Метод використання енергетичних втрат у підвісці транспортного засобу.
Автор: Марценюк Данило Михайлович
Кваліфікаційний рівень: магістр
Спеціальність: Автомобільний транспорт
Інститут: Інститут механічної інженерії та транспорту
Форма навчання: денна
Навчальний рік: 2025-2026 н.р.
Мова захисту: українська
Анотація: Останні десятиліття характеризуються впровадженням великої кількості обмежувальних екологічних законів, які впливають на серійне виробництво транспортних засобів. Через ці обмеження виробники автомобілів змушені зменшувати об’єми двигунів, встановлювати більш ефективні та сучасні каталітичні нейтралізатори, а в останні роки – сажові фільтри. Технічний прогрес у світі дозволяє шукати альтернативні приводи. Випускаються різні прототипи автомобілів, які вже запущені в серійне виробництво. Вони працюють на електроенергії, яка наразі найбільш поширена в гібридах або повністю електричних автомобілях, які зазвичай зберігають енергію в літій-іонних акумуляторах. Найбільш продаваною маркою серійних електромобілів є Tesla, яка пропонує не лише спортивні версії, але й сімейні моделі. Водневі прототипи функціонують вже кілька років, але жоден з них ще не досяг масового виробництва. Сьогоднішній тренд, окрім електромобілів – гібридні приводи. Цей привід являє собою комбінацію двигуна внутрішнього згоряння та електродвигуна. Найпоширеніша комбінація, з якою Toyota прорвалася в масове виробництво з моделлю Prius. Це бензиновий двигун, поєднаний з електродвигуном, який використовується переважно для рушання з місця, повільнішої та тихішої їзди або руху накатом у заторі. Prius на ринку з 1997 року. Інші гібридні автомобілі конкуруючих брендів, таких як BMW, Audi, Mercedes, Ford та інші, наслідували цей приклад. Нещодавно Volvo також представила гібридний автомобіль, що поєднує електродвигун з дизельним двигуном з турбонаддувом. Ця комбінація менш поширена, але останнім часом зустрічається у все більшої кількості виробників автомобілів. В даній роботі пропонується використання додатково механізму, який би міг генерувати електричний струм за допомогою підвіски автомобіля під час руху. Такий механізм забезпечить більший запасу ходу для електромобілів або гібридів, але й повністю живлячи бортові системи, кондиціонування повітря, підзарядку акумулятора або інші електричні елементи автомобіля. Після ретельного вивчення питання підвіски стало зрозуміло, які типи підвіски та осей підходять для монтажу запропонованого механізму. Для листових ресор довелося б використовувати іншу конструкцію. Запропонований механізм найкраще працює з амортизатором та гвинтовою пружиною. Прототип автомобіля, Skoda Octavia III покоління має кривошипну вісь ззаду, тому не виникне проблем із монтажем механізму. Єдиною перешкодою є передня вісь, яка не підходить для розміщення через те, що колеса попереду йдуть по колії та повинні повертатися. Існує декілька проблем. Перша з них - нахил амортизатора в кріпленні, що зменшує робочу зону для розміщення навколо амортизатора. Друга - це підвіска, де після монтажу з повернутим колесом система може бути пошкоджена кузовом автомобіля. Тому ця система найбільш підходить для розміщення позаду некерованої веденої або неведеної осі. Запропонований механізм є достатньо простим. Встановлення на автомобілі дуже просте. Необхідно зняти задній амортизатор і встановити на нього компоненти. Завдяки нерухомості заднього амортизатора в осях, відмінних від вертикальної, легко передавати вироблену електричну енергію до акумулятора або ланцюга автомобіля за допомогою джгута проводів. 3D-моделі показують, як виглядатиме вся система, з яких частин вона складається та як різні компоненти будуть кріпитися один до одного. Для точних значень зарядки необхідно було б виготовити лінійний електродвигун з можливістю рекуперації енергії та використовувати симулятор для визначення точних значень. Однак оцінка показує, що значень зарядки із середнім переміщенням амортизатора від 0 мм до 30 мм та при розрахункових швидкостях руху було б достатньо. Однак це залежить від дорожнього покриття, а також від вібрацій, які також незначно переміщують амортизатор, та від діапазону ефективності електродвигуна. Для моделювання було б достатньо лише чверті транспортного засобу з колесом та віссю. Під час випробувань можна було б протестувати різні режими руху, такі як міський рух, автомагістралі, легша місцевість або їх комбінації. Об’єкт дослідження: закономірності та фактори, що впливають на кінематику підвіски під час вертикального руху транспортного засобу по дорозі. Мета роботи – розроблення методики та моделі конструкції пристрою для генерування електричного струму під час вертикального руху транспортного засобу по дорозі. Ключові слова: транспортний засіб, кінематика, підвіска автомобіля, амортизатор, електродвигун, моделювання. Перелік використаних літературних джерел: 1. Reza N. Jazar. Vehicle Dynamics: Theory and Application. Springer, 2008. 1015 p.