Диссертация (781805), страница 18
Текст из файла (страница 18)
Далее приводятся и нормы выбросов вредных веществ в атмосферу,определяющиеся стандартами ЕВРО и их история развития.Стандарт ЕВРО-1, введенный в Евросоюзе в 1992, предусматриваетвыбросы бензиновыми двигателями:- оксида углерода (CO) - не более 2,72г/км (грамм на километр пути),- углеводородов (СН) - не более 0,72 г/км,- оксидов азота (NO) — не более 0,27 г/км.В 1995 году Евро-1 был заменён стандартом Евро-2.В России Евро-2 был принят только осенью 2005 года. В стандартеЕвро-2 по содержанию в выхлопе углеводородов нормы были ужесточеныпочти в, 3 раза (0,29 против 0,72).В 1999 году Евро-2 был заменён стандартом Евро-3, а в 2005 годувведен стандарт Евро-4.Все транспортные средства, произведённые или ввезённые в Россиюначиная с 1января 2008, должны удовлетворять требованиям стандартаЕвро-3.По сравнению с Евро-2 в стандарте Евро-3 снижен уровень выбросов на 3040%.
В Евро-3 нормируются такие показатели, как окись углерода, оксидазота, углеводороды. Для дизельных двигателей нормируются твёрдыечастицы, которые образуются в топливе и вызывают онкологические123заболевания. Ему соответствуют все новые машины, выпущенные вевропейских странах с 1999 года.В Москве экологический стандарт Евро-4 введен в 2014 году и тотолько в отношении топлива для АТС. Ожидается, что он поможетуменьшить содержание окиси азота в выхлопных газах на 30%, а твердыхчастиц - на 80%, содержание серы на 0,005%, углеводородов на 35%, бензолана 1%.В 2014 году в Европе введен стандарт Евро-5.Основным энергетическим показателем систем энергоснабжения ипуска ДВС является коэффициент полезного действия систем.
КПДпредставляет собой характеристику эффективности системы в отношениипреобразования и передачи энергии и определяется отношением полезноиспользованной энергии к суммарному количеству энергии, полученномусистемой.В данной работе метод имитационного моделирования применен последующим причинам:-дороговизнаипрактическаяневозможностьпримененияэксплуатационных испытаний из-за низкой повторяемости непрерывныхпроцессов, происходящих в системах электроснабжения и пуска ДВС;- невозможность построить аналитическую модель вследствие того,что в системе присутствуют причинные связи, изменяющиеся во времени истохастические (случайные) переменные.Цель имитационного моделирования состоит в воспроизведенииповедения исследуемой системы во времени на основе результатов анализанаиболее существенных взаимосвязей между ее элементами или, другимисловами, разработке симулятора исследуемой предметной области дляпроведения различных экспериментов.В общем случае математическая модель реального объекта, процессаили системы представляется в виде системы функционалов [36, 120]:Fi (X, Y, Z, t) = 0,(3.1)124где X - вектор входных переменных, X = [x1,x2,x3, ...
, xN] t; Y - векторвыходных переменных, Y = [y1,y2,y3, ... , yN] t; Z - вектор внешнихвоздействий, Z =[z1,z2,z3, ... , zN] t; t - координата времени.Построение математической модели заключается- в определении связей между происходящими в системе процессами иявлениями;-в создании математического аппарата, позволяющего выразитьколичественно и качественно связь между теми или иными процессами иявлениями, между интересующими специалиста физическими величинами ифакторами, влияющими на конечный результат.Для анализа работы СЭС и СЭП необходим метод, позволяющийпроводить анализ работы входящих в системы компонентов в эксплуатации сцелью определения токов и напряжений в любой момент времени испытаний[37, 38].
Кроме того, необходимо получать статистические характеристикистохастических процессов [39-41] изменения во времени величин токов инапряжений в бортовой сети автомобиля в условиях реальной эксплуатации.Существующие методы расчета СЭС и СЭП не позволяют на данномэтапе комплексно моделировать работу систем в условиях реальнойэксплуатации автомобиля ввиду того, что [43, 44]:- отсутствуют детально разработанные методы и средства учетадинамики воздействия на системы эксплуатационных факторов и по этойпричине совместная работа аккумуляторной батареи и генераторнойустановки, а также стартерного электродвигателя рассматривается встатических режимах, что искажает реальную картину работы СЭС вэксплуатации;- расчеты системы и компонентов основываются на средних значенияхтоков и напряжений за длительные промежутки времени (случайные,протекающие в СЭС и СЭП энергетические процессы во внимание непринимаются);125-отсутствуютсовременныеметодыавтоматизированногокомплексного проектирования СЭС и СЭП автомобиля на базе средств вычислительной техники [35, 43-45], позволяющие реализовать различныеварианты алгоритмов регулирования, сочетаний выходных параметров ихарактеристик генератора, регулятора напряжения и аккумуляторной батареипри обеспечении выполнения компонентами и системой в целом всехтребований технического задания.Для исследования поведения сложных систем, к которым относятсяавтомобильные СЭС и СЭП, в масштабе реального времени используется,как указывалось выше, имитационное моделирование, под которым в данномслучае понимается разработка логико-математической модели исследуемогообъекта и проведение экспериментов с ней на ЭВМ для получениянеобходимойинформации [46-48].Сущностьметодазаключается вразбиении эксплуатации сложной системы на ряд дискретных временныхсобытий, порядок следования которых описывается алгоритмом [49-51].
Приэтом шаг дискретизации времени внутри каждого события выбирается такимобразом, чтобы исследуемые процессы можно было рассматривать какнепрерывные, а их количественные характеристики и характер протекания неискажались.Разработкаматематическоймоделиавтомобильныхсистемэлектроснабжения и пуска включает следующие основные этапы:- описание алгоритма эксплуатации систем;- выбор шага дискретизации времени для каждого из событийалгоритма;- разработку математической модели исследуемого объекта.Выше реальнаясистемаопределяласькаксовокупностьвзаимодействующих элементов, функционирующих во времени.Составной характер сложной системы описывает представление еемодели в виде трех множеств:< A, S, T >,126где А – множество элементов (в их число включается и внешняя среда); S –множество допустимых связей между элементами (структура модели); Т –множество рассматриваемых моментов времени.Особенностьюимитационногомоделирования являетсято,чтоимитационная модель позволяет воспроизводить моделируемые объекты- с сохранением их логической структуры;-ссохранениемповеденческихсвойств (последовательностичередования во времени событий, происходящих в системе), то естьдинамики взаимодействий.Построение имитационной модели заключается в описании структурыи процессов функционирования моделируемого объекта или системы.
Вописании имитационной модели выделяют две составляющие:- статическое описание системы, котороеявляется описанием ееструктуры (при разработке имитационной модели необходимо применятьструктурный анализ моделируемых процессов).-динамическоеописаниесистемы,илиописаниединамикивзаимодействий ее элементов (при его составлении фактически требуетсяпостроение функциональной модели динамических процессов).Верхний, стратегический уровень модели отражает выбор водителемпоследовательности участков дороги, перекрестков и разъездов придвижении. Реакция водителя на окружающую транспортную обстановкумоделируется на тактическом и оперативном уровнях.
На тактическомуровне определяется траектория движения автомобиля, его приоритет втекущей ситуации и предпочтительная скорость движения по участку. Приэтом поведение водителя в значительной степени зависит от типа объектатранспортной инфраструктуры, по которому осуществляется движение.Ездовые циклы и вероятности проезда светофоров и поворотов определенынами экспериментально и реализованы на тактическом уровне. Оперативныйуровень модели поведения АТС отвечает за выбор ускорения. Автомобилистремятся двигаться по своей траектории, уступая путь более приоритетным127АТС, не допуская столкновений с впереди идущими автомобилями ипридерживаясь скорости, по возможности близкой к предпочтительной.Динамика в имитационных моделях реализуется с помощью механизмапродвижения модельного времени.Отличительной особенностью метода имитационного моделированияявляется возможность описания и воспроизведения взаимодействия междуразличными элементамисистемы.Такимобразом,чтобы составитьимитационную модель, необходимо-представитьреальнуюсистему(процесс)каксовокупностьвзаимодействующих элементов;- алгоритмически описать функционирование отдельных элементов;- описать процесс взаимодействия различных элементов между собой ис внешней средой.Ключевым моментом в имитационном моделировании являетсявыделение и описание состояний системы.
Система характеризуется наборомпеременных состояний, каждая комбинация которых описывает конкретноесостояние. Следовательно, путем изменения значений этих переменныхможно имитировать переход системы из одного состояния в другое. Такимобразом, имитационное моделирование – это представление динамическогоповедения системы посредством продвижения ее от одного состояния кдругому в соответствии с определенными правилами. Эти изменениясостояний могут происходить либо непрерывно, либо в дискретные моментывремени. Имитационное моделирование есть динамическое отражениеизменений состояния системы с течением времени.При имитационном моделировании логическая структура реальнойсистемыотображаетсявмодели,атакжевзаимодействий подсистем в моделируемой системе.имитируется динамика1283.1. Описание алгоритма эксплуатации системАнализ работы СЭС в эксплуатации позволяет выделить следующиефакторы, оказывающие влияние на распределение токов, не зависящие отколичества степеней свободы в системе:- частота вращения ротора генератора n;- сопротивление нагрузки Rн, которое при пренебрежении егозависимостью от температуры генераторной установки функциональнозависит от количества и состава включенных потребителей;- температура электролита tэл, которая при определенном режимеэксплуатации, месте установки аккумуляторной батареи (АБ) и наличии илиотсутствии её утепления, зависит от температуры окружающего воздуха tокр,времени непрерывной работы ДВС Трдвс и времени Тст непрерывнойстоянки с неработающим двигателем;- температура в подкапотном пространстве в месте расположениягенераторной установки try , которая зависит от tокр, Тр двс и Тст;- время пуска ДВС Тп и ток стартера в режиме пуска Iс, которыезависят от времени непрерывной работы ДВС, времени непрерывной стоянкитранспортного средства с неработающим двигателем и температурыокружающего воздуха.Все рассмотренные факторы за исключением температуры окружающеговоздухазависят от особенностей эксплуатации автомобиля, которуюпредлагается рассматривать как цепь событий с изменяющейся случайнымобразом последовательностью [122, 123].Из-замалойпродолжительностиилинесоответствияправиламдорожного движения и эксплуатации можно пренебречь движением АТСзадним ходом и стоянкой с длительно работающим двигателем.
Некоторыеиз этапов имеют разновидности. Отличие этих этапов друг от друга состоитвособенностяхфункциональныхсвязеймеждуфакторами[124],129оказывающимивлияниенасостояниеСЭСипараметрами,характеризующими движение автомобиля.На рис. 23 представлена схема наиболее вероятных типовых этапов,совокупность, последовательность и временные рамки которых могутсоставить основу для формирования структуры системы и оптимизации еепараметров.Рис. 23 Схема типовых событий при эксплуатации АТСДалее рассмотрены условия завершения событий и состав факторов,изменяющихся при их наступлении, так как указанная информациянеобходимаприразработкеалгоритма,моделирующегоизменениепараметров эксплуатационного режима автомобиля, составляющего основуимитационной модели систем электроснабжения и пуска.130Первый этап - пуск ДВС заканчивается, когда текущее время событияТт становится равным продолжительности пуска ДВС Тп .
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
