Documente online.
Username / Parola inexistente
  Zona de administrare documente. Fisierele tale  
Am uitat parola x Creaza cont nou
  Home Exploreaza
Upload


























Studiul comparativ al dinamicii automobilelor




STUDIUL COMPARATIV AL DINAMICII AUTOMOBILELOR


Experimentarile au dovedit ca automobilelor le sunt caracteristice regimuri de functionare cu variatii accentuate si permanente ale sarcinii si turatiei motorului. Cei mai importanti factori care contribuie la stabilirea unui anumit regim functional sunt terenul (ce constituie sarcina motorului) si soferul. La automobilele echipate cu motoare cu injectie de benzina, obiectul lucrarii de fata, sistemul de control electronic constituie un alt factor important de influenta a dinamicii acestora, deci a variatiei permanente a marimilor functionale [62; 63].

Reiese de aici o prima particularitate a tezei, aceea ca efectueaza un studiu teoretic si experimental al dinamicii automobilelor echipate cu motoare cu control electronic al functionarii, in comparatie cu abordarile din literatura de specialitate, ce vizeaza in principal dinamica automobilelor cu motoare clasice. Trebuie precizat ca lucrarea de fata vizeaza numai dinamica longitudinala a automobilelor, de aceea in continuare aceasta se va intelege in mod implicit.




De asemenea, experimentarile au evidentiat necesitatea unor interventii frecvente ale conducatorului auto, prin intermediul dispozitivelor de comanda, pentru a se adapta conditiilor concrete de deplasare; rezulta ca soferul introduce neliniaritati pe timpul deplasarii automobilului [35; 37; 42; 90; 91]. In plus, exista caracteristici statice neliniare (de exemplu variatia momentului motor in functie de turatie), frecari de natura neliniara etc.

Reiese o a doua particularitate a lucrarii, aceea ca vizeaza in aceeasi masura atat modelele matematice liniare, frecvent folosite in literatura de specialitate, cat si cele neliniare ale dinamicii automobilelor.

Practica a dovedit ca dinamica automobilelor este insotita de aparitia unor procese aleatoare, o aceeasi proba experimentala efectuata de mai multe ori, teoretic in aceleasi conditii, conducand la rezultate diferite [31; 66]

Rezulta de aici o a treia particularitate a tezei, aceea ca trateaza dinamica longitudinala a automobilelor atat printr-o abordare determinista, ca in literatura de specialitate, dar si printr-o abordare probabilista, conform inferentei statistice.

Literatura de specialitate vizeaza dinamica longitudinala a automobilelor in principal prin evolutia in timp a vitezei de deplasare v. Spre exemplu, modelul matematic frecvent folosit utilizeaza modelul dinamic cu o masa inertiala, pe baza caruia se deduce o ecuatie diferentiala de ordinul I, care se scrie sub forma, fara a mai utiliza argumentul timp t care se subintelege:


(1.1)


in care: g - acceleratia gravitationala; - coeficientul maselor in miscare de rotatie; Ga - greutatea automobilului; Mm - momentul motor; it - raportul total de transmitere; t - randamentul transmisiei; rr - raza de rulare a rotii motoare; - coeficientul total de rezistenta la rulare; k - coeficientul aerodinamic; S - suprafata transversala a automobilului [31; 91; 103].

Lucrarea de fata vizeaza evolutia in timp si a altor marimi functionale. Rezulta de aici o a patra particularitate a tezei, aceea ca are in vedere corecta definire a unui proces dinamic oarecare: un proces dinamic este acel proces la care variabila independenta este timpul. Astfel se explica faptul ca in cadrul tezei se vizeaza si evolutia in timp a consumului de combustibil, momentului motor, avansului la aprindere, turatiei motorului etc.

In sensul mentionat anterior, mai trebuie precizat ca lucrarea de fata trateaza dinamica ca pe un proces multivariabil, deci abordarea nu se opreste la studiul dinamicii automobilelor prin procedeele inferentei statistice (statisticii clasice). Reiese astfel o a cincea particularitate a tezei, aceea ca utilizeaza conceptele si algoritmii statisticii multivariabile, numita si geostatistica, folosita pe plan mondial din ce in ce mai mult la ora actuala acolo unde exista seturi mari de [94; 95; 118; 127] date, situatie intalnita si in controlul electronic.



Modelul matematic (1.1), cel mai simplu si cel mai mult folosit in literatura de specialitate (chiar daca este si cel mai imperfect, deoarece nu tine cont de frecari, elasticitatea arborilor, actiunea soferului etc.), introduce deja unele incertitudini ale valorilor marimilor care intervin si care trebuie adoptate; este suficient, de exemplu, sa se arate ca niciodata nu se cunosc cu precizie coeficientul total de rezistenta la rulare, coeficientul maselor in miscare de rotatie, coeficientul aerodinamic, suprafata transversala a automobilului, raza de rulare a rotii motoare etc.

Daca se folosesc modele matematice mai complexe (de exemplu cele care au la baza modele dinamice cu mai multe mase inertiale), atunci se mareste numarul marimilor care trebuie adoptate, deci cresc incertitudinile asupra aprecierii acestora. De exemplu, in fig.1.1 se prezinta modelul dinamic cu trei mase inertiale, care ia in considerare elasticitatea arborilor k(.) si amortizarile vascoase c(.). La acest model momentul de inertie J1 contine momentele de inertie ale pieselor dintre motor si treapta respectiva din cutia de viteze (deci si ale ambreiajului, care se considera cuplat), reduse la axa arborelui cotit. Momentul de inertie J2 inglobeaza toate momentele de inertie ale rotilor dintate aflate in angrenare la un moment dat din cutia de viteze. Momentul de inertie J3 reprezinta suma tuturor momentelor de inertie ale pieselor aflate in miscare de rotatie de dupa cutia de viteze (transmisie si propulsor), precum si momentelor de inertie echivalente ale maselor aflate in miscare de translatie (masa autovehiculului, masa rotilor), toate reduse la arborele rotii motoare. Asupra acestui sistem actioneaza doua momente perturbatoare si anume: momentul motor Mm si momentul Mr necesar invingerii rezistentelor la deplasare.

Fig.1.1


Descrierea matematica a acestui model dinamic este [91; 103]

- pentru volantul 1:


(1.2)


- pentru volantul 2:


(1.3)


- pentru volantul 3:


(1.4)




Aceste trei expresii constituie modelul matematic al dinamicii ansamblului din fig.1.1. Pentru a calcula, de exemplu, unghiul de rotatie al arborelui cotit al motorului, deci 1=m, atunci se procedeaza la decuplarea ecuatiilor diferentiale (1.2)-(1.4). Se obtine astfel in final o ecuatie diferentiala de ordinul 6 de forma:


(1.5)

expresie care contine si derivate ale momentului motor si momentului necesar invingerii rezistentelor la deplasare.

Dupa cum se constata, se confirma faptul cunoscut ca modelele matematice ale dinamicii longitudinale a automobilelor pot fi de ordin mai mare, in functie de scopurile urmarite de cercetator. La aceste modele trebuie cunoscute insa valorile marimilor care intervin; de exemplu, expresia pentru coeficientul A4:


(1.6)


arata necesitatea cunoasterii momentelor de inertie, elasticitatii arborilor si frecarilor proprii modelului adoptat.

Asadar, cu cat modelul matematic este mai complex, cu atat si incertitudinile asupra valorilor adoptate se maresc; de aceea aceste modele trebuie confirmate de experimentari, aspect ce se regaseste in cadrul lucrarii [30; 36; 66; 91]. Rezulta astfel o a sasea particularitate a tezei, in comparatie cu literatura de specialitate, aceea ca utilizeaza conceptele si algoritmii specifici identificarii sistemelor, adica al stabilirii modelelor matematice pe baza datelor experimentale. In felul acesta se pot determina, de exemplu, coeficientii ecuatiei diferentiale (1.5), fara a fi nevoie sa se cunoasca valorile momentelor de inertie ale volantilor, elasticitatii arborilor si frecarilor proprii modelului adoptat.

Modelele matematice prezentate, utilizate in literatura de specialitate, nu iau in considerare actiunea conducatorului auto, ci doar influenta terenului. Aceste modele permit stabilirea doar a performantelor maximale ale automobilului (descrise de functionarea motorului la sarcina totala, situatie foarte rar intalnita in exploatarea automobilului), lucru total in contradictie cu necesitatile oricarui beneficiar, deoarece acest model nu ofera nici o informatie despre modul cum se comporta automobilul in conditiile functionarii la sarcini partiale sau sub actiunea combinata a terenului si a soferului; acest aspect este eliminat in cadrul lucrarii.

Reiese de aici o a saptea particularitate a tezei, aceea ca abordeaza sistemic dinamica automobilului, luand in considerare influenta terenului si actiunea soferului in plus, prin chiar modul de stabilire a modelelor matematice (folosind algoritmi de identificare), ia in considerare si sistemul de control electronic. Spre exemplu, actiunea soferului (functionarea pe caracteristici partiale) este luata in considerare considerand ca momentul motor Mm depinde de pozitia a clapetei obturatoare si de turatia n printr o functie neliniara, de tipul unei parabole de gradul II de forma:




(1.7)


in care si n se masoara cu ajutorul unor traductori incorporati [34; 35; 64; 91].

Referitor la utilizarea datelor experimentale (prelucrarea acestora) mai trebuie mentionat inca un aspect. Dupa cum se cunoaste, orice proba experimentala constituie o serie finita cu valori discrete ale marimilor vizate; altfel spus, orice proba constituie o serie dinamica in timp discret (numar valori).

Deoarece si procedeele de identificare (stabilirea modelelor matematice pe baza datelor experimentale) apeleaza la domeniul discret, rezulta o a opta particularitate a tezei, aceea ca utilizeaza cu precadere modele in timp discret, adica ecuatii cu diferente si regresii (recurente), dar si modele matematice in timp continuu (ecuatii diferentiale), folosite in exclusivitate in literatura de specialitate.

In plus, mai trebuie mentionate doua aspecte referitoare la stabilirea modelelor matematice pe baza datelor experimentale.

Primul aspect reliefeaza ca stabilirea unui model matematic liniar sau neliniar a fost sustinuta de analiza de corelatie si analiza de coerenta a datelor (ultima constituind corelatie in frecventa). Rezulta de aici o a noua particularitate a tezei, aceea ca deducerea unui model ce descrie dinamica automobilului a fost justificata matematic, inclusiv cu procedeele folosite de identificarea sistemelor [16; 18; 20; 31].

Al doilea aspect se refera la gradul de incredere privind precizia modelelor matematice stabilite. Dupa cum se cunoaste, in statistica clasica, unde se folosesc in acest scop intervalele de incredere, orizontul de predictie se refera doar la datele avute la dispozitie; in cadrul lucrarii gradul de incredere a fost stabilit si pentru alte seturi de date. Se deduce astfel o a zecea particularitate a tezei, aceea ca gradul de incredere asupra modelelor matematice stabilite a fost extins si pentru alte seturi de date, similare conditiilor concrete de experimentare, deci orizontul de predictie a fost largit pana cand s-a obtinut eroarea maxima impusa.

In sfarsit, mai trebuie mentionate urmatoarele abordari aferente dinamicii statistice a automobilelor, existente in cadrul lucrarii si mai putin sau deloc folosite in literatura de specialitate din domeniu: efectuarea analizei dispersionale (algoritmul ANOVA din statistica multivariabila); studiul dinamicii spectrale; deducerea unor modele matematice multifactoriale generalizate; utilizarea retelelor neuronale si a tehnicilor bootstrap bazate pe metoda Monte Carlo [94; 118; 120]etc.











Document Info


Accesari: 108
Apreciat:

Comenteaza documentul:

Nu esti inregistrat
Trebuie sa fii utilizator inregistrat pentru a putea comenta


Creaza cont nou

A fost util?

Daca documentul a fost util si crezi ca merita
sa adaugi un link catre el la tine in site

Copiaza codul
in pagina web a site-ului tau.




eCoduri.com - coduri postale, contabile, CAEN sau bancare

Politica de confidentialitate




Copyright Contact (SCRIGROUP Int. 2022 )