Поліпшення керованості гібридних автомобілів в процесі розгону та повороту

Abstract

Останнім часом отримали бурний розвиток електромобілі та автомобілі з комбінованим електромеханічним приводом ведучих коліс, які дозволяють значно підвищити енергоефективність транспортних засобів. В синергетичному автомобілі важливо не тільки мати два джерела енергії, но також і організувати їхню взаємодію таким чином, щоб зменшити до мінімуму непродуктивні витрати енергії. В електромобілях та синергетичних автомобілях є можливість окрім забезпечення високих показників динаміки розгону, також підвищити маневреність, як складну експлуатаційну властивість, що складається зі стійкості руху, керованості, повороткості та інше. Результати дослідження яке проведено, дозволяє не тільки забезпечити енергоефективність синергетичних автомобілів, але і поліпшити їхню керованість за рахунок усунення нелінійності типу «зона нечутливості», як при розгоні, так і при повороті. При цьому забезпечується лінійний взаємозв’язок між керованим параметром та керуючим впливом. У зв’язку з розширенням використання гібридних автомобілів задача стає актуальною. Дисертаційну роботу було виконано у відповідності з Законом України «Про пріоритетні напрями розвитку науки і техніки» №2623 – 14 від 05.12.2012. Дослідження виконувалося у відповідності до планів науково-дослідницьких і дослідно-конструкторських робіт (НДДКР) НАНГУ. Дослідження являються складовою частиною звіту за темою науково-технічної роботи від 02.04.2024 р. «Наукові основи створення наземної роботизованої платформи з дистанційним керуванням для логістичної підтримки підрозділів Національної гвардії України № держреєстрації 0124U002659». Мета дослідження: Поліпшення експлуатаційних властивостей гібридних автомобілів шляхом підвищення керованості при розгоні та повороті за рахунок зменьшення нелінійності типу «зона нечутливості». Для досягнення поставленої мети, необхідно вирішити наступні завдання: − провести теоретичне дослідження ефективних методів управління динамікою розгону синергетичного автомобілю; − провести теоретичне дослідження раціонального управління динамікою повороту синергетичного автомобілю; − провести експериментальне дослідження динамічних показників синергетичного автомобілю при розгоні та повороті. Об'єкт дослідження: Перехідні процеси та керованість гібридного автомобіля при розгоні та повороті. Предмет дослідження: Поліпшення керованості гібридних автомобілів при розгоні та повороті за рахунок зменшення нелінійності типу «зона нечутливості». Наукова новизна: Синергетичний підхід до керування автомобілем дозволив підвищити керованість гібридного автомобіля за рахунок зменшення нелінійності типу «зона нечутливості» при розгоні та повороті. При цьому вперше : - використано енергію ДВЗ для подолання статичного опору розгону автомобіля, а енергію електродвигунів – для збільшення швидкості автомобіля в процесі розгону; - використано енергію ДВЗ (а за відсутності гідропідсилювачів рульового управління – м'язової енергії водія) для створення кутового прискорення автомобіля при повороті; - використано енергію електромотор-колес для створення різниці крутних моментів на ведучих колесах різних бортів і поворотного моменту, що дозволяє подолати момент статичного опору повороту машини; - визначено раціональне співвідношення між максимальною потужністю електродвигунів та максимальною ефективною потужністю ДВЗ для запропонованого способу розгону гібридного автомобіля. Набув подальшого розвитку комбінований спосіб управління поворотом колісної машини у напрямку визначення умов зниження нелінійності типу «зона нечутливості». Практична цінність результатів дослідження полягає у розробці способів управління розгоном та поворотом гібридного автомобіля, що забезпечують зменшення нелінійності типу «зона нечутливості», а також схем систем управління розгоном та поворотом. Результати дослідження використовуються в ЛСА ХНАДУ у навчальному процесі та розробці перспективних автомобілів. Особистий внесок здобувача. Наукові результати досліджень, що винесені на захист, отримані автором самостійно. У спільних з іншими авторами роботах дисертантом використане наступне: у роботі [1] запропоновано метод вибору максимальної потужності ДВЗ та електродвигунів; у роботах [2, 3] схема гібридної моторно-трансмісійної установки з ДВЗ, який працює при постійної кутової швидкості колінчастого валу; [4, 5] отримано рівняння, що дозволяє організувати управління поворотом задньопривідного автомобіля з мотор-колесами за умови відсутності нелінійності типу «зона нечутливості»; в роботах [6-13] отримана аналітична залежність необхідного гальмового моменту на задньому внутрішньому колесі від кута повороту направляючих колеса, кутової швидкості, масових та геометричних параметрів автомобіля; запропоновано напрями підвищення енергоефективності за рахунок методів раціонального управління динамікою розгону і повороту синергетичного автомобілю.