Применение закона сохранения момента импульса при анализе переключений в автоматических коробках передач

Решение задач динамики механизмов базируется либо на дифференциальных принципах теоретической механики, либо на интегральных. Первые предполагают составление уравнений динамики Лагранжа, характеризующих состояние механизма в каждый момент времени, и анализ их решений. Вторые связаны с законами сохранения (законом сохранения энергии, законом сохранения импульса) и позволяют сделать интегральную оценку результатов движений за какой-либо интервал. Дифференциальный принцип, применяемый для анализа динамических процессов переключений в коробках передач транспортных средств, полностью оправдан при анализе переключений в коробках с ручным управлением. В этом случае процесс переключения длится секунды и все фазы процесса математически корректно описываются. Применение этого подхода при анализе динамики переключений в автоматических коробках передач, длящихся 0,2…0,5 с, связано с привлечением большого числа предположений. Они касаются описания предполагаемых взаимодействий включаемых и выключаемых элементов управления коробкой передач и проводятся на довольно простой модели двухступенчатой коробки передач. При анализе более сложных моделей, например, коробки передач с двойным переключением (2 муфты выключаются, 2 включаются) применение дифференциального принципа существенно затруднено. Уменьшение (или увеличение) скоростей инерционных элементов трансмиссии при переключении передач за короткое время возможно лишь при действии на включаемую муфту больших сил. Поэтому, рассматривая модель автоматической коробки передач на малом интервале времени как замкнутую систему, можно применить теорему сохранения момента импульса. С использованием этого интегрального принципа в статье приводится расчет скоростей на входе и выходе коробки передач после переключения, оценка предельного момента, действующего на звенья передач при переключении, предложен критерий подбора муфты, соответствующей требуемым параметрам переключения, а также решается задача управления процессом двойного переключения передач. Примененный подход дополняет известные методы исследований и позволяет существенно упростить расчеты динамических нагрузок.

автоматическая коробка передач, трансмиссия, момент импульса, переключение передач, динамический анализ, двойное переключение передач