Modelowanie dynamiki pionowej samochodu osobowego w ujęciu mechatronicznym

• Autorzy: Chróst P. , Margielewicz J.

Identyfikatory

DOI

10.20858/sjsutst.2015.88.2

Warianty tytułu

EN

Modeling the vertical dynamics of a car on an mechatronic basis

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Niniejszy artykuł przedstawia wyniki badań modelowych uzyskane na podstawie mechatronicznego modelu samochodu osobowego. W celu minimalizacji drgań mechanicznych wzbudzanych podczas jazdy po nierównym podłożu zastosowano modyfikację konstrukcji zawieszenia samochodu. Proponowana modyfikacja polega na wprowadzeniu do zawieszenia dodatkowego aktywnego elementu, którego zadaniem jest ograniczanie przemieszczenia pionowego nadwozia. Tak sformułowane zadanie badawcze osiąga się przez odpowiednie sterowanie aktywnymi elektrycznymi lub hydraulicznymi urządzeniami wykonawczymi odpowiedzialnymi za współpracę nadwozia z zawieszeniem. Dodatkowo podczas symulacji komputerowych uwzględniono modele fenomenologiczne odwzorowujące dynamikę ciała kierowcy i pasażera.

EN

This paper presents the results obtained on the basis of the mechatronic model of a passenger car. In order to minimize the induced mechanical vibrations during drive event on a coarse road surface, a modification of the structure of the vehicle suspension has been applied. The proposed modification introduces additional active damping element, which task is to reduce the vertical displacement of the vehicle body. In the real world such a target can be achieved by use of appropriate control units, which drive the electronic and hydraulic components of the suspension. Additionally, the phenomenological models of the passengers have been included into the computer simulation model.

Słowa kluczowe

PL

modelowanie; mechatronika; wibroizolacja; drgania mechaniczne

EN

modelling; mechatronics; vibroisolation; mechanical vibration

• Wydawca: Wydawnictwo Politechniki Śląskiej
• Czasopismo: Zeszyty Naukowe. Transport / Politechnika Śląska
• Rocznik: 2015
• Tom: z. 88
• Strony: 19--29
• Opis fizyczny: Bibliogr. 38 poz.

Twórcy

autor

Chróst P.

• Ford-Werke GmbH, Henry-Ford-Straße 1, 50735 Köln, Germany, Maildrop. F-RLE-4.1

autor

Margielewicz J.

• Faculty of Transport, Silesian University of Technology, Krasińskiego 8 Street, 40-019 Katowice, Poland

Bibliografia

• 1. Arslan Y.Z. 2015. “Experimental assessment of lumped-parameter human body models exposed to whole body vibration”. Journal of Mechanics in Medicine and Biology 15(1). DOI: 10.1142/S0219519415500232.
• 2. Bogacz R. 1998. „O zjawiskach dynamicznych wywołanych oddziaływaniem pojazdów szynowych i z infrastrukturą”. In VIII Sympozjum pt. „Wpływ wibracji na otoczenie”: 15-22. 28-30 września 1998, Kraków-Janowice, Poland.
• 3. Buma S. 1991. “Toyota active control suspension system for the 1989 Celica”. In Proc. Int. Symp. On “Active Control of Sound and Vibration”: 517-518. 1991, Tokyo.
• 4. Coermann R.R., M.D. Ziegenruecker, A.L. Wittwer, B.S. Henning, E. von Gierke. 1960. “The passive dynamic mechanical properties of the human thorax-abdomen system and of the whole body system”. Aerospace Medicine 31(6): 443-455.
• 5. Dupuis H., E. Hartung, M. Haverkamp. 1991. “Acute effects of transient vertical whole-body vibration”. Arch. Occup. Environ. Health 63: 261-265.
• 6. Gawrysiak M. 1997. Mechatronika i projektowanie mechatroniczne. Białystok: Wydawnictwo Politechniki Białostockiej.
• 7. Gromadowski T., J. Osiecki, B. Stępiński. 1996. „Dynamika pionowa samochodu przy aktywnym sterowaniu zawieszeniem”. Mechanika 48: 245-252. Rzeszów: Wydawnictwo Politechniki Rzeszowskiej.
• 8. Heimann B., W. Gerth, K. Popp. 2001. Mechatronika. Warszawa: PWN.
• 9. Kaliński W., A. Nowak, J. Wojnarowski. 1996. Wibroizolacja maszyn roboczych. Gliwice: Wydawnictwo Politechniki Śląskiej.
• 10. Kamiński E. 1987. „Aktywne zawieszenie pojazdów samochodowych”. Mechanika 1. Kraków: Wydawnictwo AGH.
• 11. Kowal J. 1990. „Aktywne i semiaktywne metody wibroizolacji układów mechanicznych”. Mechanika 23. Kraków: Wydawnictwo AGH.
• 12. Książek M. 1999. „Modelowanie i optymalizacja układu człowiek-wibroizolator-maszyna”. Zeszyty Naukowe Politechniki Krakowskiej. Seria Mechanika 244. Kraków: Wydawnictwo Politechniki Krakowskiej.
• 13. Maciejewski I. 2013. „Badanie skuteczności działania układów zawieszenia siedziska stosowanego do ochrony operatorów maszyn roboczych przed drganiami”. The Archives of Automotive Engineering – Archiwum Motoryzacji 61(3): 111-125.
• 14. Margielewicz Jerzy. 2003. „Mechatroniczny model suwnicy pomostowej”. Maszyny Dźwigowo-Transportowe. Kwartalnik Naukowo-Techniczny 1-2: 23-33.
• 15. Michałowski S. 1994. „Aktywne układy w konstrukcji maszyn roboczych”. Zeszyty Naukowe Politechniki Krakowskiej. Seria Mechanika 171. Kraków: Wydawnictwo Politechniki Krakowskiej.
• 16. Nader M. 2001. Modelowanie i symulacja oddziaływania drgań pojazdów na organizm człowieka. Warszawa: Oficyna Wydawnicza Politechniki Warszawskiej.
• 17. Nizioł J. 1984. „Wibroizolacja pasywna i aktywna układów mechanicznych poddanych działaniu wymuszeń przypadkowych”. In XI Sympozjum „Drgania w układach fizycznych”: 25-47. Poznań-Błażejewko.
• 18. Nizioł J. 1996. „Wybrane zagadnienia aktywnej wibroizolacji”. In XVII Sympozjum „Drgania w układach fizycznych”: 30-39. Poznań-Błażejewko.
• 19. Osiecki J., B. Stefański. 1992. „Wibroizolacja pojazdu za pomocą aktywnego układu hydraulicznego szeregowo włączonego w zawieszenie”. In Sympozjum „Wpływ wibracji na otoczenie”: 133-138. Kraków-Janowice.
• 20. Palej R. 1997. „Dynamika i stateczność aktywnych pneumatycznych układów wibroizolacji”. Zeszyty Naukowe Politechniki Krakowskiej. Seria Mechanika 218. Kraków: Wydawnictwo Politechniki Krakowskiej.
• 21. Parczewski K. 2013. „Wpływ ciśnienia w ogumieniu na dynamikę ruchu pojazdu podczas manewru hamowania”. Eksploatacja i niezawodność 15(2): 134-19.
• 22. Sandover J. 1986. “Vibration and people”. Clin. Biomechanics 1: 150-159.
• 23. Schünke M., E. Schulte, U. Schumacher, M. Voll, K. Wesker. 2009. Prometeusz, atlas anatomiczny człowieka. Tom I. Redakcja wydania polskiego Gielecki A.St., Żurada A. Wrocław: MedPharm Polska.
• 24. Sokołowska-Pituchowa, J. (red.). 2003. Anatomia człowieka. Warszawa: Wydawnictwo Lekarskie PZWL.
• 25. Stein J., I. Ballo. 1991. “Active vibration control system for driver’s seat for off-road vehicle”. Vehicles System Dynamics 20: 57-78.
• 26. Stutz L.T., F.A. Rochinha. 2011. “Synthesis of a magneto-rheological vehicle suspension system built on the variable structure control approach”. J. of th Braz. Soc. Of Mech. Sci. & Eng. XXXIII (4): 445-458.
• 27. Szpytko J., J. Schab, J. Smoczek. 2002. „Badania modeli suwnic pomostowych dla potrzeb eksploatacyjnych”. Transport Przemysłowy 4(10): 40-44.
• 28. Wei L., J. Griffin. 1998. “The prediction of seat transmissibility from measures of seat impedance”. Journal of Sound and Vibration 214(1): 121-137.
• 29. Więckowski D. 2012. „Analiza w dziedzinie czasu drgań pionowych ze względu na komfort podróżowania dzieci w samochodzie”. Czasopismo Techniczne 10(109): 73-91.
• 30. Wojnarowski Józef. (red.). 1999. Modele układów maszyna operator w ograniczaniu oddziaływań drgań wzbudzanych ruchem przerywanym. Gliwice: Wydawnictwo Politechniki Śląskiej.
• 31. Wojnarowski Józef, Jerzy Margielewicz. 2004. „Dynamiki zespołu roboczego przecinarki taśmowej w ujęciu mechatronicznym”. Teoria Maszyn i Mechanizmów I: 303-310. Kraków: Wydawnictwo Instytutu Technologii Eksploatacji.
• 32. Rocznik statystyczny Rzeczpospolitej Polskiej. 2014.
• 33. ISO 5982:2001. Mechanical vibration and shock-range of idealized values to characterize seated-body biodynamic response under vertical vibration.
• 34. ISO-2631-1. Mechanical vibration and shock. Evaluation of human exposure to whole-body vibration. Part I: General requirements. 1997.
• 35. BS 6841. Guide to measurement and evaluations of human exposure to whole-body mechanical vibration and repeated shock. 1987.
• 36. Kim B.S., C.H. Chi, T.K. Lee. 2007. “A study on radial directional natural frequency and damping ratio in a vehicle tire”. Applied Acoustics 68: 538-556.
• 37. Heiβing B., M. Ersoy. 2001. Chassis Handbook. Fundamentals, Driving dynamics, Components, Mechatronics, Perspectives. ATZ.
• 38. Komori K., T. Nagataki. 2015. “Friction Behavior of Diamond-Like Carbon Coated Ball Joint: Approach to Improving Vehicle Handling and Ride-Comfort”. SAE Technical Paper 2015-01-1507.