NGHIÊN CỨU XÂY DỰNG MÔ HÌNH CƠ CẤU CHẤP HÀNH CHO HỆ THỐNG TREO KHÍ NÉN TRÊN Ô TÔ CON

Tóm tắt

 Bài báo xây dựng mô hình toán học cho cơ cấu chấp hành khí nén dùng van điện từ, dựa trên định luật bảo toàn khối lượng, năng lượng, phương trình trạng thái khí và động lực học piston–xi lanh, nhằm mô tả đầy đủ tính phi tuyến của dòng khí và tương tác các phần tử trong hệ thống treo khí nén ô tô con. Từ mô hình này, mô phỏng số được thực hiện để phân tích động lực học cơ cấu chấp hành trong các điều kiện vận hành khác nhau. Nghiên cứu tập trung khảo sát ảnh hưởng của tần số kích thích, độ mở van và áp suất ban đầu đến chuyển vị, vận tốc và lực tác động của piston. Kết quả cho thấy tần số kích thích quyết định khả năng theo dõi và độ ổn định; độ mở van chi phối lưu lượng và tốc độ đáp ứng; áp suất ban đầu ảnh hưởng trực tiếp đến biên độ lực và độ cứng tương đương. Các kết quả này là cơ sở khoa học quan trọng để lựa chọn tham số và thiết kế chiến lược điều khiển tối ưu, nâng cao hiệu suất và độ tin cậy của cơ cấu chấp hành trong hệ thống treo khí nén ô tô con. 

Title

RESEARCH ON MODELLING THE ACTUATOR FOR AIR SUSPENSION SYSTEMON PASSENGER CARS

Abstract

 This paper presents the development of a mathematical model for a pneumatic actuator controlled via solenoid valves, based on the conservation laws of mass and energy, the gas state equation, and the piston–cylinder dynamics, to accurately capture the nonlinear airflow behavior and interactions among components in a passenger car pneumatic suspension system. Using this model, numerical simulations are performed to investigate the actuator’s dynamic response under various operating conditions. The study focuses on the influence of three key parameters – excitation frequency, valve opening, and initial pressure – on piston displacement, velocity, and force. Results indicate that each parameter significantly affects system performance: excitation frequency primarily governs tracking capability and stability, valve opening determines airflow and response speed, while initial pressure directly impacts force amplitude and equivalent system stiffness. These findings provide a scientific basis for optimal parameter selection and control strategy design, contributing to improved performance, reliability, and efficiency of actuators in automotive air suspension systems.