автореферат диссертации по процессам и машинам агроинженерных систем, 05.20.03, диссертация на тему:Обоснование передаточных чисел трансмиссии трактора с двигателем постоянной мощности в составе машинно-тракторного агрегата

Волгоградский сельскохозяйственный институт

На правах рукописи

Нарбасв Худаяр

ОБОСНОВАНИЕ ПЕРЕДАТОЧНЫХ ЧИСЕЛ ТРАНСМИССИИ ТРАКТОРА С ДВИГАТЕЛЕМ ПОСТОЯННОЙ МОЩНОСТИ В СОСТАВЕ МАШИННО-ТРАКТОРНОГО АГРЕГАТА

Специальность 05.20,03 — эксплуатация, восстановление и ремонт сельскохозяйственной техники

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Волгоград 1990

Работа выполнена на кафедре «Тракторы, автомобили и теплотехника» Волгоградского сельскохозяйственного института.

Научные руководители: доктор технических наук, профессор Н. Г. Кузнецов; кандидат технических наук, доцент В. Г. Кривов.

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор Л. Е. Агеев; кандидат технических наук, доцент А. И. Клюев.

Ведущее предприятие — ГСКВ Волгоградского тракторного завода им. Ф. Э. Дзержинского.

Защита диссертации состоится « /2? » /Ад ? ____ 1990 г.

б /О часов на заседании специализированного /ббвета К 120:56.02 в Волгоградском сельскохозяйственном институте'по адресу: 400041, г. Волгоград, ул. Институтская, 8, СХИ.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Волгоградского сельскохозяйственного института.

Автореферат разослан « У** » С-ЯчМ?¿^у_1990 г.

Ученый секретарь специализированного совета кандидат технических наук, доцент Ф е д я к и н В. И.

ОЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. Переход всех отраслей народного хозяйства на нсвис форма организации тру/д, отход от затратной экономики и введение элементов рыночного ее регулирования ставит перед службами использования сельскохозяйственной техники задачу комплексной оценки пригодности конкретных маски, предлагаемых потребителе тнпполь-но настроенными предприятиями изготовителями, к условиям производственной эксплуатации. обслуживания и ремонта. Ранее проведанными ^с.-лемзаниими доказано, что пплменение двигателей постоянной мой;— ¡ости ДП!0 позволяет сохранить автоматичность приспособления мотет трансмиссионной установки (МТУ") к условиям изменения в широко?! .Mi: mзоне тягового усилия на выполняемой отдельной операции, способствует упрощение конструктивного исполнения такого трактора, оп\'ьг,г'т расходы ча его изготовление и техническое обслуживание.

Потенциальное возможности такого энергетического средства определяются не только зеличиной его момоотл, но и степеньс ее использования в условиях .эксплуатации. А это значит, что производительность и топливная ггссномячность .4ТА часто зазисит от квалификации тракториста. Приспособленность параметров трактора к условиям экспортации Я ТА и к особенностям характеристики двигателя постоянной мощности в значительной мере может ослабить влияние субъективного фактора на эксплуатационные показатели МТА. Поэтому обоснование и в ибер передеточнил чисел трансмиссии трактора с ДПМ с целью обеспечения его а'^стквной работы в процессе выполнения сельскохозяйственных операии": является актуальной задачей.

Работа выполнена в соответствии с планом НИР Волгоградского сельскохозяйственного института по комплексной теме "Поиск, разработка, обоснование, создание и исследование опытного образца энергонасыщенного гусеничного трактора ВгТЗ с двигателем постоянной мощности", > ГР 01.87.0025533.

Цель работы. Обоснование выбора ряда передаточных чисел трансмиссии сельскохозяйственного гусеничного трактора с ДПМ для работы в составе МТА с учетом его кагруженности в условиях эксплуатации.

Научная новизна. Предложена математическая модель по определение передаточных чисел трансмиссии трактора с ДМ с учетом воздействий колебательных нагрузок. Определено влияние режимов нагру-жения гусеничного сельскохозяйственного трактора с ДМ с гидромеханической и механической ступенчатой трансмиссиями на эффективность работы МТА при выполнении сельскохозяйственных операций.

Практическая ценность работы. Обоснована экономическая и техническая целесообразность создания модификации трактора ДТ-175С с ДПМ и оптимальными передаточными числами трансмиссии, обеспечивающими загрузку двигателя на наиболее экономичной корректорной ветви регуляторной характеристики двигателя. Разработана методика определения передаточных чисел трансмиссии трактора с ДИМ, которуо можно использовать при проектировании и модернизации таких тракторов.

Реализация результатов исследования. Методика и результата экспериментальных исследований приняты к использование на Волгоградском тракторном заводе им. Ф.Э.Дзержинского. Рекомендации по рациональному диапазону рабочих скоростей трактора ДТ-175С с 1ЛМ использованы совхозом "Безыкякский" Михайловского района, ПО "8оя-го-Дон" Яалачевского района Волгоградской области при создании модификации трактора ДТ-175С с ДМ и механической трансмиссией.

Апробация работы. Основные положения .диссертационной работ« доложены, обсуждены и одобрены на научных конференциях профессорско-преподавательского состава Волгоградского СХИ в 1966-1990 гг., Самаркандского СХИ в 1967-1988 гг., на научных семинарах Ленинградского СХИ в 1967 г., Волгоградского НТО в 1986 г.

Публикации. По результатам диссертационной работы с ¡¡убликова-но 5 работ, в том числе 2 научно-технических отчета.

Структура и объем работы, диссертационная работ-' состоит кз введения, четырех глав, выводов, библиографии, щпио*?н:к. Общий объем 169 е., з том числе 127 с. малинописного текста, 13 табл., 36 рис., 4 с. приложений, Г09 наименований-литературных источников.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении отражены я обоснованы актуальность изучаемой темы, сформулировань: цель и задачи работы, приведена сведения о новизне, практическом: значении и реализации результатов работы.

В первой главе "Состояние вопроса и задачи исследования" приведен анализ работ, посвященных применению ДПМ на сельскохозяйственных тракторах и выбору передаточных чисел трансмиссии, а также их влияние на технико-экономические показатели МТА.

Изучении эффективности применения ЖМ на сельскохозяйственных тракторах посвятили свои работы И.И.Трепененкоз, А.П.Банник, С.И.Дорненев, Л.Е.Агеев, С.Р.ЗороСяк, Н.Г.Кузнецов, Е.М.Харитончик и другие ученые.

Значительное число работ посвяиено анализу работы ДПЛ с наддувом, выбору количества передач, динамической нагруженнос-ти трак-

торз с механическоя (МТ"> и гидромеханической (ГМТ) трансмиссиями и их влиянию на эксплуатационные качества трактора. Вместе с те«, в работах ряда зарубежных исследователей было показано, что количество передач в механических трансмиссиях определяется назначением трактора к величиной запаса крутящего момента. Если трактор сельскохозяйственного назначения и коэффициент приспособляемости Кп увеличивается по 1,3, то количество передач остается прежним, что и в трансмиссиях трактора с обычный дизелем. Другие же указывает, что число основных передач сельскохозяйственного трактора с 7ЛМ долзвдо быть в пределах 3-4, а интервалы между ступенями по пе-редато*>чп» числам должны состазлять 22-25 %. Однако попроси обоснования влияния на формирование динамических процессов величины и характера протекания крутящего момент* двигателя постоянной мощности со свободный впуском и выбор передаточных чисел трансмиссии, учитывавший колебания нагрузки до настоящего времени практически не изучены и требует дальнейших исследований.

На основе проведенного анализа решаемся проблемы быди сформулированы задачи данной работы:

- разработка математической модели, позволяющей определять передаточные числа трансиимссии трактора с ДЛМ и МТ при колебаниях нагрузки на него;

- определение на осгове экспериментальных исследований основных показателей и ха] истсгистик тягово-динакических свойств и топливной экономичности, а также уровней динамической нагружепности трактора с ДИМ и различными типами трансмиссий (МТ и ГМТ1 в эксплуатационных условиях;

- анализ полученных эксплуатационных данных трактора с ДПМ по типам трансмиссий, эксплуатационным условиям и установление основных факторов и параметров, которые необходимо учитывать при определении передаточных чисел трансмиссии трактора с /да и МТ, сравнение результатов расчетных и экспериментальных исследований;

- разработка практических рекомендаций и предложений по эффективности использования Д1М на сельскохозяйственных тракторах.

Зторая гдава "Теоретическое обоснование выбора передаточных чисел трансмкосил трактора с Д1М'' посвящена разработке математической модели но выбору передаточных чисел трансмиссии трактора с ДПМ. Основное требование, которое учитывает математическая модель: постоянное нахождение текущего значения угловой скорости вращения ваял двигателя при ее колебаниях а рабочем диапазоне частот вращения глленчатого вала ДЛМ на корректорное участке характеристики.

двигателя (рис. I).

М.Н-м

900 600 700 600

Мк V МртАК ^ \ - * )

'Г - \

1 I "V) Мртсп

1 Мн\ г м —

! ■ 1 У Ьа^ 1 \

1 1 1 1 1 ¡\ 1 \

1 1 1

1 К 1 (л)ргя1п &р/Т)АА ! • \

г _1 "бАг 1 (л)н { \

1 1 ! г* ! ! ! \

150 { /Л?

т

Рис. I. Сх.ема определения иршк и СОрт'ш при колебаниях

нагрузкн:

- - статическая характеристика двигателя.

(иШАХ 4 СОн

(л)т1п > СОк

(П

где

(л)т*)

Юг.

- максимальная, минимальная частоты вращения при колебаниях нагрузки;

СОн , и)к - частоты вращения, соотзетствушше номинальному Ми и максимальному Мк крутящий моментая.

Нормальная работа ДШ обеспечивается в рабочем диапазоне частот от СОрт'ш до Орт ах. при колебаниях нагрузки.

Крутящий момент на валу двигателя при текущем значении угловой скорости и) равен:

и

Ме = Н, + И.«(сОн~и)) ? (2)

где /и -¿Л-у - коз?йициент жесткости характе-

ристики двигателя.

Закон изменения момента сопротивления относительно среднего его значения принят синусоидальным, а характер изменения крутящего момента в рабочем диапазоне прямолинейным, что практическч соответствует статической корректорной ветви характеристики ДМ, поэтому ургьне:гле вращения коленвала мо».ег быть предстазлено выражением:

гдо Мс - среднее значение момента сопротивления;

¿к--(Мспл1-Ме">;»^Мс- степень неравномерности момента сопротивления; т-гтг/т - частота колебан'лЧ момента сопротивления;

Т - период изменения ¡-го.гента сопротивления;

t - текущее время;

О - приведенный к коленчато-г/ заву двигателя момент инерции всех движущихся частей МТА.

Интегрирование уравнения (3) а учетом начальных условия (при £ = 0 и - ¿Лр} позволило получить выражение для расчета текущей угловой скорости:

/м [# о1пт1-тсот11

где Up - расчетная частота, относительно которой происходят колебания.

Крайние допустимые значения CJp wLópmm ) и соответствующие им крутящие момента получены пг формулам (2... 4) с учетом условий изображенных на рис, I, СО - Сл)м (при ¿ = 0) и U) = U)mm = U) а (пр-л t = 772):

Mp^^^-ñH-St-ml^^i-j-f+mj-Kv-fc-mj , ■ (5) -ДАг< • Л ■tnjj2U^3lf+/?f]Кн■ £ • /7?^ , (б)

дч м /,_____ ¿~К ■ 'щ _______/

Мртлх - 1- ogyy

m

На основании изложенного визе динамический коэффициент приспособляемости, реализуемый при принятых допустимых условиях загрузки ДПМ при колебательном характере тяговой нагрузки трактора в составе МТА может быть вычислен по выражению:

За

ЧЯЛХ

м?

f/mn

к жН^+тЧ-Кш^-т

(5»

На рис. 2 показано влияние с5* , М , ¿7 на динамический коэффициент приспособляемости К'п ДМ. Повышение , уменьшение /77 и и сникают К'„ . Так при отсутствии колебаний момента сопротивления (н-~ графике при Л = 01 он равен коэффициенту приспособияемости двигателя /Сл = 1,5.

0.3 0.6 (Гк I А Ш,сч 5 7 J, кгмг

Рис. 2. Влияние степени неравномерности момента сопротивления , tfK , частоты колебании мометта сопротивления т и приведенного к коленчатому валу двигателя момента инерции всех движущихся частей МТА J на динамические коэффициент приспособляемости двигателя К'„ .

Возрастание 8к от 0 до 0,9 при т = 2, 3, t, 6 с-1 « Фиксированном значении 3 - 7 кг • м^ вызывает соответствуБщее снижение

/Oi ло линейному закону от 1,5 до 1,175; от 1,5 до 1,265; от 1,5 до 1,315; от 1,5 до 1,375.

Увеличение /11 от Г до б с-3 при & = 0,2; 0,3; 0,4; 0,5;

С? ~ 7 кг * м2 приводит к росту Кп соответственно от 1,37 до 1,4?; от 1,31 до 1,46; от 1,25 до 1,44; от 1,20 до 1,43.

Рост U от 3 до 9 кг • м2 при Sk = 0,2; 0,3; 0,4; 0,5; w = 3,14 с"1 повышает К'„ от 1,395 до 1,46; от 1,34 до 1,44; ст 1,295 до 1,41; от 1,25 до 1,4 соответственно.

ГГри учете колебаний нагрузки расчет, передаточных чисел трансмиссии необходимо вести, используя значения Кп .,Мрт!п и Мртл*.

Ш.рздаточное число на первой передаче.вычисляется по уравнение:

тм ' /7 JМртах ' Чтр . ' (ю)

При известном Кп передаточные числа на второй передаче подсчитываете« по выракенип:

/ . (II)

2 ~Ll Mp^i Кп ,

Аля последуп-лих передаточных чисел они определяется по уравнении:

и = •

Л/7

Таким образом при создании МТУ с ДиМ с учетом колебания нагрузки на него каждое последующее передаточное чисго трансмиссии трактора разно предыдущему, деленному на динамический коэффициент приспособляемости двигателя Кп

На основании выше приведенной методика были рассчитаны передаточные числа трансмиссии трактора с двигателем постоянной мощности и механчческоЯ ступенчатой трансмисо'.вй(табл. I).

Таблица Г Основные показатели МТУ

: Трактор с 1ПМ и МТ Серийный трактор

Передачи : ¿у тяговое усилие, «и :скорость : ;движения,: : м/с : тяговое усилие, кЦ :скорость ;движения, : км/ч

I 28,6 38-52 2,69-1,97 28,89 ■ - -

2 21,2 27-38 3,64-2,69 21,27 27-55 10,0-5,6

3 15,7 20-27 3,64-4,39 16,12 18-40 13,4-7,7

4 - - - 12,27 - -

Анализ данных таблицы I показывает, что приведенный тяговый диапазон трактор с ДЛЯ может преодолевать, используя первые три ■передачи, а серийный - две.

В третьей главе "Методика экспериментальных исследований и обработка опытных данных" изложены методики экспериментальных испытаний и обработки этих данных.

Экспериментальные исследования трактора проводились на полях учебного хозяйства "Горная Поляна" Волгоградского СХИ на типичных светло-каятаковых тяжелосуглкнистых почвах.

Основ^е полевые исследования экспериментального трактора проводились на пахоте скоростным позунавесным плугом ШШ-б-35 и на культивации пара культиватором КПС-4.

Комплекс измерительной аппаратуры, смонтированной г;а тракторе, позволил регистрировать при тяговых испытаниях следующие параметры: с иловые- момент сопротивления на валу муфты сцепления двигателя, крутящие моменты на ведущих звездочках, тяговое усилие на кроке трактора; кинематические- частоту вращения вала двигателя, ход рейки топливного насоса, частоту вращения ведущих звездочек, путь и скорость движения трактора; расход топлива за время опыта и температуру отработавзух газов.

Полученные осциллограммы обрабатываюсь методами спектрального анализа с использованием стандартных программ на 38Я "ЕС-1840".

Полученные при экспериментальных исследованиях данные являлись базой для комплексной'оценки динамической нагруженности и эксплуатационных качеств ДТ-175С с ЛШ1 и различными типами трансмиссий.

В четвертой главе "Анализ эксплуатационных режимов работы трактора ДТ-175С с да" представлены результаты экспериментальных исследований и анализ влияния ЖМ па тяговые показатели >; нагружен-ность трактора ДТ-175С.

Таблица 2

Числовые характеристики статистических распределении показателей работа трактора с МТ и ГМТ на пахоте

Показатели Р 2ЖИМ МТ Режим ГМТ ¡Трактор ; серийный

Скорость движения пил 1,81 2,09 2,47 2,65 3,96 1,71 1,96 2,28 2,61 3,58 2,43

МТА V* , и/с (ГчА 0,052 0,113 0,141 0,174 0,301 0,091 0,116 0,146 0,175 0,283 0,173

Ч, 5Д 5,А 5,7 6Д 7,6 5,3 5,9 6,4 6,7. 7,9 7,1

Крюковое усилие трг 52,6 45,9 37,6 32,3 21,3 51,6 44,8 36,7 31.5 20,6 33,3

кН К, 2,99 2,в0 2,68 2,46 2,37 3,10 2,62 2,бв 2.55 2,49 2,26

К,'- 5,7 6,1 7,12 7,68 П,2 6,0 б.з 7,3 8.1 12,1 6,8

Момент сопротивле- 835 722 609 716 760 712 697 662 703 707 650

ния двигателя Мс , <Гмс 35,07 35,4 35,3 45,6 47,2 9,47 10,03 10,60 12,72 14,35 11,7

Н • м ^ .2 4,9 5,8 6,4 7,05 1,33 1,44 1,60 1,81 2,03 1,80

Момент на ведущих 10,68 9,53 8,02 6.92 5,02 10,43 9,33 7,ее 6,75 4,88 -

звездочках, Смл 0,908 0,876 0,830 0,7(32 0,617 0,960 0,970 0,890 0,660 0,700 -

кН • и ^//оВ.5 9,2 10,4 п,з 12,3 9,2 10,4 Н.э 12,7 14,3 - -

10,11 8,90 7,49 6,72 4,74 10,01 8,71 7,31 6,61 4,65 -

(1мл 0,92 о,ев •0,60 0,79 0,62 0,94 0,93 0,65 0,85 0,68 -

9,9 10,7 11,9 13,1 9,4 10,7 11,6 12,9 14,7 -

Ход релкн топливно- 12,8 14,7 17,5 14,8 15,6 16,7 17,0 16,0 16,9 16,8 -

го насоса ¿у> , мм (Га, 0,22 0,23 0,24 0,20 0,21 0,13 0,11 0,10 0,09 0,08 -

1,70 1,55 1,40 1,36 1,32 0,76 0,66 0,60 0,55 0,50 -

Частота врешения 1500 1725 2040 1730 1830 1755 1780 1860 1770 1764 1755

вала двигателя о7 23,55 21,05 20,06 19,62 18,11 6,52 6,19 5,95 5.16 4,56 6,10

мин"3 1,57 1,22 0,98 1,13 0,99 0,37 0,35 0,32 0,29 0,2 6 0,35

Характеристики динамических процессов трактора на пахоте представлены в таблице 2. Из нее видно,некоторое увеличение тягового сопротивления у трактора с ДГ№ (от 1,9 до 2,8%), вызванного повышением скорости движенич МТА (от 5,5 до 9,6 %), что было подтверждено специальными опытами, показаакими рост чистой производительности на 6-10$ и снижение расхода топлива на 8-14 % по сражению с серийным трактором. Необходимо отметить, что приведенные данные не охватывают весь диапазон тяговой характеристики трактора, который был получен при испытаниях МТА, а приведены линь наиболее характерные режимы работы пахотного агрегата.

Данные таблицы 2 свидетельствуют о том, что в указанно;! диапазоне роста рабочих скоростей (снижения крпковой нагруженности) обоих тракторов наблюдается уменьшение среднеквадратических отклонений силовых показателей {Ру,М*;Мв ), а среднеквадратические отклонения момента сопротивления (/Тс) увеличивается. Это объясняется тек, что с повышением скорости движения трактора период колебания момента сопротивления уменьшается, а частота, как обратная величина периода колебания увеличивается. В этом случае с ростом скорости движения агрегата при снижении нагрузки на крюке коэффициенты вариации параметре г.

увеличиваются, что объясняется возрастанием доли динамического действия физико-механических свойств почвы на МТА. Большая величина коэффициентов вариации параметров на всех скоростях у трактора с ГМТ объясняется возрастанием среднего значения данных параметров у трактора с ДПМ при сохранении абсолютных значений среднеквздрагнческих отклонений. Динамические характеристики параметров двигателя, такие как ход рейки Др и частота вращения вала двигателя П^в с ростом скорости движения агрегата уменьшаются. Причем у трактора с ГОТ эти параметры меньше, что объясняется наличием практически непрозрачного гидротрансформатора в трансмиссии трактора. •

Анализ спектральных плотностей тягового сопротивления,рассматриваемого как параметр возмущения, действующий на пахотный агрегат, позволяет отметить следующее (рис. 3).

Спектры дисперсии являются узкополосными и характер их протекания зависит от скорости движения агрегата. Максимальный спектр частот

расположен в узкой полосе от 0,3 до 0,55 Гц со смещением максимального значения в область более высоких частот при увеличении скорости движения "ТА. При этом основной диапазон частот составляет 0-6 Гц.

Рис. 3. Нормированные спектральные плотности тягового сопротивления при разных скоростях движения ¡4ТА:

а - режим ДМ; (5 - режим ГМТ

Иб сопоставления спектральных плотностей ( / ) процесса

тягового сопротивления в режиме ГМТ (рис. 3, 61 существенных отличий в структуре энергетических спектров нами не обнаружено.

Таким образом, нормированные спектральные плотности рассмотренных процессов существенно изменяются в зависимости от скоростного режима п&хогкого агрегата, но практически не зависят от типа к о т ор н о -тран с и с с к о к к о.5 установки.

В результате комплексного ачагюа во г перечисленных параметров (гл. 3) выявлены источники Фсрмирсхания энергетических частот.

1С

и

3.о 24 1.$ и и н

В А 0-5

10 2.5 3.0 3.5 V* ,м/с

Рис# Изменение составляющих частот энергетического спектра исследуемых параметров

--режим ДГТМ;----режим ГМТ.

Первая низкочастотная составлявшая, которая наиболее опасна для работы двигателя, с ростом скорости Уд для трактора с ДПМ увеличивается от = 0,3 до 0,55 Гц, а у трактора с ГМТ от = 0,35 ло 0,46 Гц (рис. Она формируется за счет деформации почвы рабочими органами, неоднородности ее физико-механических свойств и макрорельефа.

Вторая - вызвана продольно-угловыми колебаниями подвески трактора, также увеличивается с ростом скорости движения и ичеет два максимума спектра. Первый у трактора с Д1М изменяется от / =0,9 до

,б Гц, а у трактора с ГЙТ от = 1,1 до 1,6 Гц, а второй от - 1,8 до 2,5 Гц и от ' /а = 1,9 до 2,8 Га соответственно.

Третья составлявшая с ростом скорости практически не «еняет-я и равна /'" = 3,01-3,05 Гц. Она выззана вертикальными колеба-иями подвески трактора.

Четвертая - обусловлена работой ходовой системы при переезде ерез неровности почвы и увеличивается с повышением скорости трак-ора с ЛИ от = 3,0 до 5,5 Гц, а у трактора с ГМТ от = до 4,8 Гц.

Составлявшие спектр, имеющие более высокие частоты, нами не досматривались, так как они в меньшей степени воспринимается трактором вследствие больной его инерционности. Преобпадание высокс-¡астотных составляших з энергетическом спектре выходных воздействий с ростом скорости движения МТА является благоприятным по от-гоаенио к их математическим ожиданиям, на которые существенное влитие оказнваст низкочастотные составлявшие энергетических спектров, рассмотренные нами в«яе.

Б таблице 3 представлен анализ колебания зала ДПМ на различных скоростях движения '¡ТА.

Таблица 3

Анализ колебания зала ЛГИ на различных скоростях движения ЛТА

Параметры

Скорость движения МТА с ЛПМ, м/с

1,51

¡,09 ; 2,47 : 2,85 : 3,96

Момент сопротивления двигателя Мс , Н ■ я 835

Коэффициент вариации 0,042

Степень яеравнокеоности момента сопротивления двигателя, л.= з>/л,с

Первая низкочастотная составляющая спектра момента сопоотивления двигателя

722 0,049

609 0,059

7Гб 0,064

570 0,0705

0,126 0,147 0,177 0,192 0,211

/77 , С'1 1,060 2 ,198 2,512 3,014 3,454

(?, гч) (0,30) (0 ,35) (0,40) (0,4,Л (0,55)

Размах колебаний вала ДИМ

а) по формуле (13) 59 ,74 61 ,59 55,49 60,01 54,31

б) ¿.и = 3 • (Ги 70 ,65 63 ,15 60,20 58,30 54,30

Погрешность в определении &10 , ? 1.3 2 ,5 7,8 1.9 0

Размах колебаний ¿¿ü определялся по формуле

7 1 (fy) +nrj

и известным характеристикам случайного процесса изменения момента сопротивления двигателя Мс и частоты вращения . В этом слу-

чае в уравнении (13) испольвозапае:. первая низкочастотная составлявшая частотного спектра.

Из таблицы 3 видно, что низкочастотная составляющая с увеличением скорости движения агрегата растет от jJ = 0,3 до /г = 0,55 Гц (/7?= 1,86-3,45 с~^).В этом случае также увеличивается я коэффициент вариации $ме от 0,042 до 0,0705 и связанная с ним степень неравномерности момента сопротивления Sic = 3 " ¿vc от 0,126 до С,211.

Совместное влияние указанных факторов с увеличение« скорости движения приводит к уменьшение размаха колебаний л/J , ¿зассчкллг-нпиу по формуле (13> от 69,74 до 54,31 мин"1, а в э-ссперкментау пс зависимости a£J = 3 • (fa от 70,65 до 54,3 мин""1'. Отсюда вигиа хорошая сходимость теоретических и экспериментальных данных. 1то у кг зквает на то, что при замене случайной нагрузки гармоническ1.Ы1; колебаниями, приведенными к валу ЛИ, можно использовать завнсмостч

2а* = 3 или & = j » з >w ■ ci^

тогда:

Эти положения нами использовались во второй глазе при теорет! ческом исследовании работы энергетической установки и выборе пере' даточных чисел траясмиссии трактора с ИМ.

Распирсние сйеры применения опытного трактора, а следователь но и времени его годовой загрузки, способствует увеличению годоьо го экономического э^екта. Так при увеличении времени загрузки от 500 до .1500 часов при производительности М/ = 1,34 га/" он изме нчется от 1346 до 1687 рублей.

ОБЩИЕ зызсда И ПРЕДЛОЖЕНИЯ

1. Предложена математическая модель по определенна передаточ-гиг. чисел трансмиссии трактора с ДПМ, учитывавшая условия его ра-5ота при эксплуатации ( 6к и ГП ), величину нагрузки Мс , характеристику двигателя Km , приведенный момент инерции МТА Э и гшнамическип коэффициент приспособляемости •

2. Динамический коэффициент приспособляемости Ял всегда меньше коэффициента приспособляемости двигателя Кп и зависит от выше леречислекных параметров. При отсутствии колебания они равны (Ля = Кп ). При возрастании от 0 до 0,9 он уменьшается по линейному закону от 1,5 до 1,265, увеличении Л1 от 1,0 до 6,0 с"1- и д от 3 до 9 кг . он растет соответственно от 1,31 до 1,46 и 1,34 .до 1,44.

3. Рациональные параметры МТУ трактора ДТ-175С получены при динамическом коэффициенте приспособляемости двигателя К„ Ь- 1,35, учитывавшем даже самые тякелыз условия нагружения гусеничного трактора класса 30 кй в составе машинно-тракторных агрегатов, работающих на тяжелых сухих почвах ( = 0,5,/77 = 3,14 . Необходимое число передач при зто:.г оказалось равным 3.

4. Эксплуатационными исследованиями установлено, что применение на тракторе типа ДТ-175С ДЦ;{ с механической трехскоростноЛ коробкой передач обеспечивает автоматичность работы МТА на установившихся режимах при выполнении отдельной сельскохозяйственной операции без гидротрансформатора. Благодаря этому достигается повышение производительности трактора на пахоте на 6-Г0 % и топливной экономичности за 8-14 %.

5. Анализ спектральных плотностей случайных процессов трактора с ДПМ на режимах МТ и ГМТ показывает, что основная доля энергетических спектроз приходится на диапазон 0-6 Гц, в которой присутствует четыре составлявших.

Первая составлявшая формируется при взаимодействии рабочих органов с почвой и при увеличении скорости движения МТА (у трактора _ г режиме ДПМ от 1,01 до 3,96 м/с, аз режиме ГМТ от 1,71 до 3,58 м/с> изменяется соответственно от fL = 0,3 до /г = 0,55 Гц и fr = 0,35 до i1 = 0,46 Гц.

Вторая составлявшая вызвана продольно-угловыми колебаниями подвески трактора и она также увеличивается с ростом скорости МТА и имеет два лаксимума спектра. У трактора с ДПМ она изменяется от Ja - 0,9 до 1,6 Гц и = 1,8 до 2,5 Гц, з у трактора с ГМТ от /" - 1,1 до 1,6 Гц и /' = 1,9 до 2,8 Гц.

Третья составляющая равна для обоих модификаций трактора t~ 3,01-3,05 Гц, определяется колебаниями подвески трактора и не зав сит ст изменения скорости движения МТА.

Четвертая составляющая обусловлена работой ходовой системы при переезде через неровности почвы и увеличивается с ростов скорости _у трактора с да от /- = 3,0 до 5,5 Гц, а у трактора с ГУЗ от = 3,4 до 4,8 Гц.

6. Различие динамически:: покпзегс.ле'5 работы двигателей по среднеквадратичным отклонениям комента сопротивления на коленвал: у тракторов с JlEDi + МТ (35,07-42,2 И ♦ и) и в режиме ГЙТ (9,4у-14,35 Н « м) объясняется принципиальной разницей назначения двиге телей в иоторно-трансмиссионных установках испытываемых МТУ тракторов: на тракторах с непрозрачным ГМТ он является практически стационарной энергетической установкой, а на тракторах с да -дополнительно автоматическим устройством, в основном определяет» преобразующие свойства К1У.

Снижение напряженности нагрузочного режима ДПМ с^ сг-ободпмч впуском дефорсированием исходной модели по среднему эффективному давление позволяет преодолевать ему повышенную динамичность бе: снижения надежности работы и без выхода на режимы эксплуатации ' ограниченный допустимым временем их использования.

7. Весь тягозый диапазон сельскохозяйственного гусеничного трактора с ДЗМ со свободным впуском обеспечивается -тремя передач; ки с механической трансмиссией,а у трактора с ГМТ - двумя, Однак для расширения сферы применения трактора с ГМТ, особенно при вып пении технологических операций на попиленных скоростях, ему нсох димо еще две технологические. Для обеспечения задзнноЗ скорости движения для выполнения технологических операции ДЛИ может работ на регуляторноЗ ветви характеристики. Это обеспечивается соответ ствуюшим выбором передаточного отношения и частичной подачей топ л ива.

8. Годовой экономический аффект зависит от времени загрузки агрегата и его производительности, так при изменении загрузки о 500 до Г500 часов при производительности МТА Wч = 1,34 га/ч он изменяется от 1346 до 1687 рублей.

Основные положения диссертации опубликованы в следующих работах:

1. Кривое В. Г., Флиегел В. К., Нарбаев X. Возможности применения ДГШ на гусеничном тракторе класса 30 кН//Роль молодых ученых и специалистов в интенсификации сельскохозяйственного производства: Материалы конференции молодых ученых. Волгоград, 1986. С. 111.

2. Кузнецов Н. Г., Кривое В. Г., Кульченко Н. И., Флиегел В. К., Нарбаев X. Трактор ДТ-175С ВГТЗ с двигателем постоянной мощности (ДПМ) // Проблема совершенствования технижского уровня тракторов н реконструкции ВГТЗ. Тез. докл. Волгоград, 1986. С. 3G—38.

3. Кузнецов Н. Г., Кривое В. Г., Нарбаев X., Флиегел В. К. Обоснование выбора передаточных отношений коробки передач для трактора ДТ-175С с двигателем постоянной мощности//Средства повышения эксплуатационных качеств машннно-тракторных агрегатов // Волгоградский с.-х. ин-т. Волгоград, 1988. С. 58—63.

4. Поиск, разработка, обоснование, создание и исследование опытного образца энергонасыщенного гусеннчного трактора ВГТЗ с двигателем постоянной мощности. Часть I: Отчет о НИР / Волгорадскин с.-х. пн-т; рук. темы Н. Г. Кузнецов. № ГР 01.87.0025533. Инв. № 02.87.0087618. Волгоград, 1987. 91 с.

5. Поиск, разработка, обоснование, создание и исследование опытного образна энергонасыщенного гусеннчного трактора ВГТЗ с двигателем постоянной мощности. Часть II: Отчет о НИР / Волгоградский с.-х. ин-т; рук. темы Н. Г. Кузнецов. № ГР 01.87.0025533. Инп. Л"» 02.89.0008570. Волгоград, 1988. 51 с.

Подписано в печать 10/УШ 1990 г. Формат 60X84 1/16. Уч.-нзд. л. 1. Тираж 100. Заказ 1233. Ротапринт. Типография Волгоградского сельскохозяйственного института