Введение к работе
з Актуальность работы.
Современный этап развития автомобилестроения характеризуется широким внедрением в конструкции автомобилей электронных систем управления. Главной их задачей является облегчение условий работы водителя, тем самым, повышение безопасности дорожного движения, при обеспечении оптимальных режимов работы двигателя и трансмиссии, что в свою очередь позволяет снизить выбросы вредных веществ в окружающую среду, улучшить топливную экономичность автомобиля и повысить его проходимость и эффективность.
Одним из главных направлений совершенствования конструкции полнопри-водных многоосных колёсных машин является применение перспективных «гибких интеллектуальных» систем приводов движителя - бесступенчатых трансмиссий, приспособленных к оптимальному автоматическому управлению и обеспечивающих индивидуальное распределение крутящего момента двигателя по ведущим колесам. К таким трансмиссиям относятся, прежде всего, гидрообъёмные (ГОТ) и электрические трансмиссии (ЭТ). Как известно, главным недостатком таких трансмиссий является их невысокий КПД, ввиду двойного преобразования энергии. Также на эффективность работы полноприводных колёсных машин оказывает влияние возникающие в процессе движения изменения различного рода показателей (неравномерное распределение массы по осям автомобиля, условия сцепления колёс с опорной поверхностью, не качественное управление трансмиссией и т.д.). Негативное влияние этих изменений можно компенсировать наличием совершенной автоматической системы управления с возможностью корректировки в процессе движения управляющих сигналов, поступающих на органы управления этих трансмиссий.
Поэтому проведённые теоретические и экспериментальные исследования, результатом которых является метод, позволяющий осуществить выбор оптимального управляющего воздействия на органы управления приводами ведущих колёс полноприводных многоосных машин с целью повышения эффективности, актуальны.
Целью диссертационной работы является разработка метода повышения тя-гово-энергетических показателей полноприводных многоосных машин с ГОТ за счёт введения в систему управления силовым приводом колёс корректирующих алгоритмов, позволяющих компенсировать возникающие рассогласования в работе ведущих колёс.
Объект исследований: полноприводный трёхосный автомобиль с гидрообъ-ёмнон трансмиссией.
Методы исследования. В работе использованы современные положения прикладной теории колесных машин, методы математического моделирования движения колесных машин и функционирования их систем, методы проведения инженерного эксперимента. Экспериментальные подтверждения выработанных научных положений получены в процессе дорожных испытаний полноприводного автомобиля с ГОТ с использованием аппарата математической статистики.
Научная новизна заключается в следующем:
разработана математическая модель прямолинейного движения полноприводной многоосной колёсной машины по твёрдой опорной поверхности, особенностями которой являются наличие математического описания регулируемой гидрообъёмной трансмиссии и возможность определения параметров, необходимых для оценки энергоэффективности;
теоретически и экспериментально обоснована возможность использования показателя эффективности реализации мощности, снимаемого с вала двигателя при прямолинейном движении полноприводной многоосной колёсной машины, в качестве её критерия эффективности;
разработан метод определения интегрального показателя эффективности реализации мощности двигателя по результатам математического моделирования и экспериментальных исследований;
проведена теоретическая оценка влияния рассогласования в системе управления гидрообъёмной трансмиссии на эффективность работы колёсной машины;
предложены научно-обоснованные корректирующие алгоритмы для системы управления гидрообъёмной трансмиссии, уменьшающие негативное влияние выше указанного рассогласования.
Квалификационная формула работы: проведенные автором диссертации теоретические и экспериментальные исследования позволили решить актуальную научную задачу, имеющую важное научно-практическое значение, направленное на повышение тягово-энергетических показателей полноприводных многоосных колёсных машин с ГОТ в различных дорожных условиях за счёт использования в её автоматической системе управления корректирующих алгоритмов. Теоретические и практические решения, полученные в ходе проведенного исследования, положены в основу разработанных методик проведения испытаний полноприводных многоосных колёсных машин.
Достоверность результатов проведенных исследований подтверждается объемными расчетно-экспериментальными исследованиями по проверке теоретических
5 положений в математической модели с соблюдением достаточной для инженерных
расчетов точности и сходимости экспериментальных и теоретических результатов,
применением аттестованной и поверенной современной контрольно-измерительной,
регистрирующей и обрабатывающей аппаратур.
Практическая ценность. Предложенные методики позволяют при создании
новых гюлноприводных многоосных колёсных машин:
ещё на этапе проектирования проводить оценку правильности того или иного конструктивного решения;
проводить оценку тягово-энергетических характеристик колёсных машин с регулируемым силовым приводом в зависимости от условий эксплуатации;
на основе разработанных корректирующих алгоритмов создавать электронные системы адаптивного управления регулируемым силовым приводом колес.
Реализация основных результатов исследования осуществлена:
в конструкции полноприводного автомобиля 6x6 с гидрообъемным силовым приводом колес «Гидроход-49061», созданным ОАО «Инновационная фирма «НА-МИ-Сервис» и АМО ЗИЛ;
в техническом проекте системы автоматического управления регулируемым бесступенчатым силовым приводом колес полноприводного автомобиля;
в работах АМО ЗИЛ, МТУ «МАМИ», МГТУ им. Н.Э. Баумана и 21 НИИИ AT МО РФ по созданию экспериментальных образцов полноприводных многоосных автомобилей с электро- и гидротрансмиссиями;
в учебном процессе кафедры «Автомобили» им. Е.А. Чудакова и кафедры «Гидравлика и ГПП» МГТУ «МАМИ».
Апробация работы. Материалы диссертации в различное время были рассмотрены и обсуждены:
на 12-ой конференции студентов и аспирантов, посвященной 75-летию МЭИ (ТУ), Москва, 2006 г.;
на 53-ей конференции ААИ «Проблемы и перспективы автомобилестроения в России», ОАО «ИЖ-Авто», Ижевск, 2006 г.;
4-ом международном автомобильном научном форуме «Научные, конструктивные и технологические достижения», ФГУП НАМИ, Москва, 2006 г.;
на научно-технической конференции «Проектирование колёсных машин», посвященной 70-летию кафедры «Колесные машины» МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2006г.;
на 58-ой конференции ААИ «Автомобиль и окружающая среда», Дмитров, 2007г.;
на 65-ой конференции ААИ «Приоритеты развития отечественного автотракторо-
строения и подготовки инженерных и научных кадров», проходившей в рамках
международного научного симпозиума «Автотракторостроение-2009», МГТУ
«МАМИ», Москва, 2009 г. на постоянно действующих научных семинарах ОАО «Инновационная фирма
«НАМИ-Сервис».
Публикации. Основные результаты диссертационной работы изложены в 11 печатных трудах автора, в том числе одном Патенте РФ и одном Свидетельстве об отраслевой регистрации разработки.
Структура и объем работы: диссертация состоит из пяти основных глав, общих выводов к работе, списка использованных источников в количестве 145 трудов и 3 приложений. Работа содержит 205 страниц машинописного текста, включая 8 таблиц и 138 рисунков.
