Аналіз параметрів приводу здвоєного зчеплення зі зменшеними енерговитратами на керування

Автор(и)

  • Микола Сергієнко Національний технічний університет «Харківський політехнічний інститут», Ukraine
  • Павло Калінін Національна академія Національної гвардії України, Ukraine
  • Магамедємін Гасанов Національний технічний університет «Харківський політехнічний інститут», Ukraine
  • Наталія Павлова Національний технічний університет «Харківський політехнічний інститут», Ukraine
  • Віталій Свідло Національний технічний університет «Харківський політехнічний інститут», Ukraine
  • Антон Окунь Національний технічний університет «Харківський політехнічний інститут», Ukraine

DOI:

https://doi.org/10.20998/2413-4295.2021.04.07

Ключові слова:

сухе здвоєне зчеплення, привод керування, важільний механізм, кінематична пара, передаточне число, кінематичні параметри, силовий розрахунок, математична модель, транспортний засіб

Анотація

Світова тенденція покращення  трансмісій транспортних та тягових засобів  пов’язана  з використанням роботизованих преселективних коробок переключення передач, важливим вузлом якої є фрикційне зчеплення. Проведений огляд існуючих  конструкцій та аналіз концепцій  розвитку зчеплень дозволяє визначитись з напрямками їх вдосконалення, зокрема, вдосконаленням сухих здвоєних зчеплень, що є предметом дослідження у даній роботі. Істотним недоліком існуючих конструкцій здвоєних зчеплень є використання додаткових спеціальних (переважно гідравлічних або комбінованих) систем для включення-виключення в роботу фрикційних пар, що збільшує вартість конструкції, витрати енергії на керування  та ускладнює конструкцію, обслуговування та ремонт. Запропонована конструкція приводу керування оригінального сухого здвоєного зчеплення передбачає використання важільного механізму із застосуванням поворотних упорів, які виконані у вигляді пересувних  кареток з роликами, що забезпечує перемикання зчеплень за короткий час та практично без розриву потоку потужності і, відповідно, покращує динаміку розгону транспортних засобів, спрощує конструкцію зчеплення та зменшує енерговитрати на його керування як в процесі початку руху машини, так і при переключенні передач. Розроблено математичну модель запропонованого приводу зчеплення, на основі якої змодельоване роботу механізму керування і проаналізовано вплив його окремих конструктивних параметрів на якісні показники роботи приводу зчеплення, зокрема, на кінематичні характеристики приводу, діапазони кінематичних та силових передаточних чисел приводу, силову взаємодію ланок механізму, потужність виконуючого пристрою при включенні кожного зчеплення. Встановлено, що на перемикання зчеплень потрібні менші енерговитрати, що переміщення елементів механізму неоднакове, а сила стиснення фрикційних пар при включенні першого і другого зчеплень відрізняються. З результатами моделювання підтверджено, що запропонована оригінальна важільна конструкція механізму керування зчепленнями є ефективною. Отримані результати дозволяють обґрунтовано  визначати параметри зчеплення, проте вибір оптимально-раціональних параметрів механізму його керування потребує проведення подальших досліджень, для проведення яких розроблено відповідні методика, алгоритм пошуку та їх програмна реалізація.

Посилання

Ostretsov A. V., Krasavin P. A., Voronin V. V. Avtomobil'nyye stsepleniya: Uchebnoye posobiye po distsiplinam «Konstruktsiya avtomobilya» dlya studentov vuzov, obuchayushchikhsya po spetsial'nosti 190210 «Avtomobile- i traktorostroyeniye». M. MGTU «MAMY», 2011. 99 s.

Barskiy I. B., Borisov S. G., Galyagin V. A. Stsepleniye transportnykh i tyagovykh mashin. M. Mashinostroyeniye, 1989. 344 s.

Sergiyenko M. Ye., Svidlo V. S., Kuz'menko L. V. Analiz sovremennykh konstruktsiy sdvoyennykh stsepleniy transportno-tyagovykh mashin. Vestnik NTU "KHPI". Seriya: Avtomobile- i traktorostroyeniye. Kh.: NTU «KHPI», 2018. №49 (1325). S. 50-57.

Pat. na izobreteniye Ukrainy №101711, B60K 17/02, B60K 23/00, F16D 13/38. Dvukhpotochnaya mufta stsepleniya/ Sergiyenko M.Ye., Sergiyenko A.M., Khudoliy A.I. Zayavka a2011 g. 08339. Zayavl. 04.07.2011. Opubl. 25.04.2013. Byul. №8.

Yemel'yanov I. P. Issledovaniya dinamiki upravlyayemogo elektromekhanicheskogo privoda stsepleniya avtomobilya: dis. ... kand. tekhn. nauk. Kurskiy natsional'nyy tekhnicheskiy un-t. Kursk, 2007. – 121s.

Korobki peredach VAG. Available at: https://otoba.ru/transmissii/vag (accessed 02.03.2021).

Zaytsev A. R. Issledovaniye staticheskogo ravnovesiya sukhogo friktsionnogo dvoynogo stsepleniya. Mekhanizatsiya stroitel'stva, 2013, 1, pp. 14–19.

Zaytsev A. R. Metodika opredeleniya optimal'nykh parametrov nastroyki sistemy upravleniya sukhim friktsionnym dvoynym stsepleniyem. Mekhanizatsiya stroitel'stva, 2013, 3, pp. 10–13.

Szimandl B., Nemeth H. Dynamic hybrid model of an electro-pneumatic clutch system. Mechatronics, 2013, 23, pp. 36.

Klimenko V. I. Teoreticheskiye osnovy sozdaniya i usovershenstvovaniya pnevmaticheskikh apparatov tormoznogo upravleniya, podveski i stsepleniya avtotransportnykh sredstv. dis. … dok. tekhn. nauk. Khar'kov, 2018. 563s.

Poddubko S. N. et al. Effektivnost' primeneniya korobok s dvoynym stsepleniyem v avtobusakh gorodskogo tipa. Mekhanika mashin, mekhanizmov i materialov, 2015, 1(30), pp. 5–11.

Basalayev V. N., Kovalenko A. V. Issledovaniye protsessa pereklyucheniya peredach pod nagruzkoy i optimizatsiya upravleniya friktsionnymi muftami mekhanicheskoy transmissii. Mekhanika mashin, mekhanizmov i materialov, 2011, 2(15), pp. 24–32.

Mikhaylevich M. G. Teoreticheskiye osnovy sistemy upravleniya stsepleniyem transportnykh sredstv kategoriy N3 i M3 s mekhanicheskoy transmissiyey. dis. dok. tekhn. nauk. Khar'kov, 2021. 368 s.

Sharipov V. M., Dmitriyev M. I., Zenin A. S. Matematicheskaya model' protsessa pereklyucheniya peredach v korobke traktora. Nauka i obrazovaniye: nauch. izdaniye MGTU im. N.E. Baumana, 2014, 5, pp. 50–65. Available at: http://technomag.bmstu.ru/doc/711329.html.

Vernigor V. A., Solonskiy A. S. Perekhodnyye rezhimy traktornykh agregatov. M. Mashinostroyeniye, 1983. 183 s.

L'vovskiy K. Ya. et al. Transmissii traktorov. M. Mashinostroyeniye, 1976. 280 s.

Miknas V. V., Popiol' Rayner, Shprenger Aksel'. Avtomobil'nyye stsepleniya, transmissii, privody. Perevod s nem. OOO «StarSPb». M.: OOO «Knizhnoye izdatel'stvo «Za rulem», 2012. 352 s.

Sergiyenko M. Ye., Perevozchik A. S., Svidlo V. S. Razrabotka sistemy upravleniya i issledovaniya elementov original'nogo sdvoyennogo stsepleniya. Informatsionnyye tekhnologii: nauka, tekhnika, tekhnologiya, obrazovaniye, zdorov'ye: tezisy dokladov ХXVІ mezhdunarodnoy nauchno-prakticheskoy konferentsii MicroCAD-2018, 16-18 maya 2018: v 4 ch. CH .I. pod red. prof. Sokola Ye.I. Khar'kov: NTU „KHPI”. 188 s.

Pat na izobreteniye Ukrainy 114964 Ustroystvo dlya upravleniya dvukhpotochnoy muftoy stsepleniya transportnogo sredstva / Sergiyenko A.M., Sergiyenko M.Ye., Khudoliy A.I., Tkachuk M.A., Gasanov M.I. ., Tkachenko Ye.A. // Patenty i izobreteniya: Izobreteniya – 2017.

Pat. na izobreteniye Ukrainy №118124 Sistema upravleniya muftoy stsepleniya transportnogo sredstva / Sergiyenko M.Ye., Sergiyenko A.M., Khudoliy Ye.I., Gasanov M.I., Gapon A.I., Pavlova N.M., Sakhar D .YU./B60K 23/02, F16D 13/38, F16D 23/12, F16D 21/06, F16D 48/06, F16H 61/688. Zayavka a2016 12321. Zayavl. 05.12.2016. Opubl. 26.11.2018, Byul. №22.

Serrarens A., Dassen М., Steinbuch М. Simulation and control of an automotive dry clutch. Proceedings of the 2004 American Control Conference. Boston, MA, USA. 2004, Vol. 5, pp. 4078-4083. doi: 10.23919/ACC.2004.1383947.

Jinsung Kim, Seibum B. Choi. Control of Dry Clutch Engagement for Vehicle Launches via a Shaft Torque Observer. American Control Conference Marriott Waterfront. Baltimore. MD. USA June 30-July 02.2010, pp. 676–681.

Uwe Kiencke, Lars Nielsen. Automotive Control Systems. For Engine, Driveline, and Vehicle. Second edition. Springer-Verlag Berlin Heidelberg, 2005. 511 p.

Roland Welter, Tirm Herrmann, Sebastian Honselmann, Jeremy Keller. Clutch Release Systems. Schaeffler SYMPOSIUM, 2010, pp. 94–111.

Polyushkin N. G. Osnovy teorii treniya, iznosa i smazki. ucheb. Posobiye. Krasnoyar. gos. agrar. un-t. Krasnoyarsk, 2013. 192 s.

##submission.downloads##

Опубліковано

2021-12-30

Як цитувати

Сергієнко , М. ., Калінін , П. ., Гасанов , М. ., Павлова , Н. ., Свідло , В. ., & Окунь , А. . (2021). Аналіз параметрів приводу здвоєного зчеплення зі зменшеними енерговитратами на керування. Вісник Національного технічного університету «ХПІ». Серія: Нові рішення у сучасних технологіях, (4 (10), 49–60. https://doi.org/10.20998/2413-4295.2021.04.07

Номер

Розділ

Енергетика, машинобудування та технології конструкційних матеріалів