………………………………………………….92
7.3. Zestawienie wyników………………………………………………………………………………………………………….93
8. Modele dynamiki ruchu pojazdów rzeczywistych……………………………………………………………………….96
9. Wnioski…………………………………………………………………………………………………………………………………….107
10. Rysunki
10.1. Rysunek wykonawczy – zwrotnica samochodu Lublin 35
10.2. Rysunek złożeniowy – przednie zawieszenie samochodu Lublin 35
Wstęp
Tematem pracy jest wykorzystanie metod podobieństwa do analizy zawieszeń modelu i pojazdu rzeczywistego. Zagadnienie to jest bardzo ważnym elementem związanym z rozwojem badań trakcyjnych a co za tym idzie istotnie wpływa na bezpieczeństwo użytkowników ruchu drogowego. Temat ten jest ściśle związany z możliwością wykorzystywania mobilnych modeli wykonanych w skali do przeprowadzania badań doświadczalnych.
Zawieszenie samochodu jest kluczowym elementem w budowie pojazdu, ma główny wpływ na stateczność, kierowalność oraz wytrzymałość pojazdu. Zawieszenia samochodów podlegają ciągłym udoskonaleniom a kierunek ich rozwoju jest silnie uzależniony od przeznaczenia pojazdu oraz warunków w jakich będą eksploatowane. Efektem tego mamy dziś zawieszenia o bardzo skomplikowanej budowie zapewniające większe bezpieczeństwo, polepszenie własności trakcyjnych samochodu oraz wyższy komfort jazdy. Również często w działania zawieszenia zaczyna ingerować elektronika, umożliwiając zmianę parametrów zawieszenia za pomocą sterowania wewnątrz pojazdu lub automatycznie przy zmianie nawierzchni.
Celem pracy jest próba zastosowania teorii podobieństwa do badań trakcyjnych pojazdów a następnie weryfikacja ich użyteczności. Istotnym elementem badań jest użycie modelu samochodu wykonanego w skali 1:5. Badania tego typu są coraz częściej stosowane w przemyśle motoryzacyjnym. Posiadają one wiele zalet przede wszystkim eliminacja zagrożeń dla człowieka przeprowadzającego badania, mniejsze koszty modelu niżeli pojazdu rzeczywistego oraz znacznie mniejszy teren do badań.
Przeprowadzenie testów w pomniejszonej skali wymaga dokładnego zachowania warunków podobieństwa w stosunku do pojazdu rzeczywistego. W tym celu wykorzystuje się teorię ∏-Backingham’a porównując pojazdy w układzie bezwymiarowym. Zależności jakie zachodzą dotyczą głównie właściwości dynamicznych, kinematycznych oraz geometrycznych. Teoria ta umożliwia obliczenie poszczególnych parametrów jakie powinien posiadać model wykonany w skali aby odpowiadał pojazdowi rzeczywistemu. Aby zbliżyć się do warunków podobieństwa pojazdu rzeczywistego należało dokonać pewnych modyfikacji modelu Raptor 5xB, zmiany konstrukcyjne umożliwiają również montaż elementów pomiarowych oraz lepsze możliwości dokonywania zmian takich jak regulacja masy czy zmiany długości.
Badania samochodów można podzielić na poszczególne testy. Każdy z nich odzwierciedla charakterystyczne sytuacje drogowe mogące wystąpić w rzeczywistych warunkach. Wszystkie charakterystyczne parametry odnoszące się do sposobu wykonywania poszczególnych badań są ściśle w normach. Celem tych wymogów jest stworzenie jednakowych warunków badań wykonywanych przez różne jednostki.
W pracy w początkowych rozdziałach zostanie przedstawione zawieszenie, jaką rolę spełnia w pojeździe i jakie stawiane są wymagania dotyczące jego działania, opisany zostanie również przegląd jego rozwiązań i sposób doboru parametrów. W dalszej kolejności zostanie przedstawiona teoria stateczności poprzecznej pojazdu w której badania na modelach stanowią ważny kierunek. W kolejnej części zostaną przedstawione zagadnienia związane z teorią podobieństwa i określeniem warunków jakie należy spełnić. Następnie zostaną opisane badane pojazdy oraz aparatura użyta podczas badań. Zasadniczą część pracy stanowić będzie analiza badań na modelu oraz pojazdach rzeczywistych. Na podstawie teorii ∏-Backingham’a zostaną wyznaczone współczynniki bezwymiarowe które zostaną porównane dla poszczególnych pojazdów, na ich podstawie wyznaczymy parametry idealnych modeli dla pojazdów rzeczywistych. Otrzymane wyniki w dalszej kolejności zostaną poddane weryfikacji poprzez przeprowadzenie obliczeń dla analizy stateczności poprzecznej. Końcowej części zostanie również przeprowadzona analiza modeli dynamiki ruchu pojazdu. W skład pracy wchodzi również rysunek złożeniowy zawieszenia przedniego zawieszenia oraz rysunek wykonawczy zwrotnicy samochodu Lublin.
Praca dyplomowa została wykonana w Katedrze Silników Spalinowych i Pojazdów w oparciu o prace prowadzone przez promotora. W niniejszej pracy zostały wykorzystane wyniki badań trakcyjnych z badań jazdy po okręgu samochodów dwóch różnych typów; dostawczy - Lublin II, osobowy – Fiat Panda II, oraz modelu Raptor 5xB.
kapskyduraj