Обґрунтування конструкції магнітореологічноого демпфера електроамортизатора вилки мотоцикла
Автор: Ковальчук Руслан-Андріан Богданович
Кваліфікаційний рівень: магістр
Спеціальність: Комп'ютерний інжиніринг в машинобудуванні
Інститут: Інститут механічної інженерії та транспорту
Форма навчання: денна
Навчальний рік: 2024-2025 н.р.
Мова захисту: українська
Анотація: В автомобілях амортизатори є життєво важливим елементом всієї підвіски. Сучасні конструкції амортизації використовують ручне регулювання амортизації за допомогою ручних перемикачів. Таким чином, підвіску можна відрегулювати для конкретного водія перед поїздкою. Однак ці властивості більше не можна змінити під час водіння. В останні роки з’явилися конструкції підвіски, здатні змінювати амортизацію навіть під час руху. Це система Live Valve від FOX. Ця система працює на основі швидких електромагнітних клапанів, це не технологія MR, а пасивна підвіска з електронним керуванням, яка адаптується до поточної ситуації. Система використовує датчики для визначення поточних умов водіння, а потім система керування вирішує, чи потрібно підвіска залишиться в жорсткому режимі або перейде в м’який режим. Система управління може розпізнавати чотири умови руху: рівнина, підйом, спуск і вільне падіння. Тому розроблення конструкції магнітореологічного демпфера електроамортизатора вилки мотоцикла, є актуальною задачею проєктування і моделювання параметрів конструкції яка б в режимі реального часу реагувала на те, що відбувається на трасі, і практично миттєво адаптувалася. Об’єкт дослідження: силова дія на елементи магнітореологічного демпфера елетроамортизатора вилки мотоцикла. Предмет дослідження: геометричні та силові параметри взаємодії елементів конструкції магнітореологічного демпфера елетроамортизатора. Мета дослідження: розробка однокорпусного магнітореологічного елетроамортизатора з коротким часом відгуку, який придатний для установки в серійно доступну передню вилку мотоцикла. Розглянуто пасивний демпфер, конструкції амортизаторів МR для одноколійних транспортних засобів. Проведено огляд існуючих методів напівактивного керування заслінками МR. Розглянуто варіанти моделювання характеристик демпферів амортизаторів. Сформовані задачі дослідження. В другому розділі сформовані вимоги, яким повинен відповідати магнітореологічний демпфер електроамортизатора. Проведено технічний функціональний аналіз. Пропонований амортизатор MR однокорпусний з плаваючим поршнем і газовою камерою. Концептуальна конструкція вузла демпфера MR складається з трьох структурних вузлів клапана MR: магнітного сердечника та оболонки поршня, золотника, кришки поршня та шліца. Вибір концепції амортизатора було зроблено для амортизатора з магнітним сердечником Hiperco 50, повністю сталевою оболонкою 11SMn30, одинарною котушкою та слотом, а також вигнутими канавками на кришці. Ця концепція має найвищий динамічний діапазон і вона дешева і проста у виготовленні. В третьому розділі представлено конструкції амортизатора 1-го покоління, що допоможе перевірити використані математичні моделі та отримати відгуки щодо окремих вузлів конструкції. Результати та висновки випробувань амортизатора першого покоління використані при розробці остаточного конструктивного рішення легкого амортизатора II покоління. У першій частині виконується проектування клапана MR самого амортизатора, після чого описується конструкція всього амортизатора, результати випробувань та оцінка конструкції. Моделювання характеристики F-v демпфера MR проводено у всьому його динамічному діапазоні від нульової швидкості поршня до режиму високої швидкості. Для MR клапану вибрано рідини MRF 122EG. Цю рідину для МR було обрано через її низьку динамічну в’язкість, оскільки в’язкість збільшує силу демпфування в неактивному стані. Проведено моделювання напружень і деформації. В четвертому розділі проведено аналіз міцності МСЕ в програмі Autodesk Inventor для компонентів, навантажених робочою силою, для різних матеріалів виготовлення елементів. Низька сила амортизації у вимкненому стані також важлива для напівактивного рульового керування. На це також впливають високі пасивні опори в гасителі, тому воно перевищує необхідне значення 30 Н. Сила амортизації при швидкості поршня 0,25 м/с становить 43,3 Н. Отримані в роботі проектні рішення та відповідні досліджень вказують на їх та доцільність використання на практиці. Ключові слова: магнітореологічна рідина, демпфер, амортизатор, CAD система, напруження максимальне, деформація максимальна.