автореферат диссертации по транспортному, горному и строительному машиностроению, 05.05.03, диссертация на тему:Методика оценки точности реакций межколесных механизмов распределения мощности на условия движения колесной машины

На плавах рукописи

а правах рука,

Потапов Павел Викторович

МЕТОДИКА ОЦЕНКИ ТОЧНОСТИ РЕАКЦИИ 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

3 ОКТ 2013

Волгоград-2013

005534209

Работа выполнена на кафедре «Автомобиле- и тракторостроение» в Волгоградском государственном техническом университете.

Научный руководитель

доктор технических наук, профессор Ляшенко Михаил Вольфредович.

Официальные оппоненты:

Кузнецов Николай Григорьевич доктор технических наук, профессор, Волгоградский государственный аграрный университет, кафедра «Математическое моделирование и информатика», профессор.

Колосов Игорь Валериевич

кандидат технических наук, ООО "Автоплюс"

(Volvo, Hyundai), директор.

Ведущая организация

ФГБОУ ВПО "Курганский государственный университет".

Защита состоится «25» октября 2013 г. в 10 часов на заседании диссертационного 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 государственного технического университета.

Автореферат разослан «2Л> сентября 2013 г.

Ученый секретарь диссертационного совета

О У

4l

Ожогин Виктор Александрович

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. Рост требований к техническому уровню транспортных средств (ТС) обусловливает необходимость их дальнейшего совершенствования, в частности улучшения их тягово-экономических характеристик и показателей управляемости. "

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 является его распределение по ведущим колесам с помощью межколесных механизмов распределения мощности (ММРМ).

Созданием, совершенствованием и исследованиями ММРМ занимались многие ученые, среди которых А.Х. Лефаров, А.Ф. Андреев, В.В. Ванцевич, A.A. Полунгян, A.B. Котовсков, В.П. Тарасик, В.В. Гуськов, Дж. Вонг, Кузнецов Н.Г. и др.*

На сегодняшний день известно большое число конструкций и схем ММРМ, каждая из которых имеет свои преимущества и недостатки. Нерациональный выбор типа ММРМ может приводить к существенным потерям мощности. Так, например, для колесных тракторов потери мощности на буксование вследствие" неидеалыюго распределения ее по ведущим колесам могут достигать 30 %. Для минимизации этих потерь, ММРМ должен соответствовать типичным условиям движения ТС. В связи с выше сказанным 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 характеристик 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 программные 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 анализа 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 A.B. за научные консультации по разделам диссертации.

3

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 проходимости.

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 движения колесной машины.

2. Создана динамическая модель колесной машины, включающая модели различных типов ММРМ и имитирующая разные условия профильной и опорной проходимости.

3. Проведен сравнительный анализ работы различных ММРМ, получены показатели эффективности "их работы.

Теоретическая значимость работы заключается в дополнении теории колесных машин методикой оценки точности реакций ММРМ на условия движения колесной машины.

Практическая ценность:

1. Применение методики оценки точности реакций ММРМ на условия движения колесной машины в конструкторских бюро позволяет проектировать машины с улучшенными тягово-экономическими характеристиками.

2. Разработаны рекомендации по применению различных типов ММРМ на колесных машинах разного назначения; к

3. Предложены новые технические решения ММРМ.

Методы исследования. При расчетных исследованиях движения ТС, а также сопутствующих этому-процессов использовались методы компьютерного моделирования при использовании возможностей программного комплекса МаЙаЬ и его пакета 81ши1тк, 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 типов ММРМ и имитирующая разные условия профильной и опорной проходимости.

3. Рекомендации по применению различных ММРМ на колесных машинах разного назначения.

Достоверность полученных результатов обусловлена использованием фундаментальных физических законов механики, статики и динамики, а также закономерностями 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 конференция «üpoipecc транспортных средств и систем - 2009», октябрь 2009 г., Волгоград, ВолгГТУ; Региональная научно-практическая студенческая конференция «Городу Камышину - творческую молодёжь» (посвящается 15-летию Камышинского технол. инта (филиала) ВолгГТУ), 22-23 апр. 2009 г., Камышин; Юбилейный смотр-конкурс научных, конструкторских и технологических работ студентов ВолгГТУ, 11-14 мая 2010 г., Волгоград; Международная научно-техническая конференция Ассоцрации-автомобиль-ных инженеров (ААИ) «Автомобиле- и тракторостроение в России: приоритета развития и подготовка кадров», посвященная 145-леггию МГТУ "МАМИ", 2010 г., Москва; XIV региональная конференция молодых исследователей Волгоградской области, 10-13 нояб. 2009 г., Волгоград, ВолгГТУ; Всероссийская научно-техническая конференция «Проектирование колёсных машин», посвященная 100-летию начала подготовки инженеров по автомобильной специальности в МГТУ им. Н.Э. Баумана, 25-26 дек. 2009 г., Москва; 30th Ànniversary Seminar of the Students' Association for Mechanical Engineering 11-13 мая 2011 г., Варшава; Всероссийская научно-техническая конференция «Современная техника и технологии: проблемы, состояние и перспективы», 23-25 нояб. 2011 г., Рубцовск; XVI региональная конференция молодых исследователей Волгоградской области, 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 таблвд, 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, который позволил выявить основные ММРМ, применяющиеся в колесных машинах разных типов. На его основе определены кинематические и силовые соотношения для различных ММРМ, которые необходимы для их дальнейшего анализа. Таким образом, определены свойства простого дифференциала, блокированного дифференциала, самоблокирующегося дифференциала, вязкостной муфты и т.д.

Кроме того, сформулированы основные понятия, определяющие подход к описанию работы ММРМ, к анализу их работы. Показано, что любой ММРМ должен выполнять две основные функции - дифференциальную и распределительную.

Дифференциальная функция* заключается в том, что механизм должен обеспечивать 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 несоответствие, которое возникает по ряду причин. Выполнен обзор возможных причин возникновения кинематического несоответствия: поворот колесной машины, макро- и микронеровности профиля дороги, неравные радиусы колес из-за разного износа протектора, неодинакового давления воздуха.

Распределительная функция заключается в том, что ММРМ должен распределять ведущий момент от двигателя между ведущими колесами пропорционально сопротивлениям (касательным реакциям) на них. Необходимость выполнения данной функции определяется тем, что колеса ведущего моста могут работать в условиях неравных нормальных 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 существующих параметров сравнительной оценки различных ММРМ. Так, на основании обзора работ, связанных с исследованиями по теме диссертации, авторов Кавериной Э.В., Ефимова A.B., Келлера A.B. и других сделан вывод, что единых удобных параметров для сравнительной оценки работы МРМ различных конструкций не предложено. Анализ источников по теории автомобиля и трактора, а также ряда ссылок на практические результаты позволяет сделать вывод о том, что единого мнения о применимости различных ММРМ в тех или иных условиях на колесных машинах разных назначений не существует, так же, как и методов сравнительного анализа механизмов различных конструкций.

В качестве параметра для оценки эффективности работы ММРМ предлагается использовать 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 A.B.

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 колесам ведущего моста предстоит проходить в случаях криволинейного движения и движения по неровному профилю дороги (с чем связано выполнение дифференциальной функции), и различие сил сопротивления, возникающих на этих колесах со стороны дороги (с чем связано выполнение распределительной функции). При задании различия сил сопротивления будем исходить из условия равного буксования колес при преодолении ими заданного суммарного сопротивления, поскольку силы сопротивления на колесах 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:

А^ _ УЛЬХ-УПЫ _ Уд-У„-

Аз ~ Д5Г„ " УтА1 ~ Ут ' ■

где Ул и Уп - действительные скорости левого и правого колес; Ут = Ул при

Ул >У„, иначе Га=У„\

- асимметрией сил сопротивления на колесах

А г = Р'°'~ Р"Л , (2)

Кт

где Рю, и Ркп - касательные силы тяги на левом и правом колесах моста, численно равные сопротивлениям, приложенным к одинаково буксующим колесам; Р1<т = Рю, при Рк„ > Ркп, иначе РКт = Ркп.

Касательные силы тяги могут быть представлены как

Ркл =<РклЛлОм ; (3)

Ркп=<Ркл^пОи=Ф„См, (4)

где сры и <р,ш - текущие значения коэффициентов сцепления одинаково буксующих левого и правого колес, зависящие от величины этого буксования; Лл и Лп - коэффициенты нормальной нагрузки соответственно левого и правого колес; Фл и Фп назовем факторами тяги левого и правого колес; — нормальная нагрузка на ведущий мост.

Видно, что асимметрия сопротивлений на одинаково буксующих колесах возникает, если они работают в условиях неодинаковых тяговых возможностей, то есть когда факторы тяги не равны между собой {Фл *ФЯ). Причиной этого может быть как неравенство текущих значений коэффициентов сцепления колес, так и неравенство текущих значений коэффициентов нормальных нагрузок на них.

7

Параметры для оценки работы ММРМ:

- асимметрия окружных скоростей колес

, _ Кл ~ ^777 (5)

Ау- ,

Тт

где' УТМ и Ут-П - теоретические окружные скорости левого и правого колес; У„„ = Утл при Утл > Утп, иначе Ул = У1Л ;

- асимметрия крутящих моментов на полуосях

А Мл~Мп (6)

где М„ и Мп - крутящие моменты на левой и правой полуосях ММРМ; Мт = М„ при Мл > Мп, иначе Мт = Мп.

Действительные скорости колес Ул и Уп выразим через теоретические окружные: Кл = УТП(\-8П), (?)

где 8л и 8П - коэффициенты буксования левого и правого колес моста.

Если подставить выражения (7) в формулу (1), то можно убедиться, что. при равном буксовании колес {8Л = 8П ) будет иметь место равенство А3 =АУ. Отсюда справедливо и другое утверждение, что при равенстве асимметрий Ау - А5 колеса моста работают с одинаковым буксованием.

Итак, если ММРМ, реагируя на изменение соотношения действительных скоростей поступательного движения осей колес, обеспечивает последним возможность изменять соотношение своих окружных скоростей (Л) в точном соответствии с изменением соотношения их действительных скоростей (4,), то он тем самым точно выполняет первую (дифференциальную) функцию.

Выразим моменты на полуосях ММРМ следующим образом:

Мл=Р^г/{1Ю1т}ш) = <р'1и1ЯлОмг/0кпт}кп) = ФлОмг/^кппКл)-, (8)

' Мп =Р'кпг1{1кпл1ш) = <Р'КлхпСмг^кпг1кп)=Ф'пОмг1{1кпт,кп), (9)

где Р'м и Р'кп <р'т и <р'кп Ф'л и Ф'п - касательные силы тяги, текущие значения

коэффициентов сцепления, факторы тяги соответственно левого и правого колес, обусловленные работой данного ММРМ, при которой в заданных условиях движения буксование колес может быть и неодинаковым; ¡^ и Пт ~ передаточное число и коэффициент полезного действия конечной передачи.

Если ММРМ не может точно выполнить первую (дифференциальную) функцию {Ау * Ах), то буксование колес будет неодинаковым (8Л * 8п), в результате будут иметь место неравенства:

я (10)

и, как следствие, Ам ф Ар .

И наоборот, если ММРМ точно выполняет первую функцию ( Ау = А3), то буксование колес, как уже отмечалось, будет одинаковым {8„ - 8п), и неравенства (10) превращаются в равенства. В результате получим, что Ам = АР, что указывает на точность выполнения механизмом и второй (распределительной) функции.

Параметры Ая и А,,, характеризующие условия движения, могут сочетаться друг с другом в разных соотношениях. Каждое конкретное соотношение можно представить геометрически в виде точки на плоскости в прямоугольной системе координат, вдоль оси абсцисс которой откладывается асимметрия А3, а вдоль оси ординат - АР. Начало координат соответствует величинам А3 = 0 и Ар = 0. Совокупность всех точек со всевозможными координатами А5 и Ар в пределах от -1 до 1 образует фигуру аЪсс! в виде квадрата, которую назовем полем возможных реализаций условий движения ведущих колес машины (Рис. 1).

«»в® Гидромуфта —Блокированный диф.

«я®»«1® Простой дифференциал Рис. 1- Дифференциально-распределительные характеристики различных механизмов на

поле возможных реализаций условий движения Реагируя на эти условия, ММРМ будет изменять свою работу, обеспечивая определенные соотношения параметров Ау и Аи, которые можно также представить геометрически точкой с координатами Ау и Ам, отложенными соответственно вдоль оси абсцисс и оси ординат. Совокупность всех возможных соотношений асимметрий окружных скоростей колес Ау и крутящих моментов на полуосях Аи, обеспечиваемых конкретным межколесным МРМ, назовем дифференциально-распределительной характеристикой этого механизма.

Если точка, характеризующая дифференциальную и распределительную функции ММРМ, обусловленные его реакцией на конкретные условия движения, и имеющая координаты Аг и Аи, совпадает с точкой, характеризующей условия движения и имеющей координаты Ац и АР, то это свидетельствует о том, что ММРМ действует адекватно условиям движения, точно выполняя обе функции, то есть обеспечивая равенства Ау = Ац и Ам — Ар.

Существенное несовпадение этих точек, которое можно оценивать отдельно по оси абсцисс и оси ординат, указывает на неадекватность действий ММРМ, проявляющуюся 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 предлагаемой методики на простой математической модели. Характеристики каждого из механизмов 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 движения на работу ММРМ. Данная проверка обусловлена сделанным в методике допущением о равномерности движения колесной машины. Для проверки моделируется разгон колесной машины, оснащенной блокированным и простым дифференциалом.

Динамическая модель колесной машины описывается системой уравнений: Уе фе = Ме - МТР / ¡ТР ¿коФк = МТ1,-М,, ~МЯ ' 1к<р1к = Мг -Рггг,,к ^ ^

пкфвк ~ Мн ~РтКГ1<К тх = КГ1Т + -Р3-Ркр

Система уравнений (11) дополняется описанием работы сцепления (два режима: сцепление выключено - сцепление включено), моделью для определения силы тяги колеса (используется «магическая формула Пасейка»), а также блоками описания динамики простого (12) и блокированного (13) дифференциалов. Системы уравнений, описывающие динамику автомобиля с простым и блокированным дифференциалом, приведены ниже:

Jkp<Pk =M„-ML-MR

jLK<PLK =ML -FTJLK JRKPRK = MR ~FTRrRK

JSTipST=MR -ML

<Psr

9st=q <Pst = 0

(13)

<PfK = <P KD + <PST _ <Prk - <Pkd - <Psr (12) Фгк ^<Pkd + <Pst ß>RK = <Pkd - <Psr

Модель реализована в программном комплексе Matlab Simulink. Для проверки адекватности модели использовались результаты эксперимента, проведенного на кафедре «АТС» ВолгГТУ Ефимовым A.B. по исследованию разгона

Ю

полноприводного автомобиля ВАЗ 2121 в условиях неодинакового сцепления колес переднего и заднего моста при простом и заблокированном межосевом дифференциале. Поскольку принцип работы механизма от места его установки не меняется, то разработанная модель динамики колесной машины была модифицирована в соответствии с условиями эксперимента.

Сравнение результатов эксперимента с результатами расчета модели показали, что модель адекватна. При ее использовании был проведен расчет разгона колесной машины с простым и заблокированным межколесным дифференциалом в условиях разного сцепления колес (Рис. 2 а, б, в, г).

Крутящие моменты на поруосях 150,0

100,0 50,0 0,0

i

#L: -

г -----1

0,0 1,0 • Правая полуось

8)

2,0 3,0

Левая полуось

1.0 0.5 0.0

I

-0.5 -1.0

Асимметрии

/

3 1 0 2 0 3

■Ат

t, с

0

б)

S х

Крутящие моменты на полуосях

юо.о

о.о -------!*'с

0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 -Правая полуось «»»«»Левая полуось в)

1.0

Е <

-1.0

Асимметрии

0.0 -

1

»Av -Am

'г)

■ t, с

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, самоблокирующегося дифференциалов и вискомуфты в различных условиях движения, характеризующихся наличием обеих асимметрий АР и В результате анализа получены дифференциально-распределительные характеристики (Рис. 4)указанных механизмов при 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» - обеспечивающим равное буксование колес.

Рис. 4 - Поверхности ошибок АА$ и ДАр для простого дифференциала

Однако в каждом конкретном случае мы можем прямо посчитать ошибку выполнения той или иной функции.

ч

){02

■ Блокированный диф.

Простой диф. • Вискомуфта

- Самоблокирующийся диф.

Рис. 3 - Дифференциально-распределительные характеристики

Блокированный диф.

— -Простой диф. »«■«>«. Вискомуфта

— — Идеальный механизм

Поскольку дифференциально-распределительная функция определяет только факт точности или неточности реакции ММРМ, то для количественной оценки неточности предложено еще два параметра:

- ошибка выполнения дифференциальной функции

АА,

А5 Ау;

- ошибка выполнения распределительной функции

ААр = АР - Ам .

С помощью данных параметров можно судить, насколько неточно выполняется первая или вторая функции. Графически можно представить ошибку в трехмерной системе координат, отложив ее значение на оси аппликат, а по оси абсцисс и ординат будут откладываться те же параметры Аз и Ар. Таким образом, мы получим некую поверхность, которая будет отражать ошибку выполнения механизмом дифференциальной или распределительной функций. На рисунках 4 а), б) светлым цветом показаны поверхности ошибок выполнения функций для простого дифференциала, темная поверхность -поле нулевых ошибок, соответствующее «идеальному механизму».

Асимметрия коэф. сцепления

» ДАб простого диф. .......«"■" ЛАр простого диф.

- ДАб вискомуфты — — йАв самоблок. • ЛАр вискомуфты —ж—» ДАр самоблок.

ДАб простого диф. • ДАв вискомуфты »ДАб самоблок.

ДАр простого диф. •ДАр вискомуфты -ДАр самоблок

Рис. 5 - Ошибки выполнения функций механизмами в зависимости от эксплуатационных асимметрий

С помощью приведенных графиков (Рис. 5) можно провести сравнительный анализ 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 буксования, определяется по формуле:

-С, г,

+ Р'Л тЛг +лк<

1

1-5.

1-5,

1-5.

-)

«Идеальный механизм» считается эталонным, поскольку обеспечивает точное выполнение обеих функций. На графиках (рисунок 6) приведено изменение КПД буксования относительно «идеального механизма» для различных типов ММРМ, установленных на транспортную или тяговую колесные машины.

0.14 0.12 0.1 0.08 0.06 0.04 0.02 0

0.1

0.05

¿Г Л&

аС а

"" ..........

5 - 10 15 20,

угол поворота руля,

• Простой дифференциал

• Блокированный дифференциал -Самоблокирующийся дифференциал

«Простой дифференциал У™ подъема?" ] — — Самоблокирующийся дифференциал

Рис. б - Изменения КПД буксования Как показало исследование, «идеальный механизм» обеспечивает самый высокий КПД буксования и для тяговой, и для транспортной машины. Характеристики «идеального механизма» достигнуты в предлагаемых технических решениях, на которые получено 5 патентов РФ на полезную модель.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Проведенный анализ конструкций ММРМ позволил определить их кинематические и силовые параметры.

Разработанная методика оценки точности реакций ММРМ на заданные условия движения колесной машины, использующая предложенные параметры асимметрий, позволяет проводить анализ работы ММРМ и давать рекомендации по улучшению тяго-во-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 считать ее адекватной.

Проведенный сравнительный анализ реакций нескольких типов ММРМ по характеру изменения основных кинематических и силовых параметров (асимметрий) и величинам КПД буксования позволяет утверждать, что по сравнению с «идеальным механизмом» реакции рассмотренных ММРМ оказываются неточными, что приводит к увеличению 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, которые позволяют реализовывать характеристики «идеального механизма».

Список работ, опубликованных автором по теме диссертации:

В изданиях, рекомендованных ВАК РФ:

1. Котовсков, A.B. Методика расчёта потерь мощности от буксования асимметрично нагруженных колёсных движителей/А.В. Котовсков, П.В. Потапов // Изв. ВолгГТУ. Серия "Наземные транспортные системы". Вып. 3 : межвуз. сб. науч. ст. / ВолгГТУ. - Волгоград, 2010. - № 10. - С. 48-51.

2. Методика анализа адекватности реакций межколёсных механизмов распределения мощности на условия движения машины /Вл.П. Шевчук, A.B. Котовсков, П.В. Потапов, Д.В. Симонов, Е.В. Клементьев // Современные наукоёмкие технологии. — 2013.1.-С. 33-35.

3. Котовсков, A.B. Методика количественной оценки адекватности реакций межколесных механизмов распределения мощности на условия движения машины / A.B. Котовсков, П.В. Потапов, Д.В. Симонов // Изв. ВолгГТУ. Серия "Наземные транспортные системы". Вып. 4: межвуз. сб. науч. ст. / ВолгГТУ. - Волгоград, 2011. - № 12. - С. 29-32.

4. Котовсков, A.B. Методика расчёта потерь мощности от буксования гусеничного трактора при кинематическом несоответствии и асимметричном нагружении движителей / A.B. Котовсков, П.В. Потапов // Тракторы и сельхозмашины. - 2010. - № 1. - С. 27-30.

5. Котовсков, A.B. О новом подходе к сравнительному анализу межколёсных механизмов распределения мощности / A.B. Котовсков, П.В. Потапов, Д.В. Симонов // Изв.

14

ВолгГТУ. Серия "Наземные транспортные системы". Вып. 3: межвуз. сб. науч. ст. / ВолгГТУ. - Волгоград, 2010.-№ 10.-С. 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. - С. 20-23.

В прочих гаданиях:

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, M.B. 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 Mechanical 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 Engineering, Warsaw, Poland, May 22nd - 25th, 2012: [доклады] / Military University of Technology, Faculty of Mechanical Engineering. - Warsaw, 2012. - 1 CD-ROM. - P. 1-5.

4. Потапов, П.В. Метод сравнительного анализа межколёсных механизмов распределения мощности / П.В. Потапов, А.В. Котовсков // Тезисы докладов юбилейного смотра-конкурса научных, конструкторских и технологических работ студентов ВолгГТУ, Волгоград, 11-14 мая 2010 г. / ВолгГТУ, Совет СНТО. - Волгоград, 2010. - С. 144.

5. Котовсков, А.В. Методика анализа и анализ принципов блокировки межколёсных механизмов распределения мощности [Электронный ресурс] / А.В. Котовсков, П.В. Потапов, Д.В. Симонов // Автомобиле- и тракторостроение в России: приоритеты развития 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). - С. 186-195. - URL: www.mami.ru/science/mamil45/scientific/S_01htm.

6. Котовсков, А.В. Методика качественной оценки адекватности реакций межколёсных механизмов распределения мощности на условия движения машины / А.В. Котовсков, 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. / Рубцовский индустриальный ин-т (филиал) АлтГТУ. - Рубцовск, 2011. - С. 431-435.

7. Котовсков, А.В. Методика расчёта буксования гусеничного трактора при асимметричном нагружении движителей / А.В. Котовсков, П.В. Потапов // Инновационные технологии в обучении и производстве : матер. VI всерос. науч.-практ. конф., г. Камышин, 15-16 дек. 2009 г. В 6 т. Т. 1 / ГОУ ВПО ВолгГТУ, КТИ (филиал) ВолгГТУ. -Волгоград, 2010. - С. 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. - С. 96-98.

9. Котовсков, A.B. Об особенностях расчёта буксования гусеничного трактора при кинематическом несоответствии движителей / A.B. Котовсков, П.В. Потапов // Прогресс транспортных "средств и систем - 2009: матер, междунар." н.-пр. конф., Волгоград, 13-15 о кг. 2009 г.: в 2 ч. Ч. 1 / ВолгГТУ [и др.]. - Волгоград, 2009. - С. 199-200.

10. Оценка адекватности действия механизмов распределения мощности колёсной машины / Д.В. Симонов, A.B. Котовсков, П.В. Потапов, М.В. Ляшенко // Современная 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. - С. 493-496.

11. Симонов, Д.В. Оценка адекватности действия механизмов распределения мощности колёсной машины / Д.В. Симонов, A.B. 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, 23-25 апр. 2013 г.)/ИжГТУ им. М.Т. Калашникова.-Ижевск, 2013. - С. 1254-1258.

12. Котовсков, A.B. Уточнение методики расчёта потерь от буксования полноприводной колёсной машины / A.B. Котовсков, П.В. Потапов // Прогресс 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. - С. 201.

13. Котовсков, A.B. Уточнение методики расчёта потерь от буксования полноприводной колёсной машины / A.B. Котовсков, A.B. Победин, П.В. Потапов // Проектирование колёсных машин: матер, всерос. науч.-техн. конф., посвящ. 100-летию начала подгсгг. инж. по автомобильной специальности в МГТУ им. Н.Э. Баумана (25-26 дек. 2009 г.) / ГОУ ВПО "МГТУ им. Н.Э. Баумана". - М., 2010. - С. 166.

Изобретения:

1. П. м. 100162 РФ, МПК F16H48/26. Механизм блокировки дифференциала транспортного средства / A.B. 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 / A.B. Котовсков, П.В. Потапов, Д.В. Симонов, Вл.П. Шевчук; ВолгГТУ.-2011.

3. П. м. 108814 РФ, МПК F16H48/30, В60К17/16. Механизм блокировки межколёсного 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 блокировки дифференциала транспортного средства/А.В. Котовсков, М.В. Ляшенко, П.В. Потапов, Д.В. Симонов, A.B. Победин; ВолгГТУ. - 2013.

5. П.м. 131113 РФ, F16H48/30. Механизм блокировки межколесного дифференциала транспортного средства/ A.B. Котовсков, М.В. Ляшенко, П.В. Потапов, Д.В. Симонов, A.B. Победин; ВолгГТУ. - 2013.

Подписано в печать ¿9. 09 .2013 г. Заказ № 627. Тираж 100 экз. Печ. л. 1,0 Формат 60 х 84 1/16. Бумага офсетная. Печать офсетная.

Типография ИУНЛ Волгоградского государственного технического университета. 400005, г. Волгоград, пр. им. В.И. Ленина, 28, корп. 7.

Волгоградский государственный технический университет

04201 45571 5

Потапов Павел Викторович

Методика оценки точности реакций межколесных механизмов распределения мощности на условия движения колесной машины

05.05.03 - Колесные и гусеничные машины

Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук

Научный руководитель д.т.н., профессор Ляшенко М.В.

Волгоград -2013

Оглавление

Введение...........................................................................................................................3

1. Степень разработанности проблемы, цели и задачи исследования.......................7

1.1 Описание условий работы и характеристик ММРМ..........................................7

1.2 Изучение применяемости ММРМ......................................................................14

1.3 Определение условий движения колесной машины.........................................18

1.4 Выводы, цель и задачи исследования.................................................................19

2. Описание методики оценки точности реакций ММРМ на заданные условия движения колесной машины........................................................................................21

2.1 Основные положения методики..........................................................................21

2.2 Пример использования методики.......................................................................27

3. Проверка влияния неустановившегося движения колесной машины на реакции ММРМ.............................................................................................................................37

3.1 Математическая модель разгона колесной машины........................................37

3.2 Проверка адекватности разработанной модели................................................47

3.3 Оценка влияния неустановившегося движения колесной машины на реакции ММРМ.........................................................................................................................58

4. Сравнительный анализ работы различных ММРМ...............................................70

4.1 Разработка модели для проведения анализа......................................................70

4.2 Анализ работы ММРМ........................................................................................74

4.3 Оценка точности реакций ММРМ......................................................................88

5. Эффективность ММРМ.............................................................................................98

Заключение...................................................................................................................106

Список литературы......................................................................................................107

Введение

Актуальность темы исследования. Рост требований, предъявляемых к техническому уровню транспортных средств (ТС), обусловливает необходимость их дальнейшего совершенствования, в частности улучшения их тягово-экономических характеристик и показателей управляемости.

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 является его распределение по ведущим колесам с помощью межколесных механизмов распределения мощности (ММРМ).

Созданием, совершенствованием и исследованиями ММРМ занимались многие ученые, среди которых А.Х. Лефаров, А.Ф. Андреев, В.В. Ванцевич, A.A. Полунгян, A.B. Котовсков, В.П. Тарасик, В.В. Гуськов, Дж. Вонг, Кузнецов Н.Г. и др.1

На сегодняшний день известно большое число конструкций и схем ММРМ, каждая из которых имеет свои преимущества и недостатки. Нерациональный выбор типа ММРМ может приводить к существенным потерям мощности. Так, например, для колесных тракторов потери мощности на буксование вследствие неидеального распределения ее по ведущим колесам могут достигать 30 %. Для минимизации этих потерь, ММРМ должен соответствовать типичным условиям движения ТС. В связи с выше сказанным весьма актуальным является создание методики, позволяющей анализировать эффективность работы различных типов ММРМ в заданных условиях эксплуатации, и осуществлять выбор наиболее рационального из них.

Целью работы является создание методики оценки точности реакций ММРМ на условия движения колесной машины.

Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:

1 Автор выражает особую благодарность канд. техн. наук, доценту кафедры «Автомобиле- и тракторостроение» ВолгГТУ Котовскову A.B. за научные консультации по разделам диссертации.

1. Выполнить анализ существующих конструкций ММРМ;

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 проходимости;

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 движения колесной машины;

2. Создана динамическая модель колесной машины, включающая модели различных типов ММРМ и имитирующая разные условия профильной и опорной проходимости;

3. Проведен сравнительный анализ работы различных ММРМ, получены показатели эффективности их работы.

Теоретическая значимость работы заключается в дополнении теории колесных машин методикой оценки точности реакций ММРМ на условия движения колесной машины.

Практическая ценность:

1. Применение методики оценки точности реакций ММРМ на условия движения колесной машины в конструкторских бюро позволяет проектировать машины с улучшенными тягово-экономическими характеристиками;

2. Разработаны рекомендации по применению различных типов ММРМ на колесных машинах разного назначения;

3. Предложены новые технические решения ММРМ.

Методы исследования. При расчетных исследованиях движения ТС, а также сопутствующих этому процессов использовались методы компьютерного моделирования при использовании возможностей программного комплекса Ма11аЬ и его пакета БтиНпк, 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 типов ММРМ и имитирующая разные условия профильной и опорной проходимости;

3. Рекомендации по применению различных ММРМ на колесных машинах разного назначения.

Достоверность полученных результатов обусловлена использованием фундаментальных физических законов механики, статики и динамики, а также закономерностями 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 конференция «Прогресс транспортных средств и систем - 2009», октябрь 2009 г., Волгоград, 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 научных, конструкторских и технологиче-

ских работ студентов ВолгГТУ, 11-14 мая 2010 г., Волгоград; Международная научно-техническая конференция Ассоциации автомобильных инженеров (ААИ) «Автомобиле- и тракторостроение в России: приоритеты развития и подготовка кадров», посвященная 145-летию МГТУ "МАМИ", 2010 г., Москва; XIV региональная конференция молодых исследователей Волгоградской области, 10-13 но-яб. 2009 г., Волгоград, ВолгГТУ; Всероссийская научно-техническая конференция «Проектирование колёсных машин», посвященная 100-летию начала подготовки инженеров 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 «Современная техника и технологии: проблемы, состояние и перспективы», 23-25 нояб. 2011 г., Рубцовск; XVI региональная конференция молодых исследователей Волгоградской области, 8-11 ноября 2011 г., Волгоград, ВолгГТУ; Ежегодные внутривузовские научные конференции (2009-2013), Волгоград, ВолгГТУ.

Публикации. По теме диссертации опубликовано 22 печатных работы, из них 6 в изданиях, рекомендованных ВАК. По теме работы получено 5 патентов РФ на полезную модель.

1. Степень разработанности проблемы, цели и задачи

исследования

1.1 Описание условий работы и характеристик ММРМ

На сегодняшний день колесные машины имеют большое значение и широкое распространение. Условия их эксплуатации, а также ряд сопутствующих факторов определяют специфические требования, предъявляемые к ним. Одним из главных требований является рациональное распределение мощности между ведущими колесами.

Группа механизмов, предназначенных для передачи и распределения мощности от двигателя между ведущими колесами, называется ММРМ [32]. Именно от них во многом зависят тягово-скоростные качества колесной машины [2],[15].

Можно выделить две основные функции ММРМ (с точки зрения оптимальных режимов движения колесной машины), которые определяются несколькими эксплуатационными факторами (подробнее будут рассмотрены ниже):

1. обеспечение ведущим колесам возможности вращаться с разными угловыми скоростями - назовем это дифференциальной функцией[37];

2. распределение между колесами ведущего момента. С точки зрения повышения тяговых свойств машины, момент должен распределяться пропорционально силам сопротивления, действующим на колеса со стороны дороги (касательные реакции), то есть обеспечивать наиболее полную реализацию тяговых качеств автомобиля [32], [5], [73]. Назовем это распределительной функцией[37].

Обе эти функции, конечно, должны выполняться одновременно.

Необходимость выполнения первой (дифференциальной) функции обусловлено существованием кинематического несоответствия (то есть различия окружных скоростей) между колесами ведущего моста. Это несоответствие, так или иначе, всегда присутствует при движении колесной машины [75], [14]. Выделяют несколько типов кинематического несоответствия:

- вызванное конструктивно-эксплуатационными факторами: неравные радиусы качения колес (допуски на изготовление шин могут приводить к кинематическому несоответствию порядка 1,5-2%, неодинаковое давление воздуха в шинах - 1-1,5%) [46], различные нормальные нагрузки на колесах, неточность в изготовлении и неравные передаточные отношения деталей приводов);

- вызванное движением машины по криволинейной траектории (наиболее значительный фактор);

- вызванное движением машины по неровному профилю дороги (макронеровности и различные препятствия).

Необходимость выполнения второй (распределительной) функции связана с тем, что в процессе движения, колеса ведущего моста могут иметь разные условия сцепления с поверхностью движения (или другими словами, различные продольные сопротивления на колесах) [8], [9], [21],[70], [107], [98]. Это различие может быть обусловлено следующими причинами:

• физико-механические характеристики опорной поверхности;

• износ и состояние протектора и поверхности шины;

• неодинаковые нормальные нагрузки на колесах.

Характеристики опорной поверхности могут существенно влиять на различие условий сцепления - так бездорожье, зимний сезон характеризуются значительной разницей, а твердые покрытия и сухое время года - минимальным различием в них. Судить о различии условий движения можно по значениям общепринятых коэффициентов сцепления для различных поверхностей движения. Исследования показывают, что на некоторых поверхностях движения вероятность появления одинаковых условий сцепления колес составляет около 50% [19], [12].

Состояние протектора шины, тип протектора и тип резины также могут существенно влиять на условия сцепления колес с дорогой: в зависимости от типа поверхности, а также сезона эксплуатации могут использоваться разные типы шин по составу и протектору [46], [1].

В общем случае колесная машина может иметь значительное различие нормальных нагрузок, приходящихся на ведущие колеса (поперечные уклоны и про-

дольные уклоны, неровности профиля, неодинаковая полезная нагрузка) [30], [49], [48].

Таким образом, работа ММРМ связана с большим числом факторов различной степени существенности. Выполнение механизмом двух упомянутых выше функций - это его реакция на текущие условия движения.

На сегодняшний день известно множество конструкций ММРМ, в которых пытаются найти необходимый баланс между выполнением дифференциальной и распределительной функций или каким-то образом совместить их выполнение. Далее рассмотрим суть проблемы одновременного выполнения двух упомянутых функций и причины, по которым пока не удалось найти идеальную схему привода^],[28],[4].

Наличие кинематического несоответствия требует обязательного выполнения дифференциальной функции при обеспечении постоянного привода ведущих колес (то есть хотя бы частичного выполнения и второй функции). В противном случае детали трансмиссии будут дополнительно нагружаться, появится дополнительный износ шин, а также возникнет циркуляция паразитной мощности, повысится расход топлива [5], [57], [83]. Наиболее распространенным ММРМ, который позволяет полностью избежать этих проблем, является простой дифференциал [74]. Простой дифференциал обеспечивает минимальное нагружение деталей трансмиссии, наибольшую топливную экономичность машины [5], наилучшую ее поворачиваемость в нормальных условиях движения [11].

Однако простой симметричный дифференциал обеспечивает только равное распределение ведущего момента между выходными звеньями - колесами (это свойство объясняется его конструкцией). Таким образом, если одно из ведущих колес будет находиться в плохих условиях по сцеплению, то реализуемый им крутящий момент будет мал, что приведет к снижению крутящего момента и на втором колесе, находящемся в лучших условиях по сцеплению. Следствием этого станет уменьшение силы тяги всего моста, а, вследствие этого, в крайнем случае, и невозможность движения машины. Таким образом, в подобной ситуации необ-

ходимо перераспределение ведущего момента между колесами, которое простой дифференциал обеспечить не может [25],[29],[31].

Блокированный привод (условное название заблокированного дифференциала или жесткой связи колес) обеспечивает распределение ведущего момента между колесами пропорционально сопротивлениям на них (то есть, соответственно условиям сцепления). Однако окружные скорости ведущих колес в этом случае всегда будут равны, а значит при наличии кинематического несоответствия при использовании блокированного привода возникнут все описанные ранее недостатки, кроме того снизится поворачиваемость машины [63],[65].

Из вышесказанного видно, что для ММРМ необходимо одновременно выполнять две противоречивые функции, иными словами, совмещать в себе одновременно свойства дифференциального и блокированного приводов. Именно в ответе на это требование появилось большое количество различных конструкций межколесных механизмов распределения мощности, которые в той или иной мере удовлетворяют этому требованию.

Существует несколько различных классификаций ММРМ, которые отличаются в основном нюансами [34], [32], [71].

Для общего отражения вопроса будет приведена одна из классификаций механизмов по их конструктивным особенностям.

Можно выделить:

- простые дифференциалы;

- постоянная или временная жесткая связь колес;

- дифференциалы с ручной блокировкой;

- дифференциалы с автоматической блокировкой;

- самоблокирующиеся дифференциалы;

- бездифференциальные механизмы;

- механизмы свободного хода (далее рассматриваться не будут, так как не отвечают основным требованиям дифференциала).

Каждый из этих механизмов работает по какому-то закону распределения ведущего момента между колесами (то есть каким-то образом выполняют диффе-

ренциальную и распределительную функции), что оказывает существенное влияние на тягово-скоростные характеристики колесной машины.

Для оценки работы ММРМ необходимо иметь возможность анализировать точность выполнения ими дифференциальной и распределительной функций.

Для проведения этого анализа нужно рассмотреть их основные рабочие характеристики [5], [16].

Основные характеристики ММРМ.

Силовые и кинематические характеристики простого дифференциала: мл = мп = 0,5МК, сол+соп = 2сок,

где МЛМПМК . моменты соответственно на левом, правом выходных звеньях и корпусе дифференциала; , ^л > шл - угловы