Введение к работе
Актуальность темы
Непрерывное увеличение количества автотранспорта приводит к росту интенсивности дорожного движения. При этом мототехника из-за ограниченной мощности двигателей заметно уступает современным автомобилям по своим динамическим характеристикам и становится помехой на дорогах, часто приводящей к ДТП.
Для улучшения динамических характеристик и управляемости мототранспортным средством (МТС) широко используют автоматические клиноременные вариаторы (АКБ). Однако внедрение их в производство, как показывает практика, сопровождается трудоемкой экспериментальной доводкой вновь проектируемых моделей, что свидетельствует о недостаточной точности применяемых методик расчетов для определения оптимальных конструктивных параметров вариаторов.
До сих пор существует большое число нерешенных задач, связанных с описанием динамических процессов, протекающих при варьировании передаточного отношения АКБ. Применяемые математические модели, как показывают расчеты, описывают эти процессы с определенными погрешностями из-за принимаемых допущений. Одной из наиболее важных и сложных задач является описание процессов разгона транспортного средства в режиме изменения передаточного отношения вариатора.
В связи с этим является актуальной задача разработки более точной математической модели движения МТС с АКБ и на основе ее создание методов рационального выбора параметров АКБ, позволяющих использовать возможности двигателя с максимальной эффективностью и обеспечивающих наилучшую динамичность движения МТС.
Цель диссертационной работы
Целью работы является разработка методов расчета параметров АКБ, направленных на повышение эффективности работы вариаторов за счет рационального использования скоростной характеристики двигателя и обеспечения высокого КПД передачи.
Задачи исследований
Сформулированная цель по теме диссертации позволила определить следующие основные задачи работы:
исследование известных конструкций трансмиссий на основе АКБ;
анализ математических моделей, применяемых для описания процессов разгона транспортных средств с трансмиссиями на основе АКБ;
уточнение математической модели и разработка метода расчета параметров АКБ, обеспечивающих максимально-возможную динамичность движения МТС за счет более эффективного использования скоростной характеристики двигателя;
получение экспериментальных данных, позволяющих оценить точность разработанных методов расчета АКБ;
установление причин, приводящих к неустойчивой работе АКВ и разработка рекомендаций по их устранению;
разработка новой конструктивной схемы АКВ с улучшенными характеристиками изменения передаточного отношения.
Методы исследований
Решения поставленных задач базируются на методах теоретической механики; теории машин и механизмов; методах математического моделирования динамики механических систем; методах анализа и синтеза сложных технических систем; численных методах математического анализа, а так же на методах планирования эксперимента
Объект исследований
В качестве объекта исследований выбран автоматический клиноременный вариатор с двумя раздвижными шкивами и постоянным межосевым расстоянием. Автоматическое регулирование передаточного отношения осуществляется за счет применения регулятора по нагрузке на ведомом шкиве и центробежного регулятора с роликовыми центробежными грузами, установленного на ведущем шкиве вариатора.
Достоверность и обоснованность
Достоверность результатов подтверждается согласованностью теоретических исследований с данными экспериментов, полученных в ходе испытаний мотороллера LIFAN LF50QT8A (сходимость тягово-скоростных характеристик 89-97%) и мотороллера «HONDA TACT AF-24» (сходимость тягово-скоростных характеристик 86-92%).
Научная новизна:
уточнена математическая модель движения МТС с АКВ за счет учета влияния диапазона регулирования, области варьирования передаточного отношения и КПД вариатора на тягово-скоростные характеристики МТС;
установлена зависимость характеристики изменения передаточного отношения от основных факторов и конструктивных параметров АКВ;
разработана математическая модель, описывающая процесс разгона МТС с новой схемой АКВ;
- предложены методы расчета, позволяющие определять рациональные
параметры вариатора, при которых скоростная характеристика двигателя
используется более эффективно и за счет этого повышается динамичность
разгона МТС на 35-40% для существующей и на 40-45% для новой схемы АКВ.
Практическая ценность
Внедрение в практику предложенных методов позволяет определить рациональные конструктивные параметры АКВ и сократить время на экспериментальную доводку опытных образцов
Реализация результатов работы
Разработанные методы расчета тягово-скоростных характеристик движения МТС с АКВ были использованы при анализе и обработке результатов испытаний мотороллеров LIFAN LF-50QT8A, LF-50QT8M на ОАО «ЗиД» (АКТ ВНЕДРЕНИЯ ОАО «ЗиД» от 27.06.2008). При этом были установлены причины пониженной динамики разгона мотороллера LF-50QT8M и предложены пути ее повышения.
На защиту выносятся:
уточненная математическая модель и метод расчета характеристик АКВ в процессе движения МТС;
новая схема АКВ;
математическая модель и методы расчета характеристик нового АКВ в процессе движения МТС;
методы повышения эффективности работы АКВ;
Апробация работы
Основные положения диссертационной работы докладывались и обсуждались:
- на I, II и III научно-технических конференциях аспирантов и молодых
ученых «Вооружение, Технология, Безопасность, Управление» (Ковров 2006,
2007, 2008 г.г.);
на Всероссийском молодежном научно-инновационном конкурсе УМНИК (Ковров 2008 г.);
на V и VI Всероссийских научно-технических конференциях «Проблемы и достижения автотранспортного комплекса» (Екатеринбург 2007, 2008 г г.),
на Всероссийской научно-технической конференции «Проблемы и перспективы автомобилестроения в России» (Ижевск 2008 г.);
на научно-технической конференции «Проектирование колесных машин» МГТУ им. Баумана (Москва 2008 г.);
на расширенном заседании кафедры «Машиностроение» Ковровской государственной технологической академии им. В.А Дегтярева.
Публикации результатов
По теме диссертации опубликованы 11 печатных работ, в т.ч одна из статей в издании, реферируемом ВАК РФ, получен один патент на полезную модель.
Структура и объем диссертации. Работа состоит из введения, пяти глав, заключения и приложений. Общий объем диссертации 152 страницы машинописного текста, включающего 50 рисунков, 2 таблицы, список использованной литературы из 92 наименований и 6 приложений.
