Моделирование движения быстроходной гусеничной машины с автоматическим переключением передач в планетарной коробке

Автор: Кондаков Сергей Владимирович, Хорошилов Сергей Николаевич, Павловская Ольга Олеговна

Журнал: Вестник Южно-Уральского государственного университета. Серия: Машиностроение @vestnik-susu-engineering

Статья в выпуске: 2 т.20, 2020 года.

Бесплатный доступ

Одним из важнейших показателей маневренности быстроходной гусеничной машины является время разгона до определенной скорости. На время разгона влияет много факторов: удельная мощность двигателя, сцепные свойства грунта; разбивка передаточных чисел в коробке передач; квалификация человека, управляющего машиной и переключающего передачи вручную, или алгоритм автоматического переключения передач, если машина оборудована автоматической трансмиссией. Объектом исследования в данной статье является моделирование движения гусеничной машины при разгоне с переключением передач «снизу вверх». Математическая модель необходима для отработки алгоритмов управления коробкой передач и оптимизации с ее помощью ряда целевых функций: минимального времени разгона, минимальной работы буксования управляющих фрикционных устройств, максимального использования мощности двигателя, сцепных свойств грунта, минимального расхода топлива. В различных условиях целесообразно оптимизировать алгоритм переключения по разным критериям (из перечисленных). Научной новизной является развитие математической модели движения быстроходной гусеничной машины в части описания работы фрикционных управляющих устройств, тормозов и фрикционов, фиксирующих те или иные основные звенья планетарных механизмов, из которых состоит коробка передач исследуемой машины. В частности, определены моменты, передаваемые фрикционами во включенном состоянии, после окончания буксования. Этот метод предложен Ю.В. Беренгардом и успешно использован авторами для математического описания не только фрикционов, но и тормозов, которые останавливают эпициклы планетарных механизмов первой и второй передач. Интерес представляют новые возможности моделирования: во-первых, не требуется изменения структуры математической модели в буксующем состоянии и во включенном, и во-вторых, модель позволила правильно описывать работу фрикциона при перегрузке по моменту - теперь он пробуксовывает и вновь замыкается после снятия внешней перегрузки.

Еще

Планетарная коробка передач, солнце, водило, эпицикл, фрикцион, тормоз, переключение передач, время разгона

Короткий адрес: https://sciup.org/147233477

IDR: 147233477 | DOI: 10.14529/engin200205

Список литературы Моделирование движения быстроходной гусеничной машины с автоматическим переключением передач в планетарной коробке

Progress in Automotive Transmission Technology / X. Xu, P. Dong, Y. Liu, H. Zhang // Automotive Innovation. – 2018. – T. 1, №. 3. – С. 187–210.
Xu, A.F. Study on the gearing scheme of planetary gear train based on improved lever analogy / A.F. Xu, J.M. Jia, N. Liu // J. Mil. Transp. Univ. – 2014. – T. 16(7). – С. 91–95.
Automated modeling and mode screening for exhaustive search of double-planetary-gear power split hybrid powertrains / X.W. Zhang, H. Peng, J. Sun et al. // San Antonio. Proceedings of the ASME 7th Annual Dynamic Systems and Control Conference, 2014 – 7 с. DOI: 10.1115/DSCC2014-6028
Design and analysis of a novel multi-speed automatic transmission with four degrees-of-freedom / P. Dong, Y. Liu, P. Tenberge, et al. // Mech. Mach. Theory. – 2017. – Т. 108. – С. 83–96.
Modeling and Simulation of Gear-Shift Controller for Automated Manual Gearbox Based on Neuro Fuzzy Control Logic / M.M.M. El-Ashwah, W. Abbas, T.M. Farid, M.R.A. Atia // Middle East Journal of Applied Sciences. – 2014. – Т. 4(4). – С. 1000–1006.
Военные гусеничные машины: учебник. Т. 1: Устройство. Кн. 2 / под ред. В.С. Старовой-това. – Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 1990. – 336 с.
Чобиток, В.А. Теория движения танков и БМП: учебник / В.А. Чобиток. – М.: Военное издательство. – 1984. – 263 с.
Сергеев, Л.В. Теория танка: учебник / Л.В. Сергеев. – М.: Издание Академии, 1973. – 493 с.
Multi-Objective Genetic Algorithm for an automatic transmission gear shift map / A. Fofana, O. Haas, V. Ersanilli et al. // IFAC-PapersOnLine. – 2016. – T. 49, no. 3. – С. 123–128. https://www.doi.org/10.1016/j.ifacol.2016.07.021
Development and Testing of an Automatic Transmission Shift Schedule Algorithm for Vehicle Simulation / K. Newman, J. Kargul, D. Barba // US Environmental Protection Agency. – 2015. – Т. 8(3). – С. 1417–1427. – https://doi:10.4271/2015-01-1142
Филичкин, Н.В. Анализ планетарных коробок передач транспортных и тяговых машин: учебное пособие / Н.В. Филичкин. – Челябинск: Издательство ЮУрГУ, 2005. – 175 с.
Беренгард, Ю.Г. Прикладная и инженерная математика / Ю.Г. Беренгард. – https://www.simumath.net/ (дата обращения 20.01.2020).
Хомичев, А.С. Совершенствование методики проектного расчета фрикционных элемен-тов гидромеханических трансмиссий транспортных машин: автореферат дис. … канд. техн. наук / А.С. Хомичев. – Ижевск: Изд. ИжГТУ, 2010. – 16 с.
Hashchuk, P. Optimal gear shift algorithm in the car transmission during its deceleration / P. Hashchuk, R. Pelio // UJMEMS. – 2018. – Т. 4 (1). – С. 131–143. https://doi.org/10.23939/ujmems2018.01.131
Park, J. The Unified Relationship between Torque and Gear Ratio and Its Application in Multi-Step Automatic Transmissions. / J. Park // SAE Technical. – 2016. – P. 2016-01-1098. –https://doi.org/10.4271/2016-01-1098.
Абдулов, C.B. Динамика переходных процессов и синтез оптимального управления пере-ключением передач гидромеханической трансмиссии транспортных машин: дис. … канд. техн. наук. / С.В. Абдулов. – Курган, 2005. – 143 с.
Курочкин, Ф.Ф. Метод выбора рациональных характеристик процесса переключения передач в автоматической коробке передач автомобиля: автореферат дис. … канд. техн. наук / Ф.Ф Курочкин. – М: Изд-во МГТУ, 2008. – 16 с.
Маханько, А.А. Моделирование и алгоритмы микропроцессорного управления трансмис-сией тяжелых транспортных машин: дис. … канд. техн. наук / А.А. Маханько. – Казань: КазГТУ им. А.Н. Туполева, 2007. – 138 с.
Virtual Clutch Controller for Clutch-to-Clutch Shifts in Planetary-Type Automatic Transmis-sion / Y. Cheng, P. Dong, Sh. Yang, X. Xu // Dynamics and Control of Complex and Switched Systems. – 2015. – T. 2015. – Номер статьи 213162. – https://doi.org/10.1155/2015/213162.
Протокол № 688.8323-04 по оценке режимов работы АПП модернизированного образца БМП-3 № 2Г09-1215. – Курган, 2004. – 24 с.

Еще

Статья научная