Колебания автомобиля и качество подвески зависят в первую очередь от параметров автомобиля и соотношений между ними. Основные параметры автомобиля, используемые при расчете его колебаний, следующие: 

жесткости подвесок; жесткости шин;

масса подрессоренной части и ее распределение (положение центра тяжести и моменты инерции); масса неподрессоренных частей; трение в подвеске (в частности, сопротивление амортизаторов).

При конструировании и доводке автомобилей важно знать, как отражается изменение перечисленных параметров на колебаниях автомобиля. Этот вопрос рассматриваем при следующих предпосылках. Исследование ведем в предположении, что колебания передней и задней частей кузова протекают независимо друг от друга. Ограничение вертикальных колебаний кузова улучшает, как было рассмотрено выше, и угловые колебания кузова автомобиля.

В качестве величин, оценивающих влияние одного из указанных выше параметров на колебания автомобиля, приняты: вертикальное перемещение z и вертикальное ускорение z подрессоренной массы; перемещение колеса относительно кузова (деформация рессор) z_om; вертикальное перемещение неподрессоренной массы ζ; перемещение колеса относительно дороги (деформация шин) ζ_om.

Изменение этих величин рассматриваем в предположении о периодическом или случайном возмущении (булыжное покрытие с выступами и впадинами, см. табл. 2). В отдельных случаях дополнительно учтено действие единичного возмущения. Можно показать, что между колебаниями системы при периодическом и единичном возмущении существует вполне определенная связь. Поэтому описание установившихся колебаний системы означает по существу описание и неустановившихся колебаний.

При периодическом возмущении колебания оцениваем по амплитудно-частотным характеристикам. Резонансные явления на низкой и высокой собственных частотах рассматриваем отдельно. При случайном возмущении оценочной величиной служило среднее квадратическое значение перемещения или ускорения. Из полученных зависимостей приведены как предпочтительные те, которые отражали заметное влияние параметра на колебания.

Исследование выполнено для числовых значений, приведенных в табл. 20. Эти значения выбраны так, чтобы они обеспечивали широкие пределы варьирования рассматриваемой величины. Например, рассмотрено увеличение жесткости подвески в 12 раз (варианты 1—6) и уменьшение жесткости шин в 4 раза (варианты 11—14), что в совокупности изменяет отношение с_ш/с_р в 18 раз. Масса подрессоренной части изменяется в 10 раз (ва рианты

7—10), а неподрессоренной — в 6 раз (варианты 15—18), что в совокупности изменяет отношение Mjm_K в 24 раза. За основной принят вариант 4.

Во всех перечисленных вариантах относительное затухание постоянно и равно 0,25. Следовательно, коэффициент сопротивления амортизатора может быть в разных вариантах различным. Влияние относительного затухания оценено в вариантах 19—22, которым соответствуют более широкие, чем встречающиеся в практике, пределы варьирования величины -ψ₀. Для всех вариантов при периодическом возмущении были решены уравнения (40) способами, изложенными в гл. 1 и 2, а при случайном возмущении проведен расчет по схеме рис. 114.

Кроме абсолютных значений параметров, рассмотрено влияние относительных безразмерных величин, из которых наиболее удобными оказались отношения с_ш/с_р и М/m_к.

Величины, содержащиеся в табл. 20, близки к параметрам автобусов и грузовых автомобилей. Как было показано, в уравнения, описывающие колебания масс автомобиля, входят не абсолютные значения масс и жесткостей, а относительные величины — частоты и коэффициенты затухания. Для различных вариантов эти величины меняются в широких пределах, поэтому полученные данные можно распространить также на легковые автомобили с учетом типичных для них значений частот и коэффициентов затухания.

Ротенберг Р.В.
Подвеска автомобиля
1972