Одними из важнейших оценочных параметров тяговых и транспортных машин являются плавность хода и вибронагруженность их узлов и агрегатов, особенно на сиденье оператора и органы управления. Главным образом вибронагруженность характеризуется вертикальными колебаниями (вибрацией) сосредоточенных масс машины от фона при ее движении по неровностям пути.
Общеизвестно, что повышенные вибрации, превышающие нормативные значения, негативно влияют на надежность машины и организм человека [1, с. 199; 2, с. 374].
Для снижения уровня вибрации необходимо на стадии проектирования машины подобрать оптимальные упругодемпфирующие (УДХ) и инерционные характеристики элементов ее системы подрессоривания (СП).
Традиционным методом оценки вибронагруженности машины, в том числе уровня вибрации на сиденье оператора, является составление динамической и математической модели в виде системы дифференциальных уравнений движения машины, число которых равно количеству сосредоточенных масс (СМ) [3, с. 94]. Решение таких моделей даже с помощью современных программных средств сопровождается огромным числом итераций, что значительно повышает трудоемкость решения задачи и влияние человеческого фактора на достоверность результата.
Другой способ оценки вибронагруженности машины — проведение экспериментальных исследований в условиях реальной эксплуатации машин с применением контрольно-измерительной аппаратуры и по методикам, изложенным в нормативах. К примеру, таким способом оценивалась вибронагруженность гусеничного трактора ВТ-150 в работе [4, с. 21–23].
Очевидна необходимость снижения трудоемкости и повышения точности аналитических исследований вибронагруженности на этапе проектирования.
Цель исследования — разработка имитационной модели (ИМ) движения машины для оценки эффективности виброзащиты СП на примере колесного сельскохозяйственного трактора класса 4, а также предпосылок ее унификации.
В качестве примера в данной работе выбран один из современных отечественных колесных сельскохозяйственных тракторов общего назначения класса 4. При разработке модели были выделены СМ: сиденье с оператором, кабина, двигатель, коробка передач, остов трактора и его передний ведущий мост. Использованы реальные конструкции СП этих СМ.