Содержание к диссертации
ВВЕДЕНИЕ 4
Глава I. СОСТОЯНИЕ ТЕОРИИ И ПЕРСПЕКТИВЫ РАЗВИТИЯ БЕССТУПЕНЧАТЫХ КЛИНОРЕМЕНШХ ТРАНСМИССИЙ АВТОМОБИЛЯ И СРЕДСТВ ИХ АВТОМАТИЗАЦИИ 7
1.1. Необходимость автоматизации трансмиссии автомобиля 7
1.2. Общие вопросы теории бесступенчатого- регулирования передаточного числа трансмиссии автомобиля 8
1.3, Исследование систем автоматического регулирования двигателя транспортных средств с бесступенчатой клиноременной передачей 22
1.4, Обзор конструкций бесступенчатых клиноременных передач и способов их автоматизации , 37
1.5« Выводы и постановка задач исследования 46
Глава 2. ВЫБОР СХЕМЫ И РАЗРАБОТКА СИСТЕМЫ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ БЕССТУПЕНЧАТОЙ КЛИНОРЕМЕННОЙ ПЕВДАЧЕЙ АВТОМОБИЛЯ 48
2.1. Определение оптимальной регуляторной характеристики режимов работы двигателя автомобиля 48
2.2. Законы изменения передаточного числа бесступенчатой трансмиссии при разгоне автомобиля 50
2.3. Закон изменения передаточного числа бесступенчатой трансмиссии при движении автомобиля с наивысшей экономичностью 78
2.4. Выбор характеристик нажимных устройств бесступенчатой клиноременной передачи 79
2.5. Выбор схемы и статический расчет системы автоматического управления бесступенчатой клиноременной передачей 92
2.6. В ы в о д ы ... 112
Глава 3. ТВОРЕТМЕСКОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ДИНАМИЧЕСКИХ КАЧЕСТВ СИСТЕМЫ АВТОМАТИЧЕСКОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ ДВИГАТЕЛЯ АВТОМОБИЛЯ С БЕССТУПЕНЧАТОЙ КЛИНОРЕМЕННОЙ ПЕРЕДАЧЕЙ Ц4
3.1. Дифференциальные уравнения линейной модели САР...114
3.1.I. Дифференциальное уравнение двигателя 118
3.1.2. Дифференциальные уравнения бесступенчатой передачи • 124
3.1.3. дифференциальное уравнение системы автоматического управления клиноременным вариатором 137
3.1.4. Дифференциальное уравнение движения автомобиля... 143
3.1.5. Исследование системы автоматического регулирования 145
3.2. Исследование динамических качеств САР при помощи ее нелинейной модели 153
3.2.1. Дифференциальные уравнения нелинейной модели САР 153
3.2.2. Результаты исследования нелинейной модели системы автоматического регулирования 162
3.3. Вы в о д ы 171
Глава 4. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ СИСТЕМЫ
АВТОМАТИЧЕСКОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ ДВИГАТЕЛЯ АВТОМОБИЛЯ
С БЕССШШШТОЙ КЛИНОРЕМЕННОЙ ПЕРЕДАЧЕЙ 176
4.1. Объект и задачи исследования 176
4.2. Замеряемые параметры и аппаратура для экспериментальных исследований 179
4.3. Методика проведения и результаты экспериментального исследования 183
4.3.1. Определение величин, необходимых для теоретического исследования 183
4.3.2. Экспериментальная проверка справедливости теоретических выводов и принятых допущений 188
4.3.3. Оценка работоспособности разработанной САУ 195
4.3.4^ Исследование динамических качеств САР при типовых возмущениях 201
4.4. В ы в о ды 205
ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ И РЕКОМЕНДАЦИЙ 206
СІШСЖ ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ 208
ПРИЛОЖЕНИЯ 219
Введение к работе
В "Основных направлениях экономического и социального развития СССР на I98I-I985 годы и на период до 1990 года", утвержденных ХХУІ съездом КПСС, указывается на необходимость выпуска "машин и оборудования, позволяющих улучшать условия труда и повышать его производительность, экономить материальные ресурсы" [I]. Особо подчеркнута необходимость создания новых видов транспортных средств и энергосиловых установок для них. Таким образом, перед автомобильной промышленностью стоит задача обеспечения народного хозяйства качественно новой, более прогрессивной и эффективной техникой [2].
Одним из наиболее рациональных путей улучшения характеристик автомобиля является применение автоматических бесступенчатых передач. Такие передачи, обеспечивая полное использование мощности двигателя, значительно улучшают тягово-скоростные и топливно-экономические качества автомобиля [3,4]. Они позволяют снизить трудоемкость управления трансмиссией и за счет этого повысить безопасность движения [5], Большинство бесступенчатых передач компактнее ступенчатых, что особенно важно для переднеприводных автомобилей. Кроме того их использование позволяет уменьшить уровень шума и снизить токсичность двигателей транспортных средств [6,7], Указанные преимущества вызвали многочисленные попытки создания высокоэффективной и надежно работающей бесступенчатой передачи для автомобиля [ 8,9,10,11,12,13 и другие].
Условия работы бесступенчатой передачи в значительной мере зависят от используемой системы автоматического управления (САУ), которая должна изменять передаточное число по законам, обеспечивающим получение перечисленных выше качеств автомобиля. Поэтому вопросы, связанные с исследованием необходимых законов изменения передаточного числа бесступенчатой трансмиссии и автоматических систем управления ею, являются весьма актуальными.
По мнению большинства отечественных и зарубежных специалистов клиноременный вариатор является наиболее перспективным типом бесступенчатой передачи для легкового автомобиля особо малого класса [5,12,14,15]. Но известные в настоящее время системы управления им не обеспечивают оптимальных режимов работы системы двигатель - бесступенчатая передача - автомобиль [10,16, 17,18].
Бесступенчатая передача и ее САУ являются элементами системы автоматического регулирования (САР) двигателя, в которую кроме них входят собственно двигатель и автомобиль. Поэтому при расчете характеристик САУ необходимо исходить из условия обеспечения работы двигателя и передачи на оптимальных режимах. Только выполнение этого условия позволит получить наивысшие тя-гово-скоростные и тошшвно-экономические качества автомобиля.
Статические характеристики элементов САР двигателя представляют собой нелинейные функции. Поэтому дифференциальные уравнения элементов в большинстве случаев оказываются нелинейными, что существенно затрудняет их анализ. Поскольку использование методов численного или графического интегрирования таких уравнений сопряжено с большими трудностями, упрощение анализа уравнений элементов САР имеет определенное практическое значение. В связи с этим в теории автоматического регулирования широко используется метод линеаризации статических характеристик элементов - искусственный прием, обеспечивающий применение хорошо разработанных в математике методов решения обычных линейних дифференциальных уравнений с постоянными коэффициентами. Получаемые в этом случае уравнения называются уравнениями линейной модели САР,
Однако в практике проектирования САУ клиноременным вариатором транспортного средства указанные уравнения не используются, что объясняется отсутствием теоретически обоснованной и экспериментально подтвержденной методики их составления. Вопросы динамического анализа работы САР при нарушении установившегося режима изучены недостаточно полно. Кроме того для таких систем экспериментальное исследование качества переходных процессов от типовых возмущений ранее не проводилось.
В соответствии с изложенным целью настоящей работы является уточнение необходимых законов изменения передаточного числа бесступенчатой трансмиссии, исследование и выбор схемы системы автоматического управления, обеспечивающей оптимальные режимы работы системы двигатель - бесступенчатая передача - автомобиль.
Работа выполнена на кафедре "Автомобили" Московского автомеханического института и является составной частью госбюджетных научно-исследовательских работ, выполняемых по заказу Минавто-прома для D/0 "АвтоЗАЗ", по темам № 12-77 ( № гос. регистрации 77047260) и № 3-82 (№ гос. регистрации 0086887) "Создание и исследование бесступенчатой передачи легкового автомобиля особо малого класса".
Похожие диссертации на Разработка и исследование системы автоматического управления бесступенчатой клиноременной передачей автомобиля особо малого класса
