Введение. Значительно увеличить грузоподъемность двухосного мотовездехода с сохранением его подвижности и без внесения значительных изменений в серийную конструкцию позволяет предложенный Г. О. Котиевым в патенте RU218304U1 монтируемый модуль третьей оси, оснащенный электроприводом. Применение комбинированных трансмиссий в транспортных средствах дает возможность использовать энергию более эффективным способом, но их задействование в составе средств малой механизации, таких как мотовездеход, недостаточно исследовано, так как не учитывают конструктивные особенности и условия движения средств малой механизации, в том числе новой конструкции. В данной работе производится исследование подходов к управлению гибридной силовой установкой мотовездехода с электроприводом третьей оси.
Материалы и методы. В данной работе проводится исследование методом имитационного моделирования с целью определения наиболее эффективного подхода к управлению приводом при движении по твердым опорным основаниям с различными характеристиками неровностей. Для суммирования, анализа затрат энергии и сопоставления эффективности тепловой и электрической машины был предложен новый критерий, связывающий плотность энергии в батареи и массовый расход бензина. В итоге позволяет через массу израсходованного топлива и условной массы израсходо ванной батареи производить оценку. Такой критерий актуален для мотовездеходов ввиду ограниченной грузоподъемности. Для снижения потерь на буксование был предложен алгоритм, основанный на методе косвенной оценки вертикальной реакции. Данный метод дает возможность производить оценку вертикальной реакции и корректировать подводимый к колесам крутящий момент без применения в конструкции датчиков сил.
Результаты. Проведен анализ научной литературы в области рационального управления гибридными силовыми установками и индивидуальным приводом. Создана математическая модель движения мотовездехода по неровностям, которая учитывает массовый расход топлива и разряд батареи. Предложены алгоритмы формирования уставок и повышения эффективности, в том числе с использованием нового критерия оценки.
Обсуждение и заключение. Проведенное исследование установило границы характеристик неровностей опорного основания при использовании двух подходов к применению уставок и показало эффективность разработанных алгоритмов повышения эффективности, что позволяет создать комплексный закон управления мотовездеходом с гибридной силовой установкой.
Практическое значение. Практическая значимость заключается в результатах программной реализации предложенных подходов к эффективному управлению гибридной силовой установкой мотовездехода новой конструкции в условиях движения по дорогам с неровностями различного типа для предприятий транспортного машиностроения.
Оригинальность. Рассматриваемое транспортное средство представляет собой пересечение нескольких направлений исследований. Первое направление включает в себя исследования движения автомобилей с параллельной гибридной схемой трансмиссии в городских условиях, где не учитываются неровности дороги. Второе направление посвящено движению транспортных средств с индивидуальным приводом вне дорог. Полученные результаты позволяют обратить данный дуализм в закон эффективного с точки зрения средства малой механизации управления.
Введение. Статья посвящена изучению особенностей моделирования процесса взаимодействия вибровальца с деформируемым грунтом при уплотнении технологических слоев автодороги. Методы и материалы. Производится математическое моделирование колебательной системы «вибровалец катка – деформируемая среда», заключающееся в построении системы дифференциальных уравнений, описывающих взаимодействующие элементы системы. Система включает в себя массивные тела, обладающие различными совокупностями упругих, вязких и фрикционных свойств. Эти свойства соответствуют реологическим характеристикам рабочего органа катка и деформируемой им грунтовой среды. Результаты. Представлены системы дифференциальных уравнений движения колеблющихся масс, позволяющие выявить особенности процесса уплотнения грунтов вибровальцами. На основе анализа уравнений систем выявлены параметры энергоэффективных режимов уплотнения и проведена их оценка с учетом известной зависимости коэффициента вязкого трения деформируемого грунта от влияния внешней деформирующей силы. Обсуждение и заключение. Полученные результаты могут быть использованы для обоснования комплекса эксплуатационных параметров рациональных режимов работы виброкатка на различных этапах уплотнения.
Введение. Энергия при фрезеровании асфальтобетонных покрытий затрачивается на разрушение каменной фракции, битумных связей, а также прочих факторов, которые в совокупности не влияют на появление новых поверхностей.
Целью данной работы является поиск и предварительная оценка метода косвенного определения эффективности работы фрезерных рабочих органов на основе анализа энергозатрат.
Материалы и методы. В работе используются два набора асфальтобетонного гранулята марки Б типа 2, полученные при холодном фрезеровании покрытий. Для сравнения применялись идентичные фрезерные барабаны с разной схемой расстановки режущих элементов. Применение технологии 3D-скaнирования позволило получить полигональные модели частиц и количественно оценить изменение площади поверхности материала в процессе фрезерования. Для фракций, не подвергавшихся сканированию, параметры поверхности определялись через уравнения регрессии, построенные на основе экспериментальных данных. Основой исследования послужил энергетический подход, связывающий затраты энергии с образованием новых поверхностей при разрушении асфальтобетонного композита.
Результаты. Основная часть энергии (до 99%) при фрезеровании расходуется на разрушение битумных связей, а не каменной фракции. Сравнение двух фрезерных барабанов показало, что одна из двух конструкций на 19,25% энергоэффективнее за счет расположения режущих элементов. Разработанная методика 3D-сканирования и гранулометрического анализа подтвердила универсальность оценки процессов измельчения, а также выявила ключевые факторы энергопотребления: толщину стружки (прямая зависимость), температуру материала (обратная) и конструкцию оборудования. Вместе с тем уточнены зависимости для оценки удельных поверхностей каменных фракций и получены зависимости для определения удельных поверхностей асфальтобетонного гранулята.
Обсуждение и заключение. Полученные результаты позволяют производить оценку затрачиваемой энергии при удалении изношенных слоев асфальтобетонных покрытий. Вместе с тем разработанный метод демонстрирует точность и эффективность по сравнению с расчетными методами. Это позволяет рекомендовать метод не только для оценки энергозатрат в процессе фрезерования асфальтобетонов, но и в процессе измельчения других твердых материалов.
Актуальность. В настоящее время транспортные средства с электромеханической силовой передачей и электрохимической аккумуляторной батареей в качестве источника энергии всё чаще можно встретить на улично-дорожной сети. Это электромобили, используемые как личный транспорт, электробусы как общественный пассажирский транспорт, грузовые электромобили, используемые для различных нужд. Главным свойством данной техники является обеспечение требуемого запаса хода на одной подзарядке. Для этого необходимо применять совершенные компоненты силовой передачи, источники энергии и методы управления, обеспечивающие минимизацию энергозатрат. Поскольку процессы в электромеханической силовой передаче протекают с высокой скоростью, в контуре управления двигателем с частотами до 10 кГц и более, при наличии низкой инерционности и жёсткости внешней механической характеристики электродвигателя, создаются ситуации для возбуждения колебательных явлений. Особенно важны режимы изменения условий движения (тяговый, ведомый, тормозной), сопровождаемые изменением направления усилия в зоне контакта колеса с дорогой и направления приложения нагрузки в зубчатых зацеплениях. Данный процесс сопровождается перекладкой, т. е. вхождением в зацепление другой стороны зубьев. При быстром изменении крутящего момента такой процесс может сопровождаться ударом с последующим возбуждением фрикционных колебаний. Поэтому важно эффективно управлять назначением крутящего момента для устранения данных негативных явлений.
Цель исследования. Необходимо проверить влияние S-образного закона назначения крутящего момента в управлении электромеханической силовой передачи на динамическую нагруженность механической трансмиссии и на энергоэффективность движения.
Материалы и методы. Исследование влияния закона назначения крутящего момента выполнено с применением методов экспериментальных исследований.
Результаты исследования. S-образный закон назначения крутящего момента показал возможность исключения возбуждения колебаний при изменении режима движения и направления приложения нагрузки в механической трансмиссии силовой передачи. Высокое значение рекуперативного момента при отпускании педали хода и движении в тормозном режиме снижает эффективность движения, увеличивая удельные энергозатраты на 1 км пути.
Заключение. Применение S-образного закона назначения крутящего момента возможно для реализации алгоритмов управления движением и реализации программного обеспечения.