Bu tədqiqatın faktiki məzmunu sıxılmış qazla işləyən eksperimental Pneumobile avtomobilinin pnevmatik hərəkət sisteminin MATLAB/Simulink əsaslı parametrik simulyasiya mühitində modelləşdirilməsidir. Model əsas təzyiq çənindən başlayaraq təzyiqin tənzimlənməsi, köməkçi rezervuar, klapanlar, birləşdirici elementlər, şlanqlar, iki ədəd ikiqat təsirli pnevmatik silindr, dişli reyk–dişli mexanizmi, zəncir ötürməsi, sərbəst muftalar, çıxış fırlanma anı, təkər dartısı və avtomobilin hərəkətinədək uzanan pnevmatik və mexaniki enerji zəncirini birlikdə təmsil edir. Tədqiqatçılar modelin əsas məqsədini fiziki prototipdə dəyişiklik etməzdən əvvəl təzyiq, sərf, qüvvə, fırlanma anı, fırlanma sürəti və qaz sərfiyyatının virtual mühitdə araşdırıla bilməsi kimi müəyyən edirlər.

İstinad mexanizmində iki ədəd ikiqat təsirli pnevmatik silindr vardır. Hər silindrin porşen diametri 100 mm, gediş uzunluğu 320 mm-dir. Porşen çubuqlarındakı dişli reyk mexanizmi irəli-geri xətti hərəkəti dişli və zəncir sistemi vasitəsilə çıxışda fasiləsiz eyni istiqamətli fırlanmaya çevirir. Uzatma gedişində bir sərbəst mufta fırlanma anını ötürərkən digər mufta boşda fırlanır, geri çəkilmə gedişində isə funksiyalar dəyişir. Beləliklə, iki istiqamətli xətti porşen hərəkətindən bir istiqamətli fırlanan çıxış əldə edilir.

Mənbədə maksimum icazə verilən 1 MPa təzyiq və 100 mm porşen diametri istifadə edilməklə bir silindrin nəzəri maksimum qüvvəsi təxminən 7854 N hesablanmışdır. 35 mm addım radiusu ilə dişli reyk–dişli qrupundakı nəzəri fırlanma anı təxminən 275 N·m, iki aktuator və ötürmə nisbətləri birlikdə nəzərə alındıqda isə çıxış milindəki maksimum nəzəri fırlanma anı 84 N·m kimi verilmişdir. Bu dəyərlər analitik layihələndirmə dəyərləridir; 60 saniyəlik dinamik simulyasiyada qrafiklərdə görünən real vaxt qüvvə və fırlanma anı əyriləri bu maksimum nəzəri dəyərlərin altında və dövri şəkildə dəyişir.

Pnevmatik dövrə əsas təzyiq çəni və təhlükəsizlik sistemi, köməkçi hava rezervuarı və sağ-sol aktuator dövrələrinə ayrılmışdır. İstehsalçı kataloqlarındakı nominal sərflərdən nisbi axın kəsikləri hesablanmış; əsas təhlükəsizlik dövrəsi üçün 5,78 mm², köməkçi rezervuar dövrəsi üçün 10,56 mm², iki aktuator qolu üçün ayrıca 10,56 mm² və şlanqlar daxil olmaqla bütün sistem üçün 2,91 mm² ekvivalent nisbi kəsik bildirilmişdir. Daha sonra sıxıla bilən və boğulmuş axının klassik Bernoulli yanaşması ilə yetərincə təmsil edilə bilməyəcəyi qəbul edilərək ISO 6358 çərçivəsində sonic conductance \(C\) və kritik təzyiq nisbəti \(b\) dəyərləri təxmini olaraq çıxarılmışdır.

Modelin yekun 60 saniyəlik simulyasiyasında qaz sərf olunduqca əsas çən təzyiqi azalır, tənzimləyicidən sonrakı təzyiq təxminən 0,6 MPa ətrafında saxlanmağa çalışılır və iki pnevmatik silindr əks fazada təkrarlanan uzanma–geri çəkilmə hərəkəti edir. Bu qüvvələr mexaniki ötürmə vasitəsilə dövri diferensial fırlanma anına və təkər dartısına çevrilir. Bununla belə, iş müstəqil fiziki eksperimental doğrulama təqdim etmir; nəticələrin böyük hissəsi real komponentlərin kataloq parametrlərinə və əvvəlki Pneumobile dizaynlarına əsaslanan simulyasiya çıxışlarıdır.

Türkiyə baxımından: İş Türkiyədə hazırlanmış avtomobil və ya sənaye sistemi üzərində doğrulanmamışdır. Bununla belə, pnevmatik avtomatlaşdırma, mexatronika, peşə ali məktəbi və mühəndislik laboratoriyaları baxımından real klapan, silindr, boru və transmissiya parametrlərini eyni Simulink modeli daxilində birləşdirməsi öyrədici nümunədir. Türkiyədə real pnevmatik avtomobil və ya sənaye ötürücüsü dizaynında istifadə oluna bilməsi üçün istehsalçıya məxsus real ISO 6358 parametrləri, sızmalar, temperatur dəyişmələri, sürtünmə, real klapan dinamikası, mexaniki səmərələr və fiziki prototip ölçmələri ilə əlavə kalibrləmə və doğrulama tələb olunur.

Tədqiqat əslində nəyi araşdırır?

Orijinal başlığın əksinə olaraq tədqiqatın əsas mövzusu yoxlama hüceyrəsi deyil, sıxılmış qazla işləyən Pneumobile hərəkət sisteminin virtual modelidir. İşin girişindən nəticələr bölməsinədək əsas mühəndislik problemi pnevmatik dövrə dinamikası ilə mexaniki güc ötürməsinin vahid parametrik model daxilində birləşdirilməsidir.

Tədqiqatçılar xüsusilə prototip istehsalından əvvəl aşağıdakı dəyişənlərin proqnozlaşdırılmasını hədəfləyirlər:

• çən və xətt təzyiqləri,
• qaz sərfi və istehlakı,
• pnevmatik silindr qüvvələri,
• transmissiya fırlanma anı,
• diferensial çıxış fırlanma anı,
• təkər dartı qüvvəsi,
• avtomobilin təcili,
• fırlanma sürəti,
• ümumi hərəkət məsafəsi.

İşin yenilik iddiası pnevmatik dövrənin mexaniki transmissiya ilə birlikdə tam parametrik və yenidən konfiqurasiya edilə bilən MATLAB/Simulink arxitekturasında təmsil edilməsidir.

İstinad Pneumobile mexanizmi necə işləyir?

İşdə Technical University of Košice daxilində daha əvvəl hazırlanmış Air Force TUKE Pneumobile 2019 mexanizmi istinad kimi götürülmüşdür. Səhifə 4-dəki Şəkil 1 ikiqat təsirli pnevmatik silindrin dişli reyk, dişli, zəncir və mil sisteminə qoşulduğu üçölçülü mexaniki quruluşu göstərir. Eyni səhifədəki Şəkil 2 isə iki sərbəst muftanın irəli və geri gedişlərdə növbə ilə fırlanma anı ötürdüyü transmissiya quruluşunu izah edir.

Silindr irəli hərəkət etdikdə dişli reyk dişlini fırladır. Hərəkət zəncir vasitəsilə birinci vala ötürülür. Bir sərbəst mufta çıxış valını müsbət istiqamətdə hərəkətə gətirərkən digər mufta əks istiqamətdə sərbəst fırlanır. Porşen geri çəkildikdə aralıq valların fırlanma istiqaməti dəyişir, lakin ikinci sərbəst mufta işə düşərək çıxış valını yenə eyni müsbət istiqamətdə fırladır.

Bu mexaniki quruluş sayəsində pnevmatik silindrin irəli-geri xətti hərəkəti çıxışda fasiləsiz bir istiqamətli fırlanmaya çevrilir.

Nəzəri porşen qüvvəsi necə hesablanıb?

Porşen qüvvəsi porşen sahəsi ilə təzyiqin hasili əsasında hesablanmışdır:

\[ F= \pi \left( \frac{d_{piston}}{2} \right)^2 p_{max} \approx 7854\;N \]

Mənbədə:

• \(d_{piston}=100\;mm\)
• \(p_{max}=1\;MPa\)

kimi verilmişdir.

Dişli–reyk mexanizmində addım dairəsinin radiusu 35 mm olduqda:

\[ M_k=F\,r\approx275\;N\cdot m \]

nəticəsi alınır.

İki aktuatorun mexaniki ötürmə nisbətləri nəzərə alındıqda mənbədə çıxış mili üçün:

\[ M_{k,output}=84\;N\cdot m \]

maksimum nəzəri dəyəri verilir.

Bu üç rəqəm eyni növ nəticə deyil. 7854 N porşenin nəzəri maksimum xətti qüvvəsini, 275 N·m bir dişli reyk–dişli dəstindəki nəzəri fırlanma anını, 84 N·m isə bütün mexaniki ötürmədən sonrakı nəzəri çıxış fırlanma anını təmsil edir.

Pnevmatik sistem hansı əsas bölmələrə ayrılıb?

Səhifə 7-dəki Şəkil 5 bütün pnevmatik dövrəni bir diaqramda göstərir. Dövrə üç əsas qrupdan ibarətdir:

1. əsas təzyiq çəni və təhlükəsizlik/tənzimləmə sistemi,
2. köməkçi təzyiq rezervuarı,
3. sağ və sol ikiqat təsirli aktuator dövrələri.

Bu bölgü daha sonra Simulink modelində də qorunmuşdur. Beləliklə, hər alt sistemin təzyiq itkisi və axın məhdudiyyəti ayrıca parametrlərlə təmsil edilə bilmişdir.

Əsas təzyiq çəni necə modelləşdirilir?

Fiziki dövrənin əsas çəni 10 L həcmindədir və başlanğıcda 20 MPa təzyiqli azot saxlayır. Azot mənbənin ifadəsinə görə asan əldə olunması və hava ilə oxşar fiziki xüsusiyyətlərə malik olması səbəbindən işçi maye kimi seçilmişdir.

Burada mənbə daxilində mühüm sazlama fərqi vardır. Analitik dövrə izahında tənzimləyicinin çən təzyiqini:

20 MPa → 1 MPa

səviyyəsinə endirdiyi yazılır.

Bunun əksinə, Simulink modelinin 2.4.1 bölməsində tənzimləyici:

20 MPa → təxminən 0,6 MPa

şəklində modelləşdirilmiş və Şəkil 16-dakı nəticə qrafiki də təxminən 0,6 MPa dəyərini göstərmişdir.

1 MPa həmçinin yarış qaydalarındakı maksimum icazə verilən təzyiq kimi nəzəri qüvvə hesabında istifadə edilmişdir. Mənbə analitik dövrədəki 1 MPa ilə simulyasiyadakı 0,6 MPa arasındakı keçidi açıq şəkildə əsaslandırmır.

Köməkçi rezervuarın vəzifəsi nədir?

Əsas tənzimləyicidən çıxan qaz aktuatorların ani sərf tələblərini tarazlaşdırmaq üçün köməkçi rezervuara göndərilir. Rezervuar eyni zamanda sağ və sol pnevmatik dövrələrin paylama qovşağıdır.

Lakin rezervuar həcmində də mənbə daxilində uyğunsuzluq vardır:

• 2.3.2 bölməsində: 25 L,
• 2.4.2 Simulink modelinin izahında: 24 L.

Verianla mətnində bu iki rəqəm vahid dəyərə çevrilməmişdir.

Birləşdirici elementlərin axını necə nəzərə alınıb?

Klapan, birləşdirici hissə və şlanqların hər biri pnevmatik sistemdə təzyiq itkisi yaradır. Tədqiqatçılar istehsalçı kataloqlarındakı nominal sərf \(Q_n\) dəyərlərini nisbi axın kəsiyinə çevirmək üçün:

\[ S=Q_n\times0.018 \]

əlaqəsindən istifadə etmişlər.

Ardıcıl qoşulan elementlərin birləşmiş ekvivalent kəsiyi isə mənbədə:

\[ S_{eq}= \sqrt{ \frac{1}{ \frac{1}{S_1^2}+ \frac{1}{S_2^2}+ \frac{1}{S_3^2}+\cdots+ \frac{1}{S_n^2} } } \]

yanaşması ilə hesablanır.

Bu üsul nəticəsində əsas təhlükəsizlik qrupunun ekvivalent kəsiyi 5,78 mm² alınmışdır. Köməkçi rezervuar və iki aktuator qolu 10,56 mm² dəyərindədir. Şlanqların təsiri bütün dövrəyə əlavə edildikdə ümumi ekvivalent məhdudiyyət 2,91 mm²-yə düşür.

Şlanq uzunluğu niyə vacibdir?

İş 12 mm xarici və 9 mm daxili diametrli poliuretan şlanqlar üçün müxtəlif uzunluqlardakı nisbi kəsik dəyərlərindən istifadə edir. Cədvəl 4-də 0,5 m uzunluq üçün 51,00 mm², 1 m üçün 43,79 mm² verilmişdir.

1,5 m şlanq üçün birbaşa istinad dəyəri olmadığından tədqiqatçılar məhdud məlumat nöqtələrindən təxmini əyri qurmuş və:

38,5 mm²

dəyərini qiymətləndirmişlər.

Müəlliflər bu qiymətləndirmənin məhdud istinad məlumatına əsaslandığını və paylanmış axın müqavimətində kiçik sapmalara səbəb ola biləcəyini açıq şəkildə məhdudiyyət kimi qeyd edirlər.

Niyə Bernoulli hesabı təkbaşına kifayət sayılmayıb?

Bernoulli və kəsilməzlik tənlikləri ilkin axın qiymətləndirilməsi üçün istifadə edilmişdir; lakin pnevmatik klapan və orifislərdə sıxılma qabiliyyəti, turbulentlik və boğulmuş axın yarana bildiyi üçün tədqiqatçılar daha sonra ISO 6358 yanaşmasına keçmişlər.

ISO 6358 çərçivəsində iki əsas parametr istifadə edilmişdir:

• Sonic conductance \(C\): boğulmuş axın sahəsində axın qabiliyyəti,
• Kritik təzyiq nisbəti \(b\): kritik və kritik-altı axın rejimləri arasındakı sərhəd.

İstehsalçıların əksər komponentlər üçün bu iki parametri birbaşa verməməsi səbəbindən \(C\) nominal sərfdən təxmini olaraq çıxarılmışdır:

\[ C\approx1.5\frac{Q_n}{P_1} \]

İstinad yuxarı təzyiqi \(P_1=0,6\;MPa\) kimi istifadə edilmişdir.

Kritik təzyiq nisbəti isə bütün aidiyyəti elementlər üçün:

\[ b=0.3 \]

qəbul edilmişdir.

Bu dəyər istehsalçı tərəfindən hər bir komponent üçün ayrıca ölçülmüş \(b\) nəticəsi deyil; işin model fərziyyəsidir.

Simulink modeli hansı bölmələrdən ibarətdir?

Model MATLAB 23.2/Simulink, Simscape və Simscape Fluids istifadə edilərək dörd əsas funksional qrupda qurulmuşdur:

1. əsas təzyiq çəni və təhlükəsizlik/tənzimləmə modeli,
2. köməkçi rezervuar modeli,
3. iki pnevmatik aktuator modeli,
4. klapan və porşen mövqeyindən asılı idarəetmə məntiqi.

Bunlardan sonra ayrıca Simulink hesablama blokları aktuator qüvvələrini mexaniki fırlanma anına, təkər dartı qüvvəsinə, təcilə, fırlanma sürətinə və məsafəyə çevirir.

İki aktuator niyə əks mövqedə başladılır?

Aktuator 1 başlanğıcda 0 mm, Aktuator 2 isə 320 mm mövqeyinə qurulmuşdur. Beləliklə, biri uzanarkən digəri geri çəkilir və mexanizm əks fazada işləyir.

Səhifə 21-dəki Şəkil 18 klapan idarəetmə siqnallarının +1 və −1 arasında əks fazada keçidini; Şəkil 19 isə buna uyğun olaraq iki porşenin bir-birinə zidd yerdəyişmə dövrlərini göstərir.

Bu əks-fazalı iş mexaniki sərbəst mufta sistemi ilə birləşdikdə çıxış valında fasiləsiz eyni istiqamətdə fırlanma anı yaratmağı hədəfləyir.

Klapan idarəetmə məntiqi necə qurulub?

Simulyasiyadakı istiqamət idarəetmə klapanının P, A, B və T portları vardır. İdarəetmə girişi:

• \(+1\): P–A və B–T,
• \(-1\): P–B və A–T

axın yollarını aktivləşdirir.

Porşenin real mövqeyi əvvəlcədən müəyyən edilmiş gediş sərhədləri ilə müqayisə edilir. Son mövqeyə çatdıqda klapan istiqaməti dəyişdirilir. S–R Flip-Flop idarəetmə vəziyyətini yaddaşda saxlayır, Unit Delay bloku isə geri əlaqə yolundakı cəbri dövrəni önləmək üçün istifadə olunur.

Klapan təriflərində niyə fərqli adlar var?

Mənbənin müxtəlif bölmələrində klapan konfiqurasiyası eyni terminologiya ilə izah edilmir. Bölmə 2.2-də hər aktuatorun 5/2 istiqamət idarəetmə klapanı ilə işlədiyi bildirilir. Bölmə 2.3.3-də fiziki komponent 5/3 klapan kimi təsvir edilir və iki çıxışının bağlanaraq 3/3 formasında işlədildiyi deyilir. Simulink aktuator modelində isə 4-Way 3-Position / 4/3 klapan bloku istifadə edilir.

Fiziki klapanın Simscape-də abstrakt modelə çevrilməsi texniki cəhətdən mümkündür, lakin mənbə bu fərqli tərifləri açıq port uyğunlaşdırma cədvəli ilə bir-birinə bağlamır. Buna görə Verianla mətnində hər üç ifadə mənbə daxilindəki modelləşdirmə fərqi kimi qorunmuşdur.

60 saniyəlik simulyasiyada çən təzyiqi necə dəyişir?

Şəkil 15-də əsas çən təzyiqi başlanğıcda təxminən 20 MPa-dır və sistem dolduqca, aktuatorlar azot sərf etdikcə 60 saniyə boyunca fasiləsiz azalır. Qrafikin sonunda təzyiq təxminən 12 MPa ətrafına yaxınlaşır.

Bu dəyər qrafikdən təxmini oxunur; mənbə cədvəl şəklində dəqiq 60-cı saniyə dəyəri vermir.

Tənzimləyici çıxışında nə baş verir?

Şəkil 16-da tənzimləyicidən sonrakı təzyiq başlanğıc keçidindən sonra sürətlə təxminən 0,6 MPa səviyyəsinə çatır və kiçik periodik dalğalanmalarla bu səviyyədə saxlanır.

Bu qrafik simulyasiyada istifadə olunan faktiki tənzimləyici hədəfinin analitik bölmədəki 1 MPa ifadəsindən fərqli olduğunu birbaşa göstərir.

Sərf qrafikində mənbə daxilində uyğunsuzluq nədir?

Mətn Şəkil 17-ni izah edərkən başlanğıcda təxminən 100 L/dəq dəyərinə çatan kəskin zirvə olduğunu deyir.

Lakin Şəkil 17-nin görünən y oxu 0–1600 L/dəq aralığındadır və başlanğıc keçid cavabı təxminən 1500 L/dəq səviyyəsindən başlayıb sürətlə azalır. Təxminən 100 L/dəq səviyyəsi ilkin keçiddən sonrakı periodik iş sahəsinə daha yaxın görünür.

Deməli, “başlanğıc zirvə dəyəri ≈100 L/dəq” ifadəsi qrafiklə uyğun gəlmir. Verianla bu dəyəri qrafikdən yeni dəqiq rəqəmlə əvəz etməmişdir.

Aktuator qüvvəsi və diferensial fırlanma anı necə davranır?

Şəkil 20-də iki əks pnevmatik gedişin yaratdığı ümumi aktuator qüvvəsi nizamlı dövrlərlə artır və azalır. Qüvvə qrafiki nəzəri 7854 N maksimumun altında qalır.

Şəkil 21-də eyni dövri quruluş diferensial fırlanma anında görünür. Qrafikdə fırlanma anı təxminən 25–80 N·m diapazonunda periodik dəyişərkən analitik maksimum çıxış dəyəri 84 N·m kimi verilmişdir.

Bu nəticə mexanizmin iki əks aktuatorla müsbət çıxış fırlanma anını saxlamasına baxmayaraq fırlanma anının sabit olmadığını, gediş dövründən asılı olaraq dalğalandığını göstərir.

Şəkil 22–25 niyə diqqətlə oxunmalıdır?

Nəticələr bölməsindəki son dörd qrafik mənbə daxilində nəzərəçarpan şəkil–alt yazı uyğunsuzluğu ehtiva edir.

• Şəkil 22 “Wheel traction forces over time” adlandırılmışdır; lakin görünən y oxu “Vehicle acceleration [m/s²]”dir.
• Şəkil 23 “Vehicle acceleration over time” adlandırılmışdır; lakin görünən y oxu “Tractive force on the driven wheel [N]”dir.
• Şəkil 24 “Rotational speed of the drivetrain over time” başlığını daşıyarkən görünən qrafik “Distance [m]” oxuna malikdir.
• Şəkil 25 “Total distance traveled over time” başlığını daşıyarkən görünən y oxu “Rotational speed [rev/s]”dir.

Qrafiklərin oxları nəticələrin hansı fiziki dəyişəni təmsil etdiyinə güclü işarə versə də, mənbədə şəkil nömrələri və alt yazılar açıq şəkildə bu formada çap olunmuşdur. Buna görə Verianla onları səssizcə yenidən nömrələndirməmişdir.

Model həqiqətən enerji səmərəliliyini ölçürmü?

Model qaz istehlakı, axın məhdudiyyətləri, təzyiq itkiləri və mexaniki çıxış arasındakı əlaqələri araşdırmaq üçün hazırlanmışdır; buna görə enerji idarəetməsi və səmərənin optimallaşdırılması üçün istifadə edilə biləcək infrastruktur təqdim edir.

Bununla belə, işdə bütün sistem üçün giriş enerjisi və faydalı mexaniki çıxış enerjisindən hesablanmış vahid eksperimental ümumi enerji səmərəliliyi faizi təqdim edilmir. “Energy-efficient” ifadəsi optimallaşdırma hədəfini və dizayn yanaşmasını təsvir edir; işin konkret faizlə sübut edilmiş yekun səmərə nəticəsi deyil.

İşin dəstəklədiyi nəticələr

• Real Pneumobile komponent parametrlərinə əsaslanan modulyar MATLAB/Simulink–Simscape Fluids modeli yaradılmışdır.
• İki 100 mm diametrli, 320 mm gedişli ikiqat təsirli pnevmatik silindr modelləşdirilmişdir.
• 1 MPa nəzəri maksimum təzyiqdə bir porşen qüvvəsi təxminən 7854 N hesablanmışdır.
• Dişli reyk–dişli dəstində nəzəri fırlanma anı təxminən 275 N·m hesablanmışdır.
• Ötürmədən sonrakı nəzəri maksimum çıxış fırlanma anı 84 N·m kimi verilmişdir.
• Pnevmatik alt sistemlərin nominal sərflərindən ekvivalent axın məhdudiyyətləri hesablanmışdır.
• Bütün dövrənin şlanqlar daxil olmaqla ekvivalent nisbi kəsiyi 2,91 mm² hesablanmışdır.
• ISO 6358 yanaşmasına görə sonic conductance və kritik təzyiq nisbətləri təxmini olaraq modelə əlavə edilmişdir.
• 60 saniyəlik simulyasiyada çən təzyiqi, tənzimləyici təzyiqi, axın, porşen mövqeyi, qüvvə və fırlanma anının dinamik davranışları əldə edilmişdir.
• İki aktuatorun əks-fazalı işi model daxilində sabit şəkildə həyata keçirilmişdir.

İşin dəstəkləmədiyi və ya birbaşa sınaqdan keçirmədiyi nəticələr

• İş universal yoxlama hüceyrələrinin performansını eksperimental olaraq qiymətləndirmir.
• Bu işdə qurulan Simulink modelinin nəticələri yeni fiziki Pneumobile təcrübəsi ilə birbaşa müqayisə edilməmişdir.
• Real avtomobil üzərində ölçülmüş 84 N·m fasiləsiz çıxış fırlanma anı göstərilməmişdir; 84 N·m nəzəri layihə dəyəridir.
• Model bütün real sızmaları, temperatur dəyişmələrini və mexaniki itkiləri tam təmsil etdiyini sübut etmir.
• Bütün sistem üçün eksperimental ümumi enerji səmərəliliyi faizi verilməmişdir.
• 1,5 m şlanq parametri birbaşa ölçmə deyil, məhdud istinad məlumatından aparılan yaxınlaşdırmadır.
• Hər komponentin real ISO 6358 kritik təzyiq nisbəti ayrıca təcrübə ilə ölçülməmiş; \(b=0,3\) fərz edilmişdir.
• Simulyasiya nəticəsi real avtomobil yürüş məsafəsinin doğrulanmış sahə ölçməsi deyil.
• Dəyişən yol meyli, real sürüş yükü və adaptiv hava idarəetməsi mövcud modelin əsas doğrulamasında sınaqdan keçirilməmişdir.

İşin Metodu və Tapıntıları

Əsas fiziki və simulyasiya parametrləri

Analitik qüvvə və fırlanma anı nəticələri

Əsas təhlükəsizlik dövrəsindəki axın elementləri

Əsas çəndən sonra bağlama klapanı, birləşdirici hissələr, tənzimləmə qurğusu, çarpaz birləşmə, təhlükəsizlik klapanı, manometr xətti, sürətli egzoz klapanı və səsboğucu kimi komponentlər yerləşir. İstehsalçı nominal sərfləri təxminən 131 L/dəq ilə 8443 L/dəq arasında dəyişir.

Ardıcıl əsas axın yolunda istifadə olunan elementlərdən hesablanan ekvivalent nisbi kəsik:

\[ \sum S_1=5.78\;mm^2 \]

kimi verilmişdir.

Köməkçi rezervuar dövrəsi

Köməkçi rezervuarın girişində 3/2 bağlama klapanı və birləşdirici elementlər vardır. Rəqəmsal PE5 təzyiq sensoru rezervuar daxilindəki təzyiqi izləyir.

Bu bölmə üçün:

\[ \sum S_2=10.56\;mm^2 \]

hesablanmışdır.

Aktuator dövrələri

Hər pnevmatik silindrin iki tərəfi ayrıca klapan yolları ilə qidalanır. Fiziki CD12 komponenti mənbə cədvəlində 5/3 klapan kimi göstərilir və nominal sərfi 3800 L/dəq kimi verilir.

Sol və sağ aktuator qidalanma qollarının hesablanmış ekvivalent dəyərləri:

\[ \sum S_3=10.56\;mm^2 \]

\[ \sum S_4=10.56\;mm^2 \]

kimi hesabatda təqdim edilir.

Bütün dövrənin ekvivalent kəsiyi

0,5 m, 1 m və 1,5 m şlanq hissələrinin axın məhdudiyyətləri də əlavə edildikdə:

\[ \sum S_{total}=2.91\;mm^2 \]

nəticəsinə çatılmışdır.

Bu nəticə ayrı-ayrı alt dövrələrin daha yüksək axın qabiliyyətinə malik olmasına baxmayaraq çoxsaylı ardıcıl element və şlanqın bütün sistemdə ümumi məhdudiyyəti artırdığını göstərir.

ISO 6358 parametrləri

Mənbədə seçilmiş bəzi sonic conductance dəyərləri belədir:

Bütün \(b\) dəyərlərinin 0,3 olması eksperimental olaraq bütün bu komponentlərdə eyni dəyərin ölçüldüyü mənasına gəlmir; işin ortaq model fərziyyəsidir.

Əsas çənin Simscape modeli

Səhifə 14-dəki Şəkil 7-də əsas çən modeli aşağıdakı əsas blokları ehtiva edir:

• Gas Properties,
• Constant Volume Chamber,
• Perfect Insulator,
• Pressure Sensor,
• Orifice,
• Pressure Reducing Valve,
• Pipe,
• Solver Configuration,
• Scope və Display blokları.

Model çənin 20 MPa başlanğıc təzyiqi ilə tənzimləyicidən sonrakı təzyiq fərqini birlikdə izləyir.

Köməkçi rezervuarın Simscape modeli

Səhifə 15-dəki Şəkil 8 tənzimləyici çıxışından köməkçi çənədək uzanan boru, orifis, sərf sensoru, təzyiq sensoru və sabit həcmli kamera bloklarını göstərir. Bu modeldə köməkçi çən 24 L kimi müəyyən edilmişdir; analitik dövrə izahındakı 25 L dəyərindən fərqlidir.

Aktuatorun Simscape modeli

Səhifə 16-dakı Şəkil 9-da ikiqat təsirli pnevmatik aktuator, iki kamera təzyiqinin ölçülməsi, klapan, atmosfer rezervuarı, translasiya sürtünməsi, porşen/reyk kütləsi və mövqe çıxışı eyni fiziki model daxilində əlaqələndirilmişdir.

İrəli və geri istiqamətdə nəzəri qüvvələr iki silindr kamerasının ani təzyiqlərindən hesablanır.

İdarəetmə sistemi

Səhifə 17-dəki Şəkil 10 porşen mövqeyinə əsaslanan keçid məntiqini göstərir. Compare To Constant blokları son mövqeləri aşkar edir. S–R Flip-Flop klapanın cari vəziyyətini saxlayır. Unit Delay cəbri dövrəni önləyir.

Mənbə bu idarəetmənin kənardan mürəkkəb idarəediciyə ehtiyac olmadan porşen mövqeyi ilə öz-özünə dövr yaratmasını modelin üstünlüklərindən biri kimi qiymətləndirir.

Pnevmatikdən avtomobil hərəkətinə çevrilmə

Səhifə 18–19-dakı Şəkil 11–14 hesablama zəncirini mərhələli şəkildə göstərir:

1. silindrin irəli/geri qüvvələri birləşdirilir,
2. dişli və zəncir nisbətləri ilə val fırlanma anı hesablanır,
3. diferensial çıxışı əldə edilir,
4. təkər dartı qüvvəsi hesablanır,
5. avtomobil təcilinə çevrilir,
6. porşen mövqeyindən valın fırlanma sürəti çıxarılır,
7. ümumi təkər fırlanması və yerdəyişmə inteqralla əldə edilir.

60 saniyəlik simulyasiyanın əsas müşahidələri

Hesablama xərci

Müəlliflər modelin ətraflı fiziki quruluşunun mühüm hesablama xərci yaratdığını qeyd edirlər. Bir neçə dəqiqəlik real sistem vaxtını simulyasiya etmək solver ayarından və avadanlıqdan asılı olaraq bir neçə saat hesablama müddəti tələb edə bilər.

Bu vəziyyət modelin fiziki detallılığı ilə sürətli optimallaşdırma arasında mübadilə olduğunu göstərir.

Sayısal sabitlik problemləri

Xüsusilə geri əlaqə və məntiqi keçid blokları cəbri dövrələr yarada bilər. Tədqiqatçılar Unit Delay kimi gecikmə elementləri və uyğun solver konfiqurasiyası ilə bu problemi azaltmışlar.

Modelin dəqiqliyi həmçinin əl ilə daxil edilən:

• şlanq kəsikləri,
• birləşmə itkiləri,
• klapan xüsusiyyətləri,
• silindr parametrləri,
• dişli nisbətləri

kimi məlumatlardan birbaşa asılıdır.

Gələcək işlər

Tədqiqatçılar növbəti mərhələlərdə adaptiv və ya PID əsaslı klapan idarəetməsi, dəyişən sürüş ssenariləri, maililik şəraiti, qabaqcıl sıxılmış hava idarəetməsi, MATLAB Workspace əsaslı ətraflı optimallaşdırma və Simscape Multibody ilə mexaniki hərəkətin vizuallaşdırılmasını təklif edirlər.

Mənbə və Metod Qeydi

Tam orijinal tədqiqat adı: Design and Optimization of Universal Inspection Cells with Energy-Efficient Pneumatic Actuation

Başlıq–məzmun qeydi: Orijinal başlıq mənbədə məhz bu formada verilmişdir və dəyişdirilməmişdir. Bununla belə, elmi işin gövdəsi “Universal Inspection Cells” barədə deyil, Air Force TUKE Pneumobile pnevmatik avtomobil hərəkət sisteminin modelləşdirilməsi və simulyasiyası barədədir. Başlıqdakı mövzu ilə məqalənin real metodu və nəticələri arasındakı bu nəzərəçarpan uyğunsuzluq mənbə işin özündədir.

Müəlliflər: Marek Sukop, Rudolf Jánoš, Jakub Brna, Jaroslav Melko.

Müəllif sırası: Mənbədə verilən sıra aynən qorunmuşdur.

Bərabər birinci / bərabər töhfə: Mənbədə bərabər birinci və ya bərabər töhfə bəyanatı yoxdur.

Məsul müəllif: Rudolf Jánoš.

Qurum: Faculty of Mechanical Engineering, Department of Production Technology and Robotics, Technical University of Kosice, Košice, Slovakia.

Mənbə növü: Rəyli tədqiqat məqaləsi; pnevmatik ötürücü, analitik parametr qiymətləndirilməsi və MATLAB/Simulink–Simscape Fluids əsaslı mühəndislik simulyasiyası.

Jurnal: Actuators.

Nəşriyyat: MDPI.

Biblioqrafik qeyd: Actuators 2026, 15(1), 36.

Məqalə nömrəsi: 36.

DOI: 10.3390/act15010036.

Rəsmi nəşr keçidi:https://doi.org/10.3390/act15010036

Göndərilmə tarixi: 24 Noyabr 2025.

Reviziya tarixi: 18 Dekabr 2025.

Qəbul tarixi: 26 Dekabr 2025.

Nəşr tarixi: 6 Yanvar 2026.

Lisenziya: Creative Commons Attribution (CC BY).

Maliyyələşdirmə: Slovak Grant Agency VEGA 1/0294/24 “Research and development of a multi-robotic system with distributed intelligence in the cloud” layihəsi və 043TUKE-4/2024 “Creating promising educational tools for the field of additive manufacturing with the implementation of progressive virtual reality elements” layihəsi tərəfindən dəstəkləndiyi bildirilmişdir.

Məlumat əlçatanlığı: İşin orijinal töhfələrinin məqalə daxilində təqdim edildiyi, əlavə sualların müvafiq müəlliflərə yönəldilə biləcəyi bildirilmişdir.

Maraqlar toqquşması: Müəlliflər maraqlar toqquşmasının olmadığını bildirmişlər.

Müəllif töhfələri: Konseptuallaşdırma M.S. və J.B.; metodologiya M.S. və R.J.; proqram təminatı M.S.; doğrulama R.J.; məlumatların təşkili J.M.; nəzərdən keçirmə və redaktə J.B.; vizuallaşdırma J.B.; məsləhətçilik M.S. kimi bildirilmişdir.

Elmi məzmun sərhədi: Bu Verianla yazısındakı silindr həndəsələri, çən təzyiqləri, axın parametrləri, tənliklər, Simulink blokları, qüvvə və fırlanma anı hesabları, 60 saniyəlik simulyasiya tapıntıları və məhdudiyyətlər yalnız araşdırılan mənbə işə əsaslanır. Biblioqrafik identifikasiya yoxlaması xaricində xarici mənbələrdən yeni elmi nəticə əlavə edilməmişdir.

Mənbə daxilindəki mühüm uyğunsuzluqlar

• Başlıq–məzmun uyğunsuzluğu: Orijinal başlıq universal yoxlama hüceyrələrindən danışarkən işin hamısı pnevmatik avtomobil ötürücü modelidir.
• Tənzimləyici təzyiqi: Analitik izahda 20 MPa-dan 1 MPa-a endirmə, Simulink modelində və nəticələrdə təxminən 0,6 MPa hədəfi istifadə olunur.
• Köməkçi rezervuar həcmi: Analitik bölmədə 25 L, Simulink modelində 24 L verilmişdir.
• Klapan tərifi: İşin müxtəlif bölmələrində 5/2, modifikasiya edilmiş 5/3→3/3 və 4/3 klapan tərifləri istifadə edilmiş; aralarındakı model uyğunlaşdırması açıq şəkildə verilməmişdir.
• Şəkil 17 sərfi: İzah başlanğıc zirvəsini təxminən 100 L/dəq kimi ifadə edərkən görünən qrafik başlanğıcda təxminən 1500 L/dəq səviyyəsində daha böyük keçid göstərir.
• Şəkil 22: Alt yazı təkər dartı qüvvəsi deyərkən görünən y oxu avtomobil təcilidir.
• Şəkil 23: Alt yazı avtomobil təcili deyərkən görünən y oxu təkər dartı qüvvəsidir.
• Şəkil 24: Alt yazı fırlanma sürəti deyərkən görünən y oxu məsafədir.
• Şəkil 25: Alt yazı ümumi məsafə deyərkən görünən y oxu fırlanma sürətidir.

Doğrulama sərhədi: Tədqiqatçılar modelin fiziki davranışı realistik şəkildə təmsil etdiyini və əvvəlki eksperimental/nəzəri işlərlə uyğun olduğunu iddia edirlər. Bununla belə, bu məqalədə model çıxışlarının eyni iş şəraitində yeni fiziki Pneumobile təcrübə dəsti ilə sistematik xəta analizi və ya təcrübə–simulyasiya müqayisəsi verilməmişdir. Buna görə simulyasiyanın “doğrulanmış real avtomobil performansı” olduğu nəticəsinə gəlmək olmaz.

Enerji səmərəliliyi sərhədi: İş sıxılmış hava istehlakının və sistem parametrlərinin optimallaşdırılması üçün model təqdim edir; lakin bütün ötürücü zəncir üçün eksperimental olaraq ölçülmüş vahid ümumi enerji səmərəliliyi faizi bildirmir.