فرمت فایل : word (لینک دانلود پایین صفحه) تعداد صفحات 44 صفحه
منحنی مشخصه کمک فنر
نیروی فنر تابعی از جابه جایی چرخ است.اما نیروی میرایی به سرعت آن بستگی دارد.منظوراز سرعت،سرعت نسبی اتصالات بالا و پایین هنگام جمع و بازشدن کمک فنر است.اگر نیروی ایستایی FF به یک فنر اعمال شود،فنر تا اندازه معینی طبق تساوی زیر جابه جا می شود:
(3-1)
ضریب CF نمایانگر سختی فنر است.فنر انرژی را ذخیره می کند و در هنگامی که برای ایمنی حرکت مناسب نیست،آن را به سیستم باز می گرداند.اگر به یک کمک فنر،نیروی ثابت اعمال شود،کمک فنر با سرعت ثابت در کورس خود باز یا بسته می شود.تساویی که بین نیروی میرایی FD و سرعت VD وجود دارد،به شرح زیراست:
(3-2) در این تساوی KD ضریب میرایی و n نمای میرایی است.کارمکانیکی حاصل از جابه جایی کمک فنر به گرما تبدیل می شود و از بین می رود.نمودارهای حاصل از نتایج آزمایش کمک فنر،تغییرات نیروی میرایی را برحسب جا به جایی در گامهای ثابت سرعت نشان می دهد،(در اینجا سرعت میرایی با تغییر دور دستگاه می شود،بخش 1-2-2 را ببینید).مساحت نمودار نـمایانگر کـار انـجـام شـده درهر
کورس کمک فنر است.
برای دستیابی به منحنی مشخصه کمک فنر،یعنی منحنی نیرو-سرعت،نیروی میرایی بیشینه FAE و سرعت متناظر پیستون را از نمودار تغییرات نیرو- جا به جایی و می خوانند و در منحنی نیرو به سرعت در سرعت متناظر ثبت می کنند، (شکل 3-1).برای تعیین منحنی در اولین مرتبه،نیروی میرایی بیشینه را از 6 نمودار،به منحنی مشخصه انتقال می دهند.آزمایش کمک فنر،مطابق توضیحات بخش 1-2-2- است. هنگام کنترل کمک فنر در تولید انبوه،برای صرفه جویی در وقت آزمایش،فقط به اندازه گیری دو یا سه نقطه در منحنی مشخصه اکتفا می کنند.
شکل ظاهری منحنی مشخصه کمک فنر و منحنی سختی فنر شباهت فراوانی به یکدیگر دارند،(شکل 3-2 را ببینید).از این رو،برای شناسایی بهتر مشخصه کمک فنر،نیروی میرایی کشش را در جهت مثبت و نیروی میرایی فشار را در جهت منفی نشان می دهند.بنابراین،نیروی میرایی کشش در ناحیه اول مختصاتی و نیروی میرایی فشار در ناحیه سوم مختصاتی رسم می شوند .
در کمک فنر یک جدارة بافشار و کمک فنر،دوجدارة بافشار،براثر وجود فشار در محفظة گاز،نیرویی به نام نیروی رانده شدن میله پیستون FKA بر میله پیستون وارد می شود که به محل قرارگیری میله پیستون هنگام آزمایش بستگی دارد.درمنحنی نیرو- جابه جایی،خط مبنای کمک فنر بر اثر نیروی FKA به پایین (مرحله فشار)انتقال می یابد.
شکل 3-1:برای دستیابی به منحنی مشخصه کمک فنر،یعنی منحنی نیرو- سرعت،نیروی میرایی بیشینه کشش و فشار یعنی FAD را از منحنی نیرو- جابه جایی می خوانند و آنها را برحسب سرعت های متناظر در منحنی نیرو-سرعت ثبت می‌کنند.
شکل 3-2:در منحنی مشخصه فنر،تغییر نیرو برحسب نیوتن نسبت به جابه جایی برحسب میلیمتر ثبت می شود،اما منحنی مشخصه کمک فنر،تغییر نیروی میرایی برحسب سرعت حرکت پیستون را با واحد متر بر ثانیه نشان می دهد.اگر میرایی فشار در ناحیه سوم ترسیم نشده باشد،(مانند شکل بالا)،شکل ظاهری دو منحنی کشش و فشار به یکدیگر تشبیه است.
شکل 3-3:منحنی مشخصه کمک فنر با رفتاری خطی،دو نمودار چپ نسبت کشش به فشار برابر با 3 و در نمودار راست نسبت کشش به فشار برابر با 1 است.
شکل 3-4:در منحنی مشخصه کمک فنر بافشار،خط مبنای کمک فنر نسبت به محور افقی به اندازه FKA (یعنی نیروی رانده شدن میله پیستون)فاصله دارد.ضمناً هنگام فشرده شدن کمک فنر،بالشتک گاز پیش تنیدگی بیشتری پیدا می کند و برعکس،هنگام بازشدن کمک فنر،از پیش تنیدگی موجود کاسته می شود.به همین دلیل،خط مبنای کمک فنر خمیدگی پیدا می‌کند.هنگام خواندن نیروی میرایی برای دستیابی به منحنی مشخصه،خط بر مبنای کمک فنر را بر روی دستگاه اندازه گیری با جبران نیروی FKA بر محور افقی منطبق می کنند.
این نیرو،نیروی میرایی را نیز از نقطه مرگ بالا به پایین می افزاید،(شکل 3-4 را ببینید).فاصله خط مبنای کمک فنر با محور افقی را می توان با دستگاه اندازه گیری الکترونیکی جبران کرد و آن را تصحیح کرد.خمیدگی خط مبنای کمک فنر،در اندازه نیروی میرایی کشش و فشار FA,E اثر کمی دارد،زیرا این نیروها را در وسط کورس پیستون می خوانند.
به این ترتیب با داشتن منحنی مشخصه نیرو- سرعت نمی توان پی برد که نمودار متعلق به کمک فنر بی فشار با کمک فنر با فشار است.البته یک فرد با تجربه می تواند از روی نحوه تغییر میرایی،به شیوه کارکرد و شناسایی سیستم شیرهای روغن دست یابد،(بخش 3-1-2 راببینید).
همچنین،از منحنی مشخصه میرایی نمی توان به اندازه اصطکاک درونی کمک فنر پی برد.برای دستیابی به اندازه اصطکاک سیستم،علاوه بر یافتن نیروی میرایی،ضروری است که کمک فنر را در سرعت بسیار کم پیستون آزمایش کرد ، (بخش 3-2 را ببینید).در نتیجه منحنی تغییر میرایی نیز متفاوت است.
3-1-2- میرایی کاهنده،افزاینده و خطی
شکل منحنی مشخصه و نمودار نیرو- جابه جایی مستقیماً به یکدیگر بستگی دارند.نمونه ای از منحنی کاهنده میرایی را در شکل 3-1 می بینید.در این شکل،مساحت نمودار نیرو-جابه جایی بزرگ است و در نتیجه،میانگین نیروی میرایی بیشتر ازسایر منحنی ها است،(شکل 3-14 را ببینید.)برای مقایسه بهتردر پایین شکل 3-5 منحنی میرایی افزاینده را نیز می بیند.نیروی میرایی تابع نمایی ازسرعت است.منحنی سرعت – نیرو در پایین شکل در کنار منحنی نیرو- جابه جایی رسم شده است.
منحنی میرایی با رفتار کاهنده این ویژگی را دارد که در جابه جایی های اندک چرخ و در سرعت کم پیستون،نیروی میرایی زیادی ایجاد می کند،عیب این ویژگی این است که فنربندی به جابه جایی ها و ناهمواریهای جاده پاسخ مطلوب نمی دهد.مزیت میرایی کاهنده،ایجاد پایداری غلتشی هنگام تغییر مسیر و گردش خودرو در سر پیچ است.بدنه به آهستگی شیب پیدا می کند و ارتعاشات آن حول محور افقی در مقایسه با میرایی افزاینده کمتر است.این رفتار در تمایل خودرو به سرزنی نیز رخ می دهد.هنگام ترمزگیری ناگهانی،سرزنی و پایین رفتن جلوی خودرو چندان مطلوب نیست.ازآنجا که ایستان،اندازه نیروی بیشینه میرایی را که به بدنه محور خودرو وارد می شود،محدود می کند،کافی است که منحنی میرایی در سرعت زیاد پیستون،به آهستگی افزایش یابد.اگر در یک خودرو که شاسی و تعلیق آن را از نظر استحکام برای کمک فنری با رفتار کاهنده طراحی کرده اند،از کمک فنری با رفتار افزاینده استفاده شود،هنگام کارکرد ترک و شکست در شاسی و قطعات تعلیق ایجاد می شود.
شکل 3-5:منحنی مشخصه کمک فنر می تواند رفتاری افزاینده (شکل بالا)،خطی (شکل میانی)یا کاهنده(شکل پایین)داشته باشد.منحنی مشخصه میرایی و نیرو جابه جایی مستقیماً به یکدیگر وابسته هستند.نمودار منحنی افزاینده،کمترین مساحت و در نتیجه کمترین مقدار میانگین میرایی را دارد.بیشترین میانگین نیروی میرایی متعلق به منحنی کاهنده است.منحنی تغییر میرایی را با تساوی زیر تخمین می زنند:FD=KD.
اما میرایی افزاینده دارای این مزیت است که نیروی میرایی در سرعت کم،کوچک و ناچیز است و در نتیجه خوش سواری خودرو در ناهمواریهای کوچک مطلوبتر است.افزایش نیروی میرایی به شکل افزاینده در سرعت زیاد پیستون،افزایش ضریب میرایی،یعنی KD و در نتیجه بزرگ شدن میرایی بدنه و تعلیق را به دنبال دارد،(ضرایب Dwv و Duv در تساوی 3-5 و 4-7 ،بخش 3-1-5 را ببینید).افزایش میرایی محور از پریدن چرخها جلوگیری می کند و در نتیجه،هنگام عبور از جاده ناهموار،تماس جاده و‌چرخ‌را‌همواره‌برقرار می‌سازد.نمودار نیرو-جابه جایی در میرایی افزاینده،نسبتاً تیز است،یعنی مساحت کمتری دارد و به این ترتیب در مقایسه با نیروی میرایی بیشینه،میانگین میرایی کمتری ایجاد می کند.
شیرهای میرایی پیشرفته و کارآمد،امروزه دستیابی به منحنی مشخصه دلخواه و تنظیم میرایی مورد نظر را امکان پذیر می سازند.نمودارهای میرایی دیگر به ندرت صرفاً افزاینده،خطی یا کاهنده هستند.با ترکیب مقاطع گلویی مختلف و اثر متقابل آنها،رفتار میرایی در بازه های سرعت متفاوت می شود.یعنی نمای میرایی تابعی از سرعت پیستون است،(n=f(VD)).برای دقت بیشتر،بهتر است از دو طرف معادله لگاریتم بگیریم،(تساوی 3-2 را ببینید).
(3-3) log FD=log KD + n.log VD
به این ترتیب با انتقال میرایی و رسم منحنی در محور دو لگاریتمی،یک خط داریم.ضریب زاویه این خط بیانگر نمای افزاینده یا کاهنده میرایی است،(شکل 3-6 را ببینید).در مثال انتخاب شده،میرایی افزاینده در محدوده میان بر و بار کامل،نیز رفتار کاهنده میرایی در بازه سرعت بین 3/0 تا 7/0 متر بر ثانیه را می بینید.
تحقیق درباره بررسی نیروی میرایی
