CC BY
50
4. Понизовский, А. Ю. Оценка технического состояния цилиндропоршневой группы автотракторных дизелей по разности расходов воздуха на впуске и выпуске в пусковом режиме : дис. ... канд. техн. наук : 05.03.02 :защищена 21.02.10 / А. Ю. Понизовский. — Новосибирск, 2010. — С. 12 — 18.
5. Роднов, К. В. Улучшение пусковых характеристик дизелей специального назначения с использованием масловпрыска : дис. ... канд. техн. наук : 05.03.02 : защищена 17.04.07 / К. В. Род-
Челябинск, 2007.
С. 24-36.
ГАСАН Александр Валерьевич, адъюнкт. Адрес для переписки: [email protected] ДАДАЯН Сергей Эдуардович, адъюнкт. Адрес для переписки: [email protected]
Статья поступила в редакцию 13.12.2011 г.
© А. В. Гасан, С. Э. Дадаян
нов
УДК 629113 В. Ю. УСИКОВ
Л. В. КЕЛЛЕР С. В. УШНУРЦЕВ
Омский танковый инженерный институт Южно-Уральский государственный университет, г. Челябинск
МЕТОД ЧЛСТИЧНОГО РЕШЕНИЯ ПРИ РЛСПРЕДЕЛЕНИИ МОЩНОСТИ МЕЖДУ ВЕДУЩИМИ КОЛЕСЛМИ ЛВТОМОБИЛЬНЫХ БЛЗОВЫХ ШЛССИ
Приведены результаты расчета дополнительных потерь мощности при движении автомобильных базовых шасси вследствие нерационального распределения мощности.
Ключевые слова: автомобильное базовое шасси, дифференциальный привод, мощность, метод частичного решения.
Характерной особенностью полноприводных автомобилей, используемых в качестве автомобильных базовых шасси (АБШ), является применение разнообразных схем привода мостов и колес. Так, в работах [1—3] приведено множество примеров схем привода известных автомобилей и автопоездов и теоретически возможных схем с колесными формулами от 4 х 4 до 12x12. Это свидетельствует о большом количестве возможных вариантов установки в межо-севых и межколесных приводах дифференциальных механизмов и других механизмов деления мощности с самыми различными характеристиками блокирующих свойств.
Сопоставительный анализ показывает, что даже на однотипных машинах зачастую применяются разные механизмы: симметричные и несимметричные дифференциалы, блокированная связь, самоблокиру-ющиеся дифференциалы, дифференциалы повышенного трения, муфты свободного хода, вязкостные муфты и др. Существуют самые разнообразные подходы для решения вопросов выбора схем привода (механизмов в узлах связи) машин. Вместе с тем реализуемые в трансмиссиях АБШ методы распределения мощности можно разделить на 4 группы, представленные на рис. 1.
Под методом частичного решения, понимается такое распределение мощности, которое удовлетворяет наибольшему числу вероятных условий движе-
ния АБШ на различных стратегических направлениях. Анализ ранее выполненных исследований позволяет сделать вывод о том, что в значительном диапазоне вероятных условий движения требованиям по обеспечению подвижности АБШ отвечает дифференциальный привод. При этом хорошо известные недостатки дифференциального распределения мощности могут быть компенсированы применением других методов распределения мощности (например, введением жесткой кинематической связи при движении в неблагоприятных сцепных условиях).
Дифференциальный привод характеризуется постоянным соотношением коэффициентов распределения мощности (передаточным числом дифференциала), которое определяет не только уровень реализации АБШ тяговых возможностей, но и затраты мощности на движение.
При оценке потерь мощности в шинах полноприводного АБШ возникают свои особенности. Работа шин в системе многоколесного движителя, как во взаимосвязанной системе, приводит к взаимному влиянию режима качения одного колеса на режимы качения других. На основании анализа результатов ряда работ [3 — 7], представляется целесообразным выделить из суммарных потерь мощности в шинах ту часть потерь, которая вызвана неравномерным распределением крутящих моментов к колесам в случае взаимовлияния последних при качении.
ОМСКИЙ НАУЧНЫЙ ВЕСТНИК №2 (110) 2012 МАШИНОСТРОЕНИЕ И МАШИНОВЕДЕНИЕ
МАШИНОСТРОЕНИЕ И МАШИНОВЕДЕНИЕ ОМСКИЙ НАУЧНЫЙ ВЕСТНИК №2 (110) 2012
130
Рис. 1. Методы и средства распределения мощности между ведущими колесами АБШ
Так, у АБШ с межосевым дифференциалом, имеющего неравномерное распределение массы по ведущим мостам (особенно между передним мостом и мостами задней тележки), возникают дополнительные затраты мощности вследствие неравномерного распределения сил тяги по ведущим колесам. При этом большие тяговые усилия приходятся на недогруженные колеса, что наряду с повышением сопротивления движению ухудшает тягово-сцепные качества АБШ. Описанное выше явление является следствием того, что колеса, имеющие различную нагрузку, имеют и различное сопротивление качению. Однако крутящий момент, распределяемый межосевым дифференциалом, распределяется между мостами поровну. Следовательно, к колесам, имеющим меньшую вертикальную нагрузку, будет подводиться момент больший, чем требуется для преодоления сил сопротивления, а к колесам с большей нагрузкой — меньше. Тогда, при отсутствии внешних сопротивлений, колеса с меньшей нагрузкой будут работать в ведущем режиме, а остальные — в нейтральном. Возникающая при этом внутренняя сила, действующая между мостами, вызовет дополнительную деформацию и проскальзывание шин [8].
Для определения дополнительной силы Рд, действующей между мостами п-осного АБШ составим уравнения распределения крутящих моментов между его мостами:
— крутящий момент, передаваемый на передние мосты:
Мдв п п Рл
-У-= 2 М{1 + X г{, (1)
и + 1 I = 1 I = 1 п
где и — передаточное число межосевого дифференциала;
п — число передних ведущих мостов;
— крутящий момент, передаваемый на задние мосты:
Мдви т
т р
Л
2 Мїа 2 га1 и + 1 а = 1 а = 1 т
(2)
где т — число задних ведущих мостов.
Умножив выражение (1) на и и приравняв правые части выражений (1) и (2):
п п Рл т т Рл
и 2 М* + и 2 — Гі = 2 Мґа - 2 — Га (3)
і = 1 і = 1 п а = 1 а = 1 т
п Рл п Рл п п
и 2 --------г( + 2 ---------Га = 2 МГа - и 2 М* (4)
і =1 п а =1 т а =1 і =1
при условии Гі=Га и їа=* получим:
- иК2;
и +1
(5)
Применительно к АБШ с колесными формулами 4x4, 6х 6 и 8х 8 получим:
АБШ типа 4 х 4:
— при симметричном межосевом дифференциале (МОД):
1
Рл =-/№2 - Rzx) 2
— при несимметричном МОД:
рЛ = *
Рис. 2. Зависимость дополнительных потерь мощности Рис. 3. Зависимость дополнительных потерь мощности
АБШ 4X4 от условий движения АБШ 6X6 от условий движения
1
Ра =---------/(Яг2 - иЯг 1)
АБШ типа 6 х 6:
и + 1
РА = -----{Я22,3 - и^^1)
и + 1
— при несимметричном МОД (и = 1:2):
1
РА = ~ £(Яг2,3 - 2Яг1)
3
АБШ типа 8 х 8:
— при симметричном МОД:
1
Ра =— £3,4 - ^Яги) 2
— при несимметричном МОД:
(7)
(8)
(9)
(10)
т Рп • РА • и2 п РА
- I 2Уг- а2 А 2 + I ц-А• о;
а = 1 т2(и +1)2 а = 1 т2 N = Щ + Ы§ + Ывн + Ытр + 2цЮ'
(13)
п 1 т и2
I------I—
;=1 п2 а=1т2
Ра • Ра (и +1)2
+ ц • ®-Р2
п 1 т 1 ^
I-----I—
;=1 п2 а=1т2.
^ + Щвн + Щтр + 2ц ‘
(и +1)2
+ У ■ ®' Р2
1 1 ^
— + — пт
(14)
Последние два слагаемых дают нам потери мощности, создаваемые дополнительной силой, — N :
N
доп
п • т
2Ра • Ра
т - и п
+ РА(т + п)
(и +1)
(15)
РЛ =
и + 1
£(ЕЯг3,4 - иЕЯг3,4) (И)
Аналогично определим потери мощности, возникающие вследствие нерациоанльного распределения крутящего момента между ведущими колесами АБШ:
п т п
N = IМг + IМг + I у г • г = 1 а = 1 г = 1
/ \ 2 Ра + Рл
п • (и + 1) п
п
+ I Уа а = 1
/ л 2
Ра • и Рл
т • (и + 1) т
Ра • РА
п Р2
, О + I уг-О
гг
п2(и +1)2 г = 1 п2
После преобразований получим для: АБШ типа 4 х 4:
— с симметричным МОД:
Nдоп = 2Уг оРА
— с несимметричным МОД:
О + N доп = у г°(2РаРА 2РА)
2Уг О
РаРл(1 - и)
(16)
А
+Р
(и + Г у
— АБШ типа 6 х 6 с несимметричным МОД:
3 2
N доп = уг °РЛ 2
— АБШ типа 8 х 8 с симметричным МОД:
(17)
(18)
Ра • РА
О
1
ОМСКИЙ НАУЧНЫЙ ВЕСТНИК №2 (110) 2012 МАШИНОСТРОЕНИЕ И МАШИНОВЕДЕНИЕ
131
МАШИНОСТРОЕНИЕ И МАШИНОВЕДЕНИЕ ОМСКИЙ НАУЧНЫЙ ВЕСТНИК №2 (110) 2012
Мдоп = Г№РА (19)
На рис. 2 и 3 представлены результаты расчета дополнительных потерь мощности при движении АБШ типа 4x4 и 6x6 вследствие нерационального распределения мощности в зависимости от массы АБШ и коэффициента сопротивления качению.
Анализ данных, представленных на рис. 2 и 3 показывает, что существует четко выраженная зона минимума потерь мощности, соответствующая определенному передаточному числу межосевого дифференциала (МОД). Следовательно, решить задачу снижения потерь мощности и повышения тягово-сцепных свойств можно, применив в межосевом приводе дифференциальный механизм с автоматически меняющимся передаточным отношением. Однако в настоящее время нет четко обоснованного значения передаточного отношения МОД, хотя, как известно, оно существенно влияет на эксплуатационные свойства АБШ.
Библиографический список
1. Агейкин, Я. С. Вездеходные колесные и комбинированные движители / Я. С. Агейкин. — М. : Машиностроение, 1972. - 184 с.
2. Армейские автомобили. Теория / А С. Антонов [и др.]. — М. : Воениздат, 1970. — 385 с.
3. Васильченков, В. Ф. Автомобили и гусеничные машины. Теория эксплуатационных свойств [Текст] / В. Ф. Васильченков. — Рыбинск : РДП-АРП, 2004. — 432 с.
4. Агейкин, Я. С. Проходимость автомобилей / Я. С. Агейкин. — М. : Машиностроение, 1981. — 232 с.
5. Бабков, В. Ф. Проходимость колесных машин по грунту / В. Ф. Бабков, А. К. Быруля, В. М. Сиденко. — М. : Автотран-сиздат, 1959. — 189 с.
6. Барахтанов, Л. В. Проходимость автомобиля / Л. В. Ба-рахтанов, В. В. Беляков, В. П. Кравец. — Н.Новгород : НГТУ, 1996. — 198 с.
7. Смирнов, Г. А. Теория движения колесных машин / Г. А. Смирнов. — М. : Машиностроение, 1990. — 352 с.
8. Чистов, М. П. Математические модели прямолинейного качения колесных машин по деформируемым грунтам / М. П. Чистов, А. Э. Лильбок, А. В. Острецов // Науч.-техн. сб. Вч 63539. — 1993. — № 4. — С. 33 — 74.
УСИКОВ Виталий Юрьевич, майор, преподаватель кафедры эксплуатации бронетанковой и автомобильной техники Омского танкового инженерного института.
КЕЛЛЕР Андрей Владимирович, полковник, доктор технических наук, доцент, начальник кафедры танковых войск факультета военного обучения ЮжноУральского государственного университета, г. Челябинск.
УШНУРЦЕВ Станислав Владимирович, лейтенант, офицер отдела (организации научной работы) Омского танкового инженерного института.
Адрес для переписки: [email protected]
Статья поступила в редакцию 09.12.2011 г.
© В. Ю. Усиков, А. В. Келлер, С. В. Ушнурцев
Информация
Концерн Airbus объявил о запуске конкурса Fly Your Ideas 2013
На конференции Going Global в Лондоне концерн Airbus объявил о запуске конкурса Fly Your Ideas 2013. Университетам всего мира стали известны темы, которые позволят выиграть 30 000 евро.
14 марта 2012 г. концерн Airbus представил темы нового выпуска конкурса Fly Your Ideas (FYI 2013) на международной образовательной конференции Going Global, которая проходит в данный момент в Лондоне, предоставляя студентам всего мира возможность внести свой вклад в развитие авиации будущего.
«Для решений потребуется неординарный, креативный подход», — говорит Шарль Шампион, вице-президент инженерного департамента Airbus и заведующий конкурсом FYI 2013. «В концерне Airbus мы работаем в мире непредвиденных ситуаций, находимся в поисках решений, которые позволят нам справиться, казалось бы, с неосуществимыми задачами, которые формируют наш образ жизни — как те, которые сделали воздушный транспорт реальностью. Мы хотим, чтобы в конкурсе FYI 2013 года сочетались новаторский дух и изобретательность».
Предоставляя студентам возможность работать над проблемами будущего, конкурс позволит компании Airbus привлечь молодых талантливых специалистов. К участию в конкурсе приглашаются студенты любого пола и возраста, независимо от их гражданства и профессионального выбора — от инженерии до маркетинга, от бизнеса до научных дисциплин, от философии до проектно-конструкторской специализации. Конкурс гармонично дополняет конференцию Going Global, на которой темы «мир будущего» и «мир на связи» занимают важное место в повестке дня. Для международного академического сообщества, принимающего участие в конференции, это редкий пример возможности тесного сотрудничества высшего образования, индустрии и делового мира. В рамках конкурса FYI 2013 студенты и их кураторы будут работать вместе с наставником из Airbus для определения общего направления проектов и экспертом компании в выбранной ими области.
Новый выпуск конкурса следует после успешно проведенного конкурса FYI 2011, который привлек более 2 600 студентов, представлявших 287 университетов из 75 стран мира. Команда «Крылья Феникса» Нанкинского университета аэронавтики и астронавтики (КНР) стала победителем предыдущего конкурса. Студенты представили проект системы, вырабатывающей энергию под воздействием сильных потоков воздуха во время взлета и посадки самолета. По словам Синьяня Ченга, представителя команды, участие в конкурсе Fly Your Ideas 2011 Airbus было интереснейшим опытом, и команда очень гордится своей победой. Для участия в «FYI 2013» студентам необходимо зарегистрироваться в составе группы от 3 до 5 человек на веб-сайте конкурса www.airbus-fyi.com
Регистрация открывается в мае 2012 года, конкурс начинается в сентябре 2012 г.
Источник: http://www.rsci.ru/innovations/company_news/231736.php (дата обращения: 12.04.2012).
