автореферат диссертации по транспортному, горному и строительному машиностроению, 05.05.03, диссертация на тему:Исследование температурных режимов фрикционов ГМП автопогрузчиков методами математического моделирования

харьковский гоо'^гств^иыи АВГОШБййЬйО-

морсышй тёхюшскил университет

>гб од

На правах рукописи

глобчак михаил васильевич

исслед0ван1е ТЕМПЕРАТУРНЫХ РЕЖИМОВ ¿РИКЦЙОНОВ ГМП АВТОПОГРУЗЧИКОВ МЕТОДАМИ МАТЕМАТИЧЕСКОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ

Специальность 05.05.03 - автомобили и тракторы

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических нзук

Харьков - 19Э4

Работа выполнена на кафедре автомобилей Государственного университета "Львовская политехника". Научный руководитель:

- кандидат технических наук, доцент Гудз Г.С. Научный консультант:

- кандидат технических наук, доцент Крайнык JI.B. Официальные оппоненты:

- доктор технических наук, профессор Нарбут А.Н.

- кандидат технических наук, доцент Федосов A.C.

Ведущее предприятие: Украинский государственный институт автобусо-троллейбусостроения, г. Львов.

Защита состоится " (0 " 1994 г.

в " /V " часов на заседании специализированного совета

—Kr©ß87I2rüfr-по присуждению ученой степени кандидата технических с ^ (v- с-

наук Харьковского государственного автомобильно-дорожного технического университета по адресу:

310078, г. Харьков, ул. Петровского, 25.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке института. Автореферат разослан " /ч " С^/^оу>41994 г.

Ученый секретарь-специализированного совета

канд.техн.наук, доцент ■ Доцочкина И В.—

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Одним из главных направлений совершенствования конструкций автопогрузчиков является повышение их надежности и улучшение показателей их эргономических качеств. Высокая эффективность в этих направлениях достигается путем применения гидромеханических передач /ГШ/.

К принципиальным особенностям рабочего процесса ГШ автопогрузчика относятся: а/ большая частота переключений; б/ обеспечение возможности двигаться с микроскорсстью /'"ползучей" скоростью/ при проведении погрузочно-разгрузочных работ в стесненных условиях складов и погрузочных площадок.

При таких принципиальных особенностях рабочего процесса фрикционы являются подсистемами,., лимитирующими надежность ГШ и автопогрузчика в целом. Поэтону совершенствование конструкций и. режимов работы фрикционов является одной из актуальных задач в области повышения эффективности автопогрузчиков.

Цель работы - повышение эффективности фрикционных узлов ГМГ1 перспективных автопогрузчиков путем создания иетодики исследования влияния различных факторов на температурный режим фрикционов ГМП и определения путей совершенствования кх еыходнкх показателей с учетом специфики режиков работы автопогрузчиков.

Объект исследования - фрикционные узлы ГМП отечественных автопогрузчиков.

Научная новизна заключается в следуэцем:

- разработаны методики расчета работы буксования фрикцио— 10в ГМП автопогрузчика при его движении с кикроскоростьп и при гиловоы реверсировании;

- г -

- разработана методика моделирования температурных рекицов фрикционов ГЫП автопогрузчиков на ЯР -сетка:;;

- исследовано влияние различных факторов на теашературный режим фрикционов ГШ автопогрузчиков при гас движении с микроско-ростьэ и силовом реверсирование.

Практическая ценность» Разработанные методики учитывают содержание комплекса конструкторско-экспериыентальных работ по созданию опытных образцов устройств для обеспечения пикроскорости движения автопогрузчика, включакцего как Ецбор предпочтитель^ ного варианта, так и его проектирование в целой.

Определены параметры организации процесса движения с кик« роскоростью, разрешающие рекоиендовать вреия работы /буксования/ и необходимое врекя повторного включения фрикциона из условия сохранения физико-ыеханических свойств охлаждающей жидкости.

Показано, что на температурный режим фрикционов доминирующее воздействие оказывает в реал буксования Т^й , в то в реи,: как изменение конструктивных параметров фрикционов /толщина и радиус/ влияет незначительно.

Режим силового реверсирования не оказывает значительного влияния на температурную погруженность фрикционных узлов ГШ и его следует рекомендовать как один из путей' увеличения производительности работы автопогрузчиков.

Реализация работы. Рекомендации и технические решения, предложенные в работе, приняты и использованы в НЛП "Автогрузиаш': /г.Львов/ и Украинском институте автобусо-троллейбусостроения /г .Львов/ прич создании ГШ для перспективных ыашии.

Апробация 'работы. Основные положения диссертации обсужда»

лись:

- на научяо^гохшгческих конференциях Львовского политехни-

чеекого института /1983...1992 г.г./; . .

- региональной научно-технической конференции по проблемам развития узлов и агрегатоз /Славск, 1989 г./;

- международной.конференции "Перспективы и проблемы развития автобусов, автопогрузчиков и агрегатов "Славсх-91я/;

- международной конференции "БАКОМ - 93", г. Жеаув, Польша, 1993 г.;

- научном семинаре кафедры автомобилей Государственного университета "Львовская политехника" /1994 г./;

- заседании кафедры автомобилей Харьковского государственного автомобильно-дорояного технического университета /19Э4 г./.

Публикации. Материалы по теие диссертации опубликованы в 17 статьях и 2 отчетах по хоздоговорной тематике.

Обьен диссертации. Диссертация состоит из введения, четырех глав, выводов, списка литературы и приложения; изложена на 141 стр. цашинописного текста, содержит 15 таблиц, 46 рисунков и библиографический список, включашшй 93 наименований.

СОДьРлАШК РАБОТЫ

В первой главе на основе зкспорииентального материала рассмотрены особенности режимов работы автопогрузчиков.

й частности, испытания автопогрузчиков с цеханнческол миссией в Одесском порту показали, что наработка на отказ п р;-;;урс сцеплений автопогрузчиков ненызе,чем сцеплений груз о ей азтсиобилей соответственно в 15...20 и 20...25 раз. Это осьяс-няется такими особенностями режимов работы автопогрузчиков как большая частота остановок и троганий с места, а также двияеидсч с млкроскоростью за счет пробуксовки сцепления.

::а основа::;!« результатов сбора и обработки дамн^х д \рг...

ных режимах работы автопогрузчиков разработан испытательный цикл, позволяющий объективно оценивать режимы работы узлов и агрегатов. В работе показана схема изменения скорости движения автопогрузчика на этапах испытательного цикла, из анализа которой следует, что примерно 24% времени автопогрузчик двигается со скоростью меньше, чем минимально устойчивая / Vлип = 1...1.15 м/с/. Кроме того, приведенные гистограммы позволяют констатировать, что велико время работы двигателя при относительно малой частоте вращения коленчатого вала и малых значениях крутящих моментов.

К важным принципиальным решениям, направленным на повышение надежности и улучшение эргономических качеств автопогрузчиков, является замена механических коробок передач и фрикционных сцеплений гидромеханическими передачами /ГМП/.

Согласно современным требованиям автопогрузчики выпуска 1991...2000 г.г. должны быть оборудованы указанными выше трансмиссиями, обеспечивающими движение с микроскоростью, остановку и изменение направления движения автопогрузчика без применения тормозов /силовой реверс/.

Следует отметить, что зарубежные фирмы применяют ГМП, обеспечивающие возможность движения с микроскоростью путем уменьшения давления жидкости в торовой полости гидродинамического гидротрансформатора или в силовом устройстве фрикциона.

В отечественных автопогрузчиках движение с микроскоростью обеспечивается за счет пробуксовки фрикционов, достигаемой путем изменения давления рабочей жидкости. Вследствие этого ужесточается режим работы фрикционных узлов за счет увеличения времени и работы буксования. Кроме этого, реализация микроскорости движения автопогрузчика происходит при работе двигателя по внешней скоростной характеристике, что -риводит к увеличению отно-

сительных частот вращения элементов фрикционных узлов.

Перечисленные вьгае факторы, обусловливают высокую теплонаг-руженность фрикционов и, как следствие, нестабильность их характеристик и недостаточную надежность. Поэтому в работе значительное внимание уделяется триботехническим явлениям, которые протекают в парах трения. Приведены значения допустимых температур для металлокерамических накладок.

Вторая глава посвящена исследованию теплонагруженности фрикционов ГМП автопогрузчиков и динамики процессов переключения. Исследованию рабочих процессов в гидромеханических коробках передач посвящены работы А.И.Архипова, В.В.Баранова, д.Т.Гапояна, О.Л.Гируцкого, М.п.Дзядыка, Л.В.Крайныка, В.И.Лапидуса, Ю.Л.Лаптева, А.Н.Нарбута, В.А.Петрова, В.Н.Прокофьева, С.Ь.Самарцева,

A.Л.Сергеева, В.П.Тарасика, С.Н.Трусова, Ю.И.Чередниченко,

B.^.Ыапко, H Farster , К Kraft ,1 Icluchara , С Po tue Ц , Ч Sc him 6 , H KLuije , J Kumar ,V Spahhake и других ученых. Однако практически все эти работы посвящены исследования динамики процессов и оценки теплонагруженности фрикционов ip;i пряных и обратных переключениях передач ГМП, характерных

здя автомобилей. Работам же по исследованию процессов реализации микроскорости движения и силоеого реверсирования транспорт-1ых средств практически не уделялось внимания.

Трудности аналитического исследования заключаются в том, гго происходящие в машинном агрегате с ГШ процессы характери-¡уются значительным количеством нелинейных функциональных эави-:имостей. Поэтому для решения таких задач целесообразно исполь-ование методов магматического моделирования с применением ЭВМ.

для исследования теплонагруженности фрикционов ГШ становится актуальна разработка методики, расчета параметров проце-са, формирующих ее, в частности, работы буксования.

Для определения работы буксования при реализации движения автопогрузчика с микроскоростью в диссертации приведены расчетная схема трансмиссии, уравнения движения ведущей и ведомой систем, характеристика совместной работы двигателя и гидротрансформатора, на основании которых получены аналитические зависимости:

>

/ I /

Л _ ^ Gil / 0)m _ V/g'Uo LlbC \ .

Ло Uoüac'l VU'ec Г

Л.- - ■ ^ - I Mlm Vu'Uo 'Uflc \

Ao- ^-PRcp-l^-— )'

где У -. коэффициент суммарного сопротивления движению; Ga - вес автопогрузчика; Г^. - динамический радиус колеса; Uo - передаточное число главной передачи; Uß.c - передаточное число включенной ступени; Т - время буксования;

i

Ыш - частота вращения турбины; U 6С - передаточное число элементов коробки, связывающих ведущую часть фрикционов с валом турбинного колеса; Va - скорость движения; J4 - коэффициент трения; Lg. - количество пар трения; Р - давление рабочей жидкости; Rcp.- эквивалентный радиус трения.

Для разработки методики определения работы буксования при силовом реверсировании разработаны блок-схема алгоритма процесса, программа расчета на ЭВМ, составлена матрица планирования эксперимента типа 2Э, получены результаты машинного счета. Обработка результатов позволила получить регрессионное уравнение для определения работы буксования в зависимости от исследуемых факторов:

As =586,3 Vh-1205,5 Рм +2224,3т+

+ 2059 Vh-PM-4-151,5Vn-t-329,8 , / 2 /

где Vh - начальная скорость реверсирования; Рм - давление рабочей жидкости; Z - промежуток времени между перек-

лечениями.

Полученные зависимости /I/ и /2У позволяют определить значения работы буксования фрикцонов ГШ1 на соответствующих режимах, как определяющие их теплонагруженность.

В третьей главе приведено математическое описание процессов нагрева и охлаждения протекающих в фрикционных узлах ГМП. Подчеркнуто, что эта задача относится к нестационарным контактным тепловым задачам в областях неклассической формы при неоднородных граничных и сложных начальных условиях. Поэтому она не имеет строгого аналитического решения.

3 настоящее время для задач, не имеющих решения в замкнутой аналитической форме или когда полученные решения настолько сложны, что не могут быть использованы для практического расчета,широко применяется метод математического моделирования, базирующийся на формальном сходстве дифференциальных уравнений, описывающих различные физические явления. В частности, одним из распространенных методов математического моделирования является метод электротепловоГ: аналогии, основанный на аналогичности явлений теплопроводности и электропроводности. Применение этого метода для исследования нестационарных процессов нагрева и охлаждения, протекающих в весьма сложных технических системах, дало положительный результат и, в частности, обеспечило возможность резкого сокращения обьема экспериментальных работ при доводке конструкций. В связи с этим представляет значительный интерес вопрос о возможном применении и разрешающей способности этого метода при проектировании фрикционных узлов ГШ.

Теоретические основы метода электротепловой аналогии на-различнее моделях разработаны в трудах И.М.Тетельбаума, П.Ф. Фильчакова, Л.А.Коздобы, А.Г.Тарапона, В.Пашкиса /V. Ра-бИк^/,

Г.Либмана У О ЬсЬтипл /, У.Карплюса У 1\У. Кагр^э У и других ученых.

В общем случае распределение температур в элементах, фрикционного узла ГШ описывается уравнением теплопроводности.

где Т и 'I - соответственно температура и время; X , У и 7. - координаты тела; А - коэффициент теплопроводности; р - плотность; С - удельная весовая теплоемкость.

Распространение электрического тока подчиняется закону Кирхгофа ^и + I ( 1 п Ш у 4 У

1к а'х2 Оу2 и? дг1 Кт ат! '

где Рх , Я у , - электрические сопротивления по коорди-

натным направлениям; II - потенциал в точке; И! - временное сопротивление; - время процесса.

Записав дифференциальные уравнения УЗУ и У4У в конечно-разностной форме, из условия их аналогии можно получить выражения для расчета параметров электрической ЯЯ -сетки, моделирующей элемент фрикционного узла Урис. 1У:

[?х =

Х-(НПугК1ы + М .'

У 5 У

Л"(Ьи +ИхгУ(Ьи+ Игг)

где RN - масштаб перехода от термических сопротивлений к электрическим; Ьх( , Ьасг, 1~)у1 , Ьуг , И г 1 и Иг2 - шаг сетки в соответствующих координатных направлениях.

I

«э

I

Рис. I. Схема элементарного объема фрикционного узла /а/ и электрические схемы его замещения при осуществлении нагрева /б/ и охлаждения /в/

- 1С -

Поскольку фрикционные диски нагреваются и охлаждаются симметрично относительно средней линии поперечного сечения, то для исследования их температурных полей достаточно рассматривать только одну из симметричных областей.

Для получения более точного решения задачи пространственные интервалы приняты такими, что каждая из составных частей модели пары трения имеет по оси ОХ два внутренних узла. При этом интервалы по оси hi будут равны половинным значениям натуральной ширины элементов фрикциона.

Пространственные интервалы по оси ОУ выбраны из условия максимального использования разрешающей способности сетки универсального блочного сеточного электроинтегратора БУСЭ. Его сетка имеет 100. узлов, образующих Ю горизонтальных строк, в каждом из которых имеется ДО элементарных ячеек. Интервалы íly не остаются постоянными для всех строк модели. Их величины подобраны таким образом, чтобы максимально приблизить расчетную модель к действительным очертаниям моделируемой пары трения.

Временные интервалы в исследуемой модели подобраны так, что выполняется требование обеспечения необходимой точности решения. В то же время каждый из рассыатриваемых'процессов /как нагрев, так и охлаждение/ разбиты во времени. Это позволило, кроме повышения точности решения задач, проследить динамику -процессов нагрева и охлаждения.

Временные сопротивления

n = _finfin_, /6/

. cp(hx,+M(hy<+hy2)(h2< + hz2) где бт - временной интервал.

Граничные условия П рода моделируются силой тока, которая регулируется при подводе напряжения на соответствующие поверх-

ностные границы элементарной ячейки сопротивлением,- опредвхягааа» из выражения :

р = (UM-UojiVk-RN , П1

Ktp q(hû<-03 + he-oiHhtKB + Ьоз-гз) '

где - К - масштаб перехода от разности температур к разности потенциалов; - удельный тепловой поток.

Граничные условия Ш рода моделируются сопротивлениям, квитирующими теплоотвод, и подключавшая! к. поверхностным границан элементарных ячеек модели. Значения сопротивлений рассчитываются по формуле:

^ _ _Rn__/ 8 /

C^(h0(-05+ h<»-07Kh«-0J+ hoî-2i)

где ci - коэффициент теплоотдачи.

При моделировании нагрева пары трения от блока питания ню-. делирующей установки БУСЭ на граничные узлы модели, икитирупвде поверхность трения, подается ток, через сопротивление Rt^ , величина которого определяется по формуле tO, вследствие чего происходит распределение потенциалов в ко доли. Tait как одновр»> менно происходит сток через сопротивления, нодвлирукаие теплоотдачу, то величина потенциала в любой точка надели в любой момент времени будет являться функцией парамэТрЕческих критериев, начальных условий и граничных условий П и Ш родов. Если выполнены условия полной аналогии, то измеренный потенциал будет однозначно определять искомую температуру.

С целью оценки точности при моделировании на RR -сотках было проведено сравнение результатов моделирования и оналитнчэс-кого расчета температуры для задачи, имеющей точное аналиткчео- • кое решение. Результаты исследования показали, что погрешность

при моделировании не превышает 2,5%, что вполне приемлемо для инженерных расчетов.

В работе показано, что данный метод может быть применен для решения большого комплекса задач, связанных с исследованием влияния различных факторов на температурный режим фрикционных узлов ГМП. Схемы решения этих задач приведены на рис. 2.

Четвертая глава содержит результаты исследований влияния' различных факторов на температурный режим фрикционов ГМП автопогрузчиков.

Согласно схеме, приведенной на рис. 2, для исследования процессов нагрева и охлаждения фрикционов электромоделированием, необходимо располагать начальной информацией, источниками которой являются результаты дорожных и стендовых испытаний.

Следует отметить, что стенд для испытаний ГМП кафедры автомобилей ДО "ЛП" был оборудован спроектированным автором устройством для имитации движения автопогрузчика с микроскоростью.

- Наличие экспериментальных данных, полученных с уч.астием автора, при проведении дорожных и стендовых испытаний, позволило с достаточной точностью определять граничные и начальные условия, необходимые для решения той или другой Ьадачи.

Для исследования влияния различных факторов на поверхностные и обьемные температуры необходимо иметь достаточно точное представление о роли теплоотдачи в окружающую среду. Имеющиеся методы аналитического определения коэффициента теплоотдачи о< не всегда отражают реальные условия. В работе рассмотрена методика определения с( путем решения обратной задачи теплопроводности методом электромоделирования с использованием кривых изменения температур поверхностей трения, полученных в стендовых условиях при фиксированных значениях С| /рис. -3/.

Дорожные испытания абтопагрузиикаб (АП) Статистические данные о режимах работы еррикционаб ГМП б услодиях Уксплуатауии (число Ок/ючений; длительность буксования, скорости начала и конца букса ба-ния)

Расчетнь/е данные Значения работы буксо&ания (Ад) при движении /1/7 с микроскоростью и при сшобом реверсиро&ании

Стендовые испытания фрикционоб ГМП Экспериментальные данные о блиянии работы и продолжительности буксобания ли температурный режим еррикционоб

Моделирующая установка БУСЭ-70 _ * '___

Расчет параметров и набор электрической подели из омических сопротивлении, коммутация модели

и подключение к интегратору для решения задач

Задание постоянных ГУ //рода £ соответствии с действительной энерго -на грухсенно сть ю фрикциона.

I

Задание г У _ш рода._

ЛоАучечие кривых нагрева. и охлаждения при фиксированном значении /¡6 и различном

Цз^енение 'tg в рекомендуемым пределах

влияние бремени буксования ¿6 н а. температурныйредкий фрикциона.

влияние конструктивных парапет -роб и режимных факторов (<4,в,Тб) на их температурный рекиЫ I

(оставление матрицы дробного факторного зкслеримсн та. типа. 23

I -

Заданиерасчет -ных Гу п роЗа.

давание ГУ Щрода\

Определение значений температур фрикционных- у злоб на. моделях в соот -ветспбии с сочета нием срактороб /матрицы

I .

Получение интерто-ляционной формулы ¿¡ля определения грем пера/пурь/ поверхности трения фрикционного диска

Определение темпе-ратурной напряженности фрикционов ГМП мех режимах Микро скорости г$и-мениЯ при различим скоростных характеристиках

доигателя_

|

Задание ГУ урода при использовании на. ДП форсирован ною двигателя I

Задание ГУ (/ рода

получение темпе -ратур фрикционных дисков ГМП АП При исполмовании дзор-сирован/юго дбига-теля

Га счет температурных напряжений и определение условий их HuhumuI а ции

I -

Сопоставление температурных режимов фрикционов ГМП ПП с различными модификациями ДВС

Определение тем -пературного режима, фрикционов ГМП ЛН при силовом реверсировании

Составление матрицы планирюва-

шя эксперимента, и получение ¿равнения регрессии

AS--f(P, У, Z) ■

Задание ГУ В рода при наиболее напряженных сочетаниях параметров

получение темпе -po/пур еррикчион-ных дисков ГМП ори намёсльших 6озкожных значениях Аб

Задание ГУ щ рода

Рис. 20 Схема ревГвншз т RR-моделях задач по исследованию

температурных режимов фрикционов ГШ.

Рис. 3. Кривые нагрева и охлаждения ведущего фрикционного, диска, полученные стендовыми испытаниями /I/ и электромоделированием /2/.

По результатам стендовых испытаний определено допустимое время работы с микроскоростью /буксования фрикционов/ и необходимое время повторного включения фрикциона из условия сохранения физико-механических свойств охлаждающей жидкости.

В связи с тем, что теплофизические параметры материалов фрикционов зависят от температуры, на электромоделях проверялась точность решения задачи в возможных рабочих диапазонах температур с учетом и без учета нелинейности данных параметров. Исследования показали, что учет этого фактора позволяет повысить точность результатов на 5...6%, что и принято за основу при решении данных задач.

С помощью электромоделирования исследовалось влияние условий теплоотдачи на интенсивность охлаждения ведомого диска фрикциона ГМП." Наиболее рациональным способом охлаждения дисков оказался режим подачи охладителя на поверхность.имеющую завихрители.

Исследовался рабочий процесс переключения фрикционов ГШ автопогрузчика 4095 с целью определения реальных температур в элементах узлов трения, распределения их по толщине и радиусу дисков, температурных полей и влияние на них времени буксования. Этому "способствовало наличие достоверных значений коэффициента теплоотдачи и расчетных значений работы буксования фрикционов ГШ.

Результаты электромоделирования показали, что процессы нагрева и охлаждения отдельных точек фрикционов ГШ при испытаниях автопогрузчиков протекает неравномерно. Важно отметить, что после двух-грех включений фрикциона температура дисков практически выравнивается и не превышает 390К.

Распределение температур по радиусу фрикциона /рис. 4/ показывает, что ведущий диск имеет наибольшую температуру.

На рис. 5 представлено распределение температур по толщине фрикционных дисков, подтверждающее, что более благоприятный температурный режим дисков имеет место при минимальных значениях Тб .. При этом, естественно, наибольший температурный градиент наблюдается во фрикционной накладке /66 К/мм/, а в металлических ведущем и ведомом дисках он составляет соответственно 2,2 и 4 К/мм.

Исследования показали, что температурные поля при нагреве крайне неравномерны /рис. 6/, что является следствием незначительного времени нагрева /буксования/ и большой интенсивности тепхоюго потока.

исследования влияния времени буксования на температурный региы фрикционов ГШ изменялись значения времени буксования

ТК

Ь20

т

380

56

62

ев

74 Я.МН

Рис. 4. Распределение температур по радиусу фрикциона: I - для ведущего диска; 2 - для накладки; 3 - для ведомого диска.

Рис. 5. Распределение температур по толщине фрикционного узла для различных значений

Н9

V

.Ив

J

П

-399Л\

•396-

тг

71

' к

-365 -~ 399 " </21 --422

1

Т

-421-

3?

■о.

Сы-

4/8 —

т-

I гШ— [¡.^4/3-

.С

у 399—396 -— 367-

V

«О

•9.

Рис. 6. Температурное поле фрикционного узла ГМП в конце нагрева при форсированных испытаниях автопогрузчика.

и удельные тепловые потоки при постоянном значении подводимой энергии. Результаты моделирования показали, что чем меньше время буксования, тем ниже температура дисков. Это свидетельствует о том, что работа буксования уменьшается, а степень использования подводимой мощности увеличивается при минимальных значениях Тб . Следует отметить большое время выравнивания температур в процессе охлаждения / ТГ = Ю...12 с/, что является нехарактерным для работы автопогрузчика в цикле.

С целью прогнозирования температурного режима фрикционных дисков в зависимости от их конструктивных параметров /диаметра а> - и толщины В / и времени буксования Тб использованы методы электромоделирования тепловых процессов и математического планирования экспериментов.

Для определения зависимости Т-£ (2),В,Тб) была составлена матрица дробного факторного эксперимента типа 23 с целью определения возможных направлений поиска оптимума и анализа влияния факторов. Допустимые уровни изменения факторов приняты на основе анализа типоразмеров фрикционов ГМГ1 автопогрузчиков данного класса и возможных изменений времени буксования.

и результате этих исследований была получена регрессионная формула для определения температуры поверхности трения фрикционного диска ГМП:

Т= 452,27-0,312) -37,5В 422,5Тб • • /9/

Анализ коэффициентов регрессии для кодированных переменных показал, что увеличение размеров дисков приводит к незначительному снижению температуры, а увеличение времени буксования - к резкому увеличению температур поверхностей трения.

В работе рассмотрены температурные напряжения, возникающие в фрикционных дисках ГМП, и рассмотрены пути их минимизации.

Представляет интерес влияние режима реверсирования на тем-

пературный режим фрикционов, ь диссертации приведены.зависимости Аб = ят) при различных сочетаниях факторов, их анализ показал, что основными факторами, влияющими на работу буксования, являются скорость Ун и давление Рм

Улектромоделирование температурных режимов работы фрикционного узла ГШ при сочетании факторов, характеризующих его наибольшую нагруженность, показало, что максимальные температуры поверхностей трения не превышают 417л. Уто говорит о том, что значительная часть энергии, которая генерируется в процессе силового реверсирования, преобразуется и рассеивается гидротрансформатором.

Таким образом, режим силового реверсирования не оказывает существенного влияния на температурную нагруженность, а следовательно, и на изменение прочностных и ресурсных характеристик фрикционных узлов ГЫП, и может быть рекомендован как один из резервов повышения производительности автопогрузчиков.

1. Вследствие того, что значительная часть рабочего цикла автопогрузчик движется с микроскоростью, фрикционы ГШ лимитируют его надежность, и поэтому задача определения температур фрикционных дисков является одной из наиболее актуальных.

2. Разработана методика определения и получены значения работы буксования фрикционов ГМП при движении автопогрузчика .с микроскоростью.

3. Разработаны математические модели и методами математического моделирования исследована динашша процесса силового реверсирования ГМП; получена регрессионная формула для определения работы буксования фрикционов ГШ на данном режиме.

4. Разработан метод моделирования процессов нагрева и охлаждения фрикционных узлов ГМП на электрических сеточных моделях, позволивший:

- исследовать влияние режимных факторов и конструктивных параметров фрикционных узлов ГМП на температуры поверхностей трения;

- прогнозировать температурный режим работы фрикционов ГМП для различных модификаций автопогрузчиков.

5. Разработана конструкция и изготовлен опытный образец устройства для обеспечения микроскорости движения автопогрузчика.

6. Решением обратной задачи теплопроводности методом электромоделирования показано, что для фрикционов ГМП коэффициент

г;

теплоотдачи укладывается в пределы 145...155 -5— . Показана важность учета нелинейности теплофизических параметров материалов пар трения.

7. С помощью сеточных моделей определены температурные поля и градиенты температур, показан характер распределения изотермических линий в элементах фрикционов.

8. Получены регрессионная формула для определения температуры поверхности трения фрикционного диска ГМП при реализации микроскорости движения автопогрузчика.

Выявлено доминирующее влияния на температуру режимных факторов.

9. Методом электромоделирования представляется возможным определить показатели процесса движения с микроскоростью. В частности, для обеспечения приемлемого температурного режима фрикционов ГМП автопогрузчика 40912 продолжительность буксования не должна превышать 15 с, а повторное включение происходить не менее, чем через 30 с.

10. Процесс силового реверсирования не оказывает существенного влияния на температурный режим фрикционов ГШ и может быть рекомендован как один из путей повышения производительности работы автопогрузчика в целом.

Основное содержание диссертации опубликовано в следующих работах:

1. Мазурок U.C., Глобчак М.В., Гудз Г.С. Количественная оценка взаимо вязи конструктивных параметров фрикционов ГШ автопогрузчиков и их теплонагруженности. а сб. "Труды ГСКЬ по автопогрузчикам", Львов, 1983, с. 20...23.

2. Гудз Г.С., Глобчак М.В., Еременко П.и., Рымар Б.С. Электромоделирование тепловой напряженности фрикционной части двухре-жимного тормоза-замедлителя на городском автобусе. сб. "Труды ВКЭИавтобуспрома", Львов, 1983, с. 106...120.

3.' Гудз Г.С., Глобчак М.В. Температурные режимы фрикционов ГШ автобусов ЛАЗ-4202. В сб. "Труды ВКЭИавтобуспрома", Львов, 1984, с. 56...62.

4. Гудз Г.С., Глобчак М.В., ьременко П.И. Влияние некоторых параметров процесса буксования на температурный режим фрикционов, автобусных ГШ. В сб. "Труди ВКЭИавтобуспрома", Львов, 198Ь, с. 81...85.

5. Гудз Г.С., Глобчак М.В., Еременко П.И., Волошанский В.В. Температурные режимы фрикционов ГМП автопогрузчиков грузоподъемностью 5 тонн. В сб. "Труды ГСКБ по автопогрузчикам", Львов,1986, с. 24...29.

6. Глобчак М.В., Гудз Г.С., Еременко П.И., Мазурок П.С.

К расчету работы буксования фрикционов ГМП при реализации микроскорости автопогрузчика. В сб.. "Труда ГСКБ по автопогрузчикам", Львов, 1987, с. 53...59.

7. Гудз Г.С., Глобчак М.В., Еременко П.И. О точности электромоделирования нестационарной тепловой задачи трения. Вестник1 ЛГМ 1,5 2Ю. Динамическая прочность кашин и приборов. Львов,Изд-во при ЛГУКО "Вица школа", 1987, с. 39...40.

8. Глобчак М.В., Гудз Г.С., Шишкина Т.П., Мазурок П.С. Температурные режи.м фрикционов ГМП автопогрузчиков при "ползучих" скоростях и условия минимизации температурных напряжений. В сб. "Труды ГСКБ по автопогрузчикам", Львов, 1988, с. 3...14.

9. Крайнык Л.В., Глобчак ¡.'.В., Кашицкий Ф.Ы., Влязлов И. .. Основы моделирования на ЭВМ процессов силового реверсирования автопогрузчика с ГМП. В сб. "Труды ГСКБ по автопогрузчикам", Львов, 1989, с. 7...12.

'10. Глобчак М.В., Гудз Г.С., Мазурок П.С. О влиянии ренинов реверсирования на тепловую нагруженность фрикционов ГШ автопогрузчиков. В сб. "Труды ГСКБ по автопогрузчикам", Львов, 1989, с. 3...6.

11. Глобчак М.В., Гудз Г.С., Мазурок П.С. К определению оптимальных параметров буксования фрикционов ГШ автопогрузчиков при их движении с "ползучей" скоростью. В сб. Труды ГСЕБ по автопогрузчикам", Львов, 1989, с. 20...24.

12. Глобчак М.В., Гудз Г.С., О выборе степени многомерности моделей фрикционов гидромеханической передачи /ГМП/ автопогрузчиков при решении тепловых задач. Вестник ЛПИ № 230. Динамика, прочность и проектирование машин и приборов. Львов. Кзд-во при ЛГУ ИО "Вища школа", 1989, с. 27...29.

13. Крайнык Л.В., Глобчак М.В., Королевич Л.Н., Кашицкий Ф.М. Исследование режима силового реверсирования ГМП автопогрузчика методом моделирования на ЭВМ. В сб. "Труды ГСКБ по автопогрузчикам", Львов, с.^"7...12.

14. Глобчак M.B., Гудз Г.С., Шишкина Т.П. К методике определения допустимых температур элементов фрикционов ГШ автопогрузчиков. Вестник ЛПИ 240. Динамика, прочность и проектирование машин и приборов. Львов, CBÍT, IS90, с. 26...29.

15. Глобчак М.В., Гудз Г.С., Про вплив умов реалхзацП шк-рошвидкост1 руху автонавантагувач^в на теплову навантажешсть $pmcqioHÍB ГШ. В i сник ЛП1 i? 259. Динамика, шцн1сть та проекту-ванкя ыадин та приладгв. Львгв, CBIT, 1991, с. 28...29.

16. Никитин H.H., Глобчак Н.В., Гудз Г.С. Температурные режимы систем охлаждения двигателей и фрикционных узлов ГШ автопогрузчиков. В сб. "Перспектива i проблеет розвитку автобус1в, аЕтовантакник1В та arperaTÍB "Славське-91", Львхв,1991,с.122...125.

I?. Гудз Г.С., Глобчак Ы.В. Системней анал13 конструкщй ГМП авт0навантажувач1в. Ыатер1али ихгшародного сишоз1уыу , SAKOV-дз' HeaiB УРП/, 1993, с. 57...61.

18. Крайимк Л.В.,Гудз Г.С.,Г'аздк П.Н., Глобчак М.В. Разработка электронной систекм управления ГМП автопогрузчиков и определение температурных режимов фрикционов. Отчет о НИР 4151,

т. 1У, ЛПИ. Руководитель Р.А.Акопян. № ГРО 1850063Б57,Львов, 1986, 128 с.

19. Глобчак М.В., Королевич Л.Н. Повышение качества, безопасности, экономичности и ремонтопригодности автопогрузчиков путем усовершенствования и разработки новых конструкций тормозного и рулевого управления, сиденья водителя, выбора оптимальных параметров, системы охлаждения двигателя и применения газообразного топлива. Отчет о НИР 4Ш, т. II, ЛИИ. Руководитель г.п.лкошш. К ГРО 1Ö70Ü244&4, Львов, I9d9, аш с.