Un dispositivo de control de un amortiguador de fuerza de amortiguación variable para controlar una fuerza de amortiguación de un amortiguador utilizado en un sistema de suspensión de vehículo comprende: medios de detección de desplazamiento relativo para detectar un valor correspondiente a un desplazamiento relativo entre una carrocería de vehículo y una rueda en una dirección vertical; medios de detección de velocidad relativa para detectar un valor correspondiente a una velocidad relativa entre la carrocería de vehículo y la rueda en la dirección vertical; medios de multiplicación para multiplicar el valor correspondiente al desplazamiento relativo y el valor correspondiente a la velocidad relativa; y medios para establecer un valor objetivo de control de la fuerza de amortiguación del amortiguador basado en la salida de los medios de multiplicación.
La detección de desplazamiento relativo significa para detectar un valor correspondiente a un desplazamiento relativo entre un cuerpo de vehículo y una rueda en una dirección vertical; la detección de velocidad relativa significa para detectar un valor correspondiente a una velocidad relativa entre el cuerpo de vehículo y la rueda en la dirección vertical; multiplicando significa para multiplicar el valor correspondiente al desplazamiento relativo y el valor correspondiente a la velocidad relativa; y significa para establecer un valor objetivo de control de la fuerza de amortiguación del amortiguador basado en la salida del medio de multiplicación.
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Se deriva el concepto de amortiguador de vibraciones de torsión semiactivo basado en la rigidez positiva y negativa combinada y se discute su principio de funcionamiento. Se establece la expresión de la rigidez del mecanismo paralelo y se analizan sus propiedades elásticas. Mediante el establecimiento de un modelo dinámico no lineal del amortiguador propuesto, se analizan sus características dinámicas. El efecto de control de la vibración torsional del amortiguador propuesto es mejor que el amortiguador de vibración torsional tradicional de doble masa.
Ventajas y desventajas del amortiguador de masa sintonizada
Los elementos de amortiguación o dashpot pueden utilizarse para modelar directamente los efectos locales de amortiguación. Ejemplos de aplicación serían el análisis de un modelo de perforación que incluya un compensador de movimiento de la corona, o la amortiguación de los movimientos del SCR por el suelo en la zona de aterrizaje. El elemento amortiguador está completamente definido por sus coeficientes de amortiguación (hay opciones constantes, lineales y cuadráticas), y no hay entradas de masa o rigidez asociadas.
donde es la velocidad relativa entre los nodos extremos del elemento en la dirección axial del elemento, F0 es la fuerza de amortiguación constante, y C1 y C2 son los coeficientes de amortiguación lineal y cuadrática respectivamente. Cada término componente puede ser especificado como un valor único (constante), o como una serie de valores que dependen del tiempo o de la velocidad. F0, C1 y C2 pueden variar cada uno en función del tiempo, y C1 también puede variar en función de la velocidad.
Es posible controlar la aplicación de la fuerza de amortiguación constante (término F0) especificando un umbral de velocidad. Por defecto no se aplica ninguna rampa, por lo que la fuerza de amortiguación se aplica en su totalidad en todo momento. El significado del umbral de velocidad se ilustra en la figura siguiente. En lugar de cambiar instantáneamente entre valores de fuerza positivos y negativos, el término de fuerza constante se incrementa gradualmente en un rango finito de velocidad relativa. Esto tiende a suavizar las fuerzas de amortiguación aplicadas y elimina la posibilidad de una alternancia dramática entre los términos de fuerza positiva y negativa para pequeñas extensiones y contracciones del elemento amortiguador.
Problemas de los muelles con la amortiguación
La amortiguación es una influencia dentro o sobre un sistema oscilatorio que tiene el efecto de reducir o impedir su oscilación. En los sistemas físicos, la amortiguación se produce mediante procesos que disipan la energía almacenada en la oscilación[1]. Algunos ejemplos son el arrastre viscoso (la viscosidad de un líquido puede dificultar un sistema oscilatorio, haciendo que se ralentice) en los sistemas mecánicos, la resistencia en los osciladores electrónicos y la absorción y dispersión de la luz en los osciladores ópticos. La amortiguación no basada en la pérdida de energía puede ser importante en otros sistemas oscilantes, como los que se dan en los sistemas biológicos y en las bicicletas[2] (por ejemplo, la suspensión (mecánica)). No debe confundirse con la fricción, que es una fuerza disipadora que actúa sobre un sistema. La fricción puede causar o ser un factor de amortiguación.
La relación de amortiguación es una medida adimensional que describe cómo decaen las oscilaciones de un sistema tras una perturbación. Muchos sistemas muestran un comportamiento oscilatorio cuando son perturbados de su posición de equilibrio estático. Una masa suspendida de un muelle, por ejemplo, puede, si se tira de ella y se suelta, rebotar hacia arriba y hacia abajo. En cada rebote, el sistema tiende a volver a su posición de equilibrio, pero la sobrepasa. A veces, las pérdidas (por ejemplo, por fricción) amortiguan el sistema y pueden hacer que las oscilaciones decaigan gradualmente en amplitud hacia cero o se atenúen. La relación de amortiguación es una medida que describe la rapidez con la que las oscilaciones decaen de un rebote a otro.
