Naslov
Modeliranje i regulacija elemenata pogona vozila s izraženim učincima trenja
(Modeling and Control of Vehicle Powertrain Components with Emphasized Friction Effects)

Autori
Ivanović, Vladimir

Vrsta, podvrsta i kategorija rada
Ocjenski radovi, doktorska disertacija

Fakultet
Fakultet strojarstva i brodogradnje

Mjesto
Zagreb

Datum
16.07

Godina
2010

Stranica
256

Mentor
Deur, Joško

Ključne riječi
Trenje; Autoguma na ledenoj podlozi; Električno vozilo; Uljna spojka; Elektromehanički actuator; Matematičko modeliranje; Eksperimentalna identifikacija; Regulacija
(Friction; Tire on ice surface; Electrical vehicle; Wet clutch; Electromechanical actuator; Mathematical modeling; Experimental identification; Control)

Sažetak
U radu se razmatra problematika modeliranja, eksperimentalne identifikacije i unaprjeđenja kvalitete regulacije dvaju karakterističnih elemenata pogona vozila s izraženim učincima trenja: autoguma na ledenoj podlozi i uljna lamelna spojka aktivnog diferencijala s elektromehaničkim aktuatorskim sustavom. Dinamika autogume razmatra se s ciljem utvrđivanja fizikalne podloge za uočeni učinak povećanja potencijala trenja u uvjetima nagle promjene pogonskog momenta (dinamički potencijal trenja) i istraživanja mogućnosti primjene navedenog učinka u svrhu poboljšanja sustava regulacije vuče vozila. Uljna lamelna spojka aktivnog diferencijala razmatra se s ciljem stjecanja uvida u dinamičko ponašanje cjelokupnog sustava, objašnjenja fizikalne podloge učinka sporog odziva momenta spojke pri malim relativnim brzinama i istraživanja naprednijeg koncepta upravljanja momentom spojke. Metodologija i rezultati prikazani u ovom istraživanju primjenjivi su na druge elemente vozila poput suhih spojki, kočnica, sustava skretanja, kotača pružnih vozila, te općenito na razne mehatroničke sustave. Dinamički potencijal trenja autogume detaljno se analizira temeljem eksperimentalnih rezultata dobivenih korištenjem eksperimentalnog električnog vozila na skliskim podlogama. Pokazuje se kako je utjecaj raznih radnih parametara, poput vremena porasta primijenjenog momenta i brzine vozila zapravo posljedica karakteristične rotacijske kinematike gume i utjecaja vremena kontakta elemenata nagazne površine gume (tzv. vlakana) i podloge na potencijal trenja. Temeljem ovog saznanja, LuGre vlaknasti model trenja gume proširen je prostorno raspodijeljenim fizikalnim modelom vremena mirovanja vlakana i eksperimentalno određenom ovisnosnošću potencijala trenja i vremena mirovanja vlakna. Rezultati eksperimentalne provjere pokazuju kako razvijeni model točno opisuje dinamiku trenja gume u širokom opsegu radnih uvjeta. Konačno, predlaže se i eksperimentalno provjerava koncept regulacije vuče koji koristi dinamički potencijal trenja za svladavanje sila otpora vožnje na uzbrdici prekrivenoj ledom, koje su veće od statičkog potencijala trenja gume. U drugom dijelu rada, postavlja se višefizikalni model spojke koji uključuje dinamiku aktuatora (razvijanje normalne sile spojke), dinamiku razvijanja momenta spojke, toplinsku dinamiku i višefunkcionalnu karakteristiku trenja. Analiziraju se razni načini modeliranja elemenata s trenjem i predlažu pragmatična pojednostavljenja modela s ciljem povećanja računalne učinkovitosti. Parametri modela određuju se eksperimentalnim putem primjenom razvijenih postava. Rezultati eksperimentalne provjere modela ukazuju na visok stupanj točnosti modela. Analiza rezultata pokazuje kako učinci trenja aktuatorskog mehanizma i trenja spojke imaju značajan utjecaj na dinamiku sustava i kako uobičajeni koncept upravljanja momentom spojke putem regulacije struje aktuatora ima značajne nedostatke. Temeljem eksperimentalno utvrđene jednoznačne eksperimentalne ovisnosti normalne sile spojke i pozicije motora aktuatora predložen je i eksperimentalno provjeren koncept upravljanja momentom spojke u krugu regulacije pozicije aktuatora, koji pokazuje visoku statičku i dinamičku točnost upravljanja.

Izvorni jezik
Hrvatski

Znanstvena područja
Strojarstvo

POVEZANOST RADA