Разработка динамической модели механической трансмиссии автомобиля с комбинированной энергетической установкой параллельного типа Текст научной статьи по специальности « Механика и машиностроение»

CC BY

Аннотация научной статьи по механике и машиностроению, автор научной работы — Селифонов В. В., Нгуен Х. Т.

В данной статье представлен метод исследования динамических нагрузок в механической трансмиссии автомобиля с комбинированной энергетической установкой с учетом двух фаз буксования и замыкания фрикционного сцепления. В качестве примера рассмотрены динамические нагрузки в трансмиссии полноприводного автомобиля при трогании с места с приводом ведущих колес от ДВС при резком включении сцепления

Похожие темы научных работ по механике и машиностроению , автор научной работы — Селифонов В. В., Нгуен Х. Т.

Текст научной работы на тему «Разработка динамической модели механической трансмиссии автомобиля с комбинированной энергетической установкой параллельного типа»

электронное научно-техническое издание

НАУКА и ОБРАЗОВАНИЕ

Эя №ФС 77 — 30569. Государственная регистрация №0421100025. ISSN 1994-0406_

Разработка динамической модели механической трансмиссии автомобиля с комбинированной энергетической установкой параллельного типа # 01, январь 2011

авторы: Селифонов В. В., Нгуен Х. Т.

МГТУ «МАМИ» tuannkcn@yahoo. com

Анализ литературных источников [1-4] показывает, что определение динамических нагрузок в трансмиссии автомобиля 4х2 с комбинированной энергической установкой (КЭУ) параллельного типа можно выполнять по модели, изображенной на рис. 1.

Рис. 1 — Динамическая модель трансмиссии автомобиля с КЭУ параллельного типа В модели на рис.1 приняты следующие обозначения: Моменты инерции:

JД — вращающиеся части двигателя, маховика и кожуха ФС;

— электродвигателя; Jm — коробки передач;

JК — колес с шинами;

-поступательно движущаяся масса автомобиля; Коэффициенты жесткости:

сС — валов и зубьев зубчатых колес коробки передач; сТР — остальных узлов трансмиссии; сш — шин;

Коэффициенты демпфирования ЬС — сцепления;

ЬТР — остальных узлов трансмиссии; Ьш — шин.

Передаточные числа *’кп — коробки передач; ^ — главной передачи

Ь — от вала электродвигателя до карданной передачи трансмиссии

МЭ — крутящий момент электродвигателя в тяговом режиме или момент генератора при зарядке;

и МС, М/ и МССП — моменты трения сцепления, сопротивления качению на ведущих колесах и сумма моментов сопротивления подъему и аэродинамического сопротивления.

Дифференциальные уравнения движения для системы (рис. 1) можно записать в следующем виде:

мс МСЗ и (рд -(рС = 0 ; в остальных

случаях оно будет буксовать.

Для фрикционного сцепления транспортных машин момент трения сцепления МС может описывать зависимостью [1, 5]:

где: / — коэффициент трения сцепления; Рпж — усилие, развиваемое на поверхностях трения пружинами нажимного устройства сцепления, Rт — радиус трения.

Следует отметить, что после замыкания увеличение силы РПЖ не влияет на момент, передаваемый сцеплением. При этом момент, передаваемый сцеплением, достигает своего максимального значения МСЗ [5],

Момент МСЗ может быть найден следующим образом:. когда сцепление замыкается, скорость буксования становится равной нулю. Из первого и второго уравнений системы (1) получим:

-1 (мд -мсз)= мсз -миа] ^мсз = — 2д 2с

где: МСЗ — момент, передаваемый сцеплением при замыкании.

Таким образом, в общем случае момент трения сцепления МС в (1) можно записать в следующем виде:

fРПЖRTsign(фд — фС), при буксовании

На рис. 3 показана модель Simulink[7] для расчета динамических нагрузок трансмиссий автомобилей с КЭУ при экстренном разгоне автомобиля с места с приводом ведущих колес от двигателя внутреннего сгорания на сухом асфальте при резком включении сцепления на 2-ой передаче. В качестве модельного образца взята трансмиссия автомобиля со следующими параметрами: 3д=0.36; Зэ=0.2; Зс=0.14; Зкп=0.2; 3к=13; Л=П5 (кг.м2); сс=6200; стр=10000; сш=27000(Нм/рад); Ьс=3; Ьтр=0; Ьш=800 (Нмс/рад).

Рис. 3 — Имитирующая модель SIMULINK для расчета динамических нагрузок трансмиссий автомобилей с КЭУ Начальные условия для расчета: при 1=0; Мд=70Нм; угловая скорость ДВС ^д0=80(рад/с); угловая скорость вала сцепления ^с=0(рад/с); УА=0 км/ч, усилие Рпж задается в виде скачкообразной зависимости:

Г0, при1 1с [Мо тах , ПРи 1 > 1с

где 1с — время включения сцепления; Рпжтах — максимальные усилие, развиваемое на поверхностях трения пружинами нажимного устройства сцепления; МЗ — заданный момент тре-

На рис. 4 и 5 представлены результаты расчёта соответственно при Мстах=100 и Мстах=140(Н.м), время включения ФС 1с=0.2с.

Рис. 4 — Зависимость угловых скоростей Wд, wc, заданного момента трения МЗ, момента МС и упругого момента на ведомом валу сцепления Мис (а) и упругих моментов МТР, Мк (б)

от времени при Мстах=100Нм

Рис. 5 — Зависимость угловых скоростей Wд, wc ,заданного момента трения МЗ, момента МС и упругого момента на ведомом валу сцепления Мис (а) и упругих моментов МТР, Мк (б)

от времени при Мстах=140Нм На рис.4,а и рис.5,а представлены зависимости угловых скоростей вала ДВС wд, и ведомого диска сцепления wc, заданного момента трения сцепления Мз, упругого момента на ведомом валу сцепления Мис и момента Мс от времени. С увеличением максимального мо-

мента трения сцепления уменьшается время буксования сцепления. При моменте трения сцепления Мстах=100 Нм время буксования сцепления составляет 1,75 с, а при увеличении Мстах до 140 Нм время буксования сцепления уменьшается до 0,8 с. На рис. 4,б и рис.5,б представлены результаты расчета упругих моментов в трансмиссиях моста и в колесах.

Полученные результаты расчетов динамических нагрузок в трансмиссии при трогании автомобиля с КЭУ с места с приводом ведущих колес от двигателя внутреннего сгорания (рис.4 — 5) показали соответствие полученных результатов результатам ранее проведенных экспериментов [6]. В частности установлено, что:

1. При трогании автомобиля с места с заданным темпом включения сцепления упругие моменты, возникающие в ветвях трансмиссии автомобиля, являются функцией максимального момента трения сцепления Мстах,

2. После замыкания сцепления (¿^1,75 с на рис 4 а. и ¿^0,8 с на рис 5.а.), моментМС, передаваемый сцеплением (при этом Мс=МсЗ) приблизительно равен крутящему моменту ДВС.

3. Полученные результаты свидетельствуют о практической приемлемости предложенной динамической модели, что позволяет использовать ее при более сложных расчетах, таких, как определение динамических нагрузок в трансмиссии при запуске ДВС с хода, что актуально для автомобилей с комбинированной силовой установкой параллельного типа.

1. Барский И.Б, Шарипов В.М и др. Сцепление транспортных и тяговых машин. М.: Машиностроение, 1989. 344 с.

2. Альгин В.Б, Павловский В.А. Динамика трансмиссии автомобиля и трактора. Мн.: Наука и техника, 1986. 216 с.

3. И.С. Цитович, В.Б. Альгин. Динамика автомобиля. Мн.: Наука и техника, 1981. 191 с.

4. Автомобили: Конструкция, конструирование и расчет. Трансмиссия / А.И. Гришкевич [и др.] Мн.: Выш. шк., 1985. 240 с.

5. Селифонов В.В. Автоматические управление сцепления. М.: МАМИ, 1988. 27с.

6. Петров В.А. Автоматические сцепления автомобилей. М.: Машгиз, 1961. 278 с

7. The MathWorks, Inc. 2002 — Simulink Model-Based and System-Based Design.

Проектирование СТО с разработкой участка по ремонту трансмиссии грузовых автомобилей. Проектирование зоны ТО и ТР СТО

Страницы работы

Фрагмент текста работы

Федеральное агентство по образованию Российской Федерации

Дальневосточный государственный технический университет

(ДВПИ им. В.В. Куйбышева)

ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

к дипломному проекту

на тему: Проектирование СТО с разработкой участка

по ремонту трансмиссии грузовых автомобилей ____

Исполнитель

Студент группы М-3522 (подпись, дата) _____________________

Руководитель

______________________________ (подпись, дата) _____________________

Консультанты: по ___________________ (подпись, дата) _____________________ по ___________________ (подпись, дата) _____________________ по ___________________ (подпись, дата) _____________________ по ___________________ (подпись, дата) _____________________ по ___________________ (подпись, дата) _____________________

______________________ (подпись, дата) _____________________

Рецензент (подпись, дата) _____________________

Глава 1. Аналитическая часть…………………………………………………

1.1. Проектирование зоны ТО и ТР СТО 13:35 города Артема с разработкой участка по ремонту ходовой части агрегатов трансмиссии грузовых автомобилей………………………………….

Глава 2. Технологическая часть……………………………………………….

2.1. Определение годового объёма работ…………………………….

2.2.Определение количества оборудования (рабочих и вспомогательных постов)……………………………………………….

2.3. Расчёт численности работников предприятия……………………

Глава 3. Конструкторская часть …………………………………………….

3.1. Диагностирование ведущих мостов автомобиля КамАЗ-5320…..

3.2. Техническое обслуживание ходовой части автомобиля КамАЗ- 5320………………………………………………………………………

3.3. Ремонт главной передачи среднего моста автомобиля КамАЗ-5320………………………………………………………………………

3.4. Технология восстановления главной передачи автомобиля КамАЗ-5320…………………………………………………………….

3.5. Расчёт основных параметров главной передачи………………….

3.6. Проверочный расчёт вала …………………………………………

Глава 4. Экономическая часть……………………………………………….

4.1. Технологический процесс …………………………………………

4.2. План производства и реализации услуг на участке………………

4.3. Расчёт количества производственных рабочих…………………..

4.4. Расчёт капитальных вложений…………………………………….

4.5. Расчёт стоимости одного ремонта……………………………….

4.6. Эффективность участка по ремонту трансмиссии……………….

Глава 5. Безопасность жизнедеятельности………………………………….

Глава 6. Требования ТБ к ТО и ТР автомобильного транспорта………….

Глава 7. Пожарная безопасность СТО………………………………………..

Список используемой литературы……………………………………………

Введение

Основное назначение транспорта – своевременное, качественное и полное удовлетворение потребностей народного хозяйства и населения в перевозках.

Автомобильный транспорт является наиболее мобильным и универсальным средством коммуникации и занимает важное место в комплексе страны. На его долю приходится свыше 80% всех грузовых и около 80% пассажирских перевозок, примерно 70% трудовых ресурсов, свыше 60% топлив нефтяного происхождения, значительная часть капитальных вложении в основные производственные фонды, более 65% всех транспортных издержек.

В настоящее время автомобильный парк страны пополняется автотранспортными средствами новой конструкции, совершенствуется структура подвижного состава, увеличивается численность дизельного парка, растет число транспортных средств большой грузоподъемности и пассажировместимости импортного производства.

Однако на содержание автотранспортных средств в технически исправном состоянии, обеспечивающем эффективный транспортный процесс, отрасль несет большие ресурсные издержки. Так усложнение конструкций автомобилей приводит, как правило, к увеличению объема работ по диагностике, техническому обслуживанию и ремонту, к росту затрат на обеспечение работоспособности, что приводит к снижению его производительности и повышению себестоимости перевозок. Для того чтобы использование автомобиля было рентабельным в течение всего периода эксплуатации, его необходимо подвергать определенному комплексу технических воздействий. Ограниченные возможности постоянного контроля технического состояния автомобиля непосредственно в процессе эксплуатации приводит к тому, что развивающиеся дефекты обнаруживаются, лишь когда они проявляются значительно. Дефекты, связанные с относительно небольшим снижением мощности, увеличением расхода топлива, повышением токсичности выхлопа, деформация ходовой части, снижение эффективности тормозов, могут быть не замечены даже опытным водителем. Такого рода дефекты на стадии их зарождения можно обнаружить только с помощью диагностирования, которое позволяет своевременно выявлять и устранять неисправности, возникающие в механизмах и агрегатах автомобиля, или причины которые могут повлечь за собой неисправности.

Техническое обслуживание является предупредительным мероприятием, направленным на предупреждение возникновения и развития неисправностей, аварийных износов и поломок деталей. Таким образом обеспечивается надежность и эффективная эксплуатация автомобилей, этим и объясняется актуальность выбранной мною темы.

Целью дипломного проекта является создание конкурентоспособного предприятия по техническому обслуживанию и ремонту грузовых автомобилей.

Задачами дипломного проекта являются:

— разработка технологии технического обслуживания и ремонта автомобилей;

— расчет производственной программы СТО;

— расчёт зоны ТО и ТР автомобилей;

— расчёт участка по ремонту ходовой части автомобилей;

— подбор оборудования для проектируемого участка;

— обеспечение соответствия нормам охраны труда и пожарной безопасности;

— расчет основных технико-экономических показателей.

Глава 1. Аналитическая часть

1.1. Проектирование зоны ТО и ТР СТО 13:35 г.Артёма с разработкой участка по ремонту ходовой части и агрегатов трансмиссии грузовых автомобилей

В ходе конкурентной борьбы за клиента подобные предприятия стремятся улучшить, расширить, повысить качество обслуживания различными способами. Постоянно проводятся мероприятия по повышению квалификации работников, внедряются новейшие технологии ремонта, обновляется оборудование и инструмент, пополняется спектр услуг оказываемых клиенту. Все эти меры направлены на уменьшение времени обслуживания (или ремонта), повышение качества проводимых работ, снижение себестоимости ремонта.

Несмотря на то, что в России, сегодня, появилось большое количество автотранспортных предприятий, очень трудно найти СТО, в котором бы грамотно и качественно обслужили или отремонтировали автомобиль квалифицированные специалисты. Исходя из этого, спроектируем зону технического обслуживания и ремонта автомобильного парка на базе ликвидирующегося автотранспортного предприятия г. Артёма, с разработкой участка по ТО и ремонту агрегатов трансмиссии и ходовой части грузовых автомобилей. Проектируемое СТО 13:35 города Артёма будет иметь статус общества с ограниченной ответственностью. Специализацией СТО будет является ТО и ТР автомобилей КАМАЗ и других грузовых автомобилей как отечественного, так и зарубежного производства. Предполагаемые клиенты СТО – это АТП не имеющие производственной базы для ТО и ТР парка подвижного состава. Проектирование начнём с составления примерного перечня работ, которые будут выполняться на постах СТО:

1. все виды технического обслуживания автомобилей;

2. ремонт автомобилей;

3. диагностика и ремонт ходовой части, тормозной системы и трансмиссии автомобиля.

Исходя из составленного перечня, выбираем и проектируем посты

http://cyberleninka.ru/article/n/razrabotka-dinamicheskoy-modeli-mehanicheskoy-transmissii-avtomobilya-s-kombinirovannoy-energeticheskoy-ustanovkoy-parallelnogo
http://vunivere.ru/work71439