maplantsМашины и установки: проектирование, разработка и эксплуатацияMachines and Plants: Design and Exploiting2412-592XМОО "Стратегия объединения"maplants-37Research ArticleМАШИНОВЕДЕНИЕMACHINE SCIENCEОб оптимальном управлении гидрообъёмно-механическим приводом при разгоне маховикаOn the Optimally Controlled Hydrostatic Mechanical Drive in Case of Flywheel AccelerationКорсунскийВ. А.KorsunskiiV. A.

Moscow

vakormgtu@mail.ruМГТУ им. Н.Э. БауманаРоссияBauman Moscow State Technical UniversityRussian Federation201607092016021624Copyright © Корсунский В.А., 20162016Корсунский В.А.Korsunskii V.A.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.maplants-journal.ru/jour/article/view/37

С помощью разработанной математической модели получено решение оптимальной зарядки маховика при стоянке гусеничной машины оснащенной комбинированной энергетической установкой, содержащей двигатель внутреннего сгорания и маховичный аккумулятор энергии. Выполнена оценка влияния параметров относительной энергоемкости маховика и гидрообъемномеханического привода, содержащего одну регулируемую гидромашину, на время зарядки маховика. Установлены причины, ограничивающие эффективность действия комбинированной энергетической установки в процессе разгона маховика до максимальной скорости. Полученные результаты позволяют определять параметры маховика и законы управления приводом с целью их дальнейшей оптимизации. DOI: 10.7463/aplts.0216.0837892

An improving dynamic quality of vehicles and enhanced fuel efficiency are gained thanks to the combined power system (CPS), comprising a main energy source - internal combustion engine (ICE) with an attained level of the power source - and an auxiliary energy source, i.e. an energy storage device (a flywheel).

To solve this problem was developed a mathematical model of CPS comprising internal combustion engine and flywheel energy storage (FES) with stepless drive.

The stepless drive of the flywheel is made to be hydrostatic mechanical to raise the system efficiency. To reduce the drive weight and simplify the control system in the hydraulic part of the flywheel drive is used only one hydraulic unit being controlled.

The paper presents a kinematic diagram of the track-type vehicle equipped with the CPS that has a hydrostatic mechanical drive of the flywheel and a mechanical transmission.

A mathematical model of the system comprising an ICE, hydrostatic mechanical drive, and FES with stepless drive has been developed. This mathematical model was used to study the influence of ICE and flywheel drive parameters on the dynamic characteristics of the system.

The paper estimates the impact of flywheel energy consumption, pressure in the hydraulic system, and control parameter of hydrostatic mechanical drive on the charging time of FES.

The obtained piecewise linear law to control the regulation parameter of the hydraulic unit allows us to minimize the charging time of the flywheel at the short-term stops and in the parking area of a tracked vehicle equipped with a CPS.

The causes affecting the performance of ‘ICE – drive – flywheel’ system in the course of the flywheel acceleration are a restricted maximum power of the engine, as well as a limited generating capacity, and a maximum flywheel drive hydro-system pressure.

The obtained results allow us to determine rational parameters of the flywheel and the laws of drive control to provide their further optimization, with a tracked vehicle being in motion, under random external effect.

маховичный аккумулятор энергииэнергоёмкость маховикакомбинированная энергетическая установкагидрообъёмномеханический приводзарядка маховикамеханическая трансмиссияcombined power installationhydro volumetric mechanical driveflywheel energy storagepower consumption of a flywheelflywheel chargemechanical transmissionReferencesКорсунский В.А. Анализ динамических качеств транспортной машины с комбинированной энергетической установкой и с гидрообъёмной трансмиссией. Наука и образование. МГТУ им. Н.Э. Баумана. Электрон. журн. 2013. № 9. С.145-162. DOI: 10.7463/0913.0602200Korsunskiy V.A. Analysis of dynamic characteristics of a transport vehicle with combined power installation and hydrostatic transmission. Nauka i obrazovanie. MGTU im. N.E. Baumana = Science and Education of the Bauman MSTU, pp.145-162. 2013, no. 9. (in Russian). DOI: 10.7463/0913.0602200Забавников Н.А., Корсунский В.А., Герасимов А.Н. Динамика гусеничной машины с маховичным аккумулятором энергии: учебное пособие. М.: МВТУ им. Н.Э. Баумана. 1987. 44 сZabavnikov N.A., Korsunskiy V.A., Gerasimov A.N. Dinamika gusenichnoy mashiny s makhovichnym akkumulyatorom energii. [Dynamics of tracklaying vehicle with flywheel accumulator]. Moscow, Bauman MSTU Publ., 1987. 44 p. (in Russian).Корсунский В.А. Динамические качества гусеничной машины с комбинированной энергетической установкой и механической трансмиссией при разгоне. Инженерный журнал: наука и инновации. 2013. Вып. 10. URL: http://engjournal.ru/articles/983/htmlKorsunskiy V.A. [Dynamic qualities of the track vehicle with combined power installation and mechanical transmission at dispersal]. Inzhenernyy zhurnal: nauka i innovatsii = Engineering Journal: Science and Innovation, 2013, no. 10. Available at: http://engjournal.ru/articles/983/html (accessed 05.04.16) (in Russian)Батенко А.П. Управление конечным состоянием движущихся объектов. М.: Советское радио. 1977. 256 сBatenko A.P. Upravlenie konechnym sostoyaniem dvizhushchikhsya ob''ektov [Moving objects final state control]. Moscow, Sovetskoe radio Publ., 1977. 256 p. (in Russian).

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