Технические науки/4.Транспорт

К.т.н., профессор Туленов А.Т., к.т.н., доцент Кокаев У.Ш.,

с.н.с., магистр Горская Н.А., ст.преподаватель Бекболатов Г.Ж.,

к.т.н., доцент Шойбеков Б.Ж.

Южно-Казахстанский государственный университет им. М. Ауэзова

Евразийский национальный университет им. Л.Н. Гумилева, Казахстан

Методика ездового цикла для расчета суммарной токсичности автотранспортных средств

Скорость движения автомобиля, частота торможения, число остановок оказывают большое влияние на величину токсичности вредных выбросов. Как известно, чем меньше изменится скорость передвижения автотранспортного средства, тем меньше токсичных выбросов на километр пройденного пути. Значит, важно определить ездовой цикл для оценки токсичности выбросов, предложить набор режимов, имитирующих условия движения в городе.

Замеры параметров движения автомобилей, необходимых для определения ездового цикла, проводились на наиболее оживленных автомагистралях города во время изменения плотности и интенсивности автотранспортного потока в утренние и вечерние часы пик и межпиковое время.

При выполнении замеров и составлении реаль-массивов входных данных за единицу ездового цикла принимается совокупность режимов движения автомобиля от остановки до остановки, при этом причина остановки не учитывается.

Определение ездового цикла строится в два этапа, каждый имеет свои функции, характеризующие подход к проводимым вычислениям.

Первая часть – определение пути, пройденного автомобилем при каждом из возможных режимов движения. Теоретически удалось установить значение вероятности, определяющей параметры распределения потока по режимам движения. Определяется математическое ожидание возможного появления того или иного режима движения и среднеквадратическое отклонение ожидаемого результата. Зная эти параметры, нетрудно определить нормальное распределение режимов в цикле.

Задача сводится к нахождению функции от наблюдаемых величин, которая будет задавать приближенное значение оцениваемого параметра.

Как известно, движение автомобиля характеризуется тремя режимами: с ускорением, равномерное, с отрицательным ускорением. Каждый имеет подмножество режимов в зависимости от номера передачи коробки. При определении функции ускоренного движения и с отрицательным ускорением оно берется постоянным, исходя из значительного упрощения самой функции определения. Кроме того, разность между интенсивной и приведенной функциями пренебреженно мала, полученные значения ускорения принимаются в теоретических и практических методах решения задачи.

Все вычисления проводились с учетом ожидаемого появления того или иного режима в процессе движения автомобиля. При вариации результирующих решений необходимо определить наиболее эффективную статистическую оценку, которая даст наименьшую возможную дисперсию. Определяя статистическую ошибку математического ожидания каждого из параметров и оценивая их по методу генеральной средней, находим наибольшее приближение функции к оптимальному результату математического ожидания. Для описания режима движения автомобиля достаточно в основных параметрах, которые определяются экспериментально: скорость движения автомобиля, пройденный путь общий и на каждой передаче, время в движении и количество остановок, положение рычага коробки передач и время движения на каждой передаче, уклон дороги, ускорение и замедление.

Выходными показателями служат скорость при движении на одной передаче, среднее время равномерного движения на одной передаче, среднее время ускоренного движения на одной передаче, среднее время простоя, количество повторений ускоренного движения на одной передаче, переходы от высших передач на низшие.

Токсичность есть функция изменения скорости, значит

(1)

Кроме того, для связи ездового цикла с токсичностью во время эксперимента необходимо учитывать расход топлива, число оборотов двигателя, угол открытия дроссельной заслонки, температуру в отсеках, крутящий момент и т.д.

Исследование функциональной зависимости режима движения от параметров состояния движения позволило рассчитать ездовой цикл. На заключительном этапе была построена статистическая функция распределения скоростей

(2)

Обычно случайная функция величины f подчиняется нормальному закону, функция распределения тогда принимает вид

(3)

Для получения гистограмм скоростей находим последовательно

, (4)

где n – объем выборки,

– число наблюдений и неизбежный шаг, тогда

(5)

Для проверки гипотезы понадобится величина , математическое ожидание и дисперсия в виде

(6)

(7)

По таблице функции нормального распределения

(8)

Для критерия Пирсона определяем

(9)

В соответствии с критерием Колмогорова-Смирнова находим

, (10)

где – эмпирическая функция распределения.

Таким образом, получено однозначное соответствие режима движения (ездового цикла) и выбросы токсичных компонентов. Любые мероприятия, связанные с изменением движения, неизбежно приводят к изменениям ездового цикла и к выбросу токсичных компонентов.

Разработанная методика, позволяющая определить ездовой цикл любого города и на его основе рассчитать суммарную токсичность автотранспортных средств, дает возможность сопоставить реальный и «идеальный» ездовые циклы и выбрать оптимальный.

Литература

1.Туленов А.Т., Горская Н.А. Методы определения выбросов загрязняющих веществ автотранспортом // Журнал Актуальные проблемы современной науки. -Москва.№2 (81), 2015 г. -с.152-154