BACKGROUND: The issues of choosing reasonable properties for suspension system of wheeled vehicles, including vehicles for agricultural purposes, still remain relevant, especially for the vehicles, which load capacity is comparable to their curb mass. Significant difference between static loads, acting in suspension under the curb and total masses of a vehicle, is a consequence of high load capacity. Two or three times difference is possible (depending on axles load distribution), whereas 70% to 80% of mass of trailing load is on rear axles. Use of convenient suspension systems with metal springs is not able to ensure demanded nonlinearity of properties, where non-zero static wheel travel under the curb mass is kept with reasonable value of period of vertical eigenmodes for curb-massed and total-massed vehicle as well as with dynamic factor value. Air springs with two pressure stages are more advanced solution, as they allow choosing stiffness for small and large wheel travel by means of operation of different pressure stages, which volumes are conditioned by differents stiffnesses in area of static displacement.
AIMS: The aim of the study, which results are given in this paper, is to develop the method of determination of main design parameters and characteristics of air springs with two pressure stages (stiffnesses) and counterpressure, applicable for ensuring non-zero static wheel travel of curb-massed vehicles with keeping the given value of dynamic factor.
METHODS: The analytical analysis methods are used.
RESULTS: An example of implementation of the developed method for the KamAZ-53215 Sel’hoznik truck is given as the study result.
CONCLUSIONS: The dependencies, presented in the paper, make possible to determine main design parameters of uncontrolled air suspensions with two pressure stages (and stiffnesses) and counterpressure for wheeled vehicles, which give an opportunity to ensure given values of static wheel travel and dynamic factor and, in addition, provide insignificant increase of stiffness in comparison to air suspensions without counterpressure.
Введение. Вопросы выбора рациональных характеристик систем подрессоривания колесных машин, в том числе сельскохозяйственного назначения, являются актуальными и по сей день. Особенно актуальными они являются для машин, грузоподъемность которых сопоставима с их снаряженной массой. Следствием большой грузоподъемности становится значительная разница между статическими силами, действующими в подвеске при снаряженной и полной массах машины. Разница может быть двух- или трехкратной (в зависимости от распределения нагрузок на оси), причем от 70 до 80% массы перевозимого груза приходится при этом на задние оси.
Использование традиционных систем подрессоривания с металлическими упругими элементами не позволяет обеспечить требуемую нелинейность характеристики, при которой ненулевой статический ход подвески при снаряженной массе выдерживается с сохранением рационального значения периода собственных вертикальных колебаний при снаряженной и полной массах, а также величины коэффициента динамичности. Более совершенным решением являются пневматические упругие элементы с двумя ступенями давления, позволяющие осуществлять выбор жесткости в области малых и больших ходов подвески, за счет включения в работу разных ступеней давления, объемы которых выбраны из условия разной жесткости в области статического хода.
Целью исследований, результаты которых представлены в настоящей статье, является разработка методики определения основных конструктивных параметров и характеристик пневматических упругих элементов подвесок с двумя ступенями давления (жесткости) и противодавлением, пригодных для обеспечения ненулевого статического хода колеса машин снаряженной массы с сохранением заданного значения коэффициента динамичности.
Методы. Используются методы аналитического анализа.
Результаты. В качестве результатов исследований приведен пример реализации разработанной методики для грузового автомобиля КамАЗ-53215 Сельхозник.
Заключение. Представленные в настоящей статье зависимости позволяют производить определение основных конструктивных параметров неуправляемых пневматических подвесок с двумя ступенями давления (и жесткости) с противодавлением (ПД) для колесных машин, которые дают возможность обеспечить заданные значения статического хода и коэффициента динамичности, а также реализующие незначительное увеличение жесткости в сравнении с пневматическими подвесками без ПД.