CC BY
49
УДК 629.113
Чернышов Константин Владимирович
канд. техн. наук, доцент ВолгГТУ г. Волгоград, РФ E-mail: [email protected] Хрипков Михаил Юрьевич, магистрант магистрант, ВолгГТУ г. Волгоград, РФ E-mail: [email protected]
ОБЗОР ОСНОВНЫХ АЛГОРИТМОВ РЕГУЛИРОВАНИЯ ДЕМПФИРОВАНИЯ В ПОДВЕСКЕ
АВТОМОБИЛЯ
Аннотация:
Работа является обзором основных алгоритмов демпфирования. Приведены схематические рисунки данных алгоритмов. Также к каждому рисунку есть формулы и пояснения.
Ключевые слова:
алгоритмы демпфирования, постоянное демпфирование, мгновенное переключение демпфирования, синусоидальное изменение демпфирования, маятниковое регулирование
В общем виде все системы гашения колебаний можно разделить на четыре основных класса: пассивные, полуактивные, активные (адаптивные), смешанные. Современная тенденция такова, что все автопроизводители пытаются сделать подвеску максимально комфортной, но при этом очень устойчивой, когда речь идёт о высоких скоростях. Эпоха пассивных подвесок подходит к завершению. Сейчас наступает время адаптивных систем демпфирования. Стоит заметить, что перед созданием самой подвески, разрабатывается алгоритм её работы. Так же, стоит отметить, что классификация управляемых систем подрессоривания может быть проведена в соответствии с количественными затратами энергии на управление и частоту работы привода управления [1]. Данный материал будет содержать в себе обзор алгоритмов демпфирования колебаний.
Алгоритмы регулирования демпфирования
В данном статье будет рассмотрено четыре способа регулирования демпфирования в цикле колебаний. Все они рассматриваются на базе одномассовой одноопорной колебательной системы с кинематическим возмущением:
- постоянное демпфирование (нерегулируемый амортизатор);
- мгновенное переключение демпфирования;
- синусоидальное изменение демпфирования;
- маятниковое регулирование демпфирования.
На рис. 1 изображена схема одномассовой одноопорной колебательной системы при условии постоянного демпфирования. Схема соответствует классической подвеске с нерегулируемым амортизатором
Уравнение, описывающее состояние подрессоренной массы при постоянном демпфировании, представлено ниже:
Введение
[3].
где m - подрессоренная масса;
_МЕЖДУНАРОДНЫЙ НАУЧНЫЙ ЖУРНАЛ «СИМВОЛ НАУКИ» №4/2016 ISSN 2410-700Х
к - коэффициент демпфирования; c - жесткость подвески; q - координата возмущающего воздействия; z - перемещение подрессоренной массы.
Рисунок 1 - Схема одномассовой одноопорной колебательной системы при условии постоянного
демпфирования
На рис. 2 изображена схема одномассовой одноопорной колебательной системы с регулируемым демпфером.
Рисунок 2 - Схема одномассовой одноопорной колебательной системы при условии мгновенного
переключения демпфирования
Состояние подрессоренной массы при условии мгновенного переключения демпфирования описывается формулой (1) при следующих условиях изменения уровня демпфирования:
где ктах - некоторое постоянное значение коэффициента демпфирования.
На рис. 3 изображена схема одномассовой одноопорной колебательной системы при условии синусоидального изменения демпфирования. Такой вид регулирования демпфирования актуален для случаев синусоидального или близкого к синусоидальному кинематического возмущения.
<
при z - q > 0 и z > 0 к = кв
при z - (( < 0 и z < 0 к = кп
при z - q < 0 и z > 0 к = 0,
при z - q > 0 и z < 0 к = 0,
max'
max'
Рисунок 3 - Схема одномассовой одноопорной колебательной системы при условии синусоидального
изменения демпфирования
Состояние подрессоренной массы описывается формулой (1). Изменение коэффициента демпфирования происходит по следующему закону:
кг т
к = ^ .Ц + + ф)]. (3)
Здесь ю - частота возмущения, ф - сдвиг фазы изменения демпфирования относительно фазы возмущения.
На рис. 4 изображена схема одномассовой одноопорной колебательной системы при маятниковом регулировании демпфирования [2].
Рисунок 4 - Схема одномассовой одноопорной колебательной системы при маятниковом регулировании
демпфирования
Состояние подрессоренной массы описывается формулой (1). Состояние дополнительной подрессоренной массы описывается следующим образом:
тр * р + кр Р - *)+ СР (2Р - *) = 0 (4)
где тр- масса регулятора; Ср - жесткость регулятора; кр- коэффициент демпфирования регулятора; *р- перемещение регулятора.
_МЕЖДУНАРОДНЫЙ НАУЧНЫЙ ЖУРНАЛ «СИМВОЛ НАУКИ» №4/2016 ISSN 2410-700Х_
Как показали исследования, этот принцип регулирования демпфирования приводит к существенному снижению амплитуд колебаний при случайном кинематическом воздействии и может быть успешно использован в подвеске автомобиля.
Список используемой литературы:
1. Сафронов, Ю. Г. Активные подвески. Без электроники // Авто-мобильная промышленность / Ю. Г. Сафронов, А. В. Синев, В. С. Соловьев, М. М. Чепелев, М.: Машиностроение - № 3, 1992. - С. 25 - 26.
2. Чернышов, К. В. Улучшение виброзащитных свойств и стабильности характеристик пневмогидравлических рессор: Дис. ... канд. техн. наук: защищена 11.02.2000 / К. В. Чернышев. - Волгоград, 1999. -223 с.
3. Математическая теория оптимальных процессов / Л.С. Понтрягин [и др.]. - М.: Наука, 1983. - 392 с.
© Чернышов К В., Хрипков М.Ю., 2016 г.
