Результаты исследования криволинейного движения быстроходной гусеничной машины с электромеханической трансмиссией

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

1. Кондаков 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.

2. 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.

3. 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.

4. 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.

5. 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.

6. 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.

7. Walentynowicz Je. Hybrid and electric power drive combat vehicles. Journal of KONES Powertrain and Transport. 2011. vol.18, no 1. pp. 471–478.

8. 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.

9. 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.

10. 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.

11. 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.

12. 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.

13. 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.

14. 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.

15. 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.

16. 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.

17. Кузнецова 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.

18. Держанский В.Б. Алгоритмы управления движением транспортной машины: монография. Курган: Изд-во Курганского гос. ун-та. 2010. 142 с.

19. 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.