Научная статья на тему 'Выбор параметров характеристик управления фрикционами планетарной коробки передач'

Выбор параметров характеристик управления фрикционами планетарной коробки передач Текст научной статьи по специальности «Строительство и архитектура»

CC BY
293
69
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
ГИДРОМЕХАНИЧЕСКАЯ ПЕРЕДАЧА / ПЛАНЕТАРНАЯ КОРОБКА ПЕРЕДАЧ / ДЕЛИТЕЛЬ / БАЗОВАЯ КОРОБКА ПЕРЕДАЧ / ФРИКЦИОН / АЛГОРИТМ УПРАВЛЕНИЯ / ВРЕМЯ РЕГУЛИРОВАНИЯ / ВРЕМЯ ПЕРЕКРЫТИЯ ПЕРЕДАЧ

Аннотация научной статьи по строительству и архитектуре, автор научной работы — Тарасик Владимир Петрович, Романович Юрий Сергеевич

Изложена методика анализа процессов функционирования фрикционов планетарной коробки передач при переключении ступеней и определения показателей качества переходных процессов, нагрузок в трансмиссии и параметров тепло напряженности фрикционных дисков. Получены графики результатов регрессионного анализа, иллюстрирующие зависимости принятых критериев оценки качества переходных процессов от параметров управления фрикционами. Приведены рекомендации по выбору параметров алгоритма совместного управления фрикционами делителя и базовой коробки передач.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по строительству и архитектуре , автор научной работы — Тарасик Владимир Петрович, Романович Юрий Сергеевич

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

SELECTION OF PARAMETERS FOR CONTROLLING FRICTION CLUTCHES OF THE PLANETARY GEARBOXES

The paper presents methods to analyze the functioning of friction clutches of the planetary gearbox during steps changes and to determine the quality of transient processes, loads in the transmission and parameters of thermal stress of friction discs. Diagrams of the results of regression analysis have been obtained, which illustrate the dependences of accepted criteria for assessing the quality of transient processes upon the parameters of friction clutch control. The recommendations are given with regard to the choice of parameters of the algorithm for joint control of friction clutches of the splitter and the basic gearbox.

Текст научной работы на тему «Выбор параметров характеристик управления фрикционами планетарной коробки передач»

УДК 629.3

В. П. Тарасик, Ю. С. Романович

ВЫБОР ПАРАМЕТРОВ ХАРАКТЕРИСТИК УПРАВЛЕНИЯ ФРИКЦИОНАМИ ПЛАНЕТАРНОЙ КОРОБКИ ПЕРЕДАЧ

UDC 629.3

V. P. Tarasik, Y. S. Romanovich

SELECTION OF PARAMETERS FOR CONTROLLING FRICTION CLUTCHES OF THE PLANETARY GEARBOXES

Аннотация

Изложена методика анализа процессов функционирования фрикционов планетарной коробки передач при переключении ступеней и определения показателей качества переходных процессов, нагрузок в трансмиссии и параметров теплонапряженности фрикционных дисков. Получены графики результатов регрессионного анализа, иллюстрирующие зависимости принятых критериев оценки качества переходных процессов от параметров управления фрикционами. Приведены рекомендации по выбору параметров алгоритма совместного управления фрикционами делителя и базовой коробки передач.

Ключевые слова:

гидромеханическая передача, планетарная коробка передач, делитель, базовая коробка передач, фрикцион, алгоритм управления, время регулирования, время перекрытия передач.

Abstract

The paper presents methods to analyze the functioning of friction clutches of the planetary gearbox during steps changes and to determine the quality of transient processes, loads in the transmission and parameters of thermal stress of friction discs. Diagrams of the results of regression analysis have been obtained, which illustrate the dependences of accepted criteria for assessing the quality of transient processes upon the parameters of friction clutch control. The recommendations are given with regard to the choice of parameters of the algorithm for joint control of friction clutches of the splitter and the basic gearbox.

Key words:

hydromechanical transmission, planetary gearbox, splitter, basic gearbox, friction clutch, control algorithm, control time, time of gears overlap.

На предприятии ОАО «Белорусский автомобильный завод» при участии сотрудников кафедры «Автомобили» Белорусско-Российского университета создана гидромеханическая передача (ГМП) с мехатронной системой автоматического управления и диагностирования. В состав ГМП входят гидротрансформатор ЛГ-470ПП и шести-ступенчатая планетарная коробка передач (ПКП), переключение ступеней в которой осуществляется многодиско-

© Тарасик В. П., Романович Ю. С., 2014

выми фрикционами с электрогидравлическим приводом управления. ПКП представляет собой композиционную структуру и состоит из двух компонентов - двухступенчатого делителя и трехступенчатой базовой коробки передач (БКП) [1, 3].

Кинематическая схема ПКП приведена на рис. 1. Делитель выполнен с прямой и повышающей передачами. Прямая передача включается замыканием фрикциона Ф1, а повышающая -

фрикциона Ть В базовой коробке передач понижающие передачи включаются фрикционами Т2 и Т3, а прямая - фрикционом Ф2.

Характерная особенность принятой кинематической схемы заключается

в необходимости одновременного управления двумя парами фрикционов при каждой смене передачи в БКП - два фрикциона выключаются, а вместо них включаются два других.

ТЩ1

а,

ф-Щ

<§2

ап

а,

сот

4 Номер ступени Включаемые фрикционы

¿4 1 2 ф,т3 т,т3

24 3 Ф,Т2

т к4 4 т т 1 1 1 2

5 ф,ф2

«4 6 Т,Ф2

>юп Я ф1т4

Рис. 1. Кинематическая схема ПКП

Это существенно усложняет организацию процесса согласованного управления фрикционами, влияет на надежность и долговечность их работы и ухудшает качество переходных процессов при переключении передач. Такая ситуация создается при переключениях на высшие (2 ^3 и 4 ^5) и на низшие (5 ^ 4 и 3 ^2) передачи. Так, при переключении 2 ^ 3 необходимо выключить фрикционы Т1 и Т3, а вместо них

включить фрикционы Ф1 и Т2 .

Для поиска рациональных путей управления фрикционами был выполнен комплекс исследований на математических моделях, результаты которых изложены в данной статье. Динамическая модель системы «двигатель-трансмиссия-ведущие колеса-дорога» и математическая модель приведены

в [2].

Параметрами характеристики управления фрикционами являются: время регулирования давления ^, начальное давление рабочей жидкости в

гидроцилиндре фрикциона рфо, скорость нарастания давления кр = фф/Ж

и время перекрытия характеристик управления фрикционами (назы-

ваемое в дальнейшем временем перекрытия передач).

Характеристики управления фрикционами при переключении передач показаны на рис. 2. График рф1 отображает изменение давления в гидроцилиндре выключаемого фрикциона коробки передач, а график рф2 - включаемого. Давления рф1, рф2 даны за вычетом величины затрачиваемого давления на сжатие возвратных пружин поршня гидроцилиндра. Момент времени ^ = 0 соответствует подаче контроллером управления ГМП сигнала на переключение передачи. В этот момент давление рф1 снижали в 3...4 раза и

поддерживали на этом уровне, обеспечивая выполнение заданного требования по времени перекрытия передач

tTÍ п. Сплошной линией показана характеристика Рф1 при положительном перекрытии , а штрихпунктирной -

при отрицательном перекрытии tп. п.

1,5 МПа 1,0

0,5

О

О

1 1" Р ф2к 1

— 1 1 'п 1 1 Рф 2

Л() 20

1 / г + *п.п Л-

0,5

1,0

1,5

Рис. 2. Характеристики управления фрикционами

График ргт соответствует изменению давления в гидроцилиндре фрикциона блокировки гидротрансформатора. При переключении с низшей на высшую передачу гидротрансформатор разблокировали одновременно с выключением фрикциона предыдущей передачи, как показано на рис. 2. Переключение с высшей на низшую передачу осуществляли с разблокированием гидротрансформатора до момента времени t = 0 в соответствии с алгоритмом автоматического управления блокировкой.

В качестве критериев оценки процессов функционирования фрикционов приняты следующие параметры: удельная работа Жуд и удельная мощность

буксования фрикциона Руд; время буксования tб; максимальная температура поверхностного слоя фрикционных дисков Тп тах; объемная температура после завершения процесса включения фрикциона Тоб; коэффициент динамичности

момента на карданном валу кд4 (на выходе коробки передач); максимальное ускорение автомобиля в переходном процессе ашах; максимальное значение производной ускорения по времени

(джерк) Ушах

= (ёа/Л )тах.

Для оценки влияния параметров характеристик управления фрикционами Рф0, кр, ^ п на принятые критерии проводился активный многофакторный вычислительный эксперимент на математической модели системы «двигатель-трансмиссия-ведущие колеса-дорога» с имитацией процесса движения самосвала по маршруту с характеристиками реального карьера [3].

Параметры характеристик управления в эксперименте принимались в качестве факторов, а критерии - в качестве функций отклика. Значения факторов в процессе эксперимента варьировались на трех уровнях: на нижнем уровне рф0 = 0,2 МПа; кр = 0,6 МПа/с;

¿п п = -0,2 с (отрицательное перекрытие); на среднем уровне рфо = 0,4 МПа; кр = 0,8 МПа/с; ¿пп = 0 с (нулевое перекрытие); на верхнем уровне рф0 = 0,6 МПа; кр = 1,0 МПа/с;

tuu = +0,2 с (положительное перекрытие).

По результатам эксперимента построены квадратичные регрессионные модели:

У] = Ь} 0 + Ъп хх + Ъ] 2 х2 + Ъ] 3 х3 +

I Ъ]4Х^Х2 Ъ]5 Х^Х3 Ъ]6^2Х3

+ Ъл Х1 + Ъ]8 Х22 + Ъ] 9 Х32;

] =1 т,

(1)

где У] -]-я функция отклика; Х^, Х2, Х3 -нормированные значения факторов со-

ответственно

кр

рф0 , р п.п

Ъ]0,Ъд,...,Ъ]9 - коэффициенты регрессий ]-й функции отклика; т - количество определяемых функций отклика.

На рис. 3 приведены графики, отображающие влияние параметров характеристик управления фрикционами Ф^ и Т 2 на критерии оценки при переключении 2 ^ 3 . Сплошными линиями изображены графики, полученные для фрикциона Т2, а штриховыми - для фрикциона Ф1. Из приведенных графиков видно, что фрикцион Т2 работает в более напряженных условиях, чем фрикцион Ф1. Наибольшее влияние на выходные показатели оказывает время перекрытия передач , а наименьшее -

скорость нарастания давления кр .

Рассмотрим подробнее полученные результаты. Как видно из рис. 3, а и б, при Х1 = Х2 = Х3 = 0 (значения факторов в центре плана) удельная работа буксования Жуд фрикциона Т2 в

2,91 раза больше, чем фрикциона Ф^, а

удельная мощность буксования Руд

больше в 1,78 раза. При этом фрикцион Т2 буксует дольше фрикциона Ф1 в 1,89 раза (рис. 3, в), несмотря на то, что запасы моментов трения этих фрикционов практически одинаковы. Характер влияния времени перекрытия ^ п на

Жуд, Руд, tб примерно одинаковый, а

минимальные значения этих показателей получаются при времени перекрытия, близком к нулю, или при небольшом отрицательном перекрытии, не превышающем (-0,05) с.

Начальное значение давления рф0

оказывает также значительное влияние на рассматриваемые показатели, особенно на удельную мощность буксования Руд. Так, при изменении рф0 с 0,2

на 0,6 МПа удельная мощность буксования фрикциона Ф1 возрастает с 350 до 1180 кВт/м2 (т. е. в 3,37 раза), а фрикциона Т2 - с 800 до 1920 кВт/м2 (т. е. в 2,4 раза). Работа же буксования снижается, т. к. при этом уменьшается время буксования (рис. 3, в).

Параметр кр слабо влияет на Жуд

и Руд фрикциона Ф^, что можно объяснить небольшим временем его буксования. У фрикциона Т2 его влияние также сравнительно небольшое.

Графики изменения поверхностной температуры нагрева фрикционных дисков Тдтах (рис. 3, г) фрикционов Ф^ и Т2 подобны графикам изменения удельной мощности буксования Руд,

что обусловлено их непосредственной взаимозависимостью, поскольку Руд

определяет поток тепловой энергии, генерируемой на поверхностях трения фрикционных дисков, а графики объемной температуры дисков Тоб (рис. 3, д) подобны графикам удельной работы буксования ЖуД.

а)

500 кДж/м2 300

ж

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

200

100

д)

[ об

0 -1

30

*с 20 15 10 5

/

V

1

X ' 1 / / Л'"'

А х, Л""' Х2

Л", -

0 -1

хз/

/ ХЛ

X. 1 1 1

]г хз/ V'

б) 2000 кВт/м2

1600 1400 1200

р 1000

уд

800 600 400

е)

200 -1

2,3 2,2 2,1 2,0 1,9

хг

/

/Ц ¿1 3

сггГ / / Х1

/ Л* / 1

X: -

Ка и*

1,7 1,6

хч

Iх 1

И^х2

в)

0,55

0,45 0,40 0.35 0,30 0,25 0,20

г)

\ '

\'2

\ 1

Vх' V л /

\ л: 4 ,2 \ .11 \ К ) *3 /

1 - „ к;:

45

°С 35 30 25

<

20 15 10

з)

5 -1

40 м/с3 30 25

/

V I2

е- 1 1

У/

А

г / Х1

*.. -

' шах 2Q

15

10

-1

%1

га

Х2

Рис. 3. Влияние параметров характеристик управления фрикционами на критерии оценки переходного процесса при переключении передач 2 ^ 3 : сплошные линии - для фрикциона базовой коробки передач Т 2; штриховые - для фрикциона делителя Ф^

Рассмотрим влияние параметров характеристики управления фрикционами рфо, кр, ¿п п на динамические

нагрузки в трансмиссии. Динамическая нагруженность оценивалась коэффициентом динамичности моментов на валах трансмиссии. Значение коэффициента динамичности кдг- момента на г-м упру-

гом элементе динамической модели вычислялось по формуле

к _ Муг тах кд _ ■

\дг

Ме тахитрг

(2)

где Муг тах - максимальное значение

момента на г-м упругом элементе в переходном процессе переключения пере-

дач; Me тах - максимальный вращающий момент двигателя; и^ - передаточное число участка трансмиссии от маховика двигателя до /-го упругого элемента.

На рис. 3, е приведены графики изменения коэффициента динамичности кд4 на карданном валу между ПКП и

главной передачей. На величину кд4

основное влияние оказывает время перекрытия передач и начальное давление характеристики управления рф0. Параметр к р влияет существенно слабее. Минимальное значение кд4 достигается при отрицательном перекрытии передач ^ п = -0,1 с и значении

рф0 = 0,35 МПа. При нулевом перекрытии значение кд4 возрастает всего на 6,3 %.

Для оценки влияния переходных процессов при переключении передач на комфортность условий работы водителя определялись максимальные значения ускорений самосвала атах и

джерка ]тах. Минимальные значения

атах и ]тах получаются при ^ п = -(0,05 ... 0,1) с и незначительно

повышаются при tu п = 0 (рис. 3, ж и з).

С увеличением положительного или отрицательного перекрытия их значения возрастают. Так, при ^ п = -0,2 с значение атах увеличивается в 1,1 раза, а значение ]тах - в 1,46 раза; при ^ п = +0,2 с атах возрастает в 1,87 раза, а ]тах - в 2,71 раза. Существенное влияние на их величину оказывает также начальное давление характеристики управления фрикционами рф0.

При изменении рф0 от 0,25 МПа, при котором достигается минимум атах и ]тах, до 0,6 МПа атах возрастает в

1,59 раза, а ]тах - в 1,8 раза.

Аналогичные исследования проведены для процесса переключения передачи 3 ^ 2 . Согласно полученным регрессионным моделям приняты следующие значения параметров характеристик управления фрикционами Т1 и Т3, реализующими это переключение:

рф0

= 0,2 МПа; кр = 0,8 МПа/с;

^.п = -0,1 с.

Наглядное представление о влиянии времени перекрытия передач tUTl

на изменение показателей качества переходных процессов при переключении передач 2 ^ 3 отображено на рис. 4.. .6. Графики на рис. 4, а...е получены при нулевом перекрытии ^ п = 0; на рис. 5, а...е - при положительном перекрытии tuu =+0,2 с; на рис. 6, а...е -при отрицательном перекрытии = -0,2 с. Остальные параметры характеристик управления были одинаковыми во всех вариантах: рф0 = 0,2 МПа;

кр = 0,8 МПа/с. В обозначениях показателей использованы индексы включаемых фрикционов: Жф1, Рф1, Тф1п,

Тф1об - для фрикциона Жт2, Рт2,

Тт2п, Тт2об - для фрикциона Т2 .

Отметим вначале характерную особенность композиционной схемы ПКП, отображаемую приведенными графиками: при переключении на высшие передачи, осуществляемом двумя парами фрикционов, первым замыкается фрикцион делителя. Время его буксования в 2. 4 раза меньше времени буксования фрикциона БКП.

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

Рассмотрим поведение основных критериев в сопоставляемых вариантах. Как видно из рис. 4, а, 5, а и 6, а, в первом варианте максимальное значение удельной мощности буксования Руд фрикциона БКП Т2 меньше, чем

во втором, в 1,75 раза ив 1,69 раза

меньше, чем в третьем. Меньшие значения получаются и для удельной работы буксования Жуд (соответственно

в 1,5 и 1,2 раза), а также для темпера-

туры нагрева фрикционных дисков Тп (в 1,67 и 1,22 раза).

а)

кВт/м

Р

1 ул'

W

уд

в)

200

п

у*

ч ч 11 V/ \ v wT2 IV

\Л. \ \

\

-- \

- ' 1

7 97,2 97,4 97,6 с 9

Ю

б)

25 "С 15

г 10 ' п'

Т0б 5

0

Т Т2а

Т —Т 1 Т2об

/ / // \ /

/ ^ ' //

/ ^

/ щ?

/--- / / /

ШФ1 / / / / /

г) 10,0

кНм

+ 5,0

М

2,5

\4

97 97,2 97,4 97,6

97 97,2 97,4 97,6 t

t -*■

98

Л W

\

Рис. 4. Изменение исследуемых показателей качества переходного процесса при переключении передач 2 ^ 3 : Руд и Жуд - удельная мощность и удельная работа буксования фрикционов; Тп и Тоб - поверхностная и

объемная температуры фрикционных дисков; Ю - относительная скорость скольжения дисков; Му4 - момент на карданном валу

трансмиссии; а и ] - ускорение и джерк автомобиля

Неудачный выбор величины и знака ¿пп также может отрицательно

сказываться на значениях динамических нагрузок, ускорения и джерка автомобиля. Так, при tп.п = +0,2 с максималь-

ное значение вращающего момента на карданном валу Му4 возрастает в

1,43 раза, величина amax - в 1,97 раза, а jmax - в 2,93 раза; при Гпп = -0,2 с -соответственно в 1,16, 1,35 и 1,4 раза.

а)

б)

1600

кВт/м2 кДж/м2

Ли'

800

IV

уд 400

у*

р I /ф!

I """ Ч/1 М'тг ¡V у

\ 1___ г— ......- -

97,4

97,8

в)

СО

200

с"1 0

-100 -200

-300

97,4

97,8

д)

а

98,2

98,2

40 °С 20

£"10 об

0

/ — \

ШТ2

1 1 !

98,6 97,4

Т Л

/

/ /

/ ХЛт

У

97,8

98,2

Рис. 5. Изменение показателей качества переходного процесса при переключении передач 2 ^ 3 с положительным перекрытием п = +0,2 с (обозначения соответствуют рис. 4)

Значение Му4 при нулевом перекрытии практически не падает ниже нуля (см. рис. 4, г), поэтому ускорение а и джерк ] изменяются плавно (см. рис. 4, д, е), их отрицательные значения сравнительно невелики и кратковре-менны, что характеризует плавность движения автомобиля при рациональном перекрытии передач. Переключение осуществляется при непрерывной передаче энергии к ведущим колесам, т. е. выполняется важнейшее требова-

ние к автоматическим трансмиссиям.

На плавность движения автомобиля и ощутимость водителем продольных толчков при переключении передач наиболее существенное влияние оказывают размахи ускорения amax - ат^ и

джерка утах - 7т1П. При нулевом перекрытии их значения составляют соответственно 1,76 м/с2 и 34,37 м/с3; при Гпп = +0,2 с - 3,20 м/с2 и 83,57 м/с3; при

Гпп = -0,2 с - 2,54 м/с2 и 51,79 м/с3.

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

а)

б)

1500 кВт/м2 кДж/м2 1000

Руя>

К 500

\рт.

IV \ \ IV г

\ д \ \

\

X',—

о

96,6 97,0

30

"С 20

Тп, 10

1 об

97,4

в)

СО

200

с"1 0

-100 -200

-300

/ е>т2

1 1 /

Шф! / / /

" —

97,0 97,4

96,6 97.0

96,6 97,0

Т ' Т2п

1 т 1 Ф1 н // 1 Т2о6

1/ \/ 1 />•

I """

Рис. 6. Изменение показателей качества переходного процесса при переключении передач 2 ^ 3 с отрицательным перекрытием п = -0,2 с (обозначения соответствуют рис. 4)

Существенное ухудшение показателей Му4, а и ] при увеличении положительного перекрытия сопровождается циркуляцией мощности в замкнутых контурах, образуемых механизмами делителя и БКП, т. к. одновременно с буксованием включаемых фрикционов Ф^ и Т2 в течение времени ¿пп буксуют также выключаемые фрикционы Т и Т3 . При этом возрастают динамические

нагрузки на механизмы ПКП. Ухудшение этих же показателей происходит и

при отрицательном перекрытии tп.п = -0,2, что обусловлено увеличением частоты вращения турбины гидротрансформатора и прекращением подвода энергии к ПКП в интервале времени tп п, что сопровождается увеличением скорости скольжения дисков фрикциона шт1 (см. рис. 5, в), а следовательно, и работы буксования этого фрикциона.

Аналогичные графики получены при моделировании переключения 4 ^ 5.

При переключениях на низшие передачи последовательность замыканий включаемых фрикционов оказалась обратной - первым замыкался фрикцион базовой коробки передач, а затем -фрикцион делителя.

На рис. 7, а...е представлены графики, иллюстрирующие изменения во времени исследуемых показателей качества процесса переключения 3 ^ 2 .

а)

500

кВт/м2 кДж/м"

300

Ля'

уд

200

100

•у*

! 1 / 1 г \ «ь

Л' угз 1 А \

\ .< ! 1 к,

4 У < 1 \

и

в)

0

36,4 36.8 37,2 37,6 /-►

0)

50 с 1 -50 -100 -150 -200

б)

20 щ

ю

Т

1 п'

Тьв 5

мтз \

V / 1 1 )

/ 1 > -у

X 1 1 /

1 г 1

,4 36,8 37,2 37,6 с 38

т \ /Л ' 1

„V. ' \ * / *

/ ' т < / /тз"* 1 / * * 1 Т1об

Т ' тз™ ¡1 / / Л/

38,4 36,4 36,8 37,2 37,6

38,4

38.4

Рис. 7. Изменение исследуемых показателей качества переходного процесса при переключении передач 3 ^ 2 (обозначения соответствуют рис. 4)

Переключение на низшую передачу осуществлялось с разблокированным гидротрансформатором и с отрицательным перекрытием характеристик управления давлениями включаемого и выключаемого фрикционов. Принимали величину отрицательного перекрытия

¿п п = -0,1 с (время перекрытия передач). Сравнивая эти графики с соответствующими графиками, отображающими процесс переключения 2 ^ 3 (см. рис. 4, а...е), отметим их существенные отличия. Характерной особенностью

переключения на низшую передачу является увеличение относительной скорости скольжения фрикционных дисков шт1 фрикциона Т за время отрицательного перекрытия ¿-п (см. рис. 7, в), что увеличивает его работу буксования, а диски получают более высокую температуру нагрева (см. рис. 7, б). У фрикциона Т3 за этот же период относительная скорость дисков шт3 снижается. Фрикцион делителя Т1 выполняет гораздо большую работу трения, чем фрикцион базовой коробки передач Т3

(см. рис. 7, а). При этом фрикционы Т1 и Т3 имеют одинаковые коэффициенты запаса моментов трения. Момент на карданном валу Му4 в этом случае в

1,61 раза больше, чем при переключении 2 ^ 3 (см. рис. 7, г и 4, г), причем возникает довольно значительный отрицательный момент (-5,698 кН-м), что приводит к отрицательному ускорению (см. рис. 7, д). Размах ускорения автомобиля атах - атщ в два раза больше, чем при переключении 2 ^ 3 , и сопровождается большой величиной джерка (см. рис. 7, е).

Таким образом, можно отметить более низкое качество переходных процессов при переключении на низшие передачи, сопровождаемое увеличением динамических нагрузок и снижением комфортности условий работы водителя. При нулевом или положительном перекрытии передач, а также при увеличении отрицательного перекрытия свыше оптимального значения, равного

в данном случае ¿-п = -0,1, при котором

получены графики на рис. 7, все показатели качества процесса переключения 3 ^ 2 существенно ухудшаются.

По результатам выполненных исследований можно сделать следующие выводы.

1. В планетарных коробках переМашиностроение

дач композиционной структуры при одновременной смене ступеней в делителе и базовой коробке передач времена буксования их фрикционов существенно различаются. Обеспечить их одновременное замыкание практически невозможно. В этом заключается органическое свойство таких коробок передач.

2. Установлено, что при переключении с низшей на высшую передачу первым замыкается фрикцион делителя, а при переключении с высшей на низшую передачу, наоборот, раньше происходит замыкание фрикциона базовой коробки передач.

3. Такой характер взаимодействия фрикционов делителя и базовой коробки передач может приводить к ухудшению показателей качества переходных процессов при переключении передач, снижению надежности и долговечности фрикционов. Поэтому управление фрикционами требует применения соответствующих алгоритмов. Необходимо способствовать скорейшему замыканию фрикционов, имеющих склонность к этому свойству, а качество переключения передачи обеспечивать управлением другим фрикционом, завершающим процесс переключения.

4. Алгоритм управления должен обеспечивать адаптацию своих параметров к изменению параметров и характеристик фрикционов в процессе эксплуатации. Наиболее эффективно применение ПИД-регулятора.

5. Переключение на высшие передачи целесообразно осуществлять с нулевым перекрытием, а на низшие - с небольшим отрицательным (в пределах до 0,1 с).

6. Предложенная методика анализа процессов функционирования фрикционов ПКП, основанная на проведении активного многофакторного вычислительного эксперимента на математической модели трансмиссии автомобиля, регрессионном анализе и применении расширенного комплекса показателей

качества переходного процесса, позво- ные параметры и характеристики

лила определить и выбрать рациональ- управления фрикционами.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Мехатронная система автоматического управления ГМП карьерного самосвала / В. П. Тарасик [и др.] // Автомобильная промышленность. - 2010. - № 4. - С. 16-19.

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

2. Мехатронная система автоматического управления ГМП карьерного самосвала / В. П. Тарасик [и др.] // Автомобильная промышленность. - 2010. - № 6. - С. 12-15.

3. Прогнозирование нагруженности механизмов гидромеханической трансмиссии карьерного самосвала на основе математического моделирования / В. П. Тарасик [и др.] // Грузовик. - 2013. - № 6. -С. 24-36.

4. Горбатенко, Н. Н. Диагностирование гидромеханических передач: монография / Н. Н. Горба-тенко, А. Н. Егоров, В. В. Региня ; под общ. ред. д-ра техн. наук, проф. В. П. Тарасика. - Могилёв : Бело-рус.-Рос. ун-т, 2010. - 511 с.

5. Мехатронная система автоматического управления гидромеханической передачей карьерных самосвалов БелАЗ / В. П. Тарасик [и др.] // Грузовик. - 2011. - № 2. - С. 2-11.

Статья сдана в редакцию 3 апреля 2014 года

Владимир Петрович Тарасик, д-р техн. наук, проф., Белорусско-Российский университет. E-mail: [email protected]

Юрий Сергеевич Романович, ст. преподаватель, Белорусско-Российский университет. E-mail: [email protected].

Vladimir Petrovich Tarasik, DSc (Engineering), Prof., Belarusian-Russian University. E-mail: [email protected].

Yury Sergeyevich Romanovich, senior lecturer, Belarusian-Russian University. E-mail: [email protected].

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.