Диссертация (1025023), страница 2
Текст из файла (страница 2)
Разработанный методопределения закона управления муфтами блокировки дифференциала позволитсократить время разработки и доводочных испытаний автоматических системуправления трансмиссией для различной многоосной техники. Научныеположения диссертации, выносимые на защиту, обоснованы и подтвержденычисленными и натурными экспериментальными исследованиями.Основныеположенияирезультатыдиссертационнойработызаслушивались и обсуждались на научно-технических семинарах кафедры СМ10 «Колёсные машины» МГТУ им.
Н.Э. Баумана, на научных семинарах исовещаниях в ГНЦ ФГУП НАМИ, на 3-ей ежегодной национальной выставке«ВУЗПРОМЭКСПО-2015» в 2015 г, на московском международном форумеинновационного развития «Открытые инновации – 2015» в 2015 г. (г. Москва).9По материалам работы опубликовано 3 научные статьи в журналах изперечня, рекомендованного ВАК РФ общим объёмом 1,6 п.л.10Глава 1. Состояние вопроса и задачи исследования1.1.Общие проблемы обеспечения максимальной и среднетехническойскорости движения многоосных колёсных машинПри движении колёсных машин по пересечённой местности, особенно всложных дорожных условиях, при большой неоднородности дорожногопокрытия возможно существенное снижение среднетехнической скоростидвижения, которая напрямую влияет на эффективность колёсной машины.Следует отметить, что увеличение удельных мощностей силовых установок неприводит к значительному увеличению средней скорости движения, асущественноевлияниеоказываетвозможностьполнойреализациирасполагаемой мощности.
Ввиду различных сцепных свойств для каждого изколёс в каждый конкретный момент времени возникает необходимость вперераспределении крутящих моментов между колёсами для полной реализациитяговой силы по условиям сцепления с опорной поверхностью, чтоподразумевает активное управление трансмиссией. Кроме того, возникает задачаправильного определения состояния опорной поверхности под каждым колесомавтомобиля для корректной работы системы управления трансмиссией.Проблемами рационального распределения мощности между ведущимиколёсами при движении колёсной машины в сложных дорожных условияхзанимались многие отечественные учёные: В.В. Ларин, Г.А.
Смирнов,С.И. Беспалов, А.В. Келлер, И.А. Мурог, А.С. Антонов, П.В. Аксёнов,Я.С. Агейкин, А.Ю. Барыкин, С.В. Бахмутов, Б.Н. Белоусов, Н.Ф. Бочаров,В.Ф. Васильченков, В.В. Ванцевич, Ю.Г. Горшков, Н.И. Коротоношко,А.Х. Лефаров, В.А. Павлов, Ю.В. Пикровский, В.Ф. Платонов, И.А. Плиев,А.А. Полунгян, В.А. Петрушов, А.Т. Скойбеда, А.Ф.
Стариков, М.П. Чистов,В.М. Шарипов, Г.Б. Шипилевский и др.11Вопросами исследования в области проходимости, управляемости иэффективности колёсных машин занимались научные школы МГТУ, МАМИ,МАДИ, НАМИ, Академии БТВ, 21-ого НИИ АТ и др.Вопросами влияния схем приводов к ведущим колёсам многоосных КМна эксплуатационные качества КМ занимались такие учёные как В.В. Ванцевич[11], А.В. Денисов [14], А.Н. Елисеев [15], Ларин В.В. [19].В случае применения дифференциальной трансмиссии наиболее простымспособом перераспределить крутящие моменты между колёсами являетсяприменение блокировки дифференциалов [3]. Такие блокировки можноосуществлять принудительно, использовать частичную блокировку илииспользовать самоблокирующиеся дифференциалы.Применение блокировок дифференциалов существенноповышаетсуммарную тяговую силу в сложных дорожных условиях [5, 6, 8, 20, 22, 23, 30,35].
Однако в случае многоосной колёсной машины возникает задача управленияот 7 и более дифференциалами. При этом водитель должен обладать высокойквалификацией и вовремя блокировать нужные дифференциалы. При этом вслучае многоосного шасси даже квалифицированный водитель не всегдапонимает,какойдифференциалследуетзаблокировать.Крометого,невыключенные блокировки дифференциалов могут привести к ростусопротивления движению или к ухудшению управляемости и поворачиваемости[4, 7].Использование самоблокирующихся дифференциалов не всегда являетсярациональным решением, так как их применение усложняет конструкцию иможет привести к снижению надёжности колёсной машины.Применение дифференциалов повышенного трения также не являетсяоптимальным решением, так как такая трансмиссия всегда создаёт моментсопротивления движению, даже при движении по ровной дороге.12В отечественной литературе подробно рассмотрены влияние блокировкидифференциалов на эксплуатационные свойства колёсной машины [10, 12, 13,17, 18, 21].Вопросами,связаннымистеориейдвиженияКМбольшойгрузоподъёмности, в том числе по пересечённой местности, занимались такиеучёные как Б.Н.
Белоусов [9], Б.А. Афанасьев [33] , Г.А. Смирнов [34].В.Ф. Платонов исследовал влияние блокированных связей для различныхколёсных формул трансмиссий [26]. В частности, он установил, что наибольшееувеличение проходимости при блокировке межколёсных дифференциаловнаблюдается на колёсных машинах 4х4 и 6х6. Прирост тягового усилия при этомможет достигать от 10% до 30%.
На колёсных машинах с колёсной формулой8х8 блокировка межколёсных дифференциалов практически не оказываетвлияние на суммарное тяговое усилие.Наиболее близким исследованием к теме диссертации являются работыА.Т. Скойбеды [29], в которых предлагается обосновывать параметрыавтоматизированных ходовых систем по отдельным критериям (максимум тяги,устойчивость прямолинейного движения, тормозных сил), а затем пообобщённому критерию, представляющему собой сумму безразмерных оценокпо трём указанным критериям.В ряде работ указана необходимость неравномерного распределениякрутящих моментов по осям и колёсам автомобиля. Так, Я.С. Агейкинисследовал данный вопрос при изучении проходимости на сыпучих грунтах [1].В его работах сделаны выводы о том, что больший момент следуетреализовывать на колёсах, прокладывающих более глубокую колею, то есть назадних осях автомобиля.Также большое внимание в отечественной литературе уделяетсявопросам снижения затрат мощности для различных схем трансмиссий.
Так,Шухманом С.Б. сделан следующий вывод о распределении крутящих моментов:13распределять крутящий момент нужно так, чтобы каждое колесо работало всвободном режиме [30].В.В. Ванцевич предлагает оптимизировать подводящий к каждому колесукрутящий момент по критерию увеличения разработанных им транспортного иполного коэффициента полезного действия колёсной машины [11,12], при этомв качестве ограничения использовать следующие параметры:1) смещение полюса поворота;2) увеличение радиуса поворота;3) коэффициент использования сцепной силы;4) критическую скорость движения.Ю.В. Пикровский разработал прикладную теорию движения многоосныхколёсных машин по деформируемым грунтам и обосновал необходимостьприменения автоматической системы распределения крутящих моментов поколёсам в резко меняющихся дорожных условиях [24, 25].Вопросами автоматизации управления трансмиссией и других системавтомобиля, влияющих на эксплуатационные свойства КМ, занимались такиеучёные как И.С.
Сазонов [27,28], В.П. Тарасик [31, 32], А.В. Келлер [16]. Вопросавтоматизации включения блокированной связи в трансмиссии тракторарассмотрен в статье [45].Таким образом, применение автоматизированной системы блокировокдифференциалов является оптимальным решением между переусложнениемтрансмиссии путём введения в конструкцию устройств индивидуальногоуправления моментом для каждого из колёс и повышением суммарной тяговойсилы в сложных дорожных условиях.Из приведённого анализа следует, что входными параметрами длябольшинства подходов по обеспечению автоматического распределения14мощностимеждуколёсамиявляютсякинематическоерассогласованиескоростей вращения ведущих колёс и положение управляемых колёс.1.2.
Современные системы управления трансмиссией колёсных машинНа сегодняшний день помимо управления коробкой передач известныследующие способы повышения проходимости автомобиля с помощьюуправления механической трансмиссией:- подключение ведущих мостов;- блокировка межколёсных и межосевых дифференциалов;- включение пониженной передачи в трансмиссии;Рассмотрим каждый из перечисленных способов и сформулируем ихпреимущества и недостатки.Подключение ведущих мостов используется в том случае, когда сцепныхсвойств ведущих осей автомобиля не хватает для преодоления препятствий. Взависимости от конструкции трансмиссии автомобиля подключение ведущегомоста может происходить различными устройствами: кулачковой муфтой,зубчатой муфтой, фрикционными электромагнитными муфтами.Как правило, подключение ведущего моста кулачковой или зубчатоймуфтой происходит только после остановки транспортного средства.
Этоограничение связано с тем, что включение таких муфт происходит с ударами, чтоприводит к быстрой поломке конструкции.Подключение ведущего моста электромагнитной фрикционной муфтойпозволяет реализовать плавное включение муфты, однако данная конструкцияявляется недешёвым изделием и склонна к перегреву в сложных дорожныхусловиях.Известно много образцов техники, где подключение ведущей осиосуществляется в ручном режиме при остановленном автомобиле перед15преодолением сложного участка.
Однако интерес представляют именноавтоматические системы управления трансмиссией.Зарубежная разработка Automatic Traction Control (ATC) фирмы Volvoинтересна тем, что данная система управления осуществляет подключениепередней ведущей оси самосвала при движении на подъём при возникновениисущественного буксования задних ведущих осей (Рис. 1.1).Подключение ведущего моста осуществляется кулачковой муфтой вовремя движения в автоматическом режиме. Под положительной особенностьюработы данной системы стоит отметить кратковременность подключенияведущего моста только в сложных дорожных ситуациях, что не приводит кувеличению сопротивлению движения и износу шин при движении по дорогам.Рис. 1.1.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
