МОДЕЛИРОВАНИЕ ДВИЖЕНИЯ БЫСТРОХОДНОЙ ГУСЕНИЧНОЙ МАШИНЫ С АВТОМАТИЧЕСКИМ ПЕРЕКЛЮЧЕНИЕМ ПЕРЕДАЧ В ПЛАНЕТАРНОЙ КОРОБКЕ

Сергей Владимирович Кондаков, Сергей Николаевич Хорошилов, Ольга Олеговна Павловская

Аннотация


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 Беренгардом Ю.В. 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.

Ключевые слова


планетарная коробка передач; солнце; водило; эпицикл; фрикцион; тормоз; переключение передач; время разгона

Полный текст:

PDF

Литература


Xu X., Dong P., Liu Y., Zhang H. Progress in Automotive Transmission Technology. Automotive Innovation, 2018, vol. 1, iss. 3, pp. 187–210

Xu, A.F., Jia, J.M., Liu, N.: Study on the Gearing Scheme of Planetary Gear Train Based on Improved Lever Analogy. J. Mil. Transp. Univ, 2014, vol. 16(7), pp. 91–95

Zhang, X.W., Peng, H., Sun, J., et al. Automated Modeling and Mode Screening for Exhaustive Search of Double-Planetary-Gear Power Split Hybrid Powertrains. San Antonio, Proceedings of the ASME 7th Annual Dynamic Systems and Control Conference, 2014, 7p. DOI: 10.1115/DSCC2014-6028

Dong, P., Liu, Y.F., Tenberge, P., et al. Design and analysis of a novel multi-speed automatic transmission with four degrees-of-freedom. Mech. Mach. Theory, 2017. vol. 108, pp. 83–96.

El-Ashwah M. M. M., Abbas W., Farid T. M., Atia M. R. A. Modeling and Simulation of Gear-Shift Controller for Automated Manual Gearbox Based on Neuro Fuzzy Control Logic. Middle East Journal of Applied Sciences. 2014, vol. 4(4). pp. 1000-1006.

Starovojtova V.S. (Ed.) Voennye gusenichnye mashiny: uchebnik. t.1: Ustrojstvo.[ Military Tracked Vehicles: a textbook, vol.1] Publ. MSTU. N.E. Bauman, 1990. 336 p.

Chobitok V.A. Teoriya dvizheniya tankov i BMP: Uchebnik [Theory of Tank and BMP Movement: A Textbook] Moscow. Military publishing house. 1984. 263 p.

Sergeev L.V. Teoriya tanka: Uchebnik [Tank Theory: Textbook] Moscow. Academy Edition. 1973. 493 p.

Fofana A., Haas O., Ersanilli V., Burnham K., Mahtani J., Woolley Ch., Vithanage K. Multi-Objective Genetic Algorithm for an Automatic Transmission Gear Shift Map. IFAC-PapersOnLine. 2016. vol. 49,no. 3. pp. 123-128. https://doi.org/10.1016/j.ifacol.2016.07.021

Newman K., Kargul J., Barba D. Development and Testing of an Automatic Transmission Shift Schedule Algorithm for Vehicle Simulation US Environmental Protection Agency. 2015. Vol. 8(3). pp. 1417-1427. doi:10.4271/2015-01-1142

Filichkin N.V. Analiz planetarnyh korobok peredach transportnyh i tyagovyh mashin. Uchebnoe posobie. [Analysis of Planetary Gearboxes of Transport and Traction Machines. Tutorial] Chelyabinsk. SUSU Publ. 2005. 175 p.

Berengard YU.G. Prikladnaya i inzhenernaya matematika. [Applied and Engineering Mathematics] Available at: www.simumath.net (accessed 20.01.2020)

Homichev A.S. Sovershenstvovanie metodiki proektnogo rascheta frikcionnyh elementov gidromekhanicheskih transmissij transportnyh mashin. [Improving the Design Methodology for Friction Elements of Hydromechanical Transmissions of Transport Vehicles] Izhevsk, IzhGTU Publ., 2010. 16 p.

Hashchuk P., Pelio R Optimal Gear Shift Algorithm in the Car Transmission During Its Deceleration. UJMEMS. 2018, Vol. 4, no. 1, pp. 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. SAE Technical. 2016. Paper 2016-01-1098. https://doi.org/10.4271/2016-01-1098.

Abdulov C.B. Dinamika perekhodnyh processov i sintez optimal'nogo upravleniya pereklyucheniem peredach gidromekhanicheskoj transmissii transportnyh mashin. [Transient Dynamics and Synthesis of Optimal Gear Shifting Control for Hydromechanical Transmission of Transport Vehicles] Kurgan, 2005. 143 p.

Kurochkin F.F. Metod vybora racional'nyh harakteristik processa pereklyucheniya peredach v avtomaticheskoj korobke peredach avtomobilya. [The Method of Choosing the Rational Characteristics of the Gear Shift Process in an Automatic Gearbox of a Car] Moscow. MGTU Publ, 2008. 16 p.

Mahan'ko A.A. Modelirovanie i algoritmy mikroprocessornogo upravleniya transmissiej tyazhelyh transportnyh mashin. [Modeling and Microprocessor Control Algorithms for the Transmission of

Heavy Transport Vehicles] Kazan': KazGTU im. A.N. Tupoleva, 2007. 138 p.

Cheng Y., Dong P., Yang Sh., Xu X. Virtual Clutch Controller for Clutch-to-Clutch Shifts in Planetary-Type Automatic Transmission.Dynamics and Control of Complex and Switched Systems. 2015. Vol. 2015. Article ID 213162 https://doi.org/10.1155/2015/213162

Protokol № 688.8323-04 po ocenke rezhimov raboty APP modernizirovannogo obrazca BMP-3 № 2G09-1215. [Protocol No. 688.8323-04 On the Assessment of Operating Modes of the AMS of the Modernized BMP-3 sample No. 2G09-1215] Kurgan. 2004. 24 p.


Ссылки

  • На текущий момент ссылки отсутствуют.