Исследование процесса функционирования системы управления подключаемого полного привода колёсных транспортных средств на стендах с беговыми барабанами

   Введение. Современные колёсные транспортные средства оснащаются системами управления подключаемым полным приводом, увеличивающими их проходимость, устойчивость и управляемость. Ярким примером является система AWD (All-wheel drive), применение которой позволяет получить наибольшую эффективность подключаемого привода по сравнению с постоянным полным приводом. Для обеспечения и поддержания эффективности и безопасности транспортных средств с системами управления подключаемым полным приводом необходимо проведение исследования процесса функционирования этих систем, причём как в процессе производства, так и в процессе эксплуатации. Наибольшее распространение получили дорожные методы испытаний рассматриваемых систем, которые не всегда реализуемы в условиях предприятий, осуществляющих производство, испытания и экспертизу транспортных средств, а также на станциях технического обслуживания, сервисных центрах и других организациях автомобильной отрасли.

   Материалы и методы. Для выполнения аналитических исследований использовался разработанный комплекс математических моделей, содержащих модели подсистем «Транспортное средство» и «Стенд». Описание моделей выполнено в программном комплексе «Универсальный механизм – 9». Проведение экспериментальных исследований процесса функционирования автомобиля с автоматизированной системой AWD выполнялось на полноопорном мультифункциональном стенде с беговыми барабанами ИРНИТУ. В качестве объекта исследований использовался автомобиль Volvo S60 2.5T AWD с муфтой Haldex II поколения.

   Результаты исследования и их анализ. В ходе аналитических и экспериментальных исследований получены результаты процесса функционирования транспортного средства при имитации его разгона с буксованием ведущих колёс как передней, так и задней оси: силы тяги на ведущих колёсах и скорости колёс.

   Заключение. Полученные результаты аналитических исследований и их соответствие с результатами экспериментов показывают возможность проведения качественных и количественных исследований автомобилей с системами управления подключаемым полным приводом на стендах с беговыми барабанами. Использование комплекса математических моделей позволит в дальнейшем разрабатывать уникальные стендовые методы и реализующее эти методы оборудование для выполнения исследования эксплуатационных свойств современных транспортных средств.

1. Бахмутов С.В., Куликов И.К., Барашков А.А. Исследование динамических характеристик автомобиля с системами активной безопасности посредством виртуальных и дорожных испытаний // Труды НАМИ. 2016. № 265. С. 53–65.

2. Заватский А.М., Харитонов С.А. Имитационное моделирование критических режимов, выявленных при эксплуатации систем автоматически подключаемого полного привода // Труды НАМИ. 2018. № 2 (273). С. 26–34.

3. Zavatsky A.M., Keller A.V., Shadrin S.S., Makarova D.A., Furletov Y.M. Development of an Electric All-Wheel-Drive Simulation Model Used to Test Torque Distribution Algorithms. Energies 2023, 16, 7144. doi: 10.3390/en16207144 Ascosta M., Kanarachos S., Blundell M. Road Friction Virtual Sensing A Review of Estimation Techniques with Emphasis on Low Excitation Approaches // Applied Sciences. 2017. Vol. 7(12).

4. Bill Post, Xiaodi Kang and Theodore Klaus, «The Influence of Direct Yaw Control AWD Systems on Vehicle Stability and Response in All Driving Conditions», SAE Technical Paper 2008-01-059, 2008

5. Ghosh J., Tinoli A., Amati N. A Torque Vectoring Strategy for Improving the Performance of a Rear-Wheel-Drive Electric Vehicle // IEEE Vehicle Power and Propulsion Conference (VPPC). Montreal. 2015.

6. Huang, T., Zhao, J., and Li, H., “Research on Stability Control of a Rear Wheel Distributed Drive Electric Formula SAE Vehicle Based on Differential Drive,” SAE Technical Paper 2020-01-5234, 2020.

7. Ghosh J., Tinoli A., Amati N. A Torque Vectoring Strategy for Improving the Performance of a Rear-Wheel-Drive Electric Vehicle // IEEE Vehicle Power and Propulsion Conference (VPPC). Montreal. 2015, DOI: 10.1109/VPPC.2015.7352887.

8. Lenssen, D., Bertipaglia, A., Santafe, F., and Shyrokau, B., “Combined Path Following and Vehicle Stability Control using Model Predictive Control,” SAE Technical Paper 2023-01-0645, 2023, DOI: 10.4271/2023-01-0645.

9. Lu Q., Gentile P., Tota A., Sorniotti A., Gruber P., Costamagna F., De Smet J., “Enhancing vehicle cornering limit through sideslip and yaw rate control. Mechanical Systems and Signal Processing. 2016. 75, pp. 455–472.

10. Анкинович Г.Г., Вержбицкий А.Н., Жилейкин М.М. Метод определения параметров движения двухосных колесных машин для обеспечения работы системы динамической стабилизации // Известия ВУЗов. Сер. «Машиностроение». 2017. № 4. С. 11–20.

11. Guo, J. Integrated Control of Variable Torque Distribution and Electronic Stability Program Based on Slip Angle Phase/ Guo. J. – 2011 International Conference on Electronic and Mechanical Engineering and Information Technology (EMEIT). 2011. P. 133–141, DOI: 10.1109/EMEIT.2011.6023881.

12. Ухватов Д.О., Яньков О.С., Федотов А.И. [и др.] Процесс функционирования КТС с автоматизированной системой полного привода на стенде с беговыми барабанами // Грузовик. 2024. № 8. С. 12–16. DOI: 10.36652/1684-1298-2024-8-12-16.