Аналіз впливу конструкції міжколісних диференціалів на спротив криволінійному руху автомобіля

Автор(и)

  • Dmitriy Volontsevich Національний технічний університет «Харківський політехнічний інститут» вул. Кирпичова, 2, м. Харків, Україна, 61002, Україна https://orcid.org/0000-0002-0670-2762
  • Jakov Mormilo Національний технічний університет «Харківський політехнічний інститут» вул. Кирпичова, 2, м. Харків, Україна, 61002, Україна https://orcid.org/0000-0001-8376-9568
  • Ievgenii Veretennikov Національний технічний університет «Харківський політехнічний інститут» вул. Кирпичова, 2, м. Харків, Україна, 61002, Україна https://orcid.org/0000-0002-6773-0388

DOI:

https://doi.org/10.15587/1729-4061.2019.173968

Ключові слова:

міжколісний диференціал, диференціал підвищеного тертя, блокувальний момент, енергоефективність, керованість

Анотація

Описано метод і наведені результати аналізу впливу конструкції міжколісних диференціалів і відповідних значень коефіцієнтів пропорційності для додаткового блокуючого моменту на опір криволінійному руху повнопривідного автомобіля по дорогах з твердим покриттям. Це дозволяє з урахуванням результатів дослідження ефективності різних типів міжколісних диференціалів в умовах бездоріжжя вибрати з наявних конструктивних пропозицій найбільш доцільні структури для параметричного синтезу міжколісного диференціалу з внутрішньою автоматичністю. Проведення параметричної оптимізації надасть можливість синтезувати міжколісний диференціал з внутрішньою автоматичністю, який би задовольняв вимогам до тягової прохідності і динаміки машини і водночас не перешкоджав її криволінійному руху.

В процесі моделювання було оцінено вплив структури і параметрів міжколісних диференціалів на витрати потужності, необхідні для руху із заданою швидкістю і кривизною траєкторії, а також на збільшення дійсного радіуса повороту машини.

За результатами моделювання зроблено висновок про можливість створення постійно діючого міжколісного диференціалу з внутрішньою автоматичністю на основі диференціалів, в яких ступінь блокування залежить від квадрату різниці кутових швидкостей півосей. Для цього необхідне проведення оптимізації за коефіцієнтом пропорційності блокувального моменту з урахуванням наведених у роботі обмежень і використанням описаного методу аналізу впливу конструкції міжколісних диференціалів на опір повороту. Це дозволить ефективно експлуатувати повнопривідні колісні машини військового і цивільного призначення, як у важкопрохідних дорожніх умовах, так і на дорогах з твердим покриттям. При цьому процес керування машиною не буде передбачати відволікання водія на керування режимами роботи міжколісних диференціалів, а трансмісія буде виконана без невиправданого ускладнення конструкції

Біографії авторів

Dmitriy Volontsevich, Національний технічний університет «Харківський політехнічний інститут» вул. Кирпичова, 2, м. Харків, Україна, 61002

Доктор технічних наук, професор, завідувач кафедри

Кафедра інформаційних технологій і систем колісних та гусеничних машин ім. О. О. Морозова

Jakov Mormilo, Національний технічний університет «Харківський політехнічний інститут» вул. Кирпичова, 2, м. Харків, Україна, 61002

Аспірант

Кафедра інформаційних технологій і систем колісних та гусеничних машин ім. О. О. Морозова

Ievgenii Veretennikov, Національний технічний університет «Харківський політехнічний інститут» вул. Кирпичова, 2, м. Харків, Україна, 61002

Кандидат технічних наук, доцент

Кафедра інформаційних технологій і систем колісних та гусеничних машин ім. О. О. Морозова

Посилання

  1. Afanas'ev, B. A., Zheglov, L. F., Zuzov, V. N. et. al.; Polungyana, A. A. (Ed.) (2008). Proektirovanie polnoprivodnyh kolesnyh mashin. Vol. 2. Moscow: Izd-vo MGTU im. N. E. Baumana, 528.
  2. Pavlov, V. V. (2014). Proektirovochnye raschety transportnyh sredstv spetsial'nogo naznacheniya (TSSN). Moscow: MADI, 116.
  3. Andreev, A. F., Vantsevich, V. V., Lefarov, A. H.; Lefarova, A. H. (Ed.) (1987). Differentsialy kolesnyh mashin. Moscow: Mashinostroenie, 176.
  4. Differential (mechanical device). Wikipedia. Available at: https://en.wikipedia.org/wiki/Differential_%28mechanical_device%29
  5. Locking differential. Wikipedia. Available at: https://en.wikipedia.org/wiki/Locking_differential
  6. Limited-slip differential. Wikipedia. Available at: https://en.wikipedia.org/wiki/Limited-slip_differential
  7. Mihailidis, A., Nerantzis, I. (2013). Recent Developments in Automotive Differential Design. Power Transmissions, 125–140. doi: https://doi.org/10.1007/978-94-007-6558-0_8
  8. Andreev, A. F., Kabanau, V., Vantsevich, V. (2010). Driveline Systems of Ground Vehicles: Theory and Design. CRC Press, 792. doi: https://doi.org/10.1201/ebk1439817278
  9. Keller, A., Murog, I., Aliukov, S. (2015). Comparative Analysis of Methods of Power Distribution in Mechanical Transmissions and Evaluation of their Effectiveness. SAE Technical Paper Series. doi: https://doi.org/10.4271/2015-01-1097
  10. Keller, A., Posin, B., Troyanovskaya, I., Bondar, V., Yusupov, A. (2015). For the Task of Distributing Power Between the Mobile Vehicle Wheels. Tractors and Agricultural Vehicles, 3, 10–12.
  11. Keller, A., Aliukov, S. (2015). Analysis of Possible Ways of Power Distribution in an All-wheel Drive Vehicle. Proceedings of the World Congress on Engineering, 2, 1154–1158.
  12. Pozin, B. M., Troyanovskaya, I. P., Yusupov, A. A. (2015). Optimal Power Distribution between the Wheels of a Mobile Vehicle under Different Soil Conditions. Procedia Engineering, 129, 713–717. doi: https://doi.org/10.1016/j.proeng.2015.12.043
  13. Keller, A., Aliukov, S., Anchukov, V., Ushnurcev, S. (2016). Investigations of Power Distribution in Transmissions of Heavy Trucks. SAE Technical Paper Series. doi: https://doi.org/10.4271/2016-01-1100
  14. Keller, A., Aliukov, S. V. (2015). Rational Criteria for Power Distribution in All-wheel-drive Trucks. SAE Technical Paper Series. doi: https://doi.org/10.4271/2015-01-2786
  15. Annicchiarico, C., Rinchi, M., Pellari, S., Capitani, R. (2014). Design of a Semi Active Differential to Improve the Vehicle Dynamics. Volume 1: Applied Mechanics; Automotive Systems; Biomedical Biotechnology Engineering; Computational Mechanics; Design; Digital Manufacturing; Education; Marine and Aerospace Applications. doi: https://doi.org/10.1115/esda2014-20157
  16. Aliukov, S., Keller, A., Alyukov, A. (2015). Dynamics of Overrunning Clutches of Relay Type. SAE Technical Paper Series. doi: https://doi.org/10.4271/2015-01-1130
  17. Kondakov, S., Pavlovskaya, O., Aliukov, S., Smirnov, V. (2019). Modeling of the Automatic Power Distribution System among the Traction Motors of the Driving Wheels of a Multi-Axle Vehicle. SAE Technical Paper Series. doi: https://doi.org/10.4271/2019-01-0914
  18. Wu, X., Zheng, D., Wang, T., Du, J. (2019). Torque Optimal Allocation Strategy of All-Wheel Drive Electric Vehicle Based on Difference of Efficiency Characteristics between Axis Motors. Energies, 12 (6), 1122. doi: https://doi.org/10.3390/en12061122
  19. Keller, A., Aliukov, S., Anchukov, V. (2017). Studies of Stability and Control of Movement of Multipurpose Vehicle. Proceedings of the World Congress on Engineering, 2, 815–820.
  20. Krutashov, A. V., Fedirko, D. A. (2010). Issledovanie vliyaniya osobennostey raboty kompleksa differentsialov povyshennogo treniya na ustoychivost' dvizheniya legkovogo polnoprivodnogo avtomobilya. Materialy mezhdunarodnoy nauchno-tekhnicheskoy konferentsii AAI «Avtomobile- i traktorostroenie v Rossii: prioritety razvitiya i podgotovka kadrov», posvyaschennoy 145-letiyu MGTU «MAMI». Sektsiya 1 «Avtomobili, traktory, spetsial'nye kolesnye i gusenichnye mashiny», podsektsiya «Avtomobili». Kniga 1. Moscow: MGTU «MAMI», 209–211.
  21. Anchukov, V., Alyukov, A., Aliukov, S. (2019). Stability and Control of Movement of the Truck with Automatic Differential Locking System. Engineering Letters. Available at: http://www.engineeringletters.com/issues_v27/issue_1/EL_27_1_17.pdf
  22. Keller, A., Aliukov, S., Anchukov, V. (2017). Mathematical Model of the Truck for Investigation of Stability and Control of Movement. Proceedings of the World Congress on Engineering and Computer Science, 2, 711–716.
  23. Gabay, E. V. (2013). K voprosu vybora samoblokiruyuschegosya mezhkolesnogo differentsiala (MKD) dlya kolesnogo ATS povyshennoy prohodimosti. Zhurnal avtomobil'nyh inzhenerov, 3 (80), 10–16.
  24. Antonov, A. S., Golyak, V. K., Zapryagaev, M. M. et. al. (1970). Armeyskie avtomobili. Konstruktsiya i raschet. Chast' 1. Moscow: Voenizdat, 540.
  25. EGerodisc Differentials. Available at: https://www.eaton.com/us/en-us/catalog/differentials/egerodisc-differentials.html?wtredirect=www.eaton.com/Eaton/ProductsServices/Vehicle/Differentials/egerodisc-differentials/index.htm
  26. Volontsevych, D. O., Mormylo, Ya. M. (2016). On the determination of insensitivity zone self-locking cross-axle differential with lock ratio, speed-dependent relative rotation of wheels. Mekhanika ta mashynobuduvannia, 1, 30–35.
  27. Volontsevich, D. O., Mormilo, Ya. M. (2017). To the question of determining the load mode of blockable and self-blockable cross-axle differentials of military wheeled vehicles. Bulletin of NTU "KhPI". Series: Transport machine building, 14 (1236), 175–179.
  28. Mormylo, Ia. (2018). Study of the Possibility of Using Gear Pumps without Additional Friction Discs for Hydrostatic Locking of Automobile Differentials. Mechanics, Materials Science and Engineering.

##submission.downloads##

Опубліковано

2019-07-23

Як цитувати

Volontsevich, D., Mormilo, J., & Veretennikov, I. (2019). Аналіз впливу конструкції міжколісних диференціалів на спротив криволінійному руху автомобіля. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 4(7 (100), 38–45. https://doi.org/10.15587/1729-4061.2019.173968

Номер

Том 4 № 7 (100) (2019): Прикладна механіка

Розділ

Прикладна механіка

Ліцензія

Авторське право (c) 2019 Dmitriy Volontsevich, Jakov Mormilo, Ievgenii Veretennikov

Creative Commons License

Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.

Закріплення та умови передачі авторських прав (ідентифікація авторства) здійснюється у Ліцензійному договорі. Зокрема, автори залишають за собою право на авторство свого рукопису та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons CC BY. При цьому вони мають право укладати самостійно додаткові угоди, що стосуються неексклюзивного поширення роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом, але за умови збереження посилання на першу публікацію статті в цьому журналі.

Ліцензійний договір – це документ, в якому автор гарантує, що володіє усіма авторськими правами на твір (рукопис, статтю, тощо).
Автори, підписуючи Ліцензійний договір з ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР», мають усі права на подальше використання свого твору за умови посилання на наше видання, в якому твір опублікований. Відповідно до умов Ліцензійного договору, Видавець ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР» не забирає ваші авторські права та отримує від авторів дозвіл на використання та розповсюдження публікації через світові наукові ресурси (власні електронні ресурси, наукометричні бази даних, репозитарії, бібліотеки тощо).
За відсутності підписаного Ліцензійного договору або за відсутністю вказаних в цьому договорі ідентифікаторів, що дають змогу ідентифікувати особу автора, редакція не має права працювати з рукописом.
Важливо пам’ятати, що існує і інший тип угоди між авторами та видавцями – коли авторські права передаються від авторів до видавця. В такому разі автори втрачають права власності на свій твір та не можуть його використовувати в будь-який спосіб.