بخشی از مقاله
چکیده
در این مقاله ابتدا یک سیستم تعلیق فعال برای یک خودروی هیبریدی با چهار چرخ محرک بر اساس استاندارد 10546موسسه استاندارد و تحقیقات صنعتی ایران طراحی می گردد. طراحی و ساخت سیستم تعلیق این خودرو از آن جهت مورد اهمیت است که هر چهار چرخ محرک است و سیستم تعلیق باید جرم معلق بیشتری را نسبت به خودروی سواری چهارنفره بنزینی تحمل نماید
این سیستم تعلیق به صورت یک فنر و میراکننده خطی به همراه یک کنترلر بین دو جرم معلق و غیر معلق مدلسازی می گردد. در سیستم تعلیق غیر فعال، در لحظه اول اعمال تحریک جاده، نیرو و جابه جایی معادل تابع تحریک به خودرو و سرنشینان وارد می شود اما در این سیستم فعال با استفاده از یک کنترلر این جابه جایی بیش از 60درصد کاهش می یابد.
خروجی این سیستم کنترلی ارتفاع خودرو را کنترل می کند. پس از این مرحله، با توجه به اینکه طراحی بر اساس خودروی پایه پراید انجام شده است، سیستم تعلیق مورد نظر ساخته و روی این خودرو نصب و تست می گردد. نتایج حاصل از تست سیستم طراحی شده و نیز ارائه این خودرو تحت نام "دانا" در مسابقات ملی طراحی ماشین حاکی از آن است که سیستم مورد نظر توانسته باعث بهبود سیستم تعلیق پراید فعلی موجود در بازار شده و بتواند برای یک پراید تبدیل شده به یک خودروی هیبریدی برقی- بنزینی، سیستم تعلیق مناسبی باشد که علاوه بر مطابقت با استاندارد ها، تستهای لازم برای یک اتومبیل را نیز پشت سر بگذارد.
مقدمه
خودروی هیبریدی به خودرویی گفته می شود که انرژی حرکتی آن در طول یک دوره مشخص کارکرد از دو نوع منبع، مبدل یا ذخیره کننده ی انرژی ایجاد شود و بطور مثال می تواند به جز بنزین، دیگر منبع تولید انرژی آن الکتریسیته باشد
خودروی "دانا" یک خودروی هیبرید الکتریکی- بنزینی از نوع موازی چهار چرخ محرک است که توسط دانشجویان دانشگاه آزاد نجف آباد طراحی و ساخته شده و در مسابقات ملی طراحی ماشین دانشگاه صنعتی شریف تهران شرکت کرده است
- شکل . - 1 طراحی و ساخت سیستم تعلیق عقب این خودرو از آن جهت مورد اهمیت است که هر چهار چرخ خودرو محرک است و با توجه به نصب تجهیزات موتور الکتریکی روی محور عقب سیستم تعلیق باید جرم معلق بیشتری را نسبت به خودروی سواری چهارنفره بنزینی تحمل نماید. علاوه بر این خودرو باید تست خوشسواری - راحتی سفر - و مسیر دشوار - حفظ تعادل - را با توجه به استانداردهای مسابقه طی کند
در این مطالعه، یک سیستم تعلیق فعال - دارای کنترلر نوع[4] - P برای مدل یک چهارم خودرو بر اساس استاندارد 10546 موسسه استاندارد و تحقیقات صنعتی ایران شبیه سازی شده است [5] و در ادامه سیستم طراحی شده، روی خودروی هیبریدی اجرا شده و نتایج مقایسه می گردد.
شکل :1 خودروی هیبرید الکتریک دانا
شکل:2 مدل یک چهارم خودرو
طراحی و شبیه سازی
مطابق با استاندارد10546 موسسه استاندارد و تحقیقات صنعتی ایران برای خودروی سواری با در نظر گرفتن تجهیزات هیبریدی، در حالت بحرانی - شتاب مثبت - ، حداکثر جرم روی محور عقب حدود 740.38 کیلو گرم محاسبه گردید.
جدول :1 جرم معلق روی محورها
مقطع فنر انتخابی باید بتواند نیروی برشی حاصل از ارتعاشات و وزن استاتیک خودرو را تحمل نماید. طول موثر فنر درحالت استاتیک نباید درگیر تحمل وزن شود - جا به جایی استاتیکی مجاز فنر حدود 5سانتی متر است - . ابعاد فنر با توجه به قابلیت تحمل وزن بیشتر و صلبیت بهتر از فنرهای موجود انتخاب شده و در جدول 2 آمده است. جنس و مشخصات استحکام فنر نیز در جدول 3 آورده شده است.
شبیه سازی ارتعاشات مدل یک چهارم خودرو با سیستم تعلیق فعال
بهترین مدل ریاضی که برای تحلیل سیستم تعلیق مورد استفاده قرار می گیرد، مدل یک چهارم خودرو با دو درجه آزادی است. در این مدل جرم تایر و متعلقات آن به نام جرم غیر معلق و جرم خودرو به عنوان جرم معلق در نظر گرفته می شود. سیستم تعلیق فعال را می توان به صورت یک فنر و میراکننده خطی به همراه یک کنترلر بین این دو جرم مدل کرد .[6] تایر نیز همانند یک فنر عمل می کند. تابع تحریک جاده - سیگنال اغتشاشی جاده - به شکل مرسوم - بدترین شرایط - به عنوان ورودی در نظر گرفته شده است.
شکل:3 تابع تحریک جاده - سیگنال اغتشاش -
سیستم تعلیق فعال طراحی شده نیز بر پایه استراتژی کنترل بهینه استوار است و امروزه برای افزایش سطح پایداری خودرو در جاده های ناهموار، در سر پیچ ها و به منظور کنترل ارتفاع خودرو، از این نوع سیستم تعلیق استفاده می شود.
