автореферат диссертации по машиностроению и машиноведению, 05.02.02, диссертация на тему:Теоретические основы анализа и синтеза оптимальныхэнергопреобразующих свойств автотранспортных средств

ДЕРЖАВНИЙ УНІВЕРСИТЕТ "ЛЬВІВСЬКА ПОЛІТЕХНІКА"

На правах рукопису

Гащук Петро Миколайович

УДК [621.01:621.4-8:621.86:629.113/.114].001

ТЕОРЕТИЧНІ ОСНОВИ АНАЛІЗУ ТА СИНТЕЗУ ОПТИМАЛЬНИХ ЕНЕРГОПЕРЕТВОРЮВАЛЬНИХ ВЛАСТИВОСТЕЙ АВТОТРАНСПОРТНИХ ЗАСОБІВ

05.02.02 - машинознавство

Автореферат дисертації на здобуття наукового ступеня доктора технічних наук

Львів - 1997

Дисертацією є рукопис

Робота виконана у Державному університеті "Львівська політехніка"

Науковий консультант - Заслужений діяч науки України,

лауреат Державної премії України, академік, доктор технічних наук, професор Канарчук Вадим Євгенович

Офіційні опоненти: доктор технічних наук, професор

Дащенко Олександр Федорович;

доктор технічних наук, професор Малащенко Володимир Олександрович;

доктор технічних наук, професор Сахно Володимир Прохорович

Провідна організація - Інститут машин і систем, м. Харків

Захист відбудеться "¿5" СГЄ/ОЄЗНЯ 1997 р. о /-4 Годині на засіданні спеціалізованої вченої ради Д 04.06.04 у Державному університеті "Львівська політехніка" (290646, Львів-13, вул. С. Бандери, 12, ауд. 226 головного корпусу).

Відгуки на автореферат у двох примірниках, завірені печаткою, просимо надсилати на адресу: 290646, Львів-13, вул. С. Бандери, 12, Державний університет "Львівська політехніка", вченому секретарю ради Д 04.06.04.

З дисертацією можна ознайомитися у бібліотеці Державного університету "Львівська політехніка" (вул. Професорська, 1).

Автореферат розісланий "17" /ІКіґПСгЕО 1997 р.

Вчений секретар

спеціалізованої вченої ради

канд.техн. наук, проф.

ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

Актуальність теми. Практично всі питання, пов'язані з проблемою покращення невичерпних у своїй різноманітності властивостей автотранспортних машин (автомобілів, автобусів, автонавантажувачів тощо), можна розглядати на засадах єдиної концепції, за якою найрізноманітніші аспекти досконалості машин надаються до спостереження в процесі дослідження їх енергетичної ефективності. Це, зокрема, стосується і паливної ощадливості, і екологічної безпеки, і надійності, і навіть комфортабельності. В зв'язку з цим проблема енергетичної ефективності набуває рис фундаментальної, а методологія аналізу-синтезу енергетично досконалої машини стає гранично універсальною та продуктивною. Дослідження в рамках цієї проблеми засвідчили, що сучасні автотранспортні машини різного призначення дуже далекі від правдоподібного ідеалу, що шляхом їх енергетичного вдосконалення можна зробити вельми помітний внесок у розв'язання таких актуальних проблем, як проблема заощадження енергії та екологічна проблема, що джерелом різних непорозумінь у сприйнятті і тлумаченні енергетичної досконалості машин та перспектив їх розвитку є відсутність фундаментальної теорії та вельми мала продуктивність інтуїтивно-евристичних засад, на яких пересічно здійснюється пошук заходів підвищення енергетичної ефективності машин.

Мета дослідження - розробка основ теорії аналізу-синтезу оптимальних енергоперетворювальних властивостей автотранспортних засобів і їх двигунів на основі єдиної концепції енергетичної досконалості та пошук засобів підвищення енергетичної чи паливної ощадливості автотранспортних машин і зменшення їх негативного впливу на довкілля.

З

Об'єкти дослідження. За об'єкти досліджень правили: дші-гуи внутрішнього згоряння, транспортні та підйомно-транспортні машини, системи "двигун-трансмісія", "двигун-трансмісія-ма-шина-довкілля". Предметне поле теоретичних досліджень склали: розподіли та пріоритети режимів роботи двигунів внутрішнього згоряння; способи раціонального формування режимів у системі "двигун-трансмісія"; потенційна ефективність імпульсних режимів керування двигуном та зумовлювана ними паливна ощадливість машини; раціональні закони регулювання робочого об'єму циліндрів та швидкості обертання вала двигуна; оптимальні закони навантаження двигуна механічним редуктором, гідродинамічним трансформатором та безступеневою трансмісією (варіатором); оптимальні транспортні цикли та програми руху транспортних засобів з точки зору мінімізації протидії довкілля та з точки зору паливної ощадливості; раціональні закони суміщення режимів роботи двигуна і гідротрансформатора, двигуна і зчеплення з неперервним керованим проковзуванням; оптимальні навантажувальні характеристики гідротрансформатора; оптимальні закони перемикання передач в ступеневих механічних та гідромеханічних трансмісіях; ефекти зниження енергетичної ефективності машин у випадку відмови від повної автоматизації керування трансмісією. Об'єкти експериментальних досліджень: стендових - двигуни КамАЗ-740, КамАЗ-7401, КамАЗ-7402М, КамАЗ--7408М, Mercedes-Benz ОМ-407; ходових - автобуси JIA3-4202, JIA3-42021, ЛиАЗ-5256, вантажний автомобіль ГАЗ-52-04 та автонавантажувачі 4014, 40852, 40853. Експериментально досліджувались також статистичні параметри і характеристики, що відображають реальні режими роботи різноманітних автонавантажувачів в умовах морських торгових портів та промислових підприємств.

Методологія дослідження побудована на принципах раціонального поєднання теоретичних досліджень, машинного та натурного експериментування із залученням апарату математичної теорії планування експериментів, засобів кондепційного моделювання ситуацій, некласичного варіаційного числення, математичної теорії оптимального керування, математичного програмування. Натурні стендові і ходові експерименти проводились з метою: вивчення закономірностей енергоперетворення в різних системах автотранспортних засобів на прикладі автомобілів, автобусів, автонавантажувачів; перевірки адекватності синтезованих математичних моделей; отримання вихідної для теоретичного аналізу інформації про властивості і характеристики реальних машин та їх агрегатів; перевірки основних теоретичних принципів та висновків. Конкретні практичні результати були отримані методами моделювання процесів функціювання машин та їх систем на ЕОМ.

Наукова новизна роботи і основні положення, що виносяться на захист. Розроблено основи узагальненої теорії і методології аналізу-синтезу оптимальних властивостей транспортних машин та їх систем на засадах єдиної концепції енергетичної досконалості. Досліджено можливості підвищення паливної ощадливості двигунів внутрішнього згоряння засобами активного наддуву, керування робочим об'ємом циліндрів або частотою робочих циклів. З'ясовано можливість більш раціонального навантаження двигуна за рахунок керованого проковзування в трансмісії машини. Сформульовано принципи оптимального суміщення режимів роботи двигуна і трансмісій різного типу з залученням спеціально розробленого апарату аналізу пріоритетів режимів. У загальній аналітичній формі відображено умови оптимальності моментів перемикання передач в ступеневих механічній та гідромеханічній трансмісіях, на підставі яких розроблено методику синтезу опти-

мальних законів керування трансмісією мобільної машини, яка усуває протиріччя між вимогами підвищення продуктшшос і і та вимогами зниження витрат пального. Розроблено узагальнсії} методику синтезу робочих циклів та програм руху транспортної машини, що забезпечують при заданому рівні продуктивності або найменші затрати енергії на подолання протидії довкілля, або ж мінімальні витрати пального. Більшість теоретичних результатів подано у формі оптимізаційних принципів, аналітичних умов оп-тимальності й еталонних характеристик, що відображають потенційні властивості досліджуваних систем машини.

Практичну цінність роботи складають:

1. Методика зняття паливних характеристик двигунів, що охоплює одночасно тягові, холості і гальмівні режими їх роботи. Методика впорядковування режимів, яка передбачає побудову додаткових характеристик, що відображають пріоритети режимів і дозволяє вельми зручними засобами дати оцінку ступеня відповідності двигуна конкретній машині й експлуатаційним умовам, ступеня використання потужності, ступеня співпадати переважних режимів з тими, які вважаються оптимальними, тощо.

2. Методика кількісної оцінки потенційних можливостей підвищення енергетичної ефективності двигунів засобами наддуву та керування частотою робочих циклів у циліндрах.

3. Методика синтезу еталонних характеристик двигунів, що спирається на принципи форсування-дефорсування і дозволяє оцінити, наскільки той чи інший двигун за своїми енергоперетво-рювальними властивостями далекий від досконалості.

4. Метод синтезу законів сумісної роботи двигуна та в'язкіс-ного зчеплення, яке надає можливість тривало розвіювати механічну енергію, але при цьому сприяє підвищенню паливної ощадливості мобільної машини.

5. Методика визначення оптимальних законів навантажування двигуна різними типами трансмісій.

6. Методи синтезу оптимальних навантажувальних характеристик гідротрансформатора.

7. Методика формування оптимальних законів перемикання передач у ступеневих механічних і гідромеханічних трансмісіях, яка дозволяє синтезувати універсальні алгоритми автоматичного керування трансмісіями, забезпечуючи одночасно і високу динамічність машини, і гранично можливе зниження витрат пального.

8. Методи ідентифікації оптимальних транспортних циклів та програм руху машини, а також принципи керування швидкістю пересування машини.

9. Метод оцінки взаємовідповідності структурної складності ступеневої трансмісії, вибірності ступенів, рівня автоматизова-ності перемикання передач та ефективності енергоперетворення.

10. Метод контролю якості регулювання частоти обертання вала двигуна та швидкості руху машини.

Реалізація. Розроблені в дисертації загальні принципи і методи оцінки властивостей двигунів та трансмісій, а також методи оптимального суміщення режимів їх роботи, вибору оптимальних параметрів та характеристик гідродинамічних трансформаторів використовувались у Всесоюзному конструкторсько-експериментальному інституті автобусобудування при підборі для міських автобусів гідротрансформаторів із окресленої сім'ї та при розробці перспективної сім'ї автобусних гідродинамічних передач. Запропоновані методика стендових випробувань двигунів внутрішнього згоряння та методика аналізу їх паливних характеристик використовувались в Асоціації Укрпастранс при підборі дизельних двигунів для перспективної сім'ї автобусів з автоматичними трансмісіями. Результати, отримані при оптимізації законів пере-

мнкання передач і законів суміщення режимів роботи двигуна та гідротрансформатора, використовувались в ГСКБ автонавантажувачів при розробці конструкцій трансмісій з автоматичним перемиканням передач для підйомно-транспортних машин. Проведені в дисертаційній роботі дослідження складають частину планових науково-дослідних та експериментально-конструкторських робіт, велених кафедрою "Експлуатація та ремонт автомобільної техніки" та науково-дослідним сектором Державного університету "Львівська політехніка" з метою підвищення ефективності транспортних і підйомно-транспортних колісних машин. Найбільш важливі теоретичні положення роботи стосовно автомобіля, викладені, зокрема, в монографіях "Оптимизация топливно-скоростных свойств автомобиля" та "Энергетическая эффективность автомобиля", використовуються в навчальному процесі на кафедрі експлуатації та ремонту автомобільної техніки Львівської політехніки при викладанні курсів "Теорія автоматичних систем автомобіля і трактора", "Автомобільні двигуни", "Автомобілі".

Апробація роботи. Основні положення і результати дисертаційної роботи доповідались та обговорювались на науково-технічних конференціях і теоретичних семінарах в Державному університеті "Львівська політехніка" (1979 ... 1996 рр.), науково-теоретичних семінарах МАДІ-НАМІ-ЗІЛ з гідромеханічних передач (Москва, 1983 ... 1987 рр.), засіданнях науково-технічної Ради ВКЕІ автобуспрому (Львів, 1984 ... 1986 рр.), теоретичному семінарі кафедри автомобілів МАМІ (Москва, 1984 р.), засіданні секції науково-технічної ради НАМІ (Москва, 1985 р.), Всесоюзній науково-технічній конференції "Використання мікропроцесорної техніки в системі керування автомобілем" (Мінськ, 1988 р.), конференціях Укравтобуспрому і Львівської політехніки "Проблеми й перспективи розвитку ГМП" (Львів, 1988 р.) та

"Автоматизація автомобілів, автобусів і автонавантажувачів" (Львів. 1989 р.), науково-технічній конференції кафедри автомобілів Львівської політехніки та секції автомобільної техніки Вищої школи м. Цвіккау, ФРН, "Використання мікропроцесорного керування в агрегатах автобусів" (Львів, 1989 р.), міжнародних науково-технічних конференціях "Методи дослідження та діагностування систем автомобілів і машин" (Львів, 1990 ... 1993 рр.), міжнародних конференціях "Методи розрахунку і дослідження у вдосконаленні систем автомобілів та робочих машин" (Жешув, РП, 1990 ... 1994 рр.), міжнародних симпозіумах українських інженерів-механіків у Львові (Львів, 1993, 1995 рр.), міжнародній науково-технічній конференції Західного наукового центру Транспортної академії України та Жешувської політехніки, РП, "Проектування, виробництво та експлуатація автотранспортних засобів і поїздів" (Львів, 1995 р.), теоретичних семінарах в Українському транспортному університеті (Київ, 1993, 1995 рр.).

Публікації. За матеріалами дисертації опубліковано 85 наукових праць, серед якнх - три монографії. Визначальні 18 наукових публікацій, серед яких дві монографії, виконано автором одноосібно. В інших працях автору дисертації належать наукові ідеї, методологія та математичний апарат дослідження; розрахункові викладки виконувались співавторами; отримані результати аналізувались особисто автором дисертації, або ним сумісно з співавторами публікацій.

Структура та обсяг робот». Дисертацію складають вступ, дев'ять розділів, основні результати та висновки, перелік літератури, додатки. Основний матеріал дисертації викладено на 419 сторінках. Виклад ілюструється 158 рисунками на 84 сторінках, вісьмома таблицями на 9 сторінках та супроводжується переліком літератури з 279 найменувань па 24 сторінках.

ЗМІСТ ДИСЕРТАЦІЙНОЇ РОБОТИ

1. Загальні оптнмізаційні пріїїіпіппі іі алгоритми вдосконалення колісної машини

Щоб уникнути непродуктивних затрат праці в сфері вдосконалення автотранспортних машин, необхідна, якщо не філософія машин, то, хоча б, теорія концепційно-ситуаційного моделювання. В підвалини цієї теорії, як з'ясувалось, можна покласти достатньо просту за змістом і алгоритмами використання методологію синтезу-аналізу концепційних ситуацій, яка надає можливість вельми наочної їх інтерпретації у формі так званих портретів ситуацій. З використанням цієї методології вдалось подолати всі труднощі, що виникають при суміщенні з позицій цілісності низки оптимізаційних процесів, що стосуються різних систем машин, при розробці загальної концепції досконалості мобільних машин, при розробці загальних на єдиних засадах алгоритмів оптимізації властивостей двигуна, трансмісії, машини.

Синтез концепційних ситуацій можна звести до моделювання взаємостосунків між деякими умовними колективом АГО, який має повноваження приймати рішення щодо впровадження, але сам не розробляє оптимізаційних рекомендацій чи алгоритмів, колективом К\, на якого покладені обов'язки вишукувати напрямки покращення властивостей деякої системи СІ, та колективом К2, який скеровує свої зусилля на вдосконалення деякої системи С2.

На підставі аналізу концепційних ситуацій легко довести, що при реалізації паралельних процесів оптимізації колектив КО, уповноважений приймати рішення щодо впровадження, повинен володіти не конкретними рекомендаціями, а алгоритмами їх вишукування. Володіючи цими алгоритмами, він власними силами чи у співпраці з колективами К\ та К2 здатен реалізувати крок за

кроком пошук напрямків покращення властивостей машини, вдаючись дискретно в часі до багатократного чергування одних і тих самих оптимізаційних алгоритмів. В усіх інших випадках завжди існує ризик отримати неусвідомлений негативний ефект.

В роботі переглянуто цілу низку найправдоподібніших і найпоширеніших ситуацій, що дозволило закласти підвалини для взаємозумовленного і комплементарного формулювання на єдиних концепційних засадах всіх оптимізаційних задач, які охоплює дисертаційна робота. В окремих випадках апарат синтезу-аналізу ситуацій виявився формально ідентичним апарату оптимізації.

2. Впорядковування режимів роботи двигуна внутрішнього згоряння за рівнем доцільності їх використання

Замість практично неосяжної за своїм різноманіттям інформації про дорожні умови, інтенсивність та склад транспортних потоків, методи керування машиною, закони керування двигуном і трансмісією, властивості різних систем машини, що взаємодіють з досліджуваною, тощо часто доцільно оперувати цілком осяж-ною інформацією про розподіли режимів роботи агрегатів машини. Наприклад, інформація про розподіли режимів роботи двигуна дозволяє вельми різнобічно оцінити рівень відповідності цього двигуна або ж навіть будь-якої іншої системи даній конкретній мобільній машині та реальним умовам її експлуатації.

За аналогією з поняттям реального пріоритету можна ввести й поняття концепційного пріоритету, що окреслює деякий бажаний розподіл режимів роботи систем мобільної машини. Співставлений реального та бажаного пріоритетів, власне, і є формальною підставою для ідентифікації кращих та гірших конструкторських рішень та з'ясування можливостей вдосконалення транспортної машини. Відобразити бажаний пріоритет покликана син-

тезована в роботі віртуальна функція густини рошоділ} режимів, яка "зобов'язує" використовувати кращі режими рівно настільки частіше, наскільки вони кращі. Але щоб віртуальна функція набула конкретного змісту, в дисертаційній роботі в кожному конкретному випадку була визначена міра крашого-гіршого режиму (міра пріоритету). Серед іншого було доведено, що ті режими, для яких залежність швидкості витрати пального О, від крутного моменту Ме двигуна опукла догори 0), є режимами з

абсолютно нульовим пріоритетом, незалежно від конкретних значень питомої витрати пального gl.. Цей факт є, напротивагу існуючим переконанням, доказом неспроможності величини (а по-заяк і ККД) бути об'єктивною мірою пріоритету.

3. Підвищення енергетичної ефективності двигуна внутрішнього згоряння

Дослідження ефективності різних систем наддуву (турбо-надцуву та наддуву з об'ємними нагнітачами, хвильовими обмін-никами енергії, додатковими коморами згоряння, спеціальними механічними трансформаторами енергії) не тільки дозволило з'ясувати потенційні можливості активного формування раціональних характеристик двигуна, але також виявилось корисним в методологічному аспекті. Наприклад, алгоритм керування наддувом "ввімкнено-вимкнено" став своєрідним прообразом загального методологічного принципу форсування-дефорсування.

Якщо припустити, що існує нескінченно велика кількість станів двигуна, в кожному з яких він в різній мірі форсований чи дефорсований, то характеристику звичайного двигуна можна трансформувати в еталонні з вельми широкими областями, в яких ізокванти £е=соп5І співпадають з ізоквантгми або Л/,~соп5і, або Лу=соп.5і;. Якщо на додаток вдатись до допомоги ідеальної без-

ступеневої трансмісії, то система "двигун-ідеальний варіатор" буде наділена декількома еталонними характеристиками, загальною особливістю яких є наявність вельми широкої області режимів з мінімально можливим значенням питомої витрати пального, тоді як у звичайного двигуна такий режим - єдиний. Методологія синтезу еталонних характеристик дозволяє означити неабсурдний ідеал, що відображає потенційні можливості вдосконалення двигуна. Отримані за допомогою неї результати дуже часто спростовують правдивість оприлюднених в науковій літературі евристичних еталонів. Приклад цьому - еталони, запропоновані М. Мічке та А. Янте.

В дисертаційній роботі з єдиних позицій досліджувались системи вимикання частини циліндрів, системи керування кількістю реалізовуваних у циліндрах двигуна за одиницю часу робочих циклів, системи керування паралельною роботою двох або більше ідентичних теплових двигунів. В результаті було'доведе-но, що хибними (у випадку неопуклої догори характеристики (),= =0,(Ме)\/пе) або такими, що не дають жодного практичного зиску, є конструкторські версії, які передбачають вимикання циліндрів або пропускання робочих циклів без спеціального керування системою газорозподілу в двигуні (якщо у вимкнутих циліндрах відбувається дроселювання газів через клапани в процесі реалізації насосних тактів, то це обов'язково знижує ефективність двигуна загалом, не зважаючи на те, що в зазначених циліндрах пальне не спалюється; протилежне твердження, опубліковане, наприклад, фірмою ВМ\У за результатами своїх експериментальних досліджень. отже, безпідставне). Доведено також, що непропорційне робочому об’єму завантаження циліндрів чи паралельно працюючих двигунів спричиняє такий самий негативний ефект, як і неоднакова подача пального в різні циліндри звичайного двигуна. Проте

необхідно підкреслити, що втрата ощадливості й ефективності двигуна через непропорційність подачі пального або завантаження циліндрів зумовлена, перш за все, опуклою донизу характеристикою, а не тим, що відбувається всередині циліндрів. Більш того, виникають ситуації, коли керована непропорційність подачі пального та завантаження циліндрів приносить користь; зокрема тоді, коли характеристика двигуна хоча б на деякій множині режимів опукла догори. Оптимальне керування робочим об'ємом спрямоване, як з'ясовано в роботі, на усування прояву гальмового ефекту в двигуні. Ідеальна характеристика при цьому відображається лініями однакової питомої витрати пального, що співпадають з лініями однакових значень швидкості обертання вата двигуна.

В роботі також з'ясовано, що в системі "двнгун-зчеплення--трансформатор" існують можливості формування таких режимів, які, не зважаючи на пряме розвіювання механічної енергії при постійному проковзуванні зчеплення, загалом все ж сприяють підвищенню енергетичної ефективності та паливної ощадливості машини. Це справедливо і для тягових, і для гальмівних режимів. При цьому кількість передач у системі ніби зростає вдвічі, хоча їх реальна кількість в трансформаторі залишилась без змін.

Особливе місце серед можливих режимів роботи двигуна та режимів руху машини посідають імпульсні (наприклад, режими "розгін-накат" чи "розгін-гальмування двигуном" з вимиканням або без вимикання подачі пального). Щоб полегшити та формалізувати дослідження таких режимів була розроблена спеціальна теорія так званих ковзних режимів, які є ідеалізацією реальних імпульсних і одночасно такими, по відношенню до яких звичайний режим є частковим випадком. Оцінити ефективність теоретичних ковзних режимів значно простіше, ніж ефективність реальних імпульсних.

За допомогою теорії ковзних режимів, зокрема, легко з'ясувати, що імпульсне керування крутним моментом двигуна при фіксованих частотах обертання його вала приносить користь тільки у випадку наявності у залежностей швидкості витрати пального від крутного моменту ділянок опуклості догори. Крім цього, не складає особливих труднощів у кожному конкретному випадку точно вказати умови, за яких імпульсне керування двигуном та машиною є неефективним. В цілому ж можна стверджувати, що чим більше властивості реальних трансмісій відрізняються від властивостей ідеальної, тим ефективнішим є використання ковзних режимів; ковзні режими доцільні при необхідності реалізовувати двигуном відносно малі потужності і великі частоти обертання його вала.

Вишукуючи можливості підвищення паливної ощадливості машин, виявилось неможливим обійтись без протиставлення без-регуляторному (прямому) керуванню двигуном, дворежимному чи всережимному регулюванню швидкості обертання його вала всережимного регулювання швидкості руху машини. Це протиставлення стає принциповіш при наявності в трансмісії машини гідродинамічного трансформатора або будь-якої іншої безступе-невої передачі. Дослідження засвідчили, що всережимне регулювання швидкості руху машини забезпечує зменшення затрат енергії на подолання протидії довкілля і одночасно сприяє підвищенню комфортабельності умов праці водія-оператора. Тому проблема оптимального регулювання двигуна повинна розглядатись на принципово відмінних від класичних засадах. Її розв'язання, зокрема, не можна зводити до пошуку оптимальних регуляторних характеристик двигуна.

При будь-якому можливому значенні Л'<, потужності двигуна обов'язково знайдеться такий режим, якому відповідає мінімальне значення gc питомої витрати пального (а позаяк, і максимальний ККД). Такий режим можна тлумачити як найбільш ефективний при заданому /У,,. Всі можливі найбільш ефективні в окресленому розумінні режими, що відповідають різним Л^. співпадають з деякими зовнішніми та частковими, які задовільняють рівняння

сог д<2і / д(ое - Ме дQ, / дМе = 0. (1)

Аналогічно, найкращі режими при різних значеннях швидкості сое обертання вала двигуна та різних значеннях реалізовуваного двигуном крутного моменту Ме співпадають з деякими зовнішніми та частковими, що описуються відповідно рівняннями

0-Меаа/дЛ/«= 0; (2) 0. (3)

Режими, що задовільняють рівнянню (1), в класичній теорії відіграють особливу роль - вони тлумачаться як еталони і як режими, яким слід надавати перевагу перед будь-якими іншими. Проведені ж в даній дисертаційній роботі дослідження засвідчили, що власне ці режими не заслуговують якогось особливого відношення. Інтерес в першу чергу викликають режими, які ідентифікує рівняння (2), хоча б тому, що власне вони формують нижню границю області пріоритетних режимів. Що ж стосується режимів, які виділяють рівняння (1) та (3), то частина з них є взагалі неоптимальними, а частина губиться серед пріоритетних, нічим множинно не вирізняючись.

Характерним є приклад множини оптимальних режимів роботи двигуна при реалізації гідротрансформатором стопових ре-

жимів в період рушання машини з місця. При будь-якому значенні /о коефіцієнта А первинного момента та фіксованому значенні коефіцієнта ко трансформації оптимальні режими роботи двигуна лежать виключно в області пріоритетних (нижня границя якої описується рівнянням (2), а верхня співпадає з зовнішньою швидкісною характеристикою), і тим ближче до зовнішніх, чим більшим є До- Лише в тривіальному випадку, коли Ло=0, оптимальними стають режими, що належать нижній границі (2) цієї області. Таким чином навіть в цьому відносно простому прикладі навантаження двигуна режими (1) або (2) ніяк себе не виділяють.

У загальному випадку навантаження двигуна гідродинамічним трансформатором оптимальними є ті режими, які в кожну мить часу забезпечують мінімум величині

(Qi ~ W<p Oh - (^)/ \d(Or / dt! (4)

за змінною сое (Q, - швидкість витрати пального, &>г - швидкість обертання турбіни трансформатора; щ =const). Якщо ж двигун навантажується механічним трансформатором, то оптимальні режими двигуна ідентифікуються як ті, що мінімізують величину

(Qi - Ve<p а* - W) / \dcoe / di I (5)

за змінною Me (y/etp, щ = const). Величини (4) та (5) відіграють

роль спеціальних локальних критеріїв оптимальності, що проти-

т

ставляються інтегральному Qт = \Q,dt (за зручністю використан-

о

ня, але не за результатами оптимізації). Умови мінімуму функцій (4). (5) практично ніколи не можуть бути зведені до рівностей (1), (3). Тому обговорювати оптимальність режимів (1) та (3) мінімальної питомої витрати пального ні за яких обставин не доводиться. Таким чином, глибина протиріч між вимогами підви-

щення паливної ощадливості і вимогами підвищення динамічності (а, отже, й продуктивності) машини визначається розмірами області режимів, охоплюваних характеристикою (2) мінімальних питомих витрат пального та зовнішньою характеристикою для тягових режимів. Чим менші розміри цієї області, тим в більшій мірі можна досягнути одночасно і високої динамічності, і значного заощадження пального (при реалізації, зрозуміло, оптимальних законів керування системою "двигун-трансмісія").

5. Протидія довкілля й ефективність програм руху машини

Для ідентифікації оптимальних транспортних циклів використовувались принцип максимуму та спеціально опрацьована методологія трансверсалей, в основу яких покладено строгі математичні викладки. Завдяки цьому всі принципово важливі результати проведених досліджень вдалось подати в аналітичній формі, що допускає винятково однозначні тлумачення. Виявилось, що протидія довкілля мінімальна тільки у випадку реалізації так званого елементарного за структурою транспортного циклу "гранично динамічний розгін-усталений рух (рух із сталою швидкістю)--накат-гранично інтенсивне гальмування" при однозначно зумовленому параметрами машини, робочого циклу та довкілля зв'язку між швидкістю кінця процесу розгону та швидкістю початку процесу гальмування (цікаво, що енергетичну ощадливість забезпечують, взагалі кажучи, неощадливі гранично інтенсивні процеси розгону і гальмування).

Особливо просто задаються умови оптимальності транспортного циклу з фіксованими програмами розгону і гальмування, здійснюваного на ділянці дороги зі сталим уклоном:

V--

(6>

dVy K У) У dVy

де Vy - швидкість руху машини в мить завершення розгону та початку усталеного руху; F„ - швидкість, що відповідає миті завершення накату (початку гальмування); Рс - сила опору рухові машини. Характер впливу варіацій транспортних циклів на затрати енергії, зумовлені протидією довкілля, унаочнює рис. 1 (серія кривих d'b' для різних значень часу Т, що відводиться на реалізацію циклів, та заданої протяжності S = 200м; Vp - швидкість машини в кінці процесу розгону). Лінія e'f, що з'єднує точки d', відображає витрату енергії Е' для циклів РУГ ("розгін-усталений рух-гальмування"), а лінія n'f, що з'єднує точки Ь', - витрату енергії для циклів РНГ ("розгін-накат-гальмування"). Для циклів РНГ лінія n'f співпадає з характеристикою затрат енергії транспортною машиною на розгін (Е-Ерг). Точка п' відображає цикл РН ("розгін-накат"), а всі точки, що належать пунктирній лінії е'гі (наприклад, точка к') відображають витрату енергії в циклах РУН ("розгін-усталений pyx-накат"). Як випливає із наведеного рисунка, із зростанням Т пунктирна лінія зближується з лінією e'f. Це свідчить про те, що при малих значеннях середньої швидкості Ксер = S’/ Труху машини в циклі множина варіацій звужується і витрата енергії в основному визначається тією її складовою, яка витрачається на реалізацію процесу рівномірного руху. Виявляється, що практично за будь-якого не дуже великого Т (Т « оо) величина Е' може відхилятись від її мінімального значення майже на 15 %. Це свідчить про те, що програма керування швидкістю пересування машини в транспортному циклі вельми суттєво

Рис. 1. Затрати енергії в різних варіаціях транспортних циклів.

Рис. 2. Взаємозв'язок між параметрами варіацій транспортного циклу.

впливає на затрати енергії. Оптимальні транспортні цикли на рис. 1 відображені точками лінії е'с'/.

Ті ж самі варіації транспортних циклів можна зідентифіку-вати в системі координат УрОУ, (рис. 2; V, - швидкість початку гальмування машини). Виділеним характерним точкам присвоєно літерні позначення, що відповідають рис. І, але без штрихів. Варіації циклів, що зумовлюють мінімальні затрати енергії, виділені кривою ес'с/ частина ес'с якої ідентифікує оптимальні цикли РУНГ, що задовільняють умові (6), а частина с/- оптимальні цикли РУН, для ідентифікації яких спеціальні умови оптималь-ності не потрібні. Якщо програма руху машини складається із низки циклів різної в загальному випадку протяжності, то при заданому значенні часу, що відводиться на реалізацію системи циклів, час реалізації кожного окремого циклу повинен бути таким, щоб швидкість машини в кінці кожного розгону приймала по можливості одне і те саме значення.

При заданих протяжності S та тривалості Т кожній варіації транспортного циклу можна поставити у відповідність конкретне значення витрати Qa пального за цикл, синтезуючи таким чином паливну характеристику циклічного руху машини. При цьому програми розгону та гальмування вважаються заздалегідь заданими. Для автобуса приклад такої характеристики подано на рис. 3. Зокрема, крива abc (рис. З, а) відображає залежність Qu= =QU(S, Т, Vv) при 5=500м, 7=66,0 с: точка а відповідає циклу РУГ; точка с - циклу РНГ; інші точки криволінійного відрізка abc -циклам РУНГ; точка b відображає найкращий цикл, яким є цикл РУНГ з параметрами, що зобов'язані задовільняти загальну умову оптимальності

де t\, І2 - відповідно момент завершення розгону і початку переходу в режим накату; £),„, 0,р, ()1Х - швидкості витрати пального на режимах усталеного руху машини, при її розгоні та при роботі двигуна на холостому режимі;]р^'н - прискорення розгону та сповільнення накатом. Якщо створити умови, за яких Т-><ю, г2—то режими руху машини із сталою швидкістю в транспортному циклі повинні стати визначальними. Про це свідчить умова оптимальності (7), яка набуває вигляду

(7)

. . , ._______,_____,___IV ..

4 6 8 10 12 14 Ур, м/с 3 5 7 Уц, м/с

я в

Рис, 3. Паливна характеристика циклічного руху транспортної колісної машини.

З характеристики циклічного руху машини випливає, що при фіксованих 5 і Т витрати пального змінюються вельми суттєво в залежності від того, якій варіації надано перевагу (рис. З, б і в; Уи = БІТ; Qus — При невдалому виборі параметра Ур циклу перевитрата пального може перевищувати 20 % у порівнянні з мінімальною витратою, необхідною для реалізації оптимального циклу. При цьому можлива перевитрата пального є тим більшою, чим меншого значення набуває середня швидкість Уи руху машини в транспортному циклі.

Щоб оцінити ефективність різних режимів сповільнення машини було побудовано та проаналізовано спеціальні паливні характеристики циклічного руху автобуса. Аналіз проводився шляхом попарного співставлення таких процесів сповільнення: накату та гальмування двигуном; гальмування двигуном та гальмування гідросповільнювачем, який вмикається при великих швидкостях руху автобуса; гальмування двигуном та гальмування гідросповільнювачем, який вмикається при малих швидкостях руху автобуса. З'ясувалось, що використання режимів гальмування двигуном замість накату веде до збільшення витрат пального майже для всіх значень часу Т реалізації циклу; лише при достатньо великих Т гальмування двигуном може виявитись доцільним. Режими гальмування двигуном у високопродуктивних транспортних циклах виявляється неефективним навіть, незважаючи на те, що швидкість витрати пального QK на холостому режимі роботи двигуна при русі автобуса накатом майже в 2,5 рази перевищує швидкість витрати пального двигуном на режимах примусового холостого ходу. Сповільнення спеціальним сповільнювачем (ретардером) ще суттєвіше погіршує паливну ощадливість автобуса. Використання режимів гідросповільнювання замість гальмування двигуном може призвести до зниження паливної ощадливості автобуса на 15 %. Причому перевитрата пального більш суттєва при використанні сповільнювача на високих швидкостях руху автобуса. При збільшенні інтенсивності власне гальмування затрати енергії на подолання протидії довкілля при інших однакових умовах зменшуються. Такою самою є ситуація й із заощадженням пального. При інтенсифікації гальмування паливна ощадливість вища, чим менших значень набуває параметр Т.

7. Суміщення режимів роботи двигуна і гідротрансформатора

Аналіз різних підходів до оптимізації суміщення режимів роботи теплового двигуна і гідродинамічного трансформатора засвідчив відсутність єдиних методологічних засад, які б дозволили опрацювати достатньо загальну і придатну до вдосконалення в часі концепцію оптимальность В зв'язку з цим проведені раніше багаточисельні дослідження не привели до погодженості в тлумаченні оптимальності трансформатора, його параметрів та характеристик.

В роботі доведено, що оптимальними слід вважати режими роботи двигуна внутрішнього згоряння, розташовані в околі його зовнішньої швидкісної характеристики і обов'язково вище характеристики д§е(Мг,со^)ІдМе=0, а також зовнішні гальмівні режими. Причому зовнішні режими набувають тим більшої цінності, чим в більшій мірі лінійною є навантажувальна характеристика двигуна. Найбільш ефективним, як засвідчили дослідження, напрямком покращення властивостей трансформатора є зменшення значень коефіцієнта первинного момента при одночасному, якщо це можливо, збільшенні значень коефіцієнта трансформації в будь-якому діапазоні передатних відношень.

Цікаві результати дозволяє отримати розроблена в дисертації теорія активного керування навантажувальними властивостями гідродинамічного трансформатора. В рамках цієї теорії навантажувальна характеристика трансформатора як така спочатку "руйнується", потім визначаються закони оптимальної взаємодії трансформатора з двигуном, і нарешті, навантажувальна характеристика знову відновлюється, але вже як така залежність коефіцієнта Л первинного моменту від передатного відношення и=а>,1(0<,

2-1

яка забезпечує взаємодію двигуна і трансмісії за законами, як можна більш близькими до оптимальних.

Виявляється, що критерієм оптимальності активного керування сумісними режимами роботи гідротрансформатора і двигуна із слабко вираженою інерційністю є величина

ч и)мш

де Ни - нижча теплотворна здатність пального; к - коефіцієнт трансформації.

На рис. 4, а наведено графіки залежності критерія Лт} від змінної (оеІсоеьі {(Оеії - швидкість обертання вала двигуна, яка відповідає максимальній потужності Л^А^) для низки сталих значень й\ (©г=90; 180; ...; 450 рад/с). Вони відображають приклад взаємозв'язку між Аг], й)е, ох, для системи "карбюраторний дви-гун-гідродинамічний трансформатор-автомобіль-довкілля". Для випадку (Ог=0 замість тривіального графіка Ат](сое/сое^)=0 побудовано графік залежності величини Лг]НиІо\ від змінної соеІ(Оех (штрихова лінія). Точка 1 є точкою максимуму функції Аіі(сое)Н„Ій>г при 6^=0, а точки 2,..., 6 - точками максимуму функції Аг](сое) за змінною сое при заданих ¿у^О. Кожна з цих точок ставить у відповідність певному значенню ют цілком певні оптимальні значення величин а>е та и. Оптимальний взаємозв'язок між величинами саг, сое, и відображено на рис. 4, б, з якого випливає, що величини сое, и при досягненні величиною £Уг певного значення повинні змінюватись стрибкоподібно (ділянки аЬ та а'Ь' відповідних графіків). Стрибкоподібна зміна функції (о^со„(/) цілком прийнятна, завдяки припущенню про безінерційність двигуна.

Рис. 4. Приклад синтезу оптимальної навантажувальної характеристики гідротрансформатора.

На підставі інформації, поданої на рис. 4, б, можна побудувати вельми оригінальну навантажувальну характеристику Л=Л(и) гідротрансформатора (рис. 4, в). Виявляється, що оптимальному гідротрансформатору властиві абсолютні силова та кінематична непрозорості (ділянки аЬ та сіє/ лінії 1=А(и)')\ проте локально непрозорий гідротрансформатор разом з тим є вельми прозорим в цілому. Оптимальна характеристика принципово відрізняється від реальної також і своєю неоднозначністю при и,і<и<ис та м=0,97, що ніби сприяє локалізації режимів роботи гідротрансформатора в околі передатних відношень Аи, а також при його найбільшому ККД г;=/7і„„-

Нехтуючи деякими особливостями оптимальної навантажувальної характеристики гідротрансформатора, можна дійти до

вельми цікавих та важливих для практики результатів. Так, оптимальна характеристика А=А(и) терпить дуже незначні спотворення, якщо її ділянку bed (рис. 4, б) апроксимувати вертикальною прямою 11-11(1=0. Крім цього, ділянка dd'e характеристики не є робочою, оскільки перехід d-d’—e через малу інерційність двигуна здійснюється майже миттєво. Таким чином, оптимальну навантажувальну характеристику А=А(и) можна замінити ідеалізованою характеристикою IX, яку формують відрізок ah' горизонтальної прямої та відрізки b'd, ef вертикальних прямих (рис. 4, г). В цьому випадку первісний двореакторний комплексний гідротрансформатор можна замінити однореакторним без муфти вільного ходу, передбачаючи одночасно в механічній частині трансмісії такі ступені, які б відтворювали вертикальні ділянки b'd та ef залежності Л=Л(и) відповідно при it=uj та и=иду7=0,97.

Структурний синтез оптимальної системи "двигун-гідро-трансформатор-механічна передача" підводить до переконання, що незаперечними перевагами володіють непрозорі гідротрансформатори з блокуванням. Причому непрозорість оптимального трансформатора спрямована на збільшення часу роботи двигуна на режимах мінімальної частоти обертання його вала.

8. Оптимальне керування ступеневою трансмісією транспортної машини

Як з точки зору підвищення енергетичної ефективності машини, так і з точки зору зменшення рівня ергатичності системи "огіератор-машина-довкілля", особливий інтерес завжди викликає проблема синтезу оптимальних законів перемикання передач із ступеневих трансмісіях. Пересічно вважають, що засоби покращення динамічних властивостей машини та засоби підвищення паливної ощадливості є взаємно суперечливими. В зв'язку з цим

переважно дотримуються думки про вимушену необхідність синтезу законів перемикання передач тільки на засадах формування компромісу. В дисертаційній ж роботі доведено, що протиріччя між зазначеними двома різновидами вимог можна усунути вже на концепційному рівні, а тому при розв'язуванні безпосередньо задачі синтезу законів перемикання передач з проблемою компромісу стикатись немає підстав в принципі.

Дослідження оптимальних моментів перемикання передач було проведено засобами аналізу пріоритетів режимів роботи системи "двигун-трансмісія", що дозволило не тільки створити об'єктивні інформаційні засади для проектування систем автоматичного керування трансмісіями мобільних машин, але й значно поглибити вивчення низки питань, що мають загальнотеоретичне значення.

Наприклад, у випадку гідромеханічної трансмісії, на якому б режимі не працював двигун, умови оптимальності часто надо-ють перевагу нижчому ступеню в механічному трансформаторі і таким передатним відношенням гідротрансформатора, при яких його ККД вельми невисокий, хоча є реальна можливість перемкнути механічний трансформатор на вищу передачу з реалізацією гідротрансформатором беззастережно, здавалося б, більш ефективних режимів. Звідси відразу випливає, що ККД не може слугувати вимірником енергетичної ефективності гідротрансформатора в системі "двигун-гідромеханічна трансмісія". В той самий час на багатьох режимах, де гідротрансформатору властивий високий І-СКД, умови оптимальності не заперечують можливості перемикання передач в механічній частині трансмісії. Отже ці режими сподіваного пріоритетного визнання не отримують. Ця обставина не може залишитись поза увагою при розробці нових гідромеханічних передач, бо перш, ніж прикладати значні зусилля щодо

підвищення ККД гідротрансформатора на окремих режимах, необхідно обов'язково з'ясувати, чи будуть ці режими використовуватись достатньо часто в високоефективних автоматизованих системах "двигун-трансмісія", і особливо тоді, коли передбачено блокування гідротрансформатора хоча б на вищій передачі.

На рис. 5 для прикладу наведено результат визначення пріоритетів режимів сумісної роботи двигуна і гідротрансформатора на двох суміжних передачах в гідромеханічній трансмісії (лінії /Г; и=0,76; ...; и=1,00 описуються рівнянням Ne=Nн(coe)=A(li)cOe відповідно при Я=/Г; и=0,76; ...; и=1,00). Заштрихована область F з точковою границею відображає множину сумісних режимів, при реалізації яких доцільним є перемикання на вищий ступінь з відповідною зміною режиму. Тут під УУН розуміють потужність, яку сприймає насосна решітка гідротрансформатора, а під Л+ -максимально можливе значення Я, яке реалізується при и=ил.

У випадку перемикання передач в гідромеханічній трансмісії на вищу з одночасним блокуванням гідродинамічного трансформатора найчастіше будь-який новий, що виникає після перемикання, режим роботи двигуна виявляється більш ощадливим. Отже вища передача набуває виняткового пріоритету перед нижчою. І тільки тоді, коли на вищій передачі виявляється технічно неможливим забезпечити бажані режими руху машини (наприклад, в умовах, коли рушії повинні реалізовувати досить великі тягові зусилля або коли необхідними є такі дуже малі швидкості пересування машини, які не вдається забезпечити без проковзування в трансмісії), пріоритет залишається за нижчою передачею.

Вельми цікаве співвідношення пріоритетів виникає у випадку блокування гідротрансформатора без одночасного перемикання передач в механічному трансформаторі. Область .Р режимів роботи двигуна, при реалізації яких блокування гідротрансформа-

Рис. 5. Пріоритети режимів роботи системи "двигун-гідроме-ханічна передача".

Рис. 6. Пріоритети режимів при блокуванні гідротрансформатора.

тора доцільне, пресічно є вельми обширною (рис. 6). Як тільки поточний режим сумісної роботи двигуна і гідротрансформатора стане відображати точка з області ^ то трансформатор повинен бути блокований. Це відбувається при відносно великих значеннях и, тобто власне тоді, коли гідротрансформатор в стані реалізовувати великі значення ККД. Таким чином, оптимальна система перемикання передач ніби "відмовляється" від реалізації в гідротрансформаторі високоефективних у звичайному розумінні режимів. У випадку чисто механічної трансмісії вагомого пріоритету набуває всяка вища передача перед всякою нижчою.

Та обставина, що в трансмісіях реальних машин досить часто співіснують обмеження різноманітності станів, зумовлені одночасно і домаганнями підвищити енергетичну ефективність машини, і бажаннями спростити систему керування, є суттєвим кон-цепційним протиріччям. В дисертаційній роботі із загальних позицій доведено, що якщо необхідність спрощення системи керування якось обгрунтована, то перед автоматизованою трансмісією з неповною вибірносте) ступенів доцільно надати перевагу

структурно більш простій, але з іюішою вибірності«. Причому ця доцільність випливає не з вимог підвищення комфортабельності машини, як можна було б сподіватись, а власне з вимог її енергетичної ефективності.

Справедливість висловленого твердження наочно проілюстрована конкретним прикладом реальної семиступеневої скриньки передач із частково автоматизованим перемиканням ступенів. Показано що одна і та сама автоматизована трансмісія в системі керування машиною може сприйматись та проявлятись абсолютно неоднозначно. В розглянутому прикладі з точки зору ручного добору ступенів водієм-оператором скринька передач сприймається як чотириступенева; за структурою вона семиступенева, а за експлуатаційним проявом - п'ятиступенева. В ідеалі ж кількість станів, що проявляється в експлуатації, повинна бути рівною потенційно можливій, допустимій структурою трансмісії. Виявляється, що цей ідеал досяжний без жодного ускладнення конструкції скриньки передач - за рахунок відповідного коректування передатних відношень.

Обмеження, що вносяться коректуванням, дуже незначні і не можуть суттєво вплинути на властивості машини, прогнозовані при підборі ряду передатних відношень в цілому. Важливо також підкреслити, що при цьому зростає ступінь автоматизова-ності трансмісії, хоча кількість елементів автоматичного керування та їх властивості не змінюються. Якщо ж все-таки експлуатаційний прояв скриньки передач як п'ятиступеневої є сенс вважати прийнятним та доцільним, то все одно нема потреби вдаватись до використання структурно семиступеневої скриньки передач, оскільки є можливість, задовільняючи певні відносно нескладні умови, обмежитись використанням структурно п'ятиступеневої скриньки передач.

9. Експериментальне дослідження енергоперетворювальних властивостей автотранспортних засобів

Експериментальні дослідження режимів роботи мобільної машини та її систем пов'язані з проблемою відтворюваності робочих циклів, оскільки кількість чинників, що визначають режими руху машини, є дуже великою і багатьма з них важко активно і точно керувати. Тому доводиться імітувати робочі цикли машин на ЕОМ, а результати експериментальних досліджень доцільно використовувати для побудови і "калібрування" адекватних математичних моделей досліджуваних процесів. Виявилось, що функції густини розподілів, що відображають реальні пріоритети режимів, відносно нечутливі як до малих флуктуацій окремих процесів руху машин, так і до варіацій експлуатаційних умов та параметрів математичних моделей. Тому машинні експерименти дозволяють отримувати інформацію в термінах пріоритетів режимів з високим ступенем достовірності.

Співставленням пріоритетів режимів роботи двигунів вантажного автомобіля та автонавантажувача виявилось можливим з’ясувати, що: двигун вантажного автомобіля значно раціональніше реалізує свої потужнісні та швидкісні властивості, ніж двигун автонавантажувача (середні реалізовувані потужність і частота обертання вала двигуна вантажного автомобіля відповідно в 3,3 і 1,4 рази вищі); для двигуна автонавантажувача в значно меншій мірі характерна реалізація гальмівних режимів; роботі двигуна автонавантажувача в більшій мірі властива розсередженість режимів (двигун автомобіля напротязі 89,1 % часу працює на переважних режимах, які займають досить малу частину множини можливих; двигун ж автонавантажувача 51,7 % часу працює на досить рівномірно розсереджених режимах і лише 48,3 % - на переважних); непродуктивні втрати енергії пального явно вищі у

двигуна автонавантажувач;!, через що останній спроможний на явно менший ККД. Цікаво, що й двигун легкового автомобіля-таксі значну частину часу (25 %) працює в області, що прилягає до найменш швидкісного режиму холостого ходу, а в обширній області, що включає в себе досить ефективні режими, двигун працює не більше 1 % всього часу функціювання автомобіля. Проведені в роботі дослідження переконують в тому, що реальний пріоритет режимів роботи двигуна внутрішнього згоряння не співпадає з пріоритетом, "нав'язуваним" такими вимірниками, як питома витрата пального чи швидкість його витрати.

Загальні розв'язки - тобто розв’язки, що безпосередньо розкривають в першому наближенні аналітичні залежності показників від впливових чинників - можна порівняно просто отримати, використовуючи апарат математичної теорії планування експериментів сумісно з апаратом аналізу пріоритетів режимів. В дисертаційній роботі такий підхід було втілено при формуванні інтегральної оцінки ефективності використання режимів двигуна автонавантажувача. До визначальних стосовно ефективності автонавантажувача чинників необхідно було віднести: плече транспортування вантажу - І; корисне навантаження (масу вантажу) -М; висоту складування Н вантажу; коефіцієнт опору коченню коліс -/; віддаль центра мас вантажу від переднього фаса каретки вантажопідйомника - гв. Вплив цих чинників на ефективність навантажувача доцільно оцінювати за допомогою вимірників: середньої реалізовуваної двигуном потужності - М>сер; середньої частоти обертання вала двигуна - песер; середньої швидкості витрати пального - (7/ссР; тривалості робочого циклу машини - Та. Така задача складання інтегральної оцінки в рамках опрацьованої методології виявилась рутинно простою і була зведена до фор-

мальних алгоритмів побудови поліноміальпих співвідношень та аналізу Переміщення УМОВНОГО "сереДНЬОГО" режиму ДСер («есер, Мтер) в області можливих режимів відносно деякого гіпотетичного режиму Яо, який мав би місце при абсолютно рівномірній роз-середженості режимів.

В результаті проведеного аналізу, зокрема, вдалось з'ясувати, шо величина £>,сер монотонно зростає при зростанні А^сер-Отже величину Л^Сер можна використовувати як аналог (3,Сср (її властивості: меншому Л^СеР відповідає менше значення (}Ісер; умови, які приносять мінімум величині //есер, разом з тим мінімізують

і величину <2/сер)- А це означає, що при малому варіюванні параметрів машини та й в інших оптимізаційних діях замість критерія олтимальності (),сер пересічно можна використовувати критерій Л'гсср, суттєво спрощуючи методологію пошуку засобів заощадження пального. Було також доведено, що ступінь раціонального використання можливостей двигуна зростає при збільшенні плеча транспортування вантажу та корисного навантаження і зменшується при зростанні Н та В гірших дорожніх умовах (при великому /) раціональніше використовуються потужнісні можливості двигуна, а при великому значенні величини гв дещо раціональніше використовуються його швидкісні можливості. Якщо б автонавантажувач виконував тільки транспортні функції, то потужнісні та швидкісні можливості двигуна використовувались би раціональніше, вищою була б продуктивність навантажувача, вимірювана величиною \/Та. Цікаво, що ступінь впливу чинників Н та Н' на показники М,Сф, пКІр, 1 /Ти пересічно співвимірний із силою впливу таких показників, як плече транспортування чи корисне навантаження.

З метою системного вивчення взаємозв'язку властивостей мобільних машин та зумовлюючих ці властивості конструк-

горських рішені, за принципом "аналіз-сшггсз-аналіз" в дисертації проводився також великий обсяг експериментальних досліджень ефективності роботи автонавантажувачів 40853 з механічною та 40852 з гідромеханічною трансмісіями, режимів руху автобусів ЛАЗ-4202, ЛіАЗ-5256 з гідромеханічними та JIA3-42021 з механічною трансмісіями, енергетичної ефективності гальмівних, холостих та тягових режимів роботи двигунів КамАЗ-740, КамАЗ-7401, КамАЗ-7402М, КамАЗ-7408М, Mercedes Benz ОМ-407, а також впливу на ефективність роботи двигуна дворежимного та всережимного регуляторів частоти обертання його вала.

ОСНОВНІ РЕЗУЛЬТАТИ ТА ВИСНОВКИ

1. Сформовано загальну концепцію енергетичної досконалості мобільних машин з тепловими двигунами (автомобілів, автобусів, автонавантажувачів тощо), яка спростовує всі протиріччя, що пересічно виникають при спробах раціонально співвіднести зумовлені машинами прогрес в економіці чи зростання якості життя суспільства та інтенсифікацію негативного впливу на біосферу чи надмірне споживання природніх ресурсів. На засадах єдиної концепції оптимального енергоперетворення опрацьовано й апробовано систему наукових положень узагальненої теорії аналізу-синтезу оптимальних властивостей мобільної машини, що складає новий перспективний науковий напрямок в машинознавстві. Застосування цієї теорії дало можливість виявити й усунути принципові протиріччя та суттєві прогалини, що мали місце в класичних теоріях формування оптимальних властивостей мобільних машин різного призначення, та віднайти такі принципово нові потенційні можливості вдосконалення цих машин, які

неможливо було б з'ясувати, опираючись на класичні уявлення про досконалість і ефективність.

2. Розроблено методологію концепційно-ситуаційного моделювання непересічних обставин, що виникають при оптимізації властивостей -мобільних машин. За допомогою цієї методології вдалося уникнути пересічно використовуваних евристичних та інтуїтивних засобів аналізу ситуацій, а також подолати труднощі, які виникають при суміщенні з позицій цілісності низки оптимі-заційних процесів, що стосуються різних систем машини, при по-шуці різноманітних компромісів і формуванні загальної концепції досконалості мобільних машин, при розробці загальних на єдиній основі алгоритмів оптимізації властивостей двигуна, трансмісії, машини. Важливим результатом концепційно-ситуаційного моделювання є також спростування уявлень про об'єктивність і ефективність будь-яких критеріїв оптимальності, що опосередковано опираються на питомі показники або ж безпосередньо відображають так званий "справедливий" компроміс.

3. Запропоновано математичні засоби аналізу реальних розподілів режимів роботи двигуна або будь-якої іншої системи машини із застосуванням концепції пріоритетного впорядкування режимів. Через аналіз розподілів режимів проведено оцінку впливу на ефективність функціювання систем машини всього різноманіття чинників різного походження, серед яких - параметри і характеристики трансформатора механічної потужності, всієї трансмісії, машини загалом. Засобами варіювання досліджуваних параметрів та характеристик з наступним аналізом отримуваних при цьому розподілів режимів проведено оцінку досконалості системи "двигун-трансмісія-машина" та визначено напрямки покрашення її властивостей. Формальною підставою для ідентифікації кращих-гірших конструкторських рішень та виявлення потсн-

ціі'ших можливостей вдосконалення мобільної машини обрано ступінь відповідності реального та віртуального (бажаного) пріоритетів режимів.

4. Засобами натурних та машинних експериментів проведено дослідження реальних пріоритетів режимів роботи двигуна внутрішнього згоряння, що дало підстави аргументовано довести хибність пріоритетів, за критерії впорядковування яких правлять такі широко вживані вимірники, як питома витрата чи швидкість витрачання пального. Цей висновок однаково чинний щодо легкових чи вантажних автомобілів, автобусів чи автонавантажувачів та й, взагалі, щодо будь-якої іншої мобільної машини. Зокрема двигун легкового автомобіля-таксі найбільшу частку (біля 25 %) часу свого функціювання втілює малоефективні режими з підмножини можливих, яка прилягає до найменш швидкісного холостого режиму; на достатньо ж ефективних режимах (з вельми широкої підмножини можливих) двигун працює менше 1 % часу. Двигун вантажного автомобіля в типових експлуатаційних умовах напротязі 89,1 % часу працює на переважних режимах, які складають малу частину множини можливих режимів, суттєво віддалену від режимів мінімальної витрати пального. Двигун же автонавантажувача на переважних режимах працює напротязі 48,3 % часу реалізації робочого циклу; більшу частину часу (51,7 %) він працює на майже рівномірно розсереджених режимах. Спеціальна (у відповідності з методами планування експериментів) обробка результатів реалізації алгоритмізованого робочого циклу п'ятитонного автонавантажувача засвідчила, що умовний "середній" режим Rcep, ідентифікований середньою реалізовуваною двигуном потужністю iVCep та середньою частотою псер обертання вала двигуна, при вельми суттєвих варіаціях тривалості робочого циклу, маси вантажу, висот знімання та складування

вантажу, опору коченню коліс, розташування центра мас завжди залишається в області режимів, менш ефективних за питомою витратою пального, ніж навіть деякий гіпотетичний "середній" режим, який міг би з'явитись у випадку роботи двигуна на всіх без винятку режимах однакову частку часу. В свою чергу, гіпотетичний "середній" режим в області можливих режимів завжди розташований вельми далеко від режиму мінімальної питомої витрати пального. Таким чином, як з точки зору зосередженості-розсе-редженості використовуваних режимів, так і з точки зору розташування переважних режимів, зокрема - умовного "середнього” режиму, пересічно "нав'язувані" класичною теорією пріоритети режимів роботи двигуна очевидно не знаходять визнання при проектуванні мобільних машин чи їх експлуатації. Іншими словами, досвід суперечить класичній теорії, через що визначальні твердження останньої потребують перегляду.

5. Опрацьовано систему аналітичних методів ідентифікації концепційних пріоритетів режимів роботи двигуна внутрішнього згоряння, за допомогою яких з'ясовано, що завбачувані класичними теоріями властивостей мобільних машин пріоритети режимів є загалом хибними, принципово відмінними від тих, які диктує теорія оптимального енергоперетворення. З'ясовано також первісні загальнотеоретичного рівня ознаки пріоритетності, які відіграють визначальну роль при синтезі оптимальних систем "двигун-трансмісія-машина". Зокрема, доведено, що абсолютно нульовий пріоритет мають ті режими, в околі яких залежність швидкості витрати пального від крутного моменту на валу двигуна опукла догори. Отже опуклість догори паливної характеристики двигуна сама по собі є ідентифікатором його недосконалості. З умови оптимальності навантаження двигуна повинні використовуватись виключно зовнішні режими (розташовані на границі

множний можливих) та режими, належні ло області, яка розташована вите лінії мінімальних питомих витрат пального і прилягає до зовнішніх тягових режимів. При цьому всім іншим режимам знову ж таки доведеться приписати нульовий пріоритет. Необхідно підкреслити, що лінія мінімальнах питомих витрат пального повинна визначатись на множині різних значень швидкості обертання вала двигуна, а не на множині різних значень реалізовуваної двигуном потужності, як це пересічно прийнято. Звідси випливає, що велика кількість режимів мінімальної питомої витрати пального, тлумачених в класичній теорії як оптимальні, насправді повинна бути віднесена до множини режимів з абсолютно нульовим пріоритетом. Принципово важливим є таке загальнотеоретичне твердження: глибина протиріч між вимогами підвищення динамічності (а також, й продуктивності) машини визначається розмірами області режимів між характеристикою мінімальних питомих витрат пального та зовнішньою тяговою характеристикою; чим менші розміри цієї області, тим є більше підстав досягнути одночасно і високої динамічності, і значного заощадження пального; розміри зазначеної області режимів за реальних обставин свідчать про суттєво меншу глибину протиріч у вимогах до властивостей машини, ніж це здається інтуїтивно.

6. Розроблено узагальнену теорію так званого форсування-дефорсування теплового двигуна, яка дала можливість, спираючись на однакові засади, оцінити перспективи формування оптимальних властивостей двигуна різними засобами активного наддуву, регулювання робочого об'єму, керування частотою робочих циклів тощо, а також синтезувати еталонні характеристики двигунів. Узагальнені засоби форсування-дефорсування за еталонні "висувають" характеристики, в яких лінії однакової питомої витрати пального на вельми широкій множині режимів є одночасно

лініями однакових значень або частоти обертання вала двигуна (форсування-дефорсування за крутним моментом), або крутного моменту (форсування-дефорсування за частотою обертання вала двигуна), або потужності (ідеальне керування робочим об'ємом циліндрів із збереженням геометричного ступеня стиску робочого тіла). Оптимальне керування частотою робочих циклів в кількісному відношенні гарантує порівняно скромні можливості підвищення ефективності двигуна як такого. Однак в якісному відношенні властивості двигуна воно зачіпає принципово: за еталон в даному випадку править паливна характеристика, лінії однакової питомої витрати пального якої в області нижче лінії мінімальних значень цієї величини трансформовані в лінії однакових значень частоти обертання вала двигуна; при цьому сам двигун губить можливість створювати гальмівні ефекти. Принципова відмінність еталонних характеристик від реальних є переконливим свідченням існування зневажених дотепер можливостей суттєвого покращення енергоперетворювальних властивостей автотранспортних машин.

7. Вивчено ефект прояву сумісних режимів роботи двигуна і трансмісії, в якій передбачено примусове розвіювання механічної енергії за допомогою спеціального зчеплення (наприклад, зчеплення типу в'язкішої муфти, що використовується в трансмісіях деяких повноприводних легкових автомобілів для розподілу потоків потужності між мостами). Примусове проковзування дозволило значно розширити множину можливих режимів в системах "двигун-зчеплення" та "двигун-трансмісія". Зокрема, в ступене-вій трансмісії кількість предач в такому випадку ніби зростає вдвічі. Ллє при цьому завжди очікують втрати паливної ощадливості мобільної машини, через що позитивний ефект від розширення множини можливих режимів сприймається загалом як сум-

пінний. Проте, в роботі доведено, іцо існують іакі порівняно прості закони оптимального керування дисипацією механічної енергії, які за будь-яких умов гарантують підвищення енергетичної ефективності всякої мобільної машини з тепловим двигуном.

8. Проведено синтез оптимальних законів перемикання передач в ступеневих трансмісіях різного типу, спираючись на теорію оптимального енергоперегворення. Теоретичний аналіз отриманих результатів засвідчив, що напротивагу існуючій думці немає жодних підстав при синтезі оптимальних законів перемикання передач протиставляти одні одним вимоги зменшення витрат пального та вимоги підвищення динамічності мобільної машини, оскільки ці вимоги не містять в собі в даному випадку будь-яких суперечностей. Істинно оптимальні закони керування ступеневою трансмісією гарантують досягнення граничної ефективності енер-гоперетворення, бажаної з найрізноманітніших точок зору. В рамках створеної теорії оптимального керування трансмісією машини вдалось отримати також і інші важливі результати, що мають цілком самостійне значення. Зокрема доведено, що ККД чи двигуна, чи трансформатора механічної потужності (наприклад, гідродинамічного трансформатора) принципово не можуть правити за вимірники їх енергетичної ефективності; у випадку перемикання передач в гідромеханічній трансмісії з одночасним блокуванням гідродинамічного трансформатора найчастіше виняткового пріоритету набуває вища передача, причому навіть тоді, коли на нижчій передачі гідротрансформатор дістає можливість працювати з відносно високим ККД (а це є своєрідною- "відмовою” від реалізації в гідротрансформаторі високоефективних в звичайному розумінні режимів); у випадку чисто механічної трансмісії вагомого пріоритету набуває також будь-яка вища передача в порівнянні з будь-якою нижчою, причому в тим більшій мірі, чим

щільніший ряд передач в трансмісії машини (а це означає, що оптимальні закони перемикання передач в механічній трансмісії можна ідентифікувати через контроль технічних можливостей перемикання на вищий ступінь, а не через співвіднесення яких-не-будь вимірників ефективності енергоперетворення, що суттєво спрощує структуру системи автоматичного керування ступене-вою трансмісією).

9. Аналітичними засобами досліджено основні закономірності оптимального перебігу навнтажувальної характеристики гідродинамічного трансформатора, на підставі чого окреслено найбільш ефективні заходи щодо покращення характеристик реальних гідротрансформаторів. Зокрема, дослідження засвідчили можливість суттєвого підвищення ефективності реальних колісних машин навіть при мінімальних затратах на впровадження, що загалом свідчить про очевидно обмежені можливості методології прийняття конструкторських рішень, яка спирається на накопичений досвід. Виявилось, зокрема, що найбільш оптимальними серед гідротрансформаторів типу ЛГ для автобусів ЛиАЗ є трансформатори гідромеханічних передач мод. 19.17, які раніше монтувались на автобусах Ikarus разом з двигунами RAB A-MAN.

10. На засадах математичної теорії оптимальних процесів та некласичного варіаційного числення опрацьовано універсальну методологію аналізу-синтезу енергетично оптимальних транспортних циклів мобільних машин, використання якої дозволило вичерпно й однозначно вирішити цілу низку питань, пов'язаних з формуванням режимів та програм руху машини в різних умовах, з тестуванням властивостей машини, з вибором окремих конструкторських рішень. Мінімізація енергозатрат на подолання опору довкілля рухові машини веде до такого важливого результату: ощадливим є циклічний рух. в якому процеси розгону та галь-

мування - гранично динамічні, а моменти початку і кінця руху за інерцісю строго зумовлені протяжністю та тривалістю циклу; незалежно від того, наскільки відрізняються в різних циклах завантаження машини, програми розгону, руху за інерцією та гальмування, а також опір дороги, максимальні швидкості руху в кожному із циклів, що складають певну систему, бажано забезпечити однаковими. Виявляється, що двигун, трансмісія та рушії через внутрішньо притаманні їм недосконалості зумовлюють порівняно незначні і такі, що піддаються кількісній оцінці, порушення зазначеного принципу формування раціональної програми руху машини у випадку синтезу транспортних циклів, оптимальних з точки зору паливної ощадливості. В рамках теорії аналізу і синтезу оптимальних транспортних циклів отримано також низку часткових результатів, які, проте, мають важливе практичне значення. Наприклад, строго доведеною є недоцільність з точки зору заощадження пального використання режимів гальмування двигуном замість режимів руху за інерцією (навіть не зважаючи на те, що швидкість витрати пального на холостому режимі роботи двигуна при русі машини за інерцією може в 2,5 рази і більше перевищувати швидкість витрати пального двигуном на режимах примусового холостого ходу). Сповільнення машини за допомогою гідросповільнювача ще в більшій мірі погіршує її паливну ощадливість.

Зміст дисертаційної роботи вичерпно викладено в монографіях та статтях: -

1. Гащук П. Н. Оптимизация топливно-скоростных свойств автомобиля-Львов: Выщашк., 1987- 168 с.

2. Гащук П. Н. Энергетическая эффективность автомобиля.

- Львов: Свит, 1992 - 208 с.

3. Гащук П. Н. Эффективность использования режимов работы гидротрансформатора транспортной машины // Технология машиностроения и динамическая прочность машин: Вести. Львов, политехи, ин-та- Львов: Выща шк., 1981. № 156. С. 20-22.

4. Крайнык Л. В., Гащук П. Н. Критериальная оценка динамичности и топливной экономичности разгона автомобиля // Автомобильная пром-сть. 1981. № 8. С. 17-19.

5. Гащук П. Н., Иванив И. В. Оптимальное совмещение режимов работы автопогрузчика и режимов работы гидродинамического трансформатора // Тр. ГСКБ по автопогрузчикам. 1982. С.49-58.

6. Гащук П. Н., Кицак В. А,, Смирнов И. В. Оптимальные режимы движения и топливная экономичность автобусов в транспортных циклах // Тр. ВКЭИавтобуспрома. 1982. С. 3-17.

7. Гащук П. Н. Синтез обобщенной трансмиссии транспортной машины // Технология машиностроения и динамическая прочность машин: Вестн. Львов, политехи, ин-та - Львов: Выща шк., 1983. № 170. С. 38-42.

8. Гащук П. Н., Синкевич Н. В., Смирнов И. В. Оценка возможностей повышения топливной экономичности автобусов // Тр. ВКЭИавтобуспрома. 1985. С. 3-14.

9. Гащук П. Н., Кицак В. А., Смирнов И. В. Топливная экономичность автобуса в транспортных циклах // Тр. ВКЭИавтобуспрома. 1985. С. 15-28.

10. Гащук П. Н., Кашицкий Ф. М., Галушка А. А. Выбор параметров, определяющих оптимальное протекание характеристик гидротрансформатора в окрестности нулевого значения передаточного отношения // Тр. ГСКБ по автопогрузчикам. 1985. С.130-137.

11. Гащук П. H., Кашицкий Ф. М., Галушка А. А. Оптимальное управление двигателем внутреннего сгорания в период работы гидротрансформатора на стоповых режимах // Тр. ГСКБ по автопогрузчикам. 1985. С. 138-151.

12. Гащук П. Н. Достаточные условия оптимальности и рациональное использование режимов работы двигателя автомобиля // Технология машиностроения и динамическая прочность машин: Вестн. Львов, политехи, ин-та- Львов: Выща шк., 1985. № 190. С. 24-27.

13. Гащук П. H., Осьмак И. В. О законах оптимального нагружения двигателя внутреннего сгорания бесступенчатой передачей // Тр. ГСКБ по автопогрузчикам. 1986. С. 49-59.

14. Гащук П. H., Кашицкий Ф. М., Галушка А. А. Приоритет режимов работы двигателя при выборе моментов переключения передач в механической трансмиссии // Тр. ГСКБ по автопогрузчикам. 1986. С. 60-68.

15. Гащук П. Н. Оптимальное управление двигателем автомобиля при работе гидротрансформатора на стоповых режимах // Динамическая прочность машин и приборов: Вестн. Львов, политехи. ин-та,- Львов: Выща шк., 1986. № 200. С. 40-44.

16. Krajnyk L., Hastschuk Р. Über die Bewertung von Beschleunigungsvorgängen // Kraftfahrzeugtechnik, 1987. № 1. S. 4-6.

17. Гащук П. H., Гнипович В. И. Оптимальные законы переключения передач в гидромеханической трансмиссии автобуса // Тр. ВКЭИавтобуспрома. 1987. С. 44-55.

18. Гащук П. H., Пелехатый Р. В. Обоснование оптимальных свойств регулятора частоты вращения вала двигателя // Тр. ВКЭИавтобуспрома. 1987. С. 59-70.

19. Гащук П. H., Кашицкий Ф. М., Осьмак И. В. Оптималь-

ное управление режимами совместной работы двигателя и трансмиссии автопогрузчика // Тр. ГСКБ по автопогрузчикам. 1987. С. 40-52.

20. Гащук П. Н. Особенности оптимальной нагрузочной характеристики гидродинамического трансформатора автопогрузчика // Автоматизация производственных процессов: Рес-публ. межвед. научно-техн. сборник- Львов: Выща шк., 1988. Вып. 27. С. 83-90.

21. Гащук П. H., Смирнов И. В. Энергетическая эффективность циклического движения автобуса // Тр. ВКЭИавтобуспро-ма. 1988. С. 3-11.

22. Гащук П. H., Лузинов H.A., Пелехатый Р. В., Дочи-ло О. М. Эффективность режимов работы двигателя внутреннего сгорания//Тр. ВКЭИавтобуспрома. 1988. С. 11-23.

23. Гащук П. Н. Оптимальные переходные режимы работы автомобильного двигателя // Оптимизация производственных процессов и технический контроль в машиностроении и приборостроении: Вестн. Львов, политехи, ин-та,- Львов: Выща шк., 1988. №228. С. 13-17.

24. Гащук П. Н. Предельная эффективность автомобильного двигателя при программном отключении цилиндров // Динамическая прочность машин и приборов: Вестн. Львов, политехи, инта,- Львов: Выща шк., 1988. №220. С. 18-21.

25. Гащук П. H., Кашицкий Ф. М., Федына А. И. Оптимальные законы переключения передач в трансмиссии с неблокируемым гидродинамическим трансформатором // Тр. ГСКБ по автопогрузчикам. 1989. С. 25-36.

26. Гащук П. H., Федына А. И., Вареницкий Я. Г. Приоритет режимов работы двигателя внутреннего сгорания и выбор момен-

-)(>

той блокировки гидродпьаммческого трансформатора в трансмиссии погрузчика // Тр. ГСКБ по автопогрузчикам, 1989. С. 37-45.

27. Гащук П. Н., Корчинский Е. А., Стефанишин Е. Д. Оптимальный закон переключения передач в ступенчатой механической трансмиссии автомобиля // Динамика, прочность и проектирование машин и приборов: Вестн. Львов, политехи, ин-та.

- Львов: Вища шк., 1990. № 240. С. 16-18.

28. Гащук П. Н., Пидгородецкий Я. И., Лузинов Н. А. Энергетическая эффективность системы транспортных циклов автобуса // Тр. ВКЭИавтобуспрома, 1990. С. 33-42.

29. Гащук П. М., Пелехатий Р. В. Енергетична ощадливість перехідних режимів у цілині "двигун-зчіпна стина" // Динаміка, міцність та проектування машин та приладів: Вісн. Львів, полі-техн. ін-ту,-Львів: Світ, 1991. № 259. С. 23-27.

30. Гащук П. М. Взаємозумовленість кінематичних параметрів напівавтоматичної трансмісії мобільних машин та кількості реалізовуваних у ній передач // Автоматизація виробничих процесів: Міжвідомчий науково-технічний збірник,- Львів: Світ, 1993. № 31. С. 16-23.

31. Гащук П. М. Баланс витрат пального для оптимальних транспортних циклів // Динаміка, міцність та проектування машин і приладів: Вісн. Держ. ун-ту "Львівська політехніка".

- Львів: Вид-во Держ. ун-ту "Львівська політехніка", 1996. №311. С. 21-29.

Загалом по темі дисертаційної роботи опубліковано 85 праць. '

Гащук П. Н. Теоретические основы анализа и синтеза оптимальных энергопреобразующих свойств автотранспортных средств. Диссертация на соискание ученой степени доктора технических наук по специальности 05.02.02 - "Машиноведение". Государственный университет "Львівська політехніка", Львов, 1997. Защищается рукопись диссертации, в которой рассматриваются различные аспекты повышения еффективности автотранспортных средств на основе единой обобщенной концепции эксергетичес-кого совершенства машин. Излагаются общие оптимизационные принципы поиска оптимальных решений, доказывается существование весомых потенциальных возможностей энергетического совершенствования автотранспортных средств.

Hastchouk Р. М. Theoretical Faundations of Analysis and Synthesis of Optimal Energy-Transforming Properties of Vehicles.

The dissertation for an academic degree of doctor of technical science by the speciality 05.02.02 - "Mechanical Engineering". State University "Lviv Polytechnic", Lviv, 1997.

The manuscript of dissertation is defended. Different aspects of raising the efficiency of vehicles on the basis of integrated conception of exergetical perfection of machines have been considered. General optimization principles and algorythms of the quest for the optimal solutions have been expounded as well as the potential possibilities of energetical improvement of vehicles.

Ключові слова:

автотранспортний засіб, двигун внутрішнього згоряння, трансмісія, гідродинамічний трансформатор, режим, пріоритет режиму, оптимальне енергоперетворення, закон навантажування, закон перемикання передач, енергетична ефективність, паливна

ощадливість.