Modeling the work of the automotive differential with internal friction in the system for calculating the multi body dynamics

封面


如何引用文章

全文:

详细

The work is devoted to the operation of an automobile differential of suspended friction modeling in the system for calculating the dynamics of coupled bodies. The model was developed in the RecurDyn application for calculating the dynamics of rigid and deformable bodies from the FunctionBay company.

The aim of the work is to develop a mathematical model of the differential with friction washers and to confirm the adequacy of its operation. The developed mathematical model of the differential is tested for the possibility of its subsequent use in modeling the transmission of a vehicle in the calculating the dynamics of coupled bodies system. In this work, a model of the differential has been created and described in detail. The model was used for the analysis of kinematics and dynamics. Methods of modeling a simple symmetric differential and a self-locking one are shown based on one mathematical model. The well-known analytical dependences describing the kinematic and force laws of the ratio of angular velocities and torques between the output links and the differential housing are given. A method for calculating and modeling the friction torque in the differential was selected and described. An equation describing the frictional moment in the differential is presented.

A virtual test bench was developed and described. Afterwards it was used for differential operation simulation. Load modes that are equivalent to various driving conditions of a real automobile are selected, their quantitative parameters are given. In this work, the criteria for evaluating the performance of the differential model are selected. The results of modeling for all load modes are given. According to those results the adequacy of the developed mathematical model of the differential with friction washers is proved. The proposals on the use of the developed model are given.

作者简介

I. Chichekin

Bauman Moscow State Technical University

编辑信件的主要联系方式.
Email: chichekin_iv@bmstu.ru

PhD in Engineering

俄罗斯联邦, Moscow

A. Shuranova

Bauman Moscow State Technical University

Email: arina1999_arina@mail.ru
俄罗斯联邦, Moscow

参考

  1. Andreyev A.F., Vantsevich V.V., Lefarov A.KH. Differentsialy kolesnykh mashin [Differentials of wheeled vehicles]. Izdatel'stvo «MashinostroyeniYE» Publ., 1987. 51−54 p.
  2. Vol'skaya N. S., Levenkova YE. YU., Chudakov O. I. Konstruktsii privodov i raspredelitel'nykh mekhanizmov sovremennykh avtomobiley [Design of drives and distribution mechanisms of modern automobiles]: Uchebno-metodicheskoye posobiye. 17−23 p.
  3. Ageykin YA.S., Vol'skaya N.S., Chichekin I.V. Prokhodimost' avtomobilya [Vehicle cross-country ability]: uchebnik. Moscow: MGIU Publ., 2010. 275 p.
  4. Gorelov V.A., Chudakov O.I. Improving traction and dynamic properties and active safety of a wheeled vehicle due to rational redistribution of torque between axles. Sbornik: Tekhnologii i komponenty intel-lektual'nykh transportnykh sistem. 2018, pp. 181−192 (in Russ.).
  5. Tarasik V.P., Puzanova O.V., Kurstak V. I. Modeling differential drives of driving wheels of mobile vehicles. Vestnik Belorussko-Rossiyskogo universiteta. 2009. No 3(24), pp. 42–53 (in Russ.).
  6. Zhileykin M.M. Stabilization of the movement of two-axle wheeled vehicles due to the redistribution of torque between the driving wheels. Izvestiya vysshikh uchebnykh zavedeniy. Mashinostroyeniye. 2017. No 3(684), pp. 31−39 (in Russ.).
  7. Chichekin I.V., Levenkov YA.YU., Vol'skaya N.S., Shiryayev K.N., Yastrebov G.YU. Modeling the motion of a wheeled vehicle of high cross-country ability on deformable soil. Trudy NAMI. 2020. No 4(283), pp. 32−41 (in Russ.).
  8. Chichekin I.V., Maksimov R.O. Modeling the operation of an automobile differential in a system for calcu-lating the dynamics of rigid bodies. Izvestiya MGTU «MAMI», 2019. No 2(40), pp. 80−87 (in Russ.). doi: 10.31992/2074-0530-2019-40-2-80-87
  9. Ofitsial'nyy sayt programmnogo obespecheniya RcurDyn s funktsiyey Help [Official website of RcurDyn software with Help function] [Elektronnyy resurs]. URL: https://functionbay.com/documentation/onlinehelp/default.htm , svobodnyy. – Yaz. angl. (accessed – 2021-10-13).
  10. Rukovodstvo po ekspluatatsii avtomobilya GAZ-66-11 i yego modifikatsii [Operation manual for the GAZ-66-11 vehicle and its modifications]. Ministerstvo avtomobil'noy promyshlennosti SSSR Publ., 1986, pp. 8−11.

补充文件

附件文件
动作
1. JATS XML
2. Fig. 1. Kinematic diagram of the movement of a vehicle with a 4x4 wheel arrangement along a curved trajectory

下载 (139KB)
3. Fig. 2. Kinematic diagram of the differential with friction washers: 1 – half-shafts; 2 – differential housing; 3 – clutches; 4 – half-axle gears; 5 – satellites; 6 – bevel gears; 7 – cross section

下载 (38KB)
4. Fig. 3. Internal friction differential model: a) links of the model; b) layout of hinges and power connections

下载 (122KB)
5. Fig. 4. Graphs of changes in the angular velocities of the differential links during the simulation for modes 1-8

下载 (95KB)
6. Fig. 4. Graphs of changes in the angular velocities of the differential links during the simulation for modes 1-8 (2)

下载 (106KB)
7. Fig. 5. Graphs of changes in torque on the differential links during the simulation for modes 1-8

下载 (100KB)
8. Fig. 5. Graphs of changes in torque on the differential links during the simulation for modes 1-8

下载 (97KB)

版权所有 © Chichekin I.V., Shuranova A.A., 2021

Creative Commons License
此作品已接受知识共享署名-非商业性使用-禁止演绎 4.0国际许可协议的许可。

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».