Доклад о разработке глобальных технических правил, касающихся всемирной согласованной процедуры сертификации мотоциклов на выбросы загрязняющих веществ (вцим)
жүктеу/скачать 8.65 Mb.
|
Таблица 3: Продолжительность и расстояние пробегов, использовавшихся для формирования наборов данных.
Таблица 4: Выборка транспортных средств, использовавшихся для формирования базы данных о практике вождения. 4.3 Состав парка и модели использования транспортных средств Содержание настоящего раздела взято из [1]. Парк транспортных средств От выступивших в качестве партнеров по данному проекту компаний были получены статистические данные в отношении местных парков транспортных средств в различных регионах мира. Однако следует иметь в виду, что имеющиеся данные нельзя считать совершенно точными. Одна из очевидных проблем, возникающих при сопоставлении статистических данных, полученных из различных источников, заключается в том, что эти данные не согласуются между собой. Была предпринята попытка ограничить данные мотоциклами с рабочим объемом двигателя более 50 см3, хотя и не всегда ясно, включают ли представленные статистические данные мотоциклы с рабочим объемом менее 50 см3 или нет. Тем не менее по итогам оценки полученных статистических данных можно сделать достаточно объективные выводы относительно состава парка транспортных средств в различных регионах мира. - В Европе парк в основном состоит либо из транспортных средств малой мощности, в основном мотороллеров, с одной стороны, и тяжелых спортивных или дорожных мотоциклов - с другой, причем количество транспортных средств промежуточных классов относительно невелико. Распределение в значительной степени зависит от каждой конкретной страны. В целом в северных странах больше тяжелых мотоциклов, тогда как южные страны тяготеют в основном к легким транспортным средствам. - В Японии доля легких транспортных средств аналогична той, которая наблюдается в Европе, однако в Японии примерно столько же транспортных средств средней категории. Действительно, тяжелые мотоциклы в Японии редки. - В США в основном пользуются тяжелыми мотоциклами (с рабочим объемом более 750 см3) и очень мало транспортных средств малой и средней категории. Данная ситуация проиллюстрирована в рис. 5. 
Рисунок 5: Состав парка в Европе, Японии и США в 1997 году. Следует учитывать, что структура имеющихся данных не позволяет дать одинаковую разбивку по всем трем регионам (по данным [1]). Общий размер парка в Европе (т.е. включая не входящие в Европейский союз Швейцарию и Норвегию), Японии и США, а также общий годовой пробег приводится на следующей диаграмме. 
Рисунок 6: Общий размер парка в трех регионах, количество транспортных средств (слева) и общий годовой пробег (справа) (по данным [1]). Данных по мотороллерам в Японии и США не имеется. Модели использования транспортных средств Одна из очевидных проблем, возникающих при сопоставлении моделей использования на различных типах дорог в различных регионах мира, заключается в том, что определения, а зачастую и сами типы дорог не являются полностью тождественными. Поэтому любое сопоставление будет лишь приблизительным. Следующая информация была представлена членами МАЗМ. Особенности использования в Европе в значительной степени зависят от класса и страны. По данным опроса пользователей, проведенного крупным производителем мотороллеров, легкие машины (в основном мотороллеры) используются практически исключительно в городской среде. Среднее расстояние поездок невелико. В основном такая ситуация наблюдается в странах южной Европы. По данным обследования, проведенного Дармштадским техническим университетом [2], тяжелые машины в основном используются для поездок в целях отдыха. Среднее расстояние этих поездок весьма велико. В основном эти поездки осуществляются по загородным дорогам, поскольку такими мотоциклами пользуются энтузиасты, которые любят сложные дороги. Это согласуется с информацией, поступившей из Нидерландов, и выглядит как доминирующая модель использования в североевропейских странах. 
Рисунок 7: Характерная модель использования по типам дорог (по данным [1], однако данные по США были скорректированы). Информация относительно положения дел в Японии дает основания полагать, что большая часть пробега приходится на второстепенные дороги, включая городские. Максимальная скорость на загородных дорогах составляет 60 км/ч. С октября 2000 года на автомагистралях установлено ограничение скорости 100 км/ч; до этого максимальная разрешенная скорость составляла 80 км/ч. Транспортным средствам с рабочим объемом двигателя менее 125 см3 не разрешается выезжать на автомагистрали, однако и для более тяжелых мотоциклов доля пробега по автомагистралям невелика. Важными целями поездок в Японии являются ежедневные поездки на работу и с работы, а также поездки за покупками. Для пользователей транспортных средств класса менее 125 см3 важным мотивом для поездки является деловая необходимость (26%), тогда как для пользователей машин класса более 125 см3 важным мотивом для поездок является отдых (34% для класса 125 250 см3 и 49% для класса более 250 см3). Общий годовой пробег ниже, что свидетельствует о небольшой средней протяженности поездок и низкой средней скорости. В США доля использования транспортных средств в городах выше, чем в Европе, а на загородные дороги приходится меньшая часть поездок. Использование автомагистралей находится примерно на том же уровне, что и в северной Европе. Годовой пробег относительно невелик, так же, как, видимо, и протяженность поездок. Данные по годовому пробегу получить сложно, однако некоторые сведения можно получить из приведенной ниже таблицы.
Таблица 8: Приблизительные данные по годовому пробегу с разбивкой по классам рабочего объема и регионам (по данным [1], однако по США данные скорректированы). 4.4 Справочная база данных Первоначально предполагалось создать базу данных путем объединения данных по реальным условиям вождения со статистическими данными, характеризующими использование транспортных средств (см. рис. 9). Это должно быть сделано с использованием классификационной матрицы для наиболее важных параметров, влияющих на конечные результаты. В классификационную матрицу следует включить три различных региона, три различных класса транспортных средств и три различные категории дорог. Таким образом, справочная база данных будет представлять собой сочетание репрезентативных данных о реальных условиях вождения, выраженных в скорости транспортного средства для каждой ячейки классификационной матрицы, с соответствующими весовыми коэффициентами. Учитывая, что данные об использовании транспортных средств не являются достаточно надежными и поскольку Группа по ВЦИМ не смогла прийти к компромиссу в отношении классификации транспортных средств, был предложен следующий альтернативный подход. Предположительно цикл должен состоять из трех частей, где каждая часть представляет отдельную категорию дорог. Часть 1 включает дороги, по которым движение осуществляется с малой скоростью, что в основном характерно для городского движения; часть 2 включает дороги, где движение осуществляется со средней скоростью и представляет движение по загородным дорогам с невысокой скоростью, и часть 3 представляет дороги, по которым движение осуществляется с высокой скоростью, т.е. скоростные загородные дороги и автомагистрали. В часть 1 включаются также данные о холодном запуске. 
Рисунок 9: Схема построения цикла испытаний на основе большой произвольно распределенной базы данных, по данным [1]. Такой подход, предусматривающий измерение выбросов отдельно по каждой части, позволяет проводить испытания с целью подтверждения результатов с использованием предварительной классификации транспортных средств и учитывать статистику использования транспортных средств путем взвешивания результатов по каждой части. Соответственно данные о практике вождения разделены на три класса, соответствующие трем вышеупомянутым категориям дорог. Поскольку информация по категориям дорог была получена не для всех данных и поскольку классификация могла меняться в зависимости от региона, была сделана попытка описать категории дорог для тех транспортных средств, по которым эти категории были известны, на основе продолжительности модулей скорости транспортного средства и средней скорости в этих модулях. Модуль представляет собой последовательность скоростей между двумя остановками. Такой подход не вполне оправдал себя отчасти в силу выбранных дорог. Вторая попытка, основанная на средней скорости и максимальной скорости в каждом модуле, представлялась более перспективной. Удалось достаточно объективно провести различия между отдельными категориями дорог. В основном совпадение наблюдалось между движением по скоростным загородным дорогам и автомагистралям, однако и это оказалось приемлемым, поскольку обе эти категории должны образовать один класс. В итоге предпочтение было отдано подходу, при котором модули характеризуются на основе распределения скоростей. Такой подход был использован ранее для решения аналогичной проблемы описания использования дорог легковыми автомобилями с гибридным приводом. С этой целью для каждого модуля была рассчитана доля скоростей ниже 60 км/ч, от 60 до 90 км/ч и свыше 90 км/ч. Впоследствии было использовано следующее распределение скоростей: 
Таблица 10: Распределение типов вождения по трем частям цикла Такой подход был избран в качестве прагматичного решения данной проблемы. В отношении части 1 было введено дополнительное требование, чтобы не допустить включения движения с минимальной скоростью в качестве репрезентативного режима вождения. После этого данная схема распределения была применена ко всем данным. Затем на втором этапе необходимо было "ужать" эти исходные циклы в части испытательного цикла желаемой продолжительности, которая для каждой части была установлена на уровне 600 сек. ТНО была разработана компьютерная поисковая программа, которая отобрала ряд модулей (скорость на последовательных отрезках времени между двумя остановками), которые с помощью метода приближения должны представлять эту продолжительность. Затем статистические показатели данной серии модулей были сопоставлены с характеристиками соответствующей базы данных. Сопоставление проводилось путем применения метода хи-квадрата для ускорения с матрицей скорости (v*a-matrix). После этого было признано, что идеальным сочетанием является выбор модулей с наименьшим значением хи-квадрата. Поэтому вначале была определена идеальная продолжительность различных модулей, после чего были отобраны наиболее репрезентативные модули, соответствующие этим значениям продолжительности. После выбора модулей были добавлены остановки. Общее время остановок было вычтено из статистических данных. Это общее время остановок было затем разделено на количество остановок на основе статистического распределения продолжительности остановок в использовавшейся базе данных. И наконец, был разработан первый проект Всемирного цикла испытаний мотоциклов (ВЦИМ). Разработка цикла проходила в тесном сотрудничестве между JARI, TNO и RWTUEV. Участвуя в разработке цикла, JARI провела всесторонний анализ фактических данных, в частности данных по статистическому распределению скорости транспортных средств, времени холостого хода, продолжительности поездок, фазам ускорения, замедления и движения с постоянной скоростью (см. [5] м [6]). 4.5 Изменения, внесенные в проект цикла испытаний и окончательная версия Предусматривалось, что в первый проект потребуется внести изменения на основе оценки управляемости и практических элементов, касающихся процедуры измерения. Поскольку по своей природе этот процесс является повторяющимся, было проведено несколько сеансов доработки, включая первый этап программы подтверждения результатов испытаний. На этапе подтверждения результатов испытаний и проведения испытаний на управляемость были внесены следующие изменения:
-0,8 м/с2/с<=da/dt<=+0,8 м/с2/с. Как следствие скоростные режимы были изменены таким образом, чтобы показатель da/dt попал в этот диапазон;
Хотя версия 7 цикла ВЦИМ основана на "сглаженных" режимах ускорения, с тем чтобы избежать чрезмерного изменения ускорения по времени, вопрос о боковом уводе шины был вновь поднят на заседаниях Группы по ВЦИМ в Мадриде (17 декабря 2001 года) и в Женеве (16 января 2002 года). В этой связи был проведен дополнительный анализ данной проблемы. Этот анализ основан на данных по четырем транспортным средствам (два из США и два из Японии), по которым были получены посекундные данные скорости вращения барабанов, скорости вращения шин для ВЦИМ, а также для США-FTP и Правил 40 ЕЭК-TRIAS. Последние замерялись лишь в Японии. Японские транспортные средства принадлежат к Р классу 1 и 2, а американские транспортные средства - к Р классу 3 (см. главу 9). Термин "Р класс" означает предварительную классификацию, использованную для испытаний с целью подтверждения результатов по выбросам (см. главу 7). Боковой увод шины рассчитывался как разница между скоростью вращения шины и скоростью вращения барабана, деленная на скорость вращения барабана и выраженная в процентах. Это означает, что боковой увод шины дает положительные значения, а блокирование шины - отрицательные. Кроме того, для значений ускорения заданной скорости были рассчитаны посекундные изменения ускорения. Большинство значений бокового увода шины, составляющие >= 50%, были получены при переходе от режима стоянки к режиму движения, что вызвало удивление не только с точки зрения ВЦИМ, но и с точки зрения США-FTP, а также Правил № 40 ЕЭК TRIAS. Анализ результатов показывает, что динамические параметры ВЦИМ увеличивают опасность бокового увода шин не больше, чем существующие сертификационные циклы. Как уже отмечалось, на основе промежуточных результатов и анализа ответов на вопросник по боковому уводу шины, данная проблема характерна для отдельных комбинаций шина/барабан (см. главу 6). Тем не менее Группа по ВЦИМ приняла решение о необходимости минимизировать опасность бокового увода шины для ВЦИМ путем ограничения изменения показателей ускорения с целью улучшения управляемости независимо от режимов существующих циклов. На заседании подгруппы ВЦИМ FE в Токио в апреле 2002 года японская делегация предложила создать специальный вариант части 1 с максимальной скоростью 50 км/ч для маломощных мотоциклов, которые по своим техническим характеристикам близки к мопедам. Поскольку в части 1 существует лишь один модуль со скоростями движения транспортных средств более 50 км/ч (модуль 3), был изменен лишь этот модуль. Первая часть была заменена модулем, взятым из практических замеров по транспортному средству 6 (данный модуль был максимально близок к существующему), а во второй части скорость была снижена, чтобы соблюсти ограничение в 50 км/ч. Компромисс, который был найден в отношении классов транспортных средств, потребовал создать дополнительные варианты цикла с пониженной скоростью и для частей 2 и 3. Чтобы динамические параметры частей цикла с пониженной скоростью лишь незначительно отличались от обычных версий, скоростной режим не просто был ограничен путем уменьшения максимальной скорости, а весь модуль, содержащий максимальную скорость, был снижен в первой фазе ускорения и в последней фазе замедления (например, см. таблицу 13). По соображениям единообразия данный подход был применен и в отношении части 1, чтобы во второй версии части 1 пониженная скорость несколько отличалась от первой версии. Все изменения, внесенные в ходе сеансов доработки, детально изложены в разделе 15. ПРИЛОЖЕНИЕ А. ОПИСАНИЕ РАБОТЫ ПО ВНЕСЕНИЮ ИЗМЕНЕНИЙ В ЦИКЛ ВЦИМ. Таблицы, содержащие версию 9, приведены в разделе 16. ПРИЛОЖЕНИЕ В - ОКОНЧАТЕЛЬНАЯ ВЕРСИЯ ЦИКЛА. Окончательный результат приведен на диаграммах 11-13. Продолжительность каждой части составляет 600 секунд. Часть 1, представляющая городское вождение, состоит из восьми модулей, прерываемых остановками на холостом ходу. В обычной версии максимальная скорость составляет 60 км/ч, а в версии с пониженной скоростью - 50 км/ч. Часть 2, представляющая вождение по второстепенным сельским дорогам, состоит из двух модулей: в обычной версии максимальная скорость составляет 95 км/ч, а в версии с пониженной скоростью - 85 км/ч. Часть 3, представляющая в первую очередь загородные дороги и автомагистрали, состоит из одного модуля: в обычной версии максимальная скорость составляет 125 км/ч, а в версии с пониженной скоростью - 111 км/ч. Характеристики ездового (ездовых) цикла (циклов) ВЦИМ приведены в таблицах 14 и 15. Определение режимов вождения приведены в таблице 16. 
Диаграмма 11: Ездовой цикл ВЦИМ, часть 1 
Диаграмма 12: Ездовой цикл ВЦИМ, часть 2 
Диаграмма 13: Ездовой цикл ВЦИМ, часть 3 
Таблица 14: Характеристики ездового цикла ВЦИМ (1) 
Таблица 15: Характеристики ездового цикла ВЦИМ (2) 
Таблица 16: Определение режимов движения 5. РАЗРАБОТКА ПРОЦЕДУРЫ ПЕРЕКЛЮЧЕНИЯ ПЕРЕДАЧ 5.1 Подход При разработке процедуры переключения передач за основу были взяты результаты анализа точек перехода на другую передачу, полученных с использованием реальных эксплуатационных данных. С целью установления взвешенного соотношения между техническими спецификациями транспортных средств и значениями скорости, при которых происходит переключение передач, были определены нормированные скоростные режимы работы двигателя в привязке к практически применимому диапазону значений для номинального числа оборотов двигателя и числа оборотов холостого хода. На втором этапе были определены и сведены в отдельную таблицу предельные значения скорости (применительно к скорости транспортного средства, а также нормированному скоростному режиму работы двигателя) для перехода на повышенную и пониженную передачи. Для каждой передачи и каждого транспортного средства были рассчитаны - с учетом технических спецификаций транспортных средств - средние значения этих скоростей. Схема разработки процедуры приведена на рис. 17. 
Рисунок 17: Схема разработки предписания в отношении переключения передач Результаты этих аналитических проработок и расчетов можно резюмировать следующим образом: - режим переключения передач скорее зависит от числа оборотов двигателя, нежели от скорости транспортного средства; - наиболее оптимальная увязка между значениями скорости, на которых должно происходить переключение передачи, и техническими данными обеспечивается при нормированных скоростных режимах работы двигателя и нормированном отношении мощности к массе [номинальная мощность/ (масса в снаряженном состоянии + 75 кг)], см. рис. 18; - случайные отклонения не могут объясняться использованием других технических данных или иным передаточным числом коробки передач. По всей вероятности, они обусловлены различиями в условиях дорожного движения и индивидуальным поведением водителя; - наилучшая корреляция между значениями скорости, при которых происходит переключение передач, и отношением мощности к массе обеспечивается в случае экспоненциальных функций, см. рис. 18; - применительно к первой передаче функция переключения передач выражена гораздо слабее по сравнению со всеми другими передачами; - для всех других передач значения скорости, при которых происходит их переключение, могут быть аппроксимированы при помощи одной общей функции; - не было выявлено никаких существенных различий между пяти- и шестиступенчатыми коробками передач; - режим переключения передач в Японии существенно отличается от однотипного режима переключения передач в странах Европейского союза (ЕС) и в Соединенных Штатах Америки (США), см. рис. 18. В целях изыскания сбалансированного компромиссного соотношения между этими тремя регионами была рассчитана новая аппроксимирующая функция увязки нормированных значений скорости, при которых происходит переключение передач, и отношения мощности к массе как взвешенное среднее кривой ЕС/США (весовой коэффициент 2/3) и японской кривой (весовой коэффициент 1/3), см. рис. 19. 
Рисунок 18: Корреляция между нормированными значениями максимальных оборотов двигателя при переключении на повышенную передачу и отношением мощности к массе 
Рисунок 9: Окончательная апрокцимационная функция для значений оборотов двигателя при переключении на повышенную передачу для передач выше первой (Европа - 1/3, Япония - 1/3, США - 1/3) 5.2. Критерии переключения передач, дополнительные требования На основании изложенного предписания в отношении переключения передач можно резюмировать следующим образом: На фазах ускорения переход с первой на вторую передачу в случае транспортных средств с ручной трансмиссией происходит тогда, когда число оборотов двигателя достигает значения, определяемого при помощи следующей формулы:
Переключение на более высокие передачи на фазах ускорения должно происходить тогда, когда число оборотов двигателя достигает значения, определяемого при помощи следующей формулы:
где:
mk - масса в снаряженном состоянии в кг n - число оборотов двигателя в мин-1 nidle - число оборотов холостого хода в мин-1 s - номинальное число оборотов двигателя в мин-1 i - порядковый номер передачи ( 2)
где:
Минимальное число оборотов двигателя для фаз замедления или движения с постоянной скоростью при движении на второй передаче или более высоких передачах определяется соответственно по следующей формуле:
где:
При достижении указанных значений на фазах замедления рычаг переключения ручной коробки передач переводится на следующую понижающую передачу (см. рис. 20). Для целей практического применения значения, показывающие число оборотов двигателя и определенные при помощи приводимых выше формул, могут округляться до величин, кратных 100 мин-1. На рис. 20 приводится пример схемы переключения передач легкого транспортного средства. Сплошными линиями показан порядок использования передач на фазах ускорения; прерывистыми линиями обозначены точки перехода на понижающую передачу на фазах замедления. На фазах движения с постоянной скоростью может использоваться весь диапазон скоростей, предписанных для перехода как на понижающую, так и повышающую передачи. 
Рисунок 20: Пример схемы переключения передач легкого транспортного средства Во избежание проблем, связанных с обеспечением способности к движению, в дополнение к настоящим предписаниям надлежит предъявлять следующие требования (некоторые из них носят общий характер, а некоторые касаются конкретных фаз цикла): - устанавливается четкое разделение на фазы ускорения, движения с постоянной скоростью и замедления (см. приложение B); - запрещается переключение передач на определенных отрезках цикла движения (см. приложение B); - не допускается переключение на другую передачу, если сразу же за фазой ускорения следует фаза замедления; - при движении в режиме холостого хода ручная коробка передач должна находиться на первой передаче при выключенном сцеплении; - запрещается переключение с более высокой на первую передачу на тех режимах, когда требуется замедление транспортного средства вплоть до его полной остановки; - переключение передач в случае ручной коробки скоростей должно производиться за минимальный отрезок времени при отпускании при этом педали акселератора; - первая передача должна использоваться только для начала движения после полной остановки; - применительно к тем режимам, когда требуется замедление транспортного средства вплоть до его полной остановки, сцепление транспортных средств с ручной коробкой передач выключается, если скорость движения снижается до менее 10 км/ч, число оборотов двигателя падает до менее nidle + 0,03*(s – nidle), очевидна неровная работа двигателя или остановка двигателя становится неизбежной; - при выключенном сцеплении происходит переход на соответствующую передачу, с тем чтобы транспортное средство могло начать движение в следующем режиме; - минимальное время движения на любой передаче составляет 2 секунды. В целях обеспечения инженеру-испытателю большей свободы действий и обеспечения управляемости предельные значения для регрессивных функций переключения передач следует рассматривать в качестве нижних пределов. Повышенные обороты двигателя допускаются на любой фазе испытательного цикла. Эти критерии, а также дополнительные требования использовались для расчета режимов переключения передач для испытываемых транспортных средств по программе подтверждения результатов по выбросам. Параметры фаз ускорения, замедления и движения с постоянной скоростью приведены в таблице 16. 5.3 Предписания в отношения переключения передач 5.3.1 Этап 1 – Расчет показателей скорости, при которых происходит переключение передач Показатели скорости v (в км/ч) при включении повышающей передачи на фазах ускорения рассчитываются по следующим формулам: 
Уравнение 5  , i = 2 - ng-1,
Уравнение 6 где: i - порядковый номер передачи (≥ 2), ng - общее число передних передач, Pn - номинальная мощность в кВт, mk - масса в снаряженном состоянии в кг, n - число оборотов двигателя в мин-1, nidle - число оборотов в режиме холостого хода в мин-1, s - номинальное число оборотов двигателя в мин-1, ndvi - коэффициент, отражающий соотношение между числом оборотов двигателя в мин-1 и скоростью транспортного средства в км/ч на передаче i.
Уравнение 7: рычаг переключения передач переводится на первую передачу, а сцепление выключается, если: - скорость транспортного средства снижается до менее 10 км/ч или - число оборотов двигателя падает до менее nidle + 0,03 * (s – nidle), - очевидна неровная работа двигателя, - остановка двигателя становится неизбежной. 5.3.2 Этап 2 – Выбор передач применительно к каждому репрезентативному циклу движения Затем применительно к каждому репрезентативному циклу и в зависимости от приводимых в таблицах, фигурирующих в приложении 5, показателей по фазам для частей цикла, предписываемых испытываемому транспортному средству, рассчитывается момент перехода на соответствующую передачу: 5.3.2.1 Рычаг переключения передач находится в нейтральном положении при выключенном сцеплении; Рычаг переключения передач переводится на первую передачу и сцепление выключается при следующих условиях: - на фазах остановки, - на фазах движения с постоянной скоростью или замедления, если: скорость транспортного средства снижается до менее 10 км/ч или число оборотов двигателя падает до менее nidle + 0,03 * (s – nidle); 5.3.2.2 Выбор передачи для фаз ускорения: передача = 6, если v > v5→6, передача = 5, если v > v4→5, передача = 4, если v > v3→4, передача = 3, если v > v2→3, передача = 2, если v > v1→2, передача = 1, если v ≤ v1→2; 5.3.2.3 Выбор передачи для фаз замедления или движения с постоянной скоростью: передача = 6, если v > v4→5, передача = 5, если v > v3→4, передача = 4, если v > v2→3, передача = 3, если v > v1→2, передача = 2, если v ≤ v1→2. 5.3.3 Этап 3 – Внесение коррективов с учетом дополнительных требований Впоследствии выбор передач подлежит изменению с учетом следующих требований: a) не допускается переключение на другую передачу при переходе с фазы ускорения к фазе замедления: на фазе замедления, следующей за фазой ускорения, надлежит оставаться на передаче, которая использовалась в последнюю секунду фазы ускорения, если только скорость не падает ниже значения, требующего перехода на пониженную передачу; b) не допускается переход на повышенную передачу на фазе замедления; c) не допускается переключение на другую передачу на тех фазах цикла, применительно к которым предписывается "без переключения передач"; d) не допускается переключение с более высокой передачи на первую передачу при переходе с фазы замедления или движения с постоянной скоростью на фазу ускорения, если предписывается "без использования 1 передачи"; e) даже если какая-либо передача включена хотя бы на одну секунду, эта передача должна также использоваться и для следующей секунды. Поскольку не исключена вероятность того, что внесение изменений с учетом такого критерия влечет за собой появление новых фаз, при которых та или иная передача задействуется в течение только одной секунды, данный этап внесения коррективов подлежит многократному повторению. RWTUEV разработал таблицы динамических расчетов в формате Excel для коробок с тремя-шестью скоростями и для обеих версий цикла (обычной и с пониженной скоростью) в качестве пособия для инженеров, проводящих испытания. Эти таблицы размещены на Интернет-странице WP29 ЕЭК ООН по адресу: http://www.unece.org/trans/main/wp29/wp29wgs/wp29grpe/wmtc.html. 5.4 Пример расчета Пример вводимых параметров, необходимых для расчета значений скорости, при которых происходит переключение передач, приводится в таблице A13 1. Соответствующие значения для перехода на повышенную передачу на фазах ускорения применительно к первой передаче и более высоким передачам рассчитываются при помощи уравнений 1 и 2. Денормализация скоростных режимов работы двигателя может быть произведена с помощью уравнения: n = nnorm * (s – nidle) + nidle. Значения скорости, при которых происходит переход на пониженную передачу на фазах замедления, рассчитываются при помощи уравнения 4. Приводимые в таблице 22 величины n/v могут использоваться как передаточные числа. Они также могут использоваться при расчете соответствующих значений скорости транспортного средства (скорость транспортного средства при переключении на передачу i = число оборотов двигателя при переключении на передачу i / n/v_i). Соответствующие результаты приводятся в таблицах 22 и 23.
Таблица 21: Входные данные для расчета определяющих переключение передач значений, соответствующих числу оборотов двигателя и скорости транспортного средства
Таблица 22: Значения скорости для перехода на другую передачу на фазах ускорения применительно к первой передаче и более высоким передачам (согласно таблице 21)
Таблица 23: Определяющие переключение передач значения, соответствующие числу оборотов двигателя и скорости транспортного средства, согласно таблице 22 После этого была изучена возможность упрощения описанных выше алгоритмов переключения передач с помощью проведения дополнительных анализов и расчетов. В частности, следует проверить, нельзя ли заменить показатели числа оборотов двигателя при переключении скоростью движения транспортных средств при переключении. Анализ показал, что скорости движения транспортных средств не удается согласовать с режимом переключения передач, отраженным в фактических данных. 6. ИСПЫТАНИЯ НА УПРАВЛЯЕМОСТЬ Сразу же после разработки цикла ВЦИМ и соответствующей процедуры переключения передач были проведены измерения на барабанных стендах с целью проверки управляемости при осуществлении данных циклов, а также функциональность процедуры переключения передач. Для проведения этих испытаний был разработан протокол испытаний, в основу которого был положен протокол испытаний применяемой в США процедуры сертификации HTP. В него потребовалось внести некоторые изменения, обусловленные иным построением цикла ВЦИМ (более высокие скорости движения транспортных средств, три части) и процедурой переключения передач. Протокол переключения передач отражал практику переключения передач в ЕС и США, поскольку база данных по режимам переключения передач в Японии тогда еще не была готова. В общей сложности были получены результаты (данные по скорости вращения барабанов) по 27 транспортным средствам: 18 из Европы, шесть из Японии и два из США. Отмеченные проблемы управляемости, связанные с боковым уводом шины, блокированием колеса и выдерживанием траектории движения, обусловлены недостаточной мощностью маломощных транспортных средств. Кроме того, были обнаружены некоторые недостатки в таблице для динамических расчетов переключения передач. Проблема бокового увода шины и выдерживания траектории движения оказалась наиболее серьезной для части 1 и наименее серьезной для части 3. Очевидно, что это было связано со специфической комбинацией барабан - шина. Всем участникам был разослан дополнительный вопросник для сбора более подробной информации относительно барабанных стендов, а также относительно шин, использовавшихся для проведения измерений. Ответы на вопросник свидетельствуют о значительном разбросе технических параметров (диаметр, максимальная мощность, максимальная скорость) барабанных стендов. Проблема бокового увода шины не связана ни с типоразмером шины, ни со спецификациями транспортного средства. Она связана, скорее, с шиной, чем с барабанным стендом, однако имеющаяся информация по шинам не позволяет получить четкую картину относительно параметров, влияющих на эту проблему. Не было отмечено никаких проблем бокового увода шины на стендах с барабанами с "текстурированной" поверхностью. Ответы на вопросник не говорят о необходимости дальнейшего снижения динамических показателей цикла на фазах ускорения. Опасность бокового увода шины может быть снижена за счет использования барабанов с текстурированными поверхностями. Проблема блокирования колеса отчасти обусловлена тем, что при замедлении в ходе испытаний на барабанном стенде может использоваться лишь тормоз заднего колеса, и отчасти она связана с особенностями шины, такими, как склонность к боковому уводу. Учитывая, что сколь-либо существенного влияния замедления на показатели выбросов отмечено не было, проблема блокирования колеса может быть уменьшена за счет снижения показателей замедления. Проблему нехватки мощности можно избежать лишь в том случае, когда динамические показатели цикла скорректированы с учетом транспортных средств, имеющих самые низкие показатели отношения мощности к массе. Однако такое решение не соответствовало бы реальным условиям эксплуатации. Тем не менее следует продолжить изучение возможных мер по решению проблемы недостаточной мощности. 7. КЛАССИФИКАЦИЯ ТРАНСПОРТНЫХ СРЕДСТВ Классификация транспортных средств представляет собой один из наиболее важных вопросов в процессе разработки ВЦИМ. По практическим соображениям ТNО в рамках разработки цикла подготовила следующую первую предварительную классификацию транспортных средств:
В ходе анализа результатов испытаний по проверке управляемости в связи с этой классификацией были обнаружены некоторые противоречия с реальными условиями эксплуатации и техническими возможностями. С одной стороны, на европейском рынке существует ряд транспортных средств, которые могли бы быть классифицированы как С класс I или С-класс II, хотя их максимальная скорость весьма существенно превышает максимальную скорость соответствующих частей цикла (см. таблицу 24). С другой стороны, существуют также транспортные средства С-класса II и С класса III, максимальная скорость которых ниже максимальной скорости соответствующих частей цикла.
Таблица 24: Распределение транспортных средств по классам в зависимости от рабочего объема двигателя и максимальной скорости (источник данных: статистические данные КВА по показателям, применяющимся при официальном утверждении типа) По этой причине были обсуждены некоторые альтернативные варианты, основанные на использовании в качестве замещающего или дополнительного критерия отношения мощности к массе и максимальной скорости транспортного средства, однако Группа FE не смогла придти к компромиссу. Было принято решение отложить принятие окончательного решения до завершения анализа результатов испытаний по подтверждению данных по выбросам. Для проведения испытаний по подтверждению данных по выбросам была использована следующая временная классификация, с тем чтобы получить как можно больше информации относительно "пограничных" зон: Р-класс 1: транспортные средства с максимальной скоростью менее 80 км/ч Р-класс 2: транспортные средства с максимальной скоростью 80 км/ч или выше, но менее 120 км/ч Р-класс 3: транспортные средства с максимальной скоростью 120 км/ч или выше. Максимальная скорость представляет собой максимальную скорость транспортного средства, задекларированную предприятием-изготовителем. Поскольку в существующих классификациях, применяемых при официальном утверждении типов мотоциклов, во всех трех регионах используются классы рабочего объема двигателя, Группа FE пришла к мнению, что в основу системы классификации следует положить рабочий объем двигателя и максимальную скорость транспортного средства. На этапе предварительного обсуждения было решено, что в качестве нижней границы для класса I будет взят рабочий объем более 50 см3 и максимальная скорость более 50 км/ч и что специальный класс 1 будет включать транспортные средства с рабочим объемом двигателя до 50 см3 и с максимальной скоростью более 50 км/ч, но не более 60 км/час. Однако на этой стадии проекта не удалось договориться относительно границ максимальной скорости между классами 1, 2 и 3. Обсуждавшиеся предложения в отношении границы максимальной скорости между классом 1 и классом 2, с одной стороны, и классом 2 и классом 3 - с другой, были построены на двух противоположных концепциях относительно возможностей сохранения управляемости. Некоторые члены группы утверждали, что классификация должна быть сформулирована таким образом, чтобы график выдерживался на любой части цикла, тогда как некоторые другие готовы были согласиться с отклонениями от графика цикла, в результате чего в течение около 10% общего времени цикла двигатель работает при полностью открытой дроссельной заслонке, чтобы воспроизвести реальный режим эксплуатации и охватить более широкую зону многомерных характеристик двигателя. Эти противоречащие друг другу концепции привели к тому, что были представлены различные предложения в отношении границ максимальной скорости между классами 1 и 2 (соответственно 80 км/час и 120 км/час) и классами 2 и 3 (соответственно 120 км/час и 140 км/час). Соединенное Королевство приняло участие в работе по проверке результатов деятельности Рабочей группы по ВЦИМ, в частности компания "Ricardo" провела испытания 12 мотоциклов практически по окончательной версии цикла. В основном речь шла о машинах, которые будут охвачены всеми тремя частями нового цикла. Было отмечено, что эксплуатация мотоциклов на максимальной или близкой к ней скорости означает чрезмерно продолжительную и нерепрезентативную эксплуатацию при полностью открытой дроссельной заслонке. Это оказалось необходимым для достижения как необходимой скорости, так и ускорения в рамках цикла. Такое наблюдение предполагает необходимость разумного зазора между максимально возможной скоростью транспортного средства и скоростью, на которой оно проходит испытание. Для обеспечения соответствующего зазора Соединенное Королевство предложило ввести в отношении максимальной скорости цикла коэффициент 0,85*vmax. Для обеспечения плавного перехода между классами транспортных средств Соединенное Королевство рекомендовало разработать циклы с пониженными значениями максимальной скорости для всех частей и применять их в отношении тех транспортных средств, коэффициент скорости которых (0,85*vmax) ниже, однако ближе к максимальной скорости исходной части цикла. Такой подход был принят Группой по ВЦИМ и обсужден. По итогам обсуждения было найдено следующее компромиссное решение в отношении дополнительных вариантов цикла с пониженными скоростями для всех частей цикла (см. главу 4.5): Класс 1 К классу 1 относятся транспортные средства, отвечающие следующим техническим требованиям:
где vmax - максимальная скорость транспортного средства. Класс 2 К классу 2 относятся транспортные средства, отвечающие следующим техническим требованиям:
где vmax - максимальная скорость транспортного средства. Класс 3 К классу 3 относятся транспортные средства, отвечающие следующим техническим требованиям:
жүктеу/скачать 8.65 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
| ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
,
,
, i = 3 - ng-1