МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ Белорусский национальный технический университет Автотракторный факультет НИРС2020 Материалы 76-й студенческой научно-технической конференции Электронное издание М и н с к Б Н Т У 2 0 2 0 УДК 082(063) (476-25) ББК 74.58я43 Н 68 Рецензент Зам. декана МСФ БНТУ, канд. техн. наук, доцент В.В.Бирич В сборнике представлены тезисы докладов 76-й студенческой научно-технической конференции. Тематика докладов посвящена актуальным проблемам современной науки и соответствует основ- ным направлениям конференции: Автомобили и тракторы. Техническая эксплуатация автомобилей. Гидропневмоавтоматика и гидропневмопривод. Транспортные системы и технологии. Экономика и логистика. Инженерная графика машиностроительного профиля. Оценочная деятельность на транспорте и в промышленности. Редакционная коллегия: А.С. Поварехо (гл. редактор), В.П. Бойков, А.С. Гурский, А.В.Матюшинец, Р.Б. Ивуть, Г.А. Дыко, П.Р. Бартош, А.С. Рынкевич Ответственный за выпуск А.А.Дзема Под общей редакцией А.С. Поварехо Белорусский национальный технический университет Автотракторный факультет ул. Я.Коласа, 12, г. Минск, Республика Беларусь Тел. (+375 17) 331 05 48; (+375 17) 293 95 20 e-mail: [email protected] http://www.bntu.by/atf.html Регистрационный № БНТУ/АТФ – 110.2020  БНТУ, 2020 СЕКЦИЯ «АВТОМОБИЛИ И ТРАКТОРЫ» УДК 629.113 ЭЛЕКТРОННАЯ СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ УРОВНЕМ ПОЛА (ECAS) ДЛЯ АВТОБУСОВ С ПНЕВМАТИЧЕСКОЙ ПОДВЕСКОЙ Студент гр. 101072-15 Куцеволов А.В. Научный руководитель – канд. техн. наук, доц. Дыко Г.А. Система регулирования уровня пола должна обеспечивать под- держание заданного уровня либо определять автоматически опти- мальную его величину в зависимости от средней скорости движения и массы. После определения уровня система принимает сигналы с датчика положения кузова в течение 60 с, затем эти показания сгла- живаются числовым фильтром и определяется средний уровень, при- нимаемый за текущий. Далее система сравнивает текущий уровень с требуемым. Если текущий уровень больше требуемого более чем на допускаемую величину, то система снижает давление в пневмобал- лонах и определяет новый уровень и сравнивает его с требуемым. При допустимом расхождении система завершает регулировку и воз- вращается в начало цикла. Если расхождение остаётся, то цикл пони- жения давления продолжается. Если текущий уровень пола меньше требуемого более чем на допускаемую величину, то система повы- шает давление в пневмобаллонах и определяет новый текущий уро- вень, сравнивает его с требуемым. Если расхождение остаётся, то снова повышается давление, если же расхождение не превышает до- пускаемого значения, то цикл завершается. Одновременно при дви- жении автобуса с учётом его скорости система поддерживает требу- емое сопротивление амортизаторов на ходах отбоя и сжатия, генери- руя управляющий сигнал, пропорциональный величине необходимого проходного сечения калиброванных отверстий в них, для корректировки размеров этих сечений при необходимости. 4 УДК 629.113 ПОДВЕСКА НА РЕЗИНОМЕТАЛЛИЧЕСКИХ УПРУГИХ ЭЛЕМЕНТАХ ДЛЯ ТЯЖЕЛЫХ ДОРОЖНЫХ УСЛОВИЙ НА ПРИМЕРЕ ПОДВЕСКИ HAULMAAXEX Студент гр. 101071-15 Грищенко М.Ю. Научный руководитель – канд. техн. наук, доц. Дыко Г.А. Особенностью подвески HAULMAAX EX является установка ре- зинометаллических упругих элементов. Подвеска включает два та- ких упругих элемента с прогрессивной характеристикой и четыре по- перечных резинометаллических элементов, балансир, две продоль- ные тяги и два поперечных рычага (рисунок 1). Опционально могут устанавливаться амортизаторы. Рисунок 1 – Подвеска на резинометаллических упругих элементах Подвеска рассчитана на эксплуатацию в тяжелых дорожных усло- виях, а также при сверхбольшой нагрузке. Конструкция позволяет сохранять сцепление с опорной поверхностью и равномерно распре- делять нагрузку. Прогрессивная характеристика резинометалличе- ских упругих элементов обеспечивает качественную работу под- вески и устойчивость автомобиля при полной нагрузке. Поперечные резинометаллические упругие элементы подвески воспринимают силы при трогании и торможении, при этом деформация элементов минимальна. Резинометаллические упругих элементы не используют смазку для работы, что увеличивает долговечность и обуславливает приемлемую стоимость технического обслуживания. В случае вы- хода элементов из строя их легко заменить. Использование элемен- тов такого типа значительно снижает вибрации и нагрузки на узлы и механизмы транспортного средства. 5 УДК 621.333 ПОСТРОЕНИЕ МЕХАНИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК АСИНХРОННОГО ДВИГАТЕЛЯ С УЧЕТОМ АКТИВНОГО СОПРОТИВЛЕНИЯ ОБМОТКИ СТАТОРА Студент гр. 101101-16 Хилько А.Д. Научный руководитель – ст. препод. Плищ В.Н. При построении механических характеристик (МХ) асинхронного двигателя (АД) по пропорциональному закону 𝑈 /𝑓 = const актив- 1 1 ное сопротивление обмотки статора принимается равным нулю (𝑅 = 0). В этом случае критический момент постоянен и МХ пред- 1 ставляют собой семейство конгруэнтных кривых. Однако это спра- ведливо для регулирования скорости в диапазонах D = 1:2 – 1:3. Для ТАД 155-04-БУ1 построены МХ с учетом 𝑅 (рисунок 1) [1]. 1 Рисунок 1 – МХ АД с учетом активного сопротивления обмотки статора Из рисунка 1 видно, что при α=0,1-1 данный закон не обеспечи- вает постоянную перегрузочною способность. Поэтому на электри- ческом транспорте следует применять замкнутые системы скаляр- ного частотного управления АД, либо IR или IZ компенсацию. Литература 1. Фираго, Б. И. Регулируемые электроприводы переменного тока / Б. И. Фираго, Л. Б. Павлячик. – Мн.: Техноперспектива, 2006. – 363 с. 6 УДК 621.333 ВЫБОР ПАРАМЕТРОВ НАКОПИТЕЛЯ ТРАМВАЯ Студенты гр. 101101-15 Наумович Е.А., гр. 101101-16 Хилько А.Д. Научный руководитель – ст. препод. Плищ В.Н. В настоящее время трамвай должен обладать автономностью хода и возможностью подзарядки во время движения от контактной сети. Анализ показал, что для таких систем в качестве накопителей при- меняются литий-ионные аккумуляторы. Средняя длина маршрута со- ставляет 20 км. Поэтому целью работы является выбор параметров накопительного блока трамвая с зарядкой во время движения от кон- тактной сети напряжением 550 В. Расчет проведен при номинальном режиме работы асинхронного двигателя без учета уклонов дороги и средней скорости трамвая v 23,18 км/ч. Принята ячейка емкостью 50 А∙ч и напряжением ср 3,2 В. По компоновочным соображениям принимаем емкость одного блока ячеек 700 А∙ч путем параллельного соединения 14 ячеек. Для достижения напряжения 550 В с учетом потерь используем 180 бло- ков ячеек, соединенных последовательно. Общий вид накопитель- ного блока (4 блока по 45 блоков ячеек) массой 3200 кг представлен на рисунке 1. Автономность хода трамвая при заданной скорости движения составила 56 минут. Рисунок 1 – Накопительный блок трамвая Путем применения предложенного накопительного блока можно обеспечить автономность хода трамвая на расстояние до 20 км. 7 УДК 629.114.2 ВЫБОР РЕЗИНО-ЖГУТОВЫХ ЭЛЕМЕНТОВ ПОДВЕСКИ РАТРАКА Студент гр. 101081-15 Валуев Д.Г. Научный руководитель – канд. техн. наук, доц. Таяновский Г.А. При выборе параметров ходовой системы ратрака на базе трак- тора с гусеничными резино-жгутовыми упругими поддерживаю- щими элементами (РЖУП) гусеничного хода проведен анализ кон- структивных исполнений и сравнительная оценка вариантов упругих модулей. Рассмотрены следующие компоновки таких модулей (ри- сунок 1а, б). а) б) Рисунок 1 Варианты компоновки РЖУП По своей конструкции торсион представляет собой фигурную (квадратную, шестиугольную) трубу с установленными в нее с раз- ных сторон резиновыми круглыми жгутами (обычно 3–4). Длина жгутов из резины марки Р 7-30-2148 составляет 300-400 мм, а диа- метр – около 30 мм. В такую трубу со жгутами запрессовывается ры- чаг с цапфой и ступицей. Установочная часть рычага имеет квадрат- ную или треугольную (в случае шестиугольной трубы) форму. В слу- чае увеличения нагрузки на подвеску рычаг начинает 8 проворачиваться во внешней трубе, а резиновые жгуты сопротив- ляться этому движению. Плотность торсионов подбирается так, чтобы конструкция получалась одновременно и довольно жесткой, но и легко могла амортизировать при использовании на неровностях. Диапазон нагрузок торсионных осей составляет от 500 кг до 2 тонн. На плавность хода ратрака с торсионной подвеской в некоторой мере влияет форма самой трубы. В квадратный профиль устанавливается четыре жгута – такая подвеска более жесткая. Шестиугольный про- филь используется с тремя жгутами, такая ось выдерживает такие же нагрузки, как и при четырехугольном профиле, но может иметь более плавную кривую нагружения – зависимость крутящего момента от угла поворота внутренней направляющей. К минусам торсионной подвески можно отнести трудоемкость ре- монта в случае возникновения поломки или износа. Если подшипник в торсионной подвеске можно поменять самостоятельно, то замену жгутов и направляющей – только в производственных условиях, а сам ремонт по стоимости соизмерим с ценой нового модуля в сборе. Типовые кривые упругого нагружения-закручивания модуля РЖУП нелинейны, а динамический ход зависит от начальной точки на такой кривой при натяжке гусеничной ленты при сборке гусенич- ного хода на машине. Работа жгутов при закручивании их в корпусе модуля с помощью рычага с установленным на его конце катком по- казана на рисунке 2. Достоинство РЖУП в том, что она проста и надежна, неприхотлива в эксплуатации, обеспечивает высокий клиренс ратрака и простоту настройки при установке на ма- шину. Наиболее надежно при выборе под- вески и решении задач динамики движения ратрака по случайным неровностям брать экспериментальные кривые паспорта каж- дого из тестируемых после сборки модуля Рисунок 2 – Деформации подвески, в котором приводятся кривые жгутов при работе нагружения и характеристики эксплуатаци- онной надежности модуля в работе при раз- личных температурах. 9 УДК 629.01-03, 629.07 К ЗАДАЧЕ ВЫБОРА ПАРАМЕТРОВ КОМПОНОВКИ ЭЛЕКТРОСКУТЕРА Студент гр. 101161-15 Оболенская Я.Е. Научный руководитель – канд. техн. наук, доц. Таяновский Г.А. Первичная прикидка параметров общей компоновки разрабатыва- емого электроскутера обычно осуществляется на основе анализа по- добных размеров у ближайших прототипов. Представляет практиче- ский интерес постановка задачи определения рациональных пара- метров компоновки электроскутера с позиции устойчивости, маневренности, безопасности, эргономики. Расчетная схема такого средства индивидуальной мобильности (см. рисунок 1) характеризу- ется конструктивными параметрами: условными длинами «полурам» a и b, углом наклона An и высотой Ha шарнира связи «полурам», размерами Rk1 и Rk2 и жесткостями колес, приведенными к центрам тяжести массами M1 и M2 и моментами инерции передней J1 и зад- ней J2 частей в пространственном движении, характеризующимся углами Эйлера. При ненахождении в условной вертикальной плоско- сти точек центров упомянутых двух масс, середин осей колес и сере- дины шарнира система выходит из устойчивого прямолинейного движения. При этом к частям системы оказываются приложенными системы сил и моментов, а также реакции в пятнах контактов шин с опорной поверхностью. Рисунок 1 – Расчетная схема электроскутера 10