Оптимізація параметрів динамічної системи підресорювання корпуса БТР (стр. 7 из 15)
Обов'язковим атрибутом сучасної СУ є засоби діагностики. Для цього в СМ є інтерфейс послідовного обміну, що звичайно є в складі МК, але апаратні засоби його сполучення із зовнішніми діагностичними апаратурами вводяться в СМ як окремі компоненти. На схемі він позначений UART.
Сучасний автомобіль може містити у своєму складі декілька СУ, які працюють у тісній взаємодії, та обмінюються між собою інформацією, необхідною для їхньої роботи. Для цього розроблений спеціальний інтерфейс міжсистемного обміну - CAN, що також показаний на схемі.
5. МАТЕМАТИЧНА МОДЕЛЬ РУХУ КОЛІСНОЇ МАШИНИ ПО НЕРІВНОСТЯХ
5.1 Динамічна система підресорювання БТР
Під час руху БТР піддається різним зовнішнім впливам, які прагнуть вивести його зі стану рівноваги, у результаті чого він робить змушені коливальні рухи як вертикальні, так і кутові поздовжні й поперечні. Найбільш шкідливими є поздовжні кутові коливання, тому що в цьому випадку вертикальні прискорення й амплітуда коливань у носі машини мають найбільші значення в порівнянні з іншими видами коливань і в цьому випадку найбільш імовірні пробої крайніх вузлів підвіски.
Ці коливання приводять до зниження швидкості автомобіля, затрудняють керування й спостереження з машини й погіршують ефективність ведення вогню з основного й допоміжного озброєння БТРа. Система підресорювання машини - це сукупність деталей, що зв'язують корпус із осями коліс. Основними елементами підвіски є пружні й дисипативні зв'язки коліс із корпусом. Пружні елементи підвіски (пружини) можуть у значній мірі деформуватися й тим самим зм'якшувати дію поштовхів і ударів, однак при цьому виникають різного виду коливання корпуса автомобіля. Коливання ці будуть особливо значними в умовах резонансу. Дія дисипативних елементів підвіски (амортизаторів) сприяє поглинанню енергії коливального руху за рахунок часткового перетворення її в тепло. Це приводить до зменшення розгойдування корпуса машини особливо при резонансі.
Від періоду коливань підресореної частини корпуса машини залежить самопочуття й боєздатність екіпажа. Коливання корпуса з малими періодами (менш 0,5сек.) викликають хворобливі відчуття й швидку стомлюваність внаслідок тряски. У випадку ж більших періодів ( більше 1,8 сек.) може мати місце "морська хвороба". Для створення найкращих умов роботи екіпажу в період власних коливань підресореної частини корпуса БТРа бажано витримувати в межах від 1,0 до 1,5 сек.
Розрахункова схема підвіски автомобіля наведена на Рисунку 5.1.
Рисунок 5.1 Розрахункова схема підвіски
Введемо в розгляд дві системи координат:
- Рухлива система координат OXYZ, що представляє собою систему ортогональних осей незмінного напрямку, що переміщається разом із центром мас БТРа Ос, причому початок рухливої системи координат О збігається із центром мас підресореної частини БТРа Ос у випадку, якщо БТР перебуває в стані спокою або рівномірного прямолінійного руху по горизонтальній площині;
- Зв'язана система координат ОcXcYcZc, незмінно зв’язана з підресореною частиною корпуса машини й має початок у її центрі мас, причому осі ОcXc, ОcZc і ОcYc збігаються з головними осями інерції підресореної частини корпуса.
При прямолінійному русі БТРА по пересіченій місцевості поточне положення зв'язаної системи координат щодо рухливої системи координат визначається двома узагальненими координатами: положенням центра мас підресореної частини корпуса Z(t) щодо положення сталої рівноваги, у якому обидві системи координат збігаються; кутовим положенням зв'язаних осей підресореної частини корпуса БТРа φ(t) щодо осей рухливої системи координат.
Для складання рівнянь обуреного руху підресореної частини корпуса БТРа скористаємося рівняннями Лагранжа в узагальнених координатах:
(5.1)де
-к -та узагальнена координата; 
к -та узагальнена швидкість; 
- к -та узагальнена сила;Т - кінетична енергія динамічної системи.
У розглянутому прикладі
(5.2) 
де
- вага підресореної частини корпуса БТРА; 
- сила, що діє з боку і- того колеса; 
- момент, що діє на корпус відносно і- того колеса;n - число коліс по одному з бортів БТРА.
Силу
представимо в наступному виді: 
(5.3)де
- сила, що діє з боку і- той пружини, 
- сила, що діє з боку і- того амортизатора.Силу
представимо наступною формулою: 
(5.4)де
- деформація пружини під дією статичного навантаження; 
- вертикальний зсув центра ваги підресореної частини корпуса БТРа щодо точки О з врахуванням знака;φ(t) - кут повороту підресореної частини корпуса БТРа;
- висота нерівності під і- тим колесом з урахуванням знака; 
- відстань від центра ваги підресореної частини корпуса до і- тої осі кріплення колеса з урахуванням знака.Силу
представимо у вигляді: 
(5.5)де
- відносна швидкість переміщення штока й корпуса амортизатора, причому 
(5.6) 
- середній коефіцієнт опору амортизатора.Підставимо (5.6) в (5.5). У результаті одержуємо
(5.7)З урахуванням формул (5.4) і (5.7) співвідношення (5.3) приймає вид:
(5.8)де
- коефіцієнт твердості і- той пружини.Момент
представимо у вигляді 
(5.9)У результаті узагальнені сили Q1(t) Q2(t) можуть бути записані у вигляді наступних співвідношень:
(5.10) 
(5.11)З огляду на, що
, а також та обставина, що звичайно в БТРах коефіцієнти твердості всіх пружин і коефіцієнти опору всіх амортизаторів однакові, співвідношення (5.10) і (5.11) запишемо у вигляді
(5.12) 
(5.13)Кінетична енергія підресореної частини корпуси БТРа може бути записана у вигляді
(5.14)де
- головний центральний момент інерції підресореної частини корпуса БТРА щодо головної центральної поперечної осі OcYc.Підставляючи співвідношення (5.12)-(5.14) у рівняння (5.1), одержуємо:
(5.15)Функції
та 
пов'язані з висотою нерівності 
співвідношеннями: