Teória vozidiel Vypruženie vozidiel, kmitavý pohyb vozidiel
Použitie vypruženia
Cestné, koľajové, pásové vozidlá Tlmenie nárazov, vibrácií Zabezpečuje maximálne možné pohodlie jazdy U niektorých strojoch (zariadeniach) ich chránia proti poškodeniu vplyvom rázov – napr. nárazníky u koľajových vozidlách
Typy vypruženia
Listové pružiny – lichobežníkové, parabolické Prstencové (krúžkové) pružiny Vinuté pružiny Pneumatické vypruženie – membránové, vlnovcové Gumené pružiny Torzné tyče Závesky Tlmiče – trecie, viskózne
Listové pružiny Rozlišujeme: lichobežníkové a parabolické listové pružiny Sú prevažne namáhané na ohyb, menej významné je šmykové namáhanie. Lichobežníkové pružiny sa skladajú sa zo zväzku listov odstupňovanej dĺžky ale rovnakej hrúbky pričom parabolické pružnice majú približne rovnakú dĺžku listov ale s premenlivou hrúbkou. Využívajú sa u dvojnápravových nákladných vozňoch.
Listové pružiny Kolesové vozidlá: Využitie hlavne u nákladných automobiloch a dodávkach Rovnako ako u KV sú zložené zo zväzku listov rôznej dĺžky ale rovnakej hrúbky.
Pre výpočet namáhania pružnice sa využíva tzv. teoretická pružnica. Teoreticky ide o nosník konšt. namáhaný po dĺžke.
Listové pružiny
Vykazujú aj určité tlmiace účinky – v charakteristike sa prejavuje hysteréznou slučkou - prítomnosť trenia (hysterézie) je nežiadúce.
Prstencové (krúžkové) pružiny
U KV sa využívajú predovšetkým na vypruženie nárazníkov a ťahadiel, vyznačujú sa značnou únosnosťou a veľkým vnútorným trením, majú veľmi dobré využitie materiálu. Sú zložené zo sady vonkajších a vnútorných prstencov. Pri stláčaní pružiny dochádza k zasúvaniu jednotlivých krúžkov do seba.
Prstencové (krúžkové) pružiny
V niektorých prípadoch sa do sady prstencov zaraďujú najčastejšie dva rozrezané vnútorné prstence – spôsobujú lomenú charakteristiku. Využíva sa v prípade vypruženia nárazníkov.
Bez delených prstencov
S delenými prstencami
Vinuté pružiny
Sú to najčastejšie valcové pružiny s konštantným stúpaním skrutkovice s drôtom kruhového prierezu z kvalitnej pružinovej ocele. Koncové závity sú prihnuté a zabrúsené do roviny kolmej na os pružiny. Kategórie: A – pružiny s definovanou osovou aj priečnou tuhosťou B – pružiny s definovanou iba osovou tuhosťou Vinuté pružiny sú namáhané prevažne na krut.
Vinuté pružiny
Majú lineárnu, progresívnu, degresívnu charakteristiku. Pre vypruženie s lomenou charakteristikou sa používajú duplexné pružiny sa nerovnakou výškou. Pružiny ktoré umožňujú prenášať aj priečne zaťaženie sa nazývajú flexi-coil pružiny.
Pneumatické pružiny
Pružiacim médiom je plyn – vzduch. Výhodou tohto typu vypruženia je že je regulovateľné. Pri jazde dochádza k deformáciám pružín, čo vyvoláva expanziu vzduchu uzavretého v pružine. Často sú doplnené gumovými prvkami. Delenie: - vlnovcové – využívajú sa na pružné uloženie kabín - membránové – umožňujú aj priečne vypruženie
U osobných automobilov je umožnené navyše zdvíhanie a klesanie karosérie v závislosti na rýchlosti. Vzduchové pružiny nemôžu prenášať žiadne sily kolesa, preto sa umiestňujú medzi vodiace ramená a nápravy, alebo medzi združenú riadiacu nápravu a karosériu.
Gumené pružiny
Používajú sa ako prvky pojazdu KV, na pružné uloženie rôznych agregátov, súčasť vypruženia nárazníkov, ťahadiel, pružné elementy priamo v kolesách, tlmenie hluku a vibrácií. Vyrábajú sa vulkanizáciou prírodného alebo syntetického kaučuku, čím sa získa technická guma. Pri deformácii pružiny sa prejavujú prvky ako je tečenie a dopružovanie – deformácia gumy ma plastickú a elastickú zložku.
Torzné tyče
Sú prvky vypruženia namáhané čistým krutom. Môžu byť vo funkcii prvku vypruženia (málo kedy) alebo vo funkcii torzného stabilizátora, ktorý zväčšuje torznú tuhosť vypruženia pri naklápaní skrine okolo pozdĺžnej osi (KV). Je najčastejším typom vypruženia pásových vozidiel.
Tlmiče
Delia sa na trecie a viskózne. Trecie sa používajú vo vypružení prevažne nákladných vozňov a viskózne vo vypružení osobných vozňov a hnacích vozidiel. Trecie tlmiče sa delia na tlmiče s konšt. trecou silou (teleskopické, rotačné) a na tlmiče s trecou silou závislou na ložení vozidla. Hydraulické (viskózne) tlmiče majú tlmiaci účinok založený na škrtenom prietoku oleja. Môžu byť jednopláštové alebo dvojplášťové. V tlmiči musí byť vytvorený rezervný priestor pre olej medzi valcom tlmiča a vonkajšou rúrkou.
Tlmiče
Cestné a pásové vozidlá využívajú hydropneumatické tlmiče. Jedná sa o kombináciu vzduchového pruženia s hydraulickým systémom. Perovanie umožňuje stlačený plyn (dusík). Pod membránou je valec naplnený hydraulickou kvapalinou a prítokom tejto kvapaliny sa zväčšuje svetlá výška vozidla.
Kmitavý pohyb vozidiel Môže byť spôsobené: nerovnosťami podložky – kinematické budenie nevyváženosťou pohybujúcich sa častý vozidiel – silové budenie premenlivými vlastnosťami sústavy – parametrické budenie Pri riešení sa predpokladá, že vozidlo je sústava hmotných telies spojených nehmotnými väzbami, súmerných podľa jednej roviny súmernosti, unášaná v smere jazdy rovnomernou rýchlosťou.
Kmitanie kolesových, koľajových, pásových vozidiel
Pohybové rovnice:
Kmitanie kolesových, koľajových, pásových vozidiel
Po úprave Laplaceovou trnsformáciou:
Determinant sústavy:
Hľadané obrazy sú:
Kmitanie kolesových, koľajových, pásových vozidiel
Maticový zápis pohybových rovníc:
M – matica hmotnosti, B – matica tlmenia, K – matica tuhosti, F – vektor budenia
Ďakujem za pozornosť
