|
Установлено, что во всех случаях эксплуатации пиковые нагрузки при наличии гидротрансформатора вместо механической трансмиссии снижаются в 2—2,5 раза. Максимальный крутящий момент автомобиля с механической трансмиссией при переезде единичной неровности со скоростью 9 км/ч превышает в 2,7 раза крутящий момент автомобиля с гидротрансформатором. Большое влияние на динамические нагрузки как в трансмиссии автомобиля, так и в механизмах и узлах его ходовой части оказывают неровности дороги. Движение автомобиля по любой дороге характеризуется непрерывным изменением сил взаимодействия колес с поверхностью дороги. Эти изменения обусловлены формой и размерами неровностей. При движении автомобиля по дороге с неровностями напряжения в коренном листе рессоры изменяются по времени, не подчиняясь какой-либо определенной закономерности. Практика эксплуатации автомобилей показала, что в трансмиссии автомобиля могут возникать резонансные крутильные колебания, возбуждаемые главным образом поршневым двигателем внутреннего сгорания (ДВС). Эти колебания оказывают отрицательное влияние на долговечность и уровень шума работы трансмиссии .
Резонансные явления в трансмиссии автомобиля обусловливают увеличение нагрузки на валы, зубчатые колеса, корпусные детали, подшипники, а также вызывают дополнительные вибрации и повышают уровень шума в кузове. Сдвиг резонансов при эксплуатационных скоростях возможен при соответствующем подборе масс и жесткостей трансмиссии автомобиля. Если подбор невозможно осуществить, то необходимо установить гасители колебаний, которые уменьшают амплитуду колебаний при резонансных явлениях. Для математического описания процессов, протекающих в трансмиссии автомобиля, рассмотрим динамическую систему. При выборе оптимальных параметров системы необходимо обеспечить достаточную точность и простоту расчета. Установлено, что наибольшее воздействие на трансмиссию оказывают одно-, двух-, трехузловые формы колебаний, что дает основание рассматривать систему с ограниченным числом масс. При анализе одноузловой формы колебаний в систему должно быть введено реактивное звено (ведущий мост с рессорами), которое оказывает большое влияние на величину первой частоты колебаний и максимальные динамические нагрузки. Массы и жесткости системы обычно приводят к оси коленчатого вала двигателя и поэтому называются приведенными .
Одним из возбудителей резонансных явлений в трансмиссии автомобиля является двигатель с его периодически меняющимся крутящим моментом. На основании теоремы Фурье почти каждая периодическая функция с частотой может быть разложена в ряд и представлена как сумма бесконечного числа отдельных моментов, изменяющихся по гармоническому закону с частотами, кратными низшей частоте суммарного момента . В многоцилиндровых двигателях значения гармонических коэффициентов сдвинуты одно относительно другого на величину угла между коленами коленчатого вала и чередуются в зависимости от порядка работы двигателя. Векторы моментов находятся в различных плоскостях, так как вспышки в разных цилиндрах происходят не одновременно, а чередуются через определенные углы поворота коленчатого вала. Векторные диаграммы моментов носят названия фазовых диаграмм. Векторные диаграммы, у которых все векторы находятся в одной фазе, называются мажорными (сильными) гармониками, а в разных фазах — минорными (слабыми). Мажорные гармоники кратны числу вспышек за один оборот коленчатого вала и создают наиболее опасные резонансные явления. Скорости движения автомобиля, на которых возникают резонансные явления с возмущением от двигателя. При проектировании трансмиссий необходимо стремиться исключить возникновение опасных резонансных режимов в диапазоне эксплуатационных скоростей движения автомобиля.
|
