Вплив конструктивних параметрів пневматичної підвіски на плавність ходу автомобіля.
Автор: Ільків Михайло Юрійович
Кваліфікаційний рівень: магістр
Спеціальність: Автомобільний транспорт
Інститут: Інститут механічної інженерії та транспорту
Форма навчання: денна
Навчальний рік: 2025-2026 н.р.
Мова захисту: англійська
Анотація: У сучасних автомобілях дедалі ширше застосовують пневматичні системи підресорювання, які завдяки можливості регулювання тиску повітря дозволяють адаптувати підвіску до дорожніх умов і забезпечувати необхідний рівень комфорту. Ефективність такої підвіски значною мірою визначається вибором конструктивних параметрів пневмоелемента та режимів його роботи [1] – [3]. Зокрема, жорсткість пневмоелемента, характеристики демпферної підкладки та їх взаємодія впливають на коливальні процеси в системі «кузов – підвіска – колесо» та на величину прискорень, що передаються пасажирам. Об’єкт дослідження – коливальні процеси автомобіля з пневматичною підвіскою. Предмет дослідження – вплив зміни параметрів пневматичної підвіски на плавність ходу автомобіля. Мета роботи полягає у дослідженні впливу конструктивних параметрів пневматичної підвіски на показники плавності ходу автомобіля та визначення їхніх значень, що забезпечують комфорт пересування в регламентованих межах за різних умов руху. У роботі виконано аналіз сучасних конструкцій пневматичних підвісок, досліджень з динаміки автомобіля та моделей вертикальних коливань. Побудовано математичну модель четвертини автомобіля з урахуванням нерівності дороги, жорсткості та демпфування пневмоелемента, а також створено симуляційну модель у MATLAB/Simulink. Модель дозволяє досліджувати переміщення та прискорення підресореної і непідресореної мас, вплив зміни тиску, жорсткості та демпфування на передачу коливань на кузов. Проаналізовано результати симуляційних досліджень, які дали змогу оцінити чутливість підвіски до зміни її параметрів. Моделювання показало, що збільшення жорсткості пневмоелемента зменшує амплітуду переміщень підресореної маси, але водночас збільшує пікові прискорення, що негативно впливає на комфорт. У свою чергу, надмірно низька жорсткість приводить до значних вертикальних переміщень і погіршення керованості автомобіля. Таким чином, існує оптимальна зона жорсткості, у межах якої забезпечується збалансований показник плавності ходу. Дослідження параметрів демпферної підкладки показало, що збільшення коефіцієнта демпфування зменшує амплітуду коливань кузова на середніх і високих частотах збурення та значно покращує згасання перехідних процесів. Проте надмірне демпфування зумовлює підвищений рівень прискорень на нерівностях малої амплітуди. Отримані залежності дали змогу визначити діапазон демпфування, який забезпечує мінімальні пікові прискорення підресореної маси та зменшення навантаження на непідресорену масу. Узагальнення результатів симулювання підтвердило, що конструктивні параметри пневматичної підвіски істотно впливають на плавність ходу. Поєднання оптимальної жорсткості повітряної пружини та раціонального коефіцієнта демпфування забезпечує зниження вертикальних прискорень на кузові. Моделювання дало змогу визначити область значень параметрів, у межах яких досягається регламентований рівень комфортності під час руху по дорогах різної категорії. Результати роботи можуть бути використані під час проєктування та модернізації пневматичних підвісок, а також для вибору режимів їх адаптивного керування залежно від дорожніх умов. Ключові слова: автомобіль, пневматична підвіска, симуляційна модель, амплітуда коливань, вертикальні пришвидшення, плавність ходу. Перелік використаних літературних джерел: 1. Mahmood, M. S., Nassar, A. A., & Mohammad, H. M. (2022). Analysis and study indicators for quarter car model with two air suspension system. Basrah Journal for Engineering Sciences, 22(2), 16–22. 2. Ahmad, F., Hudha, K., & Harun, M. H. (2009). Pneumatically actuated active suspension system for reducing vehicle dive and squat. Jurnal Mekanikal, 28, 85–114. 3. Abburu, S. K. (2020). Modelling Advanced Air Suspension with Electronic Level Control in ADAMS/Car. KTH Royal Institute of Technology.