Forestry Engineering Journal

Лесотехнический журнал

2222-7962

86791

10.34220/issn.2222-7962/2024.2/14

Технологии. Машины и оборудование

TECHNOLOGIES. MACHINERY AND EQUIPMENT

Технологии. Машины и оборудование

Simulation modeling of resonance phenomena during the operation of regenerative hydraulic shock absorbers in the suspensions of trailing links of timber road trains

Имитационное моделирование резонансных явлений при работе рекуперативных гидравлических амортизаторов в подвесках прицепных звеньев лесовозных автопоездов

Никонов

Вадим Олегович

Nikonov

Vadim Olegovich

8888nike8888@mail.ru

кандидат технических наук;

candidate of technical sciences;

Посметьев

Валерий Иванович

Posmetev

Valeriy Ivanovich

posmetyev@mail.ru

доктор технических наук;

doctor of technical sciences;

Посметьев

Виктор Валерьевич

Posmetev

Viktor Valer'evich

kafedramehaniza@mail.ru

кандидат физико-математических наук;

candidate of physical and mathematical sciences;

Зеликов

Владимир Анатольевич

Zelikov

V. A.

zelikov-vrn@mail.ru

доктор технических наук;

doctor of technical sciences;

Воронежский государственный лесотехнический университет имени Г.Ф. Морозова Voronezh State University of Forestry and Technologies named after G.F. Morozov

Воронежский государственный лесотехнический университет имени Г.Ф. Морозова Россия Voronezh State University of Forestry and Technologies Russian Federation

Воронежский государственный лесотехнический университет имени Г.Ф. Морозова RU FSBE Institution of Higher Education Voronezh State University of Forestry and Technologies named after G.F. Morozov RU

30 08 2024

14 2 239 259 02 05 2024 23 05 2024

http://lestehjournal.ru/en/journal/2024/no-2-54/simulation-modeling-resonance-phenomena-during-operation-regenerative-hydraulic

В статье решается проблема повышения эффективности лесовозных автопоездов различного компонования при неустановившихся режимах движения в процессе вывозки ими лесоматериалов в условиях недостаточно обустроенных лесовозных дорог. Опыт эксплуатации лесовозного автомобильного транспорта показывает, что большая часть энергии топлива расходуется им на тепловые потери, возникающие в его узлах и системах. Обоснована необходимость снижения потерь энергии в подвесках прицепных звеньев лесовозных автопоездов путем преобразования этой энергии, накопления и последующего полезного использования. С целью повышения эффективности лесовозных автопоездов предложены перспективные конструкции прицепных звеньев, оснащенных рекуперативными гидравлическими амортизаторами. Для оценки показателей эффективности работы предложенных прицепных звеньев в составе лесовозных автопоездов разработаны математические модели, учитывающие резонансные явления, происходящие при движении по опорной поверхности исследуемых лесовозных автопоездов. Проведение исследования осуществлялось с помощью разработанных компьютерных программ. Оснащение подвесок прицепных звеньев рекуперативными гидравлическими амортизаторами позволяет снизить амплитуду резонансных колебаний для лесовозного автомобиля-тягача с прицепом с 87 см до 26 см, для лесовозного автомобиля-тягача с прицепом-роспуском с 27 см до 20 см и для седельного лесовозного автопоезда с 46 см до 33 см. Генерируемая подвеской прицепных звеньев рекуперируемая мощность составила для седельного лесовозного автопоезда – 7,8 кВт, для лесовозного автомобиля-тягача с прицепом-роспуском – 9,1 кВт и для лесовозного автомобиля-тягача с прицепом – 22,4 кВт. Оптимальное значение коэффициента демпфирования отдельного рекуперативного гидравлического амортизатора составило 30 кН · с/м.

The article solves the problem of increasing the efficiency of timber truck trains of different configuration under unsteady driving modes in the process of timber transportation in the conditions of insufficiently equipped forest roads. The experience of operation of forest road transport shows that the most part of fuel energy is spent by it on heat losses arising in its units and systems. The necessity to reduce energy losses in suspensions of trailing links of forest road trains by means of transformation of this energy, accumulation and subsequent useful use is substantiated. In order to increase the efficiency of forest road trains the perspective designs of trailing links equipped with recuperative hydraulic shock absorbers are offered. To assess the performance of the proposed trailing links as part of timber truck trains, mathematical models have been developed that take into account the resonance phenomena occurring during the movement on the supporting surface of the studied timber truck trains. The research was carried out with the help of the developed computer programs. Equipping the suspensions of trailing links with regenerative hydraulic shock absorbers allows reducing the amplitude of resonance vibrations for a forestry tractor-trailer truck from 87 cm to 26 cm, for a forestry tractor-trailer truck from 27 cm to 20 cm and for a forestry truck-trailer combination from 46 cm to 33 cm. The recuperated power generated by the trailer link suspension was 7.8 kW for a truck-trailer combination, 9.1 kW for a forestry tractor-trailer combination, and 22.4 kW for a forestry tractor-trailer combination. The optimum value of the damping coefficient of an individual regenerative hydraulic shock absorber was 30 kN · s/m.

имитационное моделирование лесовозный автомобиль-тягач прицепное звено рекуперативный амортизатор эффективность лесовозная дорога подвеска резонансные колебания амплитуда вертикальных колебаний рекуперируемая мощность лесоматериалы

simulation modeling timber hauling vehicle trailer link regenerative shock absorber efficiency timber road suspension resonant vibrations vertical vibration amplitude recovered power timber

Мохирев, А. П. Закономерности ранговых распределений факторов вывозки древесины с лесных участков / А. П. Мохирев, К. П. Рукомойников, П. М. Мазуркин // Лесной вестник / Forestry Bulletin, – 2021. – Т. 25. № 4. С. 112-120. – Библиогр. : с. 117-118 (20 назв.). – DOI: https://doi.org/10.18698/2542-1468-2021-4-112-120

Mohirev, A. P. Zakonomernosti rangovyh raspredeleniy faktorov vyvozki drevesiny s lesnyh uchastkov / A. P. Mohirev, K. P. Rukomoynikov, P. M. Mazurkin // Lesnoy vestnik / Forestry Bulletin, – 2021. – T. 25. № 4. S. 112-120. – Bibliogr. : s. 117-118 (20 nazv.). – DOI: https://doi.org/10.18698/2542-1468-2021-4-112-120

Верификация экспериментами моделей скорости движения лесовозов в зависимости от природно-производственных факторов / А. П. Мохирев, К. П. Рукомойников, П. М. Мазуркин, Н. А. Брагина // Лесной вестник. Forestry Bulletin. – 2021. – Т. 25, № 2. – С. 108-115. – Библиогр. :с. 113 (21 назв.). – DOI: https://doi.org/10.18698/2542-1468-2021-2-108-115

Verifikaciya eksperimentami modeley skorosti dvizheniya lesovozov v zavisimosti ot prirodno-proizvodstvennyh faktorov / A. P. Mohirev, K. P. Rukomoynikov, P. M. Mazurkin, N. A. Bragina // Lesnoy vestnik. Forestry Bulletin. – 2021. – T. 25, № 2. – S. 108-115. – Bibliogr. :s. 113 (21 nazv.). – DOI: https://doi.org/10.18698/2542-1468-2021-2-108-115

Мазуркин, П. М. Рейтинги групп факторов вывозки сортиментов / П. М. Мазуркин, А. П. Мохирев, К. П. Рукомойников // Resources and Technology. – 2021. – Т. 18, № 3. – С. 37-52. – Библиогр. :с. 50-51 (12 назв.). – DOI: https://doi.org/10.15393/j2.art.2021.5803

Mazurkin, P. M. Reytingi grupp faktorov vyvozki sortimentov / P. M. Mazurkin, A. P. Mohirev, K. P. Rukomoynikov // Resources and Technology. – 2021. – T. 18, № 3. – S. 37-52. – Bibliogr. :s. 50-51 (12 nazv.). – DOI: https://doi.org/10.15393/j2.art.2021.5803

Посметьев, В. И. Обоснование целесообразности оснащения лесовозных автопоездов рекуперативными тягово-сцепными устройствами по результатам имитационного моделирования : монография / В. И. Посметьев, В. О. Никонов, В. В. Посметьев. – Воронеж, 2023. – 204 с. – Библиогр. : с. 185-203 (141 назв.). Режим доступа : https://www.elibrary.ru/item.asp?id=61082376

Posmet'ev, V. I. Obosnovanie celesoobraznosti osnascheniya lesovoznyh avtopoezdov rekuperativnymi tyagovo-scepnymi ustroystvami po rezul'tatam imitacionnogo modelirovaniya : monografiya / V. I. Posmet'ev, V. O. Nikonov, V. V. Posmet'ev. – Voronezh, 2023. – 204 s. – Bibliogr. : s. 185-203 (141 nazv.). Rezhim dostupa : https://www.elibrary.ru/item.asp?id=61082376

Оптимизация конструктивных параметров рекуперативного сцепного устройства, установленного в лесовозном автомобиле с прицепом / В. О. Никонов, В. И. Посметьев, В. А. Зеликов, В. В. Посметьев, А. С. Чуйков // Лесотехнический журнал. – 2023. – Т. 13, № 1(49). – С. 162-179. – Библиогр. : с. 176-177 (20 назв.). – DOI: https://doi.org/10.34220/issn.2222-7962/2023.1/11

Optimizaciya konstruktivnyh parametrov rekuperativnogo scepnogo ustroystva, ustanovlennogo v lesovoznom avtomobile s pricepom / V. O. Nikonov, V. I. Posmet'ev, V. A. Zelikov, V. V. Posmet'ev, A. S. Chuykov // Lesotehnicheskiy zhurnal. – 2023. – T. 13, № 1(49). – S. 162-179. – Bibliogr. : s. 176-177 (20 nazv.). – DOI: https://doi.org/10.34220/issn.2222-7962/2023.1/11

Имитационное моделирование работы рекуперативного пневмогидравлического дышла сцепного устройства автопоезда с функцией самовытаскивания / В. О. Никонов, В. И. Посметьев, И. В. Сизьмин, В. В. Посметьев, Н. В. Мозговой, П. В. Колодий // Лесотехнический журнал. – 2023. – Т. 13, № 4.1(52). – С. 92-113. – Библиогр. : с. 110-112 (20 назв.). – DOI: https://doi.org/10.34220/issn.2222-7962/2023.4/6

Imitacionnoe modelirovanie raboty rekuperativnogo pnevmogidravlicheskogo dyshla scepnogo ustroystva avtopoezda s funkciey samovytaskivaniya / V. O. Nikonov, V. I. Posmet'ev, I. V. Siz'min, V. V. Posmet'ev, N. V. Mozgovoy, P. V. Kolodiy // Lesotehnicheskiy zhurnal. – 2023. – T. 13, № 4.1(52). – S. 92-113. – Bibliogr. : s. 110-112 (20 nazv.). – DOI: https://doi.org/10.34220/issn.2222-7962/2023.4/6

Компьютерное моделирование работы рекуперативного поворотного коникового устройства лесовозного тягача с прицепом-роспуском / В. И. Посметьев, В. О. Никонов, А. Ю. Мануковский, В. В. Посметьев // Известия высших учебных заведений. Лесной журнал. – 2022. – № 5(389). – С. 85-99. – Библиогр. : с. 98-99 (20 назв.). – DOI: https://doi.org/10.37482/0536-1036-2022-5-85-99

Komp'yuternoe modelirovanie raboty rekuperativnogo povorotnogo konikovogo ustroystva lesovoznogo tyagacha s pricepom-rospuskom / V. I. Posmet'ev, V. O. Nikonov, A. Yu. Manukovskiy, V. V. Posmet'ev // Izvestiya vysshih uchebnyh zavedeniy. Lesnoy zhurnal. – 2022. – № 5(389). – S. 85-99. – Bibliogr. : s. 98-99 (20 nazv.). – DOI: https://doi.org/10.37482/0536-1036-2022-5-85-99

Имитационное моделирование рекуперативного пружинно-гидравлического седельно-сцепного устройства лесовозного тягача с полуприцепом / В. И. Посметьев, В. О. Никонов, В. В. Посметьев, А. В. Авдюхин // Лесотехнический журнал. – 2020. – Т. 10, № 4(40). – С. 227-242. – Библиогр. : с. 239-241 (20 назв.). – DOI: https://doi.org/10.34220/issn.2222-7962/2020.4/19

Imitacionnoe modelirovanie rekuperativnogo pruzhinno-gidravlicheskogo sedel'no-scepnogo ustroystva lesovoznogo tyagacha s polupricepom / V. I. Posmet'ev, V. O. Nikonov, V. V. Posmet'ev, A. V. Avdyuhin // Lesotehnicheskiy zhurnal. – 2020. – T. 10, № 4(40). – S. 227-242. – Bibliogr. : s. 239-241 (20 nazv.). – DOI: https://doi.org/10.34220/issn.2222-7962/2020.4/19

Attitude Control of Vehicle Based on Series Active Suspensions / Jia W., Zhang W., Ma F., Wu L. // Actuators 2023, 12, 67. – Bibliogr. : pp. 19-20 (36 titles). – DOI: https://doi.org/10.3390/act12020067 (SNIP 0,975)

10.

Dynamic Performance of a Magnetic Energy-Harvesting Suspension: Analysis and Experimental Verification / Zhou R., Song Y., Jin J., Xu F., Sun F., Yang L., Yan M. // Actuators 2023, 12, 308. – Bibliogr. : pp. 13-14 (41 titles).– DOI: https://doi.org/10.3390/act12080308 (SNIP 0,975)

11.

Vibration Control of Car Body and Wheel Motions for In-Wheel Motor Vehicles Using Road Type Classification / Kim Y.-J., Sohn Y., Chang S., Choi S.-B., Oh J.-S. // Actuators 2024, 13, 80. – Bibliogr. : pp. 15-16 (39 titles). – DOI: https://doi.org/10.3390/act13020080 (SNIP 0,975)

12.

Nonlinear Modeling and Coordinate Optimization of a Semi-Active Energy Regenerative Suspension with an Electro-Hydraulic Actuator / Kou F., Du J., Wang Z., Li D., Xu J. // Algorithms 2018, 11, 12. – Bibliogr. : pp. 16-17 (24 titles). – DOI: https://doi.org/10.3390/a11020012 (SNIP 0,975)

13.

Krauze P. Driving Safety Improved with Control of Magnetorheological Dampers in Vehicle Suspension / P. Krauze, J. Kasprzyk // Appl. Sci. 2020, 10, 8892. – Bibliogr. : pp. 27-29 (52 titles). – DOI: https://doi.org/10.3390/app10248892 (SNIP 0,573)

14.

Investigation of Vehicle Stability with Consideration of Suspension Performance / Lukosevicius V., Makaras R., Rutka A., Kersys R., Darguzis A., Skvireckas R. // Appl. Sci. 2021, 11, 9778. – Bibliogr. : pp. 29-31 (50 titles). – DOI: https://doi.org/10.3390/app11209778 (SNIP 0,573)

15.

Han S.-Y. Vibration Control for a Vehicle Semi-Active Suspension System via the PPO Approach / Han S.-Y., Liang T. // Appl. Sci. 2022, 12, 3078. – Bibliogr. : pp. 16-17 (32 titles). – DOI: https://doi.org/10.3390/app12063078 (SNIP 0,573)

16.

Hydraulic Integrated Interconnected Regenerative Suspension: Sensitivity Analysis and Parameter Optimization / Guo S., Chen L., Pan Y., Wang X., Tan G. // Electronics 2023, 12, 891. – Bibliogr. : pp. 21-22 (34 titles). – DOI: https://doi.org/10.3390/electronics12040891 (SNIP 1,045)

17.

Research Review of a Vehicle Energy-Regenerative Suspension System / Lv X., Ji Y., Zhao H., Zhang J., Zhang G., Zhang L. // Energies 2020, 13, 441. – Bibliogr. : pp. 11-14 (68 titles). – DOI: https://doi.org/10.3390/en13020441 (SNIP 1,025)

18.

Gijón-Rivera C. Methodology for Comprehensive Comparison of Energy Harvesting Shock Absorber Systems / Gijon-Rivera C., Olazagoitia J. L. // Energies 2020, 13, 6110. – Bibliogr. : pp. 23-25 (29 titles). – DOI: https://doi.org/10.3390/en13226110 (SNIP 1,025)

19.

Hydraulic Integrated Interconnected Regenerative Suspension: Modeling and Characteristics Analysis / Guo S., Chen L., Wan X., Zou J., Hu S. // Micromachines 2021, 12, 733. – Bibliogr. : pp. 20-22 (44 titles). – DOI: https://doi.org/10.3390/mi12070733 (SNIP 0,95)

20.

Guntur H. L. Designing hydro-magnetoelectric regenerative shock absorber for vehicle suspension considering conventional-viscous shock absorber performance / Guntur H. L., Hendrowati W., Syuhri S. N. H. // Journal of Mechanical Science and Technology 34 (1) (2020) 55-67. – Bibliogr. : pp. 66-67 (30 titles). – DOI: http://doi.org/10.1007/s12206-019-1205-1 (SNIP 0,843)

21.

Krauze P. Identification of Control-Related Signal Path for Semi-Active Vehicle Suspension with Magnetorheological Dampers / P. Krauze // Sensors 2023, 23, 5770. – Bibliogr. : pp. 26-27 (50 titles). – DOI: https://doi.org/10.3390/s23125770 (SNIP 1,317)

22.

Huang J. Analysis and Research on the Comprehensive Performance of Vehicle Magnetorheological Regenerative Suspension / Huang J., Wang E., Zhang H. // Vehicles 2020, 2, 576-588. – Bibliogr. : pp. 587-588 (14 titles). – DOI: https://doi.org/10.3390/vehicles2040033 (SNIP 0,955)

23.

Yaghoubi S. Modeling and optimization of car suspension system in the presence of magnetorheological damper using Simulink-PSO hybrid technique / Yaghoubi S., Ghanbarzadeh A. // Results in Engineering 22 (2024) 102065. – Bibliogr. : pp. 6-7 (34 titles). – DOI: https://doi.org/10.1016/j.rineng.2024.102065 (SNIP 1,613)