sibadiНаучный рецензируемый журнал "Вестник СибАДИ"The Russian Automobile and Highway Industry Journal2071-72962658-5626The Siberian State Automobile and Highway University10.26518/2071-7296-2024-21-2-164-179EWDBIXsibadi-1812Research ArticleТРАНСПОРТНОЕ, ГОРНОЕ И СТРОИТЕЛЬНОЕ МАШИНОСТРОЕНИЕTRANSPORT, MINING AND BUILDING MACHINERY ENGINEERINGРезультаты исследования криволинейного движения быстроходной гусеничной машины с электромеханической трансмиссиейStudy results in curvilinear motion of high-speed track machine with electromechanical transmissionhttps://orcid.org/0000-0003-3546-0894КузнецоваВ. Н.KuznetsovaV. N.

Кузнецова Виктория Николаевна – д-р техн. наук, проф.; проф. кафедры «Эксплуатация и сервис транспортно-технологических машин и комплексов в строительстве»

Scopus ID: 867156 9200,

644050, г. Омск, пр. Мира, 5

Victoria N. Kuznetsova – Dr. of Sci., Professor, the Operation and Service of Transport and Technological Machines and Complexes in Construction Department

Scopus ID: 867156 9200

5644050, Omsk, Mira ave.5

dissovetsibadi@bk.ruРоманенкоР. В.RomanenkoR. V.

Романенко Роман Владимирович – канд. техн. наук, старший преподаватель седьмой кафедры ремонта бронетанковой и автомобильной техники, филиал Военной академии материально-технического обеспечения им. Генерала армии А.В. Хрулева (ВА МТО)

644098, Омск, Военный 14-й городок, 119

Roman V. Romanenko – Cand. of Sci., lecturer, the 7th department of Repair of Armored and Automobile Equipment, a branch of the General of the Army A.V. Khrulev Military Academy of Logistics (VA MTO)

Omsk, Military 14th town, 119, 644098

roman82enko@mail.ruСибирский государственный автомобильно-дорожный университет (СибАДИ)РоссияSiberian State Automobile and Highway University (SibADIRussian FederationОмский автобронетанковый инженерный институтРоссияOmsk Automobile and Armored Tank Engineering InstituteRussian Federation202406052024212164179Copyright © Кузнецова В.Н., Романенко Р.В., 20242024Кузнецова В.Н., Романенко Р.В.Kuznetsova V.N., Romanenko R.V.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://vestnik.sibadi.org/jour/article/view/1812Введение

Введение. Транспортно-технологические средства на базе гусеничной ходовой части нашли свое применение как для военной, так и для гражданских отраслей. Их широкое использование обусловлено целым рядом преимуществ, способствующих дальнейшему развитию механизации производств, повышению эффективности транспортировки грузов в условиях Крайнего Севера, развитию инфраструктуры при освоении новых территорий. Обеспечение проходимости и подвижности машин с гусеничным движителем, в том числе гусеничных транспортеров-тягачей, возможно путем использования дизель-генераторов и электромеханических трансмиссий. Возможность управления движением гусеничной машины (ГМ) с выносного пульта (дистанционное управление), что в свою очередь характеризует ГМ с электромеханической трансмиссией (ЭМТ), как наземный робототехнический комплекс (НРТК). Одной из составляющих научных исследований в этом направлении является проведение имитационного моделирования движения быстроходной гусеничной машины с электромеханической трансмиссией. Целью моделирования процесса движения является обоснование энергетических характеристик электромеханической трансмиссии гусеничной машины и подтверждение адекватности ранее выполненных теоретических исследований.

Методы исследования

Методы исследования. Моделирование проводились в среде программирования VISSIM по типовым циклам движения, которые эквивалентным образом отражают условия эксплуатации и применения машины на гусеничном ходу в условиях пересеченной местности и грунтовых дорог, а также натурным экспериментом на экспериментальном образце для подтверждения теоретических исследований.

Результаты

Результаты. В результате исследований получены количественные оценки влияния мощности дизель-генератора и заряда накопителя энергии на динамические показатели ГМ с ЭМТ. Установлено, что для выполнения требований к перспективным образцам мощность накопителя энергии должна составлять при использовании штатного ДВС не менее 2,5 кВт·ч.

Обсуждение и заключение

Обсуждение и заключение. Результаты исследований возможно использовать при создании на основе существующего научно-технического задела перспективного наземного робототехнического комплекса.

Introduction

Introduction. Transport and technological means based on tracked undercarriages have found their use in both military and civilian industries. Their widespread use is due to a number of advantages that contribute to the further development of mechanization of production, increasing the efficiency of transportation of minerals, and developing infrastructure during the development of new territories. Ensuring cross-country ability and mobility of vehicles with tracked undercarriages, including tracked conveyor-tractors, is possible through the use of hybrid electromechanical transmissions. One of the components of scientific research in this direction is carrying out simulation modeling of the movement of equipment. Modeling the motion process will make it possible to substantiate the energy characteristics of the electromechanical transmission of a tracked vehicle and confirm the adequacy of previously performed theoretical studies.

Research methods

Research methods. The main objective of the simulation was to confirm the effectiveness of the theoretical studies performed. The studies in the VISSIM programming environment using typical motion cycles that equivalently reflect the operating conditions and use of a tracked machine were carried out.

Results

Results. As a result of the research, quantitative estimates of the influence of the power of a diesel generator and the charge of an energy storage device on the dynamic performance of equipment were obtained. It has been established that in order to meet the requirements for promising samples, the power of the energy storage device should be at least 2.5 kWh when using a standard internal combustion engine.

Discussion and conclusion. The research results can be used to create, based on the existing scientific and technical background, a promising robotic complex with an electromechanical transmission.

электромеханическая трансмиссиягусеничная машинаэкспериментальные исследованиянакопитель мощностиelectromechanical transmissiontracked vehicleexperimental studiesadequacyReferencesКондаков С.В., Павловская О.О., Горяев Н.К. Исследование поворота энергоэффективной быстроходной гусеничной машины с интеллектуальной электрической транмиссией // Вестник машиностроения. 2014. № 11. С. 51–55.Kondakov S.V., Pavlovskaya O.O., Goryev N.K. Research of pivot of energy-efficient high-speed tracked vehicle with intellectual electric transmission. Vestnik mashinostroeniya. 2014; 11: 51–55. (in Russ.)Ксеневич И.П., Изосимов Д.Б. Идеология проектирования электромеханических систем для гибридной мобильной техники. Часть 1 // Тракторы и сельскохозяйственные машины. 2007. № 1. С. 17–21.Ksenevich I.P., Izosimov D.B. Design ideology of electromechanical systems for hybrid mobile technology. Part 1. Traktory i sel’skohozyajstvennye mashiny. 2007; 1: 17–21. (in Russ.)Ксеневич И.П., Изосимов Д.Б. Идеология проектирования электромеханических систем для гибридной мобильной техники. Часть 2 // Тракторы и сельскохозяйственные машины. 2007. № 2. С. 12–45.Ksenevich I.P., Izosimov D.B. Design ideology of electromechanical systems for hybrid mobiletechnology. Part 2 Traktory i sel’skohozyajstvennye mashiny. 2007; 2: 12–45. (in Russ.)Aspalli M.S., Asha R., Hunagund P.V. Three phase induction motor drive using IGBTs and constant V/F method // International Journal of Advanced Research in Electrical, Electronics and Instrumentation Engineering. 2012. Vol. 1. pp. 463–469.Aspalli M.S., Asha R., Hunagund P.V. Three phase induction motor drive using IGBTs and constant V/F method. International Journal of Advanced Research in Electrical, Electronics and Instrumentation Engineering. 2012; Vol. 1: 463–469.Коротких Ю.С.,Чутчева Ю.В. Современное состояние машинно-тракторного парка Российской Федерации: основные тенденции и перспективы развития // Международный технико-экономический журнал. 2016. № 6. С. 25–29.Korotkikh Yu.S., Chutcheva Yu.V. Current state of the machine and tractor fleet of the Russian Federation: main trends and development prospects. Mezhdunarodnyj tehniko-jekonomicheskij zhurnal. 2016; 6: 25–29. (in Russ.)Galvagno E., Velardocchia M., Rondinelli E. Electro-Mechanical Transmission modelling for serieshybrid tracked tanks // International Journal of Heavy Vehicle Systems 19 (03). 256–280. doi. 10.1504/IJHVS.2012.047916.Galvagno E., Velardocchia M., Rondinelli E. Electro-Mechanical Transmission modelling for series- hybrid tracked tanks. International Journal of Heavy Vehicle Systems. 19 (03). 256–280. doi. 10.1504/IJHVS.2012.047916.Walentynowicz Je. Hybrid and electric power drive combat vehicles. Journal of KONES Powertrain and Transport. 2011. vol.18, no 1. pp. 471–478.Walentynowicz Je. Hybrid and electric power drive combat vehicles. Journal of KONES Powertrain and Transport. 2011; 18, № 1: 471–478.Colyer Ron E. The use of electric and hybridelectric drives in military combat vehicles. Journal of Battlefield Technology. 2003. vol. 6. no 3. 11–15.Colyer Ron E. The use of electric and hybrid- electric drives in military combat vehicles. Journal of Battlefield Technology. 2003; vol. 6. 3: 11–15.Gai J., Huang Sh., Zhou G., LI Sh. Design method of power coupling mechansism scheme for double side motors coupling drive transmission // China Mechanical Engineering. 2014. 25(13)˖ 1739–1743. doi.org/10.1016/j.egypro.2017.03.707.Gai J., Huang Sh., Zhou G., LI Sh. Design method of power coupling mechansism scheme for double side motors coupling drive transmission. China Mechanical Engineering. 2014; 25(13): 1739–1743. doi.org/10.1016/j.egypro.2017.03.707.Aspalli M.S., Asha R., Hunagund P.V. Three phase induction motor drive using IGBTs and constant V/F method // International Journal of Advanced Research in Electrical, Electronics and Instrumentation Engineering. 2012. Vol. 1. 463–469.Aspalli M.S., Asha R., Hunagund P.V. Three phase induction motor drive using IGBTs and constant V/F method. International Journal of Advanced Research in Electrical, Electronics and Instrumentation Engineering. 2012; Vol. 1: 463–469.Rachana G., Priya M., Parmod K., Rohit G. Design of unity power factor controller for three-phase induction motor drive fed from single phase supply // Journal of Automation and Control Engineering. 2014. Vol. 2. № 3. 221–227.Rachana G., Priya M., Parmod K., Rohit G. Design of unity power factor controller for three-phase induction motor drive fed from single phase supply. Journal of Automation and Control Engineering. 2014; Vol. 2. no 3: 221–227.Кулаков Н.А., Селифонов В.В., Черанёв С.В. Выбор оптимальной конструкции механической части электрической трансмиссии специального колесного шасси 8х8 // Известия МГТУ «МАМИ». 2010. № 1. С. 78–82.Kulakov N.A., Selifonov V.V., Cheranyov S.V. The choice of the optimal design of the mechanical part of the electric transmission of the special wheeled chassis 8x8. Izvestiya MGTU «MAMI». 2010; no. 1: 78–82. (in Russ.)Gomberg B.N., Kondakov S.V., Nosenko L.S. Imitating modelling of the movement of a fast-moving tracked vehicle fitted with electrical transmission // Bulletin of South Ural State University. Power Engineering series. 2012. Issue 18. No.37. 73–81.Gomberg B.N., Kondakov S.V., Nosenko L.S. Imitating modelling of the movement of a fast-moving tracked vehicle fitted with electrical transmission. Bulletin of South Ural State University. Power Engineering series. 2012; Issue 18. No. 37: 73–81.Кулаков Н.А., Лепешкин А.В., Черанев С.В. Разработка и исследование математической модели полноприводного четырехосного автомобиля с электротрансмиссией // Известия МГТУ «МАМИ». 2011. № 2 (12). С. 95–105.Kulakov N.A., Lepeshkin A.V., Cheranev S.V. Development and research of a mathematical model of an all-wheel drive four-axle vehicle with electric transmission. Izvestiya MGTU «MAMI». 2011; 2 (12): 95–105. (in Russ.)Polak F., Walentynowics J., Simulation of the hybrid propulsion system for the small unmanned vehicle // Journal of KONES Powertrain and Transport. 2011 Vol. 18. No.1. 471–478.Polak F., Walentynowics J., Simulation of the hybrid propulsion system for the small unmanned vehicle. Journal of KONES Powertrain and Transport. 2011; Vol. 18. No.1: 471–478.Кузнецова В.Н., Романенко Р.В. Исследование энергетических характеристик электромеханической трансмиссии гусеничной машины // Вестник СибАДИ. 2021. 18(1):12–29. https://doi.org/10.26518/2071-7296-2021-18-1-12-29.Kuznetsova V.N., Romanenko R.V. Electromechanical transmission of tracked machine energy characteristics study. The Russian Automobile and Highway Industry Journal. 2021; 18(1): 12–29. (In Russ.) https://doi.org/10.26518/2071-7296-2021-18-1-12-29Кузнецова В.Н., Романенко Р.В. Основные аспекты методики обоснования эксплуатационных характеристик гусеничной машины с электромеханической трансмиссией // Вестник СибАДИ. 2020; 17(5):574–583. https://doi.org/10.26518/2071-7296-2020-17-5-574-583.Kuznetsova V.N., Romanenko R.V. Basic aspects of methodology for justifying the performance characteristics of a tracked machine with electromechanical transmission. The Russian Automobile and Highway Industry Journal. 2020; 17(5): 574–583. (In Russ.) https://doi.org/10.26518/2071-7296-2020-17-5-574-583Держанский В.Б. Алгоритмы управления движением транспортной машины: монография. Курган: Изд-во Курганского гос. ун-та. 2010. 142 с.Derzhansky V.B., Taratorkin I.A. Algorithms for controlling the movement of a transport vehicle: monograph. Kurgan: Publishing house of the Kurgan state. un-that. 2010: 142.Типовые циклы движения гусеничных образцов бронетанкового вооружения и техники / А.Н. Щербо, А.Н. Наумов, Е.В. Щербо, А.И. Макоклюев // Наука и военная безопасность. 2017. № 1 (8). С. 64–68.Shcherbo A.N., Naumov A.N., Shcherbo E.V., Makoklyuev A.I. Typical cycles of movement of tracked samples of armored weapons and equipment. Nauka i voennaja bezopasnost’. 2017; no 1 (8): 64–68. (in Russ.)

The authors declare that there are no conflicts of interest present.