tema 13 calculul suspensiei

7/21/2019 Tema 13 Calculul Suspensiei

1/20

1133.. CALCULUL

SUSPENSIEI

1Prof.dr.ing. Ciobotaru Ticuor


2/20

1. Introducere

Suspensia asigur condiiile de confort i de control aldeplasrii autovehiculului.

Calculul suspensiei cuprinde:

Definirea caracteristicilor funcionale principale

2

Determinarea comportrii suspensiei n diferitesituaii funcionale


3/20

2. Definirea caracteristicilor funcionale principale

2.1 Sistemul elastic cu 1 grad de libertate (1DOF)

Deplasarea vertical

Constanta elastica arcului

Masasuspendat

Coeficientul de

amortizare

3

Asupra masei suspendate acioneaz:

Fora de inerie:

2

2

d

di

zF m a m m z

t

Fora elastic:e

F k z Fora de amortizare:

d

da

zF c v c c zt

Ecuaia de echilibru dinamic: 0i e aF F F

0m z c z k z Ecuaie diferenial de ordinul 2


4/20



Deplasarea vertical

Constanta elastica arcului

Masasuspendat

Coeficientul de

amortizare

4

Soluia general:0

( ) cos sint

z t y e t t

Condiii iniiale: 00 ; 0t z z z

Amplitudinea scade exponenial

Micare oscilatorie


5/20



Soluia general:0

( ) cos sint

a

z t y e t t

Condiii iniiale: 00 ; 0t z z z

Perioada oscilaiilor

libere amortizate

2

aa

T

5

Raportul a dou amplitudinisuccesive de acelai sens

( )

( )

dT

d

z te

z t T

Prin logaritmare rezult:2

ln da

T

1ln

2

a

Decrementlogaritmic deamortizare


6/20



6

0

oT

20 1af f

2

c

k m

0af f dac 1

2criticc k m Oscilaia devine aperiodic


7/20



Oscilaii forate

0( ) sins t s t

7

m z c z k z c s k s

Oscilaiile cii de rulare imprim modul de oscilare amasei suspendate


8/20



0

zT

s

0

Caracteristica de transmisibilitate

8

m z c z k z c s k s

2

22

0

1 2

1 2

zT

s

1 2

max

1 2

2

T

Transmisibilitatea la rezonan

Ecuaia diferenial a oscilaiilor forate

2

c

k m

Raportul de amortizare


9/20


2.2 Sistemul elastic cu 2 grade de libertate (2DOF)

(Quarter-car model) Masa suspendat masa care sesprijin pe elementele suspensiei

Masa nesuspendat masa carese sprijin pe elementelesuspensiei

9

ns ns s s ns s s ns s p pm z c z z k z z k k k s 0s s s s ns s s nsm z c z z k z z

22

2

1,2

1 4

2

s p s ps s s

ns s ns s s ns

k k k k k k k

m m m m m m

Pulsaiile

oscilaiilorneamortizate


10/20



(Quarter-car model)

Elemente elastice n serie

10

s p

e

s p

k kk

k k

Constanta elastic echivalent

Constanta elastica suspensiei

Constanta elasticechivalent

Frecvena propriea suspensiei


11/20



(Quarter-car model)

Acceleraia indus dedenivelrile cii derulare

11

cii de rulare

Acceleraia indus dedenivelri crete odatcu frecvena acestora

Rezult necesitateareducerii constanteielastice a suspensiei

Se impune

reducerea frecveneiproprii a suspensiei


12/20



(Quarter-car model) Acceleraia medieptratic

Scderea frecveneiproprii diminueazacceleraia vertical

12

Frecvena denivelrilor cii de rulareValori recomandate

Frecvena proprie=1..1.3 Hz


13/20



(Quarter-car model) Transmisibilitateaacceleraiei

Raportul de amortizare:

Crete cresc acceleraiileverticale la frecvene mici

Scade crete atenuareala frecven e mari

13

Frecvena denivelrilor cii de rulare

Valori recomandate

Raportul deamortizare = 0,20,4

Valorile excesiv de mari conducla rigidizarea suspensiei masasuspendat oscileaz pe pneuri

Caracteristic asimetrica amortizorului


14/20



2 22

1,2

1 4

2

s p s ps s s

ns s ns s s ns

k k k k k k k

m m m m m m

Oscilaiile maseisuspendate

14


15/20



2 22

1,2

1 4

2

s p s ps s s

ns s ns s s ns

k k k k k k k

m m m m m m

Oscilaiile maseinesuspendate

15


16/20


2.3 Oscilaiile de sltare i de tangaj

Se consider masa suspendatsprijinit pe suspensia fa / spateSe neglijeaz masele nesuspendateSe neglijeaz forele de amortizare

16

0f s f sM z k k z k a k b

2 2 0y f s f sI k a k b z k a k b Sistem de dou ec. dif.de ordinul 2

Caz particular: ;2

f s

la b k k k Suspensie simetric

2 0M z k z 2

0

2

y

k lI

2 ec.dif.independente

22

;2

s t

y

k k l

M I

sltare tangaj


17/20


2.3 Oscilaiile de sltare i de tangaj

Centrul de oscilaie

; ;f s

f s f s

f s

k k

m m

Suspensie simetric

Centrul de oscilaie coincide cu CG = micridecuplate de sltare i de tangaj

Suspensie nesimetric

f s Centrul de oscilaii de sltare

deplasat n faa punii anterioareCentrul de oscilaie de tangaj

deplasat spre puntea spate

f s Centrul de oscilaii de sltaredeplasat n spatele punii posterioareCentrul de oscilaie de tangaj

deplasat spre puntea anterioar

Situaia cea mai favorabil


18/20



Grade de libertate:

Deplasri verticale ale celor 4mase nesuspendate (roilor) = 4

Sltare (masa suspendat) = 1

Tan a masa sus endat =1

18

Ruliu (masa suspendat) = 1

TOTAL = 7 DOF


19/20


2.5 Elemente de calcul

1. Se stabilete rig suspensiilordin condiia obinerii unei frecvene proprii de11,3 Hz

2. Se verific valoarea sgeii statice

Valori recomandate Autoturisme: 200250 mmAutobuze: 120200 mm

Autocamioane: 80140 mm

19

.

3. Se verific raportul rigiditilor fa / spate

Valori recomandate

,

,0,8...0,9

st f

st s

y

y

,

,

1,0...1,2st f

st s

y

y

pentru autoturisme

pentru autocamioane


20/20


2.5 Elemente de calcul

4. Verificarea coeficientului dinamic: raportul dintre fora preluat de arc lasgeata maxim i sarcina static

Valori recomandate

Autovehicule obinuite: 1,71,8Autoveh. care circul pe drumuri cu neregulariti: 23Autov. de teren: 34

20

5. Se verific valoarea sgeii dinamice

Valori recomandate 0,5d sty y pentru autoturisme

pentru autocamioane

pentru autobuze0,75d sty y

1,00d sty y

6. Se adopt coeficientul de amortizare pentru obinerea unui raport deamortizare de 0,20,4

2c k m

tema 13 calculul suspensiei

Documents