Teoria mașinii: de la statică la dinamică
Teoria vehiculului - știința care studiază cele mai importante proprietăți ale vehiculelor cu roți și a determinat indicatori cantitativi lor primari de a utiliza ca date de intrare pentru proiectarea, adică, proiectarea și calcularea acestor mașini ... Prin urmare, ocupă un loc special în rândul științelor mașinii. Pe de altă parte, teoria ca date de intrare, folosind un anumit model de calcul - un set de circuit de mașini de calcul și descrierea matematică, motiv pentru care problema de a alege un astfel de circuit și devine critică: modelul mai aproape de obiectul real, care afișează , cu atat mai exact calculele efectuate pe aceasta. Cu toate consecințele care decurg din aceasta pentru indicatorii tehnici, operaționali și mulți alți indicatori ai obiectului. Și dacă, din acest punct de vedere, să luăm în considerare versiunea clasică dominantă a teoriei mașinii de astăzi, atunci este în mod clar imperfectă. Dacă numai pentru că este masina ca punct de material (cu excepția secțiunii, în cazul în care studiem proprietățile netezime prin suspendare) și nu ia în considerare comunicarea internă elastică-amortizare (dinamic). Cu alte cuvinte, în conformitate cu versiunea clasică a teoriei, modelul unui vehicul pe roți este o masă, "greu". Aceasta contrazice realitatea obiectivă, care caracterizează trei trăsături principale: prezența legăturilor dinamice interne; spațială (lungimea de-a lungul axelor X, Y, Z) a obiectului, realizată datorită acestor legături și deformabilitate; lucrarea fiecărei roți se desfășoară în propria ei, inerentă numai condițiilor de mișcare (roată autonomă).
Luate împreună, precedentul înseamnă că versiunea clasică a teoriei mișcării unei mașini descrie doar statica procesului, în legătură cu care poate fi numită statică. Dacă mașina este privită din punctul de vedere al realității obiective, atunci aceasta este o versiune dinamică a teoriei mișcării sale.
Este posibilă o astfel de modificare? Este. În plus, conceptul de "roată autonomă" ar trebui să joace un rol special într-o astfel de tranziție. La urma urmei, roata (propulsorul roții) și motorul vehiculului cu roți sunt cele două intrări primare care determină toate interacțiunile de putere și energie ale sistemului. În acest sens, roata independent devine o trăsătură fundamentală a teoriei dinamice a mișcării, de închidere pe sine pe de o parte, cuplul dinamic ramurile „lor“ Unitate de antrenare cu motor-transmisie (DTU), iar pe de altă parte - de reacție „lor“ drum de referință format de proprietăți dinamice suspensie.
Astfel, există toate motivele să spunem că modelul dinamic comun al DTU și suspendarea ar trebui să devină "cadrul" conceptului oferit cititorilor.
Acest model, astfel încât acesta să respecte principiile adecvării, sistemului, universalității și structurii, ar trebui să fie cât mai aproape posibil de sistemul mecanic original (sau proiectat); să țină cont de relațiile dinamice interne, spațialitatea obiectului și autonomia roții, obținute prin combinarea modelelor spațiale ale DTU și a suspensiei; există într-o formă generală (descriu o clasă cât mai largă de mașini) și au capacitatea de a-și schimba structura.
Luați în considerare aceste proprietăți din punctul de vedere al conceptului propus.
Dinamica tracțiunii. În prezent, există trei clase principale de modele folosite pentru a fi studiate: modele "grele"; modele reduse și multi-link reduse; modele în coordonatele lor (adevărate).
Cea de-a doua proprietate conceptuală cea mai importantă a modelului în coordonatele proprii este aceea că nu poate fi dezvoltată, ci implementată într-un mod general. Ceea ce este suficient pentru a intra în ea structuri de caracteristici care să permită fiecărui arbore DTU instala orice (în termen de limitele impuse în mod rezonabil) numărul maselor și legăturile lor dinamice corespunzătoare și arbori leagă orice (de asemenea, în măsura rezonabilă necesară, desigur) numărul de etape, având, în numărul și constrângerile diferențiale. Împreună, acest lucru face posibilă simularea lucrărilor mașinilor cu formule de roți 4x2, 4x4 etc., în cadrul unui singur program de calculator.
Fuga buna. Având în vedere specificul sistemelor de subcompresiune, neteditatea vehiculelor cu roți a fost inițial studiată pe modele care conțin legături elastice (și amortizoare). Dar, modelele plani pe oscilație unghiulară verticală a corpului de masă arcuit și nesuspendate masa oscilațiile poduri verticale (cu suspensii independente - jante) într-un planuri longitudinale sau transversale. Deoarece RV. Rothenberg în timpul său a concluzionat că oscilațiile maselor de suspensie din aceste planuri sunt mici. Cu toate acestea, o astfel de presupunere este acceptabilă numai în studiul proceselor oscilatorii. La elaborarea modelului general de mișcare al unui vehicul cu roți, este inacceptabil. La urma urmei, chiar și fără utilizarea de instrumente matematice este ușor de a dovedi că vibrațiile tuturor masa sistemului nu sunt numai în planurile longitudinale sau transversale în mod individual, ci și între planurile. Ar trebui, în special, din faptul că oscilațiile în jurul centrului de masă realoca dinamic reacțiile de sprijin de lucru cauzează călire și membrii suspensiei elastice in faze opuse pe ambele axe, și de-a lungul părților laterale ale mașinii roții. Avand in vedere ca amortizoare de șoc hidraulice moderne au caracteristic asimetric în compresie și revenire, sistem de legătură oscilațiilor masa sa devine atribut negativ. Același lucru se poate spune despre suspensie cu o caracteristică elastică progresivă. De aici concluzia: este necesar să regândim aspectele critice ale teoriei suspensiei care justifică posibilitatea de localizare (deconectare) fluctuații abordări pur mecanice și, prin urmare, diferite pentru proiectarea suspensiei.
De asemenea, trebuie amintit că studiul unor astfel de proprietăți cu roți de vehicul ca dinamica sa de frână, manipulare și așa mai departe. D. în totalitate în procesul de cartografiere plană este imposibilă. Aici este necesară modelarea spațială a suspensiei, adică combinația modelelor plane de oscilații de masă în planurile longitudinale și transversale.
Deoarece cercul logic de suspensie de modelare spațială închide asociată cu conceptul de „roată de sine stătătoare“: model de suspensie devine modelul în mod obiectiv DTU. Ca rezultat, spațială îmbinarea modelului DTU și oscilațiile suspensiei, fără substanțial modelul total de dinamic fiind mișcare vehicul cu roți devine fragmentul de bază a mișcării dinamice a teoriei, deoarece poate fi adaptată la studiul altor proprietăți importante enumerate mașină în prealabil, și simultan (dacă EVM- implementare) - un instrument de cercetare cantitativă (de exemplu, pentru a optimiza) aceste proprietăți.
Pentru a cuantifica procesul, este necesar să ne compunem echilibrul energetic, adică să scriem sub forma uneia dintre formele legii conservării energiei. În acest caz, este esențial să aibă informații corecte și complete cu privire la consumul de energie al sistemului, iar cel mai important lucru aici - „nu pierde“ nici una dintre ele, este foarte posibil, în cazul în care soldul se bazează pe principiul independenței calculului stânga (puterea introdusă) și dreapta (costuri) ale părților sale și ia în considerare numărul maxim posibil de componente de cost, inclusiv costurile energetice ale legăturilor dinamice interne.
Faptul este că, de obicei, nici un echilibru energetic și egalitatea de energie și se așteaptă costisitoare, de obicei, combustibil, componente (partea din dreapta) mișcare a procesului, a cărei valoare este declarată de consum (stânga) a motorului de combustibil. Cu această abordare, „pierdere“ (neglijarea) a oricărei reale (de ex., E. existente în natură, dar nu sunt contabilizate în partea dreaptă) componente scumpe nu conduce la o încălcare a ecuației energetice.
În special, multe de energie „echilibru“ nu ia în considerare pierderea de alunecare a ambreiajului frecare, conexiunile electrice interne dinamice, suspensia, etc. G. Dar, cu toate acestea, aceste „solduri“ converg. Aceasta contravine legii conservării energiei și, în esență, înseamnă imposibilitatea aplicării egalității energetice pentru o evaluare adecvată a costurilor energetice ale sistemului.
De ce se întâmplă acest lucru? Deoarece în elaborarea bilanțului energetic, principiul fundamental nu este luat în considerare: părțile din dreapta și din stânga ale acestuia trebuie să fie determinate independent una de cealaltă. Dacă acest principiu nu este încălcat, atunci dacă se pierde "pierderea" oricărei componente de cost, echilibrul energetic nu va converge. Care este diferența sa fundamentală față de egalitatea energetică.
Din punct de vedere practic, această proprietate este echilibrul energetic poate fi utilizat la evaluarea caracterului adecvat al modelului, fără a recurge la teste la scară naturală, dezavantajul major care, să nu mai vorbim de valoarea lor constă în faptul că de multe ori nu dezvăluie parametrul dorit în mod direct (un exemplu tipic - locul de muncă alunecare de fricțiune). Acest lucru explică necesitatea și urgența de a dezvolta model energetic vehicul cu roți, care este un set de model dinamic al mișcării mașinii și echilibrul energetic ca ultimul atribut.
Dinamica frânării. Eficiența frânării unui vehicul pe roți depinde de mulți parametri determinați atât de cauze naturale, cât și de soluții de proiectare. În practică, fiecare roată de frânare este a priori autonomă. Combinații ale valorilor coeficientului de cuplare și rezistența la rulare a roților reacții de susținere raze etc. suplimentate cu diferite mijloace de frânare (separat de frânare a roților și un motor; .. inhibitie comun cu și fără pornirea downshift, combinată, în care inhibiția în etapa inițială se realizează cu comutare pe partea de jos, și apoi efectuată separat) duce la un număr foarte mare de combinații diferite ale acestor parametri, în special pentru vehiculele cu roți multiple. Pe lângă dinamica de frânare corespunzătoare, astfel de combinații determină de asemenea stabilitatea mașinii în timpul frânării. Toate acestea varietate de relații cinematice și de putere nu pot fi luate în considerare în orice modele „hard“ sau în plan, nu împărtășesc roata din stânga și dreapta. O astfel de posibilitate este oferită de modele dinamice care conțin o roată autonomă.
Mișcarea pe o traiectorie curbilinie. Procesele care apar în sistemul dinamic dinamic dinamic, al cărui motiv este curbura traiectoriei, până în prezent au fost puțin investigate. Motivul este absența modelelor care combină DTU și suspensie și care conțin amortizarea lor internă elastică, conexiunile de frecare și alte conexiuni. De exemplu, teoria clasică a controlabilității vehiculelor cu roți ignoră dinamica oscilantă a sistemului în direcție laterală, care depinde de amortizarea elastic a bazelor (anvelopelor). Ca rezultat, procesele asociate cu deraparea laterală sunt acoperite doar în statică. În același timp, fenomenul de retragere este strâns asociat cu una din proprietățile esențiale ale mașinii roți - l subvirare, și se poate presupune că redistribuirea dinamică a cantităților de pneuri reacțiile secundare ar trebui să contribuie la variabilitatea dinamică în timp și unghiuri de alunecare roțile anvelope axelor față și spate, ceea ce înseamnă că acestea , din care, după cum se știe, depinde de tipul de rotație a vehiculului cu roți. Rezultă că este incorect să vorbim despre povorachivaemosti excesive sau inadecvate ca o proprietate permanentă a mașinii - este incorectă. Este mai corect să vorbim despre dinamica acestei proprietăți, datorită faptului că aceeași mașină cu roți la un moment dat poate avea un tip de direcție, iar deja în următorul moment - să-și schimbe antipodul.