«БЕССТУПЕНЧАТОЙ КОРОБКОЙ ПЕРЕДАЧ Пузаков А.В., канд. техн. наук, Забрусков А.В., Власов К.А. Оренбургский государственный университет Автоматическая коробка передач (АКПП) — это ...»

СТЕНД ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ

БЕССТУПЕНЧАТОЙ КОРОБКОЙ ПЕРЕДАЧ

Пузаков А.В., канд. техн. наук, Забрусков А.В., Власов К.А .

Оренбургский государственный университет

Автоматическая коробка передач (АКПП) — это разновидность коробки

передач, обеспечивающей автоматический выбор передаточного числа, соответствующий условиям движения, без участия водителя .

История создания и развития автомобильных автоматических коробок передач берет с начала 30-х годов прошлого века. С тех времен принцип работы поменялся не сильно, но был дополнен, благодаря чему и существуют различные типы АКПП .

Количество автомобилей растет с каждым годом, процент автомобилей с автоматической коробкой увеличивается .

Во всем мире автоматические коробки передач давно приобрели популярность, в некоторых странах количество автоматических коробок в несколько раз превышает механические. Многие производители отказались от использования механических коробок передач, так как спрос на них заметно снизился .

Автоматическая коробка обеспечивает высокий уровень комфорта, сохранность двигателя, за счет рационального выбора передач, топливную экономичность .

В качестве конструкторской разработки спроектирован «Стенд для автоматического управления бесступенчатой коробкой передач», на базе контрольно-испытательного стенда КИ-968 [1, 2] .

Разработав стенд, удалось имитировать работу бесступенчатой коробки передач, сохранив основные принципы работы, за счет внесенных изменений в клиноременный вариатор передач стенда КИ 968. Были установлены контрольные приборы для снятия показаний .

Стенд универсальный контрольно-испытательный КИ-968 ГОСНИТИ У4 представляет собой установку, на которой смонтированы приборы, приспособления съемные и несъемные, необходимые для проведения испытания и регулировки электрооборудования автомобилей .

Основные элементы конструкции разработанного стенда показаны на рисунке 1. Клиноременный вариатор, управляемый от электродвигателя, соединен механизмом сдвижения/раздвижения шкивов, управляемый моторедуктором механизма стеклоподъемника автомобиля, с помощью педалей управления, имитирующих разгон и торможение автомобиля. Нагружает бесступенчатую коробку передач генератор, к которому, в качестве нагрузки, параллельно подключены нагрузочные лампы. Спидометр отображает частоту вращения ведомого вала, а тахометр – частоту вращения ведущего вала. Амперметр и вольтметр служат для снятия показаний, для построения мощностной и скоростной характеристики .

Стенд состоит из следующих основных элементов: каркас стенда, с вмонтированными в него асинхронным электродвигателем, модернизированным клиноременным вариатором с возможностью автоматического сдвижения/раздвижения шкивов, столешницы, с закрепленными на ней педалями управления, кнопки запуска, подъемной платформой и планетарным редуктором с выходным валом. Планетарный редуктор закрыт защитным кожухом со встроенной приборной панелью .

Рисунок 1 - Общий вид «Стенд для автоматического управления бесступенчатой коробкой передач»

На рисунке 1 цифрами обозначены: 1 - каркас стенда, 2 - клиноременная передача, 3 - механизм сдвижения шкивов, 4 - планетарная передача, 5 - пусковой шкаф, 6 - блок нагрузки, 7 - адаптер датчика, 8 - педальный узел, 9 - подъмная платформа, 10 - карданная передача, 11 - привод датчика скорости, 12 дверные петли, 15 - лицевая панель, 16 - правая крышка, 17 - левые дверцы, 18 передняя крышка, 19 - задняя крышка, 20 - фторопластовая изоляционная втулка, 21 - спираль, 22 - пластина, 23 - шкив электродвигателя, 24, 25, 26 - винты, 27, 28 - гайки, 29, 30 - шайбы, 31 - болты, 32 - амперметр М381, 33 - асинхронный электродвигатель, 34 - генератор Г221А, 35 - датчик скорости, 36 - двухпозиционный переключатель, 37 - кнопка Start Engine, 38 - пусковой конденсатор, 39 - регулятор напряжения, 40 - реле 75 .

3777, 41 - ремень тахогенератора, 42 ремень электродвигателя, 43 - электродвигатель стеклоподъемника, 44 - спидометр, 45 - тахометр, 46 - трехпозиционный переключатель .

Общая электрическая схема приведена на рисунке 2 .

Рисунок 2 – Электрическая схема стенда

Источником питания является розетка 220В. Кнопка Start/Stop, подключенная через три пускателя отвечает за пуск асинхронного электродвигателя .

Электродвигатель при помощи клинового ремня приводит в движение бесступенчатую коробку передач, который в свою очередь передает вращение клиновым ремнем на планетарный редуктор с выходным валом .

Сдвижение и раздвижение шкивов бесступенчатой коробки передач обеспечивает мотор-редуктор, соединенный с конической открытой передачей через карданный шарнир .

Моторедуктор управляется педалями управления, смонтированными на столешницу стенда. Педаль акселератора вращает реостат, который меняет показания тахометра при помощи микросхемы .

Спидометр работает от датчика скорости, прикрепленного к валу при помощи адаптера В качестве нагрузки бесступенчатой коробки передач служит генератор, к которому последовательно подключены нагрузочные лампы, закрепленные на защитном кожухе стенда .

Для имитации изменения передачи, к мотор-редуктору было подключено сопротивление. Для изменения передачи используется тумблер двухпозиционный .

Измерительные приборы закреплены на лицевой панели .

Кинематическая схема стенда представлена на рисунке 3 .

Рисунок 3 – Кинематическая схема стенда

Основным преимуществом стенда от заводских, является то, что стенд имеет большое количество заимствованных элементов со стенда КИ-968, за счет чего достигается невысокая стоимость изготовления .

Стенд имитирует работу бесступенчатой коробки передач. При помощи стенда проводятся лабораторные работы с исследованием нагрузочной и скоростной характеристик .

Исследование скоростной характеристики бесступенчатой коробки передач проводится следующим образом:

показания скорости и частоты вращения контролируют на приборах лицевой панели;

педалью тормоза уменьшают показания скорости до 22 км/ч;

тумблер выбора скорости переводим в положение High;

плавным нажатием на педаль акселератора увеличиваем обороты бесступенчатой коробки передач, затем вносим в таблицу величину приращения оборотов до момента достижения скорости 30 км/ч;

плавным нажатием на педаль акселератора увеличиваем обороты бесступенчатой коробки передач, затем вносим в таблицу величину приращения оборотов до момента достижения 40 км/ч;

плавным нажатием на педаль акселератора увеличиваем обороты бесступенчатой коробки передач, затем вносим в таблицу величину приращения оборотов до момента достижения 50 км/ч;

тумблер выбора скорости переводим в положение Low;

педалью тормоза уменьшают показания скорости до 22 км/ч;

в таблицу вносим показания тахометра;

плавным нажатием на педаль акселератора увеличивают обороты бесступенчатой коробки передач, затем вносим в таблицу величину приращения оборотов до момента достижения 30 км/ч;

плавным нажатием на педаль акселератора увеличивают обороты бесступенчатой коробки передач, затем вносим в таблицу величину приращения оборотов до момента достижения 40 км/ч;

на основе полученных данных строится график скоростной характеристики (рисунок 4) .

Рисунок 4 – Скоростная характеристика

Исследование нагрузочной характеристики бесступенчатой коробки передач проводится следующим образом:

показания скорости и частоты вращения контролируют по приборам лицевой панели;

нажатием педали акселератора увеличивают показания скорости до 50 км/ч;

переключатель нагрузки включают в положение 1, при этом загорается 1 нагрузочная лампа генератора;

снимают показания амперметра и вольтметра, расположенных на лицевой панели и записывают показания;

рассчитывают полезную мощность путем перемножения показаний амперметра и вольтметра;

повторяют измерения для скоростей 30, 40 и 60 км/ч, определяя тем самым максимальную мощность генератора при данной нагрузке;

переключатель нагрузки включают в положение 2, при этом загораются 2 параллельно подключенные нагрузочные лампы генератора;

определяют максимальную мощность генератора аналогично предыдущему пункту;

переключатель нагрузки включают в положение 3, при этом загораются 3 параллельно подключенные нагрузочные лампы генератора;

определяют максимальную мощность генератора аналогично предыдущему пункту;

на основе полученных данных строят график нагрузочной характеристики, пример которой приведен на рисунке 5 .

Рисунок 5 – Мощностная характеристика Таким образом, разработанный стенд может использоваться в учебном процессе, для подготовки обучающихся по направлению подготовки 23.03.03 «Эксплуатация транспортно-технологических машин и комплексов» в рамках учебной дисциплины «Техническое обслуживание электронных систем автомобилей», для изучения режимов работы автоматической бесступенчатой коробки передач [3] .

Список литературы Забрусков, А.В. Разработка стенда для изучения работы автоматической бесступенчатой коробки передач / А.В. Забрусков // Управление качеством в транспортной и социальной сферах: сборник научных трудов студентов: под общей редакцией В.И. Рассохи. – Оренбург: ОГУ, 2016. – С. 21-24 Забрусков, А.В. Разработка стенда для изучения работы автоматической бесступенчатой коробки передач / А.В. Забрусков, Э.М. Ханнанов,

Д.А. Герцен, А.В. Пузаков // Проблемы функционирования систем транспорта:

материалы Междунар. науч.-практ. конф. студентов, аспирантов и молодых ученых, 14-15 дек. 2015 г., Тюмень. – Тюмень: ТюмГНГУ, 2015. – В 2-х томах .

Т. 1. – С. 220-223 Пузаков, А.В. Совершенствование лабораторной базы при изучении 3 .

электрического и электронного оборудования автомобилей / А.В. Пузаков, А.М .

Федотов // Университетский комплекс как региональный центр образования, науки и культуры: материалы Всероссийской научно- методической конференции. – Оренбург: ОГУ, 2016. – С. 443-446 .