- •1 Характеристика расчетного режима работы механизмов
- •2 Динамическая модель трансмиссии
- •3 Определение параметров элементов динамической модели
- •4 Орграф моделируемой системы
- •5 Матрицы инциденций и трансформаторных элементов
- •6 Математическая модель трансмиссии автомобиля
- •7 Функции внешних воздействий
- •8 Подготовка системы дифференциальных уравнений к выполнению
- •9 Оценка устойчивости динамической системы трансмиссии
- •10 Начальные условия для решения системы дифференциальных
- •11 Оценка качества переходных процессов
- •12 Определение максимальной скорости автомобиля
- •Список литературы
3 Определение параметров элементов динамической модели
трансмиссии
Определению подлежат параметры инерционных элементов , упругих элементов , диссипативных элементов и трансформаторных элементов .
Значение соответствует моменту инерции двигателя, определяемому в основном величиной момента инерции его маховика. При отсутствии данных значение определяют по эмпирическим зависимостям:
для бензиновых двигателей грузовых автомобилей
; (1)
для бензиновых двигателей легковых автомобилей
; (2)
для дизельных двигателей грузовых автомобилей
. (3)
Значение соответствует приведенному моменту инерции ведомых дисков сцепления и вращающихся деталей коробки передач. Приближенная величина параметра может быть определена по эмпирической зависимости
. (4)
Значение зависит от массы автомобиля и моментов инерции колес и вычисляется по формуле
, (5)
где – момент инерции i-го колеса относительно его оси вращения, кг·м2;
– количество колес автомобиля.
При отсутствии данных по вычисляют приведенную массу автомобиля по формуле
, (6)
где – коэффициент приведенной массы, учитывающий влияние моментов инерции колес на кинетическую энергию автомобиля.
Значение приближенно может быть вычислено по эмпирической формуле
. (7)
Принимают . С учетом формула (5) преобразуется к виду
. (8)
Значение можно принять из соотношения .
Значение зависит от конструкции механизмов трансмиссии и от номера включаемой передачи. В первом приближении можно принять
. (9)
Значения коэффициентов жесткости упругих элементов трансмиссии и можно приближенно найти из следующих соотношений:
для автомобилей с бензиновыми двигателями
; (10)
для автомобилей с дизельными двигателями
; . (11)
Определение параметров трансформаторных элементов осуществляется по кинематической схеме трансмиссии, которую необходимо привести в проекте. Значения и относятся к коробке передач, а и – к главной передаче. Вычисление их значений осуществляется по известным формулам.
При определении коэффициентов демпфирования (сопротивления) диссипативных элементов и используются парциальные системы, приведенные на рисунке 2.
Рисунок 2 – Парциальные системы
Значение определяется по формуле
; (12)
где – относительный коэффициент затухания колебаний (безразмерная величина);
– приведенный момент инерции, кг·м2;
– парциальная частота, рад/с.
Приведенные моменты инерции и для рассматриваемых парциальных систем определяются по формулам:
; (13)
. (14)
Парциальные частоты и вычисляют по формуле
. (15)
При определении можно принять следующие значения : ; .
4 Орграф моделируемой системы
Характерной особенностью моделируемой динамической системы является переменность ее структуры, обусловленная наличием фрикционных элементов, которые могут находиться в одном из двух возможных состояниях: состоянии скольжения или в замкнутом состоянии. Кроме того, замыкание сцепления приводит к уменьшению числа степеней свободы системы на единицу. При этом изменяется взаимодействие элементов динамической системы, отображаемое фазовыми координатами типа потенциала. Это внутренние потенциалы системы (моменты упругих элементов, моменты трения фрикционных элементов), а их воздействие на сосредоточенные массы отображается на орграфе посредством соответствующих ветвей. Орграф моделируемой системы представлен на рисунке 3.
Рисунок 3 – Орграф динамической модели трансмиссии
Если воздействие какого-либо потенциала на данную сосредоточенную массу может возникать или исчезать при изменении режима фрикционного элемента, то такая ветвь называется виртуальной, а ее потенциал на орграфе помечается звездочкой. Например, при скольжении сцепления на сосредоточенную массу 1 действует потенциал внешнего воздействия , потенциал фрикционного элемента и потенциал инерционного элемента, параметром которого является , а после его замыкания действуют потенциалы , и потенциал первого упругого элемента с параметром (см. рисунки 1 и 3). Следовательно, после включения сцепления вместо момента трения фрикционного элемента на сосредоточенную массу 1 действует момент первого упругого элемента , поэтому на орграфе параметр этого элемента помечен звездочкой . Кроме того, изменяется также параметр инерционного элемента, поэтому он тоже помечен звездочкой . Действительно, на режиме скольжения сосредоточенные массы 1 и 2 разделены сцеплением , и параметры инерционных элементов соответствуют и , а после замыкания сцепления обе сосредоточенные массы объединяются, и параметры инерционных элементов оказываются одинаковыми, равными сумме параметров обоих элементов, т.е. .
Ветви диссипативных элементов на орграфе не показаны с целью упрощения рисунка. Эти ветви расположены аналогично ветвям упругих элементов.
Описание воздействий потенциалов на остальные сосредоточенные массы с учетом виртуальных ветвей должно быть выполнено студентом в пояснительной записке к курсовой работе.