автореферат диссертации по транспортному, горному и строительному машиностроению, 05.05.03, диссертация на тему:Обоснование и выбор параметров двигателя и трансмиссии пахотного гусеничного трактора тягового класса 30 кН

аЯГШУЛЯ ГССЛС.'.'СТЕ Fi nû/SITEKtfïHECÎtta

РГ6 од

•! iqob

На правах рукописи

Кугкецсэ Езгеккй Влс-г^ичрсвич

ЧГ'' t'vV.il-î.2

п":от;:пго n.-ce'îV'^cro тргхтсрл тггс-сго ил-юса зо г.н

C3.G3.03 - Гзтогзбигн » траггорн

й в т о ? s 0 о Р. а т глссгг>т*г.::;( па соксх«:::9 учеясг"» стспгмн еаягпс&та тожнчгскях наук

Работа выполнена е Нэгнлеоскои ил^;..нос троите кьисо »игстнтуте.

Научным руководитель' - доктор технических на*«, нрофгссо? Тарасик О.П.

Официальные оппоненты: доктор технических наук.

профессур Богдан Н.В.; кандидпт' технических ндук, доцент Рожанскнй й.г).

Ведудге предприятие - Кимекин тракторньи'1 зазод.

Зашита диссертации состоятся "М" О^ 3594 г. на заседай;.:; специализированного совета при Балорусскон государстве?..:«; политехнической академии по адресу: 220027, Республика Боил?усь, г. Минск, проспект Ф.Скорнкы, 65. .... .

• С диссертацией «окно ознакомиться о библиотеке ЕГГМ. Ваш отзывы на автореферат в 2-х экземплярах, завереиикг печатью) просим выслать по указанному адресу. '

Автореферат разослан "2* 0*1. 1994 г. /

Ученый секретарь совета, /_ г (

канд. техн. наук-, доцгнт ^ А/^^^^ТБартоа П.Р.

' Подписано к печатиЗаказ №//? . Тирая 100 экз. Объем 1,0 усл.печ.л. Печать офсетная.

Отпечатано на рртапринте ИМИ. 212005, г.Могилев, ул. Ленина, 70.

0&2МЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РЙБОТЫ

()( т « а и й о с т ь тепы. Для повышения конкурентоспособности тракторов перед рв5р»ботчик»ни н исследователями стоит задача увеличения производительности и надежности, снижения эг.сплуятацноницг и производственны!»: затрат вновь создаваемых па»»н по сра&нениге с ныне выпускаемыми., Одной из причин неполного использования мощности двигателя и повышенных динамических нагрузок является низкий коэффициент приспособляемости дизеяя <КМ). Улучцмть характеристики двигателя ножно с помощь» использования з трансмиссии трактора гидродинамического трансформатора. (ГДТ). Однако КПД гидромеханической трансмиссии (ГИТ) существенно нни неханнческ'ои. Поэтому на установившихся режимах работы, как правило, применямт блокировку ГДТ. Ручное управление блокировкой связано с дополнительной загрузкой оператора трактора, а. танке с неминуемой, даже при высокой квалификации, несвоевременность» выполнения операций управления трансмиссией. Особенно е большой степени это проявляется при эксплуатации сельскохозяйственных тракторов на йелкоко^турных полях, где время разгонов, и торнокеннй занимает до 25'/- времени, а иногда и больше. Поэтому введение системы автоматического управления (СЙУ) блокировкой ГДТ надо рассматривать, как мероприятие, непосредственно направленное на повышение эффективности использования, трактора.

Другим мз перспективных направлений совершенствования тракторов является использование двигателей с прогрессивной (имеющей вид гиперболы) внешней скоростной характеристикой крутящего момента, или, как их стали называть, двигателей, постоянной мощности (ДЛЮ. Это. каклальзает свои особенности на'применение ГИТ и систем управления блокировкой ГДТ.

' Несмотря на очевидную актуальность затрагиваемых вопросов, проблемы совместного использования на тракторе ДЛИ н ГИТ, а так ¡яе блокировки ГДТ энергонасьсгнного трактора при его работе с ЙТМ есз изучены .недостаточно и находятся на стадии обсуждения, что н определило цель данной работы.

Целью исследований является обоснование и 5ыбор основных параметров двигателя (удельной мощности, коэффи-шента приспособляемости) и трансмиссии (типа,.^передаточного чи-Ма на основной операции, характеристик и параметров системы уловления) пахотного гусеничного трактора тягового класса 30 кН ,йя-повыаення производительности, . улучшения экономических и эр-вномнческнх показателен.

Научная новизна д.и с с е р т а ц и и : раз- . работяна методика определения основных параметров д&нгателя, " трансмиссии н системы управления блокировкой гидротрансформатора пахотного гусеничного трактора, обеспечивающих высокие техмиг.о-зг.ономнческне показатели; исследовано влияние параметров двигателя, трансмиссии и снстрмы управления блокировкой гидротрансформатора на принятие показатели качества работы трактора; предложены законы управления блокировкой ГДТ пахотного гусеничного .трактора с ДЛИ; . разработана . и исследована СйУ блокировкой ГДТ,; использующая свойства центробежного датчика с отрицательным фактором устойчивости.

На'пнме результат'« работы, вынос и м ы е и а - » а & и т у : методика определения и рекоменда-. цин по выбору параметров н характеристик двигателя, трансмиссии •и системы управления блокировкой ГДТ пахотного гусеничного трактора тягового класса 30 кН; результаты исследований пахотного гусеничного трактора с ДПМ и ГИТ и рекомендации по выбору их параметров и характеристик, .

П р а к т и ч ее к а я ц е и и ос т ь. Разработанные методики и математические модели позволяют на стадии проектирования определить рациональные характеристики двигателя, транемне- •. сии и системы управления блокировкой гидротрансформатора, требования к создаваемым СйУ блокировкой ГДТ и их параметры. В ре- ' зультате проведенной работы изготовлены пакетные образцы СйУ блокировкой ГДТ, успешно проведшие испытания. Это позволяет сделать вывод о возможности внедрения подобных систем на тягово-транспортных машинах, а методик и программ в конструкторских н проектных организациях. *

Р е а л и з а ц* я раб о ты.. Результаты выполненных исследований, конструкторская документация на изготовление СйУ блокировкой ГДТ ', а также програгиа расчета на ЗВМ характеристик ГДТ трактора внедрены в ГСКБ Волгоградского тракторного завода,

й'П р оба ц и я раб о т N .Основные положения и ре--зультаты работы докладывались и обсуждались на Всесоюзных научно-технических конференциях "Совершенствование тракторных конструкций и узлов" (Москва,1987), "Совершенствование «тракторных ко-нстукций и узлов - важнейшее направление укрепления материально-технической базы Й)?ТК" (Москва, 1989), '"Вибрация н'Ынагиостнка машин н механизмов" (Челябинск, 1990); республиканских научно-технических конференциях "Ученые н специалисты народному хозяйству Могилевскон области" (Могилев, 1989 я 1991),

Публикации. По теме диссертации опубликовано 16 работ, в том числе 5 авторских свидетельств на изо/ретения.

Структура и объем диссертации. Диссертация изложена на 146 страницах машинописного текста, иллюстрирована ¿4 рисунками и ^таблицами и состоит из введения, пяти глав, выводов, списка литературы к? 125 наименований и приложении.

СОДЕРМйНИг РАБОТЫ '

В первой гяаэе проведен обзор и анализ применения на сельскохозяйственных тракторах двигателей постоянной мощности и гидромеханических трансмиссий, систем автоматического управления блокировкой гидротрансформатора, - методик определения законов управления трансмиссиями для выяснения тенденций развития и требований, предъявляемых к ним. Дана краткая характеристика объекта исследования и условий его эксплуатации.

Проведенный анализ показывает) что в наетоякзе время: не ресена проблема совместного использования на пахотной гусеничном тракторе'двигателя постоянной мощности и блокируемого гидротрансформатора; не определены рациональные режимм работы трактора с ШИ и блокируемым ГДТ; не установлено влияние на показатели качества трактора основных характеристик системы блокировки гидротрансформатора; отсутствует научно обоснованная методика* определения оптимальных характеристик управления блокировкой гидротрансформатора пахотного гусеничного трактора с двигателем постоянной мощности; существующие конструкции СДУ блокировкой ГДТ имеют существенные недостатки, что сдерживает их широкое внедрение на пахотных гусеничных тракторах.

На основе результатов анализа определены следующие задачи исследований: разработать математическую модель пахотного гусеничного трактора; оценить эффективность использования двигателя постоянной мощности и блокируемого гидротрансформатора; определить влияние их параметров на показатели качества трактора;', разработать методику и определить оптимальные значения основных параметров двигателя, трансмиссии и системы управления блокировкой ГДТ; разработать макетный образец СйУ блокировкой ГДТ, реализующий полученные характеристики и провести его экспериментальные исследования для подтверадения правильности теоретических выводов.

Во второй главе разработана . математическая модель пахотного гусеничного трактора с дизельным двигателем н блокируемым гидротрансформатором.

В модели приняты допущения: рассматривается плосгая модель; остов трактора - твердое тело; силы трения в трансмиссии пропорциональны относительным скоростям; дополнительным натяжением гусеничной цепи от действия центробежной силы принеорегдем ввиду Малых скоростей движения трактора (до 20 км/час); сжимаемость рабочей жидкости в системе управления блокировкой ГДТ не вчитывается . ___________________ . ..__

Рис.:' 1. Динамическая модель пахотного гусеничного трактора с гидромеханической трансмиссией ^

' На рис. ' 1 представлена -динамическая модель трактора, где

приняты следуювде обозначения: - моменты инерции

д .п 1.

остова трактора относительно его центра масс, двигателя, насосного и турбинного колес ГДГ и ведомой части трансмиссии; ш, шп -массы трактора и поршня фрнкцио'на блокировки с приведенной к нему массой "жидкости; Рф- давление жидкости на поршень Фрикциона блокировки"; ~ Углы поворота коленчатого вала двигателя, насосного н турбинного колес ГДТ, ведомой части трансмиссии и остова трактора; сн,гн*ст,гт,ср,гр>сс1гс,сп> гп,с3,г3 -коэффициенты жесткости н демпфирования насосного__и турбинного"

х V

'¡»лов ГДТ, рабочей и свободной естоей гусеницы , передней и зэд-ей бзлгксирной тегсккн ; высоты кигропроФчля под

оотретствусанм опорный каткпп; Гкр- сила сопротивления от ягре-атирмегИ'ГО орудия; Г,,,- сила сопротивления кзченню и подъему; т- касательная сила тяги; СИ£,а- н-гтякенич рабочем и св-

одной сетвей гусеницы от относительного перемги-? ни.» го'лвч'г-:-?нно последнего и аереоге» опорных каткое; Гп, сигм задней баданеерных телеке," подвески; Р , Р - радмчеы б>: »чщ/г'-натя»ного колес трактора; передэточио? чч^яо тр^.еил^ич;

крчтявдн попгмт донгатеяя; 1р,Зс, 1п,23 — рассто?к<<> от ..и-чти зсс трактор* соответственно до осей ведущего м наглг.чего ко.гге, ;р«днен и -59лмен балансир них тзеежк подвески; !1ЕК>ЬС .Ь^р.Ьр -¡сстс<'Дчкл :>7 центра г, о. с с до эедукзго, иатяг.ного колеса, крепле-1я иаэески ¡1 опорном поверхности; ?р«Ус~ углы наклона рабочей и ¡ободнон гетг<ей гусеницы.

Дзиясеии«- иэ.сс трактора, представленных на динамической поли, опнсыэается сястекзн нелинейных дифференциальных уравне-й:

•^дЛн^н! .

^(Уд.Тд.Тр); Рк= ^(Уд.Чц,Тк);?тн«К'Тт)'"(1)

Вд^ пасса яеподрессоренньа частей трактора; Р^, Рус,

^уп' ^п' Гуз» ^з' Гуф' ~ Упругие и диссипативные силы Чен-й свободной ветвей гусеничного обвода, передней и задней ненрных теяегек подвески и фрикциона блокировки ГДТ; Г --

сила дополнительного растяжения гусеницы от ее звеичатости; A<-

Ф

пяоиодь трения фрикциона блогировги; р - давление'рабочен кнд-•остн t полости ГДТ; q - цикловая лодчча дригател*; р - давление нэддуса двигателя; Т^,Т( ,Тт~ постичнные времени регулятор», турбокомпрессора двигателя и ГДТ; коэффициент момента насоского исяес а ГДТ; К- 1.озффнцнент трансформации; 1Т - передлтсчное от-Hoii'fHMt ГДТ; м , Нт.-'моменты на насосном н туроннноп колесл- гидротрансформатора; >п - перемещение пореже фрш.инона блокнроь»и; £ , - козффнцигнтм лмнемны* н квадратичных потерь е гндропро-водлх фрикциона блокнров>и.

При моделировании почвенного фона и сия сопротивления дби-¡кеник; п'нняты статистические характеристики поля с яегкосуглн-ннстоь почвой и стерней Озимой ря;н, характерные для Ьегорчссг ого региона.

С помошм«' экспериментальных исследований'определен»' >лр,м-тсристнки ДНИ СНД-80ПМ и его всерекнммого регулятора. IU теговом

pe.vme работы:

&л= - VV (3)

где а, - коэффициента .регрессии, б. - секундный расход топлиеа. i д

Hí тормозном режиме:

V aj+ W (4)

Моменты нгс насосном и турбинном колесах ГДТ определялись по известным из теории подобия гндромаилн выражениям, коэффициенты которых вычислялись с, помощью регрессионных моделей, полученных на основе экспериментальных данных по гидротрансформатору ЛГ-400-70.

Для проверки адекватности разработаннойс математической модели произведен сравнительный анализ теоретических результатов с данными, полученными при экспериментальных исследованиях трактора. Оценивались параметры: максимальное ускорение на рабочем месте оператора; время, за которое тракторный агрегат проходит мерный участок; расход топлива; время буксования Фрикциона блокировки. Оценка адекватности модели с помокью F-крнтерня Фишера при .5/! уровне значимости дала полокнтельным результат.

В третьей главе приведены результаты исследований влияния на показатели качества трактора различных типов двигателей и трансмиссий.

С помощью разработанной математической модели на ЭВМ имитировалось движение трактора при выполнении пахотных работ с плугом ПТК7-40 на одном гоне поля (троганне с места, разгон, двисг-ние с установившейся скоростью, тормокенне'н останов). Предпола-

плось, что перед началом деияения плуги заглу&ленм, передача экличенл. Остаиоо' трактора в конце гона осусгс.ггг^яся за счет уменьшения подачи топлива н нажатия к) тормоз Длина I она принималась равной 300 петров, что соотеететвует средней величине для республики Беларусь.

Трогачие и ра?гсн для ;лрнлнтов с механической тряксмиссиеи осчц.'"-твлялись за счет включения глупого фрикциона (муфты сцеп-■яения' при одновременном чвеличтнии подачи топлива до м«кииичма, •> для в-тризмтое с П1Т - счет увеличения подачи топлива. Э ьл-ри^нт»х с блокировкой гидротрансформатор* фрикцион включался при ¿ССТН.К5НИМ угловой скорости турбини 110 рад/с. 8рем-з увеличения давления под порхнем Фрикциона блокировки сост*вляло 0,1 с, 4 время сжатая дисков главного Фрикциона у механических трансмиссии - 0,5 с.

В качестве оценочных показателей работы трактора приняты: производительность П, га/час; расход топлива на один гектар пашни б, кг/га; среднее квэдратическое отклонение крутЯииго момента на перончном валу коробки передач при установившемся движении <5Т ' Н-м; максимальное ускорение на рабочем месте оператора •¡мах' н/ь2*, коэффициент динамичности трансмиссии кд; удельная работа буксования главного фрикциона механической трансмиссии или Фрикциона блокировки ГДТ Ц, кДя/м2; максимальная удельная мошиость буксования тех ¡не фрикционов Мф, кВт/м2.

Результаты представлены в табл. 1, гд^лц>йняты обозначения: Д - двигатель с ки=1,08; ' ДЛМ - двигатель той же мощности, но с к =1,5; ИТ - механическая трансмиссия; 1"ИТ -_гидромеханнческая трансмиссия без блокировки ГДТ; Ф5- наличие фрикциона блокировки. в ГМТ. .

Таблица 1. Влияние различных типов двигателей и трансмиссий на показатели качества трактора

Тип двиг. Г в. • У ^мах ■ кл '4 ф

и трянсм. га/ч V. кг/га У. Н-м г м/с

Д+МТ 1,67 100 11,30 100 310 100 6,3 100 3,43 2498 300,0

ДОМ+МТ 2,30 138 13,10 116 205 66 6,6 105 2*74 3181 339,5

Д+ГМТ 1,95 117 13,57 120 125 40 4,0 63 1-.28 - -

Д+ГМТ+ФБ 1,85 110 11,43 101 310 100 4,1 64 3,03 123,2 93,0

ДПМ+П1Т 2,16 129 14,52 128 95 30 3,5 55 1,83 - . . -

ДПМ+ГМТ+ФБ 2,37 142 13,41 119 205 66 5,7 92 2,59 311,6 179,1

Анализ результатов показывает, что наибольшей производительность» обладает трактор, оборудованный ДЛМ и блокируемым

ГДТ, а наименьшей динамической и теплово» нагруженность» трансмиссии - трактор с ГМТ без блокировки гидротрансформатора.

Для определения влияния параметров двигателя (Куд, » передаточного числа трансмиссии на показатели качестра трактора использована теория планирования эксперимента. Добиться высокой точности регрессионных моделей при достаточно широких интервалах варьирования факторов позволило использование ротатабельного центрального композиционного плак-1, звездное плечо в котором составляло <1=1,682. О т«л. 2 поедстаоленЬ) интервалы бйрьнроэанкя факторов.

Таблица. 2. Упраэяаемыг ^кторы двигателя н трансмиссии

и их интервалы оарьированичя

Об- Кчлее. МИТР рвя дь влрьирлракич

K'TOPt озн. и зм. чоов, л -1 +1 -4-<4

1 к,. кВт/г 16,3 17 13,6. 19,0 10 ¡9 21} 7

2- S - •Д,5 17 1,25 1,75 1,03 1,52

3 и-тр - 1о,3 17 13,6 19,0 10,9 21,7!

В результате, получена подпив кеадратичкь;г пмз&'.и .Ид.рис. 2 представлены зависимости функций отклика от каждого' значимого фактора при нулевых значениях других фактороз. •• "■ - ' .

Проведенный анализ -показное г,... что для данных факторов варьирования принять« функции отклика конфликтны. Свертка конфликтных оценочных параметров в скаяярну» цедсоу» функцию при проведении оптичизацни может привести к взаимной компенсации значений частных критериев, составляющих данную целеву» функцию (абсолютных значений в аддитивной целевой фунхцин или относительных значений в мультипликативной). В этом случае улучшение целевой функции мо&от сопровождаться ухудЕзнмем отдельных оценочных параметров. Поэтому для оптимизации основных параметров' двигателя и трансмиссии (N...,, км, итп) выбрана максининная. стра-

1 УД nip

тегия, которая обеспечивает выравнивание влияния на целгвув функции всех частных оценочных критериев..

В результате определены оптимально компромиссные значения варьируемых параметров: Nyft=21,7 кВт/т; км=1,3; иТр=14,8 . При этом ни одна из функций не достигала принятых ограничений.

После диализа зависимостей, представленных на рис. 2, можно рекомендовать следующие диапазоны изменения оптимизируемых параметров при уровне значимости целевбй функции: NHJl=13,4...2i,7 кВт/т; ки=1,27;..1,35;. итр=14,1. ..15,4. J____,___

2,5

1 —

час

2,3

2,2 2,1 2,0

V \

/

ъЧ

( 1 ! 1

14 г

(X

к.)

-Ы

2.0

зсо

цф

' <00. 2013 б

4. "Д . 0 1 :аг

\ ч

—

-2 - о г

э;

1*1,0

б.гЯ 15,0 12,5 12,0

. И, 5 11,0

■6,0

5", О 4,3

'1,0

[ч V»

/ /

71

/

■а -

2 -1 0 1 5) Ъ а

У/ /Г | N а Т~[\

71 1 • 4 5

ш._

О 1-й 2

г;

зсо

230 •1га

\ \

•Л *<—

<

-2 -1

е)

1X1 г

Рис. 2. Зависимость показателей качества от параметров двигателя и трансмиссии (номер кривой, соответствует номеру управляемого параметра в табл. 2), .

В четвертой главе исследовано влияние на оценочные показатели работы трактора параметров системы управления блокировкой гидротрансформатора с последующей их оптимизацией. Получены законы управления фрикционом блокирован гидротрансформатора.

В качестве Факторов варьирования определены: ушоеач скорость турбины ГДТ в начале блокировки угловая скорость турбины ГДТ в начале разблокировки ч ^ нхчдльный уровень регулирования давление'!« цилиндре фрикциона олоуирое'-н гидротр?нсформа-.

тора р.

конечный уровень регулирования давление с- цилиндре

Фрикциона блокировки гидротрансформатора р,; время регулирования давления в цилиндре. блокировки

Методика исследований соответствовала описанной в главе 3. Интервалы варьирования факторов представлены в табл. 3, где звездное плечо ¿=2,000.-

Таблица 3. Управляемые факторы системы блокировки ГДТ них интервалы варьирования

««фа- 0(3- .Ед. Ну лев.-- ■^-Интервалы варьирования

ктора озн. изм. уров. У. .-1 ■ >1 -<*

- 1 "б 110 25 82,5 137,5 . 55 165

2 ; °Р6 Р1 рад/с: -ДОО- 25 75 125 50 150

3 МГЦ 25 0,15 Л, 25 0,10 0,30

4 Р? МПа 0,8 "25 ' 0,60 4,00 0,40 1,20

5 Лг с 0,1 25 0,075 0,125 0,05 0,15

На рис. 3 представлены зависимости показателей качества от параметров системы управления блокировкой ГДТ. Анализ полученных результатов показывает, что максимум производительности тракторный агрегат достигает при «>¿=157,1 рад/с и орб=115,2 .рад/с. Причем максимальный прирост П за счет рационального выбора составляет 9Х, а за счет орб-6#. Минимальный расход топлива отмечен при. иб=157,2 к орб=115 рад/с. За счет выбора «б можно сократить Б до 10'/.; а' за счет. ир6 - дЬ 7Х.'-Улучшение этих показателей объясняется оптимальной загрузкой двигателя и его работой на режиме минимальных. удельных расходов топлива при максимальной мощности в широком диапазоне угловых скоростей, а также улучшением тяговых качеств трактора при разгоне за счет преобразующих свойсте гидротрансформатора.

Поиск оптимально компромиссных значений, параметров^ систт управления блокировкой гидротрансформатора прм'ТЙ уровне значи-

2,35

Л —

' '< чдс

2, 20 Я, 15 2,10

У

N

-2 -1 О IX; 2 в)

-3

и I '

2,2 2, 1 1,9

¡ТП

Л /IX \

V 1 к

/ ; \

/ 1

Ь 1

-2-1 о 1/а 2

5) -

1000

и*

600

400 200 О

\

\ч $4

14,5

- кг

Ь, Та

13,5 13,0 12,5;

6,0

5,0 4,5

3,5

V

\

/

n.

■2-1 О 1 I

г*

О)

№

\ '

>

1 " •V,

-2 -1 О 1 Х£ 2

г)

300

ы "6т "ЛИ*

200 150 100 9)

\

к

х А 41

\

-2 -1

а;

1X1 2.

е)

с. 3. Зависимость показателей качества от параметров системы управления блокировкой гидротрансформатора (номер кривой соответствует номеру управляемого параметра в табл. 3)

и &

0,6 О/;

/ \ /

/ 1/

/ А

ЬУр.5

' 100 по СЛЪРДА/г 1С а Рис. Законы упрпрлення блокировкой ГДТ

мостн показателен качества позволил остановиться -на следующих величинах::

р^О,20-0,3 ИПа; р.2=0,55-0,*5 МГЦ; 1 .=0,15-0,2 С.

.На рис, 4 изобраяеии оптимальные "аконы управления блокировкой •ГДТ, пояучгниыг при различных -.нг-чекнях погсминя рычага. упраьления Есереетмного регулятора двигателя

V

В пятой, главе приведены дмшыг по разработке пакетного образца системы автоматического управления блокировочным фрикционом гидротрансформатора и его экспериментальным'исследованиям. - '

Для обеспечения заданных характеристик . системы предложено использовать свойства.центробежного датчика с отрицательным фактором устойчивости, в котором соответствующим образом подобраны параметры (жесткость пруанны, количество и массы грузов и т.п.). . Это позволяет получи^ релейную характеристику СйУ блокировкой ГДТ без специальных устройств, что упревает конструкцию н увеличивает надежность. В качестве устройства плавного включения Фрикциона блокировки используется гидроаккумулятор, реализующий приведенные характеристики.

Схема макетного образца систем" автоматического управления блокировкой гидротрансформатора представлена на рис. 5.

Рис. 5. Схема СЙУ блокировкой ГДТ (1- турбинный вал, 2-грузы центробекного датчика, 3- золотник, 4~ пряяи-на, 5- устройство плавного включения фрикциона, 6-Фрикцион блокировки ГДТ)

Стендовые испытания макетного образца С«У блокировкой ГДТ доводились на моторно-дннамическом стенде Ноги^еосгого маки-юс тронтельного института и в а» сперинентальнои цехе ьолгоградс-ого трагторного заоода.

Цель» стендовых испытаний чвляяось определение работоспо-обностн «нстемы, ее регулировка, л тлгже определение харагте-истмк опытном путем для сравнения и* с теоретическими.

йнализ результатов стендовых испытаний показал, что полненные опытнке характеристики 6ям!ки к расчетным. Двигатель и идротрансформатор работали устойчиво на всех реянмах, что.поволило сдгяиь вязод о возможности проведения лабораторно-поде-wx испытаний трактора с макетном образцом системы аатоматичес-ого управяейия блокировкой гидротрансформатора. .

Цель« лаборатормо-пояевых испытаний являлось определение ¿фектнвиости применения на тракторе СйУ блокировкой ГДТ по равнению с ручным управлением и по сравнении с трактором без «окировкн ГДТ.

Пахотный гусеничный трактор с двигателем постоянной пощнос-1 н блокируемым ГДТ комплектовался макетным образеиом СЙУ бло-фовкон гидротрансформатора. Привод СйУ осуществлялся от туриного вала ГДТ. Рычаг управления подачей топлива двигателя с пошью гибкого троса был связан с задающим устройством СйУ.

Трдктор агрегатировался с плугом ЛТК7-40. йгрофоном явля-сь стерня озчмон p;sh. Почэа - легкий суглинок.

Методика проведения испытаний заключалась в следующем. Пос-предварительного заглубления плуга и еклйчения передачи уве-чивалась подача топлива н осуществлялось троганне тракторного регата с места, его разгон до установившейся скорости, движе-2 с этой скорость» и останов. Длина пройденного пути составля-300 метров. При испытаниях определялось время прохождения эного участка, расход топлива и максимальное ускорение на ра-<ем песте. Полученные результаты представлены в табл. 4.

;лица 4. Результаты испытаний трактора с ДПМ, ГМТ и СЙУ блокировкой ГДТ

п управления ГДТ П,га/час S, кг/га •'мах м/с2

з блокировки 2,11 14,9 3 1

ручным упр. 2,30 14,4 Ь 6

автомат.упр. 2,39 13, S з <3

Анализ подученных результатов показывает, что • наибольшей производительность» и наименьшим расходом топлива обладает трактор с автоматическим управпёнием блокировкой ГДТ. При этом его производительность по сравнению с трактором без блокировки выше на 13/1, .а расход топяива ниже на 9'/-. Трактор, с ручным управлением блокировкой по сравнений с трактором, оснащенным МУ блокировкой ГДТ, имеет на 4% меньшую производительность, на больше расход топлива н на 36% больше ■

Испытания показали хорову» сходимость с теоретическими ре-ре эультатами.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЯ

1. Проведенные исследования показывают, что для повышения технико-экономических показателен на пахотном гусеничном тракторе целесообразно использовать двигатель постоянной мокж;сти (ДПМ) с гидротрансформатором (ГДТ) и системой автоматического управления (СЙУ) блокировкой. '

2.. Применение на пахотном гусеничном тракторе ДПМ с коэффициентом приспособляемости км=1,5 и блокируемого гидротрансформатора .позволяет увеличить производительность на 42% по сравнении с трактором, оборудованным двигателем с км=1,08 и- механической трансмиссией;, на 13% - по.сравнению с трактором с ДПМ и.ГДТ без . блокировки; на 4% - по сравнению, с трактором с ДПМ и механической трансмиссией.

3..Наименьшая динамическая нагруженность трансмиссии как в переходных процессах, так н в установившемся движении достигается при применении ДПМ н неблокируемого ГДТ, это позволяет уменьшить амплитуду колебаний крутящего момента в трансмиссии при установившемся движении на 70% и максимальное ускорение на рабочем месте при разгоне на 45% по сравнению с трактором, оборудованным ■обычным двигателем и механической трансмиссией.

4. На основе принятой системы показателей оценки эффективности работы трактора при 5% уровне значимости можно рекомендовать следующие оптимально компромиссные значения параметров гусеничного трактора тягового кл,асса 30 кН при выполнении-пахотных работ: удельная мощность двигателя Мцд=10,4...21,7 кВт/т; коэффициент приспособляемости двигателя кп=1,27...1,35; передаточное число трансмиссии ито=14,1...15,4.

5. ГЬ принятии критериям оценки эффективности работы фрикционной муфты блокировки гидротрансформатора определены оптимальны? загоны и параметры ее системы управления: начальный уровень регулирования давления во фрикционе блокировки р ^0,2. ..0,3

1Па; гонечный уровень регулирования давления рг=0,55___0,65 МГЬ;

>ремя регулирования давления ..0,2 с.

о. Гк> результатам экспериментальных исследований устэнорле-ю, что реализация полученных характеристик-управления блокировки ГДТ с помоиь» системы автоматического управления, использук™ «и свойства центробежного датчика с отрицательным Фактором устойчивости, позволяет повысить производительность на 4Х, снизить асход топлива на €Х и максимальное ускорение на рабочем месте а ¿6'/. по сравнение с ручным управлением.

Основные научные результаты опубликованы в работах:

1. Кузнецов Е.В. Выбор гидротрансформатора для трактора, осна-юенного двигателем постоянной мосности. -В кн.: Совершенствование тракторных, конструкций и узлов./Тезисы докладов всесовзной научно-технической конференции.. -Н.,. НТО ИДТИ, 199?, с. 26.

2. Кузнецов Е.В. йэтоматизацн*.блокировки гидротрансформатора . трактора с двигателем постоянной моености. -В кн.: Соверве-нствование тракторных конструкций и узлов т. важнейшее направление укрепления натерияьно-технической базы й!Ж./ Тезисы докладов всесоизкой научно-технической конференции. -И.,НПО НйТИ, 1989, с. 10-11.. ' ;

3. Кузнецов Е.В. -Влияниена закон блокировки гидротрансформатора параметров трактора , оснаденного двигателем постоянной мопяоети. —В кн.: Ученые и специалисты народному хозяйству области./ Тезисы докладов научно-технической конферен-

; цин. -Могилев, ЦНТИ, 1969. с. 22. .

I. Кузнецов Е.В., Татаров Е.Е. ГСатепаТнческая модель двигателя .

постоянной мощности. -Конструиров!анне н эксплуатация авто. мобилен и тракторов. -Минск, Вьсянеая осола, 1909, Вып. 4, с. 81-83.

Тараснк В.П., Кузнецов Е.В. н др. Исследование н доводка конструкций систем автоматического управления тягово-транс-портнымн тоннами... Научно-технический отчет , № ГР 01Э70036445, ннв. N° ХЕ880064478. -Погилев^ 1590, Н° 2, -41 ..с. ' 1 ■'

6. А. С. №1602772 СССР, В 60 К 41/06. Система автоматического управления гидромеханической трансмиссией.Тарасик В.П. Рннкевмч С.й., Кузнецов E.B.

7. rt.С.№1625725 СССР, Ш1з В 60 К 41/06. Устройство автоматического управления пересечением передач транспортного средства. Кузнецов Е.В. Рннкевнч С.й., Соболеве»ни я.Р.

8. й.С.№1640213 СССР, ККИз В 60 К 41/06. Система автоматического переключения передач транспортного средства. Рннкевнч. C.fl.,Кузнецов Z. В.

Р. й. С. №1710379 СССР, ГО СИ з В 60 К 41/06. Система автоматического переключения передач транспортного средства. Кузнецов Е.В.,Рынкевнч С.i-l.

10. Я.С.№1692218 СССР, №^1*5 В 60 К 41/06. Система автоматического упрарйемня гидромеханической трансмисснен. Ркниееич С.й..Кузнецов Е.В.

11. Кузнецов Е.В.. Мрочек В.И. Исследование динамики трактора с 'двигателем постоянной мокностн и гидротрансформатором.-Конструирование и эксплуатация автомобилей и тракторов.-Кннск, Вышеншдя школа, 1Q?0, Вып.5. с. 89-91.

12. Кузнецов Е.В. Динамическая нагруяенностъ трактора с двигателем постоянной мосйости и блокируемым гидротрансформатором. :В кн./ Вибрация н диагностика машин и механизмов. Тезисы докладов, научно-технической конференции. -Челябинск, ЧПИ, 1990, с.65.

13. Крутолевич С.К., Кузнецов Е.В. Оптимизация алгоритма работы регулятора дизельного двигателя транспортной паенны. :В кн. / Ученые и специалисты - народному хозяйству области. Тезисы докладов научно-технической конференции. -Могилев, №8-1, 1991, с.42. . •

14. Кузнецов Е.В., Крутояевнч С.К. Система автоматического управления привода генератора транспортной машины. :В кн./ Ученые и специалисты - народному хозяйству области. Тезисы докладов научно-технической конференции, -йогилев, ШТИ, 1991, с.44.

15. Кузнецов EiB. Математическая модель трактора с двигателем постоянной мощности r блокируемым гидротрансформатором. :В кн./ Ресурсосберегающие технологии и оборудование в машно-строенни, сварочном производстве и строительстве. -Шнек, ММИ.ВНТО, с. 125.

16. Кузнецов Е.В. Испо1ьзование центробежных датчиков в качестве релейных элементов в системах автоматического управления

:8 r.¡i./ Созгрогнстрооатх} cynîCTesPKix и со-гдгнмз иозus рвсурсосберсгз-.'з(«с гдоюяогий и озорч.'.зз-мшч з rrs?."<H0CT?0ÇH!r.i, сварочном про'.пйог.стт-«? ÎÎ cTpoiiTeíici'-*. Тг-гкся огучно-тахинческом ксм^ронцнн. -Иогнязэ, L4T!1, 1991, с. 72. ' '