Снижение динамических нагрузок от крутильных колебаний в трансмиссии автомобиля с помощью совмещенного стартер-генератора

• Автор: Уфимцев, Алексей Сергеевич
• Шифр специальности: 01.02.06, 05.05.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2002
• Место защиты: Челябинск
• Количество страниц: 153 с. : ил

ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА 1. ИССЛЕДОВАНИЕ КРУТИЛЬНЫХ КОЛЕБАНИЙ В ДВИГАТЕЛЯХ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ

1.1. Уравнения крутильных колебаний элементов двигателя

внутреннего сгорания

1.2. Вывод уравнений для нахождения приближенных

решений нелинейной системы уравнений

1.3. Анализ одночастотного стационарного режима системы.

1.3.1. Зависимость амплитуды и фазы стационарных колебаний

от частоты вращения коленвала.

1.3.2. Устойчивость стационарных решений

1.4. Количественная оценка амплитуды крутильных колебаний элементов двигателя внутреннего сгорания при одночастотном стационарном режиме.
1.5. Количественная оценка амплитуды крутильных колебаний элементов двигателя внутреннего сгорания при одночастотных нестационарных режимах
Г ЛАВА 2. ИССЛЕДОВАНИЕ КРУТИЛЬНЫХ КОЛЕБАНИЙ В ДИНАМИЧЕСКОЙ СИСТЕМЕ АВТОМОБИЛЯ.
2.1.остроение приближенных олночастотных решений нелинейной системы дифференциальных уравнений, описывающей кру тильные колебания элементов динамической системы автомобиля
2.1.1. Уравнения крутильных колебаний динамической
системы автомобиля
2.1.2. Нахождение одночастотных приближенных решений нелинейной системы уравнений.
2.1.3. Анализ одночастотных стационарных режимов колебаний
2.1.3.1. Зависимость амплитуд и фаз стационарных колебаний
от частоты вращения коленвала
2.1.3.2. Устойчивость стационарных решений
2.1.3.3. Построение ампли гудно частотных характеристик системы и определение устойчивости одночастотных стационарных режимов
2.1.4. Поведение ДВС с трансмиссией при изменении частоты
вращения вала
2.2. Построение приближенных многочастотных решений нелинейной системы дифференциальных уравнений, описывающей крутильные колебания динамической
модели автомобиля.
2.2.1. Уравнения крутильных колебаний элементов трансмиссии.
2.2.2. Построение приближенных многочастотных решений.
2 Многочастотный стационарный режим
2.2.3.1. Зависимость амплитуд стационарных колебаний от частоты вращения коленвала
2.2.3.2. Асимптотическая устойчивость стационарных
решений
2.2.3.3. Численный расчет
2.3. Влияние момента инерции маховика на амплитуды
крутильных колебаний динамической системы автомобиля
2.4. Зависимость между неравномерностью крутящего момента, неравномерностью вращения маховика и амплитудами
крутильных колебаний элементов трансмиссии
ГЛАВА 3. СНИЖЕНИЕ ДИНАМИЧЕСКИХ НАГРУЗОК ОТ КРУТИЛЬНЫХ КОЛЕБАНИЙ В ТРАНСМИССИИ ПУТЕМ ПРИМЕНЕНИЯ СТАРТЕРГЕНЕРАТОРА
3.1. Уравнения крутильных колебаний с учетом стартер
генератора .
3.2. Постановка задачи выбора момента управления, создаваемого стартергенератором для снижения нагрузок в
элементах трансмиссии
3.3. Выбор момента управления при отсутствии
ограничений на мощность стартергенератора.
3.4. Выбор момента управления при наличии
ограничений на мощность сгартергенератора.
3.5. Численный расчет влияния момента управления на уменьшение амплитуд колебаний н на уменьшение неравномерности
суммарного крутящего момента.
ГЛАВА 4. СНИЖЕНИЕ ШУМА РАБОТЫ ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ И МЕХАНИЧЕСКОЙ ТРАНСМИССИИ ПУТЕМ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ
СТАРТЕР ГЕН ЕРА ЮРА
ГЛАВА 5. СХЕМА УСТАНОВКИ, ОПИСАНИЕ РАБОТЫ СОВМЕЩЕННОГО СТАРТЕРГЕНЕРАТОРА
5Л. Блоксхема совмещенного стартергенера гора
5.2. Общий принцип работы совмещенного стартергенератора
при снижении динамических нагрузок.
5.3. Описание эксперимента но моделированию совмещенного
стартергенератора.
5.4. Динамика совмещенного стартергенератора
ЗАКЛЮЧЕНИЕ.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ


Нахождение влияния момента инерции маховика на амплитуды крутильных колебаний элементов ДВС и трансмиссии и на равномерность вращения маховика для оценки изменения параметров систем при установке на маховик кольца с постоянными магнитами, играющего роль ротора для вентильного ССГ. Нахождение зависимости между неравномерностью крутящего момента, неравномерностью вращения маховика и амплитудами крутильных колебаний элементов динамической системы автомобиля для выработки критерия снижения динамических нагрузок. Выбор типа и компоновка ССГ. Описание принципов его работы. Нахождение вида управляющих крутящих моментов, создаваемых вентильным ССГ, позволяющих снижать динамические нагрузки, вызванные крутильными колебаниями в трансмиссии, при отсутствии и при наличии ограничений на мощность ССГ. Построение количественных оценок амплитуд колебаний в динамической системе автомобиля при использовании различных законов управлений ССГ. Нахождение вида управляющих воздействий, создаваемых ССГ и позволяющих уменьшать шум работы ДВС путем снижения амплитуд колебаний двигателя в плоскости осей цилиндров, вызванных, главным образом, наличием несбалансированных сил инерции, действующих со стороны поршней на опоры двигателя. ССГ между ДВС и трансмиссией. Затем с помощью асимптотических методов находятся аналитические выражения приближенных одночастотных и многочастотных колебательных решений для построенных нелинейных моделей. Эти выражения наглядно отражают влияние на поведение различных элементов системы как отдельных параметров, так и их совокупности с учетом имеющихся взаимосвязей, используются для целенаправленного анализа системы, для обоснования предлагаемых способов снижения динамических нагрузок и шума, определения вида управляющего момента, создаваемого ССГ для снижения динамических нагрузок и шума в динамической системе автомобиля, а также для формирования требований к параметрам данног о ССГ. Выражения, описывающие одночастотные и многочастотные, стационарные и нестационарные режимы крутильных колебаний нелинейной модели 4х цилиндрового ДВС и механической трансмиссии автомобиля, построенные с учетом комплекса нелинейностей жесткостей и демпфирования на всех участках расчетной схемы, зависимости моментов демпфирования от частоты и амплитуды колебаний, возмущений от ДВС и дороги, а также управляющего воздействия от ССГ. Полученные зависимости облегчают изучение динамики нелинейных систем, позволяют на этапе проектирования получать более достоверные качественные и количественные результаты, избегать возможность появления недопустимых величин динамических напряжений в элементах конструкции ДВС и трансмиссии, разрабатывать требования к параметрам ССГ и находить вид управляющих воздействий ССГ для снижения нагрузок. Методика нахождения величин коэффициентов внутреннего демпфирования и его нелинейностей индивидуально для каждого участка расчетной схемы с учетом амплитуды, частоты колебаний и конструкции элементов расчетной схемы. Данная методика позволяет получать более достоверные оценки величин динамических напряжений на резонансных режимах. Способы снижения с помощью ССГ динамических на1рузок от крутильных колебаний и шума в ДВС и трансмиссии автомобилей путем увода частоты вращения коленвала из резонансной зоны и путем создания компенсирующего момента. Выбор типа ССГ на базе вентильного двигателя с позиционной коммутацией, компоновка ССГ в картере сцепления применительно к автомобилю ГАЗ без существенных изменений конструкции двигателя и трансмиссии. Применение предложенного встраиваемого в картер сцепления ССГ позволяет избежать случаев развития опасных резонансных явлений, повысить надежность и ресурс ДВС, трансмиссии и автомобиля в целом. Обоснованность и достоверность научных положений, выводов н рекомендаций корректным использованием в работе апробированных методов исследования нелинейных колебательных систем, использованием известных экспериментальных данных по определению декрементов затухания для нахождения коэффициентов демпфирования, совпадением ряда результатов, полученных автором, с известными теоретическими и экспериментальными данными.