Методика оценки точности реакций межколесных механизмов распределения мощности на условия движения колесной машины
На правах рукописи
Потапов Павел Викторович МЕТОДИКА ОЦЕНКИ ТОЧНОСТИ РЕАКЦИЙ МЕЖКОЛЕСНЫХ МЕХАНИЗМОВ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ МОЩНОСТИ НА УСЛОВИЯ ДВИЖЕНИЯ КОЛЕСНОЙ МАШИНЫ 05.05.03 – Колесные и гусеничные машины
Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук
Волгоград – 2013
Работа выполнена на кафедре «Автомобиле- и тракторостроение» в Волгоградском го сударственном техническом университете.
Научный руководитель доктор технических наук, профессор Ляшенко Михаил Вольфредович.
Официальные оппоненты: Кузнецов Николай Григорьевич доктор технических наук, профессор, Волгоградский государственный аграрный уни верситет, кафедра «Математическое моделирова ние и информатика», профессор;
Колосов Игорь Валериевич кандидат технических наук, ООО "Автоплюс" (Volvo, Hyundai), директор.
Ведущая организация ФГБОУ ВПО "Курганский государственный уни верситет".
Защита состоится «25» октября 2013 г. в 1000 часов на заседании диссертационно го совета Д 212.028.03 при Волгоградском государственном техническом университете по адресу: 400005, г. Волгоград, пр. Ленина, 28, ауд. 209.
С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Волгоградского государствен ного технического университета.
Автореферат разослан «» сентября 2013 г.
Ученый секретарь диссертационного совета Ожогин Виктор Александрович
ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ
Актуальность работы. Рост требований к техническому уровню транспортных средств (ТС) обусловливает необходимость их дальнейшего совершенствования, в част ности улучшения их тягово-экономических характеристик и показателей управляемо сти.
Тягово-экономические характеристики ТС определяются, в значительной мере, эффективностью процесса преобразования в его трансмиссии силового потока, идущего от двигателя. Одним из элементов преобразования силового потока в трансмиссии явля ется его распределение по ведущим колесам с помощью межколесных механизмов рас пределения мощности (ММРМ).
Созданием, совершенствованием и исследованиями ММРМ занимались многие ученые, среди которых А.Х. Лефаров, А.Ф. Андреев, В.В. Ванцевич, А.А. Полунгян, А.В. Котовсков, В.П. Тарасик, В.В. Гуськов, Дж. Вонг, Кузнецов Н.Г. и др.* На сегодняшний день известно большое число конструкций и схем ММРМ, каж дая из которых имеет свои преимущества и недостатки. Нерациональный выбор типа ММРМ может приводить к существенным потерям мощности. Так, например, для ко лесных тракторов потери мощности на буксование вследствие неидеального распреде ления ее по ведущим колесам могут достигать 30 %. Для минимизации этих потерь, ММРМ должен соответствовать типичным условиям движения ТС. В связи с выше ска занным весьма актуальным является создание методики, позволяющей анализировать эффективность работы различных типов ММРМ в заданных условиях эксплуатации, и осуществлять выбор наиболее рационального из них.
Степень разработанности темы исследования. Выделяют ряд основных харак теристик работы ММРМ, которые являются определяющими для оценки эффективности машины. Можно говорить о двух оценочных параметрах: оптимальности распределения ведущего момента двигателя между колесами и обеспечении оптимальных скоростей колес в различных условиях движения. Существуют различные конструктивные и про граммные способы реализации этих оценочных параметров.
На настоящий момент известно большое число ММРМ, имеющих различные принципы функционирования, обеспечиваемые конструкцией. В литературе по теории трактора и автомобиля предлагаются разные критерии для оценки работы упомянутых механизмов. Однако эти критерии не могут быть использованы для сравнительного ана лиза работы механизмов, функционирующих по разному принципу.
Целью работы является создание методики оценки точности реакций ММРМ на условия движения колесной машины.
Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:
1. Выполнить анализ существующих конструкций ММРМ.
* Автор выражает особую благодарность канд. техн. наук, доценту кафедры «Автомобиле- и тракторостроение» ВолгГТУ Котовскову А.В. за научные консультации по разделам диссертации.
2. Обосновать параметры оценки точности реакций ММРМ на заданные условия движения колесной машины.
3. Разработать динамическую модель колесной машины, включающую модели различных типов ММРМ и имитирующую разные условия профильной и опорной про ходимости.
4. Выполнить экспериментальную проверку адекватности созданной модели.
5. Подтвердить эффективность предлагаемой методики на основе анализа работы известных ММРМ и дать рекомендации по их использованию и совершенствованию их конструкций.
Объектом исследования являются ММРМ тяговых и транспортных колесных машин, предназначенных для движения в различных условиях опорной и профильной проходимости.
Научная новизна работы заключается в следующем:
1. Предложена новая методика оценки точности реакций ММРМ на условия дви жения колесной машины.
2. Создана динамическая модель колесной машины, включающая модели различ ных типов ММРМ и имитирующая разные условия профильной и опорной проходимо сти.
3. Проведен сравнительный анализ работы различных ММРМ, получены показа тели эффективности их работы.
Теоретическая значимость работы заключается в дополнении теории колесных машин методикой оценки точности реакций ММРМ на условия движения колесной ма шины.
Практическая ценность:
1. Применение методики оценки точности реакций ММРМ на условия движения колесной машины в конструкторских бюро позволяет проектировать машины с улуч шенными тягово-экономическими характеристиками.
2. Разработаны рекомендации по применению различных типов ММРМ на колес ных машинах разного назначения;
3. Предложены новые технические решения ММРМ.
Методы исследования. При расчетных исследованиях движения ТС, а также со путствующих этому процессов использовались методы компьютерного моделирования при использовании возможностей программного комплекса Matlab и его пакета Simulink, а также методы и закономерности, используемые в курсах теории автомобиля и трактора.
На защиту выносятся следующие положения:
1. Методика оценки точности реакций ММРМ на условия движения колесной машины.
2. Динамическая модель колесной машины, включающая модели различных ти пов ММРМ и имитирующая разные условия профильной и опорной проходимости.
3. Рекомендации по применению различных ММРМ на колесных машинах разно го назначения.
Достоверность полученных результатов обусловлена использованием фунда ментальных физических законов механики, статики и динамики, а также закономерно стями из теории машин и механизмов, используемыми при разработке математических моделей;
соответствием результатов моделирования практическим данным, полученным из результатов натурных экспериментов и исследований других авторов.
Апробация работы. Основные положения и результаты диссертационной работы в 2009-2013 г.г. были представлены на 14 внутренних, региональных, всероссийских и международных научно-технических конференциях, в том числе: Международная кон ференция «Прогресс транспортных средств и систем – 2009», октябрь 2009 г., Волго град, ВолгГТУ;
Региональная научно-практическая студенческая конференция «Городу Камышину – творческую молодёжь» (посвящается 15-летию Камышинского технол. ин та (филиала) ВолгГТУ), 22-23 апр. 2009 г., Камышин;
Юбилейный смотр-конкурс науч ных, конструкторских и технологических работ студентов ВолгГТУ, 11-14 мая 2010 г., Волгоград;
Международная научно-техническая конференция Ассоциации автомобиль ных инженеров (ААИ) «Автомобиле- и тракторостроение в России: приоритеты разви тия и подготовка кадров», посвященная 145-летию МГТУ "МАМИ", 2010 г., Москва;
XIV региональная конференция молодых исследователей Волгоградской области, 10- нояб. 2009 г., Волгоград, ВолгГТУ;
Всероссийская научно-техническая конференция «Проектирование колёсных машин», посвященная 100-летию начала подготовки инже неров по автомобильной специальности в МГТУ им. Н.Э. Баумана, 25-26 дек. 2009 г., Москва;
30th Anniversary Seminar of the Students` Association for Mechanical Engineering 11-13 мая 2011 г., Варшава;
Всероссийская научно-техническая конференция «Совре менная техника и технологии: проблемы, состояние и перспективы», 23-25 нояб. 2011 г., Рубцовск;
XVI региональная конференция молодых исследователей Волгоградской об ласти, 8-11 ноября 2011 г., Волгоград, ВолгГТУ;
Ежегодные внутривузовские научные конференции (2009-2013), Волгоград, ВолгГТУ.
Публикации. По теме диссертации опубликовано 19 печатных работ, из них 6 в изданиях, рекомендованных ВАК. По теме работы получено 5 патентов РФ на полезную модель.
Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, пяти глав, заключения, списка литературы. Объем диссертации составляет 116 страниц, включая 37 рисунков, 5 таблиц, а также список литературы из 110 наименований.
ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ
Во введении обоснована актуальность темы диссертации, сформулированы цель и задачи исследования, выделены основные положения и результаты работы, имеющие научную новизну и практическую значимость.
В первой главе представлен анализ существующих технических решений, кото рый позволил выявить основные ММРМ, применяющиеся в колесных машинах разных типов. На его основе определены кинематические и силовые соотношения для различ ных ММРМ, которые необходимы для их дальнейшего анализа. Таким образом, опреде лены свойства простого дифференциала, блокированного дифференциала, самоблоки рующегося дифференциала, вязкостной муфты и т.д.
Кроме того, сформулированы основные понятия, определяющие подход к описа нию работы ММРМ, к анализу их работы. Показано, что любой ММРМ должен выпол нять две основные функции – дифференциальную и распределительную.
Дифференциальная функция заключается в том, что механизм должен обеспечи вать возможность колесам ведущего моста вращаться с разными угловыми скоростями в соответствии с неравными проходимыми путями. Необходимость выполнения данной функции обусловлена тем, что колеса моста могут иметь кинематическое несоответст вие, которое возникает по ряду причин. Выполнен обзор возможных причин возникно вения кинематического несоответствия: поворот колесной машины, макро- и микроне ровности профиля дороги, неравные радиусы колес из-за разного износа протектора, не одинакового давления воздуха.
Распределительная функция заключается в том, что ММРМ должен распределять ведущий момент от двигателя между ведущими колесами пропорционально сопротив лениям (касательным реакциям) на них. Необходимость выполнения данной функции определяется тем, что колеса ведущего моста могут работать в условиях неравных нор мальных нагрузок, двигаться по поверхностям с разными коэффициентами сцепления, иметь разные износ и состояние протектора.
По работам других авторов проведен обзор подходов к оценке влияния ММРМ на эффективность и тягово-экономические параметры машины. Сделан обзор существую щих параметров сравнительной оценки различных ММРМ. Так, на основании обзора работ, связанных с исследованиями по теме диссертации, авторов Кавериной Э.В., Ефи мова А.В., Келлера А.В. и других сделан вывод, что единых удобных параметров для сравнительной оценки работы МРМ различных конструкций не предложено. Анализ ис точников по теории автомобиля и трактора, а также ряда ссылок на практические ре зультаты позволяет сделать вывод о том, что единого мнения о применимости различ ных ММРМ в тех или иных условиях на колесных машинах разных назначений не су ществует, так же, как и методов сравнительного анализа механизмов различных конст рукций.
В качестве параметра для оценки эффективности работы ММРМ предлагается ис пользовать коэффициент полезного действия, отражающий потери на буксование колес (КПД буксования), обоснование применения которого приводится в работах Лефаро ва А.Х. и Андреева А.Ф., и который в своей работе использует Ефимов А.В.
На основании проведенного обзора и сделанных выводов сформулированы задачи исследования.
Во второй главе описывается предлагаемая методика оценки точности реакций ММРМ на условия движения колесной машины.
Условия движения колесной машины задаются через различие путей, которые ко лесам ведущего моста предстоит проходить в случаях криволинейного движения и дви жения по неровному профилю дороги (с чем связано выполнение дифференциальной функции), и различие сил сопротивления, возникающих на этих колесах со стороны до роги (с чем связано выполнение распределительной функции). При задании различия сил сопротивления будем исходить из условия равного буксования колес при преодоле нии ими заданного суммарного сопротивления, поскольку силы сопротивления на коле сах зависят от текущих значений буксования последних. Также сделано допущение о том, что колесная машина движется равномерно.
Условия движение оцениваются двумя параметрами:
– асимметрией проходимых колесами путей:
S Л S П V Л t V П t V Л V П AS = = =, (1) S т Vт t Vт где V Л и V П – действительные скорости левого и правого колес;
Vт = V Л при VЛ VП, иначе Vт = VП ;
– асимметрией сил сопротивления на колесах PКЛ PКП AP =, (2) PКт где PКЛ и PКП – касательные силы тяги на левом и правом колесах моста, числен но равные сопротивлениям, приложенным к одинаково буксующим колесам;
PКт = PКЛ при PКЛ PКП, иначе PКт = PКП.
Касательные силы тяги могут быть представлены как PКЛ = КЛ Л G M = ФЛ GМ ;
(3) PКП = КП П GM = ФП GМ, (4) где КЛ и КП – текущие значения коэффициентов сцепления одинаково буксую щих левого и правого колес, зависящие от величины этого буксования;
Л и П – коэф фициенты нормальной нагрузки соответственно левого и правого колес;
ФЛ и ФП назо вем факторами тяги левого и правого колес;
GМ –- нормальная нагрузка на ведущий мост.
Видно, что асимметрия сопротивлений на одинаково буксующих колесах возни кает, если они работают в условиях неодинаковых тяговых возможностей, то есть когда факторы тяги не равны между собой (Ф Л ФП ). Причиной этого может быть как нера венство текущих значений коэффициентов сцепления колес, так и неравенство текущих значений коэффициентов нормальных нагрузок на них.
Параметры для оценки работы ММРМ:
– асимметрия окружных скоростей колес VТЛ VТП AV = (5), VТт где VТЛ и VТП – теоретические окружные скорости левого и правого колес;
VТт = VТЛ при VТЛ VТП, иначе VТт = VТП ;
– асимметрия крутящих моментов на полуосях МЛ МП AМ = (6), Мт где М Л и М П – крутящие моменты на левой и правой полуосях ММРМ;
М т = М Л при М Л М П, иначе М т = М П.
Действительные скорости колес V Л и V П выразим через теоретические окружные:
V Л = VТЛ (1 Л ) ;
V П = VТП (1 П ), (7) где Л и П – коэффициенты буксования левого и правого колес моста.
Если подставить выражения (7) в формулу (1), то можно убедиться, что при рав ном буксовании колес ( Л = П ) будет иметь место равенство AS = AV. Отсюда справед ливо и другое утверждение, что при равенстве асимметрий AV = AS колеса моста рабо тают с одинаковым буксованием.
Итак, если ММРМ, реагируя на изменение соотношения действительных скоро стей поступательного движения осей колес, обеспечивает последним возможность из менять соотношение своих окружных скоростей ( AV ) в точном соответствии с измене нием соотношения их действительных скоростей ( AS ), то он тем самым точно выполня ет первую (дифференциальную) функцию.
Выразим моменты на полуосях ММРМ следующим образом:
(8) М Л = PKЛ r /(i КП КП ) = КЛ Л G М r /(i КП КП ) = Ф Л G М r /(i КП КП ) ;
* * * М П = PKП r /(i КП КП ) = КП П G М r /(i КП КП ) = Ф П G М r /(i КП КП ), * * * (9) где PKЛ и PKП, КЛ и КП, ФЛ и ФП – касательные силы тяги, текущие значения * * * * * * коэффициентов сцепления, факторы тяги соответственно левого и правого колес, обу словленные работой данного ММРМ, при которой в заданных условиях движения бук сование колес может быть и неодинаковым;
i КП и КП – передаточное число и коэффи циент полезного действия конечной передачи.
Если ММРМ не может точно выполнить первую (дифференциальную) функцию ( AV AS ), то буксование колес будет неодинаковым ( Л П ), в результате будут иметь место неравенства:
(10) Ф Л Ф Л, ФП Ф П * * и, как следствие, AM AP.
ММРМ точно выполняет первую функцию ( AV = AS ), то буксо И наоборот, если М вание колес, как уже отмечалось будет одинаковым ( Л = П ), и неравенства (10) пре отмечалось, вращаются в равенства. В результате получим, что AМ = AP, что указывает на точность выполнения механизмом и второй (распределительной) функции.
функции Параметры AS и AP, характеризующие условия движения, могу сочетаться друг движения могут с другом в разных соотношениях Каждое конкретное соотношение можно представить соотношениях.
геометрически в виде точки на плоскости в прямоугольной системе координат, вдоль оси абсцисс которой откладывается асимметрия AS, а вдоль оси ординат – AP. Начало координат соответствует величинам AS = 0 и AP = 0. Совокупность всех точек со все возможными координатами AS и AP в пределах от –1 до 1 образует фигуру abcd в виде квадрата, которую назовем полем возможных реализаций условий движения ведущих колес машины (Рис. 1).
b a 1 АP, AM 0. АS, AV -1 -0.5 0 0.5 c -0. - d c Самоблок Вискомуфта Гидромуфта Блокированный диф.
Простой дифференциал Рис. 1– Дифференциально Дифференциально-распределительные характеристики различных механизмов на поле возможных реализаций условий движения Реагируя на эти условия, ММРМ будет изменять свою работу, обеспечивая опре условия работу деленные соотношения параметров AV и AM, которые можно также представить геомет рически точкой с координатами AV и AM, отложенными соответственно вдоль оси абс цисс и оси ординат. Совокупность всех возможных соотношений асимметрий окружных ординат скоростей колес AV и крутящих моментов на полуосях AM, обеспечиваемых конкрет ным межколесным МРМ, назовем дифференциально-распределительной характеристи распределительной кой этого механизма.
Если точка, характеризующая дифференциальную и распределительную функции ММРМ, обусловленные его реакцией на конкретные условия движения, и имеющая ко ординаты AV и AМ, совпадает с точкой, характеризующей условия движения и имеющей координаты AS и AP, то это свидетельствует о том, что ММРМ действует адекватно ус ловиям движения, точно выполняя обе функции, то есть обеспечивая равенства AV = AS и AМ = AP.
Существенное несовпадение этих точек, которое можно оценивать отдельно по оси абсцисс и оси ординат, указывает на неадекватность действий ММРМ, проявляю щуюся в неточном выполнении им дифференциальной и распределительной функций, что сказывается на ухудшении тягово-скоростных качеств и поворачиваемости машины.
На рисунке 1 изображены дифференциально-распределительные характеристики нескольких известных механизмов, полученные с помощью использования предлагае мой методики на простой математической модели. Характеристики каждого из меха низмов представляют собой некую кривую, что означает точную реакцию механизма на условия движения только в точках, лежащих на этой кривой.
В третьей главе выполняется проверка влияния неустановившегося режима дви жения на работу ММРМ. Данная проверка обусловлена сделанным в методике допуще нием о равномерности движения колесной машины. Для проверки моделируется разгон колесной машины, оснащенной блокированным и простым дифференциалом.
Динамическая модель колесной машины описывается системой уравнений:
J e e = Me M TP / iTP && J = M M M && KD K TP F R J FK LK = M F FTF rFK && (11) J = M F r && RK RK R TR RK m&& = FTF + FTR FS FKP x Система уравнений (11) дополняется описанием работы сцепления (два режима:
сцепление выключено – сцепление включено), моделью для определения силы тяги ко леса (используется «магическая формула Пасейка»), а также блоками описания динами ки простого (12) и блокированного (13) дифференциалов. Системы уравнений, описы вающие динамику автомобиля с простым и блокированным дифференциалом, приведе ны ниже:
J kp k = M tr M L M R FK = KD + ST && ST = = J LK LK = M L FTL rLK RK & && ST = (12) (13) KD ST FK = KD + ST J RK RK = M R FTR rRK && & & & = &&ST; J = M M RK = KD ST &&ST; & & & ST R L Модель реализована в программном комплексе Matlab Simulink.
Для проверки адекватности модели использовались результаты эксперимента, проведенного на кафедре «АТС» ВолгГТУ Ефимовым А.В. по исследованию разгона полноприводного автомобиля ВАЗ 2121 в условиях неодинакового сцепления колес пе реднего и заднего моста при простом и заблокированном межосевом дифференциале.
Поскольку принцип работы механизма от места его установки не меняется, то разрабо танная модель динамики колесной машины была модифицирована в соответствии с ус ловиями эксперимента.
Сравнение результатов эксперимента с результатами расчета модели показали, что модель адекватна. При ее использовании был проведен расчет разгона колесной ма шины с простым и заблокированным межколесным дифференциалом в условиях разно го сцепления колес (Рис. 2 а, б, в, г).
Рис. а Асимметрии 1. Av, Am 0. t, c 0. 0.0 1.0 2.0 3. -0. -1. Av Am б) Асимметрии Крутящие моменты на полуосях 1. Am, Av M. Нм 100. 0.0 t, c 0.0 1.0 2. t, c 0. -1. 0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2. Av Am Правая полуось Левая полуось г) в) Рис. 2 - Результаты моделирования разгона колесной машины Результаты моделирования показали, что неустановившийся режим движения не оказывает в целом существенного влияния на реакции ММРМ.
В четвертой главе выполнен анализ работы простого, блокированного, самобло стого блокированного кирующегося дифференциалов и вискомуфты в различных условиях движения, характе ризующихся наличием обеих асимметрий AP и AS. В результате анализа получены диф ференциально-распределительные характеристики (Рис. 4)указанных механизмов при распределительные Рис указанных установке их на конкретную колесную машину. Полученные характеристики полностью соответствуют теории методики и позволяют проводить анализ работы в конкретных условиях движения Условия движения определяются «идеальным механизмом» – обес движения. идеальным печивающим равное буксование колес.
1.0 Ap, Am Ap, Am 0. As, Av 0. As, Av -0.06 -0.04 -0.02 0 0.02 0.04 0.06 -0.5 -0.08 -0.06 -0.04 -0.02 - -1. Блокированный диф.
Блокированный диф.
Простой диф.
Простой диф.
Вискомуфта Вискомуфта Идеальный механизм Самоблокирующийся диф.
Рис. 3 - Дифференциально-распределительные характеристики Поскольку дифференциально-распределительная функция определяет только факт точности или неточности реакции ММРМ, то для количественной оценки неточно сти предложено еще два параметра:
- ошибка выполнения дифференциальной функции AS = A S AV ;
- ошибка выполнения распределительной функции A P = A P AM.
С помощью данных параметров можно судить, насколько неточно выполняется первая или вторая функции. Графически можно представить ошибку в трехмерной сис теме координат, отложив ее значение на оси аппликат, а по оси абсцисс и ординат будут откладываться те же параметры AS и AP. Таким образом, мы получим некую поверх ность, которая будет отражать ошибку выполнения механизмом дифференциальной или распределительной функций. На рисунках 4 а), б) светлым цветом показаны поверхно сти ошибок выполнения функций для простого дифференциала, темная поверхность – поле нулевых ошибок, соответствующее «идеальному механизму».
Ap As Рис. 4 - Поверхности ошибок A S и A P для простого дифференциала Однако в каждом конкретном случае мы можем прямо посчитать ошибку выпол нения той или иной функции.
1. As, Ap Ap, As 0. -1 -0.5 0 0.5 0. -20 -10 0 10 -0. -1 -1.0,° Асимметрия коэф. сцепления Аs простого диф. Аp простого диф.
As простого диф. Аp простого диф.
Аs вискомуфты Аp вискомуфты As вискомуфты As самоблок.
Аs самоблок. Аp самоблок Ap вискомуфты Ap самоблок.
Рис. 5 - Ошибки выполнения функций механизмами в зависимости от эксплуатационных асимметрий С помощью приведенных графиков (Рис. 5) можно провести сравнительный ана лиз точности реакций механизмов в конкретных заданных условиях движения колесной машины.
В пятой главе оценивается влияние на эффективность колесной машины разных типов ММРМ. Для анализа эффективности ММРМ используется параметр КПД буксо вания, определяется по формуле:
1 б = 1 ( P1V1 1 + P2V2 2 ) /( P1V1 + P2V2 ) 1 1 12 1 1 «Идеальный механизм» считается эталонным, поскольку обеспечивает точное выполнение обеих функций. На графиках (рисунок 6) приведено изменение КПД буксо вания относительно «идеального механизма» для различных типов ММРМ, установлен ных на транспортную или тяговую колесные машины.
0. б 0. 0. 0. 0. 0. 0.06 0. 0. 0.02 0 5 10 15 0 угол поворота руля, ° 0 2 4 6 8 Простой дифференциал угол подъема, ° Простой дифференциал Блокированный дифференциал Самоблокирующийся дифференциал Самоблокирующийся дифференциал Рис. 6 - Изменения КПД буксования Как показало исследование, «идеальный механизм» обеспечивает самый высокий КПД буксования и для тяговой, и для транспортной машины. Характеристики «идеаль ного механизма» достигнуты в предлагаемых технических решениях, на которые полу чено 5 патентов РФ на полезную модель.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ Проведенный анализ конструкций ММРМ позволил определить их кинематиче ские и силовые параметры.
Разработанная методика оценки точности реакций ММРМ на заданные условия движения колесной машины, использующая предложенные параметры асимметрий, по зволяет проводить анализ работы ММРМ и давать рекомендации по улучшению тягово экономических характеристик ТС.
Динамическая модель колесной машины, включающая модели различных типов ММРМ и имитирующая разные условия профильной и опорной проходимости, показала сходимость результатов моделирования и натурного эксперимента, что позволяет счи тать ее адекватной.
Проведенный сравнительный анализ реакций нескольких типов ММРМ по харак теру изменения основных кинематических и силовых параметров (асимметрий) и вели чинам КПД буксования позволяет утверждать, что по сравнению с «идеальным меха низмом» реакции рассмотренных ММРМ оказываются неточными, что приводит к уве личению потерь на буксование для тяговой колесной машины (трактор на базе МТЗ-80) в типичных условиях движения и для легкового автомобиля (на базе Лада «Приора») в тяжелых условиях движения до 10-14 %. На отдельных режимах возможны потери и до 25 %.
С использованием предложенной методики оценки реакций ММРМ на заданные условия движения колесной машины получены новые технические решения ММРМ, ко торые позволяют реализовывать характеристики «идеального механизма».
Список работ, опубликованных автором по теме диссертации:
В изданиях, рекомендованных ВАК РФ:
1. Котовсков, А.В. Методика расчёта потерь мощности от буксования асиммет рично нагруженных колёсных движителей/А.В. Котовсков, П.В. Потапов // Изв. ВолгГ ТУ. Серия "Наземные транспортные системы". Вып. 3 : межвуз. сб. науч. ст. / ВолгГТУ.
– Волгоград, 2010. – № 10. – C. 48-51.
2. Методика анализа адекватности реакций межколёсных механизмов распреде ления мощности на условия движения машины /Вл.П. Шевчук, А.В. Котовсков, П.В.
Потапов, Д.В. Симонов, Е.В. Клементьев // Современные наукоёмкие технологии. – 2013. – № 1. – C. 33-35.
3. Котовсков, А.В. Методика количественной оценки адекватности реакций меж колесных механизмов распределения мощности на условия движения машины / А.В.
Котовсков, П.В. Потапов, Д.В. Симонов // Изв. ВолгГТУ. Серия "Наземные транспорт ные системы". Вып. 4: межвуз. сб. науч. ст. / ВолгГТУ. – Волгоград, 2011. – № 12. – C.
29-32.
4. Котовсков, А.В. Методика расчёта потерь мощности от буксования гусенично го трактора при кинематическом несоответствии и асимметричном нагружении движи телей / А.В. Котовсков, П.В. Потапов // Тракторы и сельхозмашины. – 2010. – № 1. – C.
27-30.
5. Котовсков, А.В. О новом подходе к сравнительному анализу межколёсных ме ханизмов распределения мощности / А.В. Котовсков, П.В. Потапов, Д.В. Симонов // Изв.
ВолгГТУ. Серия "Наземные транспортные системы". Вып. 3: межвуз. сб. науч. ст. / Вол гГТУ. – Волгоград, 2010. – № 10. – C. 51-54.
6. Котовсков, А.В. Методика сравнительного анализа принципов блокирования межколёсных механизмов распределения мощности / А.В. Котовсков, П.В. Потапов, Д.В. Симонов // Тракторы и сельхозмашины. – 2011. – № 9. – C. 20-23.
В прочих изданиях:
1. Потапов, П.В. Development of Method of Analysis of Interaxle Power Distribution Units / П.В. Потапов, А.В. Котовсков, Д.В. Симонов // 30th Anniversary Seminar of the Students` Association for Mechanical Engineering (11-13.05.2011, Warsaw, Poland): book of Abstracts / Military University of Technology, Faculty of Mechanical Engineering. – Warsaw, 2011. – S. 61. – Англ.
2. Method of evaluation of axle power distribution mechanisms’reactions adequacy to vehicle motion conditions / П.В. Потапов, А.В. Котовсков, М.В. Ляшенко, Д.В. Симонов // 31st Seminar of the Students’ Association for Mechanical Engineering, Warsaw, Poland, May 22nd – 25th, 2012: book of Abstracts / Military University of Technology, Faculty of Mechan ical Engineering. – Warsaw, 2012. – P. 39.
3. Method of evaluation of axle power distribution mechanisms’reactions adequacy to vehicle motion conditions [Электронный ресурс] / П.В. Потапов, А.В. Котовсков, М.В.
Ляшенко, Д.В. Симонов // 31st Seminar of the Students’ Association for Mechanical Engi neering, Warsaw, Poland, May 22nd – 25th, 2012: [доклады] / Military University of Tech nology, Faculty of Mechanical Engineering. – Warsaw, 2012. – 1 CD-ROM. – P. 1–5.
4. Потапов, П.В. Метод сравнительного анализа межколёсных механизмов рас пределения мощности / П.В. Потапов, А.В. Котовсков // Тезисы докладов юбилейного смотра-конкурса научных, конструкторских и технологических работ студентов ВолгГ ТУ, Волгоград, 11-14 мая 2010 г. / ВолгГТУ, Совет СНТО. – Волгоград, 2010. – C. 144.
5. Котовсков, А.В. Методика анализа и анализ принципов блокировки межколёс ных механизмов распределения мощности [Электронный ресурс] / А.В. Котовсков, П.В.
Потапов, Д.В. Симонов // Автомобиле- и тракторостроение в России: приоритеты разви тия и подготовка кадров : матер. междунар. науч.-техн. конф. Ассоциации автомоб. инж.
(ААИ), посвящ. 145-летию МГТУ "МАМИ" /Моск. гос. техн. ун-т «МАМИ». – М., 2010.
Кн.
– 1 (Секция 1). – C. 186-195. – URL:
www.mami.ru/science/mami145/scientific/S_01htm.
6. Котовсков, А.В. Методика качественной оценки адекватности реакций межко лёсных механизмов распределения мощности на условия движения машины / А.В. Ко товсков, П.В. Потапов, Д.В. Симонов // Современная техника и технологии: проблемы, состояние и перспективы: матер. I всерос. науч.-техн. конф., 23-25 нояб. 2011 г. / Руб цовский индустриальный ин-т (филиал) АлтГТУ. – Рубцовск, 2011. – C. 431-435.
7. Котовсков, А.В. Методика расчёта буксования гусеничного трактора при асимметричном нагружении движителей / А.В. Котовсков, П.В. Потапов // Инновацион ные технологии в обучении и производстве : матер. VI всерос. науч.-практ. конф., г. Ка мышин, 15-16 дек. 2009 г. В 6 т. Т. 1 / ГОУ ВПО ВолгГТУ, КТИ (филиал) ВолгГТУ. – Волгоград, 2010. – C. 107-111.
8. Потапов, П.В. Методика расчёта потерь от буксования гусеничного трактора при кинематическом несоответствии и асимметричном нагружении движителей / П.В.
Потапов, А.В. Котовсков // XIV региональная конференция молодых исследователей Волгоградской области (Волгоград, 10-13 нояб. 2009 г.): тез. докл. / ВолгГТУ [и др.]. – Волгоград, 2010. – C. 96-98.
9. Котовсков, А.В. Об особенностях расчёта буксования гусеничного трактора при кинематическом несоответствии движителей / А.В. Котовсков, П.В. Потапов // Про гресс транспортных средств и систем - 2009: матер. междунар. н.-пр. конф., Волгоград, 13-15 окт. 2009 г.: в 2 ч. Ч. 1 / ВолгГТУ [и др.]. – Волгоград, 2009. – C. 199-200.
10. Оценка адекватности действия механизмов распределения мощности колёс ной машины / Д.В. Симонов, А.В. Котовсков, П.В. Потапов, М.В. Ляшенко // Современ ная техника и технологии: проблемы, состояние и перспективы : матер. I всерос. науч. техн. конф., 23-25 нояб. 2011 г. / Рубцовский индустриальный ин-т (филиал) АлтГТУ. – Рубцовск, 2011. – C. 493-496.
11. Симонов, Д.В. Оценка адекватности действия механизмов распределения мощности колёсной машины / Д.В. Симонов, А.В. Котовсков, П.В. Потапов // Молодые учёные – ускорению научно-технического прогресса в XXI веке : сб. науч. тр. всерос.
науч.-техн. конф. аспир., магистр. и молод. учёных с междунар. участ. (Ижевск, 23– апр. 2013 г.) / ИжГТУ им. М.Т. Калашникова. – Ижевск, 2013. – C. 1254-1258.
12. Котовсков, А.В. Уточнение методики расчёта потерь от буксования полно приводной колёсной машины / А.В. Котовсков, П.В. Потапов // Прогресс транспортных средств и систем – 2009: матер. междунар. н.-пр. конф., Волгоград, 13-15 окт. 2009 г.: в ч. Ч. 1 / ВолгГТУ [и др.]. – Волгоград, 2009. – C. 201.
13. Котовсков, А.В. Уточнение методики расчёта потерь от буксования полно приводной колёсной машины / А.В. Котовсков, А.В. Победин, П.В. Потапов // Проекти рование колёсных машин: матер. всерос. науч.-техн. конф., посвящ. 100-летию начала подгот. инж. по автомобильной специальности в МГТУ им. Н.Э. Баумана (25-26 дек.
2009 г.) / ГОУ ВПО "МГТУ им. Н.Э. Баумана". – М., 2010. – C. 166.
Изобретения:
1. П. м. 100162 РФ, МПК F16H48/26. Механизм блокировки дифференциала транспортного средства / А.В. Котовсков, П.В. Потапов, Д.В. Симонов, Вл.П. Шевчук;
ГОУ ВПО ВолгГТУ. – 2010.
2. П. м. 108813 РФ, МПК F16H48/22. Механизм блокировки дифференциала транспортного средства / А.В. Котовсков, П.В. Потапов, Д.В. Симонов, Вл.П. Шевчук;
ВолгГТУ. – 2011.
3. П. м. 108814 РФ, МПК F16H48/30, B60K17/16. Механизм блокировки межко лёсного дифференциала транспортного средства/А.В. Котовсков, М.В. Ляшенко, П.В.
Потапов, Д.В. Симонов;
ВолгГТУ. – 2011.
4. П.м. 131112 РФ, МПК F16H48/22, F16H48/27, F16H48/32. Механизм блокиров ки дифференциала транспортного средства/А.В. Котовсков, М.В. Ляшенко, П.В. Пота пов, Д.В. Симонов, А.В. Победин;
ВолгГТУ. – 2013.
5. П.м. 131113 РФ, F16H48/30. Механизм блокировки межколесного дифферен циала транспортного средства/ А.В. Котовсков, М.В. Ляшенко, П.В. Потапов, Д.В. Си монов, А.В. Победин;
ВолгГТУ. – 2013.