Automation and modeling in design and management Automation and modeling in design and management Автоматизация и моделирование в проектировании и управлении 2658-3488 2658-6436 51165 10.30987/2658-6436-2022-2-27-38 Компьютерное моделирование и автоматизация проектирования Computer modeling and design automation Компьютерное моделирование и автоматизация проектирования GEARSHIFT SIMULATION OF AUTOMOBILE TRANSMISSION WITH TORQUE CONVERTER МОДЕЛИРОВАНИЕ ПЕРЕКЛЮЧЕНИЯ ПЕРЕДАЧ АВТОМОБИЛЬНОЙ ТРАНСМИССИИ С ГИДРОТРАНСФОРМАТОРОМ https://orcid.org/0000-0002-1703-6654 Реутов Александр Алексеевич Reutov Aleksandr Alekseevich bgtu2012@yandex.ru

доктор технических наук;

doctor of technical sciences;

 Брянский государственный технический университет Брянск Россия Bryansk State Technical University Bryansk Russian Federation 30 06 2022 30 06 2022 2022 2 27 38 22 06 2022 https://bstu.editorum.ru/en/nauka/article/51165/view

Цель работы – оценка влияния параметров переключения передач на показатели качества работы автомобильной трансмиссии с гидротрансформатором (ГТ). Задача исследования: разработка компьютерной динамической модели автомобильной трансмиссии с трехрядным планетарным редуктором и ГТ для оценки качества работы трансмиссии. Метод исследования: компьютерное моделирование с использованием программного комплекса «Универсальный механизм». Новизна работы: создана компьютерная динамическая модель автомобильной трансмиссии с трехрядным планетарным редуктором и гидротрансформатором для исследования процессов переключения передач. Результаты работы: разработана компьютерная модель для исследования динамических процессов в трансмиссии автомобиля, оценки влияние параметров переключения передач на показатели качества работы автомобильной трансмиссии с ГТ. Даны рекомендации по выбору параметров управления переключением передач. Выводы: увеличение времени нарастания силы сжатия включаемого фрикциона tup увеличивает КПД ГТ и время синхронизации дисков включаемых фрикционов, уменьшает значения максимума углового ускорения и скорость изменения углового ускорения колес автомобиля (Jerk), увеличивает работу сил трения фрикционов (W) при включении повышающей передачи и уменьшает W при включении понижающей передачи не зависимо от блокировки ГТ. При включении повышающей передачи можно рекомендовать минимальное значение tup, обеспечивающее допустимую величину Jerk.

The aim of the work is to evaluate the influence of gear shift parameters on the performance indicators of an automobile transmission with a torque converter (TC). The research objective is to develop a computer dynamic model of an automobile transmission with a three-row planetary gearbox and a TC to assess the transmission quality. The research applies the method of computer simulation using the software package “Universal Mechanism”. The novelty of the work is building a computer dynamic model of an automobile transmission with a three-row planetary gearbox and a torque converter to study the processes of gear shifting. The work results in developing a computer model to study the dynamic processes in a car transmission to assess the influence of gear shift parameters on the performance indicators of a car transmission with a TC. Recommendations are given on choosing gear shift control parameters. The work findings state that increasing the rise time of the friction clutch tup compression force raises the TC efficiency and the synchronization time of the clutch disks, reduces the values of the maximum angular acceleration and the change rate in the angular acceleration of the vehicle wheels (Jerk), increases the work of the friction forces of the clutches (W) when shift up is engaged and reduces W when shift down is engaged regardless of the TC blocking. When upshifting is actuated, one can recommend the minimum value of tup, which provides an acceptable value of Jerk.

 трансмиссия автомобиля гидротрансформатор фрикцион планетарный редуктор компьютерная модель car transmission torque converter clutch planetary gear computer model

Haj-Fraj A. Pfeiffer F. Optimal control of gear shift operations in automatic transmissions // Journal of the Franklin Institute. 2001. vol. 338. pp. 371-390. Haj-Fraj A. Pfeiffer F. Optimal control of gear shift operations in automatic transmissions // Journal of the Franklin Institute. 2001. vol. 338. pp. 371-390. Haj-Fraj A. Pfeiffer F. A model based approach for the optimization of gearshifting in automatic transmissions // International journal of vehicle design. 2002. vol. 28(1). pp. 171-188. Haj-Fraj A. Pfeiffer F. A model based approach for the optimization of gearshifting in automatic transmissions // International journal of vehicle design. 2002. vol. 28(1). pp. 171-188. Sayın P. Schöftner J. Analytical investigation on the damping performance of a torque converter in an automotive driveline model // MATEC Web of Conferences. 2017. vol. 10, 07001. ICMAA 2017. DOI: 10.1051/71080. Sayın P. Schöftner J. Analytical investigation on the damping performance of a torque converter in an automotive driveline model // MATEC Web of Conferences. 2017. vol. 10, 07001. ICMAA 2017. DOI: 10.1051/71080. Тарасик В.П. Математическое моделирование переключения передач с перекрытием характеристик управления // Автомобильная промышленность. 2016. № 7. с. 10-18. Tarasik V.P. Mathematical Modelling of Gear Shift with Overlapping Control Characteristics. Automotive Industry. 2016;7:10-18. Goetz M. Levesley M., Crolla D. Dynamics and control of gearshifts on twin-clutch transmissions // Proceedings of the institution of mechanical engineers, Part D: Journal of Automobile Engineering. 2005. vol. 219(8). pp. 951-963. Goetz M. Levesley M., Crolla D. Dynamics and control of gearshifts on twin-clutch transmissions // Proceedings of the institution of mechanical engineers, Part D: Journal of Automobile Engineering. 2005. vol. 219(8). pp. 951-963. Han Y. Han W., Yi S.J. A study of shift control using the clutch pressure pattern in automatic transmission // Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers, Part D: Journal of Automobile Engineering. 2003. vol. 217(4). pp. 289-298. Han Y. Han W., Yi S.J. A study of shift control using the clutch pressure pattern in automatic transmission // Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers, Part D: Journal of Automobile Engineering. 2003. vol. 217(4). pp. 289-298. Тарасик В. П. Романович Ю.С. Переключение передач карьерного самосвала с ГМП // Автомобильная промышленность. 2018. № 8. с. 12-20. Tarasik V.P. Romanovich Yu.S. Gear Shift in Quarry Dump Trucks with Hydromechanical Transmission. Automotive Industry. 2018;8:12-20. Реутов А.А. Моделирование переключения передач автомобильной трансмиссии с двойным сцеплением // Автоматизация и моделирование в проектировании и управлении. 2021. № 3-4 (14). с. 14-24. DOI: 10.30987/2658-6436-2021-3-4-14-24. Reutov A.A. Simulating Gear Shift of an Automobile Transmission with a Double Clutch. Automation and Modelling in Design and Management. 2021;3-4(14):14-24. doi: 10.30987/2658-6436-2021-3-4-14-24. Zhang H. Zhao X., Yang J., Yang W. Shift Strategy Optimization for Automatic Transmission of Heavy Trucks Based on Dynamic Programming Algorithm // Appl. Sci. 2021. vol. 11. 5555. DOI: 10.3390/app11125555. Zhang H. Zhao X., Yang J., Yang W. Shift Strategy Optimization for Automatic Transmission of Heavy Trucks Based on Dynamic Programming Algorithm // Appl. Sci. 2021. vol. 11. 5555. DOI: 10.3390/app11125555. Тарасик В.П. Горбатенко Н.Н., Егоров А.Н., Региня В.В. Мехатронная система автоматического управления ГМП карьерного самосвала // Автомобильная промышленность. 2010. № 6. с. 12-15. Tarasik V.P. Gorbatenko N.N., Egorov A.N., Reginya V.V. Mechatronic automatic control system of GMP mining dump truck // Automotive industry. 2010. No. 6. pp. 12-15. Моделирование трансмиссии. Руководство пользователя. URL: http://www.universalmechanism.com/download/90/eng/22_um_driveline.pdf (дата обращения: 18.01.2022). Simulation of the transmission. User Manual. URL: http://www.universalmechanism.com/download/90/eng/22_um_driveline.pdf (accessed: 18.01.2022). Iqbal S. Modeling and analysis of wet friction clutch engagement dynamics/ Shoaib Iqbal, Farid Al-Bender, Agusmian P. Ompusunggu, Bert Pluymers, Wim Desmet// Mechanical Systems and Signal Processing. 2015. vol. 60-61. pp. 420-436. DOI:10.1016/j.ymssp.2014.12.024. Iqbal S. Modeling and analysis of wet friction clutch engagement dynamics/ Shoaib Iqbal, Farid Al-Bender, Agusmian P. Ompusunggu, Bert Pluymers, Wim Desmet// Mechanical Systems and Signal Processing. 2015. vol. 60-61. pp. 420-436. DOI:10.1016/j.ymssp.2014.12.024. He-yun B. Wei H., Feng-xia L. Investigation of engagement characteristics of a multi-disc wet friction clutch // Tribology International. 2021. vol. 159. 106940. DOI: 10.1016/j.triboint.2021.106940. He-yun B. Wei H., Feng-xia L. Investigation of engagement characteristics of a multi-disc wet friction clutch // Tribology International. 2021. vol. 159. 106940. DOI: 10.1016/j.triboint.2021.106940. Li, C. Meng F., Xi J., Zhai Y. Starting shift control of heavy-duty automatic transmissions based on the optimal trajectory of turbine speed // Mechanical Systems and Signal Processing. 2019. vol. 126. pp. 490-504. DOI: 10.1016/j.ymssp.2019.02.030. Li, C. Meng F., Xi J., Zhai Y. Starting shift control of heavy-duty automatic transmissions based on the optimal trajectory of turbine speed // Mechanical Systems and Signal Processing. 2019. vol. 126. pp. 490-504. DOI: 10.1016/j.ymssp.2019.02.030.