Труды НАМИ. – 2017. – № 4 (271)

Автор(ы):

Бахмутов Сергей Васильевич, д-р техн. наук, профессор¹

Аффилиация:

¹ ГНЦ РФ ФГУП «НАМИ», г. Москва 125438, Российская Федерация

Образец цитирования:

Бахмутов С.В. МАНФ-2017 «Интеллектуальные транспортные системы» (краткий обзор события) // Труды НАМИ. – 2017. – № 4 (271). – С. 6–13.

Статья поступила:

30.10.2017

Опубликовано:

28.12.2017

Аннотация:

18–19 октября 2017 года в ГНЦ РФ ФГУП «НАМИ» прошёл очередной Международный автомобильный научный форум (МАНФ-2017) «Интеллектуальные транспортные системы». В работе форума приняли участие представители Минпромторга России, Минтранса России, специалисты зарубежных и российских автопроизводителей, ведущие учёные из России, Беларуси, Грузии, молодые учёные, аспиранты и студенты. Основными направлениями обсуждения на научном форуме были: тенденции развития автономного (беспилотного) транспорта; системы помощи водителю (ADAS) нового поколения; системы коммуникации автомобилей, инфраструктуры и человека; техническое зрение и навигационные системы автономных автомобилей; системы моделирования дорожной обстановки и движения автомобиля; испытания и сертификация автономных автомобилей; развитие нормативно-правовой базы автономного движения; кибербезопасность систем автономного движения; социально-экономические проблемы внедрения автономных автомобилей. В рамках проведения форума было подписано соглашение между Ассоциацией автомобильных инженеров (ААИ) и Ассоциацией транспортных инженеров (АТИ) России, которое должно дать дополнительный импульс и согласование усилий по созданию автономных (беспилотных) транспортных средств и соответствующей инфраструктуры. Участники форума смогли ознакомиться с экспонатами выставки отечественных научно-исследовательских разработок в области автономных транспортных средств и их компонентов. На выставке были представлены: беспилотный электробус «ШАТЛ»; беспилотный автомобиль на электротяге; электронные системы управления и автокомпоненты интеллектуальной транспортной системы; «Беспилотный КАМАЗ»; беспилотный автобус на базе лёгкой электроплатформы; каркасный автобус нового поколения, технические характеристики которого полностью удовлетворяют требованиям программ «Доступная среда»; «Открытая автомобильная платформа для тестирования технологий автономных транспортных средств».

Ключевые слова:

МАНФ-2017 интеллектуальные транспортные системы беспилотный транспорт техническое зрение навигационная система

Полный текст: www.elibrary.ru

Автор(ы):

Козлов Андрей Викторович, д-р техн. наук, доцент¹

Миренкова Елена Александровна, заведующий сектором¹

Аффилиация:

¹ ГНЦ РФ ФГУП «НАМИ», г. Москва 125438, Российская Федерация

Образец цитирования:

Козлов А.В., Миренкова Е.А. Математические модели полного жизненного цикла силовой установки, работающей на альтернативных моторных топливах, полученных из природного газа // Труды НАМИ. – 2017. – № 4 (271). – С. 14–24.

Статья поступила:

04.10.2017

Опубликовано:

28.12.2017

Аннотация:

С помощью методологии полного жизненного цикла (ПЖЦ) можно получить наиболее точную технико-эколого-экономическую оценку эффективности применения альтернативных топлив, которую целесообразно проводить с учётом всех стадий жизненного цикла: добычи сырья, его транспортировки, получения топлив, вспомогательных процессов получения топлив и электроэнергии, а также использования моторных топлив в силовых установках. На основании потребления альтернативных топлив на транспорте, а также учитывая преимущества природного газа (ПГ) среди других альтернативных топлив, можно утверждать, что его применение наиболее перспективно. Это обусловлено большими разведанными запасами ПГ, а также возможностью существенного сокращения выбросов вредных веществ при его сжигании в двигателе внутреннего сгорания в сравнении с использованием топлив иного происхождения. Возможно непосредственное использование ПГ, а также получение из него других альтернативных топлив. Учитывая существующие методики оценки показателей силовых установок и топлив в ПЖЦ, а также требования международных стандартов по оценке экологической безопасности продукции в ПЖЦ (ГОСТ Р ИСО 14040 – 14043), решалась задача создания математических моделей, описывающих материальные и энергетические потоки для различных альтернативных моторных топлив. Разработаны математические модели ПЖЦ силовой установки, работающей на моторных топливах, получаемых из природного газа: компримированном природном газе, сжиженном природном газе, метаноле, диметиловом эфире (ДМЭ), синтетическом дизельном топливе и водороде. В частности, в данной статье более подробно представлена математическая модель ПЖЦ силовой установки, работающей на ДМЭ. Математическая модель позволяет рассчитывать энергетические и материальные потоки в ПЖЦ силовой установки, определять расход затрачиваемых природных ресурсов, энергии, выбросы вредных веществ в окружающую среду, сравнивать различные виды топлив и выбирать наиболее эффективные с учётом ПЖЦ.

Ключевые слова:

полный жизненный цикл силовая установка альтернативные топлива математическая модель материальный и энергетический поток

Литература:

1. Распоряжение Правительства Российской Федерации от 13.05.2013 № 767-р «О расширении использования природного газа в качестве моторного топлива».
2. Корнилов Г.С., Козлов А.В., Фам Хыу Тан. Математическая модель полного жизненного цикла природного газа // Приводная техника. – 2006. – № 5. – С. 13–18.
3. Козлов А.В., Теренченко А.С., Систер В.Г., Иванникова Е.М. Математическая модель полного жизненного цикла биодизельного топлива // Химическое и нефтегазовое машиностроение. – 2009. – № 5. – С. 34–36.
4. Wang M.Q., Huang H.S. A full fuel-cycle analysis of energy and emissions impacts of transportation fuels produced from natural gas center for transportation research. – Argonne, Illinois, USA: Argonne National Laboratory, 1999. – 114 p.
5. Odeh N., Hill N., Forster D. Current and future lifecycle emissions of key ‘Low Carbon’ technologies and alternatives. – Ricardo-AEA Ltd, Gemini Building, Harwell, Didcot, OX11 0QR, UK, 2013. – 187 p.
6. Nylund N.-O., Koponen K. Fuel and technology alternatives for buses. Overall energy efficiency and emission performance. VTT Technology 46, Espoo. – Finland, 2012. – 294 p. + app. 94 p.
7. Coulson G., Stobart R. Life-cycle analysis and the fuel cell car // SAE paper. – 2000. – № 2000-01-1485. – 4 p.
8. DiCarlo S., Serra R., Foglia G. Application of LCA methodologies in the automobile sector: two Fiat Auto experiences // SAE paper. – 1997. – № 971203. – 12 p.
9. Kaniut C., Cetiner H., Franzeck J. Life cycle assessment of a complete car the Mercedes-Benz approach // SAE paper. – 1997. – № 971166. – 8 p.
10. Petrov R.L., Kabanova O.N. Application of life cycle assessment methodology for comparative LADA automobiles // SAE paper. – 2000. – № 2000-01-1492. – 7 p.
11. Луканин В.Н., Трофименко Ю.В. Промышленно-транспортная экология / Под ред. В.Н. Луканина. – М.: Высшая школа, 2001. – 273 с.
12. Луканин В.Н., Трофименко Ю.В. Снижение экологических нагрузок на окружающую среду при работе автомобильного транспорта // Итоги науки и техники ВИНИТИ. Автомобильный транспорт. – 1996. – Т. 19. – С. 1–340.
13. Луканин В.Н., Трофименко Ю.В. Методика оценки уровня экологической безопасности АТС // Совершенствование автомобильных и тракторных двигателей: Сб. науч. тр. – М.: МАДИ, 1992. – С. 9–17.
14. Луканин В.Н., Трофименко Ю.В. Экологически чистая энергоустановка: понятие и количественная оценка // Итоги науки и техники ВИНИТИ. Автомобильный и городской транспорт. – 1994. – Т. 18. – С. 1–140.

Полный текст: www.elibrary.ru

Автор(ы):

Онищенко Дмитрий Олегович, д-р техн. наук, профессор¹

Буданов Руслан Евгеньевич, инженер¹

Руман Сергей Юрьевич, инженер¹

Аффилиация:

¹ ФГБОУ ВО «Московский государственный технический университет имени Н.Э. Баумана», г. Москва 105005, Российская Федерация

Образец цитирования:

Онищенко Д.О., Буданов Р.Е., Руман С.Ю. Моделирование турбулентного течения воздуха через клапанные каналы поршневого двигателя // Труды НАМИ. – 2017. – № 4 (271). – С. 25–31.

Статья поступила:

27.11.2017

Опубликовано:

28.12.2017

Аннотация:

Определение параметров течения воздуха через клапанные каналы является важной частью моделирования рабочего процесса поршневого двигателя, поскольку потери в каналах определяют количество рабочей смеси, которое может быть использовано двигателем в процессе сгорания. В данной работе с помощью программы ANSYS Fluent проведено моделирование течения воздуха через клапанные каналы двигателя в пространственной постановке как турбулентное течение вязкой сжимаемой жидкости, что подразумевает решение системы уравнений Навье-Стокса, усреднённых по Рейнольдсу. Данная система является незамкнутой, и для её замыкания была использована SST (Shear Stress Transport) модель турбулентности Ментера. Расчёт течения воздуха производился при разных ходах клапана, с шагом 0,76 мм. Зная среднее значение массового расхода воздуха через один цилиндр двигателя для режима максимального крутящего момента, а также закон движения клапана, было найдено приблизительное значение расхода воздуха, соответствующее каждому ходу клапана. Таким образом была проведена серия расчётов с различными ходами клапанов для каждого канала. Для верификации математической модели, которая включает в себя систему уравнений, настройки решателя, сетки и другое, была проведена продувка головки блока цилиндров бензинового двигателя на стенде SuperFlow. Полученная модель течения хорошо согласуется с экспериментальными данными. Определена зависимость коэффициента расхода впускных и выпускных каналов, которая в дальнейшем может быть использована для получения математической модели рабочего процесса двигателя (например, с помощью программы AVL Boost).

Ключевые слова:

поршневой двигатель математическая модель клапанные каналы коэффициент расхода продувка ANSYS Fluent SuperFlow

Литература:

1. Гришин Ю.А., Дорожинский Р.К., Зенкин В.А. Расчётное улучшение характеристик впускной системы поршневого двигателя // Известия высших учебных заведений. Машиностроение. – 2012. – № 6. – С. 52–58.
2. Вырубов Д.Н., Иващенко Н.А., Ивин В.И. и др. Двигатели внутреннего сгорания: Теория поршневых и комбинированных двигателей. Учебник для втузов по специальности «Двигатели внутреннего сгорания» / Под ред. А.С. Орлина, М.С. Круглова; 4-е изд. перераб. и доп. – М.: Машиностроение, 1983. – 372 с.
3. Кавтарадзе Р.З. Теория поршневых двигателей. Специальные главы: Учебник для вузов / 2-е изд., испр. и доп. – М.: Изд-во МГТУ им. Н. Э. Баумана, 2016. – 590 с.
4. Гришин Ю.А., Дорожинский Р.К., Зенкин В.А. Численное моделирование турбулентного течения через клапаны поршневых двигателей // Вестник машиностроения. – 2016. – № 1. – С. 24–28.
5. Абрамович Г.Н. Прикладная газовая динамика. – М.: Наука, 1969. – 824 с.
6. Merker G.P., Schwarz C., Teichmann R. Combustion Engines Development: Mixture Formation, Combustion, Emissions and Simulation. – Berlin: Springer, 2012. – 642 p.
7. ANSYS. URL: http://www.ansys.com/ (дата обращения: 27.11.2017).
8. Белов И.А., Исаев С.А. Моделирование турбулентных течений: Учебное пособие. – СПб: Балтийский государственный технический университет, 2001. – 108 с.
9. Гришин Ю.А., Буданов Р.Е. Численное исследование течения через дроссельные заслонки поршневых двигателей // Известия высших учебных заведений. Машиностроение. – 2015. – № 7. – С. 45–51.
10. SF-1020 Flowbench. Operation Manual. SuperFlow TechnologiesGroup, 2010. URL: https://www.superflow.com/ (дата обращения: 27.11.2017).

Полный текст: www.elibrary.ru

Автор(ы):

Поживилова Василиса Васильевна, аспирант, инженер¹

Теренченко Алексей Станиславович, канд. техн. наук, доцент¹

Аффилиация:

¹ ГНЦ РФ ФГУП «НАМИ», г. Москва 125438, Российская Федерация

Образец цитирования:

Поживилова В.В., Теренченко А.С. Развитие международных требований в отношении экологических показателей транспортных средств категории М1 // Труды НАМИ. – 2017. – № 4 (271). – С. 32–39.

Статья поступила:

08.11.2017

Опубликовано:

28.12.2017

Аннотация:

В статье рассмотрены современные подходы к нормированию выбросов вредных веществ (ВВ) с отработавшими газами легковых автомобилей в США, Европейском союзе (ЕС) и Японии. В США нормированием выбросов ВВ занимается Агентство по охране окружающей среды США (EPA). Методология оценки и нормы на выброс ВВ отражены в стандарте “Tier 3 FTP Standards”. В Японии методология оценки и значения предельных выбросов ВВ для легковых автомобилей устанавливаются Министерством окружающей среды и отражены в стандарте “New Term”. В ЕС требования на выброс ВВ от легковых автомобилей регламентируются Директивами и Постановлениями ЕС, основанными на Правилах ООН № 83. В настоящее время действует базовое Постановление ЕС 715/2007. Нормативные документы разных стран различаются между собой значениями предельных выбросов ВВ и методологией их оценки, включающей продолжительность испытаний, скоростные режимы движения автомобиля, начальные условия проведения испытаний и другое. Поэтому необходима международная унификация требований на выброс ВВ от легковых автомобилей, важным шагом которой является разработка всемирно согласованной процедуры испытаний легковых автомобилей WLTP (Глобальные технические правила № 15), согласованной в Женеве Всемирным форумом WP29 ЕЭК ООН.

Ключевые слова:

Евро-6 Евро-6d нормативные документы продукты неполного сгорания Глобальные технические правила № 15 (ГТП № 15) Правила № 83 ООН сертификация легковых автомобилей экологические стандарты

Литература:

1. Азаров В.К., Кутенёв В.Ф. Экологические и экономические проблемы и риски создания и производства «Зелёного автомобиля». – М.: ГНЦ РФ ФГУП «НАМИ», 2016. – С. 12.
2. Кутенёв В.Ф., Кисуленко Б.В., Шюте Ю.В. Экологическая безопасность автомобилей с двигателями внутреннего сгорания. – М.: Экология, Машиностроение, 2009. – С. 12–13.
3. Saikin A.M., Ter-Mkrtich’yan G.G., Karpukhin K.E., Pereladov A.S., Zhuravlev A.V., Yakunova E.A. Air Quality within vehicles // Russian Engineering Research. – 2017. – Vol. 37. – No. 5. – P. 424–427.
4. EPA Federal Test Procedure (FTP). URL: https://www.epa.gov/emission-standards-reference-guide/epafederal-test-procedure-ftp (дата обращения: 08.11.2017).
5. Всемирные стандарты выбросов. URL: https://ecotechnica.com.ua/stati/1854-zapas-khodaelektromobilya-ezdovye-tsikly-nedc-epa-wltc-i-jc08-kakoj-pravilnee.html (дата обращения: 20.09.2017).
6. Worldwide Emissions Standards – Passengers Cars and Light Duty Vehicles 2017/2018 – Delphi. URL: https://www.delphi.com/docs/default-source/worldwide-emissions-standards/delphi-worldwide-emissionsstandards-passenger-cars-light-duty-2017-2018.pdf (дата обращения: 08.11.2017).
7. Global technical regulation No. 15. URL: http://www.unece.org/fileadmin/DAM/trans/main/wp29/wp29r-1998agr-rules/ECE-TRANS-180a15e.pdf (дата обращения: 08.11.2017).

Полный текст: www.elibrary.ru

Автор(ы):

Корсунский Владимир Александрович, канд. техн. наук¹

Аффилиация:

¹ ФГБОУ ВО «Московский государственный технический университет имени Н.Э. Баумана», г. Москва 105005, Российская Федерация

Образец цитирования:

Корсунский В.А. Математическая модель гидрообъёмно-механического привода маховичного аккумулятора энергии // Труды НАМИ. – 2017. – № 4 (271). – С. 40–48.

Статья поступила:

30.08.2017

Опубликовано:

28.12.2017

Аннотация:

Транспортную машину предполагается оснащать комбинированной энергетической установкой, состоящей из двигателя внутреннего сгорания и вспомогательного источника энергии – маховичного аккумулятора с бесступенчатым регулируемым приводом. С помощью предложенной методики проведено математическое моделирование двухпоточной передачи с одним трёхзвенным дифференциальным механизмом, содержащим в регулируемой ветви привода маховичного аккумулятора энергии транспортной машины гидрообъёмную передачу. Выполнен анализ двухпоточных передач и выбрана рациональная схема привода, которая применялась в качестве иллюстрации при составлении математической модели гидрообъёмно-механического привода и предназначалась для реализации на транспортной машине высокой проходимости. Исследование математической модели объёмной гидропередачи проведено с использованием экспериментально полученных коэффициентов потерь, что позволяет более точно описывать параметры при условии полного геометрического подобия гидромашин. Коэффициенты потерь объёмной гидропередачи представлены усечёнными полиномами не выше третьей степени параметра управления гидрообъёмной передачи, что показано на примере экспериментальной характеристики гидромашины типа Sauer. Разработан алгоритм выбора рациональной кинематической схемы и выполнен расчёт потоков мощности двухпоточного привода маховика, а также определены зависимости КПД привода от параметра управления (передаточного числа) гидрообъёмной передачи. Проведена оценка влияния величины внутреннего передаточного числа трёхзвенного дифференциального механизма на КПД и передаваемую гидрообъёмно-механическим приводом мощность. Предложенная математическая модель и полученные зависимости КПД от передаточного числа гидрообъёмно-механического привода могут быть использованы при составлении уравнений динамики, описывающих движение транспортной машины, оснащённой вторичным источником энергии – маховичным аккумулятором, а также для исследования поведения машины на местности.

Ключевые слова:

комбинированная энергетическая установка маховичный аккумулятор энергии гидрообъёмно-механический привод маховик аккумулирующий модуль трансмиссия транспортная машина

Литература:

1. Джента Д. Накопители кинетической энергии. Теория и практика современных маховичных систем. – М.: Мир, 1988. – 430 с.
2. Корсунский В.А. Динамические качества гусеничной машины с комбинированной энергетической установкой и механической трансмиссией при разгоне // Инженерный журнал: наука и инновации. – 2013. – Вып. 10. URL: http://engjournal.ru/articles/983/html (дата обращения: 26.05.2017).
3. Magneti Marelli Kers 2009 is clearly a year of change in grand prix racing and one of the single biggest technical challenges is the introduction of Kinetic Energy Recovery Systems (KERS) // Racecar engineering. – 2009. – July 31. URL: http://www.racecar-engineering.com/articles/magneti-marelli-kers/ (дата обращения: 26.03.2017).
4. Айтцетмюллер Х. Функциональные свойства и экономичность тракторной и специальной техники с трансмиссиями VDC // Механика машин, механизмов и материалов. – 2009. – № 1 (6). – С. 20–24.
5. Корсунский В.А. Анализ двухпоточных передач и выбор рациональной схемы для использования в приводе маховичного аккумулятора энергии транспортной машины // Инженерный журнал: наука и инновации. – 2017. – Вып. 7. URL: http://dx.doi.org/10.18698/2308-6033-2017-7-1638 (дата обращения: 30.08.2017).
6. Wilson W.E. Mathematical models in fluid power engineering // Hydraulic Pneumatic Power. – 1967. – Vol. 1. – P. 136–147.
7. Schlosser W.M.J. Mathematical model for displacement pumps and motors // Hydraulic Power Transmissions. – 1961. – April. – P. 252–257.
8. Thoma J. Mathematical models and effective performance of hydraulic machines and transmissions // Hydraulic Pneumatic Power. – 1969. – Vol. 15. – No. 179. – P. 642–651.
9. Zarotti G.L., Nervegna N. Pump efficiencies approximation and modeling / 6th International Fluid Power Symposium, 8-10 April 1981. – UK, Cambridge, 1981. – P. 145–164.
10. McCandlish D., Dorey R. The mathematical modelling of hydrostatic pumps and motors / Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers. – 1984. – Part B. – Vol. 198. – No. 10. – P. 165–174.
11. Jeong H. A novel performance model given by the physical dimensions of hydraulic axial piston motors: Model derivation // Journal of Mechanical Science and Technology. – 2007. – Vol. 21. – No. 1. – P. 83–97.
12. Kumar N., Dasgupta K., Ahmad F. Analysis of Leakage Flow characteristics in Bent Axis Motors / Proceedings of the 1st International and 16th National Conference on Machines and Mechanisms (iNaCoMM2013), Dec 18-20 2013. – India, IIT Roorkee, 2013. – P. 318–323.
13. Шарипов В.М., Крумбольдт Л.Н., Маринкин А.П. Планетарные коробки передач колёсных и гусеничных машин. – М.: Изд-во МГТУ «МАМИ», 2000. – 142 с.

Полный текст: www.elibrary.ru

Автор(ы):

Ломовцев Александр Дмитриевич, аспирант, ведущий инженер-программист¹

Ендачёв Денис Владимирович, канд. техн. наук¹

Аффилиация:

¹ ГНЦ РФ ФГУП «НАМИ», г. Москва 125438, Российская Федерация

Образец цитирования:

Ломовцев А.Д., Ендачёв Д.В. Метод переключения автоматической коробки передач с фрикционными элементами управления по заданному закону изменения угловой скорости вращения двигателя // Труды НАМИ. – 2017. – № 4 (271). – С. 49–61.

Статья поступила:

30.08.2017

Опубликовано:

28.12.2017

Аннотация:

В статье рассмотрен алгоритм переключения передач в автоматической коробке передач (АКП) с фрикционными элементами управления и приведены основные задачи, решаемые данным алгоритмом. Предложена стратегия управления процессом переключения передачи, основанная на желании водителя изменить скорость движения, и улучшения качества переключения передач. Обозначены и проанализированы факторы, значительно влияющие на качество переключения. За базовый параметр процесса переключения выбрана его длительность, определяемая правилами «нечёткой» логики, исходя из актуального состояния транспортного средства и «желания» водителя. Сформулирована задача оптимизации времени для стадий переключения – передача крутящего момента и синхронизация угловых скоростей, исходя из минимизации работы буксования и скорости изменения ускорения (замедления) автомобиля – «джерка». Для решения задачи оптимизации значение «джерка» было ограничено. Приведена методика построения закона изменения угловой скорости вращения двигателя по полученной длительности стадий переключения. Согласно полученному закону изменения угловой скорости двигателя, можно получить законы изменения крутящих моментов на фрикционных элементах коробки передач в процессе переключения передачи. Описанный алгоритм может позволить системе управления АКП не только удовлетворять требованиям качества переключения, но и на его основе создавать алгоритмы автоматической коррекции законов переключения в процессе эксплуатации. Данный процесс показан на примере автоматической корректировки характеристики «управляющий ток –крутящий момент» для включаемого фрикционного элемента управления при переключении передач. Приведены базовые функциональные зависимости корректировки. Пример показывает использование разработанного закона управления в качестве обратной связи упрощённого алгоритма автоматической коррекции на протяжении 15 итераций по приведению переходного процесса в соответствие с заданным законом изменения. 

Ключевые слова:

автоматическая коробка передач переключение передач время переключения качество переключения адаптация

Литература:

1. Cheng Y., Dong P., Yang S., Xu X. Virtual Clutch Controller for Clutch-to-Clutch Shifts in Planetary-Type Automatic Transmission // Mathematical Problems in Engineering. – 2015. – Article ID 213162. – 16 p. DOI: 10.1155/2015/213162.
2. Fisher R., Najork R., Pollak B., et al. The Automotive Transmission Book. – Switzerland: Springer International Publishing, 2015. – 371 p. DOI: 10.1007/978-3-319- 05263-2.
3. Zeng H., Lei Y., Fu Y., Li Y. Analysis of a Shift Quality Metric for a Dual Clutch Transmission // SAE International 2013-01-0825, 2013. – 7 p. DOI: 10.4271/2013-01-0825.
4. Jeon B., Kim S.-H., Harrelson H. Multidimensional Measure of Perceived Shift Quality Metric for Automatic Transmission Applying Kansei Engineering Methods // SAE International 2013-01-0336, 2013. – 10 p. DOI: 10.4271/2013-01-0336.
5. Курочкин Ф.Ф. Метод выбора рациональных характеристик процесса переключения в автоматической коробке передач автомобиля: дисс. … канд. техн. наук. – М., 2008. – 149 с.
6. Фисенко И.А., Васильев А.В. Определение дефектов системы переключения автоматических коробок передач // Труды НАМИ. – 2016. – № 265. – С. 29–35.
7. ГОСТ Р ИСО 26262-6-2014 Дорожные транспортные средства. Функциональная безопасность. Часть 6. Разработка программного обеспечения изделия. – Введ. 2015–05–01. – М.: Стандартинформ, 2015. – 34 с.
8. Zhao Z., Chen H., Yang Y. Fuzzy Determination of a Target Shifting Time and Torque Control of Shifting Phase for Dry Dual Clutch Transmission // Mathematical Problems in Engineering. – 2014. – Article ID 347490. – 19 p. DOI: 10.1155/2014/347490.
9. Ломовцев А.Д. Разработка алгоритмов управления автоматической коробкой передач транспортных средств по закону «управляющий ток – крутящий момент» // Труды НАМИ. – 2017. – № 2 (269). – С. 94–100.
10. Информационно-аналитический ресурс, посвященный машинному обучению [Электронный ресурс]. URL: http://www.machinelearning.ru/wiki (дата обращения: 03.12.2016).

Полный текст: www.elibrary.ru

Автор(ы):

Рязанцев Валентин Александрович, заведующий сектором¹

Аффилиация:

¹ ГНЦ РФ ФГУП «НАМИ», г. Москва 125438, Российская Федерация

Образец цитирования:

Рязанцев В.А. «Связанное управление» как метод при проектировании систем активной безопасности // Труды НАМИ. – 2017. – № 4 (271). – С. 62–66.

Статья поступила:

02.11.2017

Опубликовано:

28.12.2017

Аннотация:

Техническая реализация совокупности правил, обеспечивающих взаимодействие системы активной безопасности и системы автономного управления движением, требует преобразования запрашиваемых параметров в вектор управления, а регулирование управляющего воздействия на исполнительные механизмы реализуется с помощью адаптивного управления. В статье приводится обзорное описание метода «связанного управления» при решении задач активной безопасности. Представлено место метода «связанного управления» в системотехническом подходе при проектировании антиблокировочного управления. Суть метода – решить проблему построения контура управления с учётом дополнительных факторов и возможностей пропорционально их значимости на всех этапах адаптации системы и построения вектора управления, которые при классическом подходе считались стохастическими связями в системе или воздействиями внешней среды. Дано описание процесса синтеза управления с применением «связанного управления» и рассмотрены перспективы применения в задачах антиблокировочного управления, систем динамической стабилизации и при проектировании взаимодействия систем активной безопасности и систем автономного управления движением. В дальнейшем, «связанное управление» может быть развито до учёта взаимовлияния множества систем на динамику транспортного средства. При рассмотрении прямолинейного движения применение «связанного управления» позволит производить адаптацию порогов с учётом перераспределения вертикальных реакций. «Связанное управление» необходимо при решении задачи динамической стабилизации транспортного средства или задачи торможения при бортовой неравномерности коэффициента сцепления ввиду появления большей вариативности (большего количества степеней свободы) и выбора оптимальной реализации стабилизирующего управления.

Ключевые слова:

«связанное управление» связанное регулирование системотехника системы активной безопасности

Литература:

1. Нефедьев Я.Н. Теория, разработка и исследование унифицированной системы автоматического управления антиблокировочным торможением грузовых автотранспортных средств: дисс. … д-ра техн. наук: 05.05.03. – М., 1987. – 307 с.
2. Соломатин Н.С., Исаев Е.У., Кисуленко Б.В., Карпов В.М., Ковтун В.В., Кравец В.Н. Проектирование автомобиля. – Тольятти: Изд-во ТГУ. – 2013. – 259 с.
3. Road and off-Road Vehicle System dynamics. Handbook / Edited by G. Mastinu and M. Ploechl. – Taylor & Francis Group, LLC, 2014. – 1662 p.
4. Александров А.Г. Оптимальные и адаптивные системы. – М.: Высш. шк., 1989. – 263 с.
5. Фрадков А.Л. Адаптивное управление в сложных системах: беспоисковые методы. – М.: Наука, 1990. – 296 с.
6. Бутылин В.Г., Высоцкий М.С., Иванов В.Г., Лепешко И.И. Активная безопасность. Основы теории / Под ред. В.Г. Иванова. – Мн.: НИРУП «Белавтотракторостроение», 2002. – 184 с.
7. Николаев В.И., Брук В.М. Системотехника: методы и приложения. – Л.: Машиностроение, Ленингр. отд-ние, 1985. – 199 с.
8. Ахметшин А.М. Адаптивная антиблокировочная тормозная система колёсных машин: дисс. … д-ра техн. наук: 05.05.03. – М., 2003. – 255 с.
9. Крутов В.И., Данилов Ф.М., Кузьмик П.К. и др. Основы теории автоматического регулирования / Под ред. В.И. Крутова; 2-е изд., перераб. и доп. – М.: Машиностроение, 1984. – 368 с., ил.
10. Пантаев Н.Ф., Дианов В.Г. Основы теории автоматического регулирования и авторегуляторы / 2-е изд. – М.: Недра, 1970. – 368 с.: ил.
11. Рязанцев В.А., Ахметшин А.М. Метод повышения эффективности тормозного управления колёсных машин // Автомобильная промышленность. – 2017. – № 7. – С. 17–20.
12. Габасов Р., Кириллова Ф.М. Особые оптимальные управления / 2-е изд. – М.: Книжный дом «ЛИБРОКОМ», 2013. – 256 с.
13. Понтрягин Л.С., Болтянский В.Г., Гамкрелидзе Р.В., Мищенко Е.Ф. Математическая теория оптимальных процессов / 4-е изд. – М.: Наука, Главная редакция физико-математической литературы, 1983. – 392 с.

Полный текст: www.elibrary.ru

Автор(ы):

Сиротин Павел Владимирович, канд. техн. наук, доцент¹

Сапегин Александр Геннадьевич, директор технического центра²

Зленко Сергей Васильевич, канд. техн. наук, начальник бюро экспериментальных исследований департамента надёжности²

Аффилиация:

¹ ФГБОУ ВО «Южно-Российский государственный политехнический университет (НПИ)», г. Новочеркасск 346428, Ростовская область, Российская Федерация

² ООО «КЗ «Ростсельмаш», г. Ростов-на-Дону 344029, Российская Федерация

Образец цитирования:

Сиротин П.В., Сапегин А.Г., Зленко С.В. Экспериментальная оценка плавности хода самоходного кормоуборочного комбайна // Труды НАМИ. – 2017. – № 4 (271). – С. 67–74.

Статья поступила:

27.10.2017

Опубликовано:

28.12.2017

Аннотация:

Современные кормоуборочные комбайны (КУК) по плавности хода являются одним из наиболее нагруженных видов самоходных машин, что связано с особенностями их компоновки и условиями эксплуатации. В связи с чем, разработка технических решений по повышению плавности хода КУК – актуальная задача современного комбайностроения, а основой для создания таких средств будет определение уровня действующих нагрузок на остов рассматриваемого класса машин при их движении. В работе представлены результаты экспериментальных исследований по оценке динамических нагрузок и параметров плавности хода самоходного КУК при его движении по дорогам с грунтовым и асфальтобетонным покрытиями на различной скорости. Приведена методика проведения измерений, описаны условия и используемое измерительное оборудование. Представлены реализации усилий и виброускорений в различных частях комбайна, проведён их анализ, а также выделены условия возникновения критических нагрузок на остов самоходного комбайна, сопровождающиеся отрывом колёс от опорной поверхности и значительными ускорениями на остове и адаптере самоходной машины. Представлены результаты спектрального анализа, проведённого по полученным экспериментальным данным. На амплитудно-частотных характеристиках виброускорений в таких частях КУК, как мост управляемых колёс, мост ведущих колёс и адаптер, выделены основные гармоники и характерные им спектры. Показано, что спектры сконцентрированы в низкочастотной области, границы которой ограничены частотой собственных колебаний остова на пневматических шинах и адаптера на подвесе через питатель. На основе полученных экспериментальных данных определена взаимосвязь между компоновкой и особенностями колебаний КУК и определены направления дальнейших научных изысканий по повышению плавности хода и снижению динамических нагрузок на рассматриваемый вид самоходных сельскохозяйственных машин.

Ключевые слова:

кормоуборочный комбайн колебания плавность хода виброускорение реакция опорной поверхности особенности компоновки

Литература:

1. Бабкин К.А. Разумная промышленная политика или как нам выйти из кризиса. – М.: 2008. – 100 с.
2. Бутов А.М. Рынок сельскохозяйственных машин 2016 г. Экономический анализ сегмента мирового рынка. – М.: Национальный исследовательский институт «Высшая школа экономики», Центр развития, 2016. – 68 с.
3. Субаева А.К. Сельскохозяйственное машиностроение России в рамках ВТО // Экономические исследования. – 2013. – № 1. – С. 14–28.
4. Сиротин П.В., Лебединский И.Ю. Анализ требований и регламентов к параметрам вибрации на рабочем месте транспортно-технологических машин / Наука в современном мире: XVІІ Международная научно-практическая конференция, 20 февраля 2017 г., г. Киев. 1 часть. – Киев: Архивариус. – 2017. – С.74–81.
5. Сиротин П.В., Черненко А.Б., Татьянин Д.П. Влияние конструкций рабочих органов на вибронагруженность кабин зерноуборочных комбайнов / Подъёмно-транспортные и строительные системы: наука и инновации: межвуз. сб. науч. тр. ЮРГПУ (НПИ). – Новочеркасск, 2016. – С. 94–99.
6. Жилейкин М.М. Моделирование систем транспортных средств: учеб. пособие. – М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана. – 2016. – 144 с.
7. Ioan Doré Landau, Tudor-Bogdan Airimitoaie, Abraham Castellanos-Silva, Aurelian Constantinescu Adaptive and Robust Active Vibration Control: Methodology and Tests. – Springer, 2017. – 405 p.
8. Белоусов Б.Н., Попов С.Д. Колёсные транспортные средства особо большой грузоподъёмности. Конструкция. Теория. Расчёт / Под общ. ред. Б.Н. Белоусова. – М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана. – 2006. – 728 с.
9. Проектирование полноприводных колёсных машин: учебник для вузов: В 3 т. Т. 3 / Б.А. Афанасьев, Б.Н. Белоусов, Г.И. Гладов, Л.Ф. Жеглов, В.Н. Зузов, Г.О. Котиев, А.А. Полунгян, А.Б. Фоминых; под ред. А.А. Полунгяна. – М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана. – 2008. – 432 с.

Полный текст: www.elibrary.ru

Автор(ы):

Дьяков Алексей Сергеевич, канд. техн. наук, доцент¹

Аффилиация:

¹ ФГБОУ ВО «Московский государственный технический университет имени Н.Э. Баумана», г. Москва 105005, Российская Федерация

Образец цитирования:

Дьяков А.С. Анализ отечественного и зарубежного опыта создания безэкипажных наземных транспортных средств специального назначения // Труды НАМИ. – 2017. – № 4 (271). – С. 75–90.

Статья поступила:

26.08.2017

Опубликовано:

28.12.2017

Аннотация:

В работе рассмотрен отечественный и зарубежный опыт создания безэкипажных наземных транспортных средств (БНТС) специального назначения. Выявлены основные направления развития конструкции БНТС: роботизация существующих образцов транспортных средств, с внедрением систем дистанционного управления; создание БНТС на основе элементной базы ходовых систем, спроектированных для экипажного применения; создание БНТС, изначально спроектированных для безэкипажного применения. Рассмотрена классификация БНТС специального назначения, принятая в отечественной и зарубежной технической литературе. Проанализированы этапы развития отечественной наземной робототехники. Анализ известных работ показал, что все современные исследования, связанные с созданием БНТС, направлены на обеспечение управляемого движения без экипажа, но практически отсутствуют работы, направленные на повышение подвижности. Это связано с тем, что существующие в Российской Федерации БНТС тяжёлого и среднего классов построены на базе ходовых систем, предназначенных для размещения экипажа и сконструированных по требованиям, ограничивающим психофизиологические возможности человека. В этой связи существует необходимость разработки нового метода обеспечения высокой подвижности БНТС на этапе проектирования, с учётом отсутствия ограничений, накладываемых психофизиологическими возможностями экипажа по виброударным нагрузкам, скорости восприятия зрительной информации, воздействию на органы управления БНТС, и геометрического положения человека относительно опорной поверхности. При проектировании БНТС отсутствие ограничений, накладываемых психофизиологическими возможностями экипажа, позволяет реализовать более высокие показатели подвижности с применением новых методов проектирования, с использованием имитационного математического моделирования. 

Ключевые слова:

безэкипажное наземное транспортное средство подвижность методы проектирования ходовая система

Литература:

1. Дьяков А.С., Котиев Г.О. Основы метода проектирования ходовых систем безэкипажных наземных транспортных средств // Труды НАМИ. – 2016. – № 4 (267). – С. 45–53.
2. Рудианов Н.А., Хрущёв В.С. Обоснование облика боевых и обеспечивающих робототехнических комплексов Сухопутных войск // Инженерный журнал: наука и инновации, 2013, вып. 8. URL: http://engjournal.ru/catalog/pribor/robot/937.html (дата обращения: 26.08.2017).
3. Кудряшов В.Б., Лапшов В.С., Носков В.П., Рубцов И.В. Проблемы роботизации ВВТ в части наземной составляющей // Известия ЮФУ. Технические науки. – 2014. – № 3 (152). – С. 42–57.
4. Робототехнический комплекс разминирования «Уран-6». URL: http://766uptk.ru/index.php?do=static&page=uran-6 (дата обращения: 11.03.2016).
5. Официальный сайт Министерства обороны США. URL: https://www.defense.gov/ (дата обращения: 05.05.2017).
6. Планетоходы / Под ред. А.Л. Кемурджиана. – М.: Машиностроение, 1982. – 319 с.
7. Захаров Ю.В. Мобильные робототехнические и дистанционно-управляемые роботы для ликвидации последствий аварии на Чернобыльской АЭС / В кн. «Москва – Чернобылю» / Под ред. А.А. Дьяченко. – М.: Воениздат, 1998. – 554 с.
8. Калинин А.В., Носков В.П., Рубцов И.В. Средства, обеспечивающие автономное движение наземных РТК // Известия ЮФУ. Технические науки. – 2012. – № 11 (136). – С. 71–81.
9. Концерн «Калашников» представил на «Армии-2016» боевые возможности нового автоматизированного комплекса «Соратник». URL: https://kalashnikov.com/press/news/news_229.html (дата обращения: 06.05.2017).
10. ОАО «Ижевский радиозавод» на выставке вооружений RAE 2013 представил мобильный робототехнический комплекс. URL: https://topwar.ru/33872-oao-izhevskiy-radiozavod-na-vystavke-vooruzheniy-rae-2013-predstavil-mobilnyy-robototehnicheskiy-kompleks.html (дата обращения: 06.05.2017).
11. Беспилотный КАМАЗ готов к испытаниям. URL: http://www.kamaz.ru/press/news/bespilotnyy_kamaz_uzhe_na_doroge/ (дата обращения: 03.03.2016).
12. Нагайцев М.В., Сайкин А.М., Ендачёв Д.В. «Беспилотные» автомобили – этапы разработки и испытаний // Журнал ААИ. – 2012. – № 5 (76). – С. 32–39.
13. Голь С.А., Нгуен Т.Н., Погудаев А.А. Аппаратное обеспечение беспилотной системы управления автомобилем с механической коробкой передач // Вестник РГРТУ. – 2013. – № 4-3 (46). – С. 12–18.
14. Батанов А.Ф., Грицынин С.Н., Муркин С.В. Робототехнические системы для применения в условиях чрезвычайных ситуаций // Специальная техника. – 2000. – № 2. – С. 16.
15. Иванов В.А., Кулешов В.С., Медведев В.С., Чемоданов Б.К. Кафедра «Специальная робототехника и мехатроника» МГТУ им. Н.Э. Баумана. История кафедры. – М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2001. – 108 с.
16. Носков В.П., Рубцов И.В. Опыт решения задачи автономного управления движением мобильных роботов // Мехатроника, автоматизация, управление. – 2005. – № 12. – С. 21–24.
17. Забавников Н.А., Кемурджиан А.Л., Рождественский Ю.Л. и др. / В кн.: Машины, приборы, стенды. – М.: МВТУ им. Н.Э. Баумана. – 1974. – Вып. 4. – С. 94.
18. Забавников Н.А., Наумов В.Н., Рождественский Ю.Л. и др. Определение сил и моментов для случая взаимодействия прямолинейно движущегося колеса с деформируемым грунтом // Известия вузов. Машиностроение. – 1975. – № 3. – С. 121–126.
19. Наумов В.Н. Исследование взаимодействия жёсткого колеса лунохода с деформируемым основанием в режимах прямолинейного движения и бортового поворота машины: дисс… канд. техн. наук. – М.: МВТУ им. Н.Э. Баумана, 1972. – 410 с.
20. Батанов А.Ф., Грицынин С.Н., Муркин С.В. Робототехнические системы для применения в условиях чрезвычайных ситуаций, разработанные в МГТУ им. Н.Э. Баумана // Безопасность в техносфере. – 2007. – № 1. – С. 54–59.
21. Батанов А.Ф., Тодосейчук С.П., Самойлов К.И. Применение робототехнических средств при ликвидации радиационных аварий // Сборник научно-технических трудов. – Москва. – 2006. – С. 213–220.
22. Батанов А.Ф., Грицынин С.Н., Муркин С.В. Робототехнические системы для применения в условиях чрезвычайных ситуаций (назначение, опыт эксплуатации, направления совершенствования) // Безопасность в техносфере. – 2006. – № 2. – С. 41–44.
23. Батанов А.Ф., Грицин С.Н., Муркин С.В. Технология применения дистанционно-управляемых мобильных комплексов // Специальная техника. – 2000. – № 2. – С. 31.
24. Батанов А.Ф., Грицынин С.Н., Муркин С.В. Робототехнические комплексы для обеспечения специальных операций // Специальная техника. – 1999. – № 6. – С. 24.
25. Батанов А.Ф., Грицынин С.Н., Муркин С.В. Мобильные роботизированные взрывотехнические комплексы // Специальная техника. – 1999. – № 4. – С. 21.
26. Каляев И.А., Капустян С.Г. Групповое управление роботами: проблемы, решения // Известия высших учебных заведений. Машиностроение. – 2011. – № 13. – С. 7–12.
27. Каляев И.А., Шеремет И.А. Военная робототехника: выбор пути // Мехатроника, автоматизация, управление. – 2008. – № 2. – С. 32–34.
28. Сиротенко М.Ю., Пшихопов В.Х. Принципы построения нейросетевых планировщиков перемещений мобильных роботов для априори неформализуемых сред // Известия ЮФУ. Технические науки. – 2008. – № 1 (78). – С. 196–197.
29. Чернухин Ю.В., Пшихопов В.Х., Писаренко С.Н., Трубачёв О.Н. Программно-аппаратный комплекс моделирования нейросетевых систем управления интеллектуальных мобильных роботов // Мехатроника, автоматизация, управление. – 2002. – № 1. – С. 27.
30. Капустян С.Г. Методы и алгоритмы коллективного управления роботами при их групповом применении: дисс… д-ра техн. наук. – Ростов-на-Дону, ГНУ «Южный федеральный университет», 2008. – 310 с.
31. Корчак В.Ю., Лапшов В.С., Рубцов И.В. Перспективы развития наземных робототехнических комплексов военного и специального назначения // Известия ЮФУ. Технические науки. – 2015. – № 10 (171). – С. 83–95.
32. Иваненков В.В., Кутузов А.Н., Панков В.А., Рубцов И.В. Роботизированная система охраны и обороны специальных объектов и участков границы // Вестник Московского государственного технического университета им. Н.Э. Баумана. Серия: Машиностроение. – 2012. – № 11. – С. 5–14.
33. Лапшов В.С., Носков В.П., Рубцов И.В. Опыт создания автономных мобильных робототехнических комплексов специального назначения // Вестник Московского государственного технического университета им. Н.Э. Баумана. Серия: Приборостроение. – 2011. – Спец. вып. «Специальная робототехника и мехатроника». – С. 7–24.
34. Кулешов В.С., Котиев Г.О., Серебренный В.В. Управление мобильным робототехническим комплексом на базе двузвенной сочленённой машины / Кибернетика и технологии XXI века: материалы международной конференции. – Воронеж, 2001. – С. 615–623.
35. Мехатронные средства для автоматизации современных и перспективных роботизированных специальных систем: Научно-технический отчёт / Руководитель темы Рубцов И.В. – М.: НИИ Специального Машиностроения, 2001. – 68 с.
36. Серебренный В.В. Моделирование робототехнического комплекса на базе двузвенной сочленённой машины // Мехатроника, автоматизация, управление. – 2002. – № 1. – С. 11–16.
37. Серебренный В.В., Котиев Г.О., Рубцов И.В. и др. Исследование характеристик криволинейного движения мобильного робототехнического комплекса // Мехатроника, автоматизация, управление. – 2002. – № 4. – C. 21–35.
38. Брискин Е.С., Чернышев В.В., Малолетов А.В. Алгоритмы управления движением шагающей машины при преодолении препятствий / Экстремальная робототехника: материалы XIV науч.-техн. конф. – СПб.: СПбГПУ, ЦНИИ РТК, 2004. – C. 191–196.
39. Брискин Е.С., Малолетов А.В., Шаронов Н.Г. Динамика группы шагающих машин при совместном выполнении транспортных операций / Проблемы динамики и прочности исполнительных механизмов и машин: тез. докл. II научной конф., Астрахань, 7-10 сентября 2004 г. – Астрахань: Астраханский государственный технический университет и др., 2004. – C. 40–41.
40. Брискин Е.С. Динамика движения многоногих статически устойчивых шагающих машин опорной проходимости / Третья всероссийская конференция по механике и управлению движением шагающих машин: тез. докл. – Волгоград: ВолгГТУ, 1995. – C. 4.
41. Брискин Е.С., Григорян Г.Г., Рогаткин В.А. Динамика маршевых режимов движения многоногих шагающих роботов / IV всесоюзное совещание по робототехническим системам. – 1987. – C. 237.
42. Брискин Е.С., Чернышев В.В. Динамика шагающих машин с цикловыми движителями в условиях пониженной гравитации / Планетоходы, космическая робототехника и наземные роверы для экстремальных условий: матер. 2-го междунар. семинара, Санкт-Петербург, 4-6 октября 2004. – СПб.: ОАО «ВНИИ транспортного машиностроения», ЗАО НТЦ «Ровер», 2004. – C. 83–90.
43. Брискин Е.С., Чернышев В.В., Пряничников В.Е. Макет шагающего робота для отработки алгоритмов автономного управления движением при проведении аварийно-технических операций / Мехатроника, автоматизация, управление (МАУ-2008): 5 науч.-техн. конф. в рамках 2 рос. мультиконф. по пробл. управления: матер. конф., Санкт-Петербург, 14-16 октября 2008 г. – СПб.: Гос. науч. центр РФ ЦНИИ «Электроприбор» [и др.], 2008. – C. 158–161.
44. Груздев Н.И. Танки. Теория: учеб. пособие для академий и втузов. – Свердловск: Государственное издательство машиностроительной литературы, 1944. – 481 с.
45. Котиев Г.О., Дьяков А.С. Метод разработки ходовых систем высокоподвижных безэкипажных наземных транспортных средств // Известия ЮФУ. Технические науки. – 2016. – Т. 174. – № 1. – С. 186–197.

Полный текст: www.elibrary.ru