автореферат диссертации по транспортному, горному и строительному машиностроению, 05.05.03, диссертация на тему:Повышение эффективности промышленного тракторного агрегата с автоматической трансмиссией путем рационального выбора ее параметров

На правах рукописи

Новосельский Алексей Евгеньевич

ПОВЫШЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ ПРОМЫШЛЕННОГО ТРАКТОРНОГО АГРЕГАТА С АВТОМАТИЧЕСКОЙ ТРАНСМИССИЕЙ ПУТЁМ РАЦИОНАЛЬНОГО ВЫБОРА ЕЁ ПАРАМЕТРОВ

Специальность 05.05.03 - «Колёсные и гусеничные машины»

Автореферат □□3478ЭВЬ

диссертации на соискание учёной степени кандидата технических наук

Челябинск - 2009

003478966

Работа выполнена в ОАО «Научно-исследовательский институт автотракторной техники» и на кафедре специальных и дорожно-строительных машин ЮжноУральского государственного университета.

Научный руководитель - кандидат технических наук, доцент

Бондарь Владимир Николаевич.

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор

Драгунов Геннадий Дмитриевич,

кандидат технических наук, доцент Бердов Евгений Иванович.

Ведущее предприятие - ООО «Челябинский тракторный завод - УРАЛТРАК», г. Челябинск.

Защита состоится 28 октября 2009 г., в 13 часов, на заседании диссертационного совета Д 212.298.09 при Южно-Уральском государственном университете: 454080, г. Челябинск, пр. им. В.И. Ленина, 76, ауд. 1001.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Южно-Уральского государственного университета.

Отзывы в двух экземплярах, заверенных печатью, просим направлять по адресу: 454080, г. Челябинск, пр. им. В.И. Ленина, 76, ЮУрГУ, на имя ученого секретаря диссертационного совета.

Телефон для справок (351) 267-91-23.

E-mail: D212.298.09@mail.ru

Автореферат разослан «_»_2009 г.

Ученый секретарь диссертационного совета,

доктор технических наук, профессор

' / ■ ■ ■ Лазарев Е.А.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Промышленное использование тракторов характеризуется целым рядом специфических особенностей их эксплуатации, таких как цикличность технологических процессов, высокая неравномерность загрузки землеройного агрегата, повышенный динамический режим и вибрация, различные климатические условия эксплуатации и др. Одной из главных причин резкого колебания тяговой нагрузки на промышленный тракторный агрегат является необходимость выполнения им технологического процесса работы с изменяющимися в широком диапазоне тяговыми усилиями и скоростями движения. Решение этой задачи осуществляется применением в составе промышленного трактора автоматической трансмиссии с прозрачной нагружающей характеристикой, которая позволяет выполнить тракторным агрегатом оптимальный рабочий процесс.

Обобщенным техническим критерием оценки эффективности промышленного трактора, как базы дорожно-строительного агрегата, является его эксплуатационная производительность. Известно, что указанный критерий есть функция трех групп показателей: технической производительности, надежности и организационных факторов. В процессе проектирования конструктор непосредственно влияет на первые две независящие друг от друга группы показателей, причем техническая производительность трактора напрямую зависит от правильного выбора его основных параметров. Приведенные удельные затраты, определяемые эксплуатационной производительностью, помимо первых двух групп показателей, определяются организационными факторами, воздействие на которые конструктором ограничены. Таким образом, за частный критерий оценки эффективности промышленного трактора, определяемый проектировщиком, может быть принята его техническая производительность.

С целью создания на базе промышленных тракторов высокопроизводительных землеройных агрегатов в тракторостроении большое внимание уделяется вопросу выбора их оптимальных параметров. При этом одним из основных вопросов является оптимизация тяговой характеристики трактора, которая в значительной степени зависит от параметров его моторно-трансмиссионной установки.

Основным способом повышения технической производительности тракторного агрегата в диссертационной работе предлагается внесение изменений в параметры моторно-трансмиссионной установки его базового трактора, к которым относится выходная характеристика моторно-трансмиссионного блока, обуславливаемая абсолютной мощностью двигателя, характеристикой бесступенчатой трансформаторной установки и способом совмещения трансформирующего блока и двигателя за счет изменения передаточного отношения их согласующего редуктора. Тяговая характеристика тракторного агрегата в значительной степени зависит от передаточного числа механической части трансмиссии на рабочей передаче. Таким образом, оптимизация тяговой характеристики промышленного тракторного агрегата с автоматической трансмиссией в работе осуществлена путем рационального выбора её основных параметров — передаточных чисел механической части моторно-трансмиссионной установки.

Актуальность темы заключается в необходимости повышения эффективности промышленных тракторных агрегатов с автоматической трансмиссией, которая позволяет выполнить землеройным агрегатом оптимальный рабочий процесс.

Целью диссертационной работы является повышение эффективности промышленного тракторного агрегата с автоматической трансмиссией путём рационального выбора её параметров.

Для достижения указанной цели необходимо решить следующие задачи:

1. Разработать математическую модель оптимального рабочего процесса промышленного тракторного агрегата - бульдозера, базовый трактор которого имеет в своем составе автоматическую трансмиссию с прозрачной нагружающей характеристикой.

2. Изучить закономерности изменения технической производительности тракторного агрегата с автоматической трансмиссией от параметров его моторно-трансмиссионной установки - передаточных чисел её механической части.

3. Оценить влияние внешних условий эксплуатации тракторного агрегата с автоматической трансмиссией на величину его технической производительности.

4. Разработать методику выбора параметров механической части автоматической трансмиссии тракторного агрегата по допустимому уровню снижения его технической производительности.

5. Выработать практические рекомендации по совершенствованию конструктивных параметров моторно-трансмиссионной установки промышленного трактора с автоматической трансмиссией, направленные на повышение его технической производительности.

Объект исследования. Промышленный тракторный агрегат с автоматической трансмиссией на примере бульдозерного агрегата на базе промышленного дизель-электрического трактора с полнопоточной электромеханической трансмиссией на машинах постоянного тока.

Предмет исследования. Техническая производительность промышленного тракторного агрегата при рациональном выборе параметров его автоматической трансмиссии.

Методы исследования. Исследования проведены с использованием методов теории тракторов и автомобилей, теории автоматизированных приводов, вычислительной математики, теории вероятностей и математической статистики, элементов теории оптимального управления.

Научная новизна диссертационной работы

1. Разработана математическая модель оптимального рабочего процесса промышленного тракторного агрегата - бульдозера, базовый трактор которого имеет в своем составе автоматическую трансмиссию, отличающаяся от известных моделей наличием процесса заглубления отвала и понижением порядка дифференциального уравнения копания в процессе набора грунтовой призмы волочения.

2. Установлены закономерности изменения технической производительности тракторного агрегата с автоматической трансмиссией от параметров его моторно-трансмиссионной установки.

3. Установлены закономерности изменения технической производительности тракторного агрегата с автоматической трансмиссией от внешних условий его эксплуатации.

4. Разработана методика выбора параметров механической части автоматической трансмиссии тракторного агрегата по допустимому уровню снижения его технической производительности.

Практическая ценность работы:

- разработанная модель оптимального рабочего процесса промышленного тракторного агрегата н прикладная программа ее численной реализации позволяют на ранней стадии проектирования обоснованно выбирать параметры механической части автоматической трансмиссии по допустимому уровню снижения технической производительности землеройного агрегата;

- разработанные практические рекомендации по совершенствованию конструктивных параметров моторно-трансмиссионной установки промышленного трактора с автоматической трансмиссией позволяют повысить эффективность промышленных дизель-электрических тракторов ДЭТ-250М2 и ДЭТ-320.

Апробация диссертационной работы. По теме диссертации опубликованы 8 печатных работ, в том числе 3 статьи в изданиях, рекомендованных ВАК, получен патент на полезную модель.

Результаты работы обсуждены на научно-технических конференциях на XXXV Уральском семинаре по механике и процессам управления, г. Миасс Челябинской обл. (2005 г.); в Пермском государственном техническом университете, г. Пермь (2007 г.); в Челябинском государственном агроинженерном университете, г. Челябинск (2006-2008 гг.); на ежегодных научно-технических конференциях ЮУрГУ, г. Челябинск (2003-2008 гг.), в Научно-исследовательском институте автотракторной техники, г. Челябинск (2003-2009 гг.)

Внедрение результатов работы. Результаты работы использованы:

- ООО «Челябинский тракторный завод - УРАЛТРАК» при модернизации промышленного дизель-электрического трактора с полнопоточной электромеханической трансмиссией;

- ОАО «Научно-исследовательский институт автотракторной техники» при проведении научно-исследовательских работ по модернизации промышленного дизель-электрического трактора с полнопоточной электромеханической трансмиссией.

Достоверность полученных результатов подтверждается стендовыми и лабо-раторно-полевыми испытаниями промышленных дизель-электрических тракторов ДЭТ-250М2 и ДЭТ-320, проведенными ОАО «Научно-исследовательский институт автотракторной техники» совместно с ООО «Челябинский тракторный завод -УРАЛТРАК».

Структура и объем работы. Диссертация изложена на 187 страницах основного текста, включая 89 рисунков и 23 таблицы, состоит из введения, четырех глав, заключения, списка литературы, включающего 125 наименований, и приложений.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность исследования по повышению эффективности промышленных тракторных агрегатов с автоматической трансмиссией, сформулированы цели и задачи исследования, научная новизна и практическая полезность работы. Даётся общая характеристика и краткое содержание диссертации.

В первой главе диссертации рассмотрены специфические особенности работы промышленного трактора и его трансмиссии, оценена практическая эффективность использования автоматических трансмиссий в составе моторно-трансмиссионных установок промышленных тракторов, а также рассмотрено современное состояние вопроса повышения эффективности промышленных тракторов путем выбора оптимальных тягово-скоростных показателей и согласования режимов работы двигателя внутреннего сгорании (ДВС) с режимами работы трансформирующего блока моторно-трансмиссионной установки трактора.

В промышленном тракторостроении большое внимание уделяется вопросу выбора оптимальных параметров тракторов с целью создания на их базе высокопроизводительных агрегатов. При этом одним из основных вопросов является оптимизация тяговой характеристики трактора. Вопрос построения тяговой характеристики агрегата включает в себя выбор оптимального расчетного тягового усилия (передаточного числа трансмиссии) рабочей передачи и выбор ряда передач, обеспечивающих работу во всем диапазоне нагрузок и грунтовых условий.

Методы выбора оптимальных тяговых усилий трактора в значительной степени определяются критериями оценки тяговой характеристики. На сегодняшний день наибольшее распространение получили два типа критериев: энергетические и критерии, основанные на производительности тракторных агрегатов.

К энергетическим критериям относятся: максимальный к.п.д. (тяговый к.п.д.) и допустимый уровень его снижения (Е.М. Харитончик, В.И. Саяпин, И.И. Трепененков, А.П. Парфенов), средняя выходная мощность за рабочий цикл (Ю.В. Гинзбург, М.И. Злотник).

Критериями, основанными на производительности тракторного агрегата, являются максимальная производительность и допустимый уровень ее снижения (Б.М. Позин, В.И. Мининзон, Б.Л. Магарилло, В.В. Кавунов, В.И. Костюченко).

Достижение высоких значений выбранных критериев обеспечивается за счет рационального совмещения нагружающих и преобразующих характеристик автоматической трансмиссии с характеристиками приводного двигателя, ходовой части и рабочего орудия. В основе такого совмещения характеристик лежит выбор оптимальных передаточных чисел механической части моторно-трансмиссионной установки трактора с автоматической трансмиссией.

Выбору оптимальных расчетных тяговых усилий (передаточных чисел механической части трансмиссии после автоматического трансформирующего блока) промышленных тракторов посвящены работы И.С. Кавьярова, Б.М. Позина, Ю.В. Гинзбурга, В.В. Кавунова, В.И. Костюченко. Вопросы выбора оптимальных значений передаточного числа согласующего редуктора между приводным двига-

телем и автоматической трансформирующей установкой при её известных нагружающих и преобразующих характеристиках отражены в работах М.И. Злотника, B.JI. Довжика, С.Н. Вагина, C.B. Кондакова. Одновременным исследованием обоих механических параметров моторно-трансмиссионной установки промышленного трактора на единой критериатьной базе никто не занимался, т. е. решалась задача на условный экстремум выбранного критерия. В работе исследовано одновременное влияние этих двух параметров автоматической трансмиссии на техническую производительность землеройного агрегата.

Из приведенного обзора следует, что оптимизация тяговой характеристики промышленных тракторов является одним из путей повышения эффективности работы землеройных агрегатов, создаваемых на их базе. Для промышленных тракторов и всех тракторных агрегатов, рабочий цикл которых связан непосредственно с накоплением грунта и цикличностью выполнения работы, оптимальные тяговые усилия, найденные по энергетическим критериям и критериям производительности, различаются достаточно существенно (И.С. Кавьяров, Б.М. Позин, Б.Л. Магарилло, Ю.П. Саматов). В этом случае более приемлемым критерием является техническая производительность (Я) тракторного агрегата, так как она характеризует степень совершенства машины и при отсутствии увеличения удельного расхода топлива и существенного удорожания машины повышение производительности приводит к снижению удельных совокупных затрат. Именно этот критерий выбран в качестве главного критерия повышения эффективности промышленного тракторного агрегата с автоматической трансмиссией.

Во второй главе разработана математическая модель оптимального рабочего процесса промышленного землеройного агрегата - бульдозера, базовый трактор которого имеет в своем составе автоматическую трансмиссию с прозрачными нагружающими и преобразующими характеристиками. В модели оптимального рабочего процесса дополнительно исследован процесс заглубления отвала бульдозера, в отличие от известных моделей, где оптимальные процессы рассмотрены при условии мгновенного заглубления отвала на максимальную глубину. Это не соответствует действительно происходящему при копании явлению, поскольку при разработке грунта всегда имеет место процесс заглубления отвала, зависящий от прочностных характеристик фунта, нагрузки на отвал и параметров режущей кромки отвала. Кроме того, в разработанной модели понижен порядок дифференциального уравнения копания в процессе выглубления отвала при наборе грунтовой призмы волочения.

На основе модели разработана и реализована вычислительная процедура оптимального рабочего процесса с выбором параметров механической части автоматической трансмиссии тракторного агрегата по допустимому уровню снижения его технической производительности.

Обший подход к реализации полученной модели оптимального рабочего процесса актуален для любого тракторного агрегата с автоматической трансмиссией. При заданной характеристике ДВС, нагружающей и преобразующей характеристиках автоматического трансформирующего блока трансмиссии закон движения агрегата, тяговые усилия и, в конечном итоге, производительность определяются

двумя параметрами: передаточным числом согласующего редуктора (/ ) и механической части трансмиссии (¡тр). Таким образом, производительность агрегата является функцией двух этих параметров, и общая задача заключается в нахождении ¡ср, /„„,, доставляющих максимум функции Ятач = П(1ср. /тр). Вычислительная

процедура модели выполнена на примере бульдозерного агрегата на базе промышленного дизель-электрического трактора с полнопоточной электромеханической трансмиссией.

ДВС и электрический привод (ЭП) постоянного тока по системе генератор-электродвигатель, соединенные в единый рабочий агрегат, образуют силовую установку (СУ) промышленного дизель-электрического трактора (рис. 1).

Рис. 1. Силовая установка промышленного дизель-электрического трактора с двухмашинным электрическим приводом: СР - согласующий редуктор; СГ - силовой генератор; ТЭД - тяговый электродвигатель, МТ - механическая часть трансмиссии

ДВС имеет свою собственную выходную характеристику, представляющую собой зависимость момента, мощности и удельного расхода топлива от частоты вращения коленчатого вала ДВС: М0=/1(п0), = е/>,(на), g<,=V^{nl¡). Двухмашинный ЭП постоянного тока имеет, в свою очередь, собственную нагружающую характеристику, представляющую собой зависимость входного момента или мощности от частоты вращения входного элемента ЭП: Мш = /2 (пк), А'в, = <р2 (п„). При рациональном совмещении рассматриваются характеристики уже существующих ДВС и ЭП. При этом характеристики располагаются друг относительно друга так, чтобы выходной параметр (критерий рациональности -максимальная техническая производительность) был наибольшим.

График совместной работы ДВС и двухмашинного ЭП в виде моментной характеристики двигателя и нагрузочных характеристик А, В, С электротрансмиссии для разных передаточных чисел согласующего редуктора привода силового генератора (¡ср4, / » .) представлен на рис.2. Точки 1, 2, 3; Г, 2', 3'; 1", 2", 3"

пересечения характеристик ДВС и ЭП трактора являются точками их совместной работы.

После нахождения координат точек совместной работы определены параметры выходных характеристик СУ трактора (рис. 3). Имея несколько выходных характеристик, следует провести оценку выполненного совмещения и выбрать наилучшую по установленному критерию. Оценка рационального совмещения нагружающих и преобразующих характеристик автоматической трансмиссии с ха-

Рис. 2. График совместной работы ДВС и ЭП

рактеристиками приводного двигателя, ходовой части и рабочего орудия проведена по критерию максимальной технической производительности и допустимому уровню её снижения.

Для наиболее общей схемы работы бульдозера - траншейной разработки грунта с транспортировкой и отсыпкой грунта в кавальер время рабочего цикла (Тц) состоит из времени рабочего

хода и отката и определяется как сумма времени копания ((к), транспортировки фунта по горизонтальному участку С„,Р) и кавальеру (/„,,„,). времени холостого хода (?„). Общее время цикла равно: .....+?„.

АС

(1)

Производительность бульдозерного агрегата, определяется объемом разработанного и перемещенного грунта в единицу времени:

П = я*1тщ, (2)

где Щпр - средний объем призмы грунта, разработанной и перемещенной за цикл; Тц - среднее значение времени цикла.

Для получения максимальной производительности бульдозера транспортные и холостые ходы должны выполняться на максимальной скорости, допускаемой объемом набранной грунтовой призмы и условиями движения. Рабочий ход должен выполняться таким образом, чтобы заданный объем призмы набирался за минимальное время. Следовательно, задача максимизации производительности сводится к задаче оптимального выполнения хода копания. Объем призмы волочения грунта () в процессе копания в общем случае определяется формулой:

(3)

где qJ, дв - соответственно, объем призмы, набираемой на участке заглубления и выглубления отвала бульдозера.

Рис. 3. Выходные характеристики ЭП трактора

Время набора на этапе заглубления отвала определяется свойствами грунта, размерами режущей кромки отвала и вертикальным усилием, действующим на неё. В начале движения, когда перемещение агрегата (л-) не превышает толщины режущей кромки (/), процесс заглубления описывается обыкновенным дифференциальным уравнением:

= (4)

ск 1-е ск

где И - величина заглубления отвала; д = Рв I (В ■ I) - удельное давление под кромкой ножа отвала; Рв - усилие на кромке ножа отвала; В - длина отвала; с - коэффициент плотности, характеризующий механические свойства грунта; 7 - текущее время.

Дальнейшее заглубление отвала описывается уравнением:

М _И(х)-Ь(х-!) ск~ 1

Это уравнение относится к классу линейных дифференциальных уравнений с запаздывающим аргументом и решается пошаговым методом с величиной шага перемещения агрегата равного толщине режущей кромки отвала бульдозера: Дх = /.

Приращение объема грунтовой призмы волочения на участке заглубления:

ск]3=В-И-с1х. (6)

Объем призмы волочения грунта де в процессе выглубления отвала определяется формулой:

дв = ¡ф)-е':' " Л, (7)

'о

где I - текущее время; ?0 - начальное время процесса; !к -время процесса копания; х - скорость тракторного агрегата; г](х) - удельная тяговая мощность в функции скорости движения агрегата; //, - приведенный коэффициент сопротивления движения грунта по отвалу; у - объемный вес грунта в плотном теле; к - коэффициент сопротивления грунта резанию.

Оптимальный процесс выглубления отвала описывается экстремалями функционала ца и обычно применяется в виде уравнения Эйлера второго порядка (Б.М. Позин), доставляющего необходимые и достаточные условия экстремума функционалу (7):

+ —-т?*'*- —^ = 0. (8)

к к

Однако подынтегральная функция уравнения (7) имеет специальный вид, допускающий понижения порядка уравнения Эйлера. На самом деле, эта функция не содержит явно независимой переменной /, значит, уравнение Эйлера имеет первый интеграл:

е^" ■(,= (9)

где С - постоянная, определяемая из начальных условий движения агрегата.

Время выполнения остальных составляющих рабочего цикла вычислялось по формулам:

1

^тр гу ]/ ( \ ' ^пФыв кав

~ тр' Чцр /

КПр КИв (Япр ^

2 • К

тр 1 1 »р 1

и тогда максимальная производительность бульдозерного агрегата равна:

П......=-

Япр

_ I опт ]

< 1 1

тр^Чпр'

1

^тр кав^Япр^

2-У„

(Ю)

где Ст(.4„Р)> С"") - соответственно, время и путь копания в оптимальном режиме в функции емкости отвала; Утр(д„р), У^ (я„р), Уа - соответственно, скорости движения при транспортировке призмы по горизонтальному участку, кавальеру и скорость холостого хода.

Численной реализацией разработанной модели найден оптимальный рабочий процесс бульдозерного агрегата при траншейной разработке грунта с транспортировкой и отсыпкой призмы волочения в кавальер, обеспечивающий наибольшее значение технической производительности Птж для каждого фиксированного значения передаточного отношения редуктора привода силового генератора /с„ и передаточного числа рабочей передачи механической части трансмиссии ¡тр,. Общий максимум полученной функции дает оптимальное сочетание значений / , / ,.

В третьей главе описаны задачи, программа и методика проведенных в рамках диссертационной работы экспериментальных исследований.

С целью проверки выдвинутых теоретических положений и выводов, а также выявления функциональных зависимостей основных факторов, определяющих взаимосвязь выходных показателей моторно-трансмиссионной установки промышленного дизель-электрического трактора с его конструктивными параметрами, которые не могли быть с достаточной точностью установлены путем теоретического анализа, проведен комплекс экспериментальных исследований бульдо-зерно-рыхлительных агрегатов на базе промышленных дизель-электрических тракторов ДЭТ-250М2 и ДЭТ-320.

При выполнении экспериментальных исследований решались следующие задачи:

- определение показателей работы ДВС, установленного на шасси трактора;

- определение динамической тяговой характеристики промышленного дизель-электрического трактора на немерзлом суглинке и скальном фунте с одновременным замером технической производительности землеройного агрегата при выполнении им траншейной разработки плотного суглинка 1Н-1\' категории;

- тензометрирование режимов работы моторно-трансмиссионной установки промышленного дизель-электрического трактора при выполнении рабочих операций на различных фунтах;

- получение исходных данных для рационального совмещения характеристик ДВС и электрической трансмиссии промышленного трактора.

В четвертой главе приведены результаты экспериментальных исследований режимов нагружения бульдозерно-рыхлительного агрегата на базе промышленного дизель-электрического трактора при выполнении им рабочих процессов в различных фунтовых условиях.

Методика выбора параметров механической части автоматической трансмиссии тракторного афегата по допустимому уровню снижения его технической производительности применена для промышленных дизель-электрических тракторов ДЭТ-250М2 с двигателем В-31М2 и ДЭТ-320 с двигателем ЯМЗ-7511.10-18.

Для получения различных точек совместной работы двигателя В-31М2 и двухмашинного электропривода выбран ряд передаточных отношений повышающего согласующего редуктора привода силового генератора в пределах 0,6 < i < 0,707. Для

каждого передаточного отношения согласующего редуктора построен фафик совместной работы двигателя и электропривода с параметризацией по силе тока (/) в главной якорной цепи электропередачи. Для примера на рис. 4 представлен фафик совместной работы двигателя В-31М2 и двухмашинного электропривода с согласующим

редуктором, передаточное отношение которого

2000 • Мь, Н м 1500 '

1000 500

— к> 1

10 -9 г.". 7

Д 3 "

\

1000

1200

1400

1800

/„=0.707.

После определения точек совместной работы двигателя и электропривода построена выходная характеристика силовой установки трактора (рис. 5). Выполнена оценка сходимости полученных результатов с результатами экспериментальных исследований. На Челябинском тракторном заводе под общим руководством начальника группы электрооборудования B.C. Большухина проведены эксперименты по определению расчетных рабочих характеристик электротрансмиссии трактора ДЭТ-250М2, в том числе была определена выходная характеристика моторно-трансмиссионной установки. На рис. 5 кружками показаны результаты проведенного эксперимента. Видно, что расчетная кривая (сплошная линия на рис. 5) достаточно точно согласуется с экспериментальными точками. Максимальная ошибка не превышает 6 %.

Рис. 4. График совместной работы двигателя В-31М2 и электропередачи (iep = 0.707): 1 - / = 100 А, 2 - / = 200 А. 3 - / = 300 А, 4-/ = 400 А. 5-/ = 425 А, 6-/ = 450 А: 7-/ = 475 А; 8-/ = 500 А; 9-/ = 550 А: 10-/ = 600 А; И - / = 710 А, 12 - / = 800 А, 13 - / = 900 А; 14 - / = 1000 А

7000

Н-м

5000

4000 3000 2000 1000

0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 л^.мшГ' 2200 Рис. 5. Выходная характеристика СУ трактора

Далее для каждого совмещения построен оптимальный рабочий процесс при выполнении бульдозерным агрегатом траншейной разработки плотного суглинка III-IV категории (jus = 0,27; к = 110 кН/м2; у = 2000 кг/м3) с отсыпкой в кавальер.

По результатам численной реализации оптимального процесса построена поверхность технической производительности в функции двух переменных Ятач = П('ср> Li) С ЛИНИЯМИ )фОВНЯ (рИС. 6).

Рис. 6. Зависимость технической производительности землеройного агрегата от механических параметров трансмиссии

Общий максимум найденной функциональной зависимости дает оптимальное сочетание этих двух параметров трансмиссии. Сечения полученной поверхности плоскостями icp = const, imp = var и icp = var, j = const дают условный экстремум

производительности по одному из параметров. При изменении передаточных чисел механической части моторно-трансмиссионной установки в диапазонах C...I™ = 0,58...0,675, /™Л...С" =60...90 производительность бульдозера снижается от максимального значения не более чем на 2 % (рис. 7, 8).

220'-------

0.58 Об 0.Ú2 0.64 0.ÚÚ 0.68 'сР 0.72

Рис. 7 Зависимость технической производительности от передаточного

отношение редуктора привода силового генератора (¡mp¡ = 33,3)

240

пт,

м7ч 220

210

200 - --------- ---------- ------

20 30 40 50 60 70 1,„р, 90

Рис. 8. Зависимость технической производительности от передаточного

числа механической части трансмиссии трактора ДЭТ-250М2 (icp = 0.707)

Аналогичным образом проведен выбор параметров механической части автоматической трансмиссии трактора ДЭТ-320 с двигателем ЯМЗ-7511.10-18.

Предлагаемый метод выбора параметров автоматической трансмиссии промышленного трактора применен также для оценки возможности использования машины в нестандартных условиях эксплуатации.

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ

1. Разработана математическая модель оптимального рабочего процесса землеройного агрегата - бульдозера, базовый трактор которого имеет в своем составе автоматическую трансмиссию с прозрачными нагружающими и преобразующими характеристиками. В разработанной модели дополнительно исследован процесс заглубления отвала бульдозера. Движение отвала бульдозера предложено описывать линейным дифференциальным уравнением с запаздывающим аргументом.

2. Доказано, что для эйлеровского процесса копания можно понизить порядок дифференциального уравнения до первого, что позволяет существенно упростить общую численную реализацию оптимального процесса бульдозерного агрегата с автоматической трансмиссией и повысить точность полученных результатов.

3. Для промышленных дизель-электрических тракторов с полнопоточной электромеханической трансмиссией на электромашинах постоянного тока существуют оптимальные расчетные тяговые усилия (передаточные числа механической части трансмиссии), обеспечивающие максимальную производительность землеройного агрегата на их базе, и диапазон расчетных тяговых усилий, внутри которого производительность изменяется незначительно. Это позволяет при выборе передаточных чисел механической части трансмиссии дизель-электрического трактора отказаться от строгого соблюдения оптимальных расчетных тяговых усилий, например, в пользу снижения нагруженности агрегатов электротрансмиссии, снижения массогабаритных показателей электромашин, повышения вероятности работы электропривода в заданном диапазоне характеристик с высокими значениями к.п.д., повышения степени унификации и т. д.

4. Разработанная методика выбора параметров механической части автоматической трансмиссии тракторного агрегата позволяет подобрать к конкретному ДВС со своими выходными характеристиками двухмашинный электропривод трактора с заранее известными нагружающими и преобразующими характеристиками с одновременным выбором передаточного числа механической части трансмиссии таким образом, чтобы обеспечивалось получение максимальной технической производительности землеройного агрегата при выполнении им оптимального технологического процесса.

5. Для промышленного дизель-электрического трактора ДЭТ-250М2 предложено установить согласующий редуктор привода силового генератора с передаточным отношением г =0,636, что при соответствующей корректировке-передаточного числа механической части трансмиссии с попаданием в оптимальный диапазон значений тяговых усилий =60...90), ведет к росту технической производительности бульдозерного агрегата на его базе на 8 %. При изменении параметров трансмиссии трактора ДЭТ-250М2 в диапазонах С"'С =0,580...0,675, С;".../^1 =60...90 производительность бульдозерного агрегата на его базе снижается от максимального значения не более чем на 2 %.

6. Модернизация промышленного дизель-электрического трактора ДЭТ-320 путем применения в его составе дизельного двигателя ЯМЗ-7511.10-18, рационального совмещения его характеристик с нагружающими характеристиками электромеханической трансмиссии с установкой согласующего редуктора привода силового генератора с передаточным отношением из диапазона С"••■С* = 0,70...0,81 с одновременной реализацией оптимальных тяговых усилий (Ср" ---СТ = 64...90) позволит повысить техническую производительность

бульдозерного агрегата на его базе на 14 % по сравнению с производительностью землеройного агрегата на базе серийного трактора ДЭТ-250М2.

Основные положения диссертации опубликованы в следующих работах

1. Бондарь, В.Н. Испытания бульдозерно-рыхлительного агрегата на базе трактора ДЭТ-320 / В.Н. Бондарь, Г.П. Мицын, А.Е. Новосельский // Строительные и дорожные машины. - 2005. — № 11.-С. 12-15.

2. Бондарь, В.Н. Обобщенная схема двухпоточного электромеханического редуктора / В.Н. Бондарь, C.B. Кондаков, А.Е. Новосельский // Наука и технологии. Труды XXV Российской школы и XXXV Уральского семинара, посвященных 60-летию Победы. - 2005. - С. 394 - 399.

3. Новосельский, А.Е. Анализ показателей двигателя, применяемого на промышленном дизель-электрическом тракторе / А.Е. Новосельский, Г.М. Изгарев // Вестник ЧГАУ. - 2006. -Т. 48. - С. 98-102.

4. Бондарь, В.Н. Эксплуатационные показатели бульдозерно-рыхлительного агрегата на базе трактора ДЭТ-320 / В.Н. Бондарь, C.B. Кондаков, А.Е. Новосельский // Конструирование и эксплуатация наземных транспортных машин: сб. науч. тр. - Челябинск: Изд-во ЮУрГУ, 2006. - С. 16-25.

5. Бондарь, В.Н. Рациональное совмещение характеристик двигателя внутреннего сгорания и электрического привода постоянного тока промышленного трактора / В.Н. Бондарь, C.B. Кондаков, А.Е. Новосельский // Вестник ЮУрГУ. Серия «Машиностроение». - 2006. - Вып. 8. - № 11(66). - С. 85-90.

6. Новосельский, А.Е. Электромеханическая трансмиссия промышленного гусеничного трактора / А.Е. Новосельский // Автотранспортный комплекс - проблемы и перспективы, экологическая безопасность: сб. науч. тр. - Пермь: Изд-во ПГТУ, 2007. - С. 229-236.

7. Пат. 64144 Российская федерация, МПК7 В 60 К. Электромеханическая трансмиссия гусеничного трактора / А.Е. Новосельский, В.Н. Бондарь, С.В.Кондаков - №2007108403/22; заявл. 05.03.2007; опубл. 27.06.2007, Бюл. № 18. - 2 с.

8. Кондаков, C.B. Совмещение характеристик двигателя внутреннего сгорания и электротрансмиссии промышленного трактора / C.B. Кондаков, А.Е. Новосельский // Вестник ЮУрГУ. Серия «Машиностроение». - 2008. -Вып. 12. - № 23(123). - С. 40-45.

Новосельский Алексей Евгеньевич

ПОВЫШЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ ПРОМЫШЛЕННОГО ТРАКТОРНОГО АГРЕГАТА С АВТОМАТИЧЕСКОЙ ТРАНСМИССИЕЙ ПУТЁМ РАЦИОНАЛЬНОГО ВЫБОРА ЕЁ ПАРАМЕТРОВ

Специальность 05.05.03 - «Колесные и гусеничные машины»

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Издательский центр Южно-Уральского государственного университета

Подписано в печать 17.09.2009. Формат 60x84 1/16. Печать цифровая. Усл. печ. л. 0,93. Уч.-изд. л. 1. Тираж 100 экз. Заказ 396/426.

Отпечатано в типографии Издательского центра ЮУрГУ. 454080, г. Челябинск, пр. им. В.И. Ленина, 76.

ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА 1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ.

1.1 Специфические особенности работы промышленного трактора и его-трансмиссии.

1.2 Применение электрической трансмиссии на промышленном тракторе.

1.3 Практическое использование электрических трансмиссий в составе транспортных и тяговых машин.

1.4 Методы выбора оптимальных тяговых усилий тракторов.

1.5 Методы исследования нагружающих характеристик электрической трансмиссии .трактора.

ГЛАВА 2. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ РАЦИОНАЛЬНОГО ВЫБОРА ПАРАМЕТРОВ АВТОМАТИЧЕСКОЙ ТРАНСМИССИИ ПРОМЫШЛЕННОГО ТРАКТОРНОГО АГРЕГАТА.

2.1 Состав и технические характеристики существующей моторно-трансмиссионной установки промышленного дизель-электрического трактора.

2.2 Уравнения статических характеристик электрической передачи промышленного трактора.

2.3 Расчет характеристик электрической передачи промышленного трактора.

2.4 Графоаналитический метод расчета внешних характеристик электрической передачи промышленного дизель-электрического трактора.

2.5 Методика выбора параметров механической части автоматической трансмиссии тракторного агрегата по допустимому уровню снижения его технической производительности.

ГЛАВА 3. ЗАДАЧИ, ПРОГРАММА И МЕТОДИКА

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ.

3:1. Щели и задачиэкспериментальных исследований.

3.2 Объекты исследований; аппаратура и средства измерений •.'.

3.3 Методика проведения экспериментальных исследований'.:.

3.3.1 Снятие скоростных характеристик двигателей на шасси тракторов.:. 100'

3.3.2 Определение динамической тяговой характеристики агрегата и режимов работы его моторно-трансмиссионной установки с одновременным замером-техническойпроизводительности.

3:3'3 Определение технической производительности земле|зойного агрегата на базе промышленного дизель-электрического,трактора.

3 А Методика рбработки материалов экспериментальных исследований.

ГЛАВА 4. РЕЗУЛЬТАТЫ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ. ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ПОВЫШЁ11И10 ЭФФЕКТИВНОСТИ ПРОМЫШЛЕШ-1ЫХ • ТРАКТОРНЫХ АГРЕГАТОВ;:.!.;.!.:.

4.1 Определение скоростных характеристик двигателей, применяемых на промышленных дизель-электрических тракторах.::.

4.2 Исследование технологических процессов, выполняемых промышленным дизель-электрическим трактором.119^

4.2.1 Режимы нагружения бульдозерно-рыхлительного агрегата на базе трактора ДЭТ-250М2.:.:.;.„. 119.

4.212'Режимы нагружения двигателя промышленного дизельэлектрического трактора:.

4:2.3 Режимы нагружения электрической трансмиссии промышленного дизель-электрического трактора,.:.

4.2.4 Определение технической производительности землеройного; агрегата на базе- промышленного дизель-электрического трактора.

4.3 Определение законов распределения основных параметров работы моторно-трансмиссионной установки промьпнленного дизель-электрического трактора.

4.4. Выбор параметров автоматической трансмиссии промышленных дизель-электрических тракторов ДЭТ-250М2 и ДЭТ-320.

Механизация большого количества трудоемких процессов значительно расширила сферу использования тракторов. Прежде они применялись в основном в сельском хозяйстве. В настоящее время тракторы, агрегатируемые различными землеройными орудиями (бульдозеры, рыхлители, скреперы), используют во многих отраслях промышленности и строительства для производства сложных земляных работ, добычи полезных ископаемых, на лесоразработках, при прокладке нефтегазопроводов, при строительстве ирригационных сооружений, электростанций и т. д.

Землеройные агрегаты на базе промышленных тракторов обладают высокой производительностью при наименьшей удельной стоимости землеройных работ [3, 7, 8, 16, 23, 25, 39, 40, 45, 95]. Высокий удельный вес тракторных работ обосновывается тем, что, например, для разработки и транспортировки грунта до 100 м наиболее выгодным является бульдозирование, а стоимость рыхления навесными тракторными рыхлителями дешевле буровзрывных работ при разработке известняка - в 2,3. 15 раз, песчаника — в 5,6 раз и мерзлого грунта - в 2,8 раз [3, 7, 8, 25, 28, 45]. При прокладке магистральных нефтепроводов и газопроводов промышленные тракторы часто оказываются незаменимыми.

Промышленное использование тракторов характеризуется целым рядом специфических особенностей их эксплуатации [9, 12, 13, 23, 28, 31, 33, 39, 40, 42, 44, 46, 50, 51, 53, 59, 64, 92-95, 112], таких как цикличность технологических процессов, высокая неравномерность загрузки землеройного агрегата, повышенный динамический режим и вибрация, различные климатические условия эксплуатации и др., что существенно отличает работу промышленных тракторов от сельскохозяйственных.

В связи с резкими изменениями внешних нагрузок на промышленный тракторный агрегат, а также необходимостью выполнения им технологического процесса работы с изменяющимися в широком диапазоне тяговыми усилиями и скоростями движения особое значение для него приобретает возможность автоматического регулирования кинематических и силовых параметров трансмиссии в достаточно широком диапазоне. Решение этой задачи осуществляется применением в составе трактора автоматической трансмиссии с прозрачной нагружающей характеристикой, в частности, электромеханической трансмиссии на электромашинах постоянного тока [6, 11, 17, . 24, 29, 49-53, 63, 65, 66, 74, 76, 79, 81, 89, 105], обеспечивающей непрерывное изменение тягового усилия и скорости движения тракторного агрегата в шиI роком диапазоне. Применение автоматической электрической трансмиссии (ЭТ) позволяет увеличить степень использования мощности приводного теплового двигателя, улучшить условия труда водителя, уменьшить длительность рабочего цикла и повысить производительность и экономичность промышленного трактора.

Обобщенным техническим критерием оценки эффективности промышленного трактора, как базы дорожно-строительного агрегата, является эксI плуатационная производительность этого агрегата [28, 33, 41, 43, 46, 47]. Известно, что указанный критерий есть функция трех групп показателей: технической производительности, надежности и организационных факторов. В г процессе проектирования конструктор непосредственно влияет на первые две независящие друг от друга группы показателей, причем техническая производительность трактора напрямую зависит от правильного выбора его основных параметров. Приведенные удельные затраты, определяемые эксплуатационной производительностью, помимо первых двух групп показателей, определяются организационными факторами, воздействие на которые конструктором ограничены. Таким образом, за частный критерий оценки эффективности промышленного трактора, определяемый проектировщиком, может I быть принята его техническая производительность.

Тягово-скоростные показатели характеризуют потребительские свойства промышленного трактора и наряду с другими эксплуатационными показателями влияют , на техническую' производительность, агрегата на базе этого трактора. Тягово-скоростные показатели зависят как: от конструкции трактора (в частности, конструктивных параметров его трансмиссии), так и от вида и состояния грунта, на котором работает агрегат. В» связи, с модернизацией промышленного дизель-электрического трактора ДЭТ-250М2 производства ООО «Челябинский тракторный завод - УРАЛТРАК», разработкой« и выпуск ком новой модели трактора; — ДЭТ-320 с установкой; на. него нового более мощного дизельного двигателя» 51МЗ-7511.10-18 производства ОАО «АВТОДИЗЕЛЬ» возникают предпосылки повышения эффективности этих тракторов? путем рационального выбора; механических параметров« их автоматических: трансмиссий:. Основным; способом повышения технической: производительности в работе предлагается внесение измененишименно вша-раметры моторно-трансмиссионной?установки трактора^ к: которым-относится выходная? характеристика, моторно-трансмиссионного блока, обуславливаемая. абсолютной;:мощностью двигателя;, характеристикой бесступенчатой^ трансформаторной- установки и способом: совмещения трансформирующего блока и двигателя. Тяговая характеристика тракторного агрегата в значительной? степени зависит от передаточного числа; механической части^трансмиссии;' установленной после автоматического * блока- Таким образом;, оптимизация тяговой характеристики промышленного тракторного агрегата с автоматической трансмиссией в работе осуществлена путем рационального выбора её основных параметров — передаточных чисел механической» части моторно-трансмиссионной установки. Все остальные характеристики, такие как конструкция и параметры рабочего оборудования; вес трактора и агрегата на его базе, тип движителя, вид и состояние грунта и т. д., влияющие на тягово-скоростные.показатели, остаются неизменными.

Актуальность работы заключается в необходимости повышения» эффективности промышленных тракторных агрегатов с автоматической трансмиссией, которая позволяет выполнить землеройным, агрегатом оптимальный рабочий процесс. этих позиций^был выявлен-круг, основных проблем; безрешениякото-рых невозможно максимально эффективно использовать, потенциальные возможности промышленного трактора с автоматической; трансмиссией. Для решения этих проблем.необходимо:

•Разработать, математическую, модель оптимального рабочего процесса промышленного тракторного агрегата — бульдозера, базовый трак гор которого имеет в своем составе автоматическую трансмиссию^ с прозрачной? нагружающей характеристикой. ,

Изучить закономерности изменения технической производительности тракторного} агрегата с автоматической» трансмиссией* отпараметровгего мо-торно-трансмиссионнош установки; - передаточных чисел её-механической части.

• Оценить .влияние внешних условий эксплуатации гракторного а1-рега-та с автоматической трансмиссией на величину его технической производительности.

• Разработать методику выбора параметров механической части автоматической трансмиссии трак горного агрегата по допустимому уровню снижения его технической производительности:.

• Выработать практические, рекомендации по< совершенствованию конструктивных параметров* моторно-трансмиссионной установки промышленного* трактора с: автоматической трансмиссией', направленные на повышение' его технической производительности.

На основании решения перечисленных выше проблем появляется возможность обеспечения проектировщика обоснованными методиками, выбора основных параметров моторно-трансмиссионной установки, алгоритмами расчетов и их автоматизации на основесоз данных, прикл адныхпрограмм.

Нелью 'настоящего! исследования' является; повышение- эффективности промышленного тракторного агрегата с автоматической трансмиссией путём рационального выбора ее параметров. :

Научная» новизна диссертации заключается в следующем:

1) Разработана математическая модель оптимального рабочего процесса-промышленного тракторного агрегата - бульдозера, базовый трактор? которого^ имеет в своем составе автоматическую трансмиссию; отличающаяся от известных, моделей наличием процесса заглубления отвала и понижением порядка; дифференциального уравнения! копания в процессе; набора! грунтовой призмы волочения; /

2) Установлены' закономерности- изменения; технической производительности тракторного агрегата-с автоматической трансмиссией от параметров его могорно-грансмиссиошюй установки. ■ .

• 3); Установлены закономерности- изменения технической, производительности тракторного агрегата" с автоматической трансмиссией от внешних условий его эксплуатации:. '

• 4): Разработана^ методика выбора параметров механической части автоматической трансмиссии тракторного агрегата по: допустимому, уровню снижения еготехиической производительности. ■ ■ Основные положения, выносимые на защиту:

1) Выбор ж обоснование критерия оценки эффективности промышленг ного тракторного агрегата с автоматической трансмиссией.

2) Выбор параметров автоматической трансмиссии, промышленного тракторного: агрегата,, влияющих на его техническую производительность (передаточные числа механической части трансмиссии). 3) Разработка математической модели оптимального рабочего процесса промышленного тракторного агрегата — бульдозера- базовый трак гор которого имеет в-своем составе автоматическую трансмиссию.

4) Определение закономерности изменения технической производительности тракторного агрегата с автоматической трансмиссией от параметров его моторно-трансмиссионной установки и ;внешних; условий эксплуатации.

5) Разработка методики выбора параметров механической части автоматической трансмиссии тракторного агрегата по. допустимому уровню снижения его технической производительности.

Практическая ценность работы:

- разработанная модель оптимального рабочего процесса промышленного тракторного агрегата и прикладная программа её численной реализации позволяют на ранней стадии проектирования обоснованно выбирать параметры механической части автоматической трансмиссии по допустимому уровню снижения технической производительности землеройного агрегата;

-разработанные практические рекомендации по совершенствованию конструктивных параметров моторно-трансмиссионной установки промышленного трактора с автоматической трансмиссией позволяют повысить эффективность промышленных дизель-электрических тракторов ДЭТ-250М2 и ДЭТ-320.

Внедрение результатов работы. Результаты работы использованы:

- ООО «Челябинский тракторный завод - УРАЛТРАК» при модернизации промышленного дизель-электрического трактора с полнопоточной электромеханической трансмиссией;

- ОАО «Научно-исследовательский институт автотракторной техники» при проведении научно-исследовательских работ по модернизации промышленного дизель-электрического трактора с полнопоточной электромеханической трансмиссией.

Апробация диссертационной работы.

Результаты работы обсуждены на научно-технических конференциях на XXXV Уральском семинаре по механике и процессам управления, г. Миасс Челябинской обл. (2005 г.); в Пермском государственном техническом университете, г. Пермь (2007 г.); в Челябинском государственном агроинженер-ном университете, г. Челябинск (2006-2008 гг.); на ежегодных научно-технических конференциях ЮУрГУ, г. Челябинск (2003-2008 гг.), в Научно-исследовательском институте автотракторной техники, г. Челябинск (20032009 гг.)

Содержание диссертации.

В первой главе диссертации рассмотрены специфические особенности работы промышленного трактора и его трансмиссии, оценена практическая эффективность использования автоматических электрических трансмиссий в составе моторно-трансмиссионных установок промышленных тракторов, а также рассмотрено современное состояние вопроса повышения эффективности промышленных тракторов путем выбора оптимальных тягово-скоростных показателей трактора и согласования режимов работы ДВС с режимами работы трансформирующего блока моторно-трансмиссионной установки.

Оптимизация тяговой характеристики трактора, обеспечивающей землеройному агрегату на его базе высокие технико-экономические показатели, является важной научной и народнохозяйственной задачей. Главным вопросом при оптимизации тяговой характеристики трактора является совмещение характеристик его двигателя, трансмиссии, ходовой системы и рабочего орудия; Для трактора с механической ступенчатой трансмиссией эта задача, в конце концов, сводится к построению оптимального по какому-либо критерию ряда (рядов) передаточных чисел (тяговых усилий), причем, критерий оптимизации определяется областью его применения. Иное дело, трактор с автоматической трансмиссией (гидромеханическая, электромеханическая и др.), имеющей прозрачные нагружающую и преобразующую характеристики. В этом случае при рабочих процессах сложной структуры, например, бульдо-зировании, состоящих из различных этапов (набор грунта, транспортировка по дну траншеи, движение по кавальеру, откат и др.), требующих переменных тяговых усилий и скоростей движений на каждом этапе, необходимо построить стратегию цикла, обеспечивающую экстремальное значение выбранному критерию.

Основным критерием оптимальности тракторного агрегата, за исключением некоторых специальных случаев (аварии, крупные катастрофы), признается минимум приведенных затрат на единицу выполненной работы (3)

95]. Известно, что для тракторных агрегатов максимальная производительность (Я) доставляет минимум приведенных затрат [92]. Некоторые авторы в качестве критерия эквивалентного П принимают какие-либо энергетические критерии: среднюю за рабочий цикл тяговую мощность (тяговый к.п.д.) [28] или мощность моторно-трансмиссионной установки трактора [41, 46], что, вообще говоря, неверно [94, 95]. Для промышленных тракторных агрегатов с рабочим процессом сложной структуры эти критерии не эквивалентны, и их использование приводит к принципиально разным результатам [94]. Поэтому в первой главе диссертации в качестве критерия оптимальности при выборе параметров автоматической трансмиссии промышленного трактора принята максимальная техническая производительность агрегата.

Достижение высоких значений выбранного критерия обеспечивается за счет рационального совмещения нагружающих и преобразующих характеристик автоматической трансмиссии с характеристиками приводного двигателя, ходовой части и рабочего орудия. В основе такого совмещения характеристик лежит выбор оптимальных передаточных чисел механической части моторно-трансмиссионной установки трактора с автоматической трансмиссией.

Выбору оптимальных расчетных тяговых усилий (передаточных чисел механической части трансмиссии после автоматического трансформирующего блока) промышленных тракторов посвящены работы И.С. Кавьярова, Б.М. Позина, Ю.В. Гинзбурга, В.В. Кавунова, В.И. Костюченко [28, 54, 55, 59, 92-95]. Вопросы выбора оптимальных значений передаточного числа согласующего редуктора между приводным двигателем и автоматической трансформирующей установкой при её известных нагружающих и преобразующих характеристиках отражены в работах М.И. Злотника, В.Л. Довжика, С.Н. Вагина, С.В. Кондакова [20, 31-33, 41-47]. Одновременным исследованием обоих механических параметров моторно-трансмиссионной установки промышленного трактора на единой критериальной базе никто не занимался, т. е. решалась задача на условный экстремум выбранного критерия. В работе исследовано одновременное влияние этих двух параметров автоматической трансмиссии на техническую производительность землеройного агрегата.

Из проведенного обзора сделан основной вывод: оптимизация-тяговой характеристики промышленных тракторов-является одним из путей повышения-эффективности работы землеройных агрегатов, создаваемых на их базе. Для, промышленных тракторов и всех тракторных агрегатов, рабочий цикл которых связан непосредственно с накоплением грунта и цикличностью выполнения работы, оптимальные тяговые усилия, найденные по энергетическим критериям и критериям производительности, различаются достаточно-существенно [59, 95]. В «этом случае более приемлемым критерием является производительность тракторного агрегата, так как она характеризует степень совершенства машины и при отсутствии увеличения^ удельного расхода топлива и существенного удорожания* машины повышение производительности приводит к снижению удельных совокупных затрат [92-95]. Именно- этот критерий выбран в качестве главного критерия? повышения эффективности промышленного дизель-электрического трактора.

Во второй главе разработана математическая модель * оптимального рабочего* процесса промышленного землеройного агрегата — бульдозера, базовый трактор которого имеет в своем составе автоматическую трансмиссию с прозрачной нагружающей характеристикой. В модели оптимального рабочего процесса дополнительно исследован процесс заглубления отвала бульдозера, в отличие от известных моделей, где оптимальные процессы рассмотрены при условии мгновенного заглубления отвала на максимальную глубину. Кроме того, в разработанной модели понижен порядок дифференциального уравнения копания в процессе выглубления отвала при- наборе грунтовой призмы волочения.

На основе модели разработана и реализована вычислительная процедура оптимального рабочего процесса с выбором параметров- механической- части автоматической трансмиссии тракторного агрегата по допустимому уровню снижения его технической производительности.

Общий подход к реализации полученной модели оптимального рабочего процесса актуален для любого тракторного агрегата с автоматической трансмиссией. " ,

При заданной характеристике ДВС, нагружающей и преобразующей характеристиках автоматического; трансформирующего блока трансмиссии закон: движения агрегата, тяговые усилия и, в конечном итоге; производительность определяются двумяшараметрами: передаточным» числом: согласующего редуктора (¿1ср) и механической части трансмиссии- (г ). Таким образом, производительность: агрегата является функцией двух этих , параметров; и общая, задача заключается в нахождении гср, г , доставляющих максимум

Вычислительная процедура: модели выполнена на агрегата на . базе' промышленного дизель-полнопоточной электромеханической трансмисси

В третьей главе описаны; задачи, программа и методика: проведенных в рамках диссертационной работы экспериментальных исследований.

С целью: проверки выдвинутых теоретических положений и выводов, а также выявления: функциональных зависимостей основных факторов; определяющих взаимосвязь выходных показателей моторно-трансмиссионной установки: промышленного дизель-электрического трактора с его конструктивными параметрами, которые: не могли быть, с достаточной; точностью установлены путем теоретического анализа, проведен комплекс экспериментальных исследований бульдозерно-рыхлительных агрегатов на базе промышленных дизель-электрических тракторов ДЭТ-250М2 . и ДЭТ-320, агрегати-руемых бульдозерно-рыхлительным оборудованием (БРО):. .

При выполнении экспериментальных исследований решались. следующие задачи:: определение показателей работы, приводного теплового двигателя на шасси трактора; определение динамической тяговой характеристики: промышленного дизель-электрического трактора на немерзлом суглинке и функции, У/тах> П(1ср, 1тру. примере . бульдозерного электрического трактора с ей. . : ' скальном грунте с одновременным замером технической производительности (на суглинке) ускоренным^ методом; тензометрирование: режимов работы мо-торно-трансмиссионной установки промышленного дизель-электрического трактора при выполнении типовых операций (бульдозирование, рыхление) на ,различных грунтах; получение исходных данных для рационального совмещения характеристик ДВС и ЭТ промышленного дизель-электрического, трактора:' . . •

В' четвертой! главе приведены результаты^ экспериментальных, исследований режимов нагружения бульдозерно-рыхлительного агрегата на базе промьппленного дизель-электрического ¡.трактора при* выполнении, им: типич-ныхработ (бульдозирование сотсыпкой» грунтовой лризмы вгкавальер) в-различных грунтовых: условиях.

Методика рационального выбора 1 параметров автоматической трансмиссии применена, для« промышленных дизель-электрических тракторов ДЭТ-250М2Гс двигателешВ-31М2 и ДЭТ-320 с двигателем ЯМЗ-751Ы 0^181 Даны рекомендации по внесению конструктивных изменений в моторно-трансмиссйонные установки этих тракторов;

В «Заключении» кратко подводятся итоги выполненных исследований. В «Приложении», помещены материалы; подтверждающие использование и внедрение результатов работы. : ■

Публикации. По; теме диссертации опубликованы 8 печатных работ, в; том числе 3 статьи в изданиях, рекомендованных ВАК, получен патент на полезную модель. •

Структура и объем работы. Диссертация изложена,на187 страницах основного текста, включая 89 рисунков и 23 таблицы, состоит из введения; четырех глав, заключения, списка литературы,, включающего 125 наименований, и приложений;

Выводы к главе.

Промышленное , использование тракторов ¡характеризуется ; целым рядом специфических особенностей их эксплуатации, таких как: цикличность технологических процессов, высокая; неравномерность загрузки землеройного агрегата;, повышенный динамический режим и вибрация; различные климатические условия эксплуатации ■ и др. Указанные особенности: условий работы промышленного трактора показывают, что для ¡ него особенно важное: значение приобретают возможность автоматического регулирование тяговых усилий и скоростей движений в широком: диапазоне; возможность легкого и простого- управления моторно-трансмиссионной установкой. Решение этой задачи достигается применением прогрессивных электромеханических трансмиссий, осуществляющих непрерывное изменение1 тягового усилия и скорости движения трактора в «широких пределах.

Оптимизация тяговой характеристики промышленных тракторов является одним из путей повышения' эффективности работы землеройных агрегатов, создаваемых на их безе.

Теория выбора оптимальных тяговых усилий и рядов передач, обеспечивающих эффективную и экономичную работу агрегатов.в широком диапазоне внешних нагрузок и грунтовых условий; в настоящее время разработана достаточно полно как для тракторов сельскохозяйственного назначения, так и для промышленных тракторов с механической ступенчатой,и-автоматическими (в основном гидромеханическими) трансмиссиями.

Разработанные методы основываются на различного рода энергетических критериях и критериях производительности тракторных агрегатов. Однако, задачи оптимизации по производительности и энергетическим критериям (в частности максимальной мощности), в общем случае являются неэквивалентными [95]. Лишь для тракторных агрегатов, рабочий цикл которых практически состоит из одного рабочего хода, результаты решения задач, оптимизации по энергетическим критериям и производительности имеют практически равные значения. Эффективность же тракторного агрегата при, цикличном характере работы не может быть оценена лишь по энергетическим критериям. Для промышленных тракторов более приемлемым-критерием оптимизации тяговой характеристики является производительность создаваемых на их базе агрегатов.

В результате анализа литературных источников были сформулированы основные задачи исследования:

1) Разработать математическую модель оптимального рабочего процесса промышленного тракторного агрегата — бульдозера,, базовый трактор которого имеет в своем составе автоматическую трансмиссию с прозрачной нагружающей характеристикой.

I!

2) Изучить закономерности изменения технической производительности тракторного агрегата с автоматической трансмиссиеи от параметров его моторно-трансмиссионной установки - передаточных чисел её механической части.

3) Оценить влияние внешних условий эксплуатации тракторного агрегата с автоматической трансмиссией на величину его технической производительности.

4) Разработать методику выбора параметров механической части автоматической трансмиссии тракторного агрегата по допустимому уровню снижения его технической производительности.

5) Выработать практические рекомендации по совершенствованию конструктивных параметров моторно-трансмиссионной установки промышленного трактора с автоматической трансмиссией, направленные на повышение его технической производительности.

ГЛАВА 2. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ РАЦИОНАЛЬНОГО ВЫБОРА ПАРАМЕТРОВ АВТОМАТИЧЕСКОЙ ТРАНСМИССИИ ПРОМЫШЛЕННОГО ТРАКТОРНОГО АГРЕГАТА

2.1 Состав и технические характеристики существующей моторно-трансмиссионной установки промышленного дизель-электрического трактора

Мощный дизель-электрический трактор (ДЭТ) является трактором промышленного назначения и находит применение в самых различных отраслях промышленности. В агрегате с землеройными орудиями (бульдозер, рыхлитель, скрепер) этот трактор используют при прокладке газонефтепроводов, на строительстве ирригационных систем, крупных электростанций и других объектов, сооружение которых связано с большими объемами землеройных работ, а также в горнодобывающей промышленности для вскрыши тяжелых грунтов. В качестве тягачей тракторы используют для перебазирования многотонных конструкций и перемещения крупногабаритных монолитов [51,52]. Технические характеристики бульдозерно-рыхлительных агрегатов на базе промышленных дизель-электрических тракторов ДЭТ-250М2 и ДЭТ-320 представлены в Приложении А.

Устройство трактора типа ДЭТ по ряду узлов и агрегатов значительно отличается от других известных отечественных и зарубежных промышленных тракторов и обуславливает определенные особенности в его работе.

Моторно-трансмиссионная установка промышленного трактора типа ДЭТ состоит из дизельного двигателя, систем, обслуживающих двигатель, и полнопоточной электромеханической трансмиссии постоянного тока, выполненной по системе генератор-электродвигатель (системе Леонарда).

Кинематическая схема дизель-электрической установки трактора представлена на рисунке 2.1.

12 3

1 - двигатель внутреннего сгорания; 2 - фрикционная муфта; 3 — передний карданный вал; 4 - возбудитель; 5 - силовой генератор; б - редуктор привода силового генератора; 7 - задний карданный вал; 8 - тяговый электродвигатель Рисунок 2.1 — Кинематическая схема моторно-трансмиссионной установки

Крутящий момент приводного теплового двигателя 1 через постоянно замкнутую фрикционную муфту 2 и передний карданный вал 3 подводится к редуктору 6 привода силового генератора 5. Отсюда основная часть крутящего момента через ускоряющую цилиндрическую пару шестерен редуктора с передаточным отношением / = 0,707 передается силовому генератору. Оставшаяся часть крутящего момента через задний карданный вал 7 передается раздаточному редуктору, который приводит в действие гидронасосы системы управления орудиями и масляный насос трансмиссии. Силовой генератор преобразует механическую энергию в электрическую и питает ею тяговый электродвигатель 8.

Таким образом, на участке силовой генератор — тяговый электродвигатель механическая связь между узлами становится электрической. Обратное преобразование энергии из электрической в механическую происходит в тяговом электродвигателе.

Главной особенностью трактора типа ДЭТ является двухскоростная электромеханическая трансмиссия. Её электрическая передача осуществляет автоматическое изменение тяговых усилий и скоростей движения трактора (тракторного агрегата) в соответствии с внешними нагрузками. Основу передачи »составляют машины постоянного тока: силовой генератор ГПА-222, тяговый электродвигатель ЭДП-196 и, улучшающий характеристику последнего, специальный возбудитель ДК-913А.

Тяговое усилие трактора является,функцией крутящего момента тягового электродвигателя и определяется* силой-потребляемого им тока т величиной магнитного потока. Частота вращения тягового электродвигателя, а значит, и скорость движения трактора определяются ^напряжением, индуктируемым силовым генератором. Поэтому автоматическая работа передачи^ строится на принципе автоматического саморегулирования напряжения в;зависи-мости от силы потребляемого тока: небольшим нагрузкам соответствует небольшая сила тока и высокое напряжение; с увеличением нагрузок сила тока растет, а напряжение падает. Обеспечение этой зависимости; а также требуемой характеристики передачи достигается применением многообмоточной системы возбуждения, регулирующей напряжение силового генератора и крутящий момент тягового электродвигателя за счет соответствующего изменения суммарного магнитного потока.

Силовой генератор ГПА-222 имеет три обмотки возбуждения:

• независимую, получающую питание от низковольтной сети трактора;

• > параллельную, включенную в главную цепь и питающуюся от напряжения генератора; последовательную, так же включенную в главную цепь электропривода, но так, что она создает магнитный поток, направленный противоположно магнитным потокам двух других обмоток.

Тяговый электродвигатель имеет две обмотки возбуждения:

• независимую, питающуюся от низковольтной сети трактора;

• 1 специальную, получающую питание от возбудителя.

Весь необходимый для, трактора диапазон изменения тяговых усилий? и скоростей движения не может быть получен: только: за счет автоматического действия электрической передачи; ввиду того; что ее возможности;; как трансформатора крутящего хмомента ограничены режимами работы, в определенной области приемлемых, к.п.д. Значит,, указанный^ диапазон? до лжеш быть разделен механическими ступенями на участки,. в пределах которых электрическая передача работала бы с оптимальным к.п.д. ■ '

На тракторе типа ДЭТ: электрическаяшередача-сочетается?с:двухступенчатыми^ планетарными механизмами;, благодаря« чему обеспечиваются? достаточно.1 высокие тяговые;усилия,, соответствующие массе трактора, и высокие скорости движения.

• Двухступенчатые: планетарные механизмы используются? не: только; для; получения двух передач (первой- рабочей и второй прямой — транспортной), но и для? торможения, и поворотов (отсюда; их название:—планетарный! мехат низм поворота, сокращенно - ГТМП). [2, 6, 82]. Правый- и- левышПМП: одинаковы пожонструкции. Каждый из них имеет планетарный ряд, состоящий из системы шестерен постоянного зацепления; блокировочный фрикцион, и два тормоза. Если оба тормоза разомкнуты, а блокировочный фрикцион выключен, планетарный ряд не выполняет никакой функции. Передаточное число ПМП на рабочей передаче 1ПШ = 1,54, вторая:передача - прямая. Включение передач; поворот и торможение производятся, с помощью » соответствующих фрикционных элементов:; путем замыкания? тормозов или включения блокировочных; фрикционов. Реверсирование движения- трактора- осуществляется . электрическим переключателем. . Для совмещения характеристик ДВС и электрической'передачи требуется постоянная синхронность их рабочих режимов. Только при этом условии силовой:генератор будет эффективно воспринимать-развиваемую'двигателем^ мощность. Режим работы двигателя задается всережимным регулятором топ-ливного-насоса, а силового генератора - контроллером КВ-ЗОЕ, изменяющим сопротивление в цепи независимого возбуждения. Поэтому в целях достижения вышеуказанной синхронности управление всережимным регулятором и V контроллером объединено и осуществляется одной педалью.

Для запуска дизеля используется свойство обратимости электрических машин. Основной вид запуска — силовым генератором. Последний, получая питание от низковольтной сети трактора, работает в режиме электродвигателя, выполняя роль стартера. При запуске буксиром* тяговыш электродвигатель, якорь которого вращается под действием «движущегося, с помощью" буксира трактора, работает в режиме генератора независимого возбуждения и питает силовой генератор, который, работая в режиме электродвигателя параллельного возбуждения, раскручивает дизель, обеспечивая его запуск.

Аналогичным образом свойство обратимости электрических машин используется для торможения трактора двигателем при движении под уклон. Если прекратить подачу топлива в двигатель, то трактор будет двигаться по инерции'под действием собственного веса, и силовой генератор будет раскручивать двигатель, расходуя кинетическую энергию на преодоление компрессии в цилиндрах дизеля. Возникающая при этом нагрузка на силовой генератор создает сопротивление вращению тягового электродвигателя, которое будет подтормаживать двигатель.

Упрощенная электрическая схема трансмиссии с цепями якорей электромашин и возбуждения, без цепей управления, представлена на рисунке 2.2.

Силовой генератор ГПА-222 — шестиполюсная машина постоянного тока с добавочными полюсами. На главных полюсах размещены ¡катушки^ трех обмоток возбуждения: независимого, параллельного и последовательного.

Тяговый электродвигатель ЭДП-196 - четырехполюсная машина постоянного тока с добавочными полюсами. На главных полюсах размещены, катушки двух обмоток возбуждения: независимого и специального.

Возбудитель ДК-913А - четырехполюсная машина постоянного тока независимого возбуждения без добавочных полюсов, предназначен для питания обмотки специального возбуждения тягового электродвигателя при наличии нагрузки на крюке трактора.

Заключение

В диссертации обобщены и получили дальнейшее развитие основные теоретические и практические положения, обеспечивающие решение важной технической проблемы - повышение эффективности использования промышленных тракторных агрегатов с автоматической трансмиссией путем рационального выбора её механических параметров.

В результате проведенного исследования получена возможность обеспечения проектировщика эффективными методами выбора основных параметров моторно-трансмиссионной установки промышленного дизель-электрического трактора, алгоритмами и методиками расчетов и их автоматизации. Все это обеспечивает высокий технический уровень создаваемой моторно-трансмиссионной установки промышленного трактора при одновременном сокращении сроков и снижении затрат на ее проектирование, испытание, доводку и модернизацию.

Основные итоги работы сводятся к следующему.

1) Оптимизация тяговой характеристики трактора, обеспечивающей землеройному агрегату на его базе высокие технико-экономические показатели, является важной научной и народнохозяйственной задачей. Главным вопросом при оптимизации тяговой характеристики трактора является совмещение характеристик его двигателя, трансмиссии, ходовой системы и рабочего орудия. Для трактора с автоматической трансмиссией (гидромеханическая, электромеханическая и др.), имеющей прозрачную нагружающую характеристику при рабочих процессах сложной структуры, например, бульдо-зировании, состоящих из различных этапов (набор грунта, транспортировка по дну траншеи, движение по кавальеру, откат и др.), требующих переменных тяговых усилий и скоростей движений на каждом этапе, необходимо построить стратегию цикла, обеспечивающую экстремальное значение выбранному критерию эффективности использования трактора.

2) В качестве критерия рационального выбора параметров автоматической трансмиссии промышленного трактора принята максимальная техническая производительность агрегата на его базе, так как она характеризует степень совершенства машины и при отсутствии увеличения удельного! расхода топлива и существенного удорожания агрегата повышение производительности приводит к снижению удельных совокупных затрат.

3) При заданной/ характеристике приводного теплового двигателя, нагружающей и преобразующей характеристиках автоматического трансформирующего блока трансмиссии закон движения агрегата, тяговые усилия и, в конечном итоге, техническая производительность агрегата определяются двумя параметрами: передаточным числом согласующего' редуктора между приводным двигателем и автоматическим блоком и передаточным числом механической части трансмиссии после автоматического блока. Таким образом, техническая производительность > агрегата является функцией двух этих параметров, и общая задача заключается в рациональном выборе этих параметров трансмиссии с целью обеспечения максимального значения производительности.

4) Разработана» математическая модель оптимального рабочего процесса землеройного агрегата - бульдозера, базовый трактор которого имеет в своем составе автоматическую трансмиссию с прозрачными нагружающими и преобразующими характеристиками. В' разработанной модели дополнительно исследован процесс заглубления отвала бульдозера. Движение отвала бульдозера предложено описывать линейным дифференциальным уравнением с запаздывающим аргументом.

5) Доказано, что для эйлеровского процесса копания можно понизить порядок дифференциального уравнения до первого, что позволяет существенно упростить общую численную реализацию; оптимального < процесса бульдозерного агрегата с автоматической трансмиссией и повысить точность полученных результатов.

6) Для промышленных дизель-электрических тракторов с полнопоточной электромеханической трансмиссией на ¡электромашинах постоянного тока существуют оптимальные расчетные тяговые усилия5 (передаточные числа; механической части трансмиссии), обеспечивающие: максимальную производительность землеройного агрегата на их базе, и диапазон расчетных тяговых усилий; внутри которого производительность изменяется: незначительно; Это позволяет при выборе передаточных чисел механической: части трансмиссии, дизель-электрического трактора,, отказаться от строгого соблюдения оптимальных расчетных тяговых усилий, например; в пользу снижения нагруженности агрегатов! электротрансмиссии; снижения: массогабаритных : показателей электромашин, повышения вероятности работы; электропривода1 в заданном диапазоне характеристик с высокими значениями к.п.д., повышения степени унификации и т. д. •

7) Разработанная методика выбора параметров; механической части автоматической' трансмиссии тракторного агрегата позволяет подобрать к конкретному ДВС со; своими выходными * характеристиками; двухмашинный электропривод трактора с заранее известными нагружающими и преобразующими характеристиками с одновременным выбором передаточного числа механической части трансмиссии таким образом, чтобы обеспечивалось получение максимальной технической производительности землеройного агрегата при выполнении им оптимального технологического процесса.'

8) Для? промышленного/ дизель-электрического ДЭТ-250М2 предложено? установить согласующий редуктор привода силового генератора с передаточным отношением = 0,636, что при соответствующей корректировке передаточного числа механической^ части трансмиссии- с попаданием в оптимальный" диапазон! значений тяговых усилий (г™п.л™™ = 60.90), ведет к росту технической производительности1 бульдозерного г агрегата на его базе на 8 %. При изменении параметров трансмиссии трактора ДЭТ-250М2 в диапазонах = 0;580^.0,675,

Ср" • --С = • -90; производительность бульдозерного агрегата на его базе снижается от максимального значения не более чем на 2 %.

9) Внешние климатические условия эксплуатации 'факторного агрегата с автоматической? трансмиссией, существенно влияют на его техническую производительность. При работе в горных условиях на: высоте 2000 м над уровнем моря? техническая, производительность бульдозерного? агрегата на базе трактора ДЭТ-250М2 снижается на 10 %. Поэтому при проектировании автоматической трансмиссии фактора: ее механические параметры, должны выбираться таким образом, .чтобы обеспечивался: выбранный допустимый! уровень снижения производительности афегата. Так для< промышленного дизель-элекфического фактора ДЭТ-250М2 при: его работе в нестандартных условиях предложено выбирать передаточное отношение согласующего редуктора привода силового генератора из диапазона СГ ■ • -СГ =0,64.0,70 с попаданием в оптимальный диапазон значений тяговых усилий (Г™= 60.90), что позволит обеспечить бульдозерному агрегату на его. базе допустимый уровень снижения технической производительности не превышающий 4 % от уровня производительности в стандартных условиях.

10) Модернизация промышленного дизель-электрического трактора ДЭТ-320 путем применения в его составе дизельного двигателя ЯМЗ-7511.10-18, рационального совмещения его характеристик с нагружающими характеристиками электромеханической трансмиссии с установкой согласующего редуктора привода силового генератора с передаточным отношением из диапазона .г™3* = 0,70.0,81 с одновременной реализацией оптимальных тяговых усилий (/™п. = 64. .90 ) позволит повысить техническую производительность бульдозерного агрегата на его базе на 14 % по сравнению с производительностью землеройного агрегата на базе серийного трактора ДЭТ-250М2.

1. Адлер Ю.П., Маркова Е.В., Грановский Ю.В. Планирование эксперимента при поиске оптимальных условий. - М.: Наука, 1976. - 279 с.

2. Алексеева С.В.,Вейц В.Л., Кочура А.Е. Силовые передачи транспортных машин: Динамика и расчет. Л.: Машиностроение, 1982. - 256 с.

3. Алексеева T.BV, Дорожные машины: машиньг для земляных работ. М.: Машиностроение. 1972. 504 с. \ • ,

4. Антонов A.C. Силовые передачи; колесных и гусеничных машин. Теория и расчет. Л.: Машиностроение, 1975.-480:с:;

5. Барский И.Б., Анилович В.Я., Кутысов Г.М. Динамика трактора. М.:

6. Машиностроение. 1973.-280 с.

7. Бондарь В.H. Испытания бульдозерно-рыхлительного агрегата на базе трактора ДЭТ-320 / В.Н. Бондарь, Г.П. Мицын, А.Е. Новосельский // Строительные и дорожные машины. — 2005. — № 11. — С. 12-15.

8. Бородачев И.П., Яркин A.A. Гусеничные и колесные тракторы и тягачи как базовые машины для бульдозеров. М.: ВНИИСДМ, 1959. 76 с.

9. Буромский В.И. Условия эффективности применения бесступенчатых трансмиссий в тракторах большой мощности. Труды ЧИМЭСХ, № 127, Челябинск: 1977.-С. 94-102.

10. Бусленко Н.П. Метод статического моделирования. — М.: Статистика, 1970.-112 с.

11. Бычков В.П. Характеристики двигателя в системе Леонарда при трех обмотках возбуждения у генератора // Электричество, 1948, № 9. — С. 43-46.

12. Вагин С.Н., Злотник М.И. Применение двухпоточных гидромеханических передач на тяговых и транспортных машинах // Автомобили, тракторы и двигатели. -Челябинск, 1973. С. 174-176. (Тр. ЧПИ, № 131).

13. Велев H.H. Выбор некоторых параметров коробки передач тракторной гидромеханической трансмиссии // Тракторы и сельхозмашины, 1965, №3.

14. Вентцель Е.С. Теория вероятностей. М.: Наука, 1969. — 576 с.

15. Ветров Ю.А. Резание грунтов землеройными машинами. М.:: Машиностроение, 1971.- 360 с. , .

16. Виноградов А.Л. Исследование .однопоточной-? электротрансмиссии.- Механизация и электрификация сельского хозяйства, № 2, 1970; С. 22-25.

17. Волков Д.П. Перспективы, развития землеройной техники. Mi: ЦИИНТИМАШ, 1960. - 15 с. . ' .26:: Вольдек А.И: Электрические:машины. ЛС:Энергия-1974. - 839 с.

18. Воскресенский А.И. Уравнения кривых намагничивания трансформаторной стали // Электричество, 1946;.№ 4 С. 62-63. . ., ,

19. Гинзбург Ю.В:, Швед А.И., Парфенов; А.И: Иромь1шленнь1е тракторы.-М:: Машиностроение, 1986:-293с. •

20. Глебушкии И.Ф;, Виноградов А.Л. Результаты тяговых испытаний дизель-электрического трактораМТЗ-80Э на стенде с тяговыми барабанами.- Труды Ленинградского ОХИ, т. 350. Леии11град-Пушкин, 1978. С. .59-62.

21. Гутер Р.С., Янпольский А.Р. Дифференциальные*уравнения. — М.:. Физматгиз, 1962. 248 с. . . . '.'.'•'.

22. Довжик В;Л:, Кавунов В.В., Позин Б.М. Исследование режимов на-гружения моторно-трансмиссионной установки гусеничного , трактора-погрузчика// Тракторы,ki сельхозмашины; 1971. -№ 11. - О. 20-22.

23. Дунин-Барковский И.В., Смирнов ГГ.В. Теория вероятностей и математическая статистика в технике. -М.: Гостехиздат, 1955. 556 с.

24. Зеленин;А.Ш Машины для земляных работ. — М!: Машиностроение, 1975.-424 с. . . . . \ ; '■ . . : •

25. Злотник, М:И; К вопросу оптимального; совмещения характеристик двигателя, и- гидротрансформатора // Тракторы и сельхозмашины. 1967. — №6-С. 18-19.

26. Злотник МЛ 1. К- вопросу работы силовой установки трактора при наличии; отбора мощности // Механизация? и электрификация сельского; хозяйства. Минск. 1970. - С. 25-30.

27. Злотник И.М., Кавьяров И.О. Трансмиссии современных промышленных тракторов. — М.: Машиностроение, 1971. — 284 с.

28. Злотник'М.И;, Федоров; С.В:, Лившиц, В.А. О выборе критерия эффективности совместной работы двигателя внутреннего сгорания и гидротрансформатора // Автомобили, тракторы и двигатели. Челябинск, 1977. С. 81-83. -(Тр.'ЧПИ, № 195).

29. Злотник М.И., Кондаков C.B. Обобщенный критерий оптимизации нагружающих свойств гидроредукторов. Деп. в ВИНИТИ "Депонированные научные работы". - 1984. - № 12. - С. 177.

30. Иванов Г.А. Влияние коэффициента жесткости характеристики двигателя на динамические показатели трактора // Тракторы и< сельхозмашины. -1981, № 3-С. 9-11.

31. Иванченко П.Н., Савельев Н.М., Шапиро Б.З. Электромеханические передачи: Теория и расчет. М:-Л.: Машгиз, 1962. - 432 с.

32. Иванченко П.Н., Исаков П.П., Егоров, А.Д. Электромеханические трансмиссии гусеничных тракторов. Л.: Машиностроение, 1981. - 302 с.

33. Исаков П.П., Кавьяров И.С., Болынухин B.C. Трактор ДЭТ-250 и его модификации. 2-е изд., перераб. и доп. М.: Машиностроение, 1975. - 424 с.

34. Исаков П.П., Скарятин Л.И., Щербаков В.А. Дизель-электрический трактор ДЭТ-250. Устройство и эксплуатация. -М.: Машиностроение, 1965. -480 с.

35. Исаков П.П. Автоматизация^ расчетов тягово-динамических характеристик промышленных тракторов. Л.: Машиностроение, 1988. - 278 с.

36. Кавунов В.В. Исследование тяговой характеристики колесного промышленного трактора с гидромеханической трансмиссией в бульдозерном агрегата. Автореф. дис. .канд. техн. наук. М.Д976. 22 с.

37. Кавьяров И.С., Позин Б.М. Основные*корреляционные зависимости между параметрами гусеничных тракторов и их агрегатов // Тракторы и сельхозмашины, 1967, № 8.

38. Калантаров П.Л., Нейман Л.Р. Теоретические основы электротехники. М.-Л.: Госэнергоиздат, 1948. - 412 с.

39. Каплянский А.Е. Введение в общую теорию электрических машин. М.: Госэнергоиздат, 1941. - 96 с.

40. Корчемный H.A., Поетельга C.K. Классификация электроприводов сельскохозяйственных машин по вероятностным характеристикам нагрузки. Механизация и электрификация сельского хозяйства, № 51. — Киев: 1981. -С. 26-31.

41. Костюченко В.И. Разработка критериев и методов оценки эффективности промышленных тракторов. Автореф. дис. .канд. техн. наук. Челябинск, 2000, 28 с.

42. Крамер Г. Математические методы статистики: Пер. с англ. / Под ред. А.Н. Колмогорова М.: ИЛ, 1948. - 632 с.

43. Краснов М.Л., Макаренко Г.И., Киселев А.И. Вариационное исчисление. — М.: Наука, 1973. 192 с.

44. Крюков А.Д., Харченко А.Д. Выбор трансмиссий гусеничных и колесных машин. — М.-Л.: Машиностроение, 1963. — 320 с.

45. Куликова A.A., Титов B.C. К вопросу о выборе оптимального типа электрической передачи для машинно-тракторных агрегатов. — Труды ЧИМЭСХ, № 138. Челябинск: 1978. С. 21-26.

46. Кутьков Г.М. Тяговая динамика трактора. М.: Машиностроение, 1980,-215 с.

47. Лебедев С.П. Электропередачи в самоходных машинах. — Москва-Свердловск: Машгиз, 1961. 224 с.

48. Лебедев С.П., Черепанов Б.Е. Экономичное регулирование электрической трансмиссией трактора. — Механизация и электрификация сельского хозяйства, № 4, 1961. С. 38-41.

49. Лысов A.M., Вагнер-Немчинова М.А. Определение оптимального совмещения характеристик двигателя и гидротрансформатора с помощью АВМ // Тракторы и сельхозмашины. 1968. — № 5 - С. 7-10.

50. Львов Е.Д. Теория трактора. М.: Машгиз, 1952. 388 с.

51. Львов Е.Д. Теория трактора. М.: Машгиз, 1960. 252 с.70: Магариллсг Б Л. Исследования: оптимальных; тяговых усилий; гусеничного? промышленного трактора. Автореф. дис. .канд. техн. наук. Челябинск, 1970, 26 с. Ч

52. Мёерсон- И:Г.,; Полотовский: Л;С. Электротехника. — М;: Военизддт, 1949.-240 с. ; \.■".■■'.:'■''.''

53. Новосельский А.Е. Электромеханическая трансмиссия промышлен-' ного гусеничного трактора // Автотранспортный комплекс — проблемы и перспективы, экологическая безопасность: сб. науч. тр. Пермь: Изд-во ПГТУ, 2007. - С. 229-236.

54. Норенков И.П. Введение в автоматизированное проектирование технических устройств и систем. М.: Высшая школа, 1980. — 34 с.

55. Носков В.А. Исследование электромеханических передач для самоходных машин с отбором мощности от теплового двигателя. — Дис. .канд. техн. наук. Челябинск, 1974. -173 с.

56. Носов H.A., Галышев В.Д., Волков Ю.П. Расчет и конструирование гусеничных машин. — JL: Машиностроение, 1972. — 560 с.

57. Парфенов А.П. О номинальном тяговом усилии сельскохозяйственного трактора // Тракторы и сельхозмашины, 1958, № 2, С. 4-7.

58. Пат. 64144 Российская федерация, МПК7 В 60 К. Электромеханическая трансмиссия гусеничного трактора / А.Е. Новосельский, В.Н. Бондарь, C.B. Кондаков -№ 2007108403/22; заявл. 05.03.2007; опубл. 27.06.2007, Бюл. № 18.-2 с.

59. Петров Ю.П. Оптимальное управление движением транспортных средств. Д.: Энергия, 1969. - 96 с.

60. Погарский H.A. Дизель-электрические привода землеройно-транспортных машин с мотор-колесами. М.: ВНИИстройдормаш, 1962. -80 с.

61. Погарский H.A. Зарубежные строительные и дорожные машины с мотор-колесами. НИИ информации по стройдоркоммунмаш, серия 1. - М.: 1965. - 157 с.

62. Погарский H.A., Степанов А.Д. Универсальные трансмиссии пнев-моколесных машин повышенной единичной мощности. М.: Машиностроение. 1976.-226 с.

63. Погуляев Ю.Д. Исследование по оптимизации производительности землеройного тракторного агрегата с электротрансмиссией на мелиоративных работах (на примере трактора ДЭТ-250). Дисс. .канд. техн. наук. -Челябинск, 1980.-289 с.

64. Погуляев Ю.Д., Борщ О.Т. Скоростное форсирование тракторного агрегата изменением мощности // Наука и технология. Серия: Прикладные исследования / Труды XXII Российской школы, УрО РАН. М.: 2002.

65. Погуляев Ю:Д., Борщ- О.Т. Исследование системы генератор-двигатель с использованием методов оптимального управления' // Вестник ЧГАУ. Том 41 Челябинск: 2004. - С. 118-126.

66. Позин Б.М. Экспериментально-теоретические основы выбора параметров промышленных гусеничных тракторов. Дис. .доктора техн. наук. Челябинск, 1974.-291 с.

67. Позин Б.М. Основы теории тяговой характеристики промышленного гусеничного трактора // 1ДНИИТЭИ тракторосельмаш. Дет рук. № 524, 1985. 150 с.

68. Позин Б.М. Вопросы оптимизации параметров промышленных гусеничных тракторов (общая постановка, отношение критериев) // ЦНИИТЭИ тракторосельмаш. Деп. рук.* №¡1409,- 1991. 13 с.

69. Позин» Б.М. Вопросы методологии в теории тяговой характеристики трактора: Монография. Челябинск: ЧГАУ, 2006. — 123 с.

70. Постников И.М. Проектирование электрических машин. — Киев: Гостехиздат УССР, 1952. 620 с.

71. Пролыгин А.П., Андреев Ю.Н. Электрическая трансмиссия мобильного агрегата с тяговыми- асинхронными двигателями, работающими в интервале частот до 200 Гц. Четвертая Всесоюзная Научно-технич. конфе-ренц- Орджоникидзе: 1976. - С. 231-237.

72. Рахимов P.C. Повышение эффективности технологического процесса работы противоэрозионных почвообрабатывающих машин. Дис. .докторатехн. наук. Челябинск, 1990: 434 с.

73. Саяпин В.И. Удельные параметры гусеничных тракторов / Труды ЧИМЭСХ, вып. 4. Челябинск, 1950, С. 33-59.

74. Свешников A.A. Прикладные методы теории случайных функций. — М.: Наука, 1968.-464 с.

75. Смирнов В.И. Курс высшей математики. Т. 3. Ч. 2. 8-е изд. М.: Наука, 1969.-672 с.

76. Смирнов Н.В., Дунин-Барковский И.В. Курс теории вероятностей и математической статистики для технических приложений. М.: Наука, 1965. - 290 с.

77. Степанов А.Д. Теплоэлектрический привод транспортных машин. -М.: Машгиз, 1953. 276 с.

78. Строительные и дорожные машины для районов с холодным климатом / В.Д. Телушкин, В.А. Винокуров, В.А. Ряхин и др. М.: Машиностроение, 1978.- 197 с.

79. Титов B.C., Афиногенов М.П. К вопросу использования тяговых электрических трансмиссий в тракторах большой мощности. Труды ЧИМЭСХ, № 127, Челябинск: 1977. - С. 45-49.

80. Тихонов И.В. Выбросы случайного процесса. М.: Наука, 1970. -392 с.

81. Тракторы: Теория. / Гуськов В.В., Велев H.H., Атаманов Ю.Е. и др.; Под. общ. ред. В.В. Гуськова. М.: Машиностроение, 1988. - 376 с.

82. Трепененков И.И. Эксплуатационные показатели сельскохозяйственных тракторов. М.: Машгиз, 1963. 270 с.

83. Харитончик Е.М. Мощность двигателя и оптимальные параметры проектируемого трактора // Сб. трудов ЧММИ, вып. 1, Челябинск, 1947, С. 10-15.

84. ПО.Харкевич A.A. Электромеханические аналоги. Журнал технической физики, т. 1, № 2-3. М.: 1941. - С. 136-158.

85. Хвостов B.C. Электрические машины постоянного тока. -М.: Высшая школа, 1988. 336 с.

86. Холодов A.M. Основы динамики землеройно-транспортных машин. М.: Машиностроение, 1968. - 156 с.

87. Черепанов Б.Е. Расчет параметров дифференциального электропривода для электрифицированного мобильного агрегата. Труды ЧИМЭСХ:

88. Электрификация и автоматизация мобильной сельскохозяйственной техники. № 127. Челябинск: 1977. С. 4-8.

89. Чиликин М.Г., Ключев В .И., Сандлер A.C. Теория автоматизированного электропривода. М.: Энергия, 1979. - 616 с.

90. Чиликин М.Г., Соколов М.М., Терехов В.М. Основы автоматизированного электропривода. М.: Энергия, 1974. - 508 с.

91. Чистов В.П., Бондаренко В.И., Святославский В.А. Оптимальное управление электрическими приводами. М.: Энергия, 1968. — 232 с.

92. Чудаков Д.А. Основы теории и расчета трактора и автомобиля. М.: Колос, 1972.-384 с.

93. Швед А.И., Яснов A.A. Промышленные тракторы США. М.: ЦИНТИтракторосельхозмаш, 1970. - 26 с.

94. Шенк X. Теория инженерного эксперимента: Пер. с англ. / Под ред. Н.П. Бусленко. М.: Мир, 1972. - 381 с.

95. Яковлев А.И. Электропривод автомобилей и автопоездов. М.: Машиностроение, 1966. — 200 с.

96. Яковлев А.И. Конструирование и расчет электромоторколес. М.: Машиностроение, 1970. —239 с.

97. Яркин A.A., Гольдштейн В.М. Расчет бульдозера. М.: ВНИИСт-ройдормаш, 1963. - 187 с.

98. Caterpillar performance hand book. Cat publication, USA, Peoria, 1980.1982.

99. Comatsu specification and application. Hand book, Japan, Tokyo, 1981.

100. Test method for bulldozer on crawled tractors. Japan. JISD, 6507, 1976.