The article presents a comparative analysis of thermistors from the most popular manufacturers for existing passenger car cooling systems using a multi-criteria comparison of alternatives. The comparison criteria included service life, temperature sensitivity coefficient, and market price. The study revealed that using Saaty's multi-criteria comparison of alternatives provides an algorithm for informed decision-making regarding thermistor selection based on the intended application.
thermoresistor, multi-criteria comparison method, design scheme, cooling system.
Производители автомобильной техники для легкового транспорта в условиях рыночной конкуренции постоянно стремятся повысить эффективность выпускаемой продукции. Одним из направлений является модернизация конструктивных схем систем охлаждения двигателей с целью контроля за процессами теплообмена (в том числе и нагрева), а следовательно, улучшения динамических качеств и увеличения скоростных характеристик и срока эксплуатации ДВС автомобиля, снижения расхода топлива и повышения безопасности управления им [1].
Практически на всех современных автомобилях применяется жидкостная система охлаждения закрытого типа с принудительной циркуляцией охлаждающей жидкости. В последнее время ведутся активные работы по составу последней и совершенствованию конструкции термостатов. В результате исследований выяснилось, что стабильность системы контроля во многом определяется характеристиками температурных датчиков окружающей среды или теплоносителя. В условиях Российской Федерации к техническим показателям последних добавляются достаточно высокие требования к длительности среднего срока эксплуатации, износостойкости и ценовой доступности [2]. Поэтому в качестве критериев сравнения производителей температурных датчиков были выбраны: средний срок использования в условиях эксплуатации РФ, коэффициент температурной чувствительности и текущая рыночная цена.
Целью данной работы является демонстрация возможностей метода многокритериального сравнения альтернатив Саати при решении проблемы обоснования оптимального выбора фирмы производителя терморезистора для системы охлаждения автомобиля.
Необходимо понимать, что однозначного решения проблемы выбора не существует, поскольку на него влияет много различных факторов. Поэтому обоснование подходящего варианта необходимо осуществлять только в рамках системного подхода с учетом уникальности текущей ситуации [3]. В результате на первом этапе исследований целесообразно рассмотреть наиболее часто используемые в условиях РФ схемы термостатов.
В настоящий момент в комплектацию большинства современных двигателей входят двухклапанные конструкции. Они считаются более перспективными, поскольку в них предусмотрено одновременное открытие большого и закрытие малого круга системы охлаждения, что значимо для правильной циркуляции антифриза. Основными элементами таких термостатов являются два патрубка на вход, один на выход, термочувствительный элемент и корпус. Для удаления воздушных пробок из системы охлаждения кроме основных клапанов для антифриза обычно предусмотрен дополнительный маленький воздушный клапан (см. Рис. 1) [1-3].
Применение двухклапанного (двухступенчатого) термостата обеспечивает устойчивое регулирование температуры двигателя посредством управления потоком охлаждающей жидкости одновременно по малому и большому кругу, что в свою очередь повышает эффективность и надежность работы системы охлаждения в целом и благотворно влияет на управляемость автомобилем и безопасность пользователей. Однако сложность конструкции таких термостатов приводит к увеличению рыночной цены и понижению износостойкости по сравнению с простыми одноклапанными конструкциями.
|
|
|
Рисунок 1 – Конструкция термостата |
Более высоким уровнем предсказуемости отличаются системы охлаждения использующие регуляторные модули (см. Рис. 2), чья эффективность определяется характеристиками терморезистора температурного датчика.
Рисунок 2 – Конструкция регуляторного модуля
Как уже отмечалось выше, критериями сравнения терморезисторов разных фирм производителей были выбраны цена, коэффициент температурной чувствительности и средний срок эксплуатации в условиях РФ. Сравнение критериев проводилось вербально на основании опроса пользователей автомобилей. Коэффициенты их сравнительной значимости bij определялись по прогрессивной шкале отношений (3:5:7) [4, 5]. Затем рассчитывался вектор матрицы сравнения критериев ρi по формуле [5]:
(1)
где k – количество системно обоснованных критериев соответственно (в данном случае k = 3).
Самым значимым был выбран такой критерий, как рыночная цена, затем коэффициент температурной чувствительности и, наконец, срок эксплуатации (см. круговую диаграмму на рисунке 3).
Затем на основании опроса автомехаников по прогрессивной шкале были определены коэффициенты попарного сравнения альтернатив aij отдельно по каждому критерию [5] и сформирована матрица сравнения альтернатив:
(2)
где n – число сравниваемых фирм производителей (в данном случае n = 4); i – порядковый номер критерия сравнения; j – порядковый номер фирмы по странам.
Для нормировки использовалось соотношение
. (3)
Анализ осуществлялся по индикатору сравнения для каждой фирмы производителя:
. (4)
Результаты сравнения представлены на гистограмме на рисунке 3. Выяснилось что для выбранных критериев наиболее перспективными являются терморезисторы фирмы EPSON.
|
|
|
Рисунок 3 – Результаты сравнения альтернатив терморезисторов многокритериальным методом |
Таким образом, проведенное исследование показало, что использование метода многокритериального сравнения альтернатив Саати является удобным инструментом для обоснованного проблемно-ориентированного решения выбора терморезистора в соответствии с рассматриваемой ситуацией.
1. Semenov, I.L. Uchebnik po ustroystvu legkovogo avtomobilya : prakticheskoe posobie / I.L. Semenov ; pod redakciey S. F. Zelenina. – Moskva : Mir Avtoknig, 2025. – S. 18-21.
2. Kravchenko, E.G. Nadezhnost' tehnicheskih sistem v mashinostroenii : uchebnoe posobie / E.G. Kravchenko. – Komsomol'sk-na-Amure : KnAGTU, 2014. – 126 s.
3. Teoreticheskie osnovy sistemnogo analiza / V.I. Novosel'cev, B.V. Tarasov, V.K. Golikov [i dr.] ; pod redakciey V.I. Novosel'ceva. – Moskva : Mayor, 2006. – 592 s.
4. Saati, T. Prinyatie resheniy. Metod analiza ierarhiy / T. Saati ; perevod s angliyskogo R.G. Vachnadze. – Moskva : Radio i svyaz', 1993. – 278 s.
5. Sistemnyy podhod k probleme obosnovaniya modernizacii lesozagotovitel'nyh mashin / P.I. Popikov, N.Yu. Evsikova, N.S. Kamalova, V.S. Polyanin // Aktual'nye napravleniya nauchnyh issledovaniy XXI veka: teoriya i praktika. – 2015. – № 2, ch. 2 (13-2). – S. 296-300.
