Ин таҳқиқот бо истифода аз модели ҳамгирошудаи MATLAB/Simulink меомӯзад, ки агар энергияи ларзишие, ки одатан ҳангоми дампинг дар овезаи мошинҳои барқӣ талаф мешавад, тавассути генератори барқӣ барқарор карда шавад, чӣ қадар нерӯи барқ истеҳсол кардан мумкин аст ва ин раванд бо бароҳатии мусофирон чӣ гуна ҳамтаъсир мешавад. Овезаи регенеративӣ низоми барқарорсозии энергияест, ки ҳаракати нисбии амудии байни чарх ва кузови мошинро тавассути низоми интиқоли механикӣ ё электромеханикӣ ба ҳаракати генератор табдил дода, нерӯи барқ истеҳсол мекунад ва ҳамзамон аз сабаби моменти муқобили дар генератор пайдошуда ба овеза қувваи иловагии дампингӣ медиҳад.

Дар таҳқиқот модели тӯлии мошини барқии паймон бо батареяи 22 kWh ва муҳаррики барқии 125 kW; модели овезаи quarter-car бо 2 дараҷаи озодӣ, ки sprung ва unsprung mass-ро дар бар мегирад, ва динамикаи explicit-и генератор дар як чаҳорчӯбаи симулятсионӣ муттаҳид карда шудаанд. Ҳангоми муқоисаи модели мошин бо давраи ҳаракати NEDC, он нисбат ба истеъмоли истинодии 0,1175 kWh/km натиҷаи 0,1167 kWh/km додааст ва аз ҷониби манбаъ бо инҳирофи камтар аз %1 тасдиқшуда ҳисобида шудааст. Модели овеза низ бо ҷавобҳои ramp ва step дар адабиёт муқоиса карда шудааст.

Низом дар фосилаи суръати 2–50 km/sa бо монеаҳои суръатии нимдоиравӣ ва трапетсияшакл, инчунин дар профилҳои стохастикии роҳи ISO 8608 Class A ва Class B санҷида шудааст. Дар монеаҳои алоҳида барқарорсозии ҳадди аксар барои нимдоира 0,406 Wh ва барои трапетсия 0,659 Wh ҳисоб шудааст. Дар роҳи пайвастаи ISO Class B модели манбаъ дар суръати 2 km/sa барқарорсозии энергияи 70,4 Wh/km-ро гузориш медиҳад. Бо вуҷуди ин, ҳангоми татбиқи профили роҳи ISO ба модели quarter-car ҳамчун ангезиши берунии амудии поя, таъсири ноҳамвории роҳ ба энергияи ҳаракатдиҳии тӯлӣ ба модел пайваст карда нашудааст. Аз ин рӯ, натиҷаҳои роҳи пайваста набояд дар мошини воқеӣ ҳамчун фоидаи мустақими софи батарея ё афзоиши масофаи ҳаракат тафсир шаванд.

Овезаи Регенеративӣ Чӣ Гуна Нерӯи Барқ Истеҳсол Мекунад?

Дар овезаи пассивии анъанавӣ қисми назарраси энергияи ларзишие, ки аз ноҳамвории роҳ ба вуҷуд меояд, дар дохили амортизатор ба гармӣ табдил меёбад. Дар овезаи регенеративӣ бошад, ҳаракати нисбии амудии байни кузови мошин ва чарх ба генератор интиқол дода мешавад. Генератор ҳангоми истеҳсоли нерӯи барқ аз ин ҳаракат, мувофиқи қонуни Lenz, моменти электромагнитии муқобили ҳаракатро низ ба вуҷуд меорад. Ин таъсири муқобил тавассути интиқоли механикӣ ба овеза баргашта, қувваи иловагии дампингиро ба вуҷуд меорад.

Фарқи асосии таҳқиқот дар он аст, ки истеҳсоли энергия ҳамчун ҳисоби баъдӣ ва мустақил аз ҳаракати овеза ҳисоб карда намешавад. Таъсири электромагнитии муқобили генератор бевосита ба динамикаи овеза ҳамчун бозхурд ворид карда мешавад.

Занҷири табдили электромеханикӣ

Суръати нисбии байни sprung ва unsprung mass-и овеза:

\[ \dot z_s-\dot z_u \]

таъриф карда мешавад.

Ин суръат тавассути таносуби баланди интиқол \(G\) ба генератор дода мешавад ва back-EMF:

\[ V_{emf}(t) = k_eG \left( \dot z_s(t)-\dot z_u(t) \right) \]

ба ҳамин шакл моделсозӣ мешавад.

Ҷараён дар занҷири генератор:

\[ I(t)= \frac{V_{emf}(t)} {R_{int}+R_L} \]

ҳисоб карда мешавад.

Дар ин ҷо \(R_{int}\) муқовимати дохилии генератор ва \(R_L\) муқовимати сарбории барқӣ мебошад.

Моменти муқобиле, ки ҷараёни барқ ба вуҷуд меорад, ба қисми механикӣ бозхурд шуда, дар манбаъ:

\[ F_{reg}(t) = \frac{k_t I(t)G} {\eta_m} \]

қувваи дампингии регенеративиро ба вуҷуд меорад.

Қувваи софи ба сарбории барқӣ интиқолёфта:

\[ P_{net}(t) = I^2(t)R_L \]

ва энергияи умумии барқароршуда:

\[ E_{regen} = \int_{t_0}^{t_f} P_{net}(t)\,dt \]

бо ҳамин тарз ҳисоб карда мешаванд.

Параметрҳои истифодашуда дар модели генератор

Манбаъ барои ин параметрҳо, махсусан барои \(k_e\) ва \(k_t\), воҳиди возеҳ намедиҳад. Аз ин рӯ, гарчанде муодилаҳоро дубора ҳосил кардан мумкин аст, барои татбиқи физикии параметрҳо ба генераторҳои дигар тавсифи иловагӣ лозим мешавад.

Модели 2-DOF Quarter-Car Чиро Ифода Мекунад?

Модели quarter-car як гӯшаи чархи мошинро ифода карда, чоряки массаи кузови мошинро ҳамчун sprung mass ва чарх ҳамроҳ бо қисмҳои марбутро ҳамчун unsprung mass ҳисоб мекунад. Ин равиш аз модели пурраи мошин хеле содатар аст, аммо барои омӯзиши ҳаракати амудии овеза, шитоби кузов, ҳаракати чарх ва масофаи кори овеза ба таври васеъ истифода мешавад.

Параметрҳои модели манбаъ

Дар оғоз мошин дар тавозуни статикӣ қабул карда мешавад:

\[ z_s(0)=0,\qquad \dot z_s(0)=0 \]

\[ z_u(0)=0,\qquad \dot z_u(0)=0. \]

Шакли 4 дар саҳифаи 4-и PDF-и манбаъ ин низомро бо кузови мошин, \(m_s\), \(m_u\), пружинаҳо ва дамперҳо ба таври механикӣ нишон медиҳад. Шакли 5 дар ҳамон саҳифа модели блокии MATLAB/Simulink-и онро пешниҳод мекунад.

Санҷиши модели динамикӣ

Ҷавобҳои ҷойивазкунии чарх ва кузов, ки модели quarter-car ба вурудҳои ramp ва step медиҳад, бо модели истинодии адабиёт муқоиса шудаанд. Манбаъ дар Шакли 6 гузориш медиҳад, ки ҷавобҳо рафтори монанди ларзиш ва дампингро нишон медиҳанд.

Дар таҳлили transmissibility бар асоси FFT қимати баландтарини интиқоли низом тақрибан:

1,19 Hz

муайян шудааст. Манбаъ ҳамчунин қайд мекунад, ки аз нуқтаи назари displacement transmissibility тақрибан дар атрофи 15 Hz рафтори пурқуввати дампингӣ мушоҳида шудааст.

Модели Мошини Барқӣ Чӣ Гуна Тасдиқ Шуд?

Модели тӯлӣ бо истифода аз муқовимати аэродинамикӣ, муқовимати ғелиш, нишебии роҳ, қувваи инерсия ва хусусиятҳои қуввагузаронии барқӣ моменти лозима ва энергияи батареяро барои таъмин кардани суръати ҳадаф ҳисоб мекунад.

Истеъмоли энергияи NEDC барои мошини барқии истинодӣ:

\[ 0,1175\ {\rm kWh/km} \]

қабул шудааст.

Натиҷаи модели Simulink дар ҳамон давраи NEDC бо масофаи 11 km:

\[ 0,1167\ {\rm kWh/km} \]

буд.

Фарқи нисбии байни ин ду қимат тақрибан %0,68 аст ва манбаъ онро ҳамчун инҳирофи тасдиқии камтар аз %1 арзёбӣ мекунад.

Модели Ноҳамвории Роҳи ISO 8608 Чӣ Гуна Сохта Мешавад?

Ноҳамвориҳои роҳ танҳо бо монеаҳои алоҳида маҳдуд намешаванд. Сатҳи воқеии роҳ аз омезиши бисёр ноҳамвориҳои дорои дарозии мавҷи гуногун иборат аст. Таҳқиқот ин ангезиши пайвастаро бо равиши зичии спектралии қувваи фазоии ISO 8608 тавлид мекунад.

Манбаъ:

\[ G_q(n)= G_q(n_0) \left( \frac{n}{n_0} \right)^{-w} \]

робитаро истифода мебарад.

Дар ин ҷо:

• \(n\): басомади фазоӣ,
• \(n_0=0,1\;{\rm m^{-1}}\): басомади фазоии истинодӣ,
• \(G_q(n_0)\): коэффисиенти ноҳамворӣ, ки синфи роҳро муайян мекунад,
• \(w\): waviness exponent, ки одатан 2 гирифта мешавад

мебошад.

Сипас PSD ба профили multisine бо фазаҳои тасодуфӣ табдил дода мешавад:

\[ z(x)= \sum_{k=1}^{N} A_k \cos(2\pi n_kx+\theta_k). \]

Амплитудаи ҳар як гармоника:

\[ A_k= \sqrt{ 2G_q(n_k)\Delta n } \]

ҳисоб карда мешавад.

Азбаски фазаҳои тасодуфӣ бо seed-и собит сохта мешаванд, ҳангоми симулятсияи дубораи ҳамон синфи роҳ ҳамон профиль ба даст меояд.

Чаро танҳо Class A ва Class B истифода шудаанд?

Манбаъ аввал профилҳои ISO Class A–F-ро месозад. Шакли 9 дар саҳифаи 7-и PDF нишон медиҳад, ки бо баланд шудани синф амплитудаҳои амудии роҳ хеле зуд зиёд мешаванд.

Дар таҳқиқот диапазони кори овезаи мошини сабукрави маъмул тақрибан:

\[ \pm0,08\ {\rm m} \]

маҳдуд карда шудааст.

Бо асосе, ки ангезишҳои роҳи синфҳои C–F аз диапазони воқеии кори овезаи мошини сабукрави анъанавӣ мегузаранд, дар таҳлилҳои минбаъдаи энергия танҳо Class A ва Class B истифода шудаанд.

Усул ва Натиҷаҳои Таҳқиқот

Монеаи суръатии нимдоиравӣ

Баландии максималии монеаи нимдоиравӣ тақрибан 0,05 m аст. Модель аз болои монеа бо суръатҳои 2, 5, 10, 20, 30, 40 ва 50 km/sa гузаронда шудааст.

Баландтарин барқарорсозӣ дар 2 km/sa ба 0,406 Wh баробар аст. Манбаъ вақти дарозтари ҳамтаъсирии овеза бо профили роҳро дар суръатҳои паст ҳамчун сабаби асосии афзоиши истеҳсоли энергия шарҳ медиҳад.

Ҷойивазкунии кузов бо зиёд шудани суръат кам мешавад, аммо манбаъ гузориш медиҳад, ки шитоби амудӣ зиёд ва бароҳатӣ бадтар мешавад.

Монеаи суръатии трапетсияшакл

Монеаи трапетсияшакл тақрибан 0,1 m баландӣ дорад ва нисбат ба намунаи нимдоиравӣ ангезиши дарозтари роҳро ба вуҷуд меорад.

Энергияи максималӣ дар ҷадвал:

5 km/sa → 0,659 Wh

нишон дода шудааст.

Ёддошти мутобиқати манбаъ: Матни пеш аз Ҷадвали 4 мегӯяд: “highest energy gain rate was obtained at 20 km/h”. Аммо Ҷадвали 4 ва қисми натиҷаҳои мақола барқарорсозии максималии умумии энергияро дар 5 km/sa ҳамчун 0,659 Wh нишон медиҳанд.

Натиҷаи ISO 8608 Class A

Тамоюли асосии модел равшан аст: бо зиёд шудани суръати мошин энергияи барқароршудаи ҳисобшуда ба таври назаррас коҳиш меёбад.

Натиҷаи ISO 8608 Class B

Азбаски роҳи ноҳамвортари Class B нисбат ба Class A ангезиши қавитари амудӣ ба вуҷуд меорад, дар ҳамаи суръатҳо қиматҳои баландтари барқарорсозӣ ҳосил мешаванд.

Оё 70,4 Wh/km Дар Мошини Барқии Воқеӣ Фоидаи Софии Батареяро Ифода Мекунад?

Бевосита не. Дар таҳлили ISO 8608 профили роҳ ба овезаи quarter-car ҳамчун ангезиши берунии амудии поя татбиқ шудааст ва дар қисми усул нишон дода шудааст, ки нишебии тӯлии роҳ ва динамикаи пешравии мошин дар ҳисоби ин ангезиш сарфи назар шудаанд. Дар муқобил, истеъмоли мошине, ки дар ҷадвал нишон дода шудааст, аз модели алоҳидаи тӯлии мошини барқӣ меояд. Аз ин рӯ, энергияи механикии барои ба вуҷуд овардани ангезиши амудии роҳ зарур дар ҳамон буҷети пӯшидаи энергия ба истеъмоли батарея бозпайваст карда нашудааст.

Ин фарқ махсусан дар натиҷаи 2 km/sa намоён мешавад. Дар модели Class B дар муқобили истеъмоли ҳаракатдиҳии 29,6 Wh/km барқарорсозии 70,4 Wh/km аз овеза ҳисоб карда мешавад. Ин натиҷа нишон медиҳад, ки генератори регенеративии дохили модел аз ангезиши амудӣ чӣ қадар нерӯи барқ истеҳсол мекунад; аммо нишон намедиҳад, ки ҳамин миқдор дар буҷети умумии энергияи мошини воқеӣ ҳамчун энергияи софи ройгон пайдо мешавад.

Дар мошини воқеӣ энергияи ҳаракати амудии вобаста ба ноҳамвории роҳ бояд ҳамроҳ бо ҳамтаъсирии шина-road, муқовимати ғелиш, талафоти овеза ва энергияи ҳаракати пешравии мошин арзёбӣ шавад. Барои ҳисоби пурраи энергия динамикаҳои тӯлӣ ва амудӣ бояд аз нигоҳи ҷараёни энергия ба таври пӯшида ба ҳам пайваст карда шаванд.

Чаро Байни Бароҳатии Ҳаракат ва Барқарорсозии Энергия Тавозун Вуҷуд Дорад?

Ҳаракати бузургтари овеза генераторро қавитар ангезиш дода, имкони истеҳсоли бештари нерӯи барқро фароҳам меорад. Аммо агар ҳамин ҳаракат ба кузови мошин ҳамчун шитоби баланди амудӣ интиқол ёбад, бароҳатии мусофир метавонад бад шавад. Аз ин рӯ, истеҳсоли максималии нерӯи барқ ва шитоби минималии кузов як ҳадафи ягонаи тарҳрезӣ нестанд.

Таҳқиқот бароҳатиро бо диапазонҳои шитобе арзёбӣ мекунад, ки аз равиши ISO 2631 гирифта шудаанд.

Баъзе аз ин диапазонҳо бо ҳам мепӯшанд. Манбаъ алоҳида шарҳ намедиҳад, ки шитоби дар минтақаи ҳампӯшӣ қарордошта ба кадом категорияи ягона мансуб карда мешавад.

Натиҷаҳое, ки таҳқиқот дастгирӣ мекунад

• Қувваи дампингии регенеративии электромеханикӣ метавонад бо бозхурд ба ҳаракати овеза моделсозӣ шавад.
• Модели тӯлии мошини барқӣ истеъмоли энергияи NEDC-ро бо фарқи тақрибан камтар аз %1 дубора ҳосил мекунад.
• Модели 2-DOF quarter-car ҷавоби динамикии монанд ба рафтори ramp ва step дар адабиёт нишон медиҳад.
• Дар монеаҳои алоҳида суръатҳои паст одатан ба барқарорсозии бештари энергия имкон медиҳанд.
• Дар монеаи нимдоиравӣ барқарорсозии баландтарин 0,406 Wh аст.
• Дар монеаи трапетсияшакл қимати баландтарини ҷадвал 0,659 Wh аст.
• ISO Class B нисбат ба Class A энергияи регенеративии бештар истеҳсол мекунад.
• Дар натиҷаҳои ISO A/B ҳангоми расидани суръати мошин ба 50 km/sa энергияи барқароршуда ба таври қавӣ коҳиш меёбад.
• Байни барқарорсозии энергия ва шитоби кузов/бароҳатии мусофир тавозуни тарҳрезӣ лозим аст.

Натиҷаҳое, ки таҳқиқот бевосита исбот намекунад

• Дар мошини барқии воқеӣ гирифтани 70,4 Wh/km энергияи софи батарея.
• Имкони он ки овезаи регенеративӣ аз истеъмоли умумии мошин бештар энергия истеҳсол кунад.
• Дар мошини пурраи чорчарха ба ҳамон андоза пайдо шудани ин натиҷаҳо.
• Таъмини ҳамон самаранокии қиматҳои моделшуда аз ҷониби генератори воқеӣ, механизми фишангӣ ва электроникаи қувва.
• Гирифтани ҳамон қиматҳои барқарорсозии энергия дар сатҳи воқеии роҳ.
• Пас аз ба ҳисоб гирифтани электроникаи пуркунии батарея, rectifier/converter ва талафоти нигоҳдорӣ, ба батарея расидани ҳамон қиматҳои Wh.
• Дар доираи ин таҳқиқот бо прототипи физикии амортизатори регенеративӣ ба таври таҷрибавӣ тасдиқ шудани модел.

Пешниҳодҳо барои таҳқиқоти оянда

Муаллифон барои таҳқиқоти минбаъда пешниҳод мекунанд:

• шароити бештари роҳ ва суръатҳои баландтари ҳаракат,
• тақсимоти вазни мошин ва геометрияи овеза,
• муқоисаи овезаҳои регенеративӣ, фаъол ва нимфаъол,
• равишҳои predictive control,
• арзёбии саҳми воқеӣ ба масофаи ҳаракат дар асоси истифодаи солонаи мошин,
• моделҳои пурраи мошин бо усулҳои пешрафтаи идоракунӣ ба монанди neuro-fuzzy,
• стратегияҳои масир ва ҳаракат барои зиёд кардани барқарорсозии энергия дар мошинҳои худмухтор

ро пешниҳод мекунанд.

Ёддошт оид ба Манбаъ ва Усул

Таҳқиқоти аслӣ: The Role of Regenerative Suspension in Energy-Efficient and Comfortable Electric Vehicle Driving

Муаллифон: Veli Gökhan Demir; Efe Savran.

Муаллифи масъул: Efe Savran.

Аффилиатсия 1: Mechanical Engineering Department, Faculty of Engineering, Balıkesir University, Balıkesir, Türkiye.

Аффилиатсия 2: Mechanical Engineering Department, Faculty of Engineering, Bursa Uludag University, Bursa, Türkiye.

Маҷалла: Engineering Perspective.

Ҷилд / Шумора: 6(3).

Саҳифаҳо: 344–353.

DOI: 10.64808/engineeringperspective.1886607

e-ISSN: 2757-9077.

Ирсол: 10 Феврал 2026.

Бознигарӣ: 2 Апрел 2026.

Қабул: 25 Апрел 2026.

Санаи расмии нашр: 9 Май 2026.

Навъи мақола: Research Article.

Баррасии ҳамтоён: Сиёсати ҷории Engineering Perspective истифодаи single-blind peer review-ро бо ҳадди ақал ду коршиноси мустақил пешбинӣ мекунад.

Дастрасии кушода / иҷозатнома: Сиёсати маҷалла нишон медиҳад, ки мақолаҳои таҳқиқотӣ таҳти иҷозатномаи Creative Commons Attribution 4.0 International, CC BY 4.0 нашр мешаванд.

Нармафзори асосӣ: MATLAB/Simulink R2022b.

Модели асосии мошин: 1443 kg B-segment battery-electric vehicle, муҳаррики барқии 125 kW / 250 Nm, батареяи 22 kWh.

Тасдиқи модели тӯлӣ: истиноди NEDC 0,1175 kWh/km; натиҷаи Simulink 0,1167 kWh/km; фарқи нисбии тақрибан %0,68.

Модели овеза: 2-DOF quarter-car; sprung mass 365,4 kg; unsprung mass 43 kg; ks=24.000 N/m; cs=2126,4 Ns/m; ku=350.000 N/m; cu=1000 Ns/m.

Модели электромеханикӣ: суръати нисбии овеза → generator back-EMF → ҷараён → қувваи сарборӣ → бозхурди қувваи дампингии регенеративӣ.

Вурудҳои алоҳидаи роҳ: монеаҳои суръатии нимдоиравӣ ва трапетсияшакл.

Вурудҳои пайвастаи роҳ: профилҳои стохастикии роҳи ISO 8608 Class A ва Class B.

Суръатҳои санҷиш: 2, 5, 10, 20, 30, 40 ва 50 km/sa.

Баландтарин барқарорсозӣ дар монеаи алоҳида: нимдоира 0,406 Wh; трапетсия 0,659 Wh.

Баландтарин натиҷаҳои ISO: Class A 57,1 Wh/km; Class B 70,4 Wh/km; ҳар ду дар санҷиши 2 km/sa.

Ҳудуди ҳисоби энергия: Ҳангоми татбиқи ноҳамвории роҳи ISO ба модели quarter-car ҳамчун ангезиши берунии амудии поя, хароҷоти энергияи тӯлии вобаста ба ноҳамвории роҳ аз модел ҷудо карда шудааст. Аз ин рӯ, қиматҳои барқарорсозӣ набояд бевосита ҳамчун фоидаи софи батарея ё масофаи ҳаракат тафсир шаванд.

Арзёбии бароҳатӣ: Манбаъ таснифи шитоби амудии кузови мошинро бар асоси ISO 2631 истифода мебарад; дар ҷадвал баъзе диапазонҳои синфҳо бо ҳам мепӯшанд.

Тасдиқи таҷрибавӣ: Дар доираи ин таҳқиқот прототипи физикии овезаи регенеративӣ ё санҷиши роҳии мошини воқеӣ гузориш нашудааст.

Бархӯрди манфиатҳо: Муаллифон изҳор мекунанд, ки бархӯрди манфиатҳо вуҷуд надорад.

Саҳми муаллифон: Veli Gökhan Demir — консептуализатсия, методология, таҳлили формалӣ, таҳқиқот, тарҳи аввалия ва визуализатсия; Efe Savran — консептуализатсия, методология, назорат, тасдиқ ва баррасӣ/таҳрир.

Изҳорот оид ба истифодаи зеҳни сунъӣ: Манбаъ мегӯяд, ки воситаҳои AI танҳо барои ислоҳи грамматикаи забони англисӣ ва беҳтар кардани равшании забони академӣ истифода шудаанд; онҳо барои тавлиди мундариҷа, таҳлили додаҳо, тафсири натиҷаҳо ё ташаккули бозёфтҳои илмӣ истифода нашудаанд.

Маблағгузорӣ: Дар мақолаи баррасишуда изҳороти ҷудогонаи маблағгузорӣ гузориш нашудааст.

Дастрасии додаҳо/код: Дар мақолаи баррасишуда истинод ба анбори мустақили модели MATLAB ё маҷмӯаи додаҳои кушода дода нашудааст.