Домашнее задание по курсу «Моделирование систем транспортных средств»

М.М. Жилейкин
Домашнее задание по курсу 
«Моделирование систем 
транспортных средств»
Методические указания

УДК 629.1.02 
ББК 39.12 
Ж72 
 
Издание доступно в электронном виде на портале ebooks.bmstu.ru  
по адресу: http://ebooks.bmstu.ru/catalog/124/book1705.html 
Факультет «Специальное машиностроение» 
Кафедра «Колесные машины» 
Рекомендовано Редакционно-издательским советом  
МГТУ им. Н.Э. Баумана в качестве учебно-методического пособия 
Ж72 
 
 
 
Жилейкин, М. М. 
 
 
Домашнее задание по курсу «Моделирование систем 
транспортных средств». Методические указания / М. М. Жилейкин. — Москва : Издательство МГТУ им. Н. Э. Баумана, 2017. — 
55, [1] с. : ил. 
 
ISBN 978-5-7038-4750-3 
 
Приведены пример выполнения домашнего задания, предусмотренного программой изучения курса «Моделирование систем транспортных 
средств» (модуль 2), контрольные вопросы для подготовки к защите домашнего задания, критерии качества его выполнения, а также варианты 
домашнего задания.  
Для студентов высших учебных заведений, обучающихся по специальностям 
«Наземные 
транспортно-технологические 
средства» 
и 
«Транспортные средства специального назначения». 
 
УДК 629.1.02 
ББК 39.12 
 
 
 МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2017 
 
 
 Оформление. Издательство  
ISBN 978-5-7038-4750-3                                            МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2017
2 

 
ПРЕДИСЛОВИЕ 
Дисциплина  «Моделирование систем транспортных средств»  
включает три модуля, изучаемых последовательно в течение одного семестра.  
Домашнее задание выполняется слушателями в рамках изучения второго модуля «Имитационное математическое моделирование рабочих процессов колесной машины при криволинейном 
движении по недеформируемым опорным поверхностям», который посвящен разработке математической модели криволинейного движения колесной машины, модели взаимодействия эластичной шины с недеформируемым опорным основанием, а также 
разработке математических моделей трансмиссии, рулевого 
управления и тормозной системы и интеграции этих моделей в 
общую модель движения автомобиля.  
Цель учебно-методического пособия — помощь студентам в 
приобретении практических навыков построения и реализации моделей движения транспортных средств с различными схемами  
механических трансмиссий в среде MATLAB/SIMULINK с целью 
проведения анализа тягово-динамических качеств колесных машин. 
В первом разделе пособия приведен пример выполнения  
домашнего задания, во втором разделе — контрольные вопросы, 
позволяющие самостоятельно подготовиться к защите домашнего 
задания. Третий раздел содержит критерии оценки домашнего задания, на основе которых оно считается выполненным. Варианты заданий приведены в четвертом разделе. 
Список литературы содержит перечень источников, позволяющих студенту расширить знания в области математического 
моделирования систем транспортных средств, в том числе описание электронных ресурсов, на которых публикуются актуальные 
материалы по методам имитационного моделирования в программной среде MATLAB/SIMULINK. 
Учебно-методическое пособие предназначено для студентов, 
обучающихся по специальностям «Наземные транспортнотехнологические средства» и «Транспортные средства специального назначения». 
3 

1. Пример оформления и выполнения  
домашнего задания 
Ниже приведен титульный лист домашнего задания. 
 
Московский государственный 
технический университет 
имени Н.Э. Баумана 
 
Кафедра СМ-10 
«Колесные машины» 
 
 
Домашнее задание по курсу 
«Моделирование систем транспортных средств» 
 
Вариант _____ 
                (номер) 
 
 
Выполнил: 
 
Студент  
 
Группа СМ10-____ 
 
 
Проверил: 
 
Преподаватель  
 
Дата 
 
 
 
 
4 

Вариант ________ 
              (номер) 
Группа СМ10-_____ 
Студент ____________________ 
Задание 
Для колесной машины (КМ), характеристики которой представлены ниже, выполнить следующее: 
1) изобразить схему механической трансмиссии; 
2) разработать математическую модель механической трансмиссии; 
3) построить зависимость от времени скорости движения КМ 
при разгоне по прямой на сухом асфальте. 
Исходные данные 
Тип механической трансмиссии 
Задний привод, симметричный межколесный 
дифференциал 
Масса корпуса КМ, кг 
1100 
Колесная база, м 
3,6 
Колея колес, м 
1,5 
Масса колеса, кг 
15 
Свободный радиус колеса, м 
0,38 
Максимальный прогиб шины, м 
0,06 
Момент инерции корпуса относительно оси, 
проходящей через центр масс, кг·м2: 
продольной 
поперечной 
вертикальной 
7500 
300 
10 000 
Моменты инерции колеса относительно 
вертикальной и продольной осей, проходящих через центр колеса, кг·м2 
150 
Момент инерции двигателя, кг·м2 
20 
Расстояние от центра масс корпуса до оси, м: 
первой 
второй 
1,8 
1,8 
Максимальная мощность бензинового двигателя при частоте вращения коленчатого 
вала 5600 об/мин, кВт 
140 
Максимальный крутящий момент двигателя 
при частоте вращения коленчатого вала 
2000…5200 об/мин, Н·м 
240 
Передаточное отношение главной передачи 
5,8 
5 

Передаточные отношения коробки передач 
для передачи: 
первой 
второй 
третьей 
четвертой 
пятой 
 
 
3,727 
2,048 
1,393 
1,097 
0,892 
Определение внешней характеристики двигателя  
внутреннего сгорания при моделировании работы  
механических трансмиссий колесных машин 
Текущие значения крутящего момента Мдвi определяют либо 
по экспериментальной внешней характеристике двигателя, либо с 
помощью эмпирической зависимости по базовым точкам: 
,
n
n
M
M
a
b
c
n
n
i
i
i
N
N
N
2
дв
дв
дв
дв
дв
дв


















 
9554
,

N
M
n
N
N
дв max
дв
дв
где 
двN
M
 — крутящий момент двигателя при максимальной 
мощности, Н·м; 
дв
дв
,
i
N
n
n
 — частота вращения коленчатого вала 
двигателя соответственно текущая и при максимальной мощности, об/мин; 
двmax
N
 — максимальная мощность двигателя, кВт;  
a, b, c — коэффициенты, зависящие от коэффициентов приспособляемости двигателя по числу оборотов kдвn и моменту kдвM, 
;

n
k
n
дв
дв
дв
N
n
M
 
,

M
k
M
дв max
дв
дв
M
N
здесь 
двM
n
 — частота вращения коленчатого вала двигателя при 
максимальном моменте, об/мин; 
двmax
M
 — максимальный момент двигателя, Н·м. 
Для бензинового двигателя с регулятором и ограничителем 
6