Расчетная динамическая модель рабочего процесса инерционной автоматической передачи (ИАП) включает в себя, помимо крутильных масс трансмиссии, эквивалентную колебательную схему ведущего моста и колес, участвующую в формировании возмущающего момента.
Уточненная математическая модель рабочего процесса ИАП строится на основе уравнений инерционного автоматического трансформатора вращающего момента [1], в которых постоянное значение приведенного момента сил сопротивления Мс заменяется найденным с учетом процесса формирования возмущающего момента в трансмиссии колесной машины от воздействия микропрофиля опорного основания [2]. Условия перехода между участками рабочего процесса ИАП записываются в виде, удобном для программной организации циклических процессов.
Участок 1, соответствующий разгону реактора, описывается системой уравнений:
;
;
;
.
Условие перехода на второй участок: 
Участок 2, соответствующий совместному движению реактора и ведомого маховика, описывается системой уравнений:
Условие перехода на третий участок: sin(q(a-b))£0.
Участок 3, соответствующий торможению реактора:
Условие перехода на четвертый участок: 
.
Участок 4, соответствующий режиму остановленного реактора:
Условие перехода на первый участок: sin(q(α-β))≥0.
При анализе полученной математической модели использован метод Рунге-Кутта 4 порядка и метод Фельберга для контроля вычислительной погрешности по контрольному члену и корректировки шага интегрирования. Контроль вычислительной погрешности и корректировка шага интегрирования производится в такте совместного движения реактора и ведущего маховика, так как в этом такте происходит максимальное изменение скоростей звеньев ИАП.
Численный анализ полученных уравнений проводился в программе PM-Optim. По результатам решения получены графики законов движения звеньев ИАП, подвески и законов изменения момента сил сопротивления.
Численный анализ полученной модели показал следующее:
1. Неровности микропрофиля опорного основания вызывают интенсивные колебания ведущего моста колесной машины, что влияет, в основном, на мгновенную величину момента сил сопротивления, представляющего собой случайный процесс со значительной дисперсией и законом распределения, близким к нормальному. При этом его средняя величина на разных опорных основаниях и скоростях движения может как увеличиваться до 4,5%, так и уменьшаться на 3,7% за отрезок наблюдения в зависимости от скорости движения и вида опорного основания по отношению к моменту сил сопротивления, определенному без учета колебаний ходовой системы.
2. По мере разгона реактора ИАП при правильно подобранной величине его момента инерции при достижении внутреннего передаточного отношения передачи 0,68 - 0,73 происходит переход на режим динамической муфты. Момент выхода на режим динамической муфты определяется моментом сил сопротивления, и, следовательно, типом опорного основания и скоростью движения машины. Графически представлены процессы выхода на режим динамической муфты ИАП грузового автомобиля с постоянным моментом сил сопротивления, рассчитанным без учета влияния микропрофиля на его величину, и переменным моментом сил сопротивления.
3. Анализ статистических характеристик реализаций момента сил сопротивления на ведомом маховике инерционной передачи показал, что среднеквадратичное отклонение момента, его интервал, а, следовательно, и амплитуда колебаний, растут с увеличением скорости движения машины. Средняя же его величина имеет экстремальный характер. При этом со скорости 12,6 м/с момент сил сопротивления начинает уменьшаться, что связано с ростом случаев отрыва колеса от опорного основания. При этом растет эксцесс и ассимметричность, что свидетельствует о растущем отклонении распределения совокупности реализаций момента сил сопротивления от нормального.
Работа выполнена по плану Министерства образования и науки Российской Федерации.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ:
- Баженов С.П. Бесступенчатые передачи тяговых и транспортных машин/С.П. Баженов. - Липецк: ЛГТУ, 2003. - 81 с.
- Белецкий А.В. Математическое моделирование и выбор оптимальных проектных решений в САПР преобразователей момента инерционных передач/А.В. Белецкий. Дисс. к.т.н. - Липецк: ЛГТУ, 2005. - 146 с.