| Popis: |
Алюков Александр Сергеевич, ассистент кафедры «Автомобильный транспорт», ЮжноУральский государственный университет, г. Челябинск, aliukovas@susu.ru. Прокопьев Кирилл Валерьевич, доцент кафедры «Автомобильный транспорт», ЮжноУральский государственный университет, г. Челябинск, automain@mail.ru. Дойкин Алексей Алексеевич, кандидат технических наук, доцент кафедры «Автомобильный транспорт», Южно-Уральский государственный университет, г. Челябинск, doikinaa@ susu.ru. Рождественский Юрий Владимирович, доктор технических наук, заведующий кафедрой «Автомобильный транспорт», Южно-Уральский государственный университет, г. Челябинск, rozhdestvenskiiyv@susu.ru. A.S. Alyukov, aliukovas@susu.ru, K.V. Prokopiev, automain@mail.ru, A.A. Doykin, doikinaa@susu.ru, Y.V. Rozhdestvenskiy, rozhdestvenskiiyv@susu.ru South Ural State University, Chelyabinsk, Russian Federation В настоящее время при проектировании транспортного средства к его подвеске предъявлены повышенные требования, связанные в первую очередь с задачей обеспечения высокого уровня плавности хода, изоляции кузова от вибрации и дорожных шумов. Амортизатор в равной мере предназначен как для обеспечения комфортабельности, так и безопасности движения. Для срабатывания подвески транспортного средства даже на небольших дорожных неровностях амортизатор должен обладать возможно меньшим внутренним трением. Сопряжение «поршень - цилиндр» амортизатора является одним из основных источников трибологических потерь. Одним из наиболее перспективных средств снижения потерь является профилирование направляющей части поршня. В работе предложен метод, позволяющий определить гидромеханические характеристики трибосопряжения в амортизаторе, такие как потери мощности на трение, расход смазки через зазор, минимальную за цикл толщину смазочного слоя. Для этого предлагается аппроксимация формы профиля направляющей части поршня непрерывными зависимостями. Для решения уравнения Рейнольдса использованы численно-аналитические методы, основанные на конечно-разностной аппроксимации дифференциальных операторов краевой задачи со свободными границами. Для оценки влияния конструктивных параметров на гидромеханические характеристики были проведены параметрические исследования. Предложен метод улучшения гидромеханических характеристик путем варьирования геометрических параметров сопряжения. При помощи разработанных программных пакетов получены результаты расчетов различных конструкций. Рассмотрены конструкции с цилиндрической и симметричной направляющей поршня. Предложенные методы являются универсальными, использование разработанных подходов на этапе проектирования позволяет создавать более надежные, долговечные и эффективные телескопические автомобильные амортизаторы. At present, when designing a vehicle, increased requirements are imposed on its suspension, primarily related to the task of ensuring a high level of smoothness, isolation of the body from vibration and road noise. The shock absorber is equally designed to ensure both comfort and driving safety. To operate the vehicle suspension even on small road bumps, the shock absorber should have as little internal friction as possible. The piston-cylinder interface of the shock absorber is one of the main sources of tribological losses. One of the most promising means of reducing losses is profiling the guide part of the piston. The paper proposes a method to determine the hydromechanical characteristics of a tribo-conjugate in a shock absorber, such as friction power loss, lubricant consumption through the gap, the minimal thickness of the lubricant layer for a cycle. For this purpose, an approximation of the profile shape of the piston guide part by continuous dependencies is proposed. To solve the Reynolds equation, numerical-analytical methods based on the finite-difference approximation of the differential operators of the boundary-value problem with free boundaries are used. To assess the influence of design parameters on hydromechanical characteristics, parametric studies were carried out. The finite-element method was used to solve the quasistatic problem of thermoelasticity, and temperature deformations of the piston were determined. A method for improving the hydromechanical characteristics by varying the geometric parameters of the conjugation is proposed. The results of calculations of various designs are presented. The proposed methods are universal, the use of the developed approaches at the design stage allows us to create more reliable, durable and efficient telescopic car shock absorbers. Работа выполнялась при поддержке гранта Министерства науки и высшего образования Российской Федерации в рамках госзадания: «Развитие теории решения нестационарных задач нелинейной динамики связанных систем упругоподатливых гидродинамических трибосопряжений» (шифр проекта 9.7881.2017/БЧ). |
