Документальний аналіз безпеки руху при неформальному розрахунку підвіски автомобіля

Abstract

The article investigates the impact of an informal (estimative) approach to the calculation and modification of automobile suspension systems on road traffic safety. It is shown that the use of simplified or empirical methods without proper engineering verification, which is common among car enthusiasts and in small-scale production, can lead to significant deviations in the dynamic characteristics of a vehicle. Such deviations adversely affect stability, handling, ride comfort, and braking efficiency, thereby increasing the risk of road traffic accidents. The study considers basic physical and mathematical models of suspension system operation, in particular the quarter-car model, which makes it possible to assess the influence of spring stiffness, damping coefficient, and tire stiffness on the vertical vibrations of the vehicle body and wheel. The consequences of neglecting these parameters during informal interventions in suspension design are analyzed. An original D3A road safety documentary analysis methodology (Documentation Layer, Data Layer, Delta Analysis) is proposed. This methodology integrates the analysis of technical documentation, digital operational data, and a comparative assessment of deviations in key parameters. The approach is tested using a case study of a Volkswagen Golf V passenger car after an informal modification of the front suspension components. The results indicate a significant increase in vibration decay time, natural frequency, and vertical body acceleration, which confirms a mismatch between spring stiffness and damping characteristics. The proposed methodology enables the identification of potentially hazardous suspension modifications under conditions of limited engineering support and can be applied by vehicle owners, automotive service providers, and technical auditors to improve road traffic safety.

У статті досліджено вплив неформального (оціночного) підходу до розрахунку та модифікації автомобільної підвіски на безпеку дорожнього руху. Показано, що застосування спрощених або емпіричних методів без належної інженерної верифікації, яке є поширеним серед автоентузіастів та в умовах дрібносерійного виробництва, може призводити до суттєвих відхилень динамічних характеристик транспортного засобу. Такі відхилення негативно впливають на стійкість, керованість, комфорт руху та ефективність гальмування, збільшуючи ризик виникнення дорожньо-транспортних пригод. У роботі розглянуто базові фізичні та математичні моделі функціонування підвіски автомобіля, зокрема модель «однієї чверті автомобіля», яка дозволяє оцінити вплив жорсткості пружин, коефіцієнта демпфування та жорсткості шин на вертикальні коливання кузова і колеса. Проаналізовано наслідки нехтування цими параметрами під час неформального втручання в конструкцію підвіски. Запропоновано авторську методику документального аналізу безпеки руху D3A (Documentation Layer, Data Layer, Delta Analysis), яка поєднує аналіз технічної документації, цифрових експлуатаційних даних та порівняльну оцінку відхилень ключових параметрів. Методика апробована на прикладі легкового автомобіля Volkswagen Golf V після неформальної заміни елементів передньої підвіски. Отримані результати свідчать про істотне зростання часу затухання коливань, частоти власних коливань і вертикальних прискорень кузова, що вказує на порушення балансу між жорсткістю та демпфуванням. Запропонований підхід дозволяє виявляти потенційно небезпечні модифікації підвіски в умовах обмеженого інженерного забезпечення та може бути використаний власниками транспортних засобів, автосервісами й технічними аудиторами для підвищення рівня безпеки дорожнього руху.