Разработка методики оптимизации законов управления автоматической трансмиссией полноприводного автомобиля по ряду эксплуатационных показателей

• Автор: Гусаков, Дмитрий Николаевич
• Шифр специальности: 05.05.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2010
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 193 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
Оглавление
Введение
1. Состояние проблемы и задачи исследования
1.1. Предмет исследования
1.2. Анализ существующих решений в области регулирования сил тяги на колесах полноприводных автомобилей
1.2.1. Гидрообъемные трансмиссии
1.2.2. Электрические трансмиссии
1.2.3. Альтернативные решения для задачи регулирования касательных реакций на колесах автомобиля
1.3. Обзор научных достижений в области оптимизации параметров автомобильной техники
1.4. Критерии оценки управляемости и устойчивости автомобиля
1.5. Цель и задачи диссертации
2. Расчетная модель автомобиля
2.1. Выбор системы координат. Дифференциальные уравнения движения многомассовой системы
2.2. Вычисление моментов и произведений инерции колес относительно системы координат, жестко связанной с кузовом
2.3. Внутренние силы системы
2.4. Потенциальная энергия и диссипативная функция системы. Вывод уравнений Лагранжа в окончательном виде
2.5. Метод, используемый для определения реакций в пятне контакта колеса с опорной поверхностью
2.6. Описание работы гидропривода. Уравнения, описывающие работу трансмиссии
2.7. Алгоритм работы математической модели
2.8. Выводы но разделу
3. Экспериментальные исследования
3.1. Цель и задачи экспериментального исследования. Объект исследований. Программа испытаний. Обоснование выбора характерных режимов работы трансмиссии
3.2. Описание оборудования, использованного для проведения замеров при
экспериментальных исследованиях
3.3. Сводные результаты экспериментальных исследований

3.4. Выводы по результатам проведения исследовательской программы по оценке влияния схемы привода полноприводного автомобиля, оборудованного трансмиссией с индивидуальным подводом мощности к колесам, на показатели его управляемости
3.5. Сверка работы математической модели с результатами экспериментальных исследований. Оценка адекватности модели по критерию Фишера
4. Оптимизация законов управления трансмиссией полноприводных автомобилей с индивидуальным подводом мощности к колесам
4.1. Краткое обоснование выбранного метода оптимизации и обзор программного обеспечения
4.2. Постановка оптимизационной задачи, определение критериев и параметров оптимизации
4.3. Взаимосвязь параметров оптимизационной задачи и параметров работы гидрообъемной трансмиссии
4.4. Анализ результатов решения задач оптимизации
4.5. Выводы и рекомендации по результатам проведения оптимизационного исследования влияния законов управления гидрообъемной трансмиссией на показатели управляемости, устойчивости и топливной экономичности автомобиля
5. Основные результаты исследований и выводы
Литература
Приложения
Приложение 1. Акт внедрения в опытную эксплуатацию в ОАО «НАМИ-Сервис» расчетной методики оптимизации распределения сил тяги по колесам полноприводного автомобиля по ряду эксплуатационных
показателей
Приложение 2. Акт внедрения в учебный процесс кафедры «Автомобили» МГТУ «МАМИ» результатов и методики исследования трансмиссии с гибким
интеллектуальным приводом
Приложение 3. Акт внедрения в образовательную программу кафедры «Автомобили» МАДИ (ГТУ) научного подхода и результатов исследования гидрообъемной трансмиссии полноприводного автомобиля

Введение
В современном автомобилестроении прослеживаются тенденции повышения мощности двигателей, что сопровождается проблемами эффективной реализации возросших тяговых возможностей автомобиля. Это неминуемо ставит задачи разработки полноприводных трансмиссий и улучшения их характеристик. Очевидно, что при таких схемах появляется возможность улучшения показателей проходимости, управляемости и устойчивости, топливной экономичности автомобиля за счет оптимального распределения сил тяги. Работы в этих направлениях ведутся научными школами и инженерными центрами многих стран. Как правило, поиск улучшенных решений распределения касательных реакций ведется в узкоспециализированных прикладных задачах — оптимизация управляемости (в классе легковых автомобилей) или проходимости (в классе полноприводных автомобилей). Ценность существующих решений в данных областях не вызывает сомнения, однако комплексная задача по улучшению различных свойств автомобиля за счет оптимальных законов управления параметрами полноприводных автоматических трансмиссий на текущий момент недостаточно изучена.
При определении эффективности необходимо рассматривать несколько групп свойств, включая такие важные характеристики автомобиля, как управляемость, устойчивость и топливная экономичность. В ходе предварительных теоретических и экспериментальных исследований установлено, что на эти свойства автомобиля влияет закон распределения мощности между ведущими колесами. Данное направление исследований в современной прикладной науке представляет значительный интерес, поскольку открывает дополнительный ресурс для улучшения потребительских свойств автомобиля.
Продиктованные рыночной экономикой и общим научно-техническим прогрессом, в настоящее время перед инженерами стоят задачи создания автомобилей с повышенными потребительскими свойствами, в том числе, с автоматизированным управлением максимально возможным количеством систем автомобиля. Это позволит исключить или компенсировать ошибки водителя, тем самым, повышая безопасность и эффективность транспортного средства, и снизить влияние человеческого фактора в системе «Водитель - автомобиль - дорога».
В данной работе изучается возможность повышения комплекса эксплуатационных свойств автомобиля за счет оптимизации управления силами тяги при криволинейном движении. В наибольшей степени этой задаче отвечает полноприводный автомобиль с возможностью независимого регулирования передаваемых на колеса моментов. Необходимо отметить, что в классе тяжелых многоосных автомобилей свойствам управляемости, устойчивости и топливной экономичности обычно придается второстепенное значение ввиду как малочисленности

Задачи, которые необходимо при этом решить:
1. Разработать алгоритм и задачи многокритериальной оптимизации полноприводного автомобиля с индивидуальным подводом мощности к ведущим колесам по выбранным критериям управляемости и устойчивости, с учетом параметрических, функциональных и критериальных ограничений.
2. Разработать обобщенную математическую многомассовую модель движения многоосного полноприводного автомобиля, адаптированную к проведению оптимизационных процедур.
3. Составить математическое описание работы трансмиссии с индивидуальным подводом мощности к ведущим колесам и согласовать его с общей моделью автомобиля.
4. Сформировать набор критериев, позволяющих оценить свойства управляемости, устойчивости и топливной экономичности, применительно к заданной области исследования.
5. Реализовать математические модели и методику в виде пакета прикладных программ для ЭВМ, оценить адекватность разработанной модели.
6. Провести аналитические и экспериментальные исследования, установить границы влияния управляющих параметров на исследуемые свойства, выявить корреляцию отдельных показателей (критериев), сформулировать общие рекомендации по управлению трансмиссией с индивидуальным подводом мощности к ведущим колесам исходя из условий эксплуатации автомобиля.
7. На основании решения задачи оптимизации параметров гидрообъемной трансмиссии при криволинейном движении автомобиля разработать общие рекомендации по выбору законов управления сю.