sibadiНаучный рецензируемый журнал "Вестник СибАДИ"The Russian Automobile and Highway Industry Journal2071-72962658-5626The Siberian State Automobile and Highway University10.26518/2071-7296-2022-19-2-258-277sibadi-1438Research ArticleТРАНСПОРТTRANSPORTАнализ влияния сопротивления амортизатора на сохранность груза, безотрывное качение колеса и потери энергии в подвеске автомобиляAnalysis of shock absorber resistance impact on load safety, continuous wheel rolling and energy loss in vehicle suspensionhttps://orcid.org/0000-0002-2816-1768ЧернышовК. В.ChernyshovK. V.

Чернышов Константин Владимирович – канд. техн. наук, доц., доц. кафедры «Техническая эксплуатация и ремонт автомобиля»

г. Волгоград

Konstantin V. Chernyshov, Cand. of Sci., Associate Professor of the Technical Operational and Automobile Repair Department

Volgograd 

chernykv@rambler.ruhttps://orcid.org/0000-0002-0917-781XНовиковВ. В.NovikovV. V.

Новиков Вячеслав Владимирович – д-р техн. наук, проф. кафедры «Автоматические установки»

г. Волгоград

Viacheslav V. Novikov, Dr. of Sci., Professor of the Automatic Installations Department

Volgograd 

nvv_60@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0003-4107-7429СанжаповР. Р.SanzhapovR. R.

Санжапов Рустам Рафильевич – канд. техн. наук, доц., доц. кафедры «Автомобильный транспорт»

г. Волгоград

Rustam R. Sanzhapov, Cand. of Tech. Sci., Associate Professor of the Automobile Transport Department

Volgograd 

rs@vstu.ruhttps://orcid.org/0000-0003-3753-0526КотовВ. В.KotovV. V.

Котов Владислав Владимирович – канд. техн. наук, доц., доц. кафедры «Техническая эксплуатация и ремонт автомобиля»

г. Волгоград

Vladislav V. Kotov, Cand. of Tech. Sci., Associate Professor of the Technical Operational and Automobile Repair Department

Volgograd 

vladkotov007@mail.ruВолгоградский государственный технический университетРоссияVolgograd State Technical UniversityRussian Federation202224052022192258277Copyright © Чернышов К.В., Новиков В.В., Санжапов Р.Р., Котов В.В., 20222022Чернышов К.В., Новиков В.В., Санжапов Р.Р., Котов В.В.Chernyshov K.V., Novikov V.V., Sanzhapov R.R., Kotov V.V.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://vestnik.sibadi.org/jour/article/view/1438Введение

Введение. Целью статьи является рассмотрение влияния демпфирования в амортизаторе на сохранность груза, безотрывное качение колеса и потери энергии в подвеске автомобиля.

Материалы и методы

Материалы и методы. Рассмотрение основано на анализе амплитудно-частотных характеристик двухмассовой модели автомобиля и зависимости работы амортизатора за цикл колебаний от частоты кинематического воздействия.

Результаты

Результаты. В статье приведена расчетная схема и уравнения динамики двухмассовой колебательной системы, эквивалентной автомобильной подвеске. Рассчитаны частоты, при которых пересекаются амплитудно-частотные характеристики для различных уровней демпфирования (инвариантные точки) в двухмассовой колебательной системе. Предложено понятие «относительная работа амортизатора за цикл колебаний» и приведена формула для расчета относительной работы амортизатора в двухмассовой колебательной системе. Проведён сравнительный анализ графиков, характеризующих плавность хода, безотрывное качение колеса и потери энергии в подвеске.

Обсуждение и заключение

Обсуждение и заключение. Выявлено, что существенные противоречия между этими требованиями возникают только вблизи второго резонанса подрессоренной массы, при увеличении частоты колебаний в зарезонансной зоне эти противоречия сглаживаются.

Introduction

Introduction. The purpose of the article is to consider the effect of damping in the shock absorber on smooth running, continuous rolling of the wheel and energy loss in the suspension of the car.

Materials and methods

Materials and methods. The review is based on the analysis of the amplitude-frequency characteristics of a two-mass car model and the dependence of the shock absorber operation during the oscillation cycle on the frequency of kinematic action.

Results

Results. The article presents a calculation scheme and equations of dynamics of a two-mass oscillatory system equivalent to an automobile suspension. The frequencies at which the amplitude-frequency characteristics intersect for different levels of damping (invariant points) in a two-mass oscillatory system are calculated. The relative operation of the shock absorber for the oscillation cycle concept is proposed and a formula for calculating the relative operation of the shock absorber in a two-mass oscillatory system is given. A comparative analysis of graphs characterizing smooth running, continuous rolling of the wheel and energy losses in the suspension is carried out.

Discussion and conclusions. It is revealed that significant contradictions between these requirements arise only near the second resonance of the sprung mass, with an increase in the frequency of vibrations in the resonant zone, these contradictions are decrease.

автомобильдвухмассовая колебательная системаамортизаторысохранность грузабезотрывное качение колесапотери энергии в подвескеамплитудно-частотные характеристикиотносительная работа амортизатораинвариантные точкиcartwo-mass oscillatory systemshock absorberscargo safetycontinuous rolling of the wheelenergy loss in the suspensionamplitude-frequency characteristicsrelative operation of the shock absorberinvariant pointsАвторы выражают благодарность руководству СибАДИ за предоставленную возможность публикации материала, а также рецензентам за уделенное внимание нашим исследованиям.The authors expressed gratitude to SibADI management for the opportunity to publish the material, as well as to reviewers for the attention paid to our research.ReferencesХачатуров А. А. Динамика системы «дорога – шина – автомобиль – водитель» / А. А. Хачатуров, Л. В. Афанасьев, В. С. Васильев [и др.]; под ред. А. А. Хачатурова. М.: Машиностроение, 1976. 535 с.Xachaturov A.A., Afanas`ev L. V., Vasil`ev V. S. et al. Dinamika sistemy` «doroga – shina – avtomobil` – voditel`» [Dynamics of the “road– tire – car –driver” system]. Moscow, Mashinostroenie, 1976, 535 p. (in Russ.)Ротенберг Р. В. Подвеска автомобиля. Колебания и плавность хода. 3-е изд. М.: Машиностроение, 1972. 392 с.Rotenberg R. V. Podveska avtomobilya. Kolebaniya i plavnost` xoda [The suspension of the car. Oscillation and smoothness of the course]. Moscow, Mashinostroenie, 1972, 392 p. (in Russ.)Дербаремдикер А. Д. Гидравлические амортизаторы автомобилей. М.: Машиностроение, 1969. 236 с.Derbaremdiker A. D. Gidravlicheskie amortizatory` avtomobilej [Hydraulic shock absorbers of cars]. Moscow, Mashinostroenie, 1969, 236 p. (in Russ.)Дербаремдикер А. Д. Амортизаторы транспортных машин. М.: Машиностроение, 1985. 200 с.Derbaremdiker A. D. Amortizatory` transportny`x mashin [Shock absorbers of transport vehicles]. Moscow, Mashinostroenie, 1985, 200 p. (in Russ.)Ротенберг Р. В. Подвеска автомобиля и его колебания. 2-е изд. М.: Машгиз, 1960. 356 с.Rotenberg R. V. Podveska avtomobilya i ego kolebaniya [The suspension of the car and its vibrations]. Moscow, Mashgiz, 1960, 356 p. (in Russ.)Ден-Гартог, Дж. П. Механические колебания. М.: Физматгиз, 1960. 580 с.Den-Gartog G. P. Mexanicheskie kolebaniya [Mechanical vibrations]. Moscow, Fizmatgiz, 1960. 580 p. (in Russ.)Яценко Н. Н., Прутчиков О. К. Плавность хода грузовых автомобилей. М.: Машиностроение, 1969. 219 с.Yacenko N. N., Prutchikov O. K. Plavnost` xoda gruzovy`x avtomobilej [Smooth running of trucks]. Moscow, Mashinostroenie, 1969, 219 p. (in Russ.)Силаев А. А. Спектральная теория подрессоривания транспортных машин. М.: Машиностроение, 1972. 192 с.Silaev A. A. Spektral`naya teoriya podressorivaniya transportny`x mashin [Spectral theory of springing transport vehicles]. Moscow, Mashinostroenie, 1972, 192 p. (in Russ.)Барский И. Б., Анилович В. Я., Кутьков Г. М. Динамика трактора. М.: Машиностроение, 1973. 280 с.Barskij I. B., Anilovich V. Ya., Kut`kov G. M. Dinamika traktora [Tractor dynamics]. Moscow, Mashinostroenie, 1973, 280 p. (in Russ.)Успенский И. Н., Мельников А. А. Проектирование подвески автомобиля. М.: Машиностроение, 1976. 168 с.Uspenskij I. N., Mel`nikov A. A. Proektirovanie podveski avtomobilya [Car suspension design]. Moscow, Mashinostroenie, 1976, 168 p.Фролов К. В., Фурман Ф. А. Прикладная теория виброзащитных систем. М.: Машиностроение, 1980. 276 с.Frolov K. V., Furman F. A. Prikladnaya teoriya vibrozashhitny`x sistem [Applied theory of vibration protection systems]. Moscow, Mashinostroenie, 1980, 276 p. (in Russ.)Вонг Дж. Теория наземных транспортных средств: пер. с англ. М.: Машиностроение, 1982. 284 с.Vong G. Teoriya nazemny`x transportny`x sredstv [Theory of land vehicles]. Moscow, Mashinostroenie, 1982, 284 p.Рябов И.М. Распределение энергии в цикле колебаний подвески АТС // Справочник. Инженерный журнал. 1998. № 4. C. 31–33.Ryabov, I. M. et al. Raspredelenie e`nergii v cikle kolebanij podveski ATS [Energy distribution in the oscillation cycle of the land vehicles suspension]. Spravochnik. Inzhenerny`j zhurnal. 1998; 4: 31-33. (in Russ.)Рябов И. М., Чернышов К. В., Поздеев А. В. Energy Analysis of Vehicle Suspension Oscillation Cycle // Procedia Engineering. Vol. 150: 2nd International Conference on Industrial Engineering (ICIE-2016) / ed. by A.A. Radionov. [Elsevier publishing], 2016. P. 384-392.Ryabov, I. M., Chernyshov К. V., Pozdeev А. V. Energy Analysis of Vehicle Suspension Oscillation Cycle. Procedia Engineering. Vol. 150: 2nd International Conference on Industrial Engineering (ICIE-2016) / ed. by A.A. Radionov. [Elsevier publishing]. 2016. pp. 384-392. (in Russ.)Ryabov I. M., Novikov V.V., Pozdneev A.V. Efficiency of Shock Absorber in Vehicle Suspension // Procedia Engineering. Vol. 150: 2nd International Conference on Industrial Engineering (ICIE-2016) / ed. by A.A. Radionov. [Elsevier publishing], 2016. P. 354-362.Ryabov I. M., Novikov, V. V., Pozdeev А. V. Efficiency of Shock Absorber in Vehicle Suspension. Procedia Engineering. Vol. 150: 2nd International Conference on Industrial Engineering (ICIE-2016) / ed. by A.A. Radionov. [Elsevier publishing], 2016. pp. 354-362.Рябов И. М. Методика определения условий и продолжительности отрывов колес автомобиля от дороги // Энерго- и ресурсосбережение: промышленность и транспорт / Волгоградский государственный технический университет. Волгоград, 2017. С. 36–43.Ryabov I. M. et al. Metodika opredeleniya uslovij i prodolzhitel`nosti otry`vov koles avtomobilya ot dorogi [Methodology for determining the conditions and duration of separation of car wheels from the road]. E`nergo- i resursosberezhenie: promy`shlennost` i transport. Volgograd, 2017: 36-43. (in Russ.)Novikov V. V., Pozdneev A. V., Chernyshov K. V., Ryabov I. M., Diakov A., Chutkov K. Analysis of the current state of research in the field of improving the smooth ride of vehicles equipped with suspension // IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. Vol. 820: Design Technologies for Wheeled and Tracked Vehicles (MMBC) 2019 (Moscow, Russian Federation, 1-2 October, 2019). [IOP Publishing], 2020. 8 p. DOI: https://doi.org/10.1088/1757-899X/820/1/012035. URL: https://iopscience.iop.org/issue/1757-899X/820/1.Novikov V. V., Pozdeev А. V., Chernyshov К. V., Ryabov, I. M., Diakov A. S., Chutkov K. Analysis of the current state of research in the field of improving the smooth ride of vehicles equipped with suspension. IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. Vol. 820: Design Technologies for Wheeled and Tracked Vehicles (MMBC) 2019 (Moscow, Russian Federation, 1-2 October, 2019). [IOP Publishing], 2020. 8 p. DOI: https://doi.org/10.1088/1757-899X/820/1/012035. URL: https://iopscience.iop.org/issue/1757-899X/820/1.Новиков В. В. Виброзащитные свойства подвесок автотранспортных средств: монография / В. В. Новиков, И. М. Рябов, К. В. Чернышов; ВолгГТУ. 2-е изд., испр. и доп. Москва; Вологда, 2021. 384 с.Novikov V. V., Ryabov, I. M., Chernyshov К. V. Vibrozashhitny`e svojstva podvesok avtotransportny`x sredstv [Vibration-proof properties of suspensions of motor vehicles]. Moscow, Vologda, 2021, 384 p. (in Russ.)

The authors declare that there are no conflicts of interest present.