DOI: 10.34677/1728-7936-2019-2-8-14
title: SIMULATING A VEHICLE SUSPENSION SYSTEM BASED ON A SHOCK ABSORBER  OF REGENERATIVE ACTION
title: МОДЕЛИРОВАНИЕ СИСТЕМЫ ПОДРЕССОРИВАНИЯ ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА  НА ОСНОВЕ АМОРТИЗАТОРА С РЕКУПЕРАТИВНЫМ ЭФФЕКТОМ

description: The paper describes the structure of a vehicle suspension system with the recovery of the mechanical energy of sprung mass vibrations into electrical energy. The system consists of a set of shock absorbers with a recuperative action, power converters and a control unit for recharging the energy storage in the form of a battery. The shock absorber has a synchronous electric machine excited from permanent magnets and a converting mechanism in the form of a ballscrew. The authors present mathematical model of the vehicle suspension system based on a shock absorber of recuperative action. With the help of a mathematical model, it is possible to determine the power, which can be recuperated by the vehicle suspension system when driving on roads of variable quality (aspalt and dirt) at different speeds. It has been found that when a truck moves at a speed of 40...50 km/h along an asphalt concrete road, the average recoverable power of the system amounts to 0.011 kW, and when driving along dirt roads it is 0.206 kW. When driving on a flat asphalt road, the efficiency amounts to 0.02...0.03% and is comparable to the energy costs of the control system. When a truck was moving along a dirt road, the average efficiency was about 1% or 1.2621 kWh/100 km. The authors claim that the offered mathematical model allows to reduce the total research test cost of the shock absorber of regenerative action.
description: Описана структура системы подрессоривания транспортного средства (ТС) с рекуперацией механической энергии колебаний подрессоренной массы в электрическую энергию. Система состоит из комплекта амортизаторов с рекуперативным эффектом, повышающих силовых преобразователей и блока управления подзарядом накопителя энергии в виде аккумуляторной батареи. В составе амортизатора имеется синхронная электрическая машина с возбуждением от постоянных магнитов и преобразующий механизм в виде шарико-винтовой передачи. Представлена математическая модель системы подрессоривания транспортного средства на основе амортизатора с рекуперативным эффектом. С помощью математической модели определена мощность, которую способна рекуперировать система подрессоривания транспортным средством при движении по дорогам неоднородного качества (асфальтовой и грунтовой) с различной скоростью. Установлено, что при движении грузового ТС со скоростью 40…50 км/ч  по асфальтобетонной дороге средняя рекуперируемая мощность системы составляет 0,011 кВт, а при движении по грунтовым дорогам – 0,206 кВт. При движении по ровной асфальтобетонной дороге эффективность ТС составляет 0,02…0,03% и сравнима с затратами энергии на функционирование системы управления. При движении ТС по грунтовой дороге средняя эффективность составила около 1% или 1,2621 кВт∙ч/100 км. Отмечено, что разработанная математическая модель позволяет сократить совокупные затраты на исследовательские испытания конструкции амортизатора с рекуперативным эффектом.
description: Key words:  shock absorber of regenerative action, mathematical model, сonverter, recharging, permanent magnet synchronous machine.
description: Библиографический список
1.	Климов А.В., Малахов Д.Ю. Численное моделирование динамики подрессореной части быстроход-ной гусеничной машины // Теоретические и экспериментальные исследования многоцелевых гусеничных и ко-лесных машин: Сборник научных трудов МАДИ, 2010. С. 104-110.
2.	Климов А.В. Анализ энергетических характеристик систем подрессоривания колесных машин // Труды НАМИ. 2014. Вып. 257. С. 83-87.
3.	Климов А.В., Карелина М.Ю. Выбор типа конструкции и определение параметров и характеристик амортизатора с рекуперативным эффектом // Труды НАМИ. 2017. № 3 (270). С. 74-81.
4.	Маликов Р.Р., Смирнов А.А., Климов А.В. Оценка возможности рекуперации энергии колебаний в системе подрессоривания двухосного грузового автомобиля // Известия Московского государственного техни-ческого университета МАМИ. 2016. № 4 (30). С. 42-49. 
5.	Kireev A.V., Kozhemyaka N.M., Burdugov A.S., Nazarenko S.V., Klimov A.V., 2016. A Review on elec-tromagnetic energy-regenerative shock absorbers. Journal of Engineering and Applied Sciences, 11: 2551-2556. DOI: 10.3923/jeasci.2016.2551.2556.
6.	Kireev A.V., Kozhemyaka N.M., Burdugov A.S., Nazarenko S.V. and Klimov A.V. Test Bench Trials of the Electromagnetic Regenerative Shock Absorber. International Journal of Applied Engineering Research. ISSN 0973-4562. Volume 12, Number 17 (2017). рр. 6354-6359.
7.	Kireev A.V., Kozhemyaka N.M., Burdugov A.S., Nazarenko S.V. and Klimov A.V. Regenerative Shock Absorber in the Vehicle Suspension System. International Journal of Applied Engineering Research ISSN 0973-4562 Volume 12, Number 22 (2017). рр. 12390-12394.
8.	 Тарасов Е.А. Исследование эффективности рекуперативных элементов ходовой части трактора с по-мощью имитационной динамической модели // Известия высших учебных заведений. Лесной журнал. 2009. № 2. С. 62-67.
9.	Тарасов Е.А. Сравнительная оценка эффективности применения рекуперативных систем на лесохо-зяйственном агрегате // Вестник Красноярского государственного аграрного университета. 2011. №5 (56) С. 131-134.
10.	Тарасов Е.А. Совершенствование параметров ходовой части, навесного механизма и предохранителя, обеспечивающих топливную экономичность лесохозяйственных агрегатов: Дисс. … канд. техн. наук. Воронеж, 2007. 175 с.
11.	Котиев Г.О., Горелов В.А., Бекетов А.А. Математическая модель движения вездеходного транспорт-ного средства // Журнал автомобильных инженеров. 2008.  № 1(48). С. 50-54.
12.	Маликов Р.Р., Климов А.В., Биксалеев Р.Ш. Математическая модель автомобиля с расширителем пробега // Проблемы мехатроники современных машин: Материалы VII Международной конференции. 2018. Т. 2. С. 152-156.
13.	Гайдар С.М. Планирование и анализ эксперимента. М.: Росинформагротех, 2015. 548 с.
14.	ГОСТ Р ЕН 1986-1-2011 Автомобили с электрической тягой. Измерение энергетических характеристик. Ч. 1. Электромобили. М.: Стандартинформ, 2012. 24 с.