Обзор основных конструктивных схем маховичных гасителей колебаний в подвеске автомобиля и их математические модели Текст научной статьи по специальности «Механика и машиностроение»

<^р-Пол^раф», 2010. - 296 с.: ил.

6. Галкин В.А. Цифровая мобильная радиосвязь [Электронный ресурс] : учебное пособие / В. А. Галкин-М. : Горячая линия - Телеком, 2012. - 592 с. - Режим доступа: http://www.iprbookshop.ru/12064.

7. Рембовский А.М. Автоматизированный контроль излучений - задачи и средства // Электронный журнал Специальная техника, 2002, С. 4-9

8. Чепелев В.В. Системы радиомониторинга и их компоненты // Электроника : Наука, технология, бизнес, № 3, 2005, C.54-55.

© Соловьев А.М., Асецкий М.А., Кинденов Р.К., Кухаренко Е.Н., 2017

УДК 629.113

Сусиков Дмитрий Сергеевич, магистрант Волгоградский государственный технический университет

г. Волгоград E-mail: [email protected]

ОБЗОР ОСНОВНЫХ КОНСТРУКТИВНЫХ СХЕМ МАХОВИЧНЫХ ГАСИТЕЛЕЙ КОЛЕБАНИЙ В ПОДВЕСКЕ АВТОМОБИЛЯ И ИХ МАТЕМАТИЧЕСКИЕ МОДЕЛИ

Аннотация

Использование маховичных гасителей колебаний в автомобильных подвесках является перспективным направлением в повышении плавности хода. Однако работа маховичных гасителей существенно зависит от конструктивных особенностей привода маховика. Статья является обзором конструктивных схем маховичных гасителей колебаний с различными приводами в подвеске автомобиля и их математических моделей.

Ключевые слова

Маховичный гаситель колебаний, подвеска автомобиля.

Введение

Перспективным направлением совершенствования подвесок является использование в них динамических гасителей колебаний. Как показали исследования [1 - 3], в качестве динамического гасителя в подвеске автомобиля целесообразно использовать маховичный гаситель колебаний. Данная статья посвящена описанию и моделированию динамики маховичных гасителей колебаний, различающихся конструкциями приводов.

Основные конструктивные схемы маховичных гасителей колебаний в подвеске автомобиля

Рассмотрим четыре конструктивных схемы маховичных гасителей колебаний в составе двухмассовой колебательной системы, соответствующей подвеске автомобиля:

- с реечной передачей;

- с редуктором без сдающего звена;

- с редуктором, содержащим сдающее звено в виде фрикционной муфты;

- с гидравлическим приводом.

На рис. 1 - 4 представлены расчетно-конструктивные схемы маховичных динамических гасителей колебаний, соответствующие перечисленным видам передачи. На рисунках обозначено: mi и m2 -подрессоренные и неподрессоренные массы; ci и С2 - жесткость рессоры и шины; ki и k2 - коэффициенты сопротивления рессоры и шины; zi и Z2 - перемещения подрессоренной и неподрессоренной масс; q -кинематическое возмущение со стороны профиля дороги; J и ф - момент инерции и угол поворота маховика;.

¿1

Zl

Г 77 Г Ф

т2

Z2

ч

Рис.унок 1 - Расчетно-конструктивная схема маховичного динамического гасителя колебаний с реечной передачей: г - радиус шестерни реечной передачи

На основании расчетно-конструктивной схемы маховичного динамического гасителя колебаний с реечной передачей, представленной на рис. 1, составлена математическая модель динамики этой системы:

J

т1 '¿1 + к1(Z1 - Z2) + с1(z1 - z2) +— ф = 0,

J

т2'¿2 + к2(Z2 - ч) + с2(z2 - ч) - к1(Z1 - Z2) - с1(z1 - z2)--ф = 0.

или

т1 + к1(zl - z2) + - z2) + - ^ = 0,

J

т2 Z2 + к2 (^ 2 - Ч) + С2^2 - Ч) - к1^1 - Z2) - С1^1 - Z2) 2 (- Z2) = 0

Г

Zl

Ш2

Ф

Z2

(1)

(2)

Рисунок 2 - Расчетно-конструктивная схема маховичного динамического гасителя колебаний с редуктором без сдающего звена: I - длина рычага редуктора; / - передаточное число редуктора

Математическая модель динамики системы с редуктором без сдающего звена, представленной на рис. 2, выглядит следующим образом:

и

т1 '¿1 + к1( Z1 - Z2) + с1( z1 - z2) + — ф = 0,

и

т2Z 2 + к2( Z 2 - Ч) + С2( Z2 - Ч) - к1( Z1 - Z2) - С1( Z1 - Z2) - у ф= 0,

Г

<

<

ч

МЕЖДУНАРОДНЫЙ НАУЧНЫЙ ЖУРНАЛ «СИМВОЛ НАУКИ» № 04-2/2017 ISSN 2410-700Х

i 2 J

или

mzi + ki(zi -z2) + ci(z -z2) + -jr(zi -zi) = 0,

(4)

i2 J

m2 Z2 + k2( Z2 - q) + C2( Z2 - Ч) - k1( Z1 - Z 2 ) - C1( Z1 - Z2) - ~jT( Z1 - Z 2) = 0

MTD ^ Ф

m2

Е r|k2 кУ *

С'2

Рисунок 3 - Расчетно-конструктивная схема маховичного динамического гасителя колебаний с редуктором, содержащим сдающее звено в виде фрикционной муфты: Мтр - момент трения фрикциона; I - длина

рычага редуктора; / - передаточное число редуктора

Сдающее звено в системе, представленной на рис. 3, сообщает системе дополнительную степень свободы. Поэтому математическая модель динамики этой системы содержит три дифференциальных уравнения:

M„

(

l

-• sgn

z1 - z2 - Ф:

l

\

m1 z1 + k1 (Z1 - Z2) + с1(z1 - z2) + -

1 l " Zn

v p j

m2Z2 + k2(Z2 - q) + C2(Z2 - - k1(Z1 - Z2) - C1(Z - Z2) -

= 0,

(5)

M

(

l

• sgn

l

Z1 - Z2 - Ф-

\

р j

f

• sgn

= 0,

л

Z1 - Z2 - ф:

l

i

= 0.

p j

Помимо механических приводов во вращение маховика можно использовать гидравлический привод.

Л

Рисунок 4 - Расчетно-конструктивная схема маховичного динамического гасителя колебаний с гидравлическим приводом: к - коэффициент гидравлического сопротивления гидропривода

в процессе перетечек жидкости;

В системе удобно использовать ролико-лопастной гидромотор, объемная постоянная которого (объем

р

_МЕЖДУНАРОДНЫЙ НАУЧНЫЙ ЖУРНАЛ «СИМВОЛ НАУКИ» № 04-2/2017 ISSN 2410-700Х_

жидкости, проходящей через гидромотор при одном обороте вала) может быть определена по формуле:

q=nD2 - D2)L/4, (6)

где D2, D1 и L - диаметры и ширина лопастей гидромотора.

Ролико-лопастные гидромоторы всегда имеют объемные утечки. Если предположить, что объемные утечки рабочей жидкости в гидромоторе отсутствуют, то объемная постоянная гидромотора связана с ходом штока поршня в гидроцилиндре зависимостью

Q = F ^ (7)

где F - площадь поперечного сечения кольцевой полости в гидроцилиндре гасителя колебаний, Хоб - ход штока-поршня за один оборот маховика. Отсюда

x =Q = n(D22 - D2)L (8)

об " F " 4FK

Зависимость угла поворота маховика от деформации подвески x можно определить по формуле

ф = 2л — = 2л ■ 4FK--Z2 - % = 28^к 2 (z, - z2) . (9)

ф Хоб к n(D22 -D2)L (D22 -D2)LV 1

Величина z_^L = (D_Dl )L = b - коэффициент передачи от деформации подвески к повороту

ф 8Fk

маховика.

При остановленном маховике в процессе движения штока-поршня в гидроцилиндре зазоры между лопастями и корпусом гидромотора, а также специальные дроссельные отверстия шток-поршня образуют

гидравлическое сопротивление Fr г (Хб/м ), где Хб/м - скорость движения штока-поршня в гидроцилиндре

при остановленном маховике. В линейном виде это сопротивление

Fa, ^б^ (10) где к - коэффициент демпфирования гидропривода.

Блокирование маховика при наличии объемных утечек не приводит к неподвижности колебательную систему. Таким образом, наличие объемных утечек обеспечивает дополнительную степень свободы для колебательной системы. В качестве дополнительной обобщенной координаты можно рассматривать угол поворота маховика ф.

При вращающемся маховике сила гидравлического сопротивления движению штока-поршня в гидроцилиндре зависит от разности между скоростью движения штока-поршня в гидроцилиндре и приведенной скоростью вращения маховика:

Fa, =k(zi - z2 - Ьф). (11)

Динамика колебательной системы с учетом неизбежных перетечек в гидроприводе описывается тремя дифференциальными уравнениями:

mi Z1 + k1( Z1 - Z2) + C1( Z1 - Z 2 ) + k(Z1 - Z2 - Ьф) = 0, <J ф - к ■ b (z, - z2 - Ьф) = 0, (12)

m2Z2 + k2(Z2 - q) + C2(Z2 - - k1(Z1 - Z2) - C1(Z1 - Z2) -k(Z1 - Z2 - Ьф) = 0, Второе уравнение системы допускает понижение порядка. Тогда получим:

Ж, zi + ki(zi - z2) + ci(zi - z2) + k(zi - Z2 - Ьф) = 0,

< ^ф - к ■ b (z, - z2 - Ьф)= 0, (13)

m2Z 2 + k2(z2 - q) + C2(z2 - q) - k1(Z1 - Z 2 ) - C1(zi - Z2) -k(Z1 - Z2 - Ьф) = 0.

Список использованной литературы:

1. Рябов, И. М. Теоретическое исследование и выбор рациональных параметров релаксационной подвески

АТС с инерционным элементом / И. М. Рябов, К. В. Чернышов, А. В. Поздеев // Изв. ВолгГТУ. Серия "Наземные транспортные системы". Вып. 3: межвуз. сб. науч. ст. / ВолгГТУ. - Волгоград, 2010. - № 10. - С. 83 - 86.

2. Рябов, И. М. Типы конструкций инерционно-фрикционных амортизаторов, их моделирование и испытания / И. М. Рябов, В. В. Новиков, А. В. Поздеев, К. В. Чернышов, А. С. Митрошенко // Тракторы и сельхозмашины. - 2013. - № 4. - С. 23 - 26.

3. Вывод и анализ закона оптимального регулирования параметров динамического гасителя колебаний в одномассовой колебательной системе при гармоническом возмущении / К. В. Чернышов, И. М. Рябов, А. М. Ковалев, А. В. Поздеев // Известия ВолгГТУ. Серия "Наземные транспортные системы". Вып. 7 : межвуз. сб. науч. ст. / ВолгГТУ. - Волгоград, 2013. - № 21 (124). - С. 47-52.

© Сусиков Д.С., 2017

УДК 62

Д.Г. Суходуб студет АСАДГТУ г.Ростов-на-Дону, РФ С.А. Болдырев Ст.преп. АСАДГТУ г.Ростов-на-Дону, РФ E-mail: [email protected]

ОПТИМИЗАЦИЯ ВЫБОРА СИСТЕМ И УСТАНОВОК ПРОТИВОПОЖАРНОЙ ЗАЩИТЫ

ОБЩЕСТВЕННО-ТОРГОВЫХ ЦЕНТРОВ

Аннотация

В статье предложены методы и алгоритмы оптимизации систем противопожарной автоматики применительно для торговых центров. Проведён краткий экскурс в техническую и расчетную часть построения систем противопожарной автоматики. Сделаны выводы о пользе оптимизации для дальнейшего развития автоматических систем пожаротушения.

Ключевые слова

Пожаротушение. Пожарная автоматика. Оптимизация. Пожарная безопасность.

Системы пожарной автоматики - это совокупность сложных технических устройств, с помощью которых одновременно отслеживается факт возникновения пожара, а также принимаются меры направленные на его локализацию и устранение. В состав системы противопожарной автоматики могут входить системы пожарной сигнализации, системы оповещения и управления эвакуацией, системы пожаротушения и многие другие. Управлять такими системами можно как вручную, так и дистанционно.

Технический регламент [1], и своды правил устанавливают нормы для систем пожарной автоматики. Требования нормативно-правовых актов направленны в первую очередь на обеспечение безопасности людей при эвакуации и сохранность имущества [1, 3, 4]. Оптимизация систем пожарной автоматики на этапе проектирования является важным направлением, потому как оптимизированная система не только удовлетворяет всем требованиям пожарной безопасности, но и показывает высокие показания надежности, устойчивости, живучести и работоспособности при минимальных затратах на установку, и дальнейшую эксплуатацию. Оптимизация позволяет находить верные и наиболее «взвешенные» подходы по обеспечению