Введение к работе
Актуальность работы. Рост требований к техническому уровню транспортных средств (ТС) обусловливает необходимость их дальнейшего совершенствования, в частности улучшения их тягово-экономических характеристик и показателей управляемости.
Тягово-экономические характеристики ТС определяются, в значительной мере, эффективностью процесса преобразования в его трансмиссии силового потока, идущего от двигателя. Одним из элементов преобразования силового потока в трансмиссии является его распределение по ведущим колесам с помощью межколесных механизмов распределения мощности (ММРМ).
Созданием, совершенствованием и исследованиями ММРМ занимались многие ученые, среди которых А.Х. Лефаров, А.Ф. Андреев, В.В. Ванцевич, А.А. Полунгян, А.В. Котовсков, В.П. Тарасик, В.В. Гуськов, Дж. Вонг, Кузнецов Н.Г. и др.
На сегодняшний день известно большое число конструкций и схем ММРМ, каждая из которых имеет свои преимущества и недостатки. Нерациональный выбор типа ММРМ может приводить к существенным потерям мощности. Так, например, для колесных тракторов потери мощности на буксование вследствие неидеального распределения ее по ведущим колесам могут достигать 30 %. Для минимизации этих потерь, ММРМ должен соответствовать типичным условиям движения ТС. В связи с выше сказанным весьма актуальным является создание методики, позволяющей анализировать эффективность работы различных типов ММРМ в заданных условиях эксплуатации, и осуществлять выбор наиболее рационального из них.
Степень разработанности темы исследования. Выделяют ряд основных характеристик работы ММРМ, которые являются определяющими для оценки эффективности машины. Можно говорить о двух оценочных параметрах: оптимальности распределения ведущего момента двигателя между колесами и обеспечении оптимальных скоростей колес в различных условиях движения. Существуют различные конструктивные и программные способы реализации этих оценочных параметров.
На настоящий момент известно большое число ММРМ, имеющих различные принципы функционирования, обеспечиваемые конструкцией. В литературе по теории трактора и автомобиля предлагаются разные критерии для оценки работы упомянутых механизмов. Однако эти критерии не могут быть использованы для сравнительного анализа работы механизмов, функционирующих по разному принципу.
Целью работы является создание методики оценки точности реакций ММРМ на условия движения колесной машины.
Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:
1. Выполнить анализ существующих конструкций ММРМ.
Автор выражает особую благодарность канд. техн. наук, доценту кафедры «Автомобиле- и тракторостроение» ВолгГТУ Котовскову А.В. за научные консультации по разделам диссертации.
-
Обосновать параметры оценки точности реакций ММРМ на заданные условия движения колесной машины.
-
Разработать динамическую модель колесной машины, включающую модели различных типов ММРМ и имитирующую разные условия профильной и опорной проходимости.
-
Выполнить экспериментальную проверку адекватности созданной модели.
-
Подтвердить эффективность предлагаемой методики на основе анализа работы известных ММРМ и дать рекомендации по их использованию и совершенствованию их конструкций.
Объектом исследования являются ММРМ тяговых и транспортных колесных машин, предназначенных для движения в различных условиях опорной и профильной проходимости.
Научная новизна работы заключается в следующем:
-
Предложена новая методика оценки точности реакций ММРМ на условия движения колесной машины.
-
Создана динамическая модель колесной машины, включающая модели различных типов ММРМ и имитирующая разные условия профильной и опорной проходимости.
-
Проведен сравнительный анализ работы различных ММРМ, получены показатели эффективности их работы.
Теоретическая значимость работы заключается в дополнении теории колесных машин методикой оценки точности реакций ММРМ на условия движения колесной машины.
Практическая ценность:
-
Применение методики оценки точности реакций ММРМ на условия движения колесной машины в конструкторских бюро позволяет проектировать машины с улучшенными тягово-экономическими характеристиками.
-
Разработаны рекомендации по применению различных типов ММРМ на колесных машинах разного назначения;
-
Предложены новые технические решения ММРМ.
Методы исследования. При расчетных исследованиях движения ТС, а также сопутствующих этому процессов использовались методы компьютерного моделирования при использовании возможностей программного комплекса Matlab и его пакета Simulink, а также методы и закономерности, используемые в курсах теории автомобиля и трактора.
На защиту выносятся следующие положения:
-
Методика оценки точности реакций ММРМ на условия движения колесной машины.
-
Динамическая модель колесной машины, включающая модели различных типов ММРМ и имитирующая разные условия профильной и опорной проходимости.
3. Рекомендации по применению различных ММРМ на колесных машинах разного назначения.
Достоверность полученных результатов обусловлена использованием фундаментальных физических законов механики, статики и динамики, а также закономерностями из теории машин и механизмов, используемыми при разработке математических моделей; соответствием результатов моделирования практическим данным, полученным из результатов натурных экспериментов и исследований других авторов.
Апробация работы. Основные положения и результаты диссертационной работы в 2009-2013 г.г. были представлены на 14 внутренних, региональных, всероссийских и международных научно-технических конференциях, в том числе: Международная конференция «Прогресс транспортных средств и систем - 2009», октябрь 2009 г., Волгоград, ВолгГТУ; Региональная научно-практическая студенческая конференция «Городу Камышину - творческую молодёжь» (посвящается 15-летию Камышинского технол. ин-та (филиала) ВолгГТУ), 22-23 апр. 2009 г., Камышин; Юбилейный смотр-конкурс научных, конструкторских и технологических работ студентов ВолгГТУ, 11-14 мая 2010 г., Волгоград; Международная научно-техническая конференция Ассоциации автомобильных инженеров (ААИ) «Автомобиле- и тракторостроение в России: приоритеты развития и подготовка кадров», посвященная 145-летию МГТУ "МАМИ", 2010 г., Москва; XIV региональная конференция молодых исследователей Волгоградской области, 10-13 нояб. 2009 г., Волгоград, ВолгГТУ; Всероссийская научно-техническая конференция «Проектирование колёсных машин», посвященная 100-летию начала подготовки инженеров по автомобильной специальности в МГТУ им. Н.Э. Баумана, 25-26 дек. 2009 г., Москва; 30th Anniversary Seminar of the Students' Association for Mechanical Engineering 11-13 мая 2011 г., Варшава; Всероссийская научно-техническая конференция «Современная техника и технологии: проблемы, состояние и перспективы», 23-25 нояб. 2011 г., Рубцовск; XVI региональная конференция молодых исследователей Волгоградской области, 8-11 ноября 2011 г., Волгоград, ВолгГТУ; Ежегодные внутривузовские научные конференции (2009-2013), Волгоград, ВолгГТУ.
Публикации. По теме диссертации опубликовано 19 печатных работ, из них 6 в изданиях, рекомендованных ВАК. По теме работы получено 5 патентов РФ на полезную модель.
Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, пяти глав, заключения, списка литературы. Объем диссертации составляет 116 страниц, включая 37 рисунков, 5 таблиц, а также список литературы из 110 наименований.
Похожие диссертации на Методика оценки точности реакций межколесных механизмов распределения мощности на условия движения колесной машины
