Синтез алгоритму керування тиском повітря в шинах з урахуванням параметрів динамічної системи підресорювання корпусу колісних транспортних засобів підвищеної прохідності

Abstract

Предметом вивчення в статті є процеси зміни тиску повітря в шинах колісного транспортного засобу в залежності від мікропрофілю дорожнього покриття. Метою дослідження є аналіз основних систем керування тиском в шинах та їх складу; вибір варіантів оптимального закону зміни тиску в шинах за умов покращення параметрів динамічної системи підресорювання корпусу КТЗ експлуатації машини в реальних умовах. Задачі: провести аналіз особливостей застосування колісного транспортного засобу у різноманітних дорожніх умовах; зробити огляд систем керування тиском повітря в шинах та їх розвиток; оцінити зв'язок параметрів динамічної системи підресорювання корпусу та тиску повітря в шинах колісного транспортного засобу; розробити алгоритм регулювання швидкості зміни тиску в автоматизованій системі керування. Методологічною основою дослідження стали загальнонаукові та спеціальні методи наукового пізнання. А саме: теоретичні положення аналітичної механіки ‒ рівняння Лагранжа в узагальнених координатах ‒ були використані для опису збуреного руху підресореної частини корпуса КТЗ та створення математичної моделі; порівняльний аналіз існуючих систем керування тиском повітря в шинах та аналіз їх розвитку був покладений в основу синтезу алгоритму керування тиском повітря в шинах КТЗ підвищеної прохідності. Отримані такі результати. Отримана аналітична залежність величини динамічного ходу амортизатора від швидкості зміни тиску в повітряній системі, яка покладена в основу алгоритму регулювання тиску повітря в шинах колісного транспортного засобу, дозволяє максимально враховувати швидкісні реакції підвіски на зміну мікропрофілю рельєфу місцевості. Висновки. Визначення аналітичних залежностей параметрів динамічної системи підресорювання корпусу та тиску повітря в шинах дає можливість розробки ефективного алгоритму регулювання швидкості зміни тиску. Відпрацювання алгоритму зміни тиску повітря в шинах у автоматизованій системі керування надасть можливість водієві і його пасажирам більш комфортно пересуватися на транспортному засобі незалежно від стану доріг або їх відсутності; подовжить пробіг шин до руйнування, скоротить час роботи компресора під навантаженням; знизить потужність, що витрачається двигуном на привод допоміжного обладнання.

Предметом изучения в статье являются процессы изменения давления воздуха в шинах колесного транспортного средства в зависимости от микропрофиля дорожного покрытия. Целью исследования является анализ основных систем управления давлением в шинах и их состав; выбор вариантов оптимального закона изменения давления в шинах в условиях улучшения параметров динамической системы подрессоривания корпуса КТС эксплуатации машины в реальных условиях. Задачи: провести анализ особенностей применения колесного транспортного средства в различных дорожных условиях; сделать обзор систем управления давлением воздуха в шинах и их развитие; оценить связь параметров динамической системы подрессоривания корпуса и давления воздуха в шинах колесного транспортного средства; разработать алгоритм регулирования скорости изменения давления в автоматизированной системе управления. Методологической основой исследования стали общенаучные и специальные методы научного познания. А именно: теоретические положения аналитической механіки ‒ уравнения Лагранжа в обобщенных координатах ‒ были использованы для описания возмущенного движения подрессоренной части корпуса КТС и создания математической модели; сравнительный анализ существующих систем управления давлением воздуха в шинах и анализ их развития был положен в основу синтеза алгоритма управления давлением воздуха в шинах КТС повышенной проходимости. Получены следующие результаты. Полученная аналитическая зависимость величины динамического хода амортизатора от скорости изменения давления в воздушной системе, которая положена в основу алгоритма регулирования давления воздуха в шинах колесного транспортного средства, позволяет максимально учитывать скорость реакции подвески на смену микропрофилю рельефа местности. Выводы. Определение аналитических зависимостей параметров динамической системы подрессоривания корпуса и давления воздуха в шинах дает возможность разработки эффективного алгоритма регулирования скорости изменения давления. Отработка алгоритма изменения давления воздуха в шинах в автоматизированной системе управления позволит водителю и его пассажирам более комфортно передвигаться на транспортном средстве независимо от состояния дорог или их отсутствия; удлинит пробег шин до разрушения, сократит время работы компрессора под нагрузкой; снизит мощность, затрачиваемая двигателем на привод вспомогательного оборудования.

The subject matter of the article is the processes of changing the air pressure in the tires of the wheeled vehicle, depending on the microprofile of the road surface. The goal of the study is to analyze the main tire pressure control systems and their composition; choice of variants of the optimal law for changing the tire pressure in conditions of improvement of the parameters of the dynamic system suspension hull wheeled vehicles in real conditions. The tasks to be solved are: to carry out an analysis of the characteristics of the use of a wheeled vehicle in various road conditions; to make an overview of the systems of air pressure control in tires and their development; to estimate the connection of the parameters of the dynamic system suspension hull wheeled vehicles and air pressure in the tires of the wheeled vehicle; to develop an algorithm for controlling the rate of pressure change in an automated control system. The following results are obtained. The obtained analytical dependence of the amount of dynamic movement of a shock absorber on the speed of pressure change in the air system, which is the basis of the algorithm for adjusting air pressure in tires of a wheeled vehicle, allows taking maximum into account the speed of the suspension reaction to change the microprofile of the terrain. The methodological basis of the research were general scientific and special methods of scientific knowledge. Namely, the theoretical principles of analytical mechanics ‒ Lagrange's equations in generalized coordinates were used to describe the perturbed motion of suspension hull wheeled vehicles and creation of mathematical model; comparative analysis of existing systems control the air pressure in the tires and the analysis of their development was the basis for the synthesis of the control algorithm of the air pressure in the tires of the wheeled vehicles with a large cross. Conclusions. Determination of the analytical dependencies of the parameters of the dynamic system suspension hull wheeled vehicles and air pressure in tires makes it possible to develop an effective algorithm for controlling the speed of change in pressure. Developing an algorithm for changing the air pressure in tires in an automated control system will allow the driver and his passengers to travel more comfortably on the vehicle, regardless of the state of the roads or their absence; extends the tire run to breakdown, shortens compressor operating time under load; will reduce the power consumed by the engine on the actuator of the auxiliary equipment.