PL EN
RESEARCH PAPER
The influence of shock absorber characteristics’ nonlinearities on suspension Frequency Response Function estimation and possibilities of simplified characteristics modelling
 
More details
Hide details
1
THE FACULTY OF MECHANICAL ENGINEERING, Poznań University of Technology, Poland
CORRESPONDING AUTHOR
Grzegorz Waldemar Ślaski   

THE FACULTY OF MECHANICAL ENGINEERING, Poznań University of Technology, ul. Piotrowo 3, 60-965, Poznań, Poland
Submission date: 2022-06-17
Final revision date: 2022-06-29
Acceptance date: 2022-06-29
Publication date: 2022-06-30
 
The Archives of Automotive Engineering – Archiwum Motoryzacji 2022;96(2):77–95
 
KEYWORDS
TOPICS
ABSTRACT
The paper shortly presents shock absorber design evolution and resulting achieved characteristics. The way in which suspension performance is evaluated is described giving information about models used for suspension parameter tuning during simulation testing of suspension transmissibility (FRF - Frequency Response Function) for most important suspension assessment criteria. More detailed information about models of shock absorber (damper) nonlinearities of characteristics allows for description of methods of linear and nonlinear suspension models FRF estimation. Testing linear suspension model is possible with the use of analytical transfer function formulas which were used to verify methods for estimation FRF using estimated power spectral density functions of excitation and response signals. Designing appropriate input signal allowing to get useful response signals was necessary to for the success of this research. Proposed FRF estimation method was used for linear estimation of nonlinear suspension for a given range of working condition. It was demonstrated that there is no single value of a damping coefficient which would make the linear model responses similar to the responses of the nonlinear one. Then the bilinear model was proposed, giving good damper static nonlinear characteristic.
 
REFERENCES (24)
1.
Borkowski D.: Symulacyjne badanie nieparametrycznej metody estymacji impedancji sieci energetycznej, Proceedings of XV Sympozjum Modelowanie i Symulacja Systemów 24 Pomiarowych 18-22.09.2005, Krynica.
 
2.
Celko J., Decky M., Kovac M.: An analysis of vehicle – road surface interaction for classification of IRI in the frame of Slovak PMS. Eksploatacja i Niezawodność - Maintenance and reliability. 2009, 41(1), 15–21.
 
3.
Czemplik A.: Modele dynamiki układów fizycznych dla inżynierów. Warszawa, WNT, 2008.
 
4.
Dixon J.C.: The Shock Absorber Handbook. Willey. England, 2007.
 
5.
Doumiati M., Victorino A., Charara A., Lechner D.: Estimation of road profile for vehicle dynamics motion: Experimental validation. Proceedings of the American Control Conference. 2011, 5237–5242, DOI: 10.1109/ACC.2011.5991595.
 
6.
Gołdasz J.: Magnetorheological shock absorbers – automotive context. Wydawnictwo Politechniki Krakowskiej, Kraków, 2012.
 
7.
Grajnert J.: Izolacja drgań w maszynach i pojazdach. Oficyna Wydawnicza Politechniki Wrocławskiej. Wrocław, 1997.
 
8.
Hegazy S., Sharaf A.M.: Ride Comfort Analysis Using Quarter Car Model. Proceeding of International Conference on Aerospace Sciences and Aviation Technology. 2013, 15, 1–11, DOI: 10.21608/asat.2013.22238.
 
9.
Kamiński E., Pokorski J.: Dynamika zawieszeń i układów napędowych pojazdów samochodowych. Wydawnictwa Komunikacji i Łączności. Warszawa, 1983.
 
10.
Karnopp D.: How significant are transfer function relations and invariant points for a quarter car suspension model? Vehicle System Dynamics. 2009, 47(4), 457–464, DOI: 10.1080/00423110802179909.
 
11.
Klockiewicz Z., Ślaski G., Spadło M.: The influence of the conditions of use and the type of model used on the vertical dynamic responses of a car suspension, The Archives of Automotive Engineering – Archiwum Motoryzacji. 2019, 85(3), 57–82, DOI: 10.14669/AM.VOL85.ART5.
 
12.
Kuranc A.: Diagnostyczne badania zawieszenia pojazdu w aspekcie zmian parametrów eksploatacyjnych. Inżynieria Rolnicza. 2009, 8(117), 99–106.
 
13.
Leśniak L.: Samochody od A do Z. Wydawnictwa Komunikacji i Łączności. Warszawa, 1978.
 
14.
Mitschke M.: Dynamika samochodu: Drgania. T. 2, Wydawnictwa Komunikacji i Łączności. Warszawa, 1989.
 
15.
Mitura A.: Modelowanie drgań nieliniowego zawieszenia pojazdu samochodowego z tłumieniem magnetoreologicznym: rozprawa doktorska. Politechnika Lubelska. Lublin, 2010.
 
16.
Reina G., Delle Rose G.: Active vibration absorber for automotive suspensions: a theoretical study. International Journal of Heavy Vehicle Systems. 2016, 23(1), 21–39, DOI: 10.1504/IJHVS.2016.074625.
 
17.
Reński A.: Bezpieczeństwo czynne samochodu. Zawieszenia oraz układy hamulcowe i kierownicze. Oficyna Wydawnicza Politechniki Warszawskiej. Warszawa, 2011.
 
18.
Savaresi S.M., Poussot-Vassal C., Spelta C., Sename O., Dugard L.: Semi-Active Suspension Control Design for Vehicles. Oxford: Butterworth-Heinemann Ltd., 2010.
 
19.
Stranneby D.: Cyfrowe przetwarzanie sygnałów. Metody. Algorytmy. Zastosowania. Wydawnictwo BTC. Warszawa, 2004.
 
20.
Sikorski J.: Amortyzatory pojazdów samochodowych – budowa, badania, naprawa. Wydawnictwa Komunikacji i Łączności. Warszawa, 1984.
 
21.
Tuszyński A.: Samochód współczesny. Wydawnictwa Komunikacyjne. Warszawa, 1953.
 
22.
Więckowski D., Dąbrowski K., Ślaski G.: Adjustable shock absorber characteristics testing and modelling. IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. 2018, 421, 022039, DOI: 10.1088/1757-899X/421/2/022039.
 
23.
Zdanowicz P., Lozia Z.: Wyznaczenie optymalnej wartości współczynnika asymetrii amortyzatora pasywnego zawieszenia samochodu z wykorzystaniem modelu „ćwiartki samochodu”. Prace Naukowe Politechniki Warszawskiej. Transport. 2017, 119, 249–265.
 
24.
ZF Friedrichshafen AG: ZF Produces the Twelve Millionth CDC Damper for Passenger Cars. http://www.zf.com. (accessed on 20.05.2021).
 
Declaration of availability
 
eISSN:2084-476X