Автомобільний транспорт

Застосування методу парціальних прискорень при масштабному моделюванні механічних систем

Віктор Богомолов, Михайло Подригало, Віталій Шеїн, Максим Байцур — вт, 31 гру 2024 00:00:00 +0200

Проблема. Сучасні тенденції у проектуванні механічних систем вимагають застосування ефективних методів, які дозволяють зменшити витрати часу та ресурсів на розробку і тестування нових конструкцій. Масштабне моделювання є інструментом, що забезпечує перевірку теоретичних положень, оцінку безпеки та функціональності механічних систем на ранніх етапах їх проєктування. Однак, складність динамічних моделей, які описують поведінку мобільних машин у масштабованому вигляді, зумовлює необхідність впровадження методів, що дозволяють спростити ці моделі. Одним із перспективних підходів є метод парціальних прискорень, який забезпечує математичну та обчислювальну оптимізацію моделювання. Мета. Метою дослідження є вдосконалення методів масштабного моделювання шляхом використання методу парціальних прискорень під час досліджень динаміки мобільних машин. Методологія. Дослідження базується на принципі суперпозиції в механіці, який дозволяє замінити класичні рівняння динаміки рівняннями парціальних прискорень в однорідному векторному просторі. Результати. Встановлено, що масштаб прискорень для механічних систем у полі тяжіння Землі завжди дорівнює одиниці, що спрощує процес визначення масштабів фізичних величин. Запропоновано рівняння парціальних прискорень, які забезпечують точне відображення кінематики мобільних машин як для натурної, так і масштабної моделей. Продемонстровано, що застосування моделі багатокомпонентного складного руху дозволяє оцінити динамічні відхилення мобільних машин та врахувати вплив активних і реактивних сил. Оригінальність. Запропонований метод парціальних прискорень є новим підходом до масштабного моделювання механічних систем. Він дозволяє працювати в однорідному просторі прискорень, що виключає необхідність використання сил інерції. Це зменшує складність математичних моделей і підвищує точність прогнозування динамічної поведінки систем. Практичне значення. Метод парціальних прискорень може бути використаний для проєктування мобільних машин (автомобілів, планетоходів); оптимізації динамічних випробувань із використанням акселерометрів; моделювання енергоефективності транспортних засобів при сталому та несталому русі; вдосконалення масштабних моделей для аналізу безпеки та маневреності

Експериментальне дослідження впливу коефіцієнту демпфування напівактивної підвіски на прискорення автомобіля при розгоні

Сергій Шуклінов, Олег Ткачов — вт, 31 гру 2024 00:00:00 +0200

Проблема. Вплив коефіцієнту демпфування напівактивної підвіски на прискорення автомобіля при розгоні можна визначити експериментальним шляхом. Метод експериментальних досліджень є найбільш точним для отримання реальних даних, оскільки враховує показники автомобіля та специфіку роботи підвіски. В даній роботі проведено експериментальне дослідження процесу розгону автомобіля з напівактивною підвіскою. Визначено вплив коефіцієнту демпфування підвіски на розгін автомобіля на першій та другій передачах. В якості досліджуваного автомобіля було вибрано Lande Rover Evoque з встановленою підвіскою CVSA від компанії Tenneco. Визначено показники швидкості, прискорення та шляху автомобіля при низькому та високому демпфуванні підвіски. Для наглядного представлення результатів дослідження були побудовані графічні залежності швидкості, прискорення, шляху від часу за допомогою програми Matlab. Проведений їх аналіз та зроблені відповідні висновки. Мета. Підтвердження теоретичних досліджень впливу коефіцієнту демпфування напівактивної підвіски на прискорення автомобіля при розгоні в дорожніх умовах. Методологія. Підходи, прийняті в роботі для досягнення цієї мети базуються на положеннях теорії автомобіля. Об'єкт: процес розгону автомобіля з напівактивною підвіскою. Предмет дослідження: вплив коефіцієнту демпфування підвіски на показники розгону автомобіля. Результати. Встановлено, що автомобіль з коефіцієнтом високого демпфування підвіски під час руху на першій та другій передачах має більший вплив на розгін, чим з коефіцієнтом низького демпфування підвіски. Визначено, що прискорення автомобіля з високим демпфуванням підвіски при розгоні на 1 передачі вище, ніж з низьким демпфуванням. Під час перемикання з першої на другу передачу налаштування підвіски не впливає на прискорення автомобілю. При розгоні на 2 передачі прискорення автомобіля з високим демпфуванням підвіски вище, ніж з низьким демпфуванням. Отримано відповідні показники які показують різний шлях розгону за однаковий час автомобілю з високим демпфуванням підвіски та з низьким демпфуванням. Практичне значення. Отримані результати експериментального дослідження дають можливість провести порівняльний аналіз теоретичних досліджень впливу коефіцієнту демпфування на розгін автомобіля, а також отримані показники можуть бути використані при проектуванні нових автомобілів або при удосконаленні спортивних автомобілів типу дрегстер

Маневреність і прохідність чотиривісного транспортного засобу з поворотними візками та колесами з електроприводом

Антон Єременко, Герман Сметанін — вт, 31 гру 2024 00:00:00 +0200

Проблема. Питання маневреності та прохідності чотиривісних транспортних засобів полягають у забезпеченні їх ефективної роботи на складних ділянках місцевості, у вузьких чи обмежених просторах, а також в умовах складної експлуатації. Основними проблемами є зменшення радіусу повороту, досягнення рівномірного розподілу навантаження по осях і мінімізація енергетичних витрат під час руху. Крім того, необхідно забезпечити надійну роботу всіх компонентів трансмісії, особливо за умов підвищеного зношування та впливу зовнішніх факторів. Мета. Метою дослідження є розробка та обґрунтування технічних рішень, спрямованих на поліпшення маневреності та прохідності чотиривісних транспортних засобів шляхом оптимізації конструкції ходової частини, впровадження інноваційних приводів та удосконалення системи керування. Це забезпечить ефективну експлуатацію транспортних засобів в складних умовах, підвищить їх енергоефективність і надійність, а також розширить сферу їх застосування. Методологія. Методологія реалізації маневреності та прохідності чотиривісного транспортного засобу з поворотними візками та електричним приводом коліс включає аналіз і моделювання поведінки транспортного засобу за різних умов експлуатації, а також оптимізацію систем приводу та керування для забезпечення високої ефективності руху на складних маршрутах. Результати. Результати дослідження маневреності та прохідності чотиривісного транспортного засобу з поворотними візками та електричним приводом коліс дозволили покращити ефективність поворотів такого транспортного засобу на складних ділянках місцевості з крутих схилів та нерівних поверхнях без дорожнього покриття. Завдяки оптимізації конструкції візків і впровадженню електричних приводів коліс вдалося зменшити вагу та геометричні параметри транспортного засобу, що дозволяє здійснювати точніші маневри в обмежених просторах при збереженні стабільного руху з достатньо високою прохідністю та маневреністю чотиривісного транспортного засобу. Оригінальність. Оригінальність дослідження полягає в комплексному підході до поліпшення маневреності та прохідності чотиривісного транспортного засобу з поворотними візками та електричним приводом коліс. Вперше застосовано інноваційні методи оптимізації конструкції ходової частини та впровадження електричних приводів, що значно зменшило енергетичні втрати та покращило керування рухом на складних ділянках місцевості. Нові підходи до моделювання руху забезпечили високу ефективність маневрування за різних умов експлуатації. Ці результати відкривають нові можливості для застосування таких транспортних засобів у спеціалізованих галузях, де вимоги до прохідності та маневреності є надзвичайно високими. Практична цінність. Практична значущість дослідження полягає в потенційній реалізації розроблених технічних рішень у виробництві чотиривісних транспортних засобів для експлуатації в складних умовах, таких як будівництво, сільське господарство та військові застосування. Розроблені вдосконалення дозволяють підвищити ефективність роботи техніки, зменшити енергоспоживання, а також забезпечити високу маневреність і прохідність на важких маршрутах

Цикловий механічний коефіцієнт корисної дії моторно-трансмісійних установок транспортно-тягових машин

Михайло Подригало, Надія Подригало, Cергій Вахнюк, Владислав Біша — вт, 31 гру 2024 00:00:00 +0200

Проблема. При визначенні коефіцієнта корисної дії моторно-трансмісійних установок автомобіля та тракторів необхідно враховувати не тільки втрати на в’язке та сухе тертя, але також і втрати, зумовлені циркуляцією у трансмісії потенційної та кінетичної енергії, які є результатом використання в моторно-трансмісійних установках двигунів внутрішнього згоряння. На даний час у відомих дослідженнях не враховані динамічні циклові втрати енергії у трансмісії, що не дозволяє точно оцінити цикловий коефіцієнт корисної дії. Мета. Мета полягає в тому, щоб визначити цикловий коефіцієнт корисної дії моторно-трансмісійних установок із двигунами внутрішнього згоряння з урахуванням циклового динамічного коефіцієнта корисної дії трансмісії автомобіля з двигуном внутрішнього згоряння. Методологія. Прийняті в роботі підходи до вирішення поставленої мети базуються на теоретичних основах визначення динамічного коефіцієнта корисної дії, балансу робіт у моторно-трансмісійній установці автомобіля за один період коливань індикаторного крутного моменту, кутових швидкостей колінчастого валу за один період коливань крутного моменту. Результати. Визначено цикловий механічний коефіцієнт корисної дії моторно-трансмісійних установок колісних машин, що враховує втрати на розгін мас, що рухаються, з урахуванням нерівно-мірності крутного моменту, властивої двигунам внутрішнього згоряння. Визначено залежність в якій циклові коефіцієнти динамічних і пружних втрат рівні нулю, при коефіцієнті нерівномірності моменту, що крутить, рівному нулю, що характерно для електродвигунів. Оригінальність. Результати проведеної роботи дають загальне уявлення про пропорційність циклового динамічного коефіцієнта механічних втрат у трансмісії до коефіцієнту нерівномірності крутного моменту і різниці квадратів кругових частот коливань крутного моменту та власних (вільних) коливань вхідного валу трансмісії. Практичне значення. Отримані результати можуть бути рекомендовані при визначені збігу частот що приводить до резонансу, у якому різко зростають циклові коефіцієнти пружних і динамічних втрат

Моделювання обмежень щодо застосування гідромотор-колес в трансмісіях мобільних машин

вт, 31 гру 2024 00:00:00 +0200

Проблема. Створення мобільних машин з підвищеними швидкостями пересування вимагає конструктивних рішень щодо створення відповідних трансмісій, зокрема аналізу можливості створення гідравлічних безступеневих трансмісій з використанням гідромоторів різних типів. Мета. Підвищення технічного рівня трансмісій комунальних, будівельно-дорожніх машин та багатовісних швидкісних транспортних засобів за допомогою досягнень в сучасних об’ємних гідроприводах. Методологія. Розглянуті трансмісії мобільних машин з точки зору можливості використання в них радіальнопоршневих гідромоторів багатоциклової дії в якості безредукторних гідромотор-колес. Згідно тягово-швидкісних характеристик розраховані значення крутних моментів та частот обертання маточин і обрані гідромотор-колеса за відповідними робочими об’ємами. В якості приклада проведені розрахунки динаміки гідроприводної трансмісії прибиральної комунальної машини за допомогою пакету прикладних програм VisSim, де використали універсальну характеристику героторного гідромотора для завдання гідромеханічного ККД на режимах від зрушування до максимальної частоти обертання. Результати. Отримали позитивні результати щодо підвищення швидкості мобільних машин при застосуванні гідромотор-колес радіальнопоршневої багатоциклової дії в трансмісіях замість героторних гідромоторів, аксіальнопоршевих з планетарними редукторами гідромоторів, гідравлічних трансмісій з карданними валами і механічних трансмісій.

Оригінальність. Отримані нові розрахункові дані щодо вихідних характеристик трансмісій з гідроприводом, показані можливості моделювання динамічних процесів в гідроприводі трансмісії залежно від дії зовнішніх факторів щодо навантаження, швидкоді і властивості робочої рідини. Встановлено, що для багатовісних транспортних засобів з максимальною швидкістю до 100 км/год використання мотор-колес електричного або гідравлічного типів потребує доповнення планетарними коробками передач з редукторами або мультипликаторами. Практичне значення. Приведені рекомендації щодо застосування радіальнопоршневих безредукторних гідромотор-колес в мобільних машинах з метою підвищення їх технічного рівня