Метод управления мощностными потоками в электротрансмиссии полноприводной многоосной колесной машины

• Автор: Шеломков, Сергей Александрович
• Шифр специальности: 05.05.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2007
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 269 с. : ил.

1. Состояние вопроса и задачи исследования
1.1 Колесные машины с ЭТ
1.2 Распределение мощности по колесам автомобилей 4x4, 6x4 и 6x6
1.3 Распределение мощности по колесам МКМ
1.4 Модели колеса
1.5 Выводы
2 Метод создания способа управления ЭТ и его обоснование
2.1 Общие принципы распределения мощности по колесам
2.2 Принципы регулирования проскальзывания колес в тяговых
режимах
2.3 Описание способа управления ЭТ
2.4 Математическая модель плоского движения МКМ
2.4.1 Допущения и уравнения модели плоского движения МКМ
2.4.2 Модель взаимодействия колеса с опорной поверхностью
2.5 Расчет потерь мощности в ЭТ МКМ
2.5.1 Расчет продольных реакций колес
2.5.2 Расчет потерь мощности
2.6 Выводы
3 Результаты теоретического исследования
3.1 Расчет потерь энергии в ЭТ
3.2 Результаты расчетов плоского движения МКМ
3.2.1 Взаимодействие колеса с опорной поверхностью
3.2.2 Влияние ЭТ на курсовую устойчивость МКМ
3.3 Выводы
4 Экспериментальные исследования ЭТ МКМ
4.1 Описание макета МКМ

4.2 Экспериментальное определение параметров математической
модели взаимодействия колеса с опорной поверхностью
4.2.1 Эксперимент на стенде с беговыми барабанами
4.2.2 Эксперимент на местности
4.3 ТЭД и мотор-колесо
4.3.1 Конструкция
4.3.2 Испытательная установка стендовых испытаний ТЭД
4.3.3 Результаты стендовых испытаний ТЭД
4.4 САУ движением макета 12x12
4.5 Измерения статических радиусов колес макета 12x12
4.6 Проверка работоспособности датчика действительной скорости
4.6.1 Способы непосредственного измерения линейной скорости
4.6.2 Описание ДЦС
4.6.3 Эксперимент с ДДС
4.7 Выводы
РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ
Список литературы
Приложение
Способ регулирования угловых скоростей колес МКМ
Приложение
Датчики линейной скорости ТС
Приложение
Расчет поправки угловых скоростей колес на криволинейное движение...255 Приложение
Значения статических радиусов колес макета 12x12
Приложение
КПД элементов ЭТ

В любой отрасли хозяйственной деятельности государства главным является экономическая целесообразность используемых технических средств, и законы экономики побуждают к их совершенству. Во всех странах мира существует тенденция к увеличению грузоподъемности автомобильных транспортных средств (ТС). В свою очередь это приводит к невозможности использовать эти ТС на дорогах общего пользования из-за возросшей величины полной массы и осевой нагрузки. Таким образом, необходимость в автомобилях большой грузоподъемности и способных двигаться вне дорог, очень велика. В результате этого интерес к этим ТС и к показателям их проходимости не ослабевает и даже возрастает. Это все требует усложнения конструкции их трансмиссий. В этих условиях к водителям ТС предъявляются всё более жесткие требования к качеству управления, которые он уже не в состоянии обеспечить. Результатом стало ускорение автоматизации процессов управления и контроля трансмиссиями автомобилей.
Экспериментальные и теоретические исследования, а также опыт эксплуатации показывают, что на динамику разгона, подвижность, топливную экономичность колесных машин немалое влияние оказывает схема привода к ведущим колёсам и мостам, а также механизмы, применяемые в узлах связи привода. Особенно это важно для многоосных колесных машин (МКМ).
Улучшение указанных эксплуатационных свойств МКМ в мировом автомобилестроении связывают с концепцией рационального распределения мощности по колесам в зависимости от условий движения. Для отдельных режимов эксплуатации в коммерческих автомобилях это решают противо-буксовочные системы. Однако последнее время возрастает интерес к, так называемым, «гибким» трансмиссиям (электро- (ЭТ) и гидрообъемные (ГОТ)), так как механические трансмиссии перестают удовлетворять указанным требованиям. Механическая трансмиссия, выполненная для этих МКМ, распределяет мощности к ведущим колесам не оптимальным образом, имеет малый КПД, сложную конструкцию и не позволяет управлять движением каждого

2. Метод создания способа управления ЭТ и его обоснование
Разработка способа управления ЭТ МКМ и его обоснование потребовало проведения математического моделирования, с созданием математической модели движения МКМ с ЭТ управляемой различными способами. В результате была создана математическая модель плоского движения МКМ по твердой опорной поверхности с описанием процессов в пятне контакта колеса и учетом нестационарных характеристик колеса.
На основе полной математической модели плоского движения МКМ для решения частных задач были созданы упрощенные модели, позволяющие значительно ускорить вычисления этих задач. Эти модели в выполнены в программном продукте МАТЬАВ.
В итоге созданные в процессе работы модели позволили решить две задачи, изначально поставленные перед создаваемым способом управления:
1. Описывать поведение МКМ и процессы в пятне контакта колеса с опорной поверхностью в случаях наиболее характерных тяжелых дорожных условий для данного типа МКМ (интенсивный разгон на «миксте», выезд на подъем или уклон, порыв бокового ветра, съезд на обочину и т.д.);
2. Рассчитать потери в ТЭД, редукторах мотор-колес и самих катящихся колесах от сопротивления движению МКМ. Их минимизация особенно важна при движении МКМ по дорогам с усовершенствованным покрытием, где топливная экономичность и эффективность трансмиссии выходит на первый план.
2.1 Общие принципы распределения мощности по колесам
Нельзя не упомянуть об общих требованиях к распределению мощности по колесам. Идеальный механизм распределения мощности между колесами должен обеспечивать:
1. Высокие тягово-динамические свойства ТС, достигаемые при максимальном использовании сил сцепления колес;