Повышение виброзащитных свойств двухполостных пневматических рессор на основе синтеза оптимальных алгоритмов коммутации полостей

Поздеев, Алексей Владимирович

Колесные и гусеничные машины

автореферат диссертации по транспортному, горному и строительному машиностроению, 05.05.03, диссертация на тему:Повышение виброзащитных свойств двухполостных пневматических рессор на основе синтеза оптимальных алгоритмов коммутации полостей

кандидата технических наук: Поздеев, Алексей Владимирович
город: Волгоград
год: 2012
специальность ВАК РФ: 05.05.03
цена: 450 рублей

Диссертация по транспортному, горному и строительному машиностроению на тему «Повышение виброзащитных свойств двухполостных пневматических рессор на основе синтеза оптимальных алгоритмов коммутации полостей»

Автореферат диссертации по теме "Повышение виброзащитных свойств двухполостных пневматических рессор на основе синтеза оптимальных алгоритмов коммутации полостей"

На правах рукописи

005043.51°

Поздеев Алексей Владимирович

ПОВЫШЕНИЕ ВИБРОЗАЩИТНЫХ СВОЙСТВ ДВУХПОЛОСТНЫХ ПНЕВМАТИЧЕСКИХ РЕССОР НА ОСНОВЕ СИНТЕЗА ОПТИМАЛЬНЫХ АЛГОРИТМОВ КОММУТАЦИИ ПОЛОСТЕЙ

05.05.03 - Колёсные и гусеничные машины

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание учёной степени кандидата технических наук

1 7 мая 2012

Волгоград - 2012

005043318

Работа выполнена на кафедре «Автомобильные перевозки» в Волгоградском государственном техническом университете

доктор технических наук, доцент Рябов Игорь Михайлович.

Шеховцов Виктор Викторович, доктор технических наук, профессор, Волгоградский государственный технический университет, профессор кафедры «Автомобиле- и тракторостроение»;

Сергеев Александр Павлович, кандидат технических наук, доцент Волгоградский государственный аграрный университет, заведующий кафедрой «Тракторы, автомобили и теплотехника».

Пензенский государственный университет архитектуры и строительства.

Защита состоится « 01» июня 2012 г. в 10м часов на заседании диссертационного совета Д212.028.03 при Волгоградском государственном техническом университете по адресу: 400005, г. Волгоград, проспект Ленина, 28, ауд. 209.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Волгоградского государственного технического университета.

Автореферат разослан « 28 » апреля 2012 г.

Научный руководитель Официальные оппоненты:

Ведущая организация

Ученый секретарь диссертационного совета

Ожогин Виктор Александрович.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА. РАБОТЫ

Актуальность темы диссертации. В настоящее время на современных автотранспортных средствах (АТС) различной грузоподъемности широкое распространение получили подвески, включающие однополостные пневматические рессоры (ПР) низкого давления с резинокордной оболочкой (РКО) в качестве упругого элемента и гидравлические амортизаторы. Такие подвески имеют ряд преимуществ перед подвесками с металлическими упругими элементами, однако и они не обеспечивают нормативные показатели плавности хода АТС на неровных дорогах, что вызывает необходимость их совершенствования. Перспективным направлением такого совершенствования является применение двухполостных пневматических рессор (ДПР) с коммутацией (сообщением и разобщением) полостей в цикле колебаний. Алгоритмами коммутации полостей занимались многие исследователи: Г.С. Аверьянов, A.C. Горобцов, A.C. Дьяков, Б.А. Калашников, В.В. Новиков, A.B. Синев, Б.Н. Фитилев, Р.Н. Хамитов, В.И. Чернышев и др., которые доказали возможность улучшения виброзащитных свойств ДПР. Однако проведенные исследования носят разобщенный характер и не решена задача выявления оптимальных алгоритмов коммутации полостей, обеспечивающих повышение виброзащитных свойств ДПР. В связи с этим тема диссертации является актуальной.

Цель работы: повышение виброзащитных свойств пневматических подвесок автотранспортных средств на основе синтеза оптимальных алгоритмов коммутации полостей двухполостных пневматических рессор.

Для достижения данной цели поставлены следующие задачи исследования:

1. Разработать теоретические предпосылки, необходимые для поиска оптимальных алгоритмов коммутации полостей ДПР, которые включают:

- определение оптимальных условий изменения жесткости упругого элемента в цикле колебаний одноопорной одномассовой регулируемой линейной колебательной системы (РЖС), обеспечивающих минимизацию абсолютных перемещений подрессоренной массы;

- сравнительную оценку виброзащитных свойств РЛКС с найденным алгоритмом оптимального управления жесткостью и известным алгоритмом оптимального управления демпфированием;

2. Разработать методику синтеза алгоритмов коммутации полостей ДПР и синтезировать алгоритмы; ......

3. Разработать математические модели колебательных систем с ДПР на основе формулы обобщенной упругодемпфирующей характеристики;

4. Провести исследование виброзащитных свойств ДОТ с коммутацией полостей по синтезированным алгоритмам и выявить оптимальные алгоритмы по отдельным показателям;

5. Предложить новый алгоритм коммутации полостей ДПР и провести исследование виброзащитных свойств ДПР с коммутацией полостей по этому алгоритму;

6. Разработать и обосновать новые показатели оценки алгоритмов коммутации полостей ДПР;

7. Провести многопараметрическую оптимизацию синтезированных алгоритмов коммутации полостей ДПР и выявить оптимальный алгоритм по совокупности показателей; ......

. 8. Разработать методики стендовых испытаний ДПР с механическим и микропроцессорным управлением коммутацией полостей;

9. Разработать конструкции ДПР, обеспечивающие коммутацию полостей по выявленным оптимальным алгоритмам.

Автор выражает благодарность доктору технических наук Новикову Вячеславу Владимировичу за научное консультирование

Методы исследования. В диссертации используются методы теоретической механики, в частности теории колебаний, математической теории оптимального управления, вычислительной математики и программирования, а также стендовые испытания с помощью современной контрольно-измерительной аппаратуры.

Объекты исследований. Объектами исследований являлись экспериментальные ДПР с механическим и микропроцессорным управлением коммутацией полостей, созданные на базе серийных рессор автобуса «Волжанин».

Научная новизна;

1. Впервые на основе принципа максимума Л.С. Понтрягина определены оптимальные моменты мгновенного переключения жесткости в цикле колебаний РЛКС;

2. Впервые проведена сравнительная оценка виброзащитных свойств РЖС с найденными на основе принципа максимума Л.С. Понтрягина алгоритмами оптимального управления демпфированием и жесткостью в цикле колебаний в результате которой выявлено, что более целесообразным является оптимальное управление жесткостью;

3. Получена формула обобщенной упругодемпфирующей характеристики ДПР, с помощью которой синтезированы 30 различных алгоритмов коммутации полостей, необходимых для проведения оптимизации;

4. Разработаны математические модели одноопорных одномассовой и двух-массовой колебательных систем с ДПР на основе предложенной формулы обобщенной упругодемпфирующей характеристики;

5. В результате исследования виброзащитных свойств ДПР с синтезированными алгоритмами коммутации полостей при вынужденных и свободных затухающих колебаниях выявлены 3 оптимальных алгоритма по отдельным показателям;

6. Предложен новый алгоритм коммутации полостей ДПР с управлением по амплитуде относительных колебаний и по заданной амплитуде выравнивания давлений в полостях ДПР, который легко реализуется на практике;

7. Разработаны и обоснованы новые показатели для оценки алгоритмов коммутации полостей ДПР: коэффициент снижения частоты (КСЧ) колебаний подвески, а также коэффициент неэффективного импульса силы (КНИС);

8. В результате многопараметрической оптимизации доказано, что предложенный новый алгоритм коммутации полостей ДПР является оптимальным по совокупности показателей.

Практическая ценность;

1. Предложенный и обоснованный теоретически и экспериментально оптимальный алгоритм коммутации полостей ДПР с управлением по амплитуде относительных колебаний подрессоренной массы и по заданной амплитуде выравнивания давлений в полостях обеспечивает повышение виброзащитных свойств ДПР по сравнению с известными алгоритмами;

2. Предложенные и апробированные ноЕые показатели КСЧ и КНИС могут быть использованы для оперативной оценки эффективности алгоритмов управления демпфированием и жесткостью в различных типах подвесок АТС;

3. Разработанные и запатентованные конструкции ДПР, обеспечивающие коммутацию полостей по выявленному оптимальному алгоритму, могут быть использованы при создании реальных пневматических подвесок АТС.

машин», посвящ. 100-летию начала подгот. инж. по автомобильной специальности в МГТУ им. Н.Э. Баумана (Москва, 2010); на междунар. науч.-техн. конф. «Многоцелевые гусеничные и колесные машины: актуальные проблемы теории, практики и подготовки кадров», посвящ. 70-летию с начала выпуска танков на Челябинском тракторном заводе (Челябинск, 2011); на науч.-практ. конф. ВолгГТУ (Волгоград, 2010-2012); на регион, конф. молод, исследов. Волгоград. обл. (Волгоград, 2007-2011).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 18 печатных работ, в том числе 4 статьи в журналах, включенных в Перечень изданий, рекомендованных ВАК, и 3 патента на полезные модели.

Структура и объём работы. Диссертация состоит из введения, шести глав, основных выводов и результатов, списка литературы, включающего 178 наименований (из них 57 на иностранных языках), приложений. Работа содержит 220 страниц машинописного текста, включающего 14 таблиц и 127 рисунков.

Основные положения, выносимые на защиту:

1) теоретические предпосылки, необходимые для поиска оптимальных алгоритмов коммутации полостей ДПР; ......

2) методика синтеза алгоритмов коммутации полостей ДПР и синтезированные алгоритмы;

3) математические модели одноопорных одномассовой и двухмассовой колебательных систем с ДПР, разработанные на основе предложенной формулы обобщенной упругодемпфирующей характеристики; __

4) оптимальный алгоритм коммутации полостей ДПР с управлением по амплитуде относительных колебаний и заданной амплитуде выравнивания давлений в полостях ДПР; ^^

5) методики стендовых испытаний ДПР с механическим и микропроцессорным управлением коммутацией полостей;

6) результаты теоретического и экспериментального исследования виброзащитных свойств ДПР с различными алгоритмами коммутации полостей;

7) новые показатели оценки алгоритмов коммутации полостей ДПР; ^

8) многопараметрическая оптимизация алгоритмов коммутации полостей ДПР;

9) оригинальные конструкции ДПР, обеспечивающие коммутацию полостей по выявленному оптимальному алгоритму.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность темы и приведена аннотация работы.

Первая глава «Актуальные вопросы повышения виброзащитных свойств подвесок АТС с пневматическими рессорами» посвящена изучению современных путей совершенствования пневматических подвесок АТС. Рассмотрены различные типы ПР и дана их сравнительная оценка. Проведен анализ существующих математических моделей ПР, а также выявлено влияние особенностей конструкций ПР и условий их работы на виброзащитные свойства подвески АТС. В области пневматического подрессоривания имеют публикации многие отечественные и зарубежные ученые: Г.С. Аверьянов, P.A. Акопян, A.B. Анд-рейчиков, В.А. Верещака, В.А. Галашин, Г.Д. Гегелидзе, A.M. Горелик, A.C. Горобцов, М.М. Грибов, А.Н. Густомясов, Г.Е. Джохадзе, A.C. Дьяков, А.Н. Зотов, Б.А. Калашников, И.С. Керницкий, В.И. Колмаков, О.С. Кочетов, М.В. Ляшенко, В.В. Новиков, Я.М. Певзнер, В.В. Пилипенко, И. М. Рябов, И.Ф. Сикач, A.B. Синев, Н.Я. Фаробин, Б.Н. Фитилев, Р.Н. Хамитов, В.И. Чернышев, B.I. Bachrach, W. Bauer, М. Berg, H.V. Deo, N. Docquier, C.Erin, V. Gavriloski, M. Goldfarb, J. Grajnert, M.W. Holtz, A.G. Kelkar, H.S. Ют, A.A. Kolnhäuser, B.T. Kulakowski, J.-H. Lee, I. Maciejewski, J.-H. Moon,

A.L. Morales, AJ.Nieto, N. Oda, H. Porumamilla, G. Priyandoko, H. Pu, Z. Qin, G. Quaglia, H. Sayyaadi, X. Shen, N. Shokouhi, M. Sorli, Y. Sugahara, N.P. Suh, K. Toyofuko, T. Yoshimura и др. Обзор литературных источников позволил выявить перспективное направление развития ПР, заключающееся в повышении их виброзащитных свойств путем разделения их рабочего объема на две полости и коммутации этих полостей по определенным алгоритмам. Наиболее значимые результаты в этой области были получены учеными Омского ГТУ Аверьяновым Г.С., Калашниковым Б.А. и Хамитовым Р.Н. Однако их исследования носят разобщенный характер и до настоящего времени не были определены оптимальные алгоритмы коммутации полостей, обеспечивающие повышение виброзащитных свойств ДПР. В связи с этим необходимо решить задачу синтеза алгоритмов коммутации полостей, найти оптимальные алгоритмы и разработать реализующие их конструкции.

Вторая глава «Разработка теоретических предпосылок повышения виброзащитных свойств двухполостных пневматических рессор с коммутацией полостей» посвящена решению 1-й задачи исследования. В качестве метода для определения оптимальных условий изменения жесткости упругого элемента, обеспечивающих минимизацию абсолютных перемещений подрессоренной массы в цикле колебаний РЛКС, использовался принцип максимума Л .С. Пон-трягина. В соответствии с этим принципом состояние подрессоренной массы т (рис. 1) в каждый момент времени характеризуется действительными числами z, и z2, причём векторное пространство Z векторной переменной z = (z,, z2) является фазовым пространством состояния подрессоренной массы.

Согласно принципу максимума, существует j>z оптимальное управление u(t), переводящее фазовую точку из положения z(t0) в положение z(fx) и придающее минимальное значение функционалу:

C'U

j = J/o(z„ z2, u)dt,

(1)

T-.J4?

Рис. 1. Расчетная схема РЛКС с переменной жесткостью

которое будет соответствовать движению подрессоренной массы с минимальным отклонением по перемещению от предшествующего состояния в каждый последующий момент времени.

С учётом управляющего параметра и дифференциальное уравнение, описывающее состояние подрессоренной массы (рис. 1) имеет вид:

т2 + к(г-с[)+си(г-д)=0, (2)

где т — подрессоренная масса; к - коэффициент демпфирования амортизатора; с - жесткость упругого элемента; г, ¿, г — перемещение, скорость и ускорение подрессоренной массы; д, д — кинематическое возмущение и его скорость.

С учетом уравнения динамики (2) получено аналитическое решение функционала (1), на основании которого определены моменты и направления переключений, образующие алгоритм оптимального управления жесткостью упругого элемента применительно к РЖС (рис. 2).

Проведена сравнительная оценка виброзащитных свойств РЛКС с определенными на основе принципа максимума Л.С. Понтрягина алгоритмами оптимального управления демпфированием и жесткостью при раздельном и одновременном регулировании по известным показателям.

J:u = umin при (z-q)<Q и ¿£0, II:u=umx при {z-q)>§ и z>0, III:u = umia при (z-i/)>0 и ¿<0,

IV-.u-uи при (z-#)<0 и ¿<0.

Рис. 2. Алгоритм оптимального управления жесткостью и вид соответствующей упругой характеристики РЛКС: /, II, III, IV-участки с постоянной жесткостью

В частности оценка по АЧХ перемещений и ускорений (рис. 3) показала, что:

1) наиболее высокие виброзащитные свойства (коэффициент динамичности, близкий к 1) обеспечивает одновременное оптимальное управление демпфированием и жесткостью РЛКС (кривая 4), однако данный вид регулирования сложно реализовать на практике;

2) алгоритм оптимального управления жесткостью (кривая 3) обеспечивает более высокие виброзащитные свойства РЛКС, чем алгоритм оптимального управления демпфированием (кривая 2) и может быть реализован на практике в ДПР, поэтому было проведено его дальнейшее исследование в главе 3.

мм 20 15 10 5

ш, Гц

б)

о, Гц

Рис. 3. АЧХ регулируемой линейной колебательной системы с оптимальным управлением жесткостью, демпфированием, жесткостью и демпфированием одновременно: а) - абсолютные перемещения; 6) - вертикальные ускорения; 1 — нерегулируемая жесткость (и = 1,0) и нерегулируемое демпфирование (у/ = 0,25); 2 — нерегулируемая жесткость (и — 1,0) и регулируемое демпфирование ((</тах = 0,25 и = 0); 3 - регулируемая жесткость (итах = 1,0 и Чтт - 0,5) и нерегулируемое демпфирование (<{/ = 0,25); 4 - регулируемая жесткость (итзх = 1,0 и Итт = 0,5) и регулируемое демпфирование (у/тш = 0,25 и = 0)

Третья глава «Синтез и исследование алгоритмов коммутации полостей двухполостных пневматических рессор» посвящена решению задач исследования 2, 3,4 и 5. ^^

Разработана методика синтеза алгоритмов коммутации полостей ДПР на основе 11-ти возможных принципов управления коммутацией полостей ДПР, полученных сочетанием параметров колебательной системы (перемещения и скорости абсолютных и относительных колебаний подрессоренной массы), и 7-ми возможных способов коммутации полостей, составленных с использованием 3-х типов упругих характеристик. В результате синтеза получены 30 алгоритмов коммутации полостей ДПР и соответствующие им кусочно-нелинейные рабочие диаграммы. Для их математического описания предложена формула обобщенной упругодемпфирующей характеристики ДПР:

kv^-FAz-üW^-FAz-d-v).

Ра.йТ Рк

F„

(3)

где рр - давление в рабочей полости ДПР; ратм _ атмосферное давление; ^ -эффективная площадь; - полный объем ДПР (¥„.„ = Кр ст + Кд); Ур.п - объем рабочей полости при статическом положении; Уй - объем дополнительной по-

лости; (г-д)~ деформация ДПР; К/, и (г - ?), - управляющие переменные, меняющиеся от г-го участка ходов сжатия и отбоя ДПР в цикле колебаний (г = I, II, III, IV, Кили VI).

На основе формулы (3) разработаны математические модели одноопорных одномассовой и двухмассовой колебательных систем с управляемой ДПР, расчетные схемы которых представлены на рис. 4.

—1

р>

V, \ 3 D.

м 1 t

* 1

u i Л i

m | )

а)

Рис. 4. Расчетные схемы одноопорных колебательных систем с управляемой ДПР:

а) - одномассовая; б) - двухмассовая; Мит - подрессоренная и неподрессоренная массы; Т - сухое трение; сш и гш — жесткость и коэффициент демпфирования шины; z и ? - перемещения подрессоренной и неподрессоренной масс; q - кинематическое возмущение; Vf и Кд -рабочий и дополнительный объёмы (Fp = var, Va = const); pp и рл - абсолютные давления в рабочем и дополнительном объёмах; Д> - эффективный диаметр; 1 - РКО; 2 - поршень; 3 -коммутирующее устройство

Уравнение динамики колебательной системы (рис. 4, а) имеет вид: / гг /т, ,,, (_ \ т,\ \л~

Ш +

Ifc-iz-qyv,))

(4)

Система уравнений динамики колебательной системы (рис. 4, б), учитывающая возможность пробоя подвески (на ходах сжатия и отбоя) и отрыва шины от поверхности дороги, имеет вид:

Ш +

1-6

{v„„-FXz-$))■(¥„«-F&-<;)-V)) J

+ Vsgn(z - g)+ + z - g)= 0;

v^-FXz-g\-v) ^

P„.CT +{к

F +

mg-

\-b

(v^-FXz-dWn-FXt-d-v))

-Ь Tsgn(z-g)~cuv{\+z~g)+ (g-q)+[g-q)+b^(M + m)g = 0

,(5)

F -

отр1 ш Ч. / отр1 ш л / отр2 V

где с™ и ЬПр - коэффициенты пробоя ДПР на ходах сжатия и отбоя; Ьогр\ иЬ<щ,2-коэффициенты отрыва шины от дороги; йд - динамический ход сжатия ДПР от статического положения.

Для каждого из рассматриваемых алгоритмов рассчитаны и построены статические упругодемпфирующие характеристики и рабочие характеристики коммутирующего устройства ДПР, на основе которых определена величина потерь энергии в ДПР за цикл колебаний, используемая в дальнейшем для оценки алгоритмов коммутации полостей.

На первом этапе моделирования по уравнению (5) проведен сравнительный анализ виброзащитных свойств ДПР с полученными 30-ю алгоритмами коммутации полостей в диапазоне частот до 5,0 Гц по следующим характеристикам:

- АЧХ абсолютных перемещений подрессоренной массы;

- АЧХ вертикальных ускорений подрессоренной массы;

- частотная характеристика суммарной ширины областей неэффективной работы ДПР в цикле колебаний.

В результате проведенных теоретических исследований колебательной системы (рис. 4, а) в области низкочастотного резонанса установлено следующее:

1) минимальные значения вертикальных ускорений подрессоренной массы обеспечивает алгоритм коммутации с разобщением полостей в моменты смены знака скорости относительных колебаний и с соединением полостей (выравниванием давлений) в моменты смены знака деформации рессоры (рис. 5, а)).

2) минимальные значения абсолютных перемещений подрессоренной массы обеспечивает алгоритм коммутации с разобщением полостей в моменты смены знака скорости относительных колебаний и с соединением полостей (выравниванием давлений) в моменты смены знака скорости абсолютных колебаний (рис. 5, б)).

г»

кН

сжоп ие 1

л -с1* а V + ач)

1, •У /

+ А 111 р« - Л/* 1

Л'

яп5ой

К см

н{г-й<оПг;=(;,

X, ОМ

X, см

/я^-^онСг-^о!""!^;, я/:^-<г)<ои;<о"

а) б) в)

Рис. 5. Алгоритмы коммутации полостей ДПР и соответствующие рабочие диаграммы:

1 - упругодемпфирующая характеристика ДПР для соответствующего алгоритма;

2 - упругая характеристика серийной ПР с дополнительным объемом

Анализ зависимостей суммарной ширины областей неэффективной работы ДПР от частоты кинематического возмущения показал, что они не дают однозначной оценки виброзащитных свойств ДПР. Поэтому в главе 5 были разработаны другие показатели.

На втором этапе моделирования были отобраны 15 алгоритмов коммутации полостей ДПР путем задания ограничения на коэффициент динамичности перемещений подрессоренной массы в низкочастотном резонансе (кд < 3,0). Затем был проведен сравнительный анализ виброзащитных свойств колебательной системы (рис. 4, б) с этими 15-ю алгоритмами коммутации полостей в диапазоне частот до 22,4 Гц по следующим характеристикам:

- АЧХ абсолютных и относительных перемещений подрессоренной массы;

- АЧХ вертикальных ускорений подрессоренной массы;

- осциллограммы свободных затухающих колебаний.

В результате проведенных исследований на втором этапе выявлено:

1) минимальные значения вертикальных ускорений подрессоренной массы во всем рассматриваемом диапазоне частот обеспечивает алгоритм коммутации, приведенный на рис. 5, а).

2) минимальные значения относительных перемещений подрессоренной массы в области высокочастотного резонанса и свободных затухающих колебаний обеспечивает алгоритм коммутации с выравниванием давлений и разобщением полостей в моменты смены знака скорости относительных колебаний подрессоренной массы, приведенный на рис. 5, в).

На основе анализа оптимальных алгоритмов, приведенных на рис. 5, предложена новая упругодемпфирующая характеристика ДПР и соответствующий ей алгоритм коммутации полостей по амплитуде относительных колебаний и по заданной амплитуде выравнивания давлений. По этому алгоритму разобщение рабочей и дополнительной полостей происходит в момент смены направления скорости деформации ДПР, а соединение полостей и происходящее при этом выравнивание давлений - в момент достижения амплитуды деформации ДПР постоянной величины Дсж ИЛИ Дотб (рис. 6).

Л.

кН

сжатие - Дотв ч А» ~А 1 +

II Л -О

\ {< У/ * III

ч/ ~2 '

/ 1

отбой • ^

где

Д = Дсж +Дотб, Дс* = Дотб = Д/2,

0<Д^

-X 0 >., см

Рис. 6. Предложенная упругодемпфирующая характеристика и условия для определения размаха и амплитуд выравнивания давления: 1 - упругодемпфирующая характеристика ДПР для нового алгоритма; 2 - упругая характеристика серийной ПР

Также разработана математическая запись нового алгоритма коммутации, которая представляет собой следующую систему выражений:

1)Л>|(2-<ги+К2-Л»

У<=У>,

1:{г-д)> О П:{2-д)<0 ' 1:{г-д)<Д» и(г-д)>0 ///:(г-$')> Дтв и(г-^)<0 11-{г-д)>^ к(г—д)>0 1У{г-д)<^к{г-д)<0

\z-gl ={г-д\А,

(г-д)=о, У = 0,

(6)

1:{г-д)> О

\2-д\={г-д)ы, У, = У„

Как видно из условий на рис. 6, моменты выравнивания давлений в рабочей и дополнительной полостях на ходах сжатия и отбоя находятся в интервале между моментом смены знака деформации (статическое положение ДПР) и моментом смены знака скорости г подрессоренной массы: 0 < Д < Дг,0.

Четвертая глава «Методики экспериментального исследования виброзащитных свойств ДПР с коммутацией полостей» посвящена решению задачи 8. Здесь приведено описание созданных методик стендовых испытаний ДПР с коммутацией полостей по предложенному алгоритму с регулированием улру-

годемпфирующей характеристики по амплитуде относительных колебаний и по заданной амплитуде выравнивания давлений в полостях. Разработаны методики и экспериментальные установки для определения виброзащитных свойств ДПР с механическим коммутирующим устройством и с клапанным блоком и микропроцессорной системой управления коммутацией.

Для проведения экспериментов использовался динамический стенд кафедры автоматических установок ВолгГТУ для исследования упругих элементов и од-ноопорных колебательных систем, который внедрён в учебный процесс и входит в состав испытательной лаборатории ВолгГТУ, аккредитованной Госстандартом РФ. Стенд позволяет проводить испытания на свободные затухающие колебания методом сбрасывания и стягивания, на вынужденные колебания при гармоническом и бигармоническом кинематическом возмущении с различной амплитудой в широком диапазоне частот, а также определять статические и динамические характеристики подвески.

Пятая глава «Экспериментальное и расчетно-теоретическое исследование двухполостных пневматических рессор с повышенными виброзащитными свойствами» посвящена решению задач 6 и 7. Здесь анализируются результаты проведенных исследований для ДПР с предложенным алгоритмом коммутации полостей по амплитуде относительных колебаний и по заданной амплитуде выравнивания давлений в полостях.

На рис. 7 показаны расчетные АЧХ абсолютных перемещений и вертикальных ускорений подрессоренной массы на серийной ПР с гидроамортизатором (у = 0,25) и на ДПР с оптимальными алгоритмами коммутации равнообъемных

Рис. 7. Расчетные АЧХ абсолютных колебаний подрессоренной массы М = 1,5 т при 2(7о = 15 мм: а) - перемещения; б) - ускорения; 1, 2, 3- ДПР с алгоритмами а), б), в) на рис. 5; 4 - ДПР с новым алгоритмом (рис. 6); 5 - серийная ПР с гидроамортизатором (уг=0,25)

Из рис, 7, а) и б) видно, что в низкочастотном резонансе новый алгоритм коммутации полостей (кривая 4) обеспечивает коэффициент динамичности, равный 1,8 с собственной частотой колебаний 1 Гц, а также значительно снижает вертикальные ускорения. При этом ДПР с каждым из оптимальных алгоритмов (кривые 1,2, 3 и 4) обеспечивает более высокие виброзащитные свойства, чем серийная ПР с гидроамортизатором (кривая 5). Как видно из рис. 7, предложенный алгоритм коммутации полостей ДПР обеспечивает наилучшие

виброзащитные свойства по рассматриваемым АЧХ. _

Была также проведена оценка виброзащитных свойств ДПР с оптимальными алгоритмами на случайных микропрофилях НАМИ: «Динамометрическая дорога» и «Ровный булыжник». В качестве примера на рис. 8 представлены спектры вертикальных ускорений подрессоренной массы М = 1,5 т на ДПР с оптимальными алгоритмами коммутации равнообъемных полостей (рис. 5 и 6).

Рис. 8. Спектры вертикальных ускорений подрессоренной массы М = 1,5 т двухмассовой колебательной системы ДПР с оптимальными алгоритмами коммутации равнообъемных полостей (рис. 5 и б) при движении по микропрофилю «Ровный булыжник» со скоростью 60 км/ч: 1, 2, 3 - ДПР с алгоритмами а), б), в) на рис. 5; 4 — ДПР с новым алгоритмом (рис. 6)

Из графиков на рис. 8 видно, что предложенный алгоритм обеспечивает наименьшую спектральную плотность ускорений в области низких частот. Аналогичные результаты получены при совместной работе ДПР с гидроамортизатором.

На рис. 9 представлены экспериментальные и расчетные АЧХ абсолютных перемещений подрессоренной массы на ДПР с заданной амплитудой выравнивания давлений Дсж = Дотб = 5 мм при гармоническом возмущении.

Из анализа данных графиков следует, что значения собственных частот колебаний ДПР находятся в пределах от 1 до 1,1 Гц, а коэффициенты динамичности в резонансе - от 1,9 до 2,2. В резонансе наибольшее расхождение между расчетными и экспериментальными данными собственной частоты и амплитуды колебаний не превышает 10 - 15 %. При этом отклонение расчетных значений от результатов эксперимента с увеличением амплитуды кинематического возмущения уменьшается. Это подтверждает достаточно высокую степень адекватности предложенной выше математической модели (6) исследуемой подвески в области резонанса. Основной причиной расхождения расчетных и экспериментальных результатов является, на наш взгляд, немгновенный характер соединения и разобщения полостей экспериментальной ДПР с механической коммутацией в отличие от мгновенного, принятого в математической модели.

На рис. 10 показаны экспериментальная и расчетные осциллограммы свободных затухающих колебаний подрессоренной массы при сжатии ДПР с алгоритмом, приведенном на рис. 5, в), и новым алгоритмом (рис. 6).

л У

у Л и

40 20 О -20 -40

'г" у1

$ \ 4 У у- !

0,5 \ 1.5 1, с

О 1 2 3 ».Гц

Рис. 9. Экспериментальные и расчетные АЧХ абсолютных перемещений подрессоренной МаССЫ М= 1,0 Т ПРИ До« = Дот« = 5 мм: 1,2- эксперимент; 3,4- расчет; 1,3- при 2?о = 16 мм; 2,4- при 2^0 = 20 мм;

Рис. 10. Экспериментальная и расчетные осциллограммы свободных затухающих колебаний подрессоренной массы М= 1,0 т:

1 - эксперимент; 2, 3 - расчет; 1, 2 - новый алгоритм (рис. б); 3 - алгоритм (рис. 5, в))

Из анализа осциллограмм на рис. 10 видно, что за время затухания колебаний экспериментальные и расчетные графики 1 и 2 практически совпадают, а время затухания практически одинаково для всех рассмотренных вариантов.

Максимальное отклонение теоретической амплитуды затухания от экспериментальной не превышает 10%. Отклонение также связано с немгновенным характером соединения и разобщения полостей экспериментальной ДПР, что приводит к небольшому искажению процесса затухания груза и соответственно снижению амплитуды и времени затухания. _

Для оценки и обоснования алгоритмов коммутации полостей ДПР предложены и использованы новые показатели:

- коэффициент снижения частоты (КСЧ) колебаний подвески, равный отношению собственных частот колебаний ДПР с коммутацией полостей и серийной ПР без коммутации;

- коэффициент неэффективного импульса силы (КНИС), действующей на подрессоренную массу в областях неэффективной работы подвески, который определяется как отношение импульса силы ДПР в области ее неэффективной работы к импульсу силы в области ее эффективной работы.

Значения коэффициента КСЧ были определены для отобранных ранее 15-ти алгоритмов коммутации полостей и предложенного алгоритма (рис. 6). Их анализ показал наличие обратной пропорциональной связи между показателем КСЧ и виброзащитными свойствами ДПР. Аналогичная связь была выявлена и для показателя КНИС. Это свидетельствует о том, что эти показатели целесообразно использовать для оценки и обоснования алгоритмов коммутации полостей ДПР.

Проведена многопараметрическая оптимизация исследуемых алгоритмов коммутации полостей в зоне низкочастотного резонанса с помощью предложенной целевой функции по параметрам абсолютных перемещений и ускорений подрессоренной массы и по величине потерь энергии в цикле колебаний. В результате оптимизации выявлено, что минимальное значение целевой функции имеет предложенный алгоритм коммутации полостей ДПР, представленный на рис. 6.

Шестая глава «Предложения по повышению виброзащитных свойств двухполостных пневматических рессор с коммутацией полостей» посвящена решению задачи 9. В ней представлены конструкции двух вариантов саморегулируемой ДПР с повышенными виброзащитными свойствами. Данные конструкции защищены патентами РФ на полезные модели №109697 (рис. 11) и №109698, и реализуют предложенный алгоритм коммутации полостей с управлением динамической упругодемпфирующей характеристикой по амплитуде относительных колебаний и по заданной амплитуде выравнивания давлений.

4 II 18

)Рис. 11. Саморегулируемая ДПР с ресивером по патенту РФ на полезную модель № 109697: 1 - РКО; 2 - поршень; 3 - буфер; 4 - крышка; 5 - ресивер; б - рабочая полость; 7 - полость ресивера; 8 - корпус; 9 - осевой патрубок; 10 - направляющая трубка; 11 - кольцевая полость; 12 - шланг; 13 - кольцевой зазор; 14 - плунжер; 15 - дншце поршня; 16 - резьбовая заглушка; 17 - спица; 18, 19 - радиальные отверстия; 20 - подплунжерная полость; 21 - надплунжерная полость; 22, 23 - кольцевые затворы; 24,25 - осевые отверстия.

В приложении диссертации представлены программы расчёта работы ДПР по разработанным математическим моделям.

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ И РЕЗУЛЬТАТЫ

1. В работе решена научно-практическая задача повышения виброзащитных свойств двухполостных пневматических рессор автотранспортных средств за счет совершенствования их конструкций путем разработки и реализации методики синтеза оптимальных алгоритмов коммутации полостей.

2. Разработаны теоретические предпосылки, необходимые для поиска оптимальных алгоритмов коммутации полостей ДПР:

а) на основе использования принципа максимума Л.С. Понтрягина для минимизации абсолютных перемещений подрессоренной массы определены оптимальные условия изменения жесткости упругого элемента в цикле колебаний одно-опорной одномассовой регулируемой линейной колебательной системы (РЛКС);

б) в результате проведенной сравнительной оценки виброзащитных свойств РЛКС при раздельном и одновременном оптимальном управлении демпфированием и жесткостью установлено, что:

- наиболее высокие виброзащитные свойства (коэффициент динамичности, близкий к 1) обеспечивает одновременное оптимальное управление демпфированием и жесткостью РЛКС, однако данный вид регулирования сложно реализовать на практике;

- алгоритм оптимального управления жесткостью обеспечивает более высокие виброзащитные свойства РЛКС, чем алгоритм оптимального управления демпфированием (снижение коэффициента динамичности до 1,5 и более раз) и может быть реализован в ДПР за счет коммутации полостей.

3. На основе сочетания параметров колебательной системы и возможных способов соединения и разобщения полостей рессоры разработана методика синтеза алгоритмов коммутации полостей ДПР, по которой при выбранных ограничениях были получены 30 алгоритмов.

4. В результате исследования разработанных на основе предложенной формулы обобщенной упругодемпфирующей характеристики математических моделей колебательных систем ДПР с коммутацией полостей при вынужденных и свободных затухающих колебаниях выявлены 3 алгоритма коммутации полостей ДПР, оптимальные по отдельным показателям. ^^

5. Предложен новый алгоритм коммутации полостей ДПР с управлением по амплитуде относительных колебаний и по заданной амплитуде выравнивания давлений в полостях ДПР, который лепсо реализуется на практике.

6. Разработаны и апробированы новые показатели оценки алгоритмов коммутации полостей ДПР: коэффициент снижения частоты (КСЧ) колебаний подвески и коэффициент неэффективного импульса силы (КНИС). Установлено наличие обратной пропорциональной связи между этими показателями и виброзащитными свойствами ДПР.

7. На основе многопараметрической оптимизации выявлено, что предложенный алгоритм коммутации полостей ДПР обеспечивает минимальное значение целевой функции, т.е. является оптимальным по совокупности показателей.

8. Стендовые испытания экспериментальных ДПР с механической коммутацией полостей, проведенные по разработанной методике, подтвердили повышенные виброзащитные свойства ДПР с предложенным алгоритмом коммутации полостей (коэффициент динамичности 1,9)._

модели, причем один из вариантов обладает повышенной надежностью и ремонтопригодностью.

Основные положения диссертации опубликованы в следующих работах.

Статьи в изданиях, рекомендованных ВАК:

1. Новиков, В.В. Определение оптимальных алгоритмов регулирования активно-управляемых пневмоподвесок / В.В. Новиков, A.B. Поздеев // Грузовик &.-2010.5.-С. 6-10.

2. Определение условий оптимального регулирования жесткости пневматической подвески АТС / К.В. Чернышов, A.B. Поздеев, В.В. Новиков, И.М. Рябов // Грузовик &. - 2010. - № 11. - С. 2-5.

3. Дьяков, A.C. Оптимальное управление жесткостью и демпфированием подвески АТС на основе принципа максимума JI.C. Понтрягина / A.C. Дьяков, A.B. Поздеев, A.B. Похлебин // Вестник Академии военных наук. - 2011. - № 2 (спецвыпуск). - С.132-139.

4. Синтез алгоритмов оптимального управления демпфированием и жесткостью подвески АТС / A.B. Поздеев, В.В. Новиков, К.В. Чернышов, И.М. Рябов // Грузовик &. - 2011. - № 6. - С. 2-6.

в прочих изданиях:

5. Поздеев, A.B. Теоретическое исследование пневморессоры с воздушным демпфером, саморегулируемым по амплитуде и направлению колебаний / A.B. Поздеев, В.А. Фёдоров, В.В. Новиков // XII Региональная конференция молодых исследователей Волгоградской области, г. Волгоград, 13-16 нояб. 2007 г.: тез. докл. / ВолгГТУ [и др.]. - Волгоград, 2008. - С. 112-113.

6. Активно управляемая пневматическая подвеска / Д.Ю. Синяев, A.B. Поздеев, A.C. Митрошенко и др.// XIII Региональная конференция молодых исследователей Волгоградской области, г. Волгоград, 11-14 нояб. 2008 г.: тез. докл. / ВолгГТУ [и др.]. - Волгоград, 2009. - С. 80-83.

7. Исследование виброзащитных свойств пневматической рессоры переменной структуры с микропроцессорным управлением / В.В. Новиков, A.C. Дьяков,

A.B. Поздеев, A.C. Митрошенко // Россия периода реформ: формирование модели рыночно-ориентированной организации как элемент антикризисного управления ОАО "Газпром": матер. XIII междунар. отраслевой науч.-практ. конф. (г. Волгоград, 20-22 мая 2009 г.) / НОУ СПО "Волгогр. колледж нефти и газа" ОАО "Газпром" [и др.]. - Волгоград, 2009. - С. 232-239.

8. Исследование зон неэффективной работы пневматической подвески при совместной работе с гидравлическими и воздушными амортизаторами /

B.В. Новиков, И.М. Рябов, A.C. Дьяков, A.B. Похлебин, A.B. Поздеев // Россия периода реформ: формирование модели рыночно-ориентированной организации как элемент антикризисного управления ОАО "Газпром": матер. XIII междунар. отраслевой науч.-практ. конф. (г. Волгоград, 20-22 мая 2009 г.) / НОУ СПО "Волгогр. колледж газа и нефти" ОАО "Газпром" [и др.]. - Волгоград, 2009. - С. 214-219.

9. Чернышов, К.В. Оптимальное регулирование жесткости пневматических рессор подвесок АТС / К.В. Чернышов, A.B. Поздеев, В.В. Новиков // Россия периода реформ: процессный подход к антикризисному управлению ресурсами организации: матер. XIV междунар. науч.-практ. конф. (г. Волгоград, 26-29 мая 2010 г.) / НОУ СПО "Волгогр. колледж газа и нефти"ОАО "Газпром" [и др.].-Волгоград, 2010.- С. 163-167.

10. Исследование упругодемпфирующей характеристики пневматической подвески АТС / A.C. Дьяков, A.B. Поздеев, В.В. Новиков, И.М. Рябов // Прогресс транспортных средств и систем - 2009: матер, междунар. н.-пр. конф.,

Волгоград, 13-15 окт. 2009 г.: в 2 ч. Ч. 2 / ВолгГТУ [и др.]. - Волгоград, 2009. -С. 64-66.

11. Фитилёв, Б.Н. К расчету характеристик пневмоэлемента с воздушным демпфированием / Б.Н. Фитилёв, В.А. Комочков, A.B. Поздеев // Прогресс транспортных средств и систем - 2009: матер, междунар. н.-пр. конф., Волгоград, 13-15 окт. 2009 г.: в 2 ч. Ч. 2 / ВолгГТУ [и др.]. - Волгоград, 2009. - С. 40-47.

12. Поздеев, A.B. Оптимальное управление упругодемпфирующей характеристикой пневматической подвески АТС / A.B. Поздеев, И.М. Рябов, В.В. Новиков // XV Региональная конференция молодых исследователей Волгоградской области, г. Волгоград, 9-12 нояб. 2010 г.: тез. докл. /ВолгГТУ [и др.].-Волгоград, 2011.- С. 69-71.

13. Разработка и исследование нового алгоритма управления демпфированием в цикле колебаний подвески АТС / И.М. Рябов, К.В. Чернышов,

A.М. Ковалев, A.B. Поздеев // Проектирование колёсных машин: матер, всерос. науч.-техн. конф., посвящ. 100-летию начала подгот. инж. по автомобильной специальности в МГТУ им. Н.Э. Баумана (25-26 дек. 2009 г.) / ГОУ ВПО "МГТУ им. Н.Э. Баумана". - М., 2010. - С. 100-108.

14. Поздеев, A.B. Коммутация полостей как способ повышения виброзащитных свойств двухкамерных пневматических рессор / A.B. Поздеев // Научные исследования и их практическое применение. Современное состояние и пути развития '2011: сб. науч. тр. Sworld по матер, междунар. науч.-практ. конф. (04-15 окт. 2011 г.). Т. 2. Технические науки / Одес. нац. морской ун-т [и др.]. -Одесса,2011.-С. 40-48.

15. Поздеев, A.B. Способы повышения виброзащитных свойств пневматических упругих элементов / A.B. Поздеев // Актуальные проблемы науки в современном мире: сб. науч. тр. по матер, междунар. науч.-практ. конф., 27 сент. 2011 г. / М-во обр. и науки РФ. - Тамбов, 2011. - С. 136-138.

Патенты:

16. П. м. 109697 РФ, МПК В 60 G 11/00. Подвеска колеса автомобиля / И.М. Рябов, A.B. Поздеев, В.В. Новиков, A.C. Дьяков, К.В. Чернышов; ГОУ ВПО ВолгГТУ. -2011.

17. П. м. 109698 РФ, МПК В 60 G 11/27, F 16 F 9/04. Пневматическая подвеска / В.В. Новиков, A.B. Поздеев, A.C. Дьяков, В.И. Карлов, Е.А. Черкашина; ГОУ ВПО ВолгГТУ. - 2011.

18. П. м. 85403 РФ, МПК В 60 G 11/26. Задняя подвеска колёс автомобиля /

B.В. Новиков, Ю.Г. Лапынин, И.М. Рябов, A.C. Горобцов, К.В. Чернышов, A.C. Дьяков, С.О. Букаев, A.B. Поздеев, Д.А. Николаев; НОУ СПО "Волгогр. колледж нефти и газа" ОАО "Газпром". - 2009.

Степень личного участия автора в опубликованных работах.

В работах [1-18] автор принимал непосредственное участие в разработке методики синтеза и оценки алгоритмов коммутации полостей ДПР и соответствующих им упругодемпфирующих характеристик, разработке математических моделей и исследовании на их основе виброзащитных свойств ДПР. При непосредственном участии автора подготовлены и проведены стендовые испытания, запатентованы новые конструкции пневматических рессор.

Подписано в печать Z 7 .¿^.2012. Заказ №J&f Тираж 100 экз. Печ. л. 1,0.

Формат 60 х 84 1/16. Бумага офсетная. Печать офсетная.

Типография ИУНЛ Волгоградского государственного технического университета 400005, Волгоград, ул. Советская, 35

Оглавление автор диссертации — кандидата технических наук Поздеев, Алексей Владимирович

ВВЕДЕНИЕ

1. АКТУАЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ ПОВЫШЕНИЯ ВИБРОЗАЩИТНЫХ СВОЙСТВ ПОДВЕСОК АТС С ПНЕВМАТИЧЕСКИМИ РЕССОРАМИ

1.1. Основные типы пневматических рессор и их классификация

1.2. Анализ современного состояния и путей совершенствования подвесок АТС с пневматическими рессорами

1.3. Анализ существующих математических моделей пневматических рессор

1.4. Двухполостные пневматические рессоры с воздушным демпфированием и анализ их виброзащитных свойств

1.5. Анализ известных алгоритмов коммутации полостей двухполостных пневматических рессор

1.6. Выводы по разделу 1. Цель и задачи исследования

2. РАЗРАБОТКА ТЕОРЕТИЧЕСКИХ ПРЕДПОСЫЛОК ПОВЫШЕНИЯ ВИБРОЗАЩИТНЫХ СВОЙСТВ ДВУХПОЛОСТНЫХ ПНЕВМАТИЧЕСКИХ РЕССОР С КОММУТАЦИЕЙ ПОЛОСТЕЙ

2.1. Определение моментов переключения при оптимальном дискретном управлении жесткостью в цикле колебаний

2.2. Сравнительная оценка виброзащитных свойств регулируемой линейной колебательной системы с оптимальным управлением демпфированием и жесткостью

2.2.1. Теоретическое исследование виброзащитных свойств регулируемой линейной колебательной системы с оптимальным управлением демпфированием

2.2.2. Теоретическое исследование виброзащитных свойств регулируемой линейной колебательной системы с оптимальным управлением жесткостью

2.2.3. Синтез алгоритмов и теоретическое исследование виброзащитных свойств регулируемой линейной колебательной системы при одновременном оптимальном управлении демпфированием и жесткостью

2.3. Выводы по разделу

3. СИНТЕЗ И ИССЛЕДОВАНИЕ АЛГОРИТМОВ КОММУТАЦИИ ПОЛОСТЕЙ ДВУХПОЛОСТНЫХ ПНЕВМАТИЧЕСКИХ РЕССОР

3.1. Разработка обобщенной упруго демпфирующей характеристики двухполостной пневматической рессоры

3.2. Синтез и систематизация алгоритмов коммутации полостей двухполостных пневматических рессор

3.3. Определение расчетных статических упругодемпфирующих характеристик и рабочих характеристик коммутирующего устройства

3.4. Математические модели одноопорных колебательных систем с двухполостными пневматическими рессорами

3.5. Анализ виброзащитных свойств одноопорной одномассовой колебательной системы с двухполостной пневматической рессорой при различных алгоритмах коммутации полостей

3.5.1. Анализ амплитудно-частотных характеристик абсолютных перемещений подрессоренной массы на ДПР

3.5.2. Анализ амплитудно-частотных характеристик вертикальных ускорений подрессоренной массы на ДПР

3.5.3. Оценка ширины областей неэффективной работы ДПР с различными алгоритмами коммутации полостей

3.6. Анализ виброзащитных свойств одноопорной двухмассовой колебательной системы с двухполостной пневматической рессорой при различных алгоритмах коммутации полостей

3.6.1. Анализ амплитудно-частотных характеристик абсолютных перемещений подрессоренной массы на ДПР

3.6.2. Анализ амплитудно-частотных характеристик относительных перемещений подрессоренной массы на ДПР

3.6.3. Анализ амплитудно-частотных характеристик вертикальных ускорений подрессоренной массы на ДПР

3.6.4. Анализ осциллограмм свободных затухающих колебаний подрессоренной массы на ДПР

3.7. Разработка нового алгоритма коммутации полостей ДПР

3.8. Выводы по разделу

4. МЕТОДИКИ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОГО ИССЛЕДОВАНИЯ ВИБРОЗАЩИТНЫХ СВОЙСТВ ДПР С КОММУТАЦИЕЙ ПОЛОСТЕЙ

4.1. Методика стендовых испытаний ДПР с механическим коммутирующим устройством

4.2. Методика стендовых испытаний ДПР с клапанным блоком и микропроцессорной системой управления коммутацией полостей

4.3. Выводы по разделу

5. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ И РАСЧЕТНО-ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ДВУХПОЛОСТНЫХ ПНЕВМАТИЧЕСКИХ

РЕССОР С ПОВЫШЕННЫМИ ВИБРОЗАЩИТНЫМИ СВОЙСТВАМИ

5.1. Экспериментальное исследование двухполостных пневматических рессор с предложенным алгоритмом коммутации полостей

5.2. Сравнительный анализ экспериментальных и расчетно-теоретических исследований ДПР с новым алгоритмом коммутации полостей

5.3. Расчетно-теоретическое исследование ДПР с новым алгоритмом коммутации полостей

5.3.1. Исследование виброзащитных свойств одноопорной одномассовой колебательной системы с новым алгоритмом коммутации полостей ДПР

5.3.2. Исследование виброзащитных свойств одноопорной двухмассовой колебательной системы с новым алгоритмом коммутации полостей ДПР

5.3.3. Расчет нового показателя оценки виброзащитных свойств ДПР -коэффициента снижения частоты и определение его эффективности

5.3.4. Исследование областей неэффективной работы ДПР с новым алгоритмом коммутации полостей

5.3.5. Многопараметрическая оптимизация алгоритмов коммутации полостей ДПР

5.4. Выводы по разделу

6. ПРЕДЛОЖЕНИЯ ПО ПОВЫШЕНИЮ ВИБРОЗАЩИТНЫХ СВОЙСТВ ДВУХПОЛОСТНЫХ ПНЕВМАТИЧЕСКИХ РЕССОР С

КОММУТАЦИЕЙ ПОЛОСТЕЙ

6.1. Двухполостная пневматическая рессора с коммутацией полостей по патенту РФ на полезную модель №

6.2. Двухполостная пневматическая рессора с коммутацией полостей по патенту РФ на полезную модель №

6.3. Выводы по разделу

Введение 2012 год, диссертация по транспортному, горному и строительному машиностроению, Поздеев, Алексей Владимирович

Сегодня плавности хода современных автотранспортных средств (АТС) уделяется большое внимание, так как она определяет не только технико-эксплуатационные качества автомобилей, но и влияет на здоровье человека и производительность его труда.

В связи с этим проблема повышения виброзащитных свойств подвесок АТС до уровня соблюдения допустимых норм вибронагруженности относится к числу важнейших проблем автомобилестроения.

В настоящее время на отечественных АТС применяются пассивные подвески, состоящие из упругих и демпфирующих элементов, характеристики которых в зависимости от условий движения не регулируются. Анализ таких подвесок показывает, что их потенциальные виброзащитные свойства недостаточны, так как в типичных условиях эксплуатации уровни вибраций АТС существенно выше допустимых.

Таким образом, задача повышения виброзащитных свойств пассивных подвесок АТС с целью снижения вибраций до действующих норм и увеличения средних скоростей движения до сих пор не решена, она является крупной научной проблемой, имеющей важное хозяйственное значение.

Попытки решения данной проблемы путем оптимизации параметров пассивных подвесок известной структуры не обеспечивают достижение указанной цели. Поэтому для решения исследуемой проблемы необходима разработка новых теоретических предпосылок повышения виброзащитных свойств подвесок, позволяющих создавать подвески с эффективными структурами и характеристиками для транспортных средств различного назначения.

В настоящее время на современных АТС различной грузоподъемности широкое распространение получили подвески, включающие однополостные пневматические рессоры (ПР) низкого давления с резинокордной оболочкой (РКО) в качестве упругого элемента и гидравлические амортизаторы. Такие подвески имеют ряд преимуществ перед подвесками с металлическими упругими элементами, однако и они не обеспечивают нормативные показатели плавности хода АТС на неровных дорогах, что вызывает необходимость их совершенствования. Перспективным направлением такого совершенствования является применение двухполостных пневматических рессор (ДПР) с коммутацией (сообщением и разобщением) полостей в цикле колебаний. Алгоритмами коммутации полостей занимались многие исследователи: Г.С. Аверьянов, A.C. Горобцов, A.C. Дьяков, Б.А. Калашников, В.В. Новиков, Б.Н. Фитилев, Р.Н. Хамитов, В.И. Чернышев и др., которые доказали возможность улучшения виброзащитных свойств ДПР. Однако проведенные исследования носят разобщенный характер и не решена задача выявления оптимальных алгоритмов коммутации полостей, обеспечивающих повышение виброзащитных свойств ДПР.

Диссертационная работа состоит из шести глав.

В первой главе изучены современные пути совершенствования пневматических подвесок АТС. Рассмотрены различные типы ПР и дана их сравнительная оценка. Проведен анализ существующих математических моделей ПР, а также выявлено влияние особенностей конструкций ПР и условий их работы на виброзащитные свойства подвески АТС. Выявлено перспективное направление развития ПР, заключающееся в повышении их виброзащитных свойств путем разделения их объема на две полости и коммутации этих полостей по различным алгоритмам. Сформулированы цель и задачи диссертации.

Во второй главе разработаны теоретические предпосылки повышения виброзащитных свойств двухполостных пневматических рессор с коммутацией полостей. На основе принципа максимума JI. С. Понтрягина определены оптимальные моменты мгновенного переключения жесткости в цикле колебаний регулируемой линейной колебательной системы (PJIKC). Проведена сравнительная оценка виброзащитных свойств PJIKC с найденными на основе принципа максимума JI. С. Понтрягина алгоритмами оптимального управления демпфированием и жесткостью в цикле колебаний.

В третьей главе разработана методика синтеза алгоритмов коммутации полостей ДПР и на ее основе синтезированы алгоритмы. Разработаны математические модели колебательных систем с ДПР на основе формулы обобщенной упругодемпфирующей характеристики. Проведено исследование виброзащитных свойств ДПР с коммутацией полостей по синтезированным алгоритмам и выявлены оптимальные алгоритмы по отдельным показателям. Предложен новый алгоритм коммутации полостей ДПР и проведено исследование виброзащитных свойств ДПР с коммутацией полостей по этому алгоритму.

В четвертой главе разработаны методики и экспериментальные установки для определения виброзащитных свойств ДПР с механическим коммутирующим устройством и с клапанным блоком и микропроцессорной системой управления коммутацией.

В пятой главе представлены результаты теоретического и экспериментального исследования виброзащитных свойств ДПР с оптимальными алгоритмами коммутации полостей, разработаны и обоснованы новые показатели оценки алгоритмов коммутации полостей ДПР. Проведена многопараметрическая оптимизация синтезированных алгоритмов коммутации полостей ДПР и выявлен оптимальный алгоритм по совокупности показателей.

В шестой главе представлены конструкции двух вариантов саморегулируемой ДПР с повышенными виброзащитными свойствами, которые реализуют новый алгоритм коммутации полостей по амплитуде относительных колебаний и по заданной амплитуде выравнивания давлений.

В приложении к работе представлена программа расчёта двухмассовой колебательной системы ДПР с оптимальным алгоритмом коммутации полостей.

Работа выполнена на кафедре «Автомобильные перевозки» Волгоградского государственного технического университета.

Научная новизна:

1. Впервые на основе принципа максимума Л.С. Понтрягина определены оптимальные моменты мгновенного переключения жесткости в цикле колебаний регулируемой линейной колебательной системы;

2. Впервые проведена сравнительная оценка виброзащитных свойств РЛКС с найденными на основе принципа максимума Л.С. Понтрягина алгоритмами оптимального управления демпфированием и жесткостью в цикле колебаний в результате которой выявлено, что более целесообразным является оптимальное управление жесткостью;

4. Разработаны математические модели одноопорных одномассовой и двухмассовой колебательных систем с ДПР на основе предложенной формулы обобщенной упругодемпфирующей характеристики;

Практическая ценность:

2. Предложенные и апробированные новые показатели КСЧ и КНИС могут быть использованы для оперативной оттенки эффективности алгоритмов управления демпфированием и жесткостью в различных типах подвесок АТС;

Апробация работы. Основные положения работы докладывались на меж-дунар. науч.-практ. конф. «Прогресс транспортных средств и систем» (Волгоград, 2009); «Россия периода реформ» (Волгоград, 2009, 2010); «Научные исследования и их практическое применение. Современное состояние и пути развития '2011» (Одесса, 2011); «Актуальные проблемы науки в современном мире» (Тамбов, 2011); на всерос. науч.-техн. конф. «Проектирование колёсных машин», посвящ. 100-летию начала подгот. инж. по автомобильной специальности в МГТУ им. Н.Э. Баумана (Москва, 2010); на междунар. науч.-техн. конф. «Многоцелевые гусеничные и колесные машины: актуальные проблемы теории, практики и подготовки кадров», посвящ. 70-летию с начала выпуска танков на Челябинском тракторном заводе (Челябинск, 2011); на науч.-практ. конф. ВолгГТУ (Волгоград, 2010-2012); на регион, конф. молод, исследов. Волгоград. обл. (Волгоград, 2007-2011).

Заключение диссертация на тему "Повышение виброзащитных свойств двухполостных пневматических рессор на основе синтеза оптимальных алгоритмов коммутации полостей"

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ И РЕЗУЛЬТАТЫ

2. Разработаны теоретические предпосылки, необходимые для поиска оптимальных алгоритмов коммутации полостей ДПР: а) на основе использования принципа максимума Л.С. Понтрягина для минимизации абсолютных перемещений подрессоренной массы определены оптимальные условия изменения жесткости упругого элемента в цикле колебаний одноопорной одномассовой регулируемой линейной колебательной системы (РЛКС); б) в результате проведенной сравнительной оценки виброзащитных свойств РЛКС при раздельном и одновременном оптимальном управлении демпфированием и жесткостью установлено, что:

5. Предложен новый алгоритм коммутации полостей ДПР с управлением по амплитуде относительных колебаний и по заданной амплитуде выравнивания давлений в полостях ДПР, который легко реализуется на практике.

9. Разработаны два варианта конструкций ДПР с повышенными виброзащитными свойствами, обеспечивающие коммутацию полостей по предложенному оптимальному алгоритму, на которые получены патенты РФ на полезные модели, причем один из вариантов обладает повышенной надежностью и ремонтопригодностью.

Библиография Поздеев, Алексей Владимирович, диссертация по теме Колесные и гусеничные машины

1. A.c. 8442295, СССР, 3 МКИ F 16 F 9/04. Пневматическая подвеска / Б. Н. Фитилев, Г. С. Аверьянов и В. Н. Бельков; Омский политехнический институт (СССР). № 2806835/25 - 28. Заявл. 09.08.79. Опубл. 30.06.81. Бюлл. №24.-С. 117.

2. A.c. 968536, СССР, МКИ F 16 F 9/04. Пневматическая подвеска / Г. С. Аверьянов, Г. К. Кочанов, Б. Н. Фитилев и В. Д. Белицкий; Омский политехнический институт (СССР). № 3211806/25 - 28. Заявл. 5.12.80. Опубл. 23.10.82. Бюлл. № 39. - С. 218.

3. А.с.1114843, СССР, 3 МКИ F 16 F 31/02. Импульсный электроклапан / Б. А. Калашников, С. В. Разнатовский и А. Н. Судаков; Омский политехнический институт (СССР). № 3414148/25 -08. Заявл. 24.03.82. Опубл. 23.09.84. Бюлл. № 35. - С. 91.

4. A.c. 1332176, СССР, 3 МКИ G 01 М17/04. Стенд для испытания упругих элементов / И.М.Рябов, В.В.Новиков, В.И.Колмаков: ВПИ, 1987.

5. Акопян Р. А. Пневматическое подрессоривание автотранспортных средств. Ч. 1 / Р. А. Акопян. Львов : Вища школа, изд-во при Львов, ун-те, 1979.-218 с.

6. Акопян Р. А. Пневматическое подрессоривание автотранспортных средств. Ч. 3 / Р. А. Акопян. Львов : Вища школа, изд-во при Львов, ун-те, 1984.-240 с.

7. Белоусов Б. Н., Меркулов И. В., Федотов И. В. Управляемые подвески автомобилей // Автомобильная промышленность. М:

8. Машиностроение, 2004. № 1. - С. 23 - 24.

9. Белоусов, Б. Н. Синтез динамической системы управления активными подвесками АТС / Б. Н. Белоусов // Автомобильная промышленность. 2004. - №4. - С. 15 - 17.

10. И. Болтянский В. Г. Математические методы оптимального управления. М.: Наука, Главная редакция физико-математической литературы, 1966. - 308 с.

11. Верещака В. А. Особенности дросселирования газа в автомобильной пневморессоре // Изв. вузов. Машиностроение. 1979. - № 9. -С. 151-152.

12. Вибрации в технике: Справочник в 6-ти т. / Ред. совет: В 41 В. Н. Челомей (пред.). М.: Машиностроение, 1981. - Т.6. Защита от вибраций и ударов / Под ред. К. В. Фролова. - М.: Машиностроение, 1981. - 456 с.

13. Галашин В. А., Дербаремдикер А. Д. Стендовые испытания автомобиля с пневматической подвеской на установившиеся колебания // Автомобильная промышленность. 1963. - № 2. - С. 21-24.

14. Галиев И. И., Нехаев В. А., Николаев В. А. Методы и средства виброзащиты железнодорожных экипажей: Монография. М.: ГОУ «Учебно-методический центр по образованию на железнодорожном транспорте», 2010. -340 с.

15. Гнеушева, Е. М. Динамические свойства виброзащитных систем с дополнительным упругодемпфирующим звеном прерывистого действия / Е. М. Гнеушева, О. В. Фоминова, В. И. Чернышев // Справочник. Инженерный журнал. 2006. - №6. - С. 59 - 64.

16. Гнеушева Е. М., Фомина О. В., Чернышев В. И. Систематизация виброзащитных систем с дополнительным упруго-демпфирующим звеном прерывистого действия //Справочник. Инженерный журнал. М: Машиностроение, 2004. - № 9. - С. 31 - 35.

17. Горобцов А. С. Программный комплекс расчета динамики и кинематики машин как систем твердых и упругих тел // Справочник. Инженерный журнал. М: Машиностроение, 2004. - № 9. - С. 40-43.

18. Горобцов А. С., Карцов С. К., Плетнев А. Е., Поляков Ю. А.

19. Влияние жесткости задней рессоры на вибронагруженность порожнего автобуса. // Грузовик&. М: Машиностроение, 2002. - № 11. С. 27 - 28.

20. Горобцов А. С., Карцов С. К., Кушвид Р. П. Применение комплекса ФРУНД для исследования динамики и кинематики автомобиля // Автомобильная промышленность. М: Машиностроение, 2005. - № 2. С. 32-33.

21. Горобцов А. С., Новиков В. В., Солоденков С. В. Представление нелинейных элементов подвесок транспортных средств в компьютерных системах моделирования динамики систем тел // Вестник машиностроения. -М: Машиностроение, 2005. № 6. С. 18 - 22.

22. Грибов М. М. Регулируемые амортизаторы радиоэлектронной аппаратуры. М.: Сов. радио, 1974. - 144 с.

23. Густомясов А. Н. Анализ колебательной системы подвески автомобиля с дискретным изменением жёсткости // Изв. вузов. М:

24. Л Я 1 лпп "v г г л п, 1—1 1 ппташижхлроение, iy /о, jn» d. — ю/ — iöö.

25. Дербаремдикер А. Д. Амортизаторы транспортных машин. М.: Машиностроение, 1985. - 200 с.

26. Дербаремдикер А. Д. Гидравлические амортизаторы автомобилей. -М.: Машиностроение, 1969. 236 с.

27. Джохадзе Г. Д. Исследование воздушного демпфирования в пневматических упругих элементах подвески автомобиля // Механика машин. -Тбилиси: Мецниереба, 1969. С. 15-28.

28. Динамика системы дорога шина - автомобиль - водитель / А. А. Хачатуров, JI. В. Афанасьев, В. С. Васильев и др.; Под ред. А. А. Хачатурова. - М.: Машиностроение, 1976. - 535 с.

29. Дис. канд. техн. наук. Орел, 2006.-186 с. Прокопов Е.Е. Динамика виброзащитной системы с упругим звеном прерывистого действия.

30. Дмитриев А. А., Чобиток В. А., Тельминов А. В. Теория и расчёт нелинейных систем подрессоривания гусеничных машин. М.: Машиностроение, 1976. - 207 с.

31. Дьяков, A.C. Оптимальное управление жесткостью и демпфированием подвески АТС на основе принципа максимума JI. С. Понтрягина / A.C. Дьяков, A.B. Поздеев, A.B. Похлебин // Вестник

32. Академии военных наук. 2011. - № 2 (спецвыпуск). - С. 132-139.

33. Зотов А. Н. Амортизаторы с квазинулевой жесткостью // Нефтегазовое дело. Машины и аппараты, т. 3. 2005. - С. 265-272.

34. Исследование виброзащитных свойств пневматической рессоры переменной структуры с микропроцессорным управлением / В. В. Новиков,

35. Исследование зон неэффективной работы пневматической подвески при совместной работе с гидравлическими и воздушными амортизаторами /

36. Исследование рабочего процесса пневморессоры с пневматическим демпфером / Б. Н. Фитилев, В. Н. Чинов, Г. С. Аверьянов, В. Н. Бельков// Динамика колесных и гусеничных машин: Межвуз. сб. Волгоград, 1980.1. C. 74-81.

37. Калашников Б. А. Динамика модели автомобиля супругодемпфирующими пневмоэлементами // Изв. вузов, Машиностроение, №6, 1985.-С. 69-73.

38. Калашников Б. А. Нелинейные колебания механических систем: Учебное пособие. Омск: Изд-во ОмГТУ, 2006. - 208 с.

39. Калашников, Б. А. Системы амортизации объектов с дискретной коммутацией упругих элементов: монография / Б. А. Калашников; ОмГТУ. -Омск, 2008. 344 с.

40. Керницкий И.О. Улучшение демпфирующих свойств пневматических упругих элементов: Автореф. .канд. техн. наук 01.02.06. -Львов, 1985.- 18 с.

41. Колмаков, В. И. Динамика сухопутных систем специального назначения/ В. И. Колмаков; ВолгГТУ. Волгоград, 2009. - 324 с.

42. Котиев Г. О. Комплексное подрессоривание высокоподвижных-------------.--------------------------- / Т~1 Г\ т/- 1 1 Г ПЧ . TI Л /П-"-Т-'Л тди^л^всиныл 1^сшчныл машин / i . \j. лишсв, с. г>. — т.: уид-ьи ivju i уим. Н. Э. Баумана, 2010.-184 е., ил.

43. Ляшенко М. В. Синтез систем подрессоривания гусеничных сельскохозяйственных тракторов, адаптированных к условиям эксплуатации: Монография /Волгогр. гос. техн. ун-т. Волгоград, 2004. - 254 с.

44. Новиков, В. В. Виброзащитные свойства подвесок автотранспортных средств: монография / В. В. Новиков, И. М. Рябов, К. В. Чернышов; ВолгГТУ. Волгоград, 2009. - 339 с.

45. Новиков, В.В. Определение оптимальных алгоритмов регулирования активно-управляемых пневмоподвесок / В.В. Новиков, A.B. Поздеев // Грузовик &. 2010. - № 5. - С. 6-10.

46. Новиков, В.В. Пневмогидравлические рессоры подвесок автотранспортных средств: монография / В. В. Новиков, И. М. Рябов; ВолгГТУ. -Волгоград, 2004. 311 с.

47. Новиков, В. В. Пневморессора с регулируемым по амплитуде и направлению воздушным демпфером / В. В. Новиков, А. С. Дьяков, В. А. Федоров // Автомобильная промышленность. 2007. - № 10. - С. 21-22.

48. Новиков, В. В. Совместная работа воздушного демпфера и гидроамортизатора / В. В. Новиков, С. О. Букаев, А. С. Дьяков // Автомобильнаяпромышленность. 2008. - № 1. - С. 20-22.

49. Новиков, В. В. Стендовые испытания пневмоподвески автобуса B3TM-32731 с гидроамортизаторами разной мощности // Грузовик&. 2007. -№6.-С. 41-44.

50. Новиков, В. В. Стендовые испытания пневмоподвески с воздушным демпфером в виде дросселя и обратного клапана // Грузовик&. 2007. - № 7. -С. 43-46.

51. Новиков В. В., Некрасов А. С., Фитилев Б. Н. Повышение виброзащитных свойств пневмоподвески автобуса "Волжанин" //Грузовик &. М.: Машиностроение, 2002. - №8. - С. 16 - 18.

52. Обзор и анализ параметров конструкций у пру го демпфирующих устройств / А. А. Губенко, В. П. Свинарчук // Научный вестник Московского государственного горного университета. 2011. - № 1. - С. 9-19.

53. Определение условий оптимального регулирования жесткости пневматической подвески АТС / К.В. Чернышов, A.B. Поздеев, В.В. Новиков, И.М. Рябов // Грузовик &. 2010. - № 11. - С. 2-5.

54. ОСТ 37.001.084 84 АТС. Технические параметры плавности хода.

55. ОСТ 37.001.084 84 АТС. Методы определения основных параметров, влияющих на плавность хода.

56. ОСТ 37.001.275 84 Испытания на плавность хода.

57. ОСТ РД 37.001.291 84 Методика расчета показателей плавности хода грузовых автомобилей.

58. П. м. 109697 РФ, МПК В 60 G 11/00. Подвеска колеса автомобиля / И. М. Рябов, А. В. Поздеев, В. В. Новиков, А. С. Дьяков, К. В. Чернышов; ГОУ ВПО ВолгГТУ. 2011.

59. П. м. 109698 РФ, МПК В 60 G 11/27, F 16 F 9/04. Пневматическая подвеска / В. В. Новиков, А. В. Поздеев, А. С. Дьяков, В. И. Карлов, Е. А. Черкашина; ГОУ ВПО ВолгГТУ. 2011.

60. Пат. 2133459 РФ, МКИ G Ol М 17/02, 17/04. Стенд для испытания пневматических шин и упругих элементов транспортных средств / Рябов И. М., Новиков В. В., Чернышов К. В., Васильев А. В., Бурякова М. В.; ВолгГТУ. -Бюл. № 20, 1999.

61. Пат. 2139458 РФ, МПК 6 F 16 F 9/50. Двухкамерный пневматический амортизатор/Прокопов Е. Е., Чернышев В. И.; ОрелГТУ. 1999.

62. Пат. 2304523 РФ, МПК В 60 G 15/12, F 16 F 9/05. Пневматическая подвеска / Г. С. Аверьянов, Р. Н. Хамитов, А. В. Нагорных; ОмГТУ. 2007.

63. Пат. 2325285 РФ, МПК В 60 G 11/26, F 16 F 9/04. Пневматическая подвеска / Г. С. Аверьянов, Р. Н. Хамитов; ОмГТУ. 2008.

64. Пат. 2325567 РФ, МПК F 16 F 9/04. Пневматический упругий элемент/Г. С. Аверьянов, Р. Н. Хамитов; ОмГТУ. 2008.

65. Пат. 2325568 РФ, МПК F 16 F 9/04, В 60 G 11/26. Пневматическая/ 1 ' А Т"% TT ~\7" /Л 1-1ППХ г s\ г\иидьеска / 1 . v^. /л.ж;рьянов, г. п. ламитов; wmi i у . — zuuö.

66. Пат. 2340468 РФ, МПК В 60 G 11/26, F 16 F 5/00. Пневматическая подвеска / В. В. Новиков, Б. Н. Фитилев, А. С. Дьяков; ВолгГТУ. 2008.

67. Пат. 2399503 РФ, МПК В 60 G 11/27, F 16 F 9/05. Пневматическая подвеска / Р. Н. Хамитов, Г. С. Аверьянов; ОмГТУ. 2010.

68. Пат. 2399504 РФ, МПК В 60 G 11/27, F 16 F 9/05. Пневматическая подвеска / Р. Н. Хамитов, Г. С. Аверьянов; ОмГТУ. 2010.

69. Пат. 2399505 РФ, МПК В 60 G 11/27, F 16 F 9/05. Пневматическая подвеска / Р. Н. Хамитов; ОмГТУ. 2010.

70. Пат. 2405684 РФ, МПК В 60 G 11/27, F 16 F 9/05. Пневматическая подвеска / Р. Н. Хамитов, Г. С. Аверьянов; ОмГТУ. 2010.

71. Пат. 2412386 РФ, МПК F 16 F 9/04. Пневматический упругий элемент/ Р. Н. Хамитов, Г. С. Аверьянов; ОмГТУ. 2011.

72. Пат. 2413103 РФ, МПК F 16 F 9/04. Пневматический упругий элемент/ Р. Н. Хамитов; ОмГТУ. 2011.

73. Пат. 2422294 РФ, МПК В 60 G 13/14, F 16 F 9/04, F 16 F 15/03. Пневматический амортизатор/ Р. Н. Хамитов, Г. С. Аверьянов, А. Б. Корчагин; ОмГТУ.-2011.

74. Пат. 2422295 РФ, МПК В 60 G 13/14, F 16 F 9/04, F 16 F 15/03.

75. Пневматический амортизатор/ Р. Н. Хамитов, Г. С. Аверьянов, А. Ю. Ковалев, А. Б. Корчагин; ОмГТУ. 2011.

76. Пат. 2423632 РФ, МПК ¥ 16 ¥ 9/05, Б 16 Б 9/34. Пневматическая подвеска / Р. Н. Хамитов, Г. С. Аверьянов; ОмГТУ. 2011.

77. Пат. 2424123 РФ, МПК В 60 в 11/27, Е 16 Е 9/04. Пневматическая подвеска / Р. Н. Хамитов, Г. С. Аверьянов, А. Б. Корчагин; ОмГТУ. 2011.

78. Пат. 2424124 РФ, МПК В 60 в 13/14, Е 16 Е 9/04, Б 16 Б 15/03. Пневматический амортизатор/ Р. Н. Хамитов, Г. С. Аверьянов, Ю. 3. Ковалев, А. Б. Корчагин; ОмГТУ. 2011.

79. Пат. 2424125 РФ, МПК В 60 в 13/14, Е 16 Е 9/04, Е 16 Б 15/03. Пневматический амортизатор/ Р. Н. Хамитов, Г. С. Аверьянов, А. Ю. Ковалев, А. Б. Корчагин; ОмГТУ. 2011.

80. Пат. 2424126 РФ, МПК В 60 в 13/14, Е 16 Е 9/04, Б 16 Б 15/03. Пневматический амортизатор/ Р. Н. Хамитов, Г. С. Аверьянов, Ю. 3. Ковалев, А. Б. Корчагин; ОмГТУ. 2011.

81. Пат. 2424127 РФ, МПК В 60 в 13/14, Е 16 Б 9/04, ¥ 16 ¥ 15/03. Пневматический амортизатор/ Р. Н. Хамитов, Г. С. Аверьянов, Ю. 3. Ковалев, А. Б. Корчагин; ОмГТУ. 2011.

82. Пат. 2424128 РФ, МПК В 60 в 13/14, Б 16 Е 9/04, ¥ 16 ¥ 15/03. Пневматический амортизатор/ Р. Н. Хамитов, Г. С. Аверьянов, Б. Корчагин; ОмГТУ.-2011.

83. Пат. 2424455 РФ, МПК Б 16 Б 9/04, В 60 в 13/14, ¥ \6¥ 6/00, Б 16 Б 15/03. Пневматический амортизатор/ Р. Н. Хамитов, Г. С. Аверьянов; ОмГТУ. -2011.

84. Пат. 2424456 РФ, МПК Б 16 Б 9/04, Б 16 Б 15/03. Пневматический амортизатор/ Р. Н. Хамитов, Г. С. Аверьянов, Ю. 3. Ковалев, А. Б. Корчагин; ОмГТУ.-2011.

85. Певзнер Я. М., Горелик А. М. Пневматические и гидропневматические подвески. М. : Машгиз, 1963. - 319 с.

86. Пилипенко, В. В. Пневматические системы виброзащиты с квазинулевой жесткостью / В. В. Пилипенко, О. В. Пилипенко, Л. Г. Запольский // Техническая механика. 2008. - № 2. - С. 17 - 25.

87. Пилипенко М. В. Методика определения профиля плунжера пневматической подвески / М. В. Пилипенко // Техническая механика. 2006.2.-С. 158- 166.

88. Пилипенко М. В. Определение основных свойств пневматической подвески // Техническая механика. 2006. - №1- С. 171-185

89. Пилипенко М. В. Методика определения основных свойств пневматической подвески по результатам статических испытаний / М. В. Пилипенко, Р. А. Пайдем // Техническая механика. 2005. - №2. - С. 148 - 153.

90. Подзоров Ал. В., Горобцов А. С., Ляшенко М. В. Математическая модель управляемой системы подрессоривания АТС /7 Автомобильная промышленность. 2010. - N° 9. - С. 16-19.

91. Понтрягин JI. С., Болтянский В. Г., Гамкрелидзе Р. В., Мищенко Е. Ф. Математическая теория оптимальных процессов. М.: Наука, 1976. - 392 с.

92. Понтрягин JI.C. Принцип максимума в оптимальном управлении. -М.: Наука. Главная редакция физико-математической литературы, 1989. 64 с.

93. Рабочие процессы двухкамерного пневматического амортизатора с кратковременной коммутацией объемов / Р. Н. Хамитов, Г. С. Аверьянов, А. Б. Корчагин // Вестник машиностроения. 2009. - № 10. - С. 19-23.

94. Равкин Г. О. Пневматическая подвеска автомобиля. М.: Машгиз, 1962.-288 с.

95. Распределение энергии в цикле колебаний подвески АТС/ Рябов И. М., Новиков В. В., Чернышов К. В., Васильев А. В., Осинцев О. В.// Справочник. Инженерный журнал. -М: Машиностроение, 1998. -№ 4. -С. 31-33.

96. РД 37.001.110-89. Методика расчета показателей плавности хода грузовых автотранспортных средств.

97. Ротенберг Р. В. Подвеска автомобиля. Колебания и плавность хода. 3-е изд. М.: Машиностроение, - 1972. - 392 с.

98. Савельев Ю. Ф. Метод эффективной виброзащиты подвижного состава и экипажа на основе дополнительных механических устройств со знакопеременной упругостью: Монография. Омск.: Омский гос. ун-т путей сообщения, 2003. - 170 с.

99. Сафронов Ю. Г., Синев А. В., Соловьев В. С., Чепелев М. М. Активные подвески. Без электроники // Автомобильная промышленность, № 3, 1992.-С. 15-16.

100. Синев А. В., Кочетов О. С., Сафронов Ю. Г., Соловьев В. С. Виброзащита водителей автомобилей пневматическими средствами // Автомобильная промышленность, № 11, 1984. С. 20 - 21.

101. Синтез алгоритмов оптимального управления демпфированием и жесткостью подвески АТС / А. В. Поздеев, В. В. Новиков, К. В. Чернышев, И. М. Рябов // Грузовик &. 2011. - № 6. - С. 2-6.

102. Троицкий В. А. Оптимальные процессы колебаний механических систем. Л.: Машиностроение (Ленинградское отделение), 1976. -248 с.

103. Хамитов Р. Н. Синтез системы управления импульсным электродинамическим клапаном пневмоамортизатора // Справочник. Инженерный журнал. 2008. № 2. С. 62 64.

104. Хамитов, Р. Н. Системы амортизации крупногабаритных объектов с активными упругими и демпфирующими элементами: монография/ Р. Н. Хамитов, Г. С. Аверьянов; ОмГТУ. Омск, 2010.- 123 с.

105. Хамитов, Р. Н. Электромеханическое демпфирование в системах амортизации крупногабаритных объектов / Р. Н. Хамитов, Г. С. Аверьянов,

106. A. А. Татевосян // Вестник Сибирского государственного аэрокосмического университета им. академика М.Ф. Решетнева. 2011. - № 1. - С. 150-153.

107. Фаробин Н. Я. О демпфирующих свойствах пневматической подвески автомобиля // Изв. вузов. Машиностроение. 1985. - № 6. - С. 73-75.

108. Федюков А. А. Синтез оптимального гашения колебаний двухмассовой системы в пакете МАТЬАВ // Труды Второй Всероссийской научной конференции «Проектирование инженерных и научных приложений в среде МАТЬАВ». М.: ИПУ РАН, 2004. - С. 1146 - 1155.

109. Фитилёв Б. Н. Гидропневматическая подвеска и ее упруго демпфирующие характеристики / Б. Н. Фитилев, В. А. Комочков,

110. B. М. Труханов, И. В. Соболевский // Справочник. Инженерный журнал.2007. № 11.-С. 62-64.

111. Фурунжиев Р. И. Проектирование оптимальных виброзащитных систем. Минск: Вышейшая школа, 1971. - 318 с.

112. Чернышев, В. И. Разработка основ классификации виброзащитных систем с импульсным управлением // Изв. Вузов. Машиностроение. 1988. -№4.-С. 11-13.

113. Чернышов К. В., Новиков В. В., Рябов И. М. Определение условий оптимального управления демпфированием подвески АТС на основе принципа максимума JI. С. Понтрягина // Тракторы и сельскохозяйственные машины. -М.: Машиностроение, 2006. -№2. С. 13 - 15.

114. Яценко Н. Н., Прутчиков О. К. Плавность хода грузовых автомобилей. М.: Машиностроение, 1969. - 219 с.

115. Aver'yanov G. S., Khamitov R. N., Zubarev A. V., Kozhushko A. A. Dynamics of Controlled Pneumatic Shock-Absorber Systems for Large Objects / ISSN 1068-798X, Russian Engineering Research, Vol. 28, No.7, 2008. -pp. 640-642.

116. Bachrach В. I., Rivin E. Analysis of a damped pneumatic spring. Journal of Sound and Vibration, Vol. 86, No 2, 1983. pp. 191 - 197.

117. Bauer W. Hydropneumatic suspension systems, Springer-Verlag Berlin Heidelberg, 2011. -237 p.

118. Berg M. A three-dimensional air spring model with friction and orifice damping, Journal of Vehicle System Dynamics, 33, 2009. pp. 528 - 539.

119. Bonisoli E., Vigliani A. Passive elasto-magnetic suspensionsnonlinear models and experimental outcomes / Mechanics Research Communications 34,2007.-pp. 385-394.

120. Deo H., Suh N. P. Pneumatic suspension system with independent control of damping, stiffness and ride-height, Proceedings of ICAD2006, 4th International Conference on Axiomatic Design, Firenze, June 13-16, 2006, ICAD-2006-22, pp. 1 6.

121. Deprez K., Hostens I., Ramon H. Modeling and design of a pneumatic suspension for seats and cabins of mobile agricultural machines, Proceedings of the ISMA, 20 22 September 2004, Katholieke Unversiteit Leuven, 2004.

122. Docquier N., Fisette P., Jeanmart H. Multiphysic modeling of railway vehicles equipped with pneumatic suspensions, Journal of Vehicle System Dynamics, 45 (6), 2007. pp. 505 - 524.

123. Erin C., Wilson B., Zapfe J. An improved model of a pneumatic vibration isolator: theory and experiment, Journal of Sound and Vibration, Vol. 218, No 1, 1998.-pp. 81-101.

124. Gavriloski V. Improvement of the vehicle dynamic behaviour by implementation of a semi-active suspension and air spring with integrated mechatronic approach. Doctoral thesis, Faculty of Mechanical Engineering, Skopje November, 2005.

125. Gavriloski V., Danev D., Angushev K. Mechatronic approach in vehicle suspension system design. 12th IFToMM World Congress, Besancon (France), June18.21, 2007.-pp. 18-22.

126. Gavriloski V., Jovanova J. Dynamic behaviour of an air spring element. Machines, Technologies, Materials, International Virtual Journal, 2006. pp. 24-27.

127. Grajnert J.: Improvement in Airspring Modelling. 4th ADAMS/Rail

128. Users' Conference. Utrecht, 1999. 18 p.

129. Grajnert J., Chabras Z., Wolko P.: Airspring Modeled in

130. MATLAB/SIMULINK as a Force Element in ADAMS. European User Conference. MDI 2001.-20 p.

131. Grajnert J., Wolko P.: Library of Components of Pneumatic Suspension System modeled in MATLAB/SIMULINK and Possibilities of its Application in ADAMS/Rail. 5th ADAMS/Rail Users' Conference. Haarlem, 2000. 30 p.

132. Guglielmino E., Sireteanu T., Stammers C. W., Ghita G., Giuclea M. Semi-active suspension control. Improved vehicle ride and road friendliness, Springer-Verlag London Unlimited, 2008. 295 p.

133. Holtz M. W. Modeling and design of a novel air-spring for a suspension seat. Master thesis, Stellenbosch University, 2007. 104 p.

134. Jang I. S., Kim H. S., Lee H. C. Height control and failsafe algorithm for closed loop air suspension control system, Proceedings of the International Conference on Control, Automation and Systems, 2007. pp. 373-378.

135. Jun K. J. et al. Prediction of fatigue life and estimation of its reliability on the parts of an air suspension system / International Journal of Automotive Technology, Vol. 9, No. 6, 2008. pp. 741-747.

136. Karnopp D. Active and semi-active vibration isolation. Journal of Vibrations and Acoustics, Vol. 117, No 3B, June, 2005. pp. 177-185.

137. Khamitov R. N., Aver'yanov G. S., Korchagin A. B. Pneumatic Shock Absorber with an Active Damping System / ISSN 1068-798X, Russian Engineering Research, Vol. 29, No. 9, 2009. pp. 871-873.

138. Kim H., Kim J., Lee H. Systematic Height Control of an Air Suspension System, FISITA2010-SC-P-37.

139. Kim H. S., Lee H. C. Asynchronous and synchronous load leveling compensation algorithm in airspring suspension, Proceedings of the International Conference on Control, Automation and Systems, 2007. pp. 367-372.

140. Kornhauser A. A. Dynamic modeling of gas springs, Transactions of the ASME, Journal of Dynamic Systems, Measurement and Control, Vol. 116, 1994. -pp. 414-418.

141. Lee J.-H., Kim K.-J. Modeling of nonlinear complex stiffness of dual-chamber pneumatic spring for precision vibration isolations, Journal of Sound and Vibration, Vol. 301, 2007. pp. 909-926.

142. Maciejewski I., Meyer L., Krzyzynski T. Modelling and multi-criteria optimisation of passive seat suspension vibro-isolating properties / Journal of Sound and Vibration 324, 2009. pp. 520-538.

143. Maciejewski I., Meyer L., Krzyzynski T. The vibration damping effectiveness of an active seat suspension system and its robustness to varying mass loading / Journal of Sound and Vibration 329, 2010. pp. 3898-3914.

144. Moon Jun-Hee, Lee Bong-Gu. Modeling and sensitivity analysis of a pneumatic vibration isolation system with two air chambers / Mechanism and Machine Theory 45, 2010. pp. 1828-1850.

145. Moran A., Nagai M. Optimal active control of nonlinear vehicle suspensions using neural networks. JSME Int J, Series C, 37; 1994. pp. 707-717.

146. Nguyen Le Hoa et al. Road-Frequency Adaptive Control for Semi-Active Suspension Systems / International Journal of Control, Automation, and Systems 8(5): iCROS, KIEE and Springer, 2010. pp. 1030-1038.

147. Nieto A.J., Morales A.L., Gonzalez A., Chicharro J.M., Pintado P. An analytical model of pneumatic suspensions based on an experimental characterization/ Journal of Sound and Vibration 313, 2008. pp. 290-307.

148. Nieto A.J., Morales A.L., Chicharro J.M., Pintado P. Unbalanced machinery vibration isolation with a semi-active pneumatic suspension / Journal of Sound and Vibration 329, 2010. pp. 3-12.

149. Nieto A.J., Morales A.L., Trapero J.R., Chicharro J.M., Pintado P. An adaptive pneumatic suspension based on the estimation of the excitation frequency/ Journal of Sound and Vibration 330, 2011. pp. 1891-1903.

150. Oda N., Nishioka K., Nishimura S.: Theoretical analysis of the diaphragm air springs for railroad vehicles. 40th General Meeting of Japan Soc. Mech. Eng., 1963.-20 p.

151. Oman S., Fajdiga M., Nagode M. Estimation of air-spring life based on accelerated experiments, Materials and Design 31, 2010. pp. 3859-3868.

152. Podzorov A., Prytkov V., Cherkashina E., Liashenko M. The vehicle ride comfort increase at the expense of semiactive suspension system, Journal of KONES Powertrain and Transport, Vol. 18, № 1, 2011. pp. 463-470.

153. Porumamilla H., Kelkar A.G. Robust control and (i analysis of activepneumatic suspension // American Control Conference, June 8-10, 2005. -pp. 2200-2205.

154. Presthus, M.: Derivation of air spring model parameters for train simulation. Master thesis, Lulea University of Technology, 2002: 059 CIV. 75 p.

155. Priyandoko G., Mailah M., Jamaluddin H. Vehicle active suspension system using skyhook adaptive neuro active force control / Mechanical Systems and Signal Processing 23, 2009. pp. 855-868.

156. Pu H. et al. Modeling and analysis of dual-chamber pneumatic spring with adjustable damping for precision vibration isolation / Journal of Sound and Vibration, 03, 2011. pp. 1016-1021.

157. Quaglia G., Sorli M. Air suspension dimensionless analysis and design procedure, Vehicle System Dynamics, Vol. 35, 2001. pp. 817 - 829.

158. Quaglia G., Sorli M. Analysis of vehicular air suspensions. Proc. of Fourth JHPS International Symposium on Fluid Power, Tokyo, Novembei, 1996. — pp. 384-389

159. Qin Z, Mitsuaki I. Chaotic oscillations of a nonlinear two degrees of freedom system with air springs, Dynamics of Continuous, Discrete and Impulsive Systems Series B: Applications & Algorithms 14, 2007. pp. 123-134.

160. Sayyaadi H., Shokouhi N. A new model in rail-vehicles dynamics considering non-linear suspension components behavior, Elsevier, International Journal of Mechanical Sciences, 2009. pp. 1016-1035.

161. Sayyaadi H., Shokouhi N. Effects of air reservoir volume and connecting pipes' length and diameter on the air spring behavior in rail-vehicles, Iranian Journal of Science & Technology, Shiraz University, 2009. pp. 273-281.

162. Sayyaadi H., Shokouhi N. Improvement of passengers ride comfort in rail vehicles equipped with air springs, International Journal of Aerospace and Mechanical Engineering, 5:2, 2011. pp. 90-96.

163. Sayyaadi H., Shokouhi N. New dynamics model for rail vehicles andoptimizing air suspension parameters using GA, SCIENTIA IRANICA, Transaction B: Mechanical Engineering, Sharif University of Technology,.Vol. 16, No 6, December, 2009. pp. 496-512,

164. Shen X., Goldfarb M. Simultaneous Force and Stiffness Control of a Pneumatic Actuator. Journal of Dynamic Systems, Measurement, and Control. Transactions of the ASME, Vol. 129, JULY, 2007. pp. 425-434.

165. Shen X., Zhang J., Barth E. J., Goldfarb M. Nonlinear Model-Based Control of Pulse Width Modulated Pneumatic Servo Systems. Journal of Dynamic Systems, Measurement, and Control. Transactions of the ASME, Vol. 128, September, 2006. pp. 663-669.

166. Sugahara Y., Takigami T., Kazato A. Suppressing Vertical Vibration in Railway Vehicles through Air Spring Damping Control. Journal of System Design and Dynamics. Vol. 1, № 2, 2007. pp. 212-223.

167. Toyofuko K., Yamada C., Kagawa T., Fujita T. Study on dynamic characteristic analysis of air spring with auxiliary chamber, JSAE Review, Vol. 20, 1999.-pp. 349-355.

168. Wolf-Monheim F., Frantzen M., Seemann M., Wilmes M. Modeling, testing and correlation of interlinked air suspension systems for premium vehicle platforms, F2008-SC-040. pp. 18-29.

169. Xiao J., Kulakowski B. T., Cao M. Active air-suspension design for transit buses, International Journal of Heavy Vehicle Systems, Vol. 14-4, 2007. -pp. 421-440.

170. Yoshimura T., Takagi A. Pneumatic active suspension system for a one-wheel car model using fuzzy reasoning and a disturbance observer, Journal of Zhejiang University SCIENCE, 5(9): 2004. pp. 1060-1068.

Похожие работы

Транспортное, горное и строительное машиностроение
05.05.00