Рациональное демпфирование в системе подрессоривания для обеспечения устойчивости автомобиля при высокоскоростном маневрировании

Введение. От современных полуактивных систем подрессоривания требуется как можно большая эффективность, реализующая максимум физических возможностей органа регулирования. При этом с повышением эксплуатационных скоростей «традиционное» раздельное представление возмущающих воздействий может приводить к конструктивным ошибкам и ошибкам в управлении. Цель исследования - определить параметры рационального демпфирования при одновременном воздействии кинематического и силового возмущений (комбинированного возмущения) на корпус автомобиля. Методология и методы. Поставленная задача решается для модели «четверти» автомобиля методами операционного исчисления. Результаты и научная новизна. Отмечено, что, так как для полуактивных систем управление демпфирующими элементами соответствует изменению коэффициента сопротивления амортизаторами (или коэффициента относительного затухания), то необходимо оценивать влияние от изменения этого параметра на амплитудно-частотные характеристики, которые в ходе решения поставленной задачи преобразуются в амплитудно-частотные поверхности (АЧП). В статье также приводятся полученные в ходе решения дополненной модели «четверти» автомобиля АЧП. АЧП предлагается делить на зоны и области соответственно для кинематического и силового возмущений. Практическая значимость заключается в выявлении влияния силового возмущения и коэффициента затухания (коэффициента сопротивления) на показатели плавности хода и безопасности движения модели «четверти» автомобиля. При этом для рационального выбора коэффициента затухания для каждой из комбинированных областей АЧП требуется априорное знание характеристик возмущений. Также отмечено влияние значения собственной частоты на вид АЧП, и, следовательно, выбор коэффициента затухания. При проведении последующих исследований необходимо решить задачу оптимизации для ряда комбинированных областей АЧП.

измерители плавности хода и безопасности, амплитудно-частотные поверхности, управляемые системы подрессоривания

1. Ротенберг Р.В. Подвеска автомобиля. Колебания и плавность хода / 3-е изд., перераб и доп. - М.: Машиностроение, 1972. - 394 с.

2. Пановко Я.Г. Введение в теорию механических колебаний. - Л.: Высш. шк., 1989. - 252 с.

3. Сухорукое А.В. Управление демпфирующими элементами в системе подрессоривания быстроходной гусеничной машины: дисс.. канд. техн. наук. - М., 2003. - 150 с.

4. Мышкис А.Д. Элементы теории математических моделей / Изд. 3-е, исправленное. - М.: КомКнига, 2007. - 192 с.

5. Жилейкин М.М. Повышение быстроходности многоосных машин путём адаптивного управления упруго-демпфирующими элементами системы подрессоривания: дисс.. д-ра техн. наук. - М., 2012. - 280 с.

6. Певзнер Я.М., Гридасов Г.Г., Конев А.Д., Плетнёв А.Е. Колебания автомобиля. Испытания и исследования / Под ред. Я.М. Певзнера. - М.: Машиностроение, 1979. - 208 c.

7. Road and off-road vehicle system dynamics. Handbook / Edited by Giampiero Mastinu and Manfred Ploechl. - Taylor & Francis Group, LLC, 2014.

8. Рязанцев В.И., Альсаламех Бальсам. Повышение активной безопасности автомобиля за счёт стабилизации вертикальных реакций дороги // Инженерный вестник. - 2016. - № 12. - С. 109-118.

9. Hrovat D. Survey of advanced suspension developments and related optimal control application // G. Britain, Automatica. - 1997. - Vol. 33. - No. 10. -Рр. 1781-1817.

10. Guido P. A. Koch Adaptive control of mechatronic vehicle suspension system: Doktor-Ingenieurs genehmigten Dissertation. - München, 2011. - 250 p.

11. Agrawal A. Performance improvement of automotive suspension systems using inerters and an adaptive controller: master of applied science in mechanical and mechatronics engineering. - University of Waterloo, Ontario, 2013. - 84 p.

12. Штокало И.З. Операционное исчисление (обобщение и приложение). - К.: «Наукова Думка», 1972. - 304 с.

13. Силаев А.А. Спектральная теория подрессоривания транспортных машин / 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Машиностроение, 1972. - 192 с.

14. Жеглов Л.Ф. Спектральный метод расчёта систем подрессоривания колёсных машин: учеб. пособие / 2-е изд., испр. и доп. - М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2013. - 210 с.

15. Шелгинских И.Н. Анализ измерителей плавности хода и безопасности движения, применяемых в управляемой системе подрессоривания автомобиля // Труды НАМИ. - 2018. - № 4 (275). - С. 98-104.