Автор(ы):
Бахмутов Сергей Васильевич, д-р техн. наук, профессор
заместитель генерального директора по науке1
Аффилиация:
1ГНЦ РФ ФГУП «НАМИ», г. Москва 125438, Российская Федерация
Образец цитирования:
Бахмутов С.В. Объединённый форум МАНФ-2020 и Автонет-2020: итоги и перспективы // Труды НАМИ. – 2020. – № 4 (283). – С. 6–10. DOI: 10.51187/0135-3152-2020-4-6-10.
Статья поступила:
18.11.2020
Опубликовано:
07.12.2020
Аннотация:
14–15 октября 2020 г. в онлайн-режиме был проведён Объединённый международный автомобильный научный форум МАНФ-2020 «Наземные интеллектуальные транспортные средства и системы» и Автонет-2020 «Форум инновационных транспортных технологий». Впервые было проведено совместное мероприятие на базе уже известных и признанных в России и за рубежом форумов МАНФ и Автонет, что вызвало повышенный интерес как традиционных участников, так и большого числа новых специалистов, о чём свидетельствует общее число участников (более 1000 человек). Открытие Объединённого форума сопровождалось вступительным словом известных руководителей, во многом определяющих пути и темпы развития ключевых отраслей страны. Перечень обсуждаемых вопросов оказался достаточно широким: от будущего услуг для подключённых транспортных средств и мобильности после пандемии до технологии 5G и спутниковой связи для высокоавтоматизированных транспортных средств и формирования перспективной системы взаимодействия дорожной инфраструктуры и беспилотных транспортных средств. Особое внимание было уделено подготовке специалистов по приоритетным направлениям разработки, создания, испытаний и эксплуатации интеллектуальных транспортных средств и систем. На форуме состоялось вручение премий “AUTONET AWARDS 2020” и проведён финал конкурса научных работ студентов, аспирантов и молодых специалистов. В рамках Объединённого форума было заслушано более 180 докладов. Участники форума ознакомились с разработками ФГУП «НАМИ» в области интеллектуальных транспортных средств и их компонентов.
Ключевые слова:
МАНФ-2020
Автонет-2020
интеллектуальные транспортные системы
транспортные технологии
беспилотный транспорт
дорожная инфраструктура
автономное движение
Полный текст: https://elibrary.ru/contents.asp?titleid=26733
Автор(ы):
Кичжи Анатолий Сергеевич, канд. техн. наук
старший эксперт1
Гируцкий Ольгерт Иванович, д-р техн. наук, профессор
заместитель председателя1
Аффилиация:
1Экспертный совет ГНЦ РФ ФГУП «НАМИ», г. Москва 125438, Российская Федерация
Образец цитирования:
Кичжи А.С., Гируцкий О.И. Аналитический обзор конструкций вспомогательных тормозных систем (тормозов-замедлителей) автомобилей // Труды НАМИ. – 2020. – № 4 (283). – С. 11–26. DOI: 10.51187/0135-3152-2020-4-11-26.
Статья поступила:
04.08.2020
Опубликовано:
07.12.2020
Аннотация:
Введение. Данная работа посвящена развитию конструкций одного из важнейших элементов активной безопасности – вспомогательных тормозных систем автомобилей, работающих в сложных дорожных условиях.
Цель исследования – выявление современных тенденций развития тормозов-замедлителей на примере опыта ведущих автомобильных стран и наработок ФГУП «НАМИ» прошлых лет, а также стимулирование собственных исследований в этой области, которые не проводились более 30 лет.
Методология и методы. Материал статьи является итогом анализа отечественной нормативной базы в отношении средств активной безопасности, а также соответствующих законодательных актов стран Европейского союза, обязывающих оснащать некоторые категории транспортных средств тормозами-замедлителями. Уточнена терминология, применяемая в отношении данного вида агрегатов.
Результаты и научная новизна. Проведённые исследования современных свойств и конструкций тормозов-замедлителей ведущих производителей позволяют определить основные направления развития отечественных разработок в области энергоёмких тормозных систем.
Практическая значимость заключается в систематизации различных типов замедлителей, с их достоинствами и недостатками, позволяющей определиться в оптимизации выбора конструкции для конкретного типа транспортного средства.
Ключевые слова:
тормоз-замедлитель
моторный
декомпрессионный
трансмиссионный
гидродинамический
электродинамический
мощностной баланс автомобиля
потери мощности
замедление
Список использованных источников:
1. Гусаков Н.В., Кисуленко Б.В. Техническое регулирование в автомобилестроении. Словарь-справочник. – М.: Машиностроение, 2008. – С. 169, 187.
2. Новичкова А. Компоненты «Водитель, нажми на тормоза» // Автоперевозчик. – 2008. – № 11 (98). URL: http://transler.ru/content/arxiv_perevozhic/perevozhic_08/perevozhic_98/Komponenty_quotVoditel_nazhmi_na_tormozaquot (дата обращения: 04.08.2020).
3. Кичжи А.С. Тормоза-замедлители грузовых автомобилей и автобусов // Автомобильная промышленность. – 1984. – № 7. – С. 38–40.
4. Другие тормоза // АВТОТРАК. – 2012. – 01.02.2012. URL: http://www.autotruck-press.ru/articles/4298/ (дата обращения: 04.08.2020).
5. Detroit Repair Manuals. Section 1.36. Jake Brake. URL: http://www.detroitmanuals.info/series-60/040224.html# (дата обращения: 04.08.2020).
6. Гапоян Д.Т., Дьячков Н.К. Автомобильные лопастные гидрозамедлители. – М.: НИИНАвтопром, 1968. – С. 9–11, 30–33.
7. Гапоян Д.Т., Кичжи А.С., Гаронин Л.С. Исследование потерь в трансмиссии, вызываемых тормозамизамедлителями // Автомобильная промышленность. – 1973. – № 10. – С. 22–24.
8. Кичжи А.С., Гапоян Д.Т. Расчёт систем охлаждения гидродинамических тормозов-замедлителей // Труды НАМИ. – 1974. – № 150. – С. 20–34.
9. Приводной узел с тормозом-замедлителем: патент 2314946 Рос. Федерация. № 2005110934/11; заявл. 15.09.2003; опубл. 20.01.2008, Бюл. № 2. – 12 с.
10. Жуков С. Mercedes-Benz испытывает «вечное» сцепление для «Арокса». URL: https://dvizhok.su/komtrans/mercedes-benz-ispyityivaet-vechnoesczeplenie-dlya-aroksa/ (дата обращения: 04.08.2020).
11. Гируцкий О.И., Тарасик В.П., Рынкевич С.А. Развитие конструкций и перспективы автоматических трансмиссий // Наука и образование: научное издание МГТУ им. Н.Э. Баумана. – 2014. – № 3. – С. 59–94.
12. Kichzhi A.S., Girutsky O.I., Esenovsky-Lashkov Ju.K. [Kühlsystem des Strönunosgetriebes und der Hydraulikbremse von Transportfahrzeugen], Deutsche Demokratische Republik AMT Patentschrift no. 133844, 24.01.79, int. Cl. F 16 H 41/30.
13. Тамоян Г.С., Нурмухаметов М.И. Экспериментальные исследования автомобильного электродинамического замедлителя с массивным дисковым ротором // Труды МЭИ. Электрические машины. – 1972. – № 138. – С. 118–119.
14. Global Vehicle Retarder Market, 2017. URL: https://in.pinterest.com/pin/415597871853915337/ (дата обращения: 04.08.2020).
Полный текст: https://elibrary.ru/contents.asp?titleid=26733
Автор(ы):
Коровкин Игорь Алексеевич, канд. экон. наук
исполнительный директор1
Аффилиация:
1НП «Объединение автопроизводителей России», г. Москва 127106, Российская Федерация
Образец цитирования:
Коровкин И.А. К вопросу об обороте запасных частей в Российской Федерации // Труды НАМИ. – 2020. – № 4 (283). – С. 27–31. DOI: 10.51187/0135-3152-2020-4-27-31.
Статья поступила:
04.09.2020
Опубликовано:
07.12.2020
Аннотация:
Введение. Сохраняющаяся на протяжении многих лет тенденция иметь автомобиль в собственности длительное время при недорогом техническом обслуживании и ремонте привела к широкому использованию в сервисе деталей, узлов и агрегатов от автомобилей, выведенных из эксплуатации. При этом на дороге оказывается автомобильная техника с непредсказуемыми показателями безопасности.
Цель исследования состоит в нахождении способов снижения негативного влияния бывших в употреблении запасных частей на безопасность дорожного движения.
Методология и методы. Анализ практики использования бывших в употреблении запасных частей позволил определить условия легализации их применения.
Результаты. Предложены пути законодательного регулирования использования бывших в употреблении запасных частей и восстановленных агрегатов.
Практическая значимость. Повышение безопасности дорожного движения и экономической эффективности работ малых предприятий в области технического обслуживания и ремонта колёсных транспортных средств.
Ключевые слова:
утилизация
восстановительный ремонт
автокомпоненты
запасные части
Список использованных источников:
1. РД 37.009.026-92 Положение о техническом обслуживании и ремонте автотранспортных средств, принадлежащих гражданам (легковые и грузовые автомобили, автобусы, минитрактора). – Введ. 01.01.1993. – М.: Министерство промышленности Российской Федерации, Департамент автомобильной промышленности, 1992.
2. Информационная служба Представительства ДЖЕТРО в Москве. «Бизнес в сфере утилизации автомобилей в Японии» // Журнал автомобильных инженеров. – 2007. – № 6 (47).
3. Технический регламент Таможенного союза «О безопасности колёсных транспортных средств» № 018/2011.
4. Правило ООН № 133. Единообразные предписания, касающиеся официального утверждения автотранспортных средств в отношении возможности их повторного использования, утилизации и восстановления. URL: http://www.unece.org/fileadmin/DAM/trans/main/wp29/wp29regs/2015/R133r.pdf (дата обращения: 04.09.2020).
5.Соглашение о принятии согласованных технических правил Организации Объединённых Наций для колёсных транспортных средств, предметов оборудования и частей, которые могут быть установлены и/или использованы на колёсных транспортных средствах, и об условиях взаимного признания официальных утверждений, выдаваемых на основе этих предписаний. – ООН, 1998.
6. Федеральный закон от 07.02.1992 № 2300-1 «О защите прав потребителей» (ред. от 24.04.2020).
Полный текст: https://elibrary.ru/contents.asp?titleid=26733
Автор(ы):
Чичекин Илья Викторович, канд. техн. наук
доцент1
Левенков Ярослав Юрьевич, канд. техн. наук
доцент1
Вольская Наталья Станиславовна, д-р техн. наук
профессор1
Ширяев Константин Николаевич, инженер-конструктор 1 категории2
Ястребов Геннадий Юрьевич, канд. техн. наук
доцент3
Аффилиация:
1Кафедра СМ-10 «Колёсные машины», Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Московский государственный технический университет имени Н.Э. Баумана (национальный исследовательский университет)», г. Москва 105005, Российская Федерация
2Управление «Тракторы» Центра «Тракторы и автомобили» ГНЦ РФ ФГУП «НАМИ», г. Москва 125438, Российская Федерация
3Кафедра «Наземные транспортные системы», Рубцовский индустриальный институт (филиал) ФГБОУ ВО «Алтайский государственный технический университет им. И.И. Ползунова», г. Рубцовск 658207, Российская Федерация
Образец цитирования:
Чичекин И.В., Левенков Я.Ю., Вольская Н.С., Ширяев К.Н., Ястребов Г.Ю. Моделирование движения колёсной машины высокой проходимости по деформируемому грунту // Труды НАМИ. – 2020. – № 4 (283). – С. 32–41. DOI: 10.51187/0135-3152-2020-4-32-41.
Статья поступила:
17.04.2020
Опубликовано:
07.12.2020
Аннотация:
Введение. Совершенствование конструкций колёсных машин (КМ), предназначенных для эксплуатации на территориях со слабо развитой дорожной сетью, является важной задачей. Повышение эффективности эксплуатации транспортных средств позволяет существенно снизить себестоимость грузовых перевозок в труднодоступные районы нашей страны, а также проводить освоение новых территорий. Многообразие грунтовых поверхностей территории Российской Федерации вызывает сложность выбора параметров автомобиля на ранних стадиях проектирования. В связи с высоким уровнем развития вычислительной техники, целесообразно использовать методы имитационного моделирования движения КМ.
Цель исследования – применить новые подходы при расчёте параметров взаимодействия колёсного движителя с грунтом, учитывающие основные особенности конструкции КМ, позволяющие точнее моделировать процесс движения транспортного средства по грунтовой поверхности и учитывающие взаимовлияние различных систем на проходимость транспортного средства при движении по деформируемым опорным поверхностям.
Методология и методы. В статье представлен метод имитационного моделирования движения КМ высокой проходимости по деформируемому грунту. Метод основан на принципе создания математической модели КМ в среде динамики твёрдых тел, расширенной новыми моделями. Особенности моделирования взаимодействия эластичной шины с деформируемым грунтом заключаются в создании дополнительной динамической библиотеки. Алгоритм этой библиотеки использует модель взаимодействия эластичной шины с деформируемым грунтом, разработанную профессором Я.С. Агейкиным и дополненную его учениками.
Результаты и научная новизна. В статье рассмотрен пример прямолинейного движения КМ на суглинке, приведены результаты исследования. Рассмотренный подход позволяет комплексно исследовать проходимость КМ при движении по деформируемым опорным поверхностям. Математическая модель учитывает основные системы КМ и их характеристики: двигатель, трансмиссию, механизмы распределения потоков мощности (дифференциалы) и их состояние, колёсный движитель, массово-инерционные свойства звеньев КМ.
Практическая значимость. Разработанный метод позволяет анализировать проходимость КМ как уже существующих, так и вновь разрабатываемых. Позволяет изучать взаимовлияние систем КМ на возможность движения по различным грунтовым поверхностям. Определять нагрузки на несущие элементы КМ, в том числе и получать историю нагружения для оценки ресурса.
Ключевые слова:
колёсная машина высокой проходимости
дорожно-грунтовые условия
взаимные деформации шины и грунта
расчёт динамики твёрдых тел
динамические процессы «шина–грунт»
Список использованных источников:
1. Агейкин Я.С. Вездеходные колёсные и комбинированные движители. Теория и расчёт. – М.: Машиностроение, 1972. – 184 с.
2. Агейкин Я.С. Проходимость автомобилей. – М.: Машиностроение, 1981. – 232 с.
3. Bekker M.G. Introduction to terrain-vehicle systems. – Ann Arbor: University of Michigan Press, 1969. – 520 p.
4. Wong J.Y. Theory of Ground Vehicles. – New York: Wiley IEEE, 2001. – 560 p.
5. Бабков В.Ф., Бируля А.К., Сиденко В.М. Проходимость колёсных машин по грунту. – М.: Автотрансиздат, 1959. – 189 с.
6. Барахтанов Л.В., Беляков В.В., Кравец В.Н. Проходимость автомобиля. – Н. Новгород: Изд-во НГТУ, 1996. – 200 с.
7. Ларин В.В. Теория движения полноприводных колёсных машин: учебник. – М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2010. – 391 с.: ил.
8. Котиев Г.О., Шарипов В.М., Щетинин Ю.С., Хашем М.Ш. Подбор шин низкого давления для сельскохозяйственных тракторов и вездеходных транспортных средств // Современные тенденции развития науки и технологий. – 2016. – Вып. 7-2. – С. 46–51.
9. Горбатовский А.В., Котиев Г.О., Чулюкин А.О., Васильев В.В. Теоретическое исследование буксования движителя в начале движения автомобиля, оснащённого различными трансмиссиями, на деформируемом грунте // Журнал автомобильных инженеров. – 2016. – № 2. – С. 12–14.
10. Горелов В.А., Падалкин Б.В., Чудаков О.И. Математическая модель прямолинейного движения по деформируемой опорной поверхности двухзвенного седельного автопоезда с активным полуприцепным звеном // Вестник Московского государственного технического университета им. Н.Э. Баумана. Серия «Машиностроение». – 2017. – № 2. – С. 121–138.
11. Падалкин Б.В., Горелов В.А., Чудаков О.И. Повышение энергоэффективности автопоезда при движении в тяжёлых дорожных условиях за счёт выбора рациональных параметров систем привода прицепных звеньев // Труды НАМИ. – 2017. – № 1 (268). – С. 60–66.
12. Горелов В.А., Карташов А.Б., Ковтун К.И., Комиссаров А.И. Разработка математической модели шарнирно-сочленённого транспортного средства для Арктических зон РФ, Крайнего Севера и Дальнего Востока // Известия Московского государственного технического университета МАМИ. – 2017. – № 2 (32). – С. 16–24.
13. Кошарный Н.Ф. Технико-эксплуатационные свойства автомобилей высокой проходимости. – Киев: Вища школа, 1981. – 207 с.
14. Теория силового привода колёс автомобилей высокой проходимости / С.Б. Шухман, В.И. Соловьёв, Е.И. Прочко. – М.: Агробизнесцентр, 2007. – 333 с.: ил., табл.; 25 см. – ISBN 978-5-902792-15-4.
15. Volskaya N.S., Zhileykin M.M. and Zakharov A.Y. Mathematical model of rolling an elastic wheel over deformable support base // IASF-2017. IOP Conf. Series: Materials Science and Engineering 315 (2018) 012028. – DOI: 10.1088/1757-899X/315/1/012028.
16. Агейкин Я.С., Вольская Н.С., Чичекин И.В. Проходимость автомобиля. – М.: МГИУ, 2010. – 275 с.
17. Вольская Н.С. Разработка методов расчёта опорно-тяговых характеристик колёсных машин по заданным дорожно-грунтовым условиям в районах эксплуатации: автореферат дисс. … д-ра техн. наук. – М.: Московский государственный технический университет им. Н.Э. Баумана, 2008. – 35 с.
18. Чичекин И.В. Разработка пространственных динамических моделей колёсных машин для анализа проходимости при движении по неровным грунтовым поверхностям: автореферат дисс. … канд. техн. наук. – М.: Московский государственный индустриальный университет, 2010. – 25 с.
19. Сапожников В.В. Метод оценки проходимости многоколёсных транспортных средств большой грузоподъёмности по обследованным маршрутам на слоистых грунтах: автореферат дисс. … канд. техн. наук. – М.: З-д-втуз при Моск. автомоб. з-де им. И.А. Лихачёва, 1985. – 18 с.
20. Ястребов Г.Ю. Оценка тяговых возможностей колёсных машин на грунтах с низкой несущей способностью: автореферат дисс. … канд. техн. наук. – М.: Моск. автомобилестроит. ин-т, 1990. – 17 с.
21. Кульчицкий-Сметанка В.М. Оценка динамики взаимодействия колёсной машины с неровной грунтовой поверхностью: дисс. … канд. техн. наук. – М.: Моск. гос. индустр. ун-т, 2002. – 180 с.
22. Вольская Н.С., Кузнецов А.В., Левенков Я.Ю., Палагута К.А., Ширяев К.Н. Автоматизированный стенд для определения деформации грунта в условиях циклического взаимодействия с эластичным колесом // Труды ФГУП «НПЦАП». Системы и приборы управления. – 2016. – № 3. – С. 19–27.
23. Вольская Н.С., Агейкин Я.С., Чичекин И.В., Ширяев К.Н. Методика определения глубины колеи под колёсами многоосной машины с учётом физико-механического состояния грунта // Журнал автомобильных инженеров. – 2013. – № 2 (79). – С. 22–25.
24. Бабийчук А.Э., Агейкин Я.С., Вольская Н.С. Методика определения потерь мощности на качение колёсного движителя с учётом типа трансмиссии и давления воздуха в шинах машины // Журнал автомобильных инженеров. – 2013. – № 2 (79). – С. 44–47.
25. Чичекин И.В., Левенков Я.Ю., Зуенков П.И., Максимов Р.О. Формирование закона управления углом поворота рулевого колеса для поддержания заданной траектории движения автомобиля // Труды НАМИ. – 2019. – № 3 (278). – С. 53–61.
Полный текст: https://elibrary.ru/contents.asp?titleid=26733
Автор(ы):
Биксалеев Ринат Шакирович, аспирант1
Карпухин Кирилл Евгеньевич, канд. техн. наук, доцент
директор проекта1
Климов Александр Владимирович, канд. техн. наук
старший преподаватель1
Маликов Рамиль Раильевич, аспирант1
Аффилиация:
1ГНЦ РФ ФГУП «НАМИ», г. Москва 125438, Российская Федерация
2Московский автомобильно-дорожный государственный технический университет (МАДИ), г. Москва 125319, Российская Федерация
Образец цитирования:
Биксалеев Р.Ш., Карпухин К.Е., Климов А.В., Маликов Р.Р. Имитационная модель системы термостатирования тяговой аккумуляторной батареи с пассивным охлаждением // Труды НАМИ. – 2020. – № 4 (283). – С. 42–51. DOI: 10.51187/0135-3152-2020-4-42-51.
Статья поступила:
13.08.2020
Опубликовано:
07.12.2020
Аннотация:
Введение. Электрифицированные транспортные средства (ЭТС) в последние годы активно развиваются в мегаполисах Российской Федерации. В связи со специфичными климатическими условиями нашей страны производители ЭТС сталкиваются со сложностями при проектировании и при создании имитационных моделей, а также при выборе расчётных случаев для них. Основным критерием безопасности и степени деградации (SoH) тяговой аккумуляторной батареи (ТАБ) является диапазон температур, при которых она эксплуатируется.
Цель исследования – расчёт теплового состояния ТАБ при воздействии экстремальных температур в данном регионе.
Методология и методы. Методом исследования является создание модели системы термостатирования ТАБ, а также анализ климатических условий региона.
Результаты и научная новизна. Температура эксплуатации оказывает влияние на эксплуатационные характеристики ЭТС, в частности на пробег на одном заряде, на степень уменьшения ёмкости в процессе эксплуатации, и другие технические параметры ТАБ. В свою очередь создание сложных схем охлаждения экономически нецелесообразно как при производстве, так и при обслуживании. Учитывая климатические условия нашей страны, выбираются возможные регионы эксплуатации. В статье приведена последовательность выбора расчётных случаев для имитационной модели. После определения конструкции и параметров подогрева ТАБ был частично использован полный факторный эксперимент для оценки эффективности системы термостатирования с пассивным охлаждением. Разрядные токи, степень заряженности для единичного аккумулятора были получены при моделировании работы и состояния компонентов тягового электрического оборудования, в том числе ТАБ при моделировании движения ЭТС.
Практическую значимость. В статье освещена проблематика безопасной продолжительной эксплуатации, а также указаны оптимальные, рабочие и критические диапазоны температур при эксплуатации единичных литий-ионных аккумуляторов.
Ключевые слова:
электрифицированные транспортные средства
имитационное моделирование
пассивное охлаждение аккумуляторной батареи
электромобиль
литий-ионный аккумулятор
Список использованных источников:
1. Бахмутов С.В., Гайсин С.В., Теренченко А.С., Карпухин К.Е., Курмаев Р.Х., Зиновьев Е.В. Способ повышения энергоэффективности электромобильного транспорта // Журнал автомобильных инженеров. – 2015. – № 4 (93). – С. 4–10.
2. Warner J. The Handbook of Lithium-Ion Battery Pack Design. – Amsterdam, Boston, Heidelberg, London, New York, Oxford, Paris, San Diego, San Francisco, Singapore, Sydney, Tokyo: Elsevier, 2015.
3. Карнацевич И.В., Березин Е.Б. Новые расчётные характеристики температуры воздуха и их статистические прогнозы // Омский научный вестник. – 2009. – № 84. – С. 79–82.
4. Schmidt G., Hansen J., Menne M., Persin A., Rue R. Improvements in the GISTEMP uncertainty model // J. Geophys. Res. Atmos. – 2019. – No. 124 (12). – С. 6307–6326.
5. Курмаев Р.Х., Теренченко А.С., Карпухин К.Е., Стручков В.С., Зиновьев Е.В. Способы поддержания требуемой температуры аккумуляторных высоковольтных батарей электромобилей и автомобилей с комбинированными энергоустановками // Вестник машиностроения. – 2015. – № 6. – С. 52–55.
6. Русин Ю.С., Гликман И.Я., Горский А.Н. Справочник. Электромагнитные элементы радиоэлектронной аппаратуры. – М.: Радио и связь, 1991. – 224 с.
7. Слабоспицкий Р.П., Хажмурадов М.А., Лукьянова В.П. Анализ перспективных систем охлаждения аккумуляторных батарей // Радиоэлектроника и информатика. – 2013. – № 2 (61). – С. 8–12.
8. ООО «Расписание Погоды», «Архив погоды в Москве (ВДНХ)» Метеостанция № 27612. URL: https://rp5.ru/%D0%90%D1%80%D1%85%D0%B8%D0%B2_%D0%BF%D0%BE%D0%B3%D0%BE%D0%B4%D1%8B_%D0%B2_%D0%9C%D0%BE%D1%81%D0%BA%D0%B2%D0%B5_(%D0%92%D0%94%D0%9D%D0%A5) (дата обращения: 19.06.2020).
Полный текст: https://elibrary.ru/contents.asp?titleid=26733
Автор(ы):
Косицын Борис Борисович, канд. техн. наук1
Аффилиация:
1 Кафедра СМ-10 «Колёсные машины», Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Московский государственный технический университет имени Н.Э. Баумана (национальный исследовательский университет)», г. Москва 105005, Российская Федерация
Образец цитирования:
Косицын Б.Б. Оценка влияния дополнительной тормозной системы на нагруженность рабочих тормозных механизмов и среднюю скорость движения высокоподвижных колёсных машин // Труды НАМИ. – 2020. – № 4 (283). – С. 52–61. DOI: 10.51187/0135-3152-2020-4-52-61.
Статья поступила:
26.10.2020
Опубликовано:
07.12.2020
Аннотация:
Введение. Основным свойством для оценки транспортных колёсных машин широкого назначения является подвижность, характеризующаяся проходимостью, быстроходностью и автономностью. При этом для колёсных машин именно быстроходность (высокая средняя скорость) является основным фактором обеспечения высокой подвижности. Одним из перспективных путей повышения быстроходности высокоподвижных колёсных машин является увеличение эффективности торможения за счёт применения дополнительной системы замедления, что позволит сохранить работоспособность рабочей тормозной системы при интенсивном режиме движения.
Цель исследования – повышение подвижности (быстроходности) колёсных машин путём совершенствования тормозных свойств за счёт применения дополнительной тормозной системы.
Методология и методы. Для оценки влияния дополнительной тормозной системы на нагруженность рабочих тормозных механизмов и среднюю скорость движения высокоподвижных колёсных машин по совокупности дорожно-грунтовых условий применяется комплекс натурно-математического моделирования. В рамках данного комплекса реализована возможность исследования движения машины по статистически заданным трассам в режиме «реального времени» под управлением водителя-оператора. В качестве оценки эффективности применения дополнительной тормозной системы используются: температура рабочих тормозных механизмов; снижение энергии, рассеиваемой рабочей тормозной системой в процессе заезда; средняя скорость движения в зависимости от агрегатов трансмиссии, которые вносят вклад в замедление машины.
Результаты и научная новизна. Метод, представленный в данной работе, позволяет на этапе проектирования оценить влияние дополнительной тормозной системы на нагруженность рабочих тормозных механизмов и среднюю скорость движения высокоподвижных колёсных машин в условиях, приближённых к реальной эксплуатации.
Практическая значимость. В рамках работы доказана высокая эффективность применения дополнительной тормозной системы высокоподвижных колёсных машин. Определена степень снижения нагруженности рабочей тормозной системы, а также установлен уровень средних скоростей движения рассматриваемых машин по совокупности дорожных условий.
Ключевые слова:
подвижность
быстроходность
колёсная машина
комплекс натурно-математического моделирования
дополнительная тормозная система
рабочая тормозная система
Список использованных источников:
1. Котиев Г.О., Гумеров И.Ф., Стадухин А.А., Косицын Б.Б. Определение механических характеристик узлов износостойкой тормозной системы высокоподвижных колёсных машин // Труды НГТУ им. Р.Е. Алексеева. – 2020. – № 1 (128). – С. 131–141.
2. Косицын Б.Б., Котиев Г.О., Мирошниченко А.В., Падалкин Б.В., Стадухин А.А. Определение характеристик трансмиссий колёсных и гусеничных машин с индивидуальным электроприводом ведущих колёс // Труды НАМИ. – 2019. – № 3 (278). – С. 22–35.
3. Skotnikov G.I., Jileykin M.M., Komissarov A.I. Increasing the stability of the articulated lorry at braking by locking the fifth wheel coupling / IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. 2017 International Automobile Scientific Forum. – Moscow, IASF 2017. – Vol. 315, issue 1. – 22 February 2018.
4. Chudakov O.I., Gorelov V.A., Gartfelder V.A., Sekletina L.S. Mathematical model of curvilinear motion of an active road train with electromechanical transmission / IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. 2019 International Automobile Scientific Forum on Technologies and Components of Land Intelligent Transport Systems. – Moscow, IASF 2019. – Vol. 819, issue 1. – 29 May 2020.
5. Chudakov O.I., Gorelov V.A. Design features of the steering control systems of road trains and articulated buses / IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. 2019 International Conference on Modern Trends in Manufacturing Technologies and Equipment. – Sevastopol, ICMTME 2019. – Vol. 709, issue 4. – 3 January 2020.
6. Рождественский Ю.Л., Машков К.Ю. О формировании реакций при качении упругого колеса по недеформируемому основанию // Труды МВТУ. – 1982. – № 390. – С. 56–64.
7. Жуков И.С., Дыгало В.Г. Оценка тепловой нагруженности пар трения автоматизированной тормозной системы автомобиля // Труды НГТУ им. Р.Е. Алексеева. – 2018. – № 3 (122). – С. 147–152.
8. Тормозные устройства: Справочник / М.П. Александров, А.Г. Лысяков, В.Н. Федосеев, М.В. Новожилов; Под общ. ред. М.П. Александрова. – М.: Машиностроение, 1985. 312 с., ил.
9. Шалыгин А.С., Палагин Ю.И. Прикладные методы статистического моделирования. – Л.: Машиностроение, Ленингр. отд-ние, 1986. – 320 с.
Полный текст: https://elibrary.ru/contents.asp?titleid=26733
Автор(ы):
Шелгинских Илья Николаевич,
зав. сектором «Интеграции» отдела систем активной безопасности Центра «Интеллектуальные системы»1
Бокарев Александр Игоревич, канд. техн. наук
ведущий инженер-конструктор Центра «Численный анализ и виртуальная валидация»1
Аффилиация:
1 ГНЦ РФ ФГУП «НАМИ», г. Москва 125438, Российская Федерация
Образец цитирования:
Шелгинских И.Н., Бокарев А.И. Разработка комплексной методики проведения испытаний и оценки алгоритмов системы управления подвеской автомобиля // Труды НАМИ. – 2020. – № 4 (283). – С. 62–71. DOI: 10.51187/0135-3152-2020-4-62-71.
Статья поступила:
14.07.2020
Опубликовано:
07.12.2020
Аннотация:
Введение. Натурные испытания остаются важнейшим показателем качества разработанных конструктивных решений. При этом всё более актуальными становятся высокопроизводительные имитационные расчётные комплексы, которые позволяют существенно сократить сроки проведения натурных испытаний вновь разрабатываемых прототипов автомобилей. Задача построения прозрачной связи между натурными и виртуальными испытаниями всегда является актуальной для качественного и эффективного изучения поведения объекта испытаний. В статье затрагиваются актуальные инженерные вопросы разработки комплексных методик оценки для управляемых систем автомобиля.
Цель исследования – решение задачи совокупной оценки различных алгоритмов управления системой подрессоривания для решения интеграционной задачи сравнения алгоритмов управления, независимо от их реализации. Результатом решения данной задачи являются рекомендации с целью доработки алгоритмов для разных условий и режимов движения автомобиля.
Методология и методы. В статье приводятся обоснование и общее описание комплексной методики для управляемой системы подрессоривания шасси автомобиля, последовательность планирования экспериментов и анализа достигнутых результатов. Даётся последовательность построения оценочной «конфликтной диаграммы» (Carpet plot) на основе данных по испытаниям. Рассматривается пример анализа результатов из приведённой диаграммы.
Результаты и научная новизна. Изложенные в статье подходы применялись авторами на начальных этапах разработки управляемой системы подрессоривания шасси, что позволило повысить качество и эффективность достигаемого результата в минимальные сроки. Разработанная и апробированная комплексная методика испытаний и методы оценки управляемой системы подрессоривания шасси представляют научную новизну, так как подобные методики и применяемые подходы ранее не использовались.
Практическая значимость. Разработанная комплексная методика испытаний и методы оценки используются во ФГУП «НАМИ» на начальных этапах проектирования управляемых систем подрессоривания шасси.
Ключевые слова:
критерии плавности хода и безопасности
имитационное моделирование
управляемые системы подрессоривания
Список использованных источников:
1. Хачатуров А.А. Динамика системы шина – дорога – автомобиль – водитель. – М.: Машиностроение, 1976. – 536 с.
2. Van Iersel S.S. Passive and semi-active truck cabin suspension systems for driver comfort improvement. – Eindhoven: Eindhoven University of Technology, Department of Mechanical Engineering Dynamics & Control, 2010. – 90 p.
3. Hrovat D. Survey of Advanced Suspension Developments and Related Optimal Control Application // Automatica. – 1997. – Vol. 33, no. 10. – P. 1781–1817.
4. Guido P.A.K. Adaptive Control of Mechatronic Vehicle Suspension system: Doktor-Ingenieurs genehmigten Dissertation. – Munchen, 2011. – 250 p.
5. Agrawal A. Performance Improvement of Automotive Suspension Systems using Inerters and an Adaptive Controller: Master of Applied Science in Mechanical and Mechatronics Engineering. – Ontario: University of Waterloo, 2013. – 84 p.
6. Певзнер Я.М. Колебания автомобиля. Испытание и исследование. – М.: Машиностроение, 1979. – 208 с.
7. Жилейкин М.М. Повышение быстроходности многоосных машин путём адаптивного управления упругодемпфирующими элементами системы подрессоривания: дисс. … д-ра техн. наук: 05.05.03. – М.: МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2012. – 280 с.
8. Жеглов Л.Ф. Спектральный метод расчёта систем подрессоривания колёсных машин: учеб. пособие / 2-е изд., испр. и доп. – М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2013. – 210 с.
9. Ротенберг Р.В. Подвеска автомобиля. Колебания и плавность хода / 3-е изд., перераб и доп. – М.: Машиностроение, 1972. – 394 с.
10. Шелгинских И.Н. Анализ измерителей плавности хода и безопасности движения, применяемых в управляемой системе подрессоривания автомобиля // Труды НАМИ. – 2018. – № 4 (275). – С. 98–104.
11. Road and off-Road Vehicle System dynamics. Handbook / Edited by Mastinu G. and Ploechl M. – Taylor & Francis Group, LLC, 2014. – 1708 p.
12. Van der Sande T.P.J. Control of semi-active suspension and steer-by-wire for comfort and handling. – Eindhoven: HTAS Technische Universiteit Eindhoven, 2005. – 164 p.
13. Белоусов Б.Н., Шухман С.Б. Прикладная механика наземных тягово-транспортных средств с мехатронными системами. Монография; Под общ. ред. д. т. н., проф. Б.Н. Белоусова. – М.: Агроконсалт, 2013. – 612 с.: 62 ил.
Полный текст: https://elibrary.ru/contents.asp?titleid=26733
Автор(ы):
Ульченко Иван Алексеевич,
аспирант
инженер-программист1
Аффилиация:
1 Центр «Интеллектуальные системы» ГНЦ РФ ФГУП «НАМИ», г. Москва 125438, Российская Федерация
Образец цитирования:
Ульченко И.А. Сравнительный анализ регуляторов траекторного движения автомобиля, основанных на геометрическом методе // Труды НАМИ. – 2020. – № 4 (283). – С. 72–81. DOI: 10.51187/0135-3152-2020-4-72-81.
Статья поступила:
25.08.2020
Опубликовано:
07.12.2020
Аннотация:
Введение. В статье описываются разработка, моделирование и сравнительный анализ регуляторов траекторного движения автомобиля, основанных на геометрическом методе. Регуляторы этого типа являются одним из основных компонентов систем автоматизации управления движением автомобилей. Проверка показателей качества и точности разработанных регуляторов осуществлялась в различных условиях движения при помощи математической модели динамики автомобиля, адекватность которой подтверждена путём сравнения с экспериментальными данными.
Цель исследования – разработать регуляторы траекторного движения автомобиля, основанные на геометрическом методе, и провести их сравнительный анализ.
Методология и методы. Характеристики регуляторов траекторного движения анализируются посредством методов теории автоматического регулирования. Тестирование регуляторов проводится с помощью математической модели динамики автомобиля. В качестве оценок точности модели используются среднеквадратичные ошибки и максимальные отклонения от экспериментальных данных.
Результаты и научная новизна. На основе сравнительного анализа сформулированы выводы о свойствах, качестве и точности работы регуляторов, основанных на геометрическом методе. Практическую значимость представляют разработанные регуляторы, которые в дальнейшем могут быть реализованы в системах автоматического управления движением автомобилей.
Ключевые слова:
системы автоматического управления движением автомобилей
регуляторы траекторного движения
геометрический метод управления
математическое моделирование
Список использованных источников:
1. Eskandarian A. Handbook of Intelligent Vehicles. – London: Springer-Verlag London, 2012. – 1599 p.
2. Bishop R. Intelligent Vehicle Technology and Trends. – Norwood: Artech House Publishers, 2005. – 210 p.
3. Koh K.C., Cho H.S. A path tracking control system for autonomous mobile robots: an experimental investigation // Mechatronics. – 1994. – Vol. 4 (8). – P. 799–820.
4. Barton M.J. Controller Development and Implementation for Path Planning and Following in an Autonomous Urban Vehicle // Australian Centre for Field Robotics. – 2001. – P. 1–153.
5. Coulter R.C. Implementation of the Pure Pursuit Path Tracking Algorithm. Carnegie Mellon University, 1992. – P. 1–15.
6. Wit J.S. Vector Pursuit Path Tracking for Autonomous Ground Vehicles: PhD thesis. – University of Florida, 2000. – 314 p.
7. Thrun S., Montemerlo M. Stanley: The robot that won the DARPA grand challenge // Journal of Field Robotics. – 2006. – Vol. 23 (9). – P. 661–692.
8. Snider J.M. Automatic Steering Methods for Autonomous Automobile Path Tracking. – Carnegie Mellon University, 2009. – P. 1–78.
9. Guldner J., Tan H., Pathwardhan S. Analysis of Automatic Steering Control for Highway Vehicles with Look-down Lateral Reference Systems // Vehicle System Dynamics: International Journal of Vehicle Mechanics and Mobility. – 1996. – Vol. 26 (4). – P. 243–269.
10. Kulikov I., Ulchenko I. Performance analysis of the sliding mode control for automated vehicle path tracking at low adhesion surfaces // ICTLE 2019. – 2019. – 5 p.
11. Kulikov I., Ulchenko I., Chaplygin A. Using Real World Data in Virtual Development and Testing of a Path Tracking Controller for an Autonomous Vehicle // International Journal of Innovative Technology and Exploring Engineering (IJITEE). – 2019. – Vol. 8 (12). – P. 720–726.
12. Hellström T., Ringdahl O. Follow the Past: a pathtracking algorithm for autonomous vehicles // International Journal of Vehicle Autonomous Systems. – 2006. – Vol. 4. – P. 216–224.
Полный текст: https://elibrary.ru/contents.asp?titleid=26733
Автор(ы):
Тер-Мкртичьян Георг Георгович,
д-р техн. наук
начальник управления «Топливные системы»1
Микерин Никита Алексеевич,
Инженер-конструктор 1 категории управления «Топливные системы»1
Главизнин Владимир Владимирович,
заведующий конструкторским отделом проектирования и макетирования топливных систем управления «Топливные системы»1
Балашов Дмитрий Юрьевич,
главный специалист управления «Автомобили»1
Арабян Марина Ерджаниковна,
ведущий инженер-исследователь управления «Топливные системы»1
Аффилиация:
1 ГНЦ РФ ФГУП «НАМИ», г. Москва 125438, Российская Федерация
Образец цитирования:
Тер-Мкртичьян Г.Г., Микерин Н.А., Главизнин В.В., Балашов Д.Ю., Арабян М.Е. Энергетическая модель термодинамической системы «топливный бак автомобиля». Процессы нестационарного теплообмена при постоянной массе топлива // Труды НАМИ. – 2020. – № 4 (283). – С. 82–93. DOI: 10.51187/0135-3152-2020-4-82-93.
Статья поступила:
08.09.2020
Опубликовано:
07.12.2020
Аннотация:
Введение. Наряду с токсичными веществами, образующимися при сгорании топлива в двигателе, автомобиль выделяет в атмосферу определённое количество углеводородов в виде паров топлива, генерируемых в результате испарения из топливного бака и компонентов топливной системы. Энергетический баланс в топливном баке определяет общий уровень и изменение температуры топлива. Чем выше их величины, тем больше паров образуется в топливном баке, что увеличивает нагрузку на систему улавливания топливных испарений.
Цель исследования – разработать энергетическую модель топливного бака автомобиля, описывающую процессы нестационарного теплообмена для установившихся режимов работы; сформировать критерии энергетической эффективности топливного бака в отношении образования топливных испарений.
Методология и методы. Проведён анализ тепловых потоков, подведённых к топливному баку и отведённых от него. В результате решения уравнения энергетического баланса получены параметры, характеризующие теплотехнические свойства топливного бака.
Результаты и научная новизна. Обосновано изменение температуры топлива в баке в зависимости от времени по экспоненциальному закону. Предложены комплексные параметры, основными из которых являются: равновесный температурный напор, постоянная времени, максимальная скорость температурного напора и тепловой поток, подводимый к топливу, а также величина температурного напора, развиваемого за один час работы на холостом ходу – часовой расход топлива.
Практическая значимость. Приведены результаты испытаний шести вариантов автомобилей седан семейства «ЕМП», отличающихся характерными параметрами топливных баков и топливными модулями. Показано, что реализация частотного управления бензонасосами позволяет уменьшить нагрев топлива на 30%.
Ключевые слова:
система низкого давления топлива
топливный бак
энергетический баланс
тепловой поток
равновесная температура
температурный напор
постоянная времени
управление бензонасосами
Список использованных источников:
1. Сайкин А.М., Тер-Мкртичьян Г.Г., Карпухин К.Е., Переладов А.С., Журавлёв А.В., Якунова Е.А. Экологические проблемы современных транспортных средств, в том числе электромобилей // Вестник машиностроения. – 2017. – № 2. – С. 84–87.
2. Saykin A.M., Ter-Mkrtichyan 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.
3. Матюхин Л.М., Пришвин С.А., Тер-Мкртичьян Г.Г. Теплогазоснабжение и вентиляция с основами теплотехники (Учебное пособие): Учебное пособие. – М.: МАДИ (ТУ), 2016. – 136 с.
4. Арабян М.Е., Глатерман А.В., Никитин А.А., Поликарпов В.В., Старков Е.Е., Тер-Мкртичьян Г.Г. Двухкамерный топливный бак: пат. 2633090 Рос. Федерация. № 2016145458; заявл. 21.11.2016; опубл. 11.10.2017, Бюл. № 29. – 10 с.
5. Глатерман А.В., Тер-Мкртичьян Г.Г., Никитин А.А., Теренченко А.С., Балашов Д.Ю., Арабян М.Е. Двухкамерный топливный бак транспортного средства: патент на полезную модель 190796 Рос. Федерация. № 2019109736; заявл. 03.04.2019; опубл. 12.07.2019, Бюл. № 20. – 6 с.
6. Тер-Мкртичьян Г.Г., Теренченко А.С., Балашов Д.Ю., Глатерман А.В., Арабян М.Е. Основные взаимосвязи расходных характеристик насосов топливных систем низкого давления в баках сложной конфигурации // Труды НАМИ. – 2018. – № 4 (275). – С. 57–66.
7. Тер-Мкртичьян Г.Г., Теренченко А.С., Балашов Д.Ю., Глатерман А.В., Арабян М.Е. Сравнительный анализ способов управления системой низкого давления топлива на основе материального и энергетического балансов // Труды НАМИ. – 2019. – № 1 (276). – С. 12–22.
Полный текст: https://elibrary.ru/contents.asp?titleid=26733
Автор(ы):
Козлов Андрей Викторович,
д-р техн. наук
начальник управления1
Микерин Никита Алексеевич,
аспирантинженер1
Аффилиация:
1 Управление «Энергосберегающие технологии и альтернативные топлива», Центр «Энергоустановки», ГНЦ РФ ФГУП «НАМИ», г. Москва 125438, Российская Федерация
Образец цитирования:
Козлов А.В., Милов К.В. Повышение энергетической эффективности газового двигателя 6ЧН13/15 применением термодинамического цикла Миллера // Труды НАМИ. – 2020. – № 4 (283). – С. 94–100. DOI: 10.51187/0135-3152-2020-4-94-100.
Статья поступила:
02.07.2020
Опубликовано:
07.12.2020
Аннотация:
Введение. В настоящее время особенно актуален вопрос топливной экономичности, нормирования выбросов вредных веществ и поиска альтернативных топлив. Выбор природного газа как альтернативы традиционным топливам при конвертировании двигателя накладывает свои ограничения, избежать которые возможно, применив цикл Миллера.
Цель исследования – определить потенциал повышения энергоэффективности газового двигателя, конвертированного из дизеля 6ЧН13/15 и работающего по циклу Миллера с ранним закрытием впускного клапана в сравнении с двигателем, работающим по циклу Отто.
Методология и методы. Исследования проводились методом натурного эксперимента
Результаты и научная новизна. Проведён сравнительный анализ результатов экспериментальных исследований различных термодинамических циклов двигателей, работающих на природном газе. Полученные результаты будут использоваться при создании газового двигателя и дальнейшей его оптимизации путём управления рабочим процессом и системой подачи воздуха.
Практическая значимость. Предложены результаты сравнения показателей двигателей, работающих по термодинамическим циклам Миллера с ранним закрытием впускного клапана и Отто. Полученные результаты могут быть интересны автопроизводителям грузовых автомобилей и специалистам в области двигателестроения.
Ключевые слова:
двигатель внутреннего сгорания
природный газ
термодинамический цикл Отто
термодинамический цикл Миллера
стендовые испытания
Список использованных источников:
1. Александров А.А., Марков В.А. Альтернативные топлива для двигателей внутреннего сгорания. – М.: ООО НИЦ «Инженер», ООО «Онико-М», 2012. – 791 с.
2. Aslam M.U., Masjuki H.H., Kalam M.A., Abdesselam H., Mahlia T.M.I., Amalina M.A. An experimental investigation of CNG as an alternative fuel for a retrofitted gasoline vehicle // Fuel. – 2006. – Vol. 85. – P. 717–724.
3. Kato T., Saeki K., Nishide H., Yamada T. Development of CNG fueled engine with lean burn for small size commercial van // JSAE Review. – 2001. – Vol. 22. – P. 365–368.
4. Лукшо В.А. Комплексный метод повышения энергоэффективности газовых двигателей с высокой степенью сжатия и укороченными тактами впуска и выпуска: дисс. … д-ра техн. наук. – М.: ФГУП «НАМИ», 2015. – 369 с.
5. Moro D., Ponti F., Serra G. Thermodynamic Analysis of Variable Valve Timing Influence on SI Engine Efficiency // SAE Paper. – 2001. – No. 2001-01-0667.
6. Бахмутов С.В., Козлов А.В., Лукшо В.А., Теренченко А.С. Проблемные вопросы создания высокофорсированных газовых и газодизельных двигателей // Механика машин, механизмов и материалов. – 2018. – № 4. – С. 13–23.
7. Wei H., Shao A., Hua J., Zhou L., Feng D. Effects of applying a Miller cycle with split injection on engine performance and knock resistance in a downsized gasoline engine // Fuel. – No. 214 (2018). – P. 98–107.
8. Ferrera M. Highly Efficient Natural Gas Engines // SAE Technical Paper. – 2017. – No. 2017-24-0059.
9. Kovacs D., Eilts P. Potentials of Miller Cycle on HD Diesel Engines Using a 2-Stage Turbocharging System // SAE Technical Paper. – 2018. – No. 2018-01-0383.
10. Liao S., Jiang D., Cheng Q. Determination of laminar burning velocities for natural gas // Fuel. – 2004. – No. 83. – P. 1247–1250.
11. Козлов А.В., Теренченко А.С. Современные требования к уровню энергетической эффективности транспортных средств // Журнал автомобильных инженеров. – 2014. – № 1 (84). – C. 28–33.
Полный текст: https://elibrary.ru/contents.asp?titleid=26733
Автор(ы):
Евдонин Евгений Сергеевич,
руководитель направления по Российской Федерации
Душкин Павел Витальевич,
канд. техн. наукдоцент2
Кузьмин Александр Игоревич,
ведущий инженер Центра электронных устройств3
Аффилиация:
1 ETAS GmbH, г. Штутгарт 70469, Германия
2 ФГБОУ ВО «Московский автомобильно-дорожный государственный технический университет (МАДИ)», г. Москва 125319, Российская Федерация
3 ГНЦ РФ ФГУП «НАМИ», г. Москва 125438, Российская Федерация
Образец цитирования:
Евдонин Е.С., Душкин П.В., Кузьмин А.И. Разработка и применение эмпирических моделей для оптимизации управления двигателем внутреннего сгорания // Труды НАМИ. – 2020. – № 4 (283). – С. 101–108. DOI: 10.51187/0135-3152-2020-4-101-108.
Статья поступила:
03.07.2020
Опубликовано:
07.12.2020
Аннотация:
Введение. Качество программного обеспечения (ПО) блоков управления двигателями значительно определяет выходные показатели работы двигателя внутреннего сгорания (ДВС). Важная составляющая процесса разработки ПО – его адаптация или калибровка, включающая большой объём работ по выбору конкретных значений управляющих воздействий для улучшения показателей рабочего цикла ДВС при ограничениях по токсичности.
Цель исследования – снижение временных и материальных затрат при проведении начальных калибровочных работ.
Методология и методы. Достижение поставленной цели предлагается осуществить применением методики калибровки системы управления бензиновым двигателем с помощью эмпирических (получаемых экспериментально) моделей ДВС. Основной инструмент, используемый в работе, – программное обеспечение ASCMO, применяемое при технической поддержке ETAS. Представленный в статье процесс калибровки разбит на этапы: разработка плана эксперимента, проведение испытаний (проводится на модели бензинового двигателя), анализ и обработка результатов с построением эмпирической модели ДВС, оптимизация управляемых воздействий и подготовка калибровочных карт с учётом ограничений на вредные выбросы, накладываемых при испытаниях по автомобильному циклу.
Результаты и научная новизна. Сформулирована методика начальной калибровки ДВС, основанная на применении эмпирической модели двигателя. Представленные результаты получены без учёта законодательно установленных норм и правил; накладываемые ограничения сформированы произвольным образом.
Практическая значимость. Представленная методика имеет практическую значимость, поскольку позволяет оптимизировать трудозатраты на проведение калибровочных работ. Краткая оценка эффективности и вариантов применения методики приводится в публикации.
Ключевые слова:
ETAS
ASCMO
Matlab MBC
система управления двигателем
оптимизация
планирование эксперимента
калибровка
эмпирическая модель
Список использованных источников:
1. Гирявец А.К. Теория управления автомобильным бензиновым двигателем. – М.: Стройиздат, 1997. – 161 с.
2. Yooshin Cho, Hube Th., Lauff U., Reddy R. Optimisation of gasoline engines automation and machine learning techniques in calibration // ATZelektronik worldwide. – 2017. – No. 03. – P. 48–53.
3. Farraen M.A., Rutledge J., Winward E. Using a statistical machine learning tool for diesel engine air path calibration // SAE Technical Paper. – 2014. – No. 2014-01-2391. – 17 p.
4. Соболь И.М. Численные методы Монте-Карло. – М.: Наука, 1973. – 311 с.: черт.
5. Farraen M.A. Benefiting from Sobol Sequences Experiment Design Type for Model-based Calibration // SAE Technical Paper. – 2015. – No. 2015-01-1640. – 5 p.
6. Двигатели внутреннего сгорания. В 3 кн. Кн. 3. Компьютерный практикум. Моделирование процессов в ДВС / В.Н. Луканин [и др.]; под ред. В.Н. Луканина и М.Г. Шатрова / 3-е изд., перераб. и доп. – М.: Высш. шк., 2007. – 414 c.: ил.
7. Савенков Н.В. Метод выбора передаточных чисел силовой установки автомобиля категории N1 на основе ездового цикла: дисс. … канд. техн. наук. – М.: МАДИ, 2017. – 206 с.
Полный текст: https://elibrary.ru/contents.asp?titleid=26733
Автор(ы):
Сонкин Валерий Иосифович,
инженер
заведующий научно-исследовательским отделом ДВС с искровым зажиганием Центра «Энергоустановки» 1
Аффилиация:
1 ГНЦ РФ ФГУП «НАМИ», г. Москва 125438, Российская Федерация
Образец цитирования:
Сонкин В.И. Энергоэффективность автомобильного бензинового двигателя: актуальные подходы // Труды НАМИ. – 2020. – № 4 (283). – С. 109–122. DOI: 10.51187/0135-3152-2020-4-109-122.
Статья поступила:
22.06.2020
Опубликовано:
07.12.2020
Аннотация:
Введение. Для выполнения перспективных требований стандартов 2025–2030 гг. по снижению расхода топлива и выбросов CO2 легковым и коммерческим транспортом требуется дальнейшее совершенствование конструкции и рабочего процесса бензинового двигателя внутреннего сгорания (ДВС) в полном диапазоне рабочей карты, особенно на больших нагрузках.
Цель исследования – выполнить обзор и анализ путей повышения индикаторного КПД бензинового ДВС и подходов, направленных на повышение эффективности за счёт снижения тепловых потерь.
Методология и методы. Обзор барьеров на пути повышения индикаторного КПД бензинового ДВС базируется на анализе идеального и реального циклов Отто и результатов экспериментальных и расчётных зарубежных и отечественных исследований последних лет, направленных на повышение топливной эффективности за счёт снижения тепловых потерь.
Результаты и научная новизна. Показано, что эффективными новыми подходами снижения тепловых потерь ДВС будущего являются: организация на больших нагрузках сгорания стехиометрической смеси, разбавленной большим количеством охлаждённых рециркулируемых отработавших газов (до 25–35%); увеличение отношения хода поршня к диаметру цилиндра S/D до величины порядка 1,5; применение тонких термических барьерных покрытий, обеспечивающих «температурный свинг» поверхности камеры сгорания. В сочетании с комбинацией отработанных современных технологий (непосредственным впрыском топлива, регулируемым клапанным приводом и др.) они позволяют существенно повысить оптимальную геометрическую степень сжатия, значительно понизить потери тепла в стенки камеры сгорания и склонность ДВС к детонации и обеспечить повышение индикаторного КПД до уровня 49–53%..
Практическая значимость заключается в возможности использования результатов работы при выборе схемы и конструктивных решений перспективного бензинового двигателя внутреннего сгорания с пониженным расходом топлива и уменьшенным количеством выбросов СО2.
Ключевые слова:
бензиновый двигатель, индикаторный КПД
степень сжатия
отношение хода к диаметру
теплоизоляция
покрытие типа «температурный свинг»
рециркуляция охлаждённых отработавших газов
турбонаддув
турбо лаг
непосредственный впрыск
Список использованных источников:
1. Insights into Future Mobility. A report from the Mobility of the Future study. – Cambridge, MA, 2019. – 220 р. URL: http://energy.mit.edu/insightsintofuturemobility (дата обращения: 22.06.2020)
2. Кутенёв В.Ф., Сонкин В.И. Анализ тенденций развития электрического привода для легковых автомобилей // Труды НАМИ. – 2018. – № 2 (273). – С. 6–15.
3. Catalog der “Automibil Revue”. – Berne: Motorbuch Verlag, 1997–2019.
4. Сонкин В.И. Бензиновый двигатель пониженной размерности – современная концепция // Труды НАМИ. – 2015. – № 261. – С. 68–84.
5. Сонкин В.И. Проблемы бензинового двигателя с высоким наддувом: турбо лаг. Часть 1 // Труды НАМИ. – 2019. – № 4 (279). – С. 70–81.
6. Автомобильные двигатели / под ред. М.С. Ховаха. – М.: Машиностроение, 1977. – 591 с.
7. Heywood J.B. Internal Combustion Engine Fundamentals. – McGraw-Hill, Inc., 1988. – 930 р.
8. Ferguson C.R., Kirkpatrick A.T. Internal combustion engines: applied thermodynamics. – John Wiley & Sons, 2001. – 367 р.
9. Wu W., Ross M. Spark-Ignition Engine Fuel Consumption Modeling // SAE Technical Paper. – 1999. – No. 1999-01-0554. – P. 1–15.
10. Сонкин В.И. Проблемы бензинового двигателя с высоким наддувом: аномальное сгорание // Труды НАМИ. – 2017. – № 3 (270). – С. 16–31.
11. Caris D.F., Nelson E.E. A New Look at High Compression Engines // SAE Transactions. – 1959. – Vol. 67. – P. 112–124.
12. Muranaka S., Takagi Y., Ishida T. Factors Limiting the Improvement in Thermal Efficiency of SI Engine at Higher Compression Ratio // SAE Technical Paper. – 1987. – No. 870548. – P. 1–11.
13. Ayala F.A., Gerry M.D., Heywood J.B. Effects of Combustion Phasing, Relative Air-fuel Ratio, Compression Ratio, and Load on SI Engine Efficiency // SAE Technical Paper. – 2006. – No. 2006-01-0229. – P. 3–21.
14. Озимов П.Л., Ванин В.К. О проблемах и перспективах создания адиабатных дизелей // Автомобильная промышленность. – 1984. – № 3. – C. 3–5.
15. Fujimoto H., Yamamoto H., Fujimoto M., Yamashita H. A Study on Improvement of Indicated Thermal Efficiency of ICE Using High Compression Ratio and Reduction of Cooling Loss // SAE Technical Paper. – 2011. – No. 2011-01-1872. – P. 1–14.
16. Kawaguchi A., Iguma H., Yamashita H., Takada N., Nidhikawa N., Yamashita C., Wakisaka Y., Fukui K. Thermo-Swing Wall Insulation Technology – A Novel Heat Loss Reduction Approach on Engine Combustion Chamber // SAE Technical Paper. – 2016. – No. 2016-01-2333.
17. Yan Z., Gainey B., Gohn J., Hariharan D., Saputo J., Schmidt C., Caliari F., Sampath S., Lawler B. The Effects of Thick Thermal Barrier Coatings on Low-Temperature Combustion // SAE Technical Paper. – 2020. – No. 2020-01-0275.
18. Kosaka H., Wakisaka Y., Nomura Y., Hotta Y., Koike M., Nakakita K., Kawaguchi A. Concept of “Temperature Swing Heat Insulation” in Combustion Chamber Walls, and Appropriate Thermo-Physical Properties for Heat Insulation Coat // SAE Technical Paper. – 2013. – No. 2013-01-0274. – P. 142–149.
19. Kogo T., Hamamura Y., Nakatani K., Toda T., Kawaguchi A., Shoji A. High Efficiency Diesel Engine with Low Heat Loss Combustion Concept – Toyota’s Inline 4-Cylinder 2,8-Liter ESTEC 1GD-FTV Engine // SAE Technical Paper. – 2016. – No. 2016-01-0658.
20. Gatti D., Jansons M. One-Dimensional Modelling and Analysis of Thermal Barrier Coating for Reduction of Coolling Loads in Military Vehicles // SAE Technical Paper. – 2018. – No. 2018-01-1112.
21. Nakata K., Nogawa S., Takahashi D., Yoshihara Y., Kamugai A., Suzuki T. Engine Technologies for Achieving 45% Thermal Efficiency of S.I. Engine // SAE Technical Paper. – 2015. – No. 2015-01-1896. – P. 179–192.
22. Sens M., Guenther M., Hunger M., Mueller J., Nicklitzsch S., Walther U., Zwahr S. Achieving the Max – Potential from a Variable Compression Ratio and Early Intake Valve Closure Strategy by Combination with a Long Stroke Engine Layout // SAE Technical Paper. – 2017. – No. 2017-24-0155. – P. 1–14.
23. Filipi Z.S., Assanis D.N. The effect of the stroke-tobore ratio on combustion, heat transfer and efficiency of a homogeneous charge spark ignition engine of given displacement // International Journal of Engine Research. – 2000. – Vol. 1, No. 2. – P. 191–208.
24. Ikeya K., Takazawa M., Yamada T., Park S., Tagishi R. Thermal Efficiency Enhancement of a Gasoline Engine // SAE Technical Paper. – 2015. – No. 2015-01-1263. – P. 1579–1586.
25. Cho S., Oh S., Song C., Shin W., Song S., Song H., Min K., Lee B., Jung D., Woo S. Effects of Bore-to-Stroke Ratio on the Efficiency and Knock Characteristics in a Single-Cylinder GDI Engine // SAE Technical Paper. – 2019. – No. 2019-01-1138.
26. Сонкин В.И. Аэродинамика впускных каналов: винтовые каналы. Часть 2 // Труды НАМИ. – 2016. – № 4 (267). – С. 85–96.
27. Звонов В.А. Токсичность двигателей внутреннего сгорания. – М.: Машиностроение, 1973. – 200 с.
28. Сонкин В.И. Регулируемый клапанный привод автомобильного двигателя. – М.: Машиностроение. – 2015. – 124 с.
29. Yonekawa A., Ueno., Watanabe O., Ishikawa N. Development of New Gasoline Engine for ACCORD Plug-in Hybrid // SAE Technical Paper. – 2013. – No. 2013-01-1738. – P. 1–9.
30. Matsuo S., Ikeda E., Ito Y., Nishiura H. The New Toyota Inline 4 Cylinder 1.8L ESTEC 2ZR-FXE Gasoline Engine for Hybrid Car // SAE Technical Paper. – 2016. – No. 2016-01-0684. – P. 1–6.
31. Kawamoto N., Naiki K., Kawai T., Shikida T., Tomatsuri M. Development of New 1.8-Liter for Hybrid Vehicles // SAE Technical Paper. – 2009. – No. 2009-01-1061. – P. 1–9.
32. Bassett M., Vogler C., Hall J., Taylor J., Cooper A., Reader S. Analysis of the Hardware Requirements for a Heavily Downsized Gasoline Engine Capable of Whole Map Lambda 1 Operation // SAE Technical Paper. – 2018. – No. 2018-01-0975.
33. De Petris C., Diana S., Giglio V., Police G. High Efficiency Stoichiometric Spark Ignition Engines // SAE Technical Paper. – 1994. – No. 941933. – P. 1–9.
34. Takaki D., Tsuchida H., Kobara T., Akagi M., Tsuyuki T., Nagamine M. Study of an EGR System for Downsizing Turbocharged Gasoline Engine to Improve Fuel Economy // SAE Technical Paper. – 2014. – No. 2014-01-1199. – P. 1–8.
Полный текст: https://elibrary.ru/contents.asp?titleid=26733
Автор(ы):
Озимов П.Л.
Ведущий эксперт Экспертного совета1
Аффилиация:
1 ГНЦ РФ ФГУП «НАМИ», г. Москва 125438, Российская Федерация
Образец цитирования:
Озимов П.Л. Двигатель // Труды НАМИ. – 2020. – № 4 (283). – С. 123–128. DOI: 10.51187/0135-3152-2020-4-123-128.
Статья поступила:
05.10.2020
Опубликовано:
07.12.2020
Полный текст: https://elibrary.ru/contents.asp?titleid=26733
