Centrum kompetence automobilového průmyslu Josefa Božka Autosympo a Kolokvium Božek 11. a , Roztoky

Transkript

1 Vedoucí konsorcia podílející se na pracovním balíčku České vysoké učení technické v Praze, zodpov. osoba Gabriela Achtenová Členové konsorcia podílející se na pracovním balíčku Vysoké učení technické v Brně prof. V. Píštěk, Vysoká škola báňská -Technická univerzita Ostrava doc Z. Folta, Tatra a.s. Ing. R. Smolka, TÜV SÜD Czech s.r.o. Dr. O. Vaculín Hlavní cíl balíčku Inteligentní řízení toku momentu v nákladních vozidlech s pohonem více náprav. Teoretické a experimentální zjišťování účinnosti diferenciálu. Návrh nových mechanismů s dělením toku výkonu Dílčí cíle balíčku pro nejbližší období Návrh a realizace zkušebního stanoviště pro ověření účinnosti diferenciálu. Funkční vzorek diferenciálu těžkého nákladního vozidla s řízením toku krouticího momentu pro zkoušky na stavu a pro zabudování do zkušebního vozidla. Řídicí algoritmy toku krouticího momentu. Metoda výpočtu energetických ztrát v mechanismech s dělením toku výkonu TE Str. 1 Za WP 17, G. Achtenová, ČVUT v Praze

2 WP17C02: Návrh a realizace zkušebního stanoviště pro měření účinnosti diferenciálu. Pro návrh zkušebního zařízení, zejména z hlediska zatížení, byl realizován experiment pro zjištění hodnot momentů a otáček vyplývajících z běžného provozu automobilu. Byl opraven a nově nacejchován systém snímání točivého momentu na zkušebním vozidle Za VŠB-TUO: Z. Folta TE Str. 2 Za WP 17, G. Achtenová, ČVUT v Praze

3 WP17C02: Návrh a realizace zkušebního stanoviště pro měření účinnosti diferenciálu. Byly naměřeny hodnoty točivých momentů a zejména otáčky jednotlivých hnacích kol. Z rozdílu otáček pak byly stanoveny otáčky diferenciálu a příslušné točivé momenty Otáčky levé kolo [ot/s] Otáčky pravé kolo [ot/s] Ukázka průběhu otáček kol u jedné jízdy Rozdíl otáček L-P [ot/s] 0 1,4 0,7 0-0,7 Za VŠB-TUO: Z. Folta -1, Čas [s] TE Str. 3 Za WP 17, G. Achtenová, ČVUT v Praze

4 WP17C02: Návrh a realizace zkušebního stanoviště pro měření účinnosti diferenciálu. Ze schematizace pak vyplynuly zátěžná spektra, která budou použita pro určení zatěžování při měření diferenciálu na zkušebním standu. 100 Střed hladiny točivého momentu, Nm Rozdíl otáček poloos, 1/s ,1 1 Četnost výskytu hladiny, % 0,01 0,1 0,0761 0,228 0,381 0,533 0,685 0,838 0,99 1,14 1,29 1,45 1,6 1,75 1,9 Za VŠB-TUO: Z. Folta 2,06 2, Ukázky pro městský provoz 0,01 TE Str. 4 Za WP 17, G. Achtenová, ČVUT v Praze

5 WP17C02: Návrh a realizace zkušebního stanoviště pro měření účinnosti diferenciálu. Zkušební stav pro měření účinnosti je dokončen úpravou Stavu na měření chyby převodu převodovek montáží další brzdy se samostatným ovládáním pro realizaci rozdílných otáček poloos. Za VŠB-TUO: Z. Folta TE Str. 5 Za WP 17, G. Achtenová, ČVUT v Praze

6 Za VŠB-TUO: Z. Folta TE Str. 6 Za WP 17, G. Achtenová, ČVUT v Praze

7 Popis plnění balíčku WP17: Agregáty s dělením toku výkonu pro vysoce účinné mechanismy, hybridní vozy a vozidlové diferenciály VUT v Brně, TATRA TRUCKS a.s.: Algoritmus TDM (Tatra Drive Management) Systému Vytvořen algoritmus řízení toku krouticího momentu řízení uzávěrek diferenciálu Vozidla: 4x4, 6x6, 8x8 Simulační model vozidla a řízení (Matlab/Simulink) Verifikace modelu simulačními výpočty Technická realizace diferenciálů TDM Výroba zubových spojek (funkční vzorky) Příprava zkušebního stavu pro měření Řídicí algoritmus pro torque vectoring diferenciál Pokračují teoretické práce Kosimulace jízdních manévrů a analýza vlivu nastavení řídicího algoritmu na dynamiku jízdy TE Str. 7 Za WP 17, G. Achtenová, ČVUT v Praze

8 Popis plnění balíčku WP17: Agregáty s dělením toku výkonu pro vysoce účinné mechanismy, hybridní vozy a vozidlové diferenciály Schéma algoritmu pro vozidlo 8x8 (VUT v Brně, TATRA TRUCKS a.s.) Zapínání předního pohonu Zadní mezinápravový diferenciál Osový diferenciál I. zadní nápravy Osový diferenciál II. zadní nápravy Osový diferenciál I. přední nápravy Osový diferenciál II. přední nápravy Zadní mezinápravový diferenciál AND Osový diferenciál II. zadní nápravy Pohon všech kol vozidla AND Osový diferenciál I. zadní nápravy Osový diferenciál II. přední nápravy Aktivní bloky Spouštěcí signál Vypínací signál Neaktivní prvky Osový diferenciál I. přední nápravy TE Str. 8 Za WP 17, G. Achtenová, ČVUT v Praze

9 Popis plnění balíčku WP17: Agregáty s dělením toku výkonu pro vysoce účinné mechanismy, hybridní vozy a vozidlové diferenciály Simulace řídicího algoritmu TDM (VUT v Brně, TATRA TRUCKS a.s.) Software Simulink Užitá vlastní knihovna s bloky Výpočtový model vozidla 4x4 Řídicí algoritmus pro řízení dle ZF-ADM 5) Signály pro řízení simulace 1) Model pneumatiky 4) Výpočtový model vozidla 6) Model dynamiky vozidla 2) Mapa motoru 7) Model hnacího traktu 3) Řídicí algoritmus TDM 8) Model silnice TE Str. 9 Za WP 17, G. Achtenová, ČVUT v Praze

10 Popis plnění balíčku WP17: Agregáty s dělením toku výkonu pro vysoce účinné mechanismy, hybridní vozy a vozidlové diferenciály Simulace řídicího algoritmu TDM (VUT v Brně, TATRA TRUCKS a.s.) Rovina -zatáčka Automat manuál (A-M) 2) Jízda přímým směrem 1) Poloha vozidla 3) Jízda zatáčkou TE Str. 10 Za WP 17, G. Achtenová, ČVUT v Praze

11 Popis plnění balíčku WP17: Agregáty s dělením toku výkonu pro vysoce účinné mechanismy, hybridní vozy a vozidlové diferenciály Zubové spojky diferenciálů pro TDM (VUT v Brně, TATRA TRUCKS a.s.) Výroba zubových spojek Příprava zkušebního stavu pro měření 5) Výroba zubové spojky 1) Zubová spojka osového diferenciálu 2) Zubová spoj. Mezinápravového korunového diferenciálu 3) Zubová spoj. osového korunového diferenciálu 4) Zubová spoj. Pohonu pření nápravy 6) Zkušební stav pro osový a mezinápravový diferenciál 7) Zkušební stav pro pohon přední nápravy TE Str. 11 Za WP 17, G. Achtenová, ČVUT v Praze

12 Popis plnění balíčku WP17: Agregáty s dělením toku výkonu pro vysoce účinné Řídicí algoritmus pro torque vectoring diferenciál Multibody model nákladního vozidla v prostředí ADAMS/Car Truck Řídicí algoritmus pro torque vectoring diferenciál sestavený v MATLAB/Simulink Kosimulace jízdních manévrů a analýza vlivu nastavení řídicího algoritmu na dynamiku jízdy VSTUPY MSC ADAMS/Car Rychlost vozidla Úhel natočení volantu Řídicí algoritmus VÝSTUP Kontrolní signál torque vectoring diferenciálu Stáčivá rychlost MATLAB/ Simulink TE Str. 12 Za WP 17, G. Achtenová, ČVUT v Praze

13 Plnění cílů, milníků a výstupů, splněné výsledky balíčku WP17 Plnění dílčích cílů, milníků a výstupů V souladu s časovým harmonogramem budou splněny v roce 2015: WP17M02: Funkční vzorek diferenciálu těžkého nákladního vozidla s řízením toku krouticího momentu pro zkoušky na stavu a pro zabudování do zkušebního vozidla.(dva funkční vzorky budou vloženy do RIV.) WP17V005: Řídicí algoritmy toku krouticího momentu. Přehled splatných výsledků a jejich plnění V souladu s časovým harmonogramem budou splněny v roce 2015: WP17M02: Dokončení výroby funkčních vzorků v 11/2015. WP17V005: Hlavní struktura řídicího algoritmu připravena pro testování na reálném vozidle, následné úpravy budou vycházet z provozních zkoušek TE Str. 13 Za WP 17, G. Achtenová, ČVUT v Praze

14 Návrh dalšího postupu V balíčku WP17: Agregáty s dělením toku výkonu pro vysoce účinné mechanismy, hybridní vozy a vozidlové diferenciály Návrh dalšího postupu včetně návrhů na spolupráci a realizaci výstupů Plánované testování algoritmu na reálném vozidle (VUT v Brně, TATRA TRUCKS a.s.) Pokračování teoretických prací simulace, optimalizace Vytvořeny veškeré předpoklady pro pokračování plánovaných prací v letech (VUT v Brně, TATRA TRUCKS a.s.) TE Str. 14 Za WP 17, G. Achtenová, ČVUT v Praze

15 Návrh dalšího postupu v balíčku WP17: Agregáty s dělením toku výkonu pro vysoce účinné mechanismy, hybridní vozy a vozidlové diferenciály Plánované testování algoritmu na reálném vozidle (VUT v Brně, TATRA TRUCKS a.s.) Hardware NI 3110RT -Intel Core Duo NI 9159, NI 9157 CAN PCI 8513, NI 9229, NI 9239, NI 9206 AI NI 9264, NI 9263 AO NI 9425, NI 9477, NI 9403 DIO Řídicí algoritmus CAN komunikace s ABS jednotkou Komunikace se snímači 2) Schéma zapojení hardwaru 1) Hnací trakt nákladního vozidla TE Str. 15 Za WP 17, G. Achtenová, ČVUT v Praze

16 WP17M06: Metoda výpočtu energetických ztrát v mechanismech s dělením toku výkonu. Předběžné určení účinnosti mechanismu s dělením toku výkonu α. I ( ) η = 1 µ 1 η CVT δ = δ CVT µ α.i mean Program pro kinematickou, momentovou a energetickou analýzu diferenciálů se 2 až 3 stupni volnosti a 3 až 5 pěti vnějšími hřídeli. AchtenováG., Miláček O.: "Innovative Configuration of the Closed-Loop Test Stand," SAE Technical Paper , 2015, doi: / TE Str. 16 Za WP 17, G. Achtenová, ČVUT v Praze

17 WP17V012: Definice datové struktury pro znalostní databázi DASY z oblasti mechanismů s dělením toku výkonu. Využití DASY pro hledání smontovatelného zapojení pro soukolí 2k+r s dvojitým a dvojnásobným satelitem Program pro export dat získaných experimentálním měřením na otevřeném stavu TE Str. 17 Za WP 17, G. Achtenová, ČVUT v Praze

18 TÜV-SÜD: Měření provozních vlastností elektromobilů Spotřeba elektrické energie kwh / 100 km snímání na svorkách trakční baterie indikace odebíraného výkonu místy problémy se zarušením signálu od hl. měniče Měření provozních parametrů % rekuperace, v(t), v(s), s(t), běh pomocných pohonů analýza CAN-BUS Za TÜV-SÜD: P. Štěrba TE Str. 18 Za WP 17, G. Achtenová, ČVUT v Praze

19 Splatné výsledky za 2015 TE V071 WP17M06: Metoda výpočtu energetických ztrát v mechanismech s dělením toku výkonu- splněno TE V080 WP17M03: Zkušební stanoviště pro měření účinnosti diferenciálu- splněno TE V081 WP17V012: Definice datové struktury pro znalostní databázi DASY z oblasti mechanismů s dělením toku výkonu bude splněno TE V109 WP17M02: Funkční vzorky komponent hnacího traktu těžkého nákladního vozidla s inteligentním řízením toku krouticího momentu - splněno TE Str. 19 Za WP 17, G. Achtenová, ČVUT v Praze

20 Plán Plánované testování algoritmu na reálném vozidle (VUT v Brně, TATRA TRUCKS a.s.) Pokračování teoretických prací simulace, optimalizace Vytvořeny veškeré předpoklady pro pokračování plánovaných prací v letech (VUT v Brně, TATRA TRUCKS a.s.) V následujícím období bude upravena převodovka pro měření momentů na jednotlivých hřídelích a budou měřeny ztráty ve dvou režimech (VŠB-TUO). Dále počítáme s realizací ověřovacího a cejchovacího měření na standu s dynamometry na ČVUT. TE Str. 20 Za WP 17, G. Achtenová, ČVUT v Praze

21 Děkuji za pozornost TE Str. 21 Za WP 17, G. Achtenová, ČVUT v Praze