О соотношении моментов инерции ведущей и ведомой частей составного маховика со встроенным демпфером крутильных колебаний Текст научной статьи по специальности «Механика и машиностроение»

Раздел 1. Наземные транспортные средства, энергетические установки и двигатели.

Фазочастотную характеристику можно определить по выражению:

( = - --

1 -Г

Выводы

1. На основе разработанной математической модели формирования опорной поверхности в ведущем режиме качения колеса определена передаточная функция, устанавливающая связь между выходными входными параметрами системы "колесо-опорная поверхность", позволяющая определять реакцию измерительной системы на внешнее воздействие со стороны опорной поверхности. После соответствующей обработки бортовым вычислительным комплексом вырабатывается управляющее воздействие на электропривод плавающего опорно-приводного устройства движителя перекатывающегося типа.

2. Амплитудно-частотные и фазочастотные характеристики позволяют адекватно представлять влияние ведущего режима качения на формирование опорной поверхности с учётом смещения системы.

Литература

1. Тарг С. М. Краткий курс теоретической механики. - М.: Наука, 1968. - 479 с.

2. Сергеев А.И., Чёрный И.В. Математическая модель формирования опорной поверхности движения колесом перекатывающегося типа. Известия МГТУ" МАМИ" № 2(6), 2008. с.74-78.

О соотношении моментов инерции ведущей и ведомой частей составного маховика со встроенным демпфером крутильных колебаний

к.т.н. доц. Соломатин Н.С., Зотов Е.М., Симонов Д.В.

Тольяттинский государственный университет + 7-8482-53-92-59, [email protected]

Аннотация. В статье приведены результаты исследования влияния на амплитуду крутящего момента на первичном валу коробки передач параметров демпфера крутильных колебаний составного маховика. Показано, что целесообразно устанавливать демпфер крутильных колебаний с минимальной жесткостью.

Ключевые слова: демпфер крутильных колебаний, трансмиссия автомобиля.

Для исследования влияния жесткости демпфера и соотношения моментов инерции ведущей и ведомой частей составного маховика двигателя со встроенным демпфером крутильных колебаний создана уточненная 6-и массовая динамическая модель трансмиссии автомобиля (рисунок 1) на основе представленной в работе [1].

Рисунок 1 - Расчетная схема

где: Jдв - приведенный к коленчатому валу момент инерции поступательно движущихся и вращающихся частей двигателя кроме маховика,

Jм1

м1 - момент инерции ведущей части составного маховика, J 2

м2 -момент инерции ведомой части составного маховика,

к в

У J к

сед

У п

У

- момент инерции ведущей части ведомого диска сцепления, нажимного диска сцепления в сборе и половины пружин демпфера,

-момент инерции ступицы ведомого диска и половины пружин демпфера,

- суммарный момент инерции первичного вала КП, вторичного вала КП и блока шестерен и синхронизаторов вторичного вала КП, дифференциала в сборе, половина момента инерции валов привода ведущих колес, приведенных к первичному валу,

- сумма половины момента инерции валов привода ведущих колес и момента инерции ведущих колес в сборе, приведенных к первичному валу,

ам - приведенный к первичному валу момент инерции условного маховика, кинетическая энергия которого равна кинетической энергии поступательно движущегося автомобиля,

Сд

С С

- жесткость демпфера маховика,

- жесткость демпфера сцепления,

- жесткость коробки передач в сборе,

С

пр - приведенная к первичному валу суммарная жесткость валов привода ведущих колес,

ш - приведенная к первичному валу суммарная тангенциальная жесткость шин ведущих колес,

- де _

полигармонический крутящий момент двигателя,

т

т

т

- момент трения демпфера сцепления,

а - приведенный к первичному валу момент сопротивления движению автомобиля,

фзам - угол работы демпфера,

К К К К к м , д, кп, пр , ш - коэффициенты демпфирования на участках.

На основе уравнения Лагранжа второго рода получены две системы уравнений для состояний с незаблокированным (1) и заблокированным (2) демпфером сцепления:

(к де + к м 1 ) ' Фде = Тде - Тдм (кед + км 2 ) • Фед = Тдм - Тс ксед • Фсед = Тс - Тпе

т • (г, = т - т

кп т кп пе по

к • (г, = т - т

пк т пк по ш

к • (г, = т - т

ам т ам ш са

(1)

(/дв + *м1) • ф дв = Тде - Тдм

(/вд + *м 2 + *сед ) • ф ед = Тдм - Тс *кп • СР кп = ТП" - Тпо

* п. • СР пк = Тпо - Тш

* ам • СР ам = Тш - Тса

(2)

т,

где: 1 — моменты на участках системы.

Переход от (1) к (2) будет выполняться при

\ф д - Ф с

или при одновременном

выполнении

\ф д - Ф ед\ < 0 и к сед • Фсед + Кт 2 - С д • ( Ф Ье - Ф ед ) - К д ' (Ф де - Ф сед ^ - тт ^

0

Обратный переход к незаблокированному состоянию происходит при выполнении сле-

> ф

зам

дующих условий: КТ 2 - 3' < С*' ®зам и КТ 2 + 3' ®свд - КТ1 > Т™ [1].

Эффективный крутящий момент двигателя и гармонические составляющие момента определяются по методикам, представленным в работах [1, 2].

Учтем, что маховик двигателя состоит из двух частей: ведущей части маховика закрепленной на коленчатом валу двигателя; и ведомой части маховика (1и2) с закрепленным на ней нажимным диском сцепления с пружиной в сборе. При этом:

3м = 3м1 + 3м2 (3)

Для проведения запланированных исследований введен коэффициент перераспределения момента инерции составного маховика - к, который варьируется в пределах от 0,1 до 1 с шагом 0,1. С учетом этого при расчете вместо формулы (3) используется выражение:

3 = к • 3м+(1-к) • 3М

м м м

Рисунок 2 - Зависимость амплитуды крутящего момента на первичном валу от коэффициента перераспределения при различных значениях жесткости демпфера

крутильных колебаний

Расчеты показывают, что при малой жесткости демпфера крутильных колебаний маховика значительные амплитуды резонансных крутильных колебаний на первичном валу коробки передач отсутствуют при любом соотношении ведущей и ведомой частей маховика (рисунок 2). По мере увеличения жесткости демпфера возникает резонанс крутильных колебаний при соотношения моментов инерции к <0,4 и к >0,8.

Рисунок 3 - Зависимость амплитуды крутящего момента на первичном валу от жесткости демпфера крутильных колебаний при различных значениях коэффициента

перераспределния массы маховика

Если конструктивно возможно для исследуемого автомобиля обеспечить жесткость

Раздел 1. Наземные транспортные средства, энергетические установки и двигатели. демпфера менее 1000 Нм/рад (рисунок 3), то наименьшие амплитуды крутильных колебаний на первичном валу коробки передач возникают при соотношении моментов инерции ведущей и ведомой часте1 маховика 30/70.

Литература

1. Соломатин Н.С. Снижения уровня крутильных колебаний в трансмиссии автомобиля применением демпфера с нелинейной характеристикой // дисс. канд. техн. наук. - М.: МАМИ, 1987 г.- 180 стр.

2. Соломатин Н.С., Заморин А.Г., Зотов Е.М. Аппроксимация частичных скоростных характеристик двигателя внутреннего сгорания. Известия МГТУ "МАМИ". Научный рецензируемый журнал. - М.: МГТУ "МАМИ" № 1(7), 2009, с. 68-71.

Модель управления устойчивостью автотранспортных систем

к.т.н. Комаров В.В. ОАО «НИИАТ»

Аннотация. Основу рассматриваемой работы составляют базовые положения теории рисков и процедуры экспертного анализа и оценки негативных последствий от проявления факторов опасности в автотранспортных системах на основе матриц оценки значимости рисков [1].

Ключевые слова: устойчивостью автотранспортных систем, критерии устойчивости транспортной деятельности, модель управления устойчивостью

Введение

Согласно Транспортной стратегии Российской Федерации главной целью функционирования и развития автотранспортного комплекса является обеспечение экономического роста, повышение качества жизни и других национальных интересов. Сложившаяся практика в отрасли показывает, что чаще всего критерием эффективности функционирования различных транспортных систем и их подсистем служат максимум прибыли и расширение масштабов бизнеса, а не сбалансированность и устойчивость среды обитания на основе приоритетов функциональности, ресурсосбережения, экологичности и безопасности. В результате - проявление системных отрицательных последствий: увеличение количества ДТП и пострадавших в них, рост потребления невозобновляемых ресурсов и вредных выбросов и бесконтрольных неутилизируемых отходов от предприятий, увеличение ущерба от этих воздействий и, соответственно, рост затрат на содержание и развитие объектов автотранспортной инфраструктуры.

Критерии устойчивости транспортной деятельности апробированы в целом ряде стран. В большинстве случаев они связаны с улучшением качества жизни населения, включая обеспечение доступности услуг и их качество, без нанесения вреда здоровью людей и окружающей среде. Таким образом, в устойчивой автотранспортной системе вероятность реализации известных угроз и появление новых ниже допустимого уровня.

С этих позиций постановка современных функциональных задач устойчивого развития автотранспортных систем в условиях структурных преобразований экономики, в т.ч. и в чрезвычайных и кризисных ситуациях, должна производиться с позиций безопасности. Достижение показателей энергоэффективности, дорожной, экологической и экономической безопасности с целью повышения качества жизни населения становится главной организационной целью функционирования автотранспортной системы и рассматривается как непрерывный процесс управления рисками и техническим уровнем транспортных средств.

Основу рассматриваемой работы составляют базовые положения теории рисков и процедуры экспертного анализа и оценки негативных последствий от проявления факторов опасности в автотранспортных системах на основе матриц оценки значимости рисков [1].