ПОВЫШЕНИЕ ЭКОЛОГИЧНОСТИ КОЛЕСНОГО ДВИЖИТЕЛЯ ПОЛНОПРИВОДНЫХ  АВТОМОБИЛЕЙ НА ДЕФОРМИРУЕМЫХ ГРУНТАХ

 

Марыкин А.В. (БГИТА, г.Брянск, РФРФ)

Научный руководитель работы  доцент Синицын С.С.

 

The analytical relation for definition of pressure of a propulsor on a soil is designed. Contains minimum quantity of trial-and-error parameters.

 

Общепринятым показателем экологичности процесса качения колеса по грунту является его энергоёмкость. Естественно, что обеспечение минимальных затрат на передвижение автомобиля по грунту является условием повышения его экологических качества.

Для инженерного решения этой проблемы в рамках дипломного проекта разрабатывается экспериментальный регулятор давления воздуха в шинах, представленный на рисунке 1.

Устройство содержит управляемое пневмосопротивление,  состоящее из заслонок 1, установленных на втулке 2 ведущей шестерни главной передачи3, сопел 4, установленных на торсионном вале 5 вместе с  пневмопереходником 6, имеющим вход 6.1 и выход 6.2 пневмопереходника 6, через выход 6.2 пневмоприводы 7 и 8 и сумматор 9 соединена с непрерывно-дискретным элементом 10, имеющим первый вход 10.1, выход 10.2 и второй вход 10.3.

Рисунок 1 – Принципиальная схема САР ДВШ с экстремальным регулятором

 

Непрерывно-дискретный элемент 10 включает в себя нормально закрытый клапан 11, открываемый при воздействии через  вход 10.3 на мембрану 12 дискретного сигнала от пневматического генератора импульсов, состоящего из трехмембранного реле 13, пневмоёмкости 14 и  пневмосопротивления 15, схваченных через пневмопровод 16 обратной связью.

Через выход 10.2 и пневмопровод 17 непрерывно-дискретный элемент 10 соединен с первым входом элемента 18 запоминания – сравнения, имеющего первый вход 18.1, выходы 18.2, 18.3, 18.4, 18.5  и входы 18.6, 18.7 и состоящего из трехмембранного реле с подвижным мембранным блоком 19 и пневмосопротивления 20.

Выходы 18.2 и 18.3 элемента запоминания – сравнения с помощью пневмопривода 21 соединены с входом  управляющей камеры пневмомеханического триггера 22,  содержащего мембранный блок 23, храповой механизм 24 и шток 25, воздействующий через пружину 26 на мембранный блок 27 и через пружину 28 на клапан двухпозиционного, трехлинейного пневмораспределителя 29, имеющего вход 29.1,  выход 29.2 и вход-выход 29.3 и сообщающего выход-вход 30.1 двухпозиционного пневмораспределителя 30 через вход-выход 29.3 и пневмопровод 31 либо через выход 29.2 с атмосферой, либо через  вход 29.1 и пневмопровод 32 с источником 33 давления.

Выход-вход 30.2 пневмораспределителя 30 соединен с помощью пневмопровода 34 с полостью шин 35, а полость над мембранным блоком 36, управляющим нормально-закрытым клапаном 37, через вход 30.3 и пневмопровод 38 сообщается с выходом сумматора 9. Питание устройства осуществляется от источника 33 давления через стабилизатор 39 и пневмопроводы 40 и 41.

Логика поиска минимума энергозатрат, заложенная в алгоритм действия устройства, заключается в следующем (рисунок 2).

 

Рисунок 2 – Алгоритм поиска оптимального значения давления в шинах

 

Физическая сущность поиска оптимального давления, обеспечивающего минимум затрат, аналогична поведению шарика на вогнутой поверхности:  где бы его не поместили он стремится скатиться вниз, в точку с наименьшим запасом потенциальной энергии.

Теперь рассмотрим процесс поиска оптимального давления. Команду на направление «пробного шара» дает триггер, при этом не имеет значения ни местонахождение начальной точки на кривой , ни направление изменения давления. В случае совпадения направления шага, заданного триггером, с уменьшением  Р_f  (шарик скатывается к точке перегиба) следующий шаг, заданный непрерывно-дискретным устройством, делается в этом же направлении. Этот процесс протекает до тех пор, пока устройство не «перешагнет» точку экстремума (шарик проскочил точку перегиба и по инерции начал подниматься вверх). Как только это произойдет, устройство осуществляет реверс – изменяет направление истечения воздуха на обратное. Команду триггеру на этот реверс даёт устройство 18 запоминания-сравнения, установившее, что амплитуда последующего импульса больше амплитуды предыдущего. Теперь устройство начинает «рыскать» около точки экстремума (шарик совершает колебания с одной восходящей ветви на другую), поддерживая оптимальное давление воздуха.