автореферат диссертации по транспортному, горному и строительному машиностроению, 05.05.03, диссертация на тему:Разработка методики оптимизации законов управления автоматической трансмиссией полноприводного автомобиля по ряду эксплуатационных показателей

кандидата технических наук
Гусаков, Дмитрий Николаевич
город
Москва
год
2010
специальность ВАК РФ
05.05.03
цена
450 рублей
Диссертация по транспортному, горному и строительному машиностроению на тему «Разработка методики оптимизации законов управления автоматической трансмиссией полноприводного автомобиля по ряду эксплуатационных показателей»

Автореферат диссертации по теме "Разработка методики оптимизации законов управления автоматической трансмиссией полноприводного автомобиля по ряду эксплуатационных показателей"

--

На правах рукописи

ГУСАКОВ ДМИТРИЙ НИКОЛАЕВИЧ

РАЗРАБОТКА МЕТОДИКИ ОПТИМИЗАЦИИ ЗАКОНОВ УПРАВЛЕНИЯ АВТОМАТИЧЕСКОЙ ТРАНСМИССИЕЙ ПОЛНОПРИВОДНОГО АВТОМОБИЛЯ ПО РЯДУ ЭКСПЛУАТАЦИОННЫХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ

Специальность 05.05.03 - Колесные и гусеничные машины

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

1 8 МДР 2010

МОСКВА, 2010

003493858

Работа выполнена в Московском государственном техническом университете

«МАМИ»

НАУЧНЫЙ РУКОВОДИТЕЛЬ доктор технических наук, профессор

Бахмутов Сергей Васильевич

ОФЩИАЛЬНЫЕ ОППОНЕНТЫ доктор технических наук, профессор .

Защита диссертации состоится 08 апреля 2010 г. в 14°° на заседании диссертационного Совета Д 212.140.01 при Московском государственном техническом университете «МАМИ» по адресу: 107023, г. Москва, ул. Б.Семеновская, 38, МГТУ «МАМИ», ауд. Б-304.

С диссертацией можно ознакомиться в научно-технической библиотеке университета и на сайте http://www.mami.ru.

Отзывы на автореферат в двух экземплярах с подписью, заверенной печатью организации, просим направлять в адрес ученого секретаря диссертационного совета.

Автореферат разослан 5 марта 2010 г.

Ученый секретарь

Ларин Василий Васильевич

кандидат технических наук, профессор

Михайлин Александр Александрович

ВЕДУЩЕЕ ПРЕДПРИЯТИЕ

НИЦИАМТ ФГУП «НАМИ»

диссертационного совета

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность. В современном автомобилестроении прослеживаются тенденции повышения мощности двигателей, что сопровождается проблемами эффективной реализации возросших тяговых возможностей автомобиля. Это неминуемо ставит задачи разработки полноприводных трансмиссий и улучшения их характеристик, появляется возможность улучшения различных свойств автомобиля за счет оптимального распределения сил тяги. Как правило, улучшение распределения касательных реакций ведется в относительно узких прикладных задачах, например, улучшение управляемости (в классе легковых автомобилей) или проходимости (в классе полноприводных автомобилей), однако комплексная проблема по улучшению различных свойств автомобиля за счет оптимальных законов управления полноприводными автоматическими трансмиссиями на текущий момент недостаточно изучена.

При росте числа осей сохранение полного привода может привести к усложнению рулевого управления, либо к снижению показателей управляемости из-за ограничений, накладываемых конструкцией приводных управляемых осей на кинематику криволинейного движения.

Эти недостатки могут быть компенсированы за счет оптимизированного распределения сил тяги между ведущими колесами, что возможно при использовании регулируемых трансмиссий с правильно подобранными управляющими алгоритмами.

Предмет исследования - способы улучшения ряда эксплуатационных свойств (управляемость, устойчивость и топливная экономичность) полноприводных автомобилей за счет использования оптимальных законов распределения мощности между колесами, т.е. оптимизации распределения касательных реакций как инструмента улучшения указанных эксплуатационных свойств.

С целью оценки возможностей улучшения характеристик за счет перераспределения сил тяги между ведущими колесами целесообразно исследовать полноприводный автомобиль с гибким интеллектуальным приводом, обеспечиваю-

щим индивидуальное и независимое регулирование силы тяги и угловой скорост каждого из колес.

Поскольку улучшение параметров трансмиссии традиционно производите для конкретных условий эксплуатации по отдельным свойствам, общая задача и следования возможностей повышения эксплуатационных свойств автомобиля з счет улучшения параметров трансмиссии (оптимальное распределение тяги по в дущим колесам) на текущий момент является актуальной.

Целыо работы является разработка, с использованием методов оптимал ного проектирования и математического моделирования, универсальной методик многокритериальной оптимизации алгоритмов управления силами тяги на колеса полноприводяого автомобиля, а также, оптимизация конструктивных параметро отвечающих заданным условиям эксплуатации и требованиям, предъявляемым автомобилю по показателям управляемости, устойчивости и топливной экономим ности.

Методы исследования. В основу теоретических исследований положенг методы аналитической механики, численные методы математического анализ теории математического моделирования и многокритериальной параметрическо оптимизации. Практические исследования включали методы планирования и об работки результатов эксперимента.

Объект исследования - полноприводные автомобили.

Научная новизна работы заключается в следующем:

1. Разработана математическая модель движения полноприводного автомоби с учетом инерционного воздействия неподрессоренных масс. Расчет движени системы, состоящей из подрессоренной и неподрессоренных масс, ведется в еди ной системе координат, связанной с центром масс автомобиля. Перемещения не подрессоренных масс описываются через кинематические характеристики взаимо связи возможных перемещений неподрессоренных и подрессоренной масс.

2. Предложена методика многокритериальной оптимизации параметров на ос нове ЬРт последовательностей с введением функциональных ограничений, описы вающих логическую взаимосвязь параметров трансмиссии и позволяющих варьи

ровать параметры трансмиссии таким образом, чтобы их сочетание обеспечивало заданную скорость выполнения маневра при перераспределении сил тяги. Введены параметры межосевого и межбортового регулирования, составлены уравнения перевода данных величин в параметры работы трансмиссии.

3. Установлена корреляция свойств автомобиля при криволинейном движении при изменении параметров привода, таких как топливная экономичность и устойчивость, которые могут быть улучшены одновременно, однако при этом отмечена обратная корреляция с показателями управляемости.

Практическим ценность. Разработана методика, предназначенная для решения задач оптимизации законов управления полноприводными автоматическими трансмиссиями, основываясь на критериях управляемости, устойчивости и топливной экономичности при криволинейном движении. Методика включает ряд математических моделей и алгоритмов, реализованных в виде прикладного программного обеспечения, и может быть использована автомобильными предприятиями, занимающимися задачами улучшения эксплуатационных характеристик многоосных полноприводных автомобилей, как на стадии проектирования, так и при доводке существующих образцов. При этом могут быть решены задачи оптимизации конструктивных параметров трансмиссии автомобиля, а также выполнен анализ оптимизационных расчетов, обеспечивающих единый подход к сравнению и выбор предпочтительного варианта.

Выполнены оптимизационные расчеты, на основании которых сформулированы рекомендации по распределению тяговых усилий между колесами полноприводного автомобиля с колесной формулой 6x6 в зависимости от условий эксплуатации.

Реализация работы. Разработанная методика решения многокритериальных оптимизационных задач в отношении управляемых параметров трансмиссии при криволинейном движении по критериям управляемости, устойчивости и топливной экономичности, а также созданный на ее основе пакет прикладных программ, переданы в опытную эксплуатацию в ОАО «НАМИ-Сервис» и используются при разработке законов управления полноприводной трансмиссией с инди-

видуальным приводом колес перспективных моделей грузовых автомобилей, также в учебных процессах МГТУ «МАМИ» и МАДИ (ГТУ).

Основные положения, выносимые на защиту.

1. Унифицированная многомассовая математическая модель движения полно приводного автомобиля.

2. Методика многокритериальной оптимизации параметров на основе ЬРт по следовательностей с функциональными ограничениями, обеспечивающими логи ческую взаимосвязь параметров.

3. Корреляция различных эксплуатационных свойств автомобиля при криво линейном движении при изменении параметров привода ведущих колес.

4. Зависимости эксплуатационных свойств автомобиля от управляемых пара метров автоматической полноприводной трансмиссии.

Апробация работы. Диссертационная работа рассмотрена и одобрена на за седании кафедры «Автомобили» Московского государственного техническог университета «МАМИ». Основные положения диссертации докладывались на 3-научно-технических конференциях в 2007-2009 г.

Публикации. По теме диссертации опубликовано 10 печатных работ.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, 4 глав, ос новных результатов и выводов. Работа в целом содержит 189 страниц машинопис ного текста, 49 рисунков, 10 таблиц, список использованной литературы из 14 наименований и три приложения.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении отражена актуальность работы и сформулирована ее цель и ос

новные задачи, изложены основные положения, выносимые на защиту.

В первой главе выполнен анализ работ, посвященных теоретическим и экс периментальным исследованиям автоматических трансмиссий полноприводны автомобилей, способов коррекции траектории движения при помощи изменени касательных реакций на колесах автомобиля, а также применению методов опти мального проектирования в автомобилестроении.

В области изучения систем управления трансмиссиями, трансмиссий с гибким интеллектуальным приводом большую ценность представляют работы таких ученых, как: Я.С. Агейкин, М.А. Айзсрман, П.В. Аксенов, A.C. Антонов, О.М. Бабаев, C.B. Бахмутов, Ю.А. Беленков, Б.Н. Белоусов, Н.Ф. Бочаров, Г.Браун, В.В, Ванцевич, В.П. Вержбицкин, М.С. Высоцкий, В. Гибсон, О.И. Гируцкий, К.И. Городецкий, М.И. Грифф, И.А. Гришкевич, В.Н. Добромиров, Ю.К. Есеновский-Лашков, H.A. Ивановский, Н.Т. Катанаев, Д.Э. Кацнельсон, С.Ф. Комисарик, Г.О. Котиев, A.B. Лепешкин, В.Э. Маляревич, В.В. Мишке, В.В. Московкин, А.Н. Нар-бут, В.Н. Наумов, Б.Б. Некрасов, Г.В. Новиков, A.C. Переладов, В.А. Петров, В.А. Петрушев, Ю.В. Пирковский, В.Ф. Платонов, И.А. Плиев, A.A. Полунгян, Е.И. Прочко, Р. Селемонт, В.В. Селифонов, Г.А. Смирнов, В.И. Соловьев, А.Д. Степанов, Д. Тома, В. Уиясон, К.А. Фрумкин, И.В. Фрумкис, Д. Фуллер, М.П. Чистов, Л.Б. Шапошник, В.М. Шарипов, В. Шлоссер, С.Б. Шухман, A.A. Эйдман, H.H. Яценко. Изучению самоблокирующихся и принудительно блокируемых дифференциалов, а также интеллектуальных трансмиссий на их основе посвятили свои работы: Б.А. Афанасьев, И.В. Балабнн, Л.Л. Гинцбург, Г.И. Гладов, Н.С. Гринберг, Р.Д. Гриссо, А.Н. Диваков, А.С.Добрин, Ф.М. Зоз, В.А. Иларионов, В.Н. Кравец, В.В. Ларин, А.С.Литвинов, О.В. Майборода, В.П. Моргунов, P.A. Мусарский, Я.М. Певзнер, Р.В.Ротенберг, Б.М. Фиттерман, L.C. Hall и др.

Высокую трудоемкость с точки зрения составления математического описания, затрат машинного времени на вычисления представляют задачи оценки управляемости и устойчивости автомобиля.

Исследования управляемости и устойчивости автомобиля нашли свое отражение в работах таких отечественных и зарубежных ученых, как: Д.А.Антонов, А.Ю. Барыкин, С.В.Бахмутов, Ю.А.Брянский, Л.Л.Гинцбург, А.Д.Давыдов, А.С.Добрин, В.А.Иларионов, Н.Т.Катанаев, Р.П.Кушвид, В.Н.Лата, А.С.Литвинов, О.В.Майборода, Г.К.Мирзоев, Б.И.Морозов, Э.И.Никульников, М.А.Носенков, Я.М.Певзнер, А.ГЛешкилев, В.И.Сальников, В.В.Селифонов, Б.С.Фалькевич, Я.Е.Фаробин, А.А.Хачатуров, ЕА.Чудаков, M.Abe, N.F.Barter, W.Bergman, J.R.Ellis, Y.Furukawa, F.D.Haies, M.Iguchi, F.O.Jaksch, W.Lincke, W.F.Milliken,

M.Mitschke, M.Olley, H.B.Pacejka, R.S.Rice, B.Richter, IC.Rompe, L.Segel, W.L.Shepard, U.Sorgatz, M.K.Venna, D.H.Weir, D.W.Whitcomb, A.Zomotor и др.

Решению задач проектирования автомобиля, его отдельных систем и свойств с использованием оптимизационных методов посвятили свои труды: A.A. Ахмедов, С.В.Бахмутов, С.В.Богомолов, М.И.Бондаренко, Р.Б.Висич, М.Д.Генкин, О.И.Гируцкий, И.Н.Егороз, О.М.Макеев, И.Б.Матусов, Б.Н.Нюнин, Ю.С.Павлов, М.Д.Перминов, А.Е.Плетнев, Г.Реклейтис, М.Сингх, И.М.Соболь, Р.Б.Статников, В.П.Тарасик, В.В.Черных, С.И.Юдин, M.Aoki, D.D.Furleigh, P.E.Gill, М. Gobbi, Р Hajela, D.M.Himmelblau, W.Murrey, G.V.Reclaitis, A.Ravindran, K.M.Ragsdell, V.Vanderploeg, M.H.Wright, и др.

Результаты анализа работ, посвященных решению означенных проблем, по зволили сделать следующие выводы:

1. В области управления распределением сил тяги на колесах автомобиля существует несколько подходов и перспективных технических решений. Применяемые в автомобилестроении методы в основном связаны с использованием самоблокирующихся дифференциалов, а также перераспределением касательных реакций за счет тормозных сил при помощи системы стабилизации курсовой устойчивости.

2. Исследуемые в последнее время полноприводные трансмиссии с «гибким интеллектуальным приводом»1 имеют два основных конструктивных решения: электрическое и гидростатическое. С точки зрения управляющих алгоритмов таких трансмиссий конкретное исполнение преобразователей энергии не играет существенной роли. Текущий уровень исполнения электрических и гидростатических приводов не позволяет им конкурировать с традиционными механическими трансмиссиями в обычных условиях (по уровню КПД, стоимости, трудоемкости в изготовлении и обслуживании), однако выигрыш может быть получен за счет компоновочных преимуществ в случае многоосных автомобилей и за счет оптимального распределения сил тяги при сложных условиях движения.

' Термин, получивший распространение в последнее время в связи с появлением опытных разработок электрических и гидростатических (пг.^объемных) трансмиссий с индивидуальным подводом мощности к ведущим колесам.

3. С помощью введения соответствующих управляющих алгоритмов автоматической трансмиссией возможно изменение свойств управляемости и устойчивости полноприводного автомобиля с «гибким интеллектуальным приводом». Однако, не представлены комплексные исследования влияния параметров систем управления такими трансмиссиями на показатели управляемости, устойчивости и топливной экономичности.

4. Задачам улучшения характеристик автомобиля в наибольшей степени отвечают методы многокритериальной оптимизации. Разработаны универсальные методики оценки управляемости н устойчивости автомобиля по наиболее значимым критериям. Многомассовые математические модели движения автомобиля, адаптированные к проведению оптимизационной процедуры, в специальной литературе практически не представлены.

Задачи, которые необходимо при этом решить:

1. Разработать алгоритм многокритериальной оптимизации полноприводного автомобиля с индивидуальным подводом мощности к его колесам по выбранным критериям управляемости и устойчивости, с учетом параметрических, функциональных и критериальных ограничений.

2. Разработать обобщенную математическую многомассовую модель движения многоосного полноприводного автомобиля, адаптированную к проведению оптимизационных процедур.

3. Составить математическое описание работы трансмиссии с индивидуальным подводом мощности к ведущим колесам и согласовать его с общей моделью автомобиля.

4. Сформировать набор критериев, позволяющих оценить свойства управляемости, устойчивости и топливной экономичности, применительно к заданной области исследования.

5. Реализовать математические модели и методику в виде пакета прикладных программ для ЭВМ, оценить адекватность разработанной модели.

6. Провести аналитические и экспериментальные исследования, установить границы влияния управляющих параметров на исследуемые свойства, выявить

корреляцию отдельных показателей (критериев), сформулировать общие рекомендации по управлению трансмиссией с индивидуальным подводом мощности к ведущим колесам, исходя из условий эксплуатации автомобиля.

7. На основании решения задачи оптимизации параметров гидрообъемной трансмиссии при криволинейном движении автомобиля разработать общие рекомендации по выбору законов управления ею.

Во второй главе приведена универсальная многомассовая математическая модель движения трехосного полноприводного автомобиля с передней и задней управляемыми осями. Основные задачи, которые решались при создании математической модели, направлены на ее адаптацию к процедуре многокритериального оптимизационного вычисления, и реализацию в виде комплекса прикладных программ для ЭВМ, обеспечивающих приемлемое соотношение затрат машинного времени и необходимой точности расчетов. Такими задачами являются:

1. Координатное согласование всех масс, входящих в систему - выбор единой системы координат. Координаты подвижной системы вычисляются относительно неподвижной (базовой) и определяют перемещение автомобиля. Удобство состоит в том, что моменты инерции массы, с которой жестко связана система координат, остаются постоянными. В этом случае силовые факторы, как внешние, так и внутренние, входят во все уравнения системы в едином виде. Моменты и произведения инерции таких масс являются переменными и должны пересчитываться на каждом шаге интегрирования.

2. Разработать методику, позволяющую моменты и произведения инерции не-подрессоренных масс приводить к центру пятна контакта колес с дорогой. В таком случае внешние силовые факторы, действующие на автомобиль со стороны дороги, будут приложены в точках, к которым приведены инерционные характеристики неподрессоренных масс, и появляется возможность избежать переноса внешних сил, что упрощает моделирование.

3. Обеспечение взаимосвязи движения подрессоренной и неподрессоренных масс за счет удаления связей и замены их реакциями. Расчет движения автомобиля ведется по шести координатам, связанным с центром подрессоренной массы. Кию

тематическая связь подрессоренной и неподрессоренных масс описывается через кинематические характеристики подвески по заданным координатным направлениям.

Выбрана семимассовая расчетная схема с учетом динамики каждой входящей в систему массы по всем шести степеням свободы (рис. 1).

Для описания движения принятой расчетной модели, использованы уравнения Лагранжа в независимых координатах, которые в преобразованном виде (с учетом потенциальной энергии и диссипативной функции системы) образуют систему из 42 уравнений:

Уравнения движения подрессоренной массы, а) уравнение движения по обобщенной координате х ((?,)

- + у-Уу-г-Уг+(у>2 +г2)-х0-(г-р-ч/)-у0-(г + ц'-р)-г0

(1)

(потенциальная энергия и диссипативная функция на данном перемещении равны нулю)

б) уравнение движения по обобщенной координате у )

у р. ,

(2)

в) уравнение движения по обобщенной координате г(<7з)

(- 2 ' (С,12 • «г12 + С,34 ' й.-34 + С,56 ' а1% )■ г - Л

К. =

+ г-Ух-р-Уу- (3)

-0 • V -г)-*0 - (р + г ■ (/)• >•„ + (р1 + г2)-

здесь - коэффициент сопротивления амортизаторов (берется для сжатия или отбоя, в зависимости от знака Уг).

г) уравнение движения по обобщенной координате р(д4) ■2' (с,.12' а2р12 + су34 ■ а)м + с,5, • ар%)-р -

■ {Кп ■ На + Кп • Кп + Ки ■ Ь2РМ + • Км + ■ Ь2р56 + к°0% ■ Ь2р% )-р + (Мс ~ г-Ух + р-Уу)-т0 ■ у0 ~(р-Уг -Уу -</> - У,)-т0 -г0 ~

- {р ■ цг - г)- + (р • Г + - - )• Р„0 - г • г ■ {1,0 - V)

Рис. 1. Расчетная схема движения автомобиля, д) уравнение движения по обобщенной координате г(д5)

-{{■У,-р-Г,-У,)-щ-хв-&-ф-У/ + г-Г,-г + р)-Р^-

- (р2 -рт [г-р -!> ■'/■ - Л.)

(5)

здесь и далее 6,, д,, - обобщенная сила, координата и скорость; Ко ^ю И2 р, г, у/ — скорости поступательного и вращательного движения подвижной системы координат в направлении осей х, у, г; х0, у0, г0 - координаты центра подрессоренной массы;

1х0, 1Уо, /г0 и Рду0, Р„0, - моменты инерции и произведения инерции подрессоренной массы относительно осей х, у, г;

0у - угол поворота колеса (равен 0 для колес средней оси, отрицателен для колес задней оси);

Р„ - сила аэродинамического сопротивления;

Р»> 1"р,. - силовые факторы, заменяющие связи подвески, при-

веденные к центру масс кузова.

е) уравнение движения но обобщенной координате у/(<7„)

в

+ (Л„соз056 + • --• К + П -Р ■ ■ *о -

-(г-Уу-г-К-Ух)-т0-у0 - (г2 - )• -(у-г-р)- Рх: о +(р-р+?)- Р„0 -

(6)

Уравнения движения для каждой из неподрессоренных масс с учетом инерционных характеристик, приведенных к единой системе координат (полностью приведены в тексте [9], там же см. полный список обозначения и индексации переменных) составляются с использованием приведенных к центру масс автомобиля реакций связей и кинематических характеристик подвески.

Модель шины основывается на определении суммарной реакции , описание которой включает величину и направление вектора общего проскальзывания При известном угле вектора общего проскальзывания Дг зависимость можно представить в виде:

=*.?■/($); (7)

где Игр = Яг<р— предельная по сцеплению реакция в контакте; Д5) - функция общего проскальзывания Б, характеризующая степень реализации потенциальных сцепных свойств шины с опорной поверхностью.

Углы увода, входящие в аналитическое описание характеристик шин, определяются через отношения поперечных и продольных составляющих поступательных скоростей центров колес с учетом угла поворота от среднего положения.

а, = агс1е{——) - Аг;

(8)

где: Г, (i) и U,(i) - соответственно проекции продольной и боковой составляющих скорости центра колеса на оси X, и У];

А/ - угол поворота управляемого колеса.

В качестве базового объекта исследований принят опытный образец трехосного полноприводного автомобиля «Гидроход» ЗИЛ49061ГОТ с колесной формулой 6x6, с передней и задней управляемыми осями, грузоподъемностью 12 тонн, с регулируемой гидрообъемной трансмиссией, создании ОАО «НАМИ-Сервис» совместно с AMO ЗИЛ и при участии МГТУ «МАМИ».

Обличительной особенностью автомобиля является использование в нем гидрообъемной трансмиссии, состоящей из трех независимых объемных гидроприводов, включающих в себя по одному регулируемому насосу, имеющему привод от двигателя, и два регулируемых гидромотора, включенных параллельно.

Основная сложность такого математического описания заключается в определении относительных объемных N0 и механических NM потерь в гидромашинах, являющихся функцией перепада давления Ар на ней, угловой скорости со вращения ее вала и величины параметра регулирования ее рабочего объема е. В настоящее время в расчетах преимущественно используются формулы В.В. Мишке уточненные К.И. Городецким. Эти формулы имеют вид:

Ку-Ар (л _ „ со

N0=-y—f— 1 + Су-

v • р • D • со' у

Ар

КжуpDoíl + Сж ■ е2)+ ^sl^kl ж v ж ' 1 + C„Da

К„+К'-е

(9)

(10)

1 + Сс£> со

где: О - характерный диаметр, определяется по паспортному значению рабочего объема гидромашины Уа из формулы

ютах " максимальная угловая скорость вала гидромашины, Ку,Су - коэффициенты, хар. утечки через зазоры в гидромашине, КЖ,СЖ - коэффициенты, хар. потери на вязкое трение в гидромашине,

, ЛГг'|, С„ - коэффициенты, характеризующие потери на трение в гидромашине, обусловленное силами прижима от давления,

Кс,К'(.,Сс - коэффициенты, хар. потери на сухое трение в гидромашиие. Модель базируется на следующих основных допущениях:

1. Неподрессоренные массы сосредоточены в центре колес.

2. Кинематические связи в подвеске описываются с достаточной точностью линейными характеристиками (накладывает ограничения по граничным областям рабочего хода подвески).

3. Движение осуществляется по твердой ровной опорной поверхности.

В третьей главе выполнено экспериментальное исследование по проверке адекватности математической модели автомобиля. Проведены испытания экспериментального автомобиля «Гидроход» в условиях ровной дороги при плавном и ступенчатом воздействии на рулевое управление. Исследования проводились на испытательных дорогах НИЦИАМТ ФГУП «НАМИ». В рамках проведенного эксперимента рассматривались режимы движения с рассогласованием передаточных отношений между гидравлическими контурами в приводе каждой из ведущих осей. Исследовано межосевое смещение тяги в сторону передней и задней осей.

Для измерения и регистрации необходимых параметров, применялся бортовой измерительный комплекс CORR.SYS-DATR.ON серии ОАЯ2. В процессе испытаний регистрировались следующие параметры: угол поворота рулевого колеса, угол поперечного крена кузова, угловая скорость поворота автомобиля вокруг вертикальной оси, боковое ускорение автомобиля, управляющие токи гидромашин, давления в напорных и сливных трубопроводах.

Экспериментально определялось поперечное ускорение центра масс автомобиля для маневров «спираль» и «рывок руля».

Проверка адекватности используемой математической модели выполнена посредством критерия Фишера.

В четвертой главе выполнены постановка и решение задачи многокритериальной оптимизации распределения сил тяги по колесам полноприводного авто-

мобиля по критериям оценки различных эксплуатационных свойств (см. табл. 1) на примере экспериментального полноприводного автомобиля «Гидроход».

Таблица 1. Локальные критерии в задачах оптимизации.

Свойство объекта Вид маневра Локальный критерий*

Управляемость и устойчивость Спираль 1,2 - запасы управляющего момента

3,4 - запасы стабилизирующего момента

5,6 - эффективности управления

7,8 - эффективности стабилизации

9 - статическая поворачиваемость

10 - статическая чувствительность к управлению

11,12- статическая устойчивость (при 1у=2 и 4 м/с2)

13 - угол бокового крена

Рывок руля 14 -заброс реакции по угловой скорости

15 - время пика реакции по угловой скорости

16 - время 90%-й реакции по угловой скорости

17 -заброс реакции по боковому ускорению

18 - время пика реакции по боковому ускорению

19 - время 90%-й реакции по боковому ускорению

20 -заброс реакции по боковому крену

21 - время пика реакции по боковому крену

22 - время 90%-й реакции по боковому крену

Топливная экономичность Равномерное круговое движение 23,24,25 - путевой расход топлива (при 1у=1, 2 и 4 м/с2)

- в качестве 26-го локального псевдокритерия принята скорость поступательного движения, поддерживаемая постоянной в течение маневра.

В качестве варьируемых параметров выступали рабочие объемы гидромоторов колес, преобразованные с учетом функциональных ограничений, позволяющих накладывать связи, характеризующие исследуемые законы управления.

Для выработки алгоритмов управления трансмиссией интерес представляет перераспределение тяги между ведущими колесами каждой из осей и между осями автомобиля («смещение» тяги вперед или назад). В связи с этим было выбрано четыре независимых параметра: К] - коэффициент смещения тяги между осями автомобиля (зеркально относительно средней оси) и коэффициенты Кг, К3, К4 - смещение тяги на внешнее или внутреннее колесо в пределах каждой из осей. Эти параметры и границы их изменения представлены в таблице 2.

Таблица 2. Варьируемые параметры в задачах оптимизации

Номер Перераспределение силы тяги, %

задачи межосевое межбортовое, 1 ось межбортовое, 2 ось межбортовое, 3 ось

1 0.25 0 0 0

-0.25 0 0 0

2 0 0.25 0.25 0.25

0 -0.25 -0.25 -0.25

3 0.25 0.25 0.25 0.25

-0.25 -0.25 -0.25 -0.25

4 0.1 0.25 0.25 0.25

0.1 -0.25 -0.25 -0.25

При указанных режимах работы трансмиссии управляемые параметры модели пересчитываются в физические величины рабочих объемов гндромоторов в при-

воде ведущих колес следующим образом:

е,„=(ео + ^)х(1 + К2) (11)

е1^{е0 + К1)х(1-К2) (12)

е,„=с0х(1 + К3) (13)

+ (14)

'•з„=(^О-А',)х(1 + А'4) (15)

где «,„, еи. - относительные рабочие объемы гидромоторов наружного (относительно центра поворота) и внутреннего колес передней оси;

еъ,> е1« " относительные рабочие объемы гидромоторов наружного (относительно центра поворота) и внутреннего колес средней оси;

е-„, й3,( - относительные рабочие объемы гидромоторов наружного (относительно центра поворота) и внутреннего колес задней оси

е„ - относительный рабочий объем гидромоторов при исходных установках, при которых обеспечивается равенство сил тяги на всех колесах.

По результатам расчетов первой задачи оптимизации, соответствующей экспериментально исследованным режимам работы трансмиссии (гистограмма представлена на рис. 2) выделены две группы критериев по реакции на регулирование: изменяемые существенно или незначительно. Отмечен ряд чувствительных критериев, изменение которых в решаемой задаче может достигать 10%.

Диапазон изменения критериев Диапазон изменения критериев

порядковые номера критериев

порядковые номера критериев

0 (улучшение, %) □(ухудшение, %)

0 (улучшение, %) Р (ухудшение, %)

Рис. 2. Результаты расчетов задачи Рис. 3. Результаты расчетов задачи опти-оптимизации при межосевом регули- мизации при межбортовом регулировании ровании. (при равном распределении тяги по осям).

Диапазон изменения критериев

Диапазон изменения критериев

%

8

6

4

0

26

21

порядковые номера кртирнев

гюрядкоиые номера кричнриеи

26

Рис. 4. Результаты расчетов задачи Рис. 5. Результаты расчетов задачи опти-оптимизации при совместном межосе- мизации при совместном регулировании вом и межбортовом регулировании параметров и фиксированном несиммет-

Отмечена корреляция критериев топливной экономичности и устойчивости, но улучшение данных критериев, достигаемое при 10% смещении тяги вперед, ухудшает управляемость. Одновременное улучшение всех критериев не достигнуто, но для некоторых критериев крайние значения достигаются при одинаковых векторах параметров (представляющих собой крайние точки поля параметров).

При бортовом перераспределении тяги (вторая задача, рис. 3) отмечено более существенное изменение критериев управляемости и устойчивости. В обоих случаях диапазоны критериев эффективности управления, поворачиваемое™, чувствительности к управлению и угла боковог о крена в значительной степени смещены в область ухудшения и лишь незначительно попадают в область улучшения. В результате эти критерии накладывают наибольшие ограничения на возможные оптимальные решения. При совместном регулировании (третья задача, рис. 4) расширяется поле полученных решений при сохранении отмеченных общих тенденций. По сравнению со второй задачей наглядно показано преимущественное влияние межбортового регулирования.

параметров.

ричном межосевом распределении.

Поиск уточненного решения в суженном поле параметров проведен в четвертой задаче (рис. 5) с целью улучшения показателей управляемости и устойчивости при выигрыше в топливной экономичности. Выбрано такое межосевое регулирование, при котором отмечено улучшение топливной экономичности в первой задаче с введением межбортового регулирования по осям, дающего наиболее ощутимые изменения управляемости.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ

1. Реализована методика решения дифференциальных уравнений движения подрессоренных и неподрессоренных масс в единой системе координат, связанной с центром подрессоренной массы, применительно к многоосному автомобилю. Связи в подвеске заменяются эквивалентными силовыми реакциями, которые являются независимыми переменными в системе уравнений. Кинематические связи подрессоренной и неподрессоренных масс описываются коэффициентами, связывающими перемещения неподрессоренных и подрессоренной масс по возможным координатам.

2. Составлено обобщенное математическое описание многомассовой модели движения полноприводного автомобиля, позволяющее проводить расчет различных режимов движения и поиск алгоритмов управления автоматической трансмиссией с индивидуальным приводом ведущих колес. Модель основана на ряде допущений, не оказывающих существенное влияние на общие результаты ее работы и позволяет вести сравнительные расчеты в заданном поле изменения параметров без дополнительных функциональных ограничений. Адекватность модели подтверждена экспериментальными исследованиями по критерию Фишера. Количественное расхождение теоретических и экспериментальных данных находится в диапазоне 7.. .18%.

3. Проведены экспериментальные исследования, показавшие, что режимы работы трансмиссии могут существенно влиять на параметры управляемости, устойчивости и топливной экономичности. Анализ полученных зависимостей подтверждает, что однозначного преимущества фиксированного перераспределения тяги на всех режимах движения не существует. Поворачиваемость увеличивается при

смещении тяги в сторону передней оси, разница в крайних точках межосевого регулирования достигает 12%. Установлено, что наименьшее время реакции достигается при таком режиме работы трансмиссии, который устанавливает смещение таги в сторону задней оси. Разница между режимами, в которых смещение тяги в сторону задней или передней оси, незначительна и составляет до 5-10%. Время реакции при дифференциальном и блокированном режимах отличается незначительно. Также при одинаковых настройках трансмиссии и увеличении давления воздуха в шинах время 90% реакции снижается на 10-15%. Средний уровень заброса поперечного ускорения также увеличивается при увеличении давления воздуха в шинах (в 1,5-2 раза). При этом в дифференциальном режиме заброс поперечного ускорения для привода со смещением тяги в направлении задней оси -наименьший, а в блокированном - наибольший. Средняя величина заброса поперечного ускорения составляет 5-8%.

4. Проведены оптимизационные расчеты параметров управления гидрообъемной трансмиссией с целью улучшения показателей управляемости, устойчивости и топливной экономичности. Выявлено, что методами регулирования передаточных отношений трансмиссии можно достичь до 2-кратного улучшения каждого из критериев по сравнению с прототипом (равномерное распределение тяги по колесам), при межбортовом регулировании. Также выделены области ухудшения значений критериев (нежелательные области регулирования).

5. По результатам оптимизационного исследования в рамках поставленных задач и ограничений не достигнуто одновременное улучшение (по сравнению с прототипом) для всего выбранного набора критериев путем регулирования потоков мощности в трансмиссии.

6. Выявлены группы критериев, имеющих высокую прямую корреляцию (в обобщенном виде - топливной экономичности и устойчивости). Однако, при улучшении топливной экономичности и устойчивости за счет регулирования трансмиссии снижаются показатели управляемости (и наоборот).

7. Анализ полученных решений показывает, что для улучшения топливной экономичности автомобиля с гидрообъемной трансмиссией при криволинейном

движении по твердой опорной поверхности целесообразно увеличивать тягу н передней оси до 10% (соответственно уменьшая тягу на задней оси), а также - н внутренних по отношению к центру поворота колесах (до 5%). Такое регулирова ние незначительно уменьшает угол бокового крена и улучшает параметры стаби лизации. Для получения наилучшей управляемости необходимо максимально (д 20-25 %) смещать тягу в сторону задних колес, но при этом для передней управ ляемой оси повышать тягу на внешнем колесе (до 25%), а на средней и задней - н внутреннем (до 20 и 25 % соответственно).

8. По результатам анализа оптимизационных решений данная методика може быть рекомендована для проведения поиска законов управления трансмиссией индивидуальным регулированием, а также статических настроек нерегулируемы или ступенчато регулируемых трансмиссий для различных условий движения целью улучшения эксплуатационных свойств и характеристик автомобиля.

Основные положения диссертации опубликованы в следующих работах:

1. Гусаков Д.Н. Принципиальные способы реализации законов индивидуально го регулирования сил тяги на ведущих колесах автомобиля повышенной проходи мости. //Материалы 49-ой МНТК ААИ «Приоритеты развития отечественного ав тотракторостроения и подготовки инженерных и научных кадров», секция 4 "ма тематические методы моделирования и оптимизации автотранспортных средств" часть 1, с. 44-49. МГТУ «МАМИ» 2005 г.

2. Лепешкин A.B., к.т.н., доц., Гусаков Д.Н. Выбор рационального закон управления гидрообъемной трансмиссией с регулируемыми насосом и мотором. / Материалы ... (см. п. 1), часть 2, с. 49-55. МГТУ «МАМИ» 2005 г.

3. Гусаков Д.Н. Уточнение методики определения вертикальных реакций н колесах автомобиля при движении по криволинейной траектории с продольным поперечным уклоном. // Материалы ... (см. п. 1), часть 1, с. 49-54. . МГТ «МАМИ» 2005 г.

4. Бахмутов C.B., д.т.н., Гусаков Д.Н. Экспериментальная оценка управляемо сти и устойчивости многоосного полноприводного автомобиля при различных за

конах управления гидрообъемной трансмиссией. // Сборник докладов 54-й МНТК "Конструктивная безопасность автотранспортных средств", секция 2 "активная безопасность (управляемость и устойчивость)". ФГУП "НИЦИАМТ" 2006 г.

5. Бахмутов C.B., Гусаков Д.Н. Экспериментальная оценка влияния распределения мощности по осям полноприводного многоосного автомобиля на показатели управляемости и устойчивости. //Известия МГТУ «МАМИ» (рекомендован ВАК), 2007, №2, с. 14-19.

6. Бахмутов C.B., Гусаков Д.Н. Некоторые проблемы, возникающие при создании многомассовой математической модели движения автомобиля и методы их решения. //Известия МГТУ «МАМИ»,2007, №2, с. 78-83.

7. Бахмутов C.B., Гусаков Д.Н. Исследование возможностей оптимизации объемной гидропередачи по показателям динамики разгона и топливной экономичности. //Известия МГТУ «МАМИ»,2007, №2, с. 11-14.

8. Бахмутов C.B., Гусаков Д.Н. Математическая модель движения автомобиля как многомассовой системы. //Известия МГТУ «МАМИ»,2008, №1, с. 6-12.

9. Бахмутов C.B., Гусаков Д.Н. Унифицированная математическая многомассовая модель движения многоосного автомобиля. //Известия вузов. МАШИНОСТРОЕНИЕ (рекомендован ВАК), 2007, №8, с. 32-41.

10. Бахмутов C.B., Гусаков Д.Н. Оптимизация законов управления трансмиссией полноприводных автомобилей с индивидуальным приводом ведущих колес. //Известия МГТУ «МАМИ»,2009, №1, с. 90-98.

ГУСАКОВ ДМИТРИЙ НИКОЛАЕВИЧ

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

"РАЗРАБОТКА МЕТОДИКИ ОПТИМИЗАЦИИ ЗАКОНОВ УПРАВЛЕНИЯ АВТОМАТИЧЕСКОЙ ТРАНСМИССИЕЙ

ПОЛНОПРИВОДНОГО АВТОМОБИЛЯ ПО РЯДУ

ЭКСПЛУАТАЦИОННЫХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ"

Подписано в печать Заказ Тираж 90

Бумага типографская Формат 60x90/16

МГТУ «МАМИ», 107023, Москва, Б.Семеновская ул., дом 38

Оглавление автор диссертации — кандидата технических наук Гусаков, Дмитрий Николаевич

Оглавление.

Введение.

1. Состояние проблемы и задачи исследования.

1.1. Предмет исследования.

1.2. Анализ существующих решений в области регулирования сил тяги на колесах полноприводных автомобилей.

1.2.1. Гидрообъемные трансмиссии.

1.2.2. Электрические трансмиссии.

1.2.3. Альтернативные решения для задачи регулирования касательных реакций на колесах автомобиля.

1.3. Обзор научных достижений в области оптимизации параметров автомобильной техники.

1.4. Критерии оценки управляемости и устойчивости автомобиля.

1.5. Цель и задачи диссертации.

2. Расчетная модель автомобиля.

2.1. Выбор системы координат. Дифференциальные уравнения движения многомассовой системы.

2.2. Вычисление моментов и произведений инерции колес относительно системы координат, жестко связанной с кузовом.

2.3. Внутренние силы системы.

2.4. Потенциальная энергия и диссипативная функция системы. Вывод уравнений Лагранжа в окончательном виде.

2.5. Метод, используемый для определения реакций в пятне контакта колеса с опорной поверхностью.

2.6. Описание работы гидропривода. Уравнения, описывающие работу трансмиссии.

2.7. Алгоритм работы математической модели.

2.8. Выводы по разделу.

3. Экспериментальные исследования.

3.1. Цель и задачи экспериментального исследования. Объект исследований. Программа испытаний. Обоснование выбора характерных режимов работы трансмиссии.

3.2. Описание оборудования, использованного для проведения замеров при экспериментальных исследованиях.

3.3. Сводные результаты экспериментальных исследований.

3.4. Выводы по результатам проведения исследовательской программы по оценке влияния схемы привода полноприводного автомобиля, оборудованного трансмиссией с индивидуальным подводом мощности к колесам, на показатели его управляемости.

3.5. Сверка работы математической модели с результатами экспериментальных исследований. Оценка адекватности модели по критерию Фишера.

4. Оптимизация законов управления трансмиссией полноприводных автомобилей с индивидуальным подводом мощности к колесам.

4.1. Краткое обоснование выбранного метода оптимизации и обзор программного обеспечения.

4.2. Постановка оптимизационной задачи, определение критериев и параметров оптимизации.

4.3. Взаимосвязь параметров оптимизационной задачи и параметров работы гидрообъемной трансмиссии.

4.4. Анализ результатов решения задач оптимизации.

Введение 2010 год, диссертация по транспортному, горному и строительному машиностроению, Гусаков, Дмитрий Николаевич

В современном автомобилестроении прослеживаются тенденции повышения мощности двигателей, что сопровождается проблемами эффективной реализации возросших тяговых возможностей автомобиля. Это неминуемо ставит задачи разработки полноприводных трансмиссий и улучшения их характеристик. Очевидно, что при таких схемах появляется возможность улучшения показателей проходимости, управляемости и устойчивости, топливной экономичности автомобиля за счет оптимального распределения сил тяги. Работы в этих направлениях ведутся научными школами и инженерными центрами многих стран. Как правило, поиск улучшенных решений распределения касательных реакций ведется в узкоспециализированных прикладных задачах — оптимизация управляемости (в классе легковых автомобилей) или проходимости (в классе полноприводных автомобилей). Ценность существующих решений в данных областях не вызывает сомнения, однако комплексная задача по улучшению различных свойств автомобиля за счет оптимальных законов управления параметрами полноприводных автоматических трансмиссий на текущий момент недостаточно изучена.

При определении эффективности необходимо рассматривать несколько групп свойств, включая такие важные характеристики автомобиля, как управляемость, устойчивость и топливная экономичность. В ходе предварительных теоретических и экспериментальных исследований установлено, что на эти свойства автомобиля влияет закон распределения мощности между ведущими колесами. Данное направление исследований в современной прикладной науке представляет значительный интерес, поскольку открывает дополнительный ресурс для улучшения потребительских свойств автомобиля.

Продиктованные рыночной экономикой и общим научно-техническим прогрессом, в настоящее время перед инженерами стоят задачи создания автомобилей с повышенными потребительскими свойствами, в том числе, с автоматизированным управлением максимально возможным количеством систем автомобиля. Это позволит исключить или компенсировать ошибки водителя, тем самым, повышая безопасность и эффективность транспортного средства, и снизить влияние человеческого фактора в системе «Водитель - автомобиль — дорога».

В данной работе изучается возможность повышения комплекса эксплуатационных свойств автомобиля за счет оптимизации управления силами тяги при криволинейном движении. В наибольшей степени этой задаче отвечает полноприводный автомобиль с возможностью независимого регулирования передаваемых на колеса моментов. Необходимо отметить, что в классе тяжелых многоосных автомобилей свойствам управляемости, устойчивости и топливной экономичности обычно придается второстепенное значение ввиду как малочисленности автомобилей данного класса, так и первоочередная ориентированность их на решение транспортных задач в условиях бездорожья, что подразумевает оптимизацию всех систем автомобиля в соответствии с этой целью. Тем не менее, часть своего срока службы такие транспортные средства проводят в перемещении по дорогам общего пользования, что создает дополнительные неудобства за счет их неприспособленности к таким условиям: негабаритным радиусам поворота, низкой скорости криволинейного движения и высокому расходу топлива. Современный уровень развития автомобилестроения позволяет решать и эти задачи для внедорожных автомобилей, не пренебрегая первостепенными, поэтому в данной работе предприняты шаги в разработке соответствующей модели и ее исследования.

Выполнен ряд теоретических и экспериментальных исследований, имеющих цель подтвердить возможность коррекции управляемости, устойчивости и топливной экономичности автомобиля за счет изменения касательных реакций в пятне контакта ведущих колес с дорогой.

Ввиду того, что в современном автомобилестроении постоянно растет уровень всесторонней проработки и улучшения как традиционных конструкций, так и вновь создаваемых, а ресурсы оптимизации базовых свойств за счет изменения конструкции практически исчерпаны, следует расширять научный поиск в области управления, а также исследования других свойств автомобилей, не снижая достигнутого уровня реализации базовых свойств. История автомобилестроения успешно прошла этап создания полноприводных транспортных средств, теперь необходимо осваивать и углублять наработанные знания. В частности, для внедорожных автомобилей следует обеспечить возможность движения собственным ходом до места выполнения основных задач, снизив при этом вредное воздействие на окружающую среду, обеспечив максимальную адаптацию к условиям дорожной сети общего пользования. Это определяет актуальность данной работы.

Заключение диссертация на тему "Разработка методики оптимизации законов управления автоматической трансмиссией полноприводного автомобиля по ряду эксплуатационных показателей"

5. Основные результаты и выводы

1. Составлена система дифференциальных уравнений движения подрессоренных и неподрессоренных масс в единой системе координат, связанной с центром подрессоренной массы, применительно к многоосному автомобилю. Предложено согласование динамики движения подрессоренной и неподрессоренных масс заменой связей реакциями в направляющих элементах подвески и введением кинематических характеристик подвески.

2. Составлено обобщенное математическое описание многомассовой модели движения полноприводного автомобиля, включающее описание работы гидрообъемной трансмиссии, позволяющее проводить расчет различных режимов движения и поиск алгоритмов управления автоматической трансмиссией с индивидуальным приводом ведущих колес. Модель позволяет вести сравнительные расчеты в заданном поле изменения параметров без дополнительных функциональных ограничений.

3. Проведены экспериментальные исследования на полноприводном автомобиле «Гидроход», показавшие, что различные законы управления трансмиссией могут существенно изменять параметры управляемости, устойчивости и топливной экономичности. Анализ полученных зависимостей при межосевом регулировании тяги подтверждает, что фиксированное распределение тяги по. колесам не дает преимущества на всех режимах движения. Например, поворачиваемость улучшается при смещении тяги в сторону передней оси (диапазон изменения достигает 12%). Время реакции уменьшается при смещении тяги в сторону задней оси, с разницей до 5-10%. Время реакции при дифференциальном и блокированном режимах отличается незначительно. При уменьшении давления воздуха в шинах на 1 атмосферу время 90% реакции повышается на 10-15%, средний уровень заброса поперечного ускорения уменьшается в 1,5-2 раза. В дифференциальном режиме заброс поперечного ускорения при смещении тяги в направлении задней оси — наименьший, а в блокированном - наибольший. Средняя величина заброса поперечного ускорения составляет 5-8%. Экспериментальные исследования подтвердили адекватность модели по критерию Фишера. Количественное расхождение теоретических и экспериментальных данных составило 7. 18%.

4. Разработана методика оптимизационных расчетов с функциональными ограничениями, реализующими логическую взаимосвязь параметров управления индивидуальным приводом колес полноприводного автомобиля с гидрообъемной трансмиссией, которая формулирует законы управления этой трансмиссией в реальных условиях эксплуатации автомобиля.

5. Разработано программное обеспечение для ЭВМ, реализующее математическую модель движения автомобиля и адаптированное к проведению оптимизационных расчетов.

6. Проведены оптимизационные расчеты параметров управления гидрообъемной трансмиссией с целью улучшения показателей управляемости, устойчивости и топливной экономичности. Выявлено, что методами регулирования передаточных отношений гидрообъемной трансмиссии можно достичь до 2-кратного улучшения каждого из критериев по сравнению с прототипом (равномерное распределение тяги по колесам), при межбортовом регулировании. Также выделены области ухудшения значений критериев (нежелательные области регулирования).

7. Выявлены группы критериев, имеющих высокую прямую корреляцию (в обобщенном виде - топливной экономичности и устойчивости). Однако при улучшении топливной экономичности и устойчивости за счет регулирования трансмиссии снижаются показатели управляемости (и наоборот).

8. Анализ полученных решений показывает, что для улучшения топливной экономичности автомобиля с гидрообъемной трансмиссией при криволинейном движении по твердой опорной поверхности целесообразно увеличивать тягу на передней оси до 10% (соответственно уменьшая тягу на задней оси), а также - на внутренних по отношению к центру поворота колесах (до 5%). Такое регулирование незначительно уменьшает угол бокового крена и улучшает параметры стабилизации. Для получения наилучшей управляемости необходимо максимально (до 20-25 %) смещать тягу в сторону задних колес, но при этом для передней управляемой оси повышать тягу на внешнем колесе (до 25%), а на средней и задней - на внутреннем (до 20 и 25 % соответственно).

9. По результатам анализа оптимизационных решений данная методика может быть рекомендована для проведения поиска законов управления трансмиссией с индивидуальным регулированием, а также статических настроек нерегулируемых или ступенчато регулируемых трансмиссий для различных условий движения с целью улучшения эксплуатационных характеристик автомобиля.

Библиография Гусаков, Дмитрий Николаевич, диссертация по теме Колесные и гусеничные машины

1. Аганов А., Современные и перспективные трансмиссии бронетанковой техники ВС зарубежных стран. «Зарубежное военное обозрение» №5, 2002 г., с. 34-35

2. Азбель А.Б. Исследование движения на повороте многоосных седельных автопоездов. Дисс. . к.т.н., М., МАДИ, 1979.

3. Антипов Т.П., Огульник М.Г. Современные подходы к изучению динамики шины. В сб. науч. тр. МАДИ "Оптимизационные методы в задачах автомобильного транспорта". М. 1990.

4. Антонов Д.А. Теория устойчивости движения многоосных автомобилей. М. "Машиностроение". 1978.

5. Асриянц A.A., Гольдин Г.В. и др. Кинематический анализ независимой подвески легкового автомобиля. В сб. науч. тр. МАДИ "Устойчивость управляемого движения автомобиля". М. 1971. с. 3-14.

6. Ахмедов А. А. Улучшение управляемости и устойчивости автомобиля при движении по неровной дороге методами многокритериальной параметрической оптимизации : Дисс. к. т. н. : М., МАМИ, 2004

7. Банди Б. Методы оптимизации. Вводный курс. М. "Радио и связь". 1988. -128 с.

8. Барыкин А.Ю. Выбор параметров вязкостных муфт с целью повышения тяговых свойств и проходимости трёхосного полноприводного автомобиля. // Дисс. . канд. техн. наук. М.: МАМИ, 1992. -182 с.

9. Бахмутов C.B. Исследование влияния степени блокирования мелколесного дифференциала на устойчивость движения легкового автомобиля. Дисс. .к.т.н. М. 1979.

10. Бахмутов C.B. Корреляционный анализ при установке задач многокритериальной параметрической оптимизации автомобиля. /"Качество: теория и практика". 2001. №2.

11. Бахмутов C.B. Научные основы параметрической оптимизации автомобиля по критериям управляемости и устойчивости. Дисс. .д.т.н., М. 2001.

12. Бахмутов C.B., Безверхий С.Ф. Статистическая обработка результатов и планирование эксперимента при испытаниях автомобиля. Учеб. пособ. МАМИ, М. 1994. -87 с.

13. Бахмутов C.B., Богомолов C.B., Висич Р.Б. Проектная технология двухэтапной оптимизации эксплуатационных свойств автомобиля//Автомобильная промышленность. — 1998. №12, с. 18-21.

14. Бахмутов C.B., Карузин О.И. Изучение потенциальных возможностей по маневренности и устойчивости движения на трехстепенной модели. Межвуз. сб. науч. трудов "Безопасность и надежность автомобиля", М. МАМИ, 1983, 3-17.

15. Бахмутов C.B., Карузин О.И., Рыков Е.О., Шемякин Ю.В. Автомобильный тестер МАМИ для исследования силовых реакций легкового автомобиля малого класса. Межвуз. сб. научн. трудов "Повышение безопасности и надежности автомобиля", М., МАМИ, 1988, 7-14.

16. Бахмутов C.B., Рыков Е.О., Шемякин Ю.В Силовой метод оценки управляемости и устойчивости автомобиля «Автомобильная промышленность», 1991, № 3, 16-19.

17. Бахмутов C.B., Рыков Е.О., Шемякин Ю.В. Обобщенная силовая диаграмма как инструмент оценки устойчивости и управляемости автомобиля. «Автомобильная промышленность», 1992, №9, 15-18.

18. Беленков Ю.А., Некрасов Б.Б., Фатеев И.В. Определение кпд объемной гидропередачи. М., «Автомобильная промышленность», 1975, № 8, с. 16-18.

19. Беляков В.В., Бушуева М.Е., Сагунов В.И. Многокритериальная оптимизация в задачах оценки подвижности, конкурентоспособности автотракторной техники и диагностики сложных технических ситем. Н. Новгород 2001. -271 с.

20. Богомолов C.B. Методика совершенствования управляемости и устойчивости автомобиля на основе многокритериальной оптимизации ее реакций на управляющие воздействия. Дисс. .к.т.н. М. 2000.

21. Бондаренко М.И., Наземкин А.Ю., Пожалостин A.A. и др. Построение согласованных решений в многокритериальных задачах оптимизации больших систем// ДАН. — 1994. -335. №6, с.719-724.24,25,2627,28.29,3031,32,33,34,35,36.37,38.

22. Бочаров A.B. Разработка экспериментально-расчетной методики оценки параметров, характеризующих управляемость и устойчивость легкового автомобиля со всеми управляемыми колесами. Дисс. к.т.н., Дмитров, 1996.

23. Вержбицкий А.Н., Плиев И.А. Анализ параметров и конструктивных решений отечественных и зарубежных грузовых полноприводных автомобилей//Автомобили и двигатели: Сб. науч. тр./НАМИ. 2003, Вып. 231, с. 28 - 40

24. Висич Р.Б. Многокритериальная оптимизация конструкции подвески автомобиля по показателям управляемости и устойчивости. Дисс. .к.т.н., М., МАМИ, 2002. Вонг Дж. Теория наземных транспортных средств. М. "Машиностроение", 1982. 284 с.

25. Генкин М.Д., Корчемный JI.B., Матусов И.Б. и др. Многокритериальный выбор оптимальных параметров механизма газораспределения//Машиноведение. 1983. -№3, с. 60-68.

26. Гилл Ф., Мюррей У., Райт М. Практическая оптимизация. Пер. с англ. — М.: Мир, 1985

27. Гинцбург JI.JI. и др. Оптимизация стационарных и переходных реакций автомобиля на поворот руля. Труды НАМИ. Совершенствование технико-экономических показателей автомобильной техники. М. 1981, Вып. 182, 49-56.

28. Гинцбург JI.JI. Теория управляемого движения автомобиля относительно заданной траектории. Дисс. .д.т.н., М. 1988.

29. Городецкий К.И. Механический кпд объемных гидромашин. М., «Вестник машиностроения», 1977, № 7, с. 11-13.

30. ГОСТ Р 52302-04 Автотранспортные средства. Управляемость и устойчивость. Технические требования. Методы испытаний.

31. Давыдов А.Д. Новое в методах испытаний. «Автомобильная промышленность», 1995, №4.

32. Давыдов А.Д., Бочаров A.B. Испытания АТС на управляемость и устойчивость. «Автомобильная промышленность», 1992, №5.

33. Давыдов А.Д., Гамаюнова Э.Ф., Константинов A.A. Планирование эксперимента при испытаниях автомобиля по оценке устойчивости управления. Труды НАМИ, 1985.

34. Сальников В.И. Разработка расчетно-экспериментального метода оценки тормозных свойств и направлений совершенствования тормозной динамики автомобиля. Дисс. . к.т.н., М., НАМИ, 1993.

35. Сальников В.И., Давыдов А.Д., Никульников Э.И. Развитие методов испытаний и оценки управляемости и устойчивости автотранспортных средств при сертификации. Избранные труды конф. ААИ 1999-2000.

36. Сальников В.И., Давыдов А.Д., Фиттерман Б.М., Диваков А.Н. О некоторых особенностях управления передне- и заднеприводных автомобилей. «Автомобильная промышленность», №12, 1985.

37. Дерффель К. Статистика в аналитической химии М.: "Мир", 1994

38. Дик А.Б. Расчет стационарных и нестационарных характеристик тормозящего колеса при движении с уводом. Дисс.к. т. н., М., 1988.

39. Дик А.Б. Характеристики неустановившегося проскальзывания тормозящего колеса. Межвуз. сб. науч. тр. "Повышение безопасности и надежности автомобиля". М. МАМИ. 1988.

40. Динамика системы Дорога-Шина-Автомобиль-Водитель. Под ред. Хачатурова. A.A. М. "Машиностроение". 1976. -536 с.

41. Добромиров В.Н., Колесников А.И. Система эксплуатационных свойств вооружения и военной техники (БТВТ и ВАТ). Научно-технический сборник №1, Бронницы 2000.

42. Егоров И.Н., Кретинин Г.В., Матусов И.Б. и др. Задачи проектирования и многокритериального управления регулируемых технических систем //ДАН. — 1998. — 359. №3, с.330-333

43. Егоров И.Н., Кретинин Г.В., Матусов И.Б. и др. Многокритериальная оптимизация сложных технических систем от проектирования до управлеиия//Проблемы машиностроения и надежности машин. 1998, №2, с. 16-29

44. Ипатов A.A. Обобщенная модель оптимизации уровня качества грузовых автомобилей. «Труды НАМИ», 2003, №231, с. 16-28.

45. Итоги науки и техники: физические и математические модели нейронных сетей, том 1, М., изд. ВИНИТИ, 1990.

46. Капралов С.С. Повышение управляемости легкового автомобиля за счет совершенствования характеристик шин. Дисс. .к.т.н., Омск, 1998.

47. Катанаев Н.Т. Наблюдаемость, управляемость и устойчивость системы "автомобиль-среда-водитель". М. МАМИ, Межвуз сб. науч. тр. «Надежность и активная безопасность автомобиля», 1985.

48. Кисуленко Б.В., Бочаров A.B. Технология разработки методов испытаний и критериев оценки устойчивости автомобилей (опыт США)//»Автомобильная промышленность», 2007, №11, с. 37-41

49. Кормен Томас X. и др. Линейное программирование. Глава 29//Алгоритмы: построение и анализ. М.: «Вильяме», 2006, 2-е изд.

50. Корн Г., Корн Т. Справочник по математике для научных работников и инженеров.1. М. "Наука", 1984.

51. Курмаев Р.Х., Лепешкин A.B. Повышение точности математической модели движения колесной машины на основании использования результатов ее испытаний. Известия МГТУ «МАМИ», 2009, №1, 46-56.

52. Курмаев Р.Х., Малкин М.А. Улучшение энергетических и экологических показателей полноприводных автомобилей с гидрообъемной трансмиссией за счет оптимального построения электронной системы управления. Известия МГТУ «МАМИ», 2008, №2, 51-56.

53. Куров Б.А., Лаптев С.А., Балабин И.В. Испытания автомобилей. М. "Машиностроение". 1976. -208 с.

54. Ларин В.В. Оценка тягово-экономиче-ских характеристик транс-портных средств при дви-жении по деформируемым опорным поверхностям и местности. М. «Известия ВУЗов. Машиностроение», 1998, № 10-12, стр. 74.84.

55. Ларин В.В. Оценочные показатели тягово-экономической эффективности транспортных средств на местности и их сравнение при движении на подъем и горизонтальной поверхности. М. «Автомобильная промышленность», 2001, № 9, стр. 9.12.

56. Ларин В.В. Многоопорное шасси и его проходимость. М. «Автомобильная промышленность», 2001, № 9, стр. 10. 12.

57. Ларин В.В. Методы прогнозирования и повышения опорной проходимости многоосных колесных машин на местности. Дисс. д. т. н., М. 2007.

58. Дата В.Н. Выбор и исследование критериев управляемости автомобиля по частотным характеристикам его реакций на управление. Дисс. .к. т. н., М. МАМИ. 1989.

59. Лепешкин A.B. Математическая модель, оценивающая кпд роторной гидромашины. М., «Приводы и управление», 2000, № 1, с. 17-19.

60. Литвинов A.C. Управляемость и устойчивость автомобиля. М., "Машиностроение". 1971.-416 с.

61. Максимов Ю.А., Филлиповская Е.А. Алгоритмы решения задач нелинейного программирования. М.: МИФИ, 1982

62. Матусов И.Б., Плетнев А.Е., Статников Р.Б., Фролова O.A. Многокритериальная идентификация и задача доводки. «Проблемы машиностроения и надежности машин», №6, 1996 г, 107-117.

63. Мирзоев.К., Пешкилев А.Г. Исследование кинематики подвески с помощью ЭЦВМ., «Автомобильная промышленность», 1980, №2.

64. Морозов Б.И., Мирзоев.К., Брюханов А.Б. Способ получения амплитудных и фазовых характеристик реакций автомобиля на управление. Межвуз. сб. науч. тр. «Безопасность и надежность автомобиля», М. МАМИ. 1976.

65. Новиков Г.В. Автоматическое регулирование тягового привода машин с бесступенчатыми трансмиссиями//«Тракторы и сельскохозяйственные машины», 2003, №8, с.46-49

66. Новиков Г.В., Трогание и разгон АТС с автоматической бесступенчатой трансмиссией.//ААИ, 2008, №3 (50) 2008, с. 44-47

67. Новиков Г.В., Управление и автоматическое регулирование бесступенчатых трансмиссий//»Тракторы и сельскохозяйственные машины», №9, 2005 г., с. 26-28

68. Носенков М.А., Бахмутский М.М., Торно В.М. Влияние чувствительности автомобиля к повороту руля на управляемость и устойчивость движения.// Автомобильная промышленность, 1980, №4, с. 22-23.

69. Носенков М.А., Бахмутский М.М., Гинцбург Л.Л. Управляемость и устойчивость автомобилей. Испытания и расчет. НИИНАВТОПРОМ. М. 1981.7778,79.