Оценка степени влияния колебаний автомобиля с активной системой демпфированияпо возмущению на человека Текст научной статьи по специальности «Химические технологии»

УДК629.3.018.2

Н.В. Захаренков

Омский государственный технический университет, Омск

ОЦЕНКА СТЕПЕНИ ВЛИЯНИЯ КОЛЕБАНИЙ АВТОМОБИЛЯ С АКТИВНОЙ СИСТЕМОЙ ДЕМПФИРОВАНИЯ ПО ВОЗМУЩЕНИЮ НА ЧЕЛОВЕКА

Водители транспортных машин проводят много часов в условиях повышенных вибраций и колебаний. Эти условия снижают комфорт, внимание, угрожают здоровью водителя и безопасности движения. Известно, что степень ощущений водителя при колебаниях определяется преимущественно продолжительностью действия, характером изменения и величинами испытываемых вертикальных ускорений. Наиболее чувствителен организм человека к колебаниям в диапазоне частот от 4-8 Гц, относящихся к резонансной области.Диапазон 0,5-0,75 Гц можно сравнить с эффектом морской болезни.

Результаты биодинамических исследований, так же как и эпидемиологических обследований населения, демонстрируют возрастающий риск нарушения здоровья у человека, постоянно подвергающегося воздействию интенсивной общей вибрации. В основном воздействию подвергается поясничный отдел позвоночника и связанные с ним нервные окончания. Дополнительно эффект может быть усилен нарушением обмена веществ и другими заболеваниями [1].

В связи с этим, работа, посвященная исследованию степени влияния колебаний автомобиля с активной системой демпфирования (АСД) на человека носящая техникоэкономический и социальный характер, является актуальной.

Вибрационное воздействие на человека - оператора мобильных машин регламентируется ГОСТ12.1.012-90. Этот документ учитывает особенности воздействия вибрации на организм человека. В международной практике получил распространение стандарт ИСО 2631-74 [1], который устанавливает более жесткие, по сравнению с отечественными, требования на вертикальную вибрацию в широком диапазоне частот от 0,63 Гц до 125 Гц.

В работах [2, 3] представлены результаты исследований на стенде [4], который представляет собой модель автомобиля оснащенного АСД. На стенде были получены значения виброускорений,для пассивной подвески и АСД,в точке приближенно соответствующей месту сидения водителя. Амплитудно-частотныехарактеристикивиброускорений представлены на Рис.1.

Для оценки степени дискомфорта водителя и пассажиров, в настоящее время, используют значение дозы вибрации [1], которое определяется выражением:

На состояние комфорта особое влияние оказывают пиковые значения вибрации, поэтому степень дискомфорта при использовании методов, основанных только на расчетах среднеквадратичных значений, оказывается недооцененной. В этом случае необходимо применять другие методы. Значение ожидаемой дозы вибрации может быть получено методом с измерением текущего среднеквадратичного значения корректированного виброускорения.

23

Метод на основе измерения текущего среднеквадратичного значения корректированного виброускорения чувствителен к процессам переходного типа и случайным ударам в сиг-

нале вибрации из-за малого времени интегрирования. Используют вибрационную характеристику, определяемую как максимальное текущее среднеквадратичное значение корректированного виброускорения, т.е. наибольшее значение величиныа№(^,м/с2:

а (ґ

)=г 1 Г

Однако после применения и сравнения результатов, полученных основным и альтернативным методом, не показало существенных различий. Результаты расчетов показывают эффективность работы активной системы демпфирования по сравнению с пассивной системой около 19%.

О 6 12 18 25 31 37 43 50 56 62 69 75 81 87 94 100 106 113 119 125

СО, С'1

Рис. 1. АЧХ линейных ускорений: 1 - пассивная система;

2 - активная система демпфирования

Приемлемые с точки зрения комфорта параметры вибрации зависят от многих факторов, которые меняются для разных условий воздействия вибрации. Приближенно представление о возможной реакции человека на различные значения уровня вибрации в условиях общественного транспорта приведены ниже [1]. Необходимо отметить, что оценки приведены для длительности движения от 4 до 8 часов.

Менее 0,315 м/с2: дискомфорт не ощущается.

От 0,315 до 0,63 м/с2: легкое ощущение дискомфорта.

От 0,5 до 1 м/с2: приемлемое ощущение дискомфорта.

От 0,8 до 1,6 м/с2: отчетливое ощущение дискомфорта.

От 1,25 до 2,5 м/с2: ощущение сильного дискомфорта.

Свыше 2 м/с : крайняя степень дискомфорта.

На рис. 1 представлены АЧХ линейных ускорений полученных с датчиков, установленных в местах крепления подвески, которые приближенно соответствуют месту сидения водителя. Анализ графиков показывает, что применение АСД способствует обеспечению бо-

лее высокой степени комфорта практически на всем диапазоне колебаний вызванных неровностями дороги.

Оценка качества степени влияния виброускорений на человека в АТС с использованием АСД, в сравнении со штатной подвеской, составляет в среднем 19%. Это позволяет степень отчетливого ощущения дискомфорта снизить до уровня приемлемого, а приемлемое до легкого и т.д.

Таким образом, анализ данных полученных после проведения испытаний показывает эффективность работы активной системы демпфирования в аспекте влияния колебаний на организм человека.

Библиографический список

1. ГОСТ 31191.1-2004. ИСО 2631-1-1997. Вибрация и удар. Измерение общей вибрации и оценка ее воздействия на человека : Часть 1. Общие требования.- М.: Изд-во стандартов, 2004.

2. Захаренков, Н.В.Результаты исследования системы автоматического управления активным демпфированием по возмущению/ Н.В.Захаренков //Ориентированные фундаментальные и прикладные исследования - основа модернизации и инновационного развития архитектурно-строительного и дорожно - транспортного комплексов России: материалы Все-рос.науч.-техн.конф. (с международным участием) / СибАДИ. - Омск, 2011.- Кн. 2.- С. 306309.

3. Захаренков, Н.В. Стенд для исследования активной системы демпфирования продольно-угловых колебаний транспортных средств/ Н.В.Захаренков, В.Н. Сорокин // Наука и технологии : материалы ХХХ1 Всерос.конф. / МСНТ. - Миасс, 2011. - С. 110-112.

4. Пат. 115910 Российская Федерация, МПК 001М17/04. Стенд для испытания элементов подвески автотранспортных средств/ Захаренков Н.В., Сорокин В.Н.; заявитель и патентообладатель Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования —Омский государственный технический университету. -№ 2011149215/11; заявл. 02.12.11; опубл. 10.05.12, Бюл. № 13. -1 с.: ил.