Μοντελοποίηση υδροπνευματικής ανάρτησης οχήματος

Abstract

Τα σύγχρονα οχήματα χρησιμοποιούν συστήματα αναρτήσεων για την άνεση των επιβατών τους, για να διατηρούν την πρόσφυση των τροχών ακόμα και σε ακραίες συνθήκες, για να μπορούν να μεταφέρουν με ασφάλεια ανθρώπους και αγαθά κλπ. Ήδη από τα μέσα του προηγούμενου αιώνα έχουν αναπτυχτεί συστήματα ανάρτησης που αξιοποιούν της ιδιότητες των ρευστών. Η εργασία αυτή στοχεύει στην ανάπτυξη, την μελέτη και την προσομοίωση ενός υδροπνευματικού συστήματος ανάρτησης. Το σύστημα αυτό θα παρέχει άνεση στους επιβάτες χωρίς να περιορίζει την δυνατότητα του οχήματος να αναπτύσσει πλευρικές επιταχύνσεις. Στα παρακάτω κεφάλαια περιγράφονται: • τα σταδία εξέλιξης της διάταξης • η μοντελοποίηση του συστήματος • η προσομοίωση του συστήματος με χρήση αριθμητικών μεθόδων • τα αποτελέσματα της προσομοίωσης • τα συμπεράσματα που προκύπτουν από την ανάλυση αυτή. Για την μοντελοποίηση τους συστήματος αναπτύχτηκε half car model, το όποιο έχει τα χαρακτηριστικά του συστήματος υδροπνευματικής ανάρτησης που μελετάται. Τα χαρακτηριστικά αυτά προκύπτουν από την σύνδεση των τροχών του ιδίου άξονα μέσω του υδραυλικού κυκλώματος καθώς και από την αξιοποίηση κυλίνδρων, σωληνώσεων και τοπικών απωλειών για την απορρόφηση και την απόσβεση των διεγέρσεων που δέχεται το όχημα από το οδόστρωμα. Μετά την μοντελοποίηση έγινε προσομοίωση της κίνησης του οχήματος με όμοια ημιτονοειδή διέγερση στους δυο τροχούς του άξονα αλλά και με ημιτονοειδή διέγερση στον ένα τροχό και μηδενική στον άλλο. Επίσης προσδιορίστηκε η κλίση του οχήματος υπό την επίδραση πλευρικής επιτάχυνσης σε σταθερές συνθήκες.

Modern vehicles use suspension systems for the comfort of the passengers, to maintain the grip of the tires even in extreme conditions, to transport safely people and goods, etc. Since the middle of the past century suspension systems have been developed, that use the characteristics of fluids. This thesis aims in the development, modeling and simulation of a hydro- pneumatic suspension system. This system will allow achieving high lateral acceleration without limiting the passengers comfort. The following chapters describe: • The development of the system • The modeling • The simulation with numerical methods • The results of the simulation • The conclusions from the analysis To model the system a half car model was developed with the characteristics of the hydro-pneumatic suspension. Those characteristics arise from the connection of the wheels of the same axle through the hydraulic system and from the use of cylinders, pipes and orifices to absorb the stimulation the car becomes from the road. After the modeling the movement of the system was simulated with the same sinusoidal stimulation on both wheels and also for sinusoidal stimulation in one wheel while the other has zero simulation. The car’s roll because of lateral acceleration was also analyzed.