Izvestiya MGTU MAMIIzvestiya MGTU MAMI2074-05302949-1428Moscow Polytechnic University6694010.17816/2074-0530-66940Research ArticleApplying the law of conservation of angular momentum in the analysis of switching in automatic transmissionsSalamandraK. B.Ph.D.ksalamandra@yandex.ruTyvesL. I.Ph.D.-Mechanical Engineering Research Institute of the Russian Academy of Sciences15092016103808830042021Copyright © 2016, Salamandra K.B., Tyves L.I.2016The solution of problems of the dynamics of mechanisms is based either on a differential principles of theoretical mechanics, or integrated principles. The first involves the drawing up of the Lagrange equations of the dynamics that characterize the state of the mechanism at any given time, and the analysis of their solutions. The second are related to the conservation laws (the law of conservation of energy, momentum conservation law) and allow making an integrated assessment of the results of movements for any interval. The differential principle is used for the analysis of dynamic processes in the switching at gearboxes of vehicles, and is acquitted in the analysis of switching at manual control gearboxes. In this case, the switching process takes seconds and all phases of the process are described mathematically correct. The use of this approach in the analysis of the dynamics of switching at automatic transmissions, lasting 0.2 ... 0.5 s, is connected with the involvement of a large number of assumptions. They relate to the description of alleged interactions of switched on and switched off mechanisms of gearbox control and are carried out on a fairly simple model of a two-stage gearbox. In the analysis of more complex models, such as the gearbox with dual switching (2 clutches off, 2 on) the application of differential principle becomes significantly difficult. Reducing (or increasing) of velocity of the inertial elements of transmission at a gear change in a short time is possible only under the action on switching on clutch of large forces. Therefore, considering the model of automatic transmission on a small time interval as a closed system, it is possible to apply the theorem of conservation of angular momentum. Using this integral principle in the article the velocity calculation is given in the input and output of the gearbox after the switch; the evaluation of the limit torque acting on the units of gears at switching was made; criteria for clutch selection corresponding to the required switch settings is proposed; and also the problem of controlling the process of double-shifting is solved. The approach complements the known methods of research and can greatly simplify calculations of dynamic loads.automatic transmissiontransmissionangular momentumgear shiftingdynamic analysisdouble gearshiftавтоматическая коробка передачтрансмиссиямомент импульсапереключение передачдинамический анализдвойное переключение передач[Бухгольц Н.Н. Основной курс теоретической механики. Часть 2: Динамика системы материальных точек. М.-Л.: ОНТИ НКТП СССР, 1937. 224 с.][Шарипов В.М., Дмитриев М.И., Шевелев А.С. Переключение передач с различной степенью их перекрытия в коробках передач автомобилей и тракторов // Евразийское Научное Объединение. 2015. Т. 1. № 6 (6). С. 67-70.][Шарипов В.М, Дмитриев М.И., Зенин А.С. и др. К вопросу о буксовании фрикционных сцеплений при переключении передач без разрыва потока мощности в коробках передач автомобилей и тракторов // Тракторы и сельхозмашины. 2015. №6. С. 5-9.][Шарипов В.М., Дмитриев М.И., Зенин А.С. и др. Определение параметров буксования фрикционных муфт для различных вариантов их установки в тракторных коробках передач при переключении передач без разрыва потока мощности // Известия МГТУ «МАМИ». 2013. Т. 1. № 1(15). С. 242-248.][Sharipov V., Dmitriev M. Definition of Slippage Parameters of Friction Clutches for Different Installation Versions in Tractor Gearboxes// SAE Technical Paper 2013-01-2894, 2013. DOI: 10.4271/2013-01-2894.][Pfeiffer F. Mechanical System Dynamics. Corrected Second Printing. - Springer-Verlag Berlin Heidelberg, 2008.][Fischer, R., Küçükay, F., Jürgens, G., Najork, R., Pollak, B. The Automotive Transmission Book. - Springer International Publishing, 2015.][Naunheimer H., Bertsche B., Ryborz J., Novak W. Automotive Transmissions. Fundamentals, Selection, Design and Application. Second Edition. - Springer-Verlag Berlin Heidelberg 1994, 2011.][Басалаев В.Н., Коваленко А.В. Исследование процесса переключения передач под нагрузкой и оптимизация управления фрикционными муфтами механической трансмиссии // Механика машин, механизмов и материалов. 2011. № 2 (15). С. 24-32.][Шарипов В.М., Дмитриев М.И., Зенин А.С., Савкин Я.В. Работа сцепления в коробке передач при переключении без разрыва потока мощности от двигателя // Справочник. Инженерный журнал с приложением. 2010. № 11. С. 8-15.][Bai Sh., Maguire J., Peng H. Dynamic analysis and control system design of automatic transmission. - SAE International, Warrendale, Pennsylvania, USA, 2013.][Саламандра К.Б., Тывес Л.И. Динамическое гашение колебаний выходного вала коробки передач автомобиля с двигателем внутреннего сгорания // Проблемы машиностроения и надежности машин. 2014. № 5. С. 12-20.][Саламандра Б.Л., Саламандра К.Б. Коробка передач. Патент России № 2531995. Опубликовано 27.10.2014. Бюл. № 30.][Лойцянский Л.Г., Лурье А.И. Курс теоретической механики: В 2-х томах. Т. II. Динамика. М.: Наука, Главная редакция физико-математической литературы, 1983. 640 с.][Шарипов В.М., Коломиец С.Н. Работа буксования фрикционной муфты сцепления // Вестник машиностроения. 1987. № 7. С. 31-33.][Львовский К.Я., Черпак Ф.А., Серебряков И.Н., Щельцын Н.А. Трансмиссии тракторов. М.: Машиностроение, 1976. 280 с.][Шарипов В.М. Конструирование и расчет тракторов. М.: Машиностроение, 2009. 752 с.][Шарипов В.М., Городецкий К.И., Дмитриев М.И. и др. Математическая модель процесса переключения передач в коробке передач трактора с помощью фрикционных муфт // Известия МГТУ «МАМИ». 2012. № 1(13). С. 112-122.][Шарипов В.М., Дмитриев М.И., Зенин А.С. Математическая модель процесса переключения передач в коробке передач трактора // Наука и образование: научное издание МГТУ им. Н.Э. Баумана. 2014. № 5. С. 50-69. DOI: 10.7463/0514.0711329.]