автореферат диссертации по транспортному, горному и строительному машиностроению, 05.05.03, диссертация на тему:Разработка рекомендаций по выбору характеристик и параметров механизмов включения фрикционов гидромеханической трансмиссии гусеничной машины

БЕЛОРУССКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ ПОЛИТЕХНИЧЕСКАЯ ПЛАШМЯ

UM

На поя.ра.х рукоииси

Гсрбатенко Инкопай Николаевич

УДК 629.114.2-585.Í

РАЗРАБОТКА РЕКО!СН/Ш<Й ПО 8УЁОРУ ХАРАКТЕРИСТИК И ПЙРЙИЕТЮВ МЕХАНИЗМОВ ВКЛЮЧЕНИЯ ФРИКЦИОНОВ ГИДРОШШГССКОЙ ТРАНСМИССИИ ГУСЕНИЧНОЙ МАМ-М

05.05.03 - Автоиовияи и тракторы

rte торефера. т диссертации не. соискание ученой степени , кандидата технических наук

!1ннек-1£91

/

А

Работа выполнена в Могилевском машиностроительном институте.

Ноичный руководитель - доктор технических наук, профессор Тарасик В.П.

Официальны* оппоненты: доктор технических наук, старшин научный сотрудник, Ксендзов В.Н.; кандидат технических наук, доцент Иолнбошко Л.й.

Ведущее предприятие - Минский тракторный завод.

Зашита диссертации состоится '

■ 4У!Л1 Г.ЛГ.Г,-Г ПОТ1Г РГПС

г. на

92

заседании специализированного соэета К056". 02/06 ВЙК СССР при Белорусской государственной политехнической академии по адресу: 220027, г. Минск, Ленинский проспект, 65.

С диссертацией можно ознакомиться е библиотеке института. Ваши отзывы на автореферат в 2-х экземплярах, заверенные печать», просим высылать по указанному адресу.

Автореферат разослан " № " ^ _1932 г.

Учений секретарь совета, >

канд. техн. наук, доцент / Бартош П.Р.

Пгдшсакс. к печати 20 12.0! _ ззка$ Тира« 100 экз.

Оъеи 1,0 усл.печ.л. Печать офсетная.

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

ОКЙЯ КЙРШРРИСТИКЙ Рн'оОТИ

^КТЯйЛЬНОСТЬ теин. Иа СОИреИеННЫЛ быстроходных ГУСеЙНЙ^У тракспортних «чриг.ое распространенно поду .ней (-к/фвй*уз-

нические трямтш-'л (ГП'). Игргходны? лродесси, вгнк^ям-а® $ т»жнх тражпчеенчх при пс^чеглячении пер« л/'.ч и трог»'НН.< л пши,

сопровождавг«* значителен, м дин<*и.1чсски>.. чаграясж.» реками нммнм и интечсианьи «»цвллниом теплоты' ка НМъъ-апетп'х трвния ДИСКОВ фрикичоиов. Это «».«МРЯ.?Т 0Т?г'ЦЛ.Т4;П)НР8 »»

уровень нг.депносгн падины и усаооия "руда, пг-ергторА.

Среди иалесгчнх средсто уяучии»«« у.*рэутер* Лротеммг рйходнкх процессов ньибслев прости,-« и доступны.!!! являются н"т-низиы пларного включения Фрикционов ((те*). С ич ¡имсдаю р^гуЛ»-ргчг с м о т? е тс т& о к'«г») образом давление в магистралях ¡годача ч?н юнкости к 1-рнкционг.п П1Т.

Исследования, выполнении; к настоящему времени, указывает м существенную заспсикость эффективности применения КП5Ф от реализуем.™ чгти характеристики и гарзпетрав регулирования давления. 3 »тон связи кличевое значение приобретает вопросы расчета и р?. такоЗ ха.ракторнстики и параметров !1ПСФ, которые обееггечийялт оптимальное протекание переходных процессов & ГИТ. Опу&лихо'баЯ-ньв работы не дажт полного ответа на. атч бипросы, что пркыглит г: недоиспользованию чотенцнальнм/. возможное гей ППЗФ но ио&шей'н"» надежности гусеничных иашии и плавности переключения передал,* Полы» кссяедовзчнй является разработка рекомендаций »о еы-бору характеристик и параметров регулирования да&лекия механизмами лла&ног» екя^еиня •'> чкцнето;., обеслечиэакцаих снижение динамических ниругок, улучшение теплового состояния Фрикцконов й повыэенне плавности движения гусеничной мгшии на переходных режимах работы гидромеханической трансмиссии. -Н^Л'чяя„новизна диссертации:

разработана методика определения оптимальных параметров ем-ходион характеристики МЛВФ, обеспечивзмадх максимально» близость ко)язонент вектора, показателей качества переходного процесса »с своим наилучшим значениям;

определены закономерности формирования переходные процессов в ГИТ гусеничной машины в зависимости от сочетания выходной рактеристкн 1Ш с характеристикой изменения коэффициента трения дисков фрикциона;

выявлен характер и степень влияния параметра* енход^лГ; ул~

гактеристики МПВ'М;* значения показателей качества п{рехг.дных процессов при переключении передач и трогании с п?ста;

разработаны конструкции МПЭФ дроссельного к сливного типов для одноканэльных систем управления ГИТ.

Научнее результаты работы, оыносииме на защиту: методика синтеза оттнмальных параметров выходной характеристики НПО'«';

рекомендации по выбору выходном характерно тики МР.ЭФ б зависимости ст соотношения статического и динамического коэффициентов трения дисков фрикциона;

результаты исследования влияния скитаний параметров выходной характеристики ИЛЬФ «а качество переходного процесса.;

результаты исследования и рекомендации по выбору конструктивных параметров • НПВФ однокан?лькых систем управления ГПТ.

Практическая ценность работ« состоит в разработке методики определения оптимальных параметров выходной характеристики КПВФ, в предлагает к конструкциях МПВФ, применение которых на. гусеничной машине позволили снизить максимальным уровень динамических нагрузок, повысить плавность переключения передач, улучшить теплоте состояние фрикционов при одновременном упрощении структуры системы управления ГИТ. ,

Реализация работы. Результаты исследований использованы при создании опытного образца ИПВФ одноканальнои системы управления ГИТ гусеничной папины Минского тракторного завода.

йпр'л^яцця работы. Основные положения и результаты работы докладывались и обсуждались на 4 - ом Всесоюзном научно - техническом совещании "Динамика и прочности автомобиля" (Москва, 1990), Всесоюзных, научно - технических конференци >х "Повышение технического уровня, надежности н долговечности машин" (Минск, 1990), "Вибрация и диагностика тшн и пеханилюв" (Челябинск,

1990}, мэ'+р'^г'УбликАнской наднно - практической конференции творческой молодежи "Актуальные проблемы информатики: математи-чэсксе, программное и информационное обеспечение" (Минск, 1990), 'областной научно - технической конференции "Ученые и спецмалис-ты-народному хозяйству области" (Могилев, 1991).

Публикации'. По теме диссертации опубниковано 12 работ. Структура и объем диссертации. Диссертация изложена на 13? страницах иаиичолнснего текста, иллюстрируется 73 рисунками и 15 таблицами и состоит из введения, пяти глав, выводов, списка литературы нз 110 наименовании и приложения.

ССШЕРЙМИИь РпЫХШ

9 первой глэае описан объект »¡ссл«ло&еНи--., дэн сос-

тояния проблемы и с «>"<;> мулирсваны задсм диссертационной работы, С?»-актоп исследования шляется с^троходная I «овчи «пая транспортная машина. с -"-х ступенчатой пяингтлрнлн ком)«глч п- ..¡лач. Слетела ^лряБл.гния переключением пегеда> (СУМ) ии»:«т ь./Гиг.-нальну» схему построения структ'.'рч, при клтор:А (.'««для включается с номом-рю отд$л1мвго гидрораспред.лит*л*, иг.: :.; -.ч»-го электромагнитом, а » -г-.иаяах гчд-учм маг ости к 1i.dk: .¡..нам 1-ой и 2-ой передач устансзл^иы «ПБФ сливного типа.

Покэ.,.=но, что дачная ГУПП .«г ••геспечив&ет пр :с>1)>емй» динамики переходянч- лрсцассов в ГИТ-; вследствие нечдоьл-гтроритсльч-''-"-работы iV.Pt, ч> так*.: облад»«- низкой нмеьность.о в ?кспл«аг«1 ин из-за о.7<а зев ?<:«»:трогл|"ин:па. Определены пути п?е»дзлепия недостатков =.а счет олтнгг.аг-пии пяраттрсв вы^одний хар^то-ристики МЛЭч' и перевода к однокаиальнон схеме ее ••тргктуры, при которой процессами агямчения »1 выключения всех фрикционов ГЬ"| управляет одна гидрораспределисел1, а. пдмность ы.дкч;ния 4рН(-цноное обеспечивает один механизм, установленный в магистрали, сообщу ксточыл давления с гидрораспредеяителеи.

йьалгз р^ бет, касающихся укзаанчих направлений наследования, показал, что е. научной литературе отсутствует эффективная методик* синтеза оптимальных параметров выходной характеристики МПВФ; недостаточно полно изучена взаимосвязь меиду динамикой переходного процесса,' зм'одноч характеристикой ИПИ'Ф п характеристикой изменения коэффициента, трения дисков фрикциока; не установлены ззвиси.юсти по»: аз «те л ей качества переходного процес. а. от соотношения параметров зыходиой характеристики КП6<>: суьйствув-вдие конструкции ИПВФ несовершенны и не отвечает требованиям нХ прииеиения о одиоканальны,: СУОП.

Из результатов анализа определено задачи исследования: разработать математическую модель для исследования ча. ЗВП переходных рьмимов, обусловленных переключением передач в ГМТ гусеничной иэыинм;

исследовать влияние на динамику переходного процесса различных сонеганий выходной характеристики МГ'бФ с .;?рак герметикой изменения коэффициента трения дис».лв фрикциона с нельм выявления наиболее целесообразны* комбинаций;

исследовать зависимость показателей качества переходного

iftmecca от спотношения параметров выходной характеристик. 1ШФ;

разработать гктоднку синтеза оптимальных параметров ьмход-ной характеристики IIPO'V и определить их значения дел конкретной машины,

УС0й«рШ*НСТ30Ь*ТЬ конструкции МПЗФ дрогсельього и сливного типов' Д8.1 ис.юльзньакия е одког&нальнмх С:'ПП и нгследрсать их с иемь* определения ла.рамвтроь, ««(»еспбчиьлч/шну. реалией«» ^«(¡¡•t-пс н к» р •:< •' ~ е ?' ic Tti к и f с г у л и р о 6 ан i ¡ я дав л е н и *;

прибегли »"спчрниентальныь исследования по оценке эффективности при;1?ь<;г»н>1 i¡f'«a«í-Taet-iti..- НПЗ-? СУПП ГИТ.

So fi»opüM.гi:a»f pi".sp:''&(¿rr.4ñ. м.ггемлтическ•••.я модель лвимем* гусеничной оодшы. Гусеничная ¡»«,ина. npejei«лена в биде динаии-46tкий сисгвгр! (рис.1), состоят* й ¿осредоточенных,масс враща-

«й*х Ск щ

Рис. 1. AihJiuiHiíCt и я модель гусеничной ц.;»'чны. с ГИТ

Т««ьни( о д.г.-№ин* J,, сосредоточенной ма.^оы not тупательного дви-¡ííírtHS fer, iJBtf ильшйй вертикальные, продольные 'и иг лов»« колеба-'ни-; .>iüT6éT'iie^HHO по координатам ?, !!, у, '.«пругих и д^ипфнруй,-

iüíIKh'.Oti: Tp.i'li'-МИССИИ "• , i , Г.;, f .дЭ>*ЧСИ е., г. и свободной '.) 1,1 р1 р г. i.rTuti'i i ;..:.;H(i4ri.:.ro обоодп, ¡к.дзески опорных ка.тюэ Р^,,

í^ t< .» Т.ч.: МО у; ИКЦИОННЫХ «ДИкМПОР T..t'tí0? j. V и г, 41И Ф.

CsKiiir» дн »• vt р г нци « йь к и/ УГ-аым?н»11 движения гмины приведена & л<иím¡J гглачл^т уракнгни» движения сосредоточен-

них пасс, уравнен««- работы всереамгного регулятора дизеля и ураеисьме сечзи пелду колеоаниямм остова и сгпросты» деформации рабочей ветви гусеницы. Процесс распространены? тепла в дне,км фрикциона при буксовании описан уравнениями, являмаммися решением дифференциального уравнен-ч теплопроводности Фурье. Модель составлена с учетом нелинейных характеристик дизеля, гидротрансформатора, коэффициент* трения дисков фрикцион*, изменения давлений в гндроцилнидрал' перюкчэемыг Лрнкиноное,, упругих и демпфирующих элементов подвески опорных к?,тков. Дорожные условия формировались путем -¿здания коэффнцчента сопротивления деида-ш и характеристики пролольного профиля дороги ь виде синусоиды, т.к. при доикекнн гусеничной машины по грунтовой дороге поверхность дороги приобретает волнообразной характер,

Адекватность модели объекту исследования оценена с ломоиц»» критерия Фишера по ма.ксимольним величинам продольного и ьортн-кэльчого ускорении на рабочем месте водителя, гремени нарастания продольного ускорения от нудя до максимума. П?и 4% уровне значимости модель адекватно воспроизводит ча ЭВМ процессы функционирования реальной машины на режимах трогания и переключения передач 1*2, 2+3, 3-*4.

В третьей гисследовано влияние разных вариантов сочетания, выходной характеристики ШВР и характеристики коэффициента трения' дисков Фрикциона на динамику переключения передач при разгоне машины с максимальным нажатием на педаль акселератора. Характеристик*. МПВ*> при расчетах варьировалась согласно данным рис.2. Варьирование характеристики коэффициента трения осуществлялось по трем вариантам, различающимся отношниеп статического .коэффициента трення к динамическому: рс/рд>1, рс/цд=1, рс/(»д<1. По результатам расчетов построены графики зависимостей показателей качества переходного процесса от варианта, изменения ц, хя-ракгерненгн н времени +р'регулирования давления МПЭФ. Атлиэ графиков показал следу кадке.

При использовании е Фрикционам ГМТ дисков с отношением

Рс/"-д>1 нзилучвее качестсо протекания переходного процесса формируется при ступенчатой характеристике МПВ*. Наихудшие результаты получены при параболической выпуклость» вниз, линейной и кубической характеристиках регулирования. Это объясняется теп, что скорость нарастания дэслечмч о гидроцилиндре включаемого фрикциона в период времени,близкий к смыканию дисков,при регуви-роваини го вариантам 2,3,4 выше, чем по варианту 1, что с учетом

ряакого яздпр^рляешг* пего» да. присохло к боне* интяк-

ц с

скеному росту мопента. трения и появлению более в я: о к и ж дин^да-ческмх нагрузок при переключении передач. Регулирование давления по вариантам 2,3,4 ооус^оэлнваяо &очьшум степень нагрела дисков, чем при регулировании ' по варианту в свял; с плавны?! ростом дзрдедйя в качадшш период бу<С05ан«я фйкцмонэ.

При исли>1ьзив«.нии в П'Т дисков с отношением

^/}<д-1 нанлу-шее , качостьо переходного процесса обеспечивав ;ся прь линейной характеристике регулирования давления. В данном

Рис.2. Характеристики КПРФ: 1-етчпек-чат&ч; 2-кубчч-;ека.я; 3-линейи;«я; 4-па-раболичс-ская выпуклость» вниз; 5-пара-бо.'нтская выпуклостью вверх

случае темп нарастания момента трения Фрикциона определяется лишь темпом роста давления на поверхностях трения дисков и не зависит от перехода и,+

(V

Включение Фрикциона при линейной

t

характеристике осуществляется с постоянной скоростью нарастания давления, мдвд тем как при других характеристиках эта скорость име^т либо линейную либо квадратичную зависимое гь от времени и по своей величине в период времени, близкий ззгиканию фрикциона,гораздо °ыше. В связи с этим динамика переключения передач с линейной характеристикой механизма лучше. Установлено, что максимальное снижение динамических нагрузок при допустимом увеличений поверхностной температуры дисков достигается при времени регулирования давления НПЗФ 0,в...0,9 с, При использовании в фрикционах ГИТ дисков с соотношением р1;/рд< 1 наилучшее качество переходного процесса обеспечивается при линейкой характеристике с временем регулирования давления 0,б...О,? с. Данное сочетай,1е характеристик является самым удачным для использования в системах управления ГИТ, т.к. по сравчени») с, ранее рассмотренными обеспечивает включение фрикцно-на с наименьшим нагревом дисков н наименьшими динамическими нагрузками.

Для выявления характера и степени влияния параметров рн, рк, tp ступенчатой характеристики (рис.2), скорости движения машины х„ перед переключенной передач, угловой скорости двигателя

Ш

пользована методика планирован) я многофактррного анчимше'.ьчого эксперимента. На модели исследовались переключен..я передач 1*2, 2*3 при разгоне ггшыл с максимальным нэдшьъп на ьйд^ль а; селе-ралора и трогали« на. первой передаче Н+1. На. рно.З пнаамчо изменение в процентах некоторых показателей Клче-;тт,-. го процесса от одного из ¿арьируемах параметров при >слс<.нц, го остальные находятся н* основном уровне. Игткрг.'.яу ..змгнени-« уй1П...уи,у при переключении 1*2 соответствует мЛ, при перекл« (С'нин - хп=3..0...5,8 м/с, при трогании х , 100... 150 рад/с. В результате выполненных исследований устси'с: -лены следящие зависимости.

Степень влияния параметр« рн на показатели качеств«, за: — сит от номера екльчэемой переучи (рис.3, а), ^эелнченчз- ^ трогании Н+1 и переключении 2*3 приводит к ьочраст.- т." м*> си-мального динамического момента С. о ГМТ, а при перАг*. .пенни .1 •'.':-к сншсенин! н до определенного предела. При этом Ъч всех случаях удельная работа буксования {рмгциор* Н , уменьчметсч, а.

максимальная удельная мощность буксогэния N.. увеличивается.

Уд

Так, изменение р г. 0,3 да 1,1 ИПа при трогании Н+1 обусловливает рост показателей М^ , Муд соответственно на 19?. и 59л, уменьшение на 47Х. Варьирование рн в тех же пределах при переключении 1*2 приводит к снижению И. и Н,,„ на. 2й'4 и н чв.,личенша

ДУД

Нуд на 52л, а при лереклмченнн 2»3-к уменьшении Мд И Нид на 13% и"48% и -'Осту И... на 7ь%. ' ■

• УД

Характер влияния параметра р ы качество переходного процесса. однозначен для всех исследованных режимов: увв-Диченче' р^, вызывает рост динамических нагрузок, ухудшение плавности включения передачи, уменьшение заботы и повышение ротное гм буксования фрикциона (рис.3, 6).- Например, увеличение рн с 1,2 до 2,0 ИПа при переключении 1+2 привадит к росту И на 9% и уменьшении Нуд на зи;.

Увеличение времени регулирования давления ^ обуслоечивает снижение динамических нагрузок, повышение плавности вклинения передали, возрастание работы и уменьшение мощности буксования фрнкцинона (рис. 3, в). Так,увеличение tp с С,3 до 1,5 с вызывает при переклмчении 1+2 повышение ИуД на 48% и уменьшение N , Ид, соответственно на 15Х и 14.Х.

Таким образом, из-результатов расчета следует, что показатели динамической нагруженности ГМТ, по сравнении с показателями тепловой динамики имеют меньший диапазон изменения при эарьиро-

, с

<30 %

«10

85 *

70

0¿ Q5 ft7PH,Mno i,i

Мз w«9/

/ / >

Муд M чт а

/ / щ

«30

%

m но

90 80

S)

\ \ V Wyô Nyd Ma у

MdS \ é и

V1 V

Wya

{2 W i rio 2.0

а5 0,75 i0 tp,C i5

Vmax

Рис. 3. Зависимости показателей качества переходных поо-

цессоь в ГМГ при .трогании НП (•-), переключениях

(--) и 2+3 (— • —): а)-от рн при рк= 1,0 Mite, tp= 1 с, V'0=

°'5'<WV'«m,>î 6 )-от Рк ПР« Рн= 0,?ИПа., t = 1 с. (V^-

Wv в)-°т \ Р«= МИПа, Vö=0,5-(V6jax-VMU));

Г у-от V При р = 0.7 MH.î, Р.,- ИПа, t = 1 с

п л р

E.^iiHH параметров харак теристн т. Наибольшее влияние н:> качество передодог« процесса т-дзыэает начальный уровень регулирован»* давлени'-1 г>н, менылее-вреия регулирования дявлени* tp и самое •-.■. -лое-конечный уровень регулирования давления рк> тремал>м,ме значения разных показателей качества в о*<цгг. civu: достиг ¡отся в разных точках факторного пространства, что но>б.яязт онюрпп, об их конфликтности. Следовательно выбор параметр л» ступенчато* характеристики МП8* должен проводится на оенлве компромисс-*.

На рис.3, г показано влияние CKOfоечного фактор?. W) на показатели переходного процесса. Рндио, что при снесении начала процесса переключения перчдач в сторону более еысоких скоростей движение машины заметно уменьшается значения всех пок^зат« качества, в связи с уменьшением максимальной скорости скольжения дисков фрикциона вклкнаемой передачи в период разругг» потока новости. Наиболее интенсивно гникаттся показатели тепловой динамики Фрикциона. С увеличением угловой скорости вяла двигателя, соответствующей началу буксования фрикциона при троганнн, качество протекания переходного процесса ухудшается. Рассматриваем» фактор в большей степени олияет на 5начения показателей тепловой динамики фрикционе. Ц4Д и Ичд , -в меньшей-на уровень динамических нягручо!-; Мд и плавность включения переаачи.

Б четвертой главе разработана методика, позволяющая для заданно! о режима включения передачи в ГМТ определить оптимальные параметры выходной характеристики (1ПВФ, а также установить приемлемые гранты их изменения, в пределах которых качество переходного процесса практически такое же,как и в точке оптимального решения. Методика базируете* на. теории ректорной оптимизации,, нелинейного программирования, планирования зкспери»»ен га, корреляционном анализе и в общем случае состоит в многократном применении следующих действий:

проведении на математической подели в окрестности некоторой начальной точки пространства варьируемых параметров многоФакторного планируемого вычислительного эксперимента;

аппроксимации результатов эксперимента совокупностью регрессионных уравнений Vltx)=Vl(pH, рк., tp, v), м.едое из которых устанавливает связь между i-тым показателем качества переходного процесса и варьируемыми параметрами х=(рн, рк, tp, v);

корреляционном анализе компонент V Сх) вектора качества переходного процесса (проводится только на. первой итерации); формировании целевой Функции F(x.)

in

Fix) = S

11 ограничении

i max i nun

рнпнп * рн ; f'Hniax' , furo in ' ^K * Ptaiix, /

тршш ; *p < tpmax.

V = const-,

где V((nn и минимально н максимально возможные значения

1.-го показателя качест&а ь пространстве варьируемых параметров, определяемые по соответствующему регрессионному уравнению Yt(x);

минимизации целевой функция по варьируемым параметрам характеристики регулирования;

форпировинин в окрестности оптимальных значений варьируспих параметров следувдгн точки поиска.

Описанный порядок действий повторяется до тех гор. пока разность значений в двух соседних точках поиска, на станет меньие некоторой наперед заданией величины. После выполнения этого уе-,ловия в окрестности полученного решения оценивают чувствительное гь компост вектора качества к варьировании fispw-wTpc- характеристики регулирования давления.

С поиоиц>ю разработанной методики решалась задача определения оптимальных значении параметров ступенчатой Харатернстикн ■МПВФ при рлзгоио патины с максимально нажатием на педаль акселератора и переключении 1*2 и 2*3 на разных скоростях дви»1ения а также при трогании Н+1 с разними скорэстямн Вектор

показателен качества^ переходного процесса имел'следующую структуру: ?<х>= 1Нуд(5), Т^х), йТг(х), к„(х), If|(x)3. Физический смысл компонент еектор». качества : М (х)-максимальная удельная мощность буксования включаемого фрикциона; Т^Сх)- максимальная температура на поверхности трения стального диск*; ¿T£(x> максимальная разность температур на поверхности и в середине метаялокерамнческого диска; к. (х)-к»эф|{ициёнт динамичности, равный отношению максимального момента в ГМТ к его установившемуся значению; 1и(х)-интегральный показатель динамической- загруженности ГИТ, равный интегралу от квадрата разности между текущем значением момента и его установиэяимся значением на интервале переходного процесса; хЦ|11х) - максимальное ускорение центра масс машины в продольном направлении за время переходного процесса.

и

Рзгуяьггты оптитмиюнких расчетов приведены в та С д Л. Видно, чтя оптимальные параметры выходном характеристики МПВФ изменяйте ч е зависимости от нзмера включаемой' передачи, а также от скорости ¿еикения мамннн перед переключением передач хп и скорости деигатеяч перед троганиек х.1Н. Найденные оптимальные па-рагвтры обеспечивают равномерное приближение всех компонент вектора качества пере>одного процесса к своим минимально возможным значениям.

таблица. 1

Режим перекл»че-

Оптнма.льные параметры характеристики ГГОР

имя П1Т пюрГ + л '-Р0Р1' С

х1Н=100 рад/с х1Н=150 рад/с 0,491 0,564 1,200 1,200 1,499 1,499

1*2 х'п=2,0 м/с хп-3.0 и/с 0,554 0,804 1,920 1,435 1,130 1,499

2А3 хп=3,е м/с хп=5,8 м/с 0,631 0,539 * 1,455 1,303 1,038 1,244

В таблице 2 приведены интервалы квазиоптимальных параметров характеристики МПВ?', о пределах которых значения большинства показателей качества незначительно (не более чем на. 10Х) отличается от значений в точке оптимального решения. Они получены на. основе анализа чувствительности целевой функции в области опти-

таблица 2

Ре&ии переключения ГЦТ Интервалы квазиоптимаяьных параметров

Рн ,МПа. Рк- * ИПа

х1Н=1С0 рэ.д/с х1Нг150 рад/с 0,30. ..0,ъ'2 0.35...С,75 1, ¿.у. • • а, ¿.О 1,20...1,32 1,35...1,50 1,35...1.50

1*2 хп=2.0 м/с '=3,0 м/с л 0.75...0,95 0.¿5...0,85 1,55...2,00 1,25...1,55 0,90...1,30 1,20... 1,50

о хп=о,й м/с _гг г> ч ••-■ч 0,63... 0,75 0.53...0,75 1,25.. .1,64 1,20...1,65 0,9...1,25 . 1,08...1,41

мальных решен««. Видно, что одноименные интерЕалм квагиоптималь-нмх параметра характеристики ЛПВФ лрч переключениях 1+2 ь 2+3 перекрывает друг друга, 5. интервалы колзиоппмадыи.параметров характеристики ИП8Ф при трогзнин близки к интервалам квэ,зчоти-пальных* параметров при переключениях передач. Из этого сделан в'.'бод о целесообразности прнмененил одного механизма для организации екдючения фрикционов 1-3 передач ГМТ исследуемой машины.

Частота использования второй а треьей передач при движении машины иь.ше,чей "первой, поэтому выходная характеристика. КПВФ должна обеспечивать приемлемую динамику переходных процессов прежде всего при переключениях 1*2, ?-»3. При таком подходе рациональными параметрами характеристики,как следует из табл.2, явля-гстгч: р^- 0,7!> МП», р(,- 1,25 МП», 1,20 с.

В работе предложены конструкции НП5Ф дроссельнсо и сливного типов, предназначенные для использования в одноканальнмх СУПП. Рзз[а.ботаны мзтематические модели и программы расчета пе~ оеходных процессов, протекающих в гидропривода упрявяени* Фрикционами при их включении с использованием предлагаемых КГ!ЕЖ Выявлены закономерности формирования характеристики регулирования 'давления механизмами в зависимости от сочетай к и я их конструктивных параметров с параметрами гидроцилиндра включаепогу фрикциона и гнйронагчстрали, связывавшей механизм с Фрикционом. В час-иостч установлено, что обьем гидроаккумулятора (игм> МПВФ должен быть таким, чтобы соблюдалось условие 0,7 4 < 0,85,

где УГф- наименьший объем гидроцилиндра фрикциона среди тех, которые обслуживает механизм. При значениях Уп/УГф больше указанного интервала усиливается различие между требуемыми параметрами регулирование давления и фактически реализуешь» [к>ш;.',моа. При значениях 'т'гм.Луф меньше указанного интервала, наблюдается интенсивный рост времени выбора, зазоров между дисками фрикциона.

В пятой главе приведены результаты испытаний опытной и серийной СУПП. Опытная СУПП разработана с учетом результатов выполнениях исследований. Она имеет одноканальну» схему построение структуры. Ее МПБФ дроссельного типа обслуживает фрикционы 1-3 пер-здач.

Испытания проводились в стендовых и полевых условиях. Цель стендовых испытаний состояла в сравнении влияния исследуемых систем управлемя на уровень динамических нагрузок, Формируемы:« вс время переклипений передач, а пояевых-с сравнении влнянич систем на плавкость процессов трогакия « пятзотения пгр&дач.

Стендов'.» испытания едачнени на илтпрно-тронсгиссчоичои стенде, состоящем из пригодной э^ктрической иаш.ии, гит и индукционных тормозов. Переключения передач на стенде о.-.чщк'лэк:»-«мсь при рдш<«ных Фиксированных течениях • «гловой сспрзс гн входного еа.яа ч ГИТ и тормозного момент* Итг на. выходим- оалах ГМТ с запись!« на лонту осциллографа давлений в пирон!ччнд|-«у пеоекяктемых Фрикционов, моментов на сходном и выходной зал-,■<, угловых скоростей еадоЕ. Устоновчено, чт« уровогчь «»тт-чь.«!* дин-??1чч*с*м" «¡»грузок » передо ".поп процессе г опыт*-и СУШ ним, чем с серийной системой, в 2,Я раза и зависит Iг пороет-

но'го и .нагрузочного режимов работы ГМТ, но пера вкяглчаег.ой передачи (рис. 4). ' •

Рис.«. Зависимость огкзмечия динамического момента на выходном валу гцт и дерниной СУПП И.:

попенгу с опытной

зон сг.^русти еходчоп вала

та

.:У;1П М"- ст

|,ИХ

динамическо-

угло -

гор

-1000 Н-м;

1-1 - >1

\ы \ (V:

■А

2-»3

___

50 80 О), роб/с Н20

Полевые испытания проводились е летнее ергмя года на сухой грунтовой дороге. Нсслздоеалноь ретины трогания с песта Н'1, Н-*2 при разных углоеых ■коростях вращения .коленчатого сала двигателя

ан

йб'мин, а. такае

900, 1400, <850, 2100 разгоны машины с переключением передач при разных фиксированных положениях педали акселератора у ¡^=0,5, С,75, 1,0а. На ленту осциллографа регистрировал»» продольное и вертикальное ускорения в точм- ( петления сиденья водителя к дкиыу остова, скорость машины и номер передачи. Эффективность исследуемых систем оценивалась по максимальным значениям продольного *птах (» рертикаиьного' ускорений 'вшэх вРепя переходного процесса. Результаты испытаний приведены в тз'и;. 3. Их-анализ наказывает, что плавность трогат.я НН

СУПП но п-.'йипотр 1м а

пиах

и

а,,.,,, соответственно вы/

с опытной

1,9. ..Г1,2 оаз» и в 2,0. ..3,3 раза лучшв по сравнение' с серийной П',<ПП, а при трпг.»ннч Н42-соответственно 1,8. ..1,? раа* и в, 2,3...¿,3 раза. В зависимости от положения ¡iewi.il акселератора, при п*р8М1»1еннг< 1*2 н Э-3 »чаксинадьные значения продольного ускорения с опытной системой управления в 1,7...2,о р»$а меньша,

чем с серийной, при этом дли указанных режиме пере'слияний максима яьнш агшктуам колебании вертикального ускорения меньше соответственно в -1,7...1,9 рлза и в 1,9...2,1 раза.

таблица 3

! Рекимы | ¡испытаний '

¿начения оценочных показателей

¡сер. СУПП ¡опыт. СУПП (сер.СЬ'ПП lcm.iT.СУПП

¡"00 ! 6,5 ! .2,? 1 5,7 НН ¡14..0 9,1 ! 4,3 7\2 '■050! ы.2 '' з;з I 7;з ¡2100! 11,3 ; я;8 | 7,9 1.7 •тт 0 О' с, г', в

¡МО 1 ¿,4 Н+2 14по 7; 5 1050 .3,5 ?,е О п о, 1 5,1 3,7 1,6 0,3 1 1.9 7; 5 | 2'. 7 0,1 1 2,9

¡0,5 7.1 1 3,9' 1 5.0 : 1-2 1.0,75 й,7 3,0 <5,2 3,2 11,0 7,2 3,7 ь,4 3,9

¡0,5 ( 7,-1 1 З.б | 6,9 2*5 0.75 9,3 4',0 8Д и.;0 | 9,6 | 4,7 1 8,2 ' 3,2 7 0 0,0 4, о

Такая оьь-'Стэенная разница в эффективности исследуемо!,-.. -ГУПП обусловлена различиями ь параметрах регулирования давления, реализуемых МПВФ. Для механизмов серийной СУПП они ровны: р «

Л

1,05...1,20 МПа, рк« 1.60 ИПаЛ.» 0,3...0,4 с, а для механизма опытной СУПП - Р(,~ 0,75 МПа, МЛа, (: » 1,20 с.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДО

1. Требуемые показатели качества переходим: процессов при вкийчеиич передач в гидромеханической трансмиссии гусеничной машины можно обеспечить применением одного, >обшгго для всех или бояьшннггьс. фнкционое, механизма, плавного включения, при условии ибосноэанного виоорэ его принципиальной схемы, характеристики и параметров регулирования давления. При эчоп система управления переключением .передач должна выполняться по одноканальной схеме.

2. быбор характеристики механизм.) зависит от соотношения м?:кду статическим и дннамнескип коэффициентами трения дисков Фрю цип«а. Для Фрнационов, у которых статический коэффициент

и*

тргния значительно превосходит дин-чтеский (в 2 раза и более), характеристика регулирования давления дсл,:;на. бы~ь ступенчатой, а врвмч регулирования с. Оптимальное соотношение между

начальным н конечным уровнями Регудмро&а.чня ппрсдиняз'гся номером включаемой передачи, скоростным и нагр'/зочиш ре-?;ч;!апй работы двигателя. Понтону при установке одного центрального н«хани¿на эти параметры к^обгсдимо гмоирлгь к а основе еокпротсб*.

3. Если статический коэффициент трения Фрикционных дисков меньше или аавен динамическому, оптимальной является линейная характеристика регулпроззиич давления. Время регулирования давления должно составлять 0,(5..,0,9 с.

4. йна.лнз результатов миогофакторкого исследования влияния параметров ступенчатой характеристики на. динамику процессов тро-гания и переключения передач выявил следующее:

параметры характеристики по степени их влияния на качество переходного процесса располагаются в следующий ряд в порядке убывания значимости: начальный уроеень регулирования давления рн, время регулирования {р«конечный уровень регулирования давления р^;

степень влияния параметров характеристики на тепловчю динамику фрикциона выше, чем на уровень нагрузок и плавность движения машины;

смешение начала переключение передач в сторону более высокой скорости двиуя'.ш машины вызывает удучиение качества переходного процесса, вследствие уменьшения максимальной скорости скольжения дисков включаемого Фрикциона; при этом интенсивность улучшения показателен тепловой динамики Фрикциона в«,чем показателей динамической на'рутеннюти трансмиссии и платности;

снижении динамических нагрузок в' переходном процессе и по-вмшенжо плавности движения машины, а гэкке снижении максимальной мощности буксования фрикциона способствует уменьшение значений параметров р,(, р., и увеличение параметра. характеристики, Однако эти мероприятия обусловливает рост работы буксования Фрикциона.

5. Учитывая конфликтность показателен переходного процесса разработана методика многокритериальной оптимизации, позволяющая наити оптимальнее коммромненое решение по выбору параметров характеристики регулирования давления. Установлено, что для исследуемой машины одноименные интерзалы кеэ$иоптипальнюс параметров характеристики механизма на. ре»итх переключения передач и три-

is

гания перевивают друг друга. С-г>> теаволнг.о рекомендовать применение одного меланйзна. Ш wmw.zm er учения Фрикциинов .1-3 передач трансмиссии с пгриктрап; регЭ/Мро&гнМ. рн-= 0.75 flfla, ?„= 1,25 МПа, 1,20 с.

6. -Предложен» конструкцчи кг хан и s мое дроссельной и сливного типов для однокаиалбнмх систем управления гидромеханическими транемнеензти. 'Установлено, что основным коне г?'кти^ньп параметром м^хакнзма, оказмвамимп суивственное влияние на характеристику регулирования давления, является объем его гндроаккумуля'о--ра <Vr„>. Этот обьем необходимо выбирать из условия 0,7<УгмЛ'Гф<0,85, -где Vnj- наименьший о бьем гндроциличдра фрн>:~ щгпиа среди тех. которые обслуживает механи *м.

7. На. основании результатов выполненных исследований создан опытный образец о:;ноканаяьной системы управления переклмченн-.-и передач с механизмом дроссельного типа н проведены е~о стендовые и полевые испытания. Установлено,! что по сравнении с серичьой системой упраеяения, опытная позволяет в зависимости от номера включаемой передачи, скоростного' и нагрузочного режимов работы трансмиссии снизить уровень нагрузок в 1,1...2,2 раза, уменьшить ра.' скмаг)»ьнме значения продольного н иертнгалммп? ускорений на. работе« месте водителя соответственно в 1,7..«2,3 .рала и в 1,9.. .3,3 раа:„. ' -

Основрае научнгл? результаты опубя икотами- в работах:

1. Тараснг 8.5., Горбатенко H.H. Оггти'тз'ация параметров ме-. ханизтов включения #кгйнеми4ИХ пуфт f кдротха.нической трансмиссии.-Тракторы и с л fc с г. о х о? ист & ей й б (г машины, 1991, М2, с. 16-20.

2. Тарасик В.П., Горба.теико H.H., Крутолевич C K. Повышение качества переходных процессов е гидромеханических трансмиссиях. -Tpaiторы и сельскохозяйственные машины, 1990, N3, с. 29-31.

3. Горба.тенко Н.Н, Коробкии В.Й., Кзнько H.H. Экспериментальные исследования эффективности механизмов плавного включения фриодюнов гидромеханических тра.ис»л<ссий,- В кн. конструирование и эксплуатация автомобилей и тракторов. Минск, 1990, вып. Ы5, с. 64-87.

4. Горбатенко H.H. Влияние «а.кона вкличеиня Фрикциона и4 диналнческу» нзгрукен'Чость трансмиссии при переключении передач. В кн. Конструирование и эксплуатация автомобилей и тра-торов. Кинск. 1991, еыл. Н6, с. 29-33.

5. Горбатеико H.H. Процедура. Паретс-оптимальниго решения

задачи упраиления фрикционами гидромеханической трансмиссии при переключении передач.-В кн. Лянамика и прочность автомобиля (25-27 сентября 1990): Тез. докл. 4 научн. техи. совещания/ Москва, с. 61-62.

6. Горбатенко H.H. Исследование реакции гусеничмсй машины на различные законы включения фрикционов гидромеханической трансмиссии." В кн. Ученые и специалисты народному хозяйству области (16 - 17 мая): Те?, докл. н*учк. - техн. конф./ Могилев, с. 23.

7. Горбатенко H.H. Игтодика расчета закона включения фрикциона гидромеханииеской тр«нсмиссии по критеоняи надежности, - 8 кн. Повышение технического уровня, надежности и долговечности машин (17 - 16 апреля 1990): Т«э. докл. науч. - техн. конф./ Чннск, с. 70-71.

3. Горбатенко H.H. Эффективность защит транспортных маинн от низкочастотных колебаний механизмами плавного включения фрикционов на переходных режимах работы ГМТ.- В кн. Вибрация и диагностика машин и механизмов (20 - 23 марта. 1990): Тез. докл. науч.-техн. конф/ Челябинск, с. 96-97.

9. Горбатенко H.H. Программная реализация метода модифицированной функции Лаграниа в задачах нелинейного программирования. - В кн. Актуальные проблемы информатики: математическое, пограммиое и информационное обеспечение (2 - 6 апреля 1950): Тез. докл. науч. практич. конф./ Минск, с. 272-273.

10. й.с. liS78t>59 СССР Устройство управления Фрикционными муфтами гидромеханической трансмиссии транспортного средства/ В.П. Тарасу, H.H. Горбатенко, С.К. Крутолеенч

11. "зхдиизм плавного гкаклвкиа Фрикционных гафг гидромеханической трансмиссии транспортного средства/ 8.П, Тарасиг, H.H. Горбатенко, С.К. Крутолевич. Положительное решение ВНИИГПЭ по заявке N47537220/31

12. Механизм плавного включения гидроуправляя-.ых фрикцион ных муфт коробки передач tjанспортного средства/ В.П. Тарасик, H.H. Гзрбатенко. Положительное решение ВНИИГПЭ по заявке Н47879146/И