ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 11.04.2024
Просмотров: 208
Скачиваний: 4
И. Б. Барский,
д-р техн. наук, проф.
В. Я. Анилович,
д-р техн. наук, проф.
Г. М. Кутьков,
канд. техн. наук
Д И Н А М И К А
ТРАКТОРА
Москва • „Машиностроение" • 1973
Б26
УДК 531.3.629.114.2
Барский И. Б., |
Анилович |
В. Я., |
Куть- |
|
ков Г. М. Динамика |
трактора. М., «Машино |
|||
строение», 1973, 280 |
с. |
|
|
|
В книге излагаются |
математические и экс |
|||
периментальные методы |
исследования |
динами |
||
ческих процессов в тракторах, |
теория |
колеба |
ния остова и агрегатов трактора, колебания уг левой скорости коленчатого вала двигателя трогание и разгон трактора. Дается электрон ная модель и инженерный метод расчета про цесса трогания и разгона машинно-тракторно го агрегата.
Рекомендуемые методы исследования мо гут быть использованы для определения дина мических нагрузок в различных узлах и дета лях трактора при расчетах их на прочность и долговечность.
Книга предназначена для научных работни ков институтов, инженерно-технических работ ников конструкторских бюро и заводов тракторо- и двигателестроения. Табл. 23, ил. 139, список лит. 40 назв.
Рецензент канд. техн. наук И. М. Эглит
422—257 257—73 038(01)—73
©Издательство «Машиностроение», 1973 г.
П Р Е Д И С Л О В И Е
Динамические качества трактора в значитель ной мере определяют его эксплуатационные и агротехнические показатели. С повышением энергонасыщенности трактора это влияние су щественно возрастает. Поэтому создание пер спективных энергонасыщенных сельскохозяйст венных тракторов требует дальнейшего разви тия как методов исследований, так и самих ис следований в области динамики трактора.
К числу основных проблем динамики тракто ра можно отнести использование мощности двигателя, трогание и разгон машинно-трактор ного агрегата (МТА), плавность хода, крутиль ные колебания в трансмиссии и т. д.
Некоторые из перечисленных проблем в по следние годы возникли впервые, другие требу ют качественно нового подхода для их реше ния. Разработка этих проблем стала возмож ной благодаря развитию фундаментальных наук и их прикладных разделов—теории случайных функций, теории вероятностей и методов мате матической статистики, теории регулирования, теории колебаний и т. д.
Применение ЭВМ позволило использовать достижения в изучении динамики трактора при практических инженерных расчетах, увеличить объем и сократить сроки исследований, частич но заменить натурные опыты экспериментом на электронной модели.
Решения отдельных задач исследования дина мики трактора освещены в литературе. Однако большой круг задач требует доработки и мето дической систематизации.
Внастоящей книге рассматриваются лишь те задачи, которые получили наибольшую степень разработки.
Вразделе «Тяговая динамика трактора» из
числа бесступенчатых передач |
рассматривает |
||
ся только |
гидромеханическая, |
поскольку |
ис |
пользование |
других типов бесступенчатых |
пе- |
3
редач перспективным типажом сельскохозяйст венных тракторов не предусматривается.
К настоящему времени сложились разные ме тоды исследования математических моделей, описывающих динамику трактора и колебания его элементов. При исследовании тяговой дина
мики используются, как |
правило, |
аналоговые |
||
вычислительные машины, |
а при |
исследовании |
||
колебаний |
элементов |
трактора — цифровые. |
||
Эти методы и изложены в книге. |
|
|||
В связи с общностью методов |
исследования |
|||
крутильные |
колебания |
в трансмиссии освещены |
||
в одном разделе с плавностью хода. |
Настоящая книга представляет собой первую попытку обобщения сведений по динамике трактора. Поэтому как по существу содержа щегося материала, так и по характеру егс изложения могут быть замечания и пожелания, которые авторы примут с большой признатель ностью.
Авторы пользуются случаем, чтобы выразить
глубокую благодарность |
коллективам |
институ |
тов ВИМ, НАТИ, УкрНИИСХОМ, |
ОГК ХТЗ, |
|
оказавшим содействие |
в проведении |
исследо |
ваний, послуживших источником для написания
настоящей |
книги. |
|
|
|
|
|
Раздел |
I написал Г. М. Кутьков, |
раздел I I — |
||||
В. Я. |
Анилович, |
главу |
I I I — И. Б. Барский |
и |
||
Г. М. |
Кутьков, |
главу |
IV — И. Б. |
Барский |
и |
|
В. Я. Анилович. В написании главы |
V I I прини |
|||||
мал участие И. Ш. Чернявский. |
|
|
Глава I. ТЯГОВАЯ ДИНАМИКА ТРАКТОРА ПРИ ДВИЖЕНИИ
СУСТАНОВИВШЕЙСЯ НАГРУЗКОЙ
1.Регуляторная характеристика
Тяговые и динамические показатели трактора наиболее полно отражает его тяговая характеристика.
По существу тяговая характеристи ка трактора — это построенная в дру гих координатах регуляторная харак
теристика, |
снятая через |
трансмиссию |
||||||
с учетом |
буксования |
движителей. |
|
|||||
При |
снятии как |
регуляторной, |
так |
|||||
и тяговой |
характеристик |
последова |
||||||
тельно повышается |
или снижается |
(от |
||||||
некоторого |
уровня) |
нагрузка |
на |
дви |
||||
гатель. |
Разница |
заключается |
лишь |
|||||
в том, что |
при тормозных |
испытаниях |
||||||
момент |
сопротивления |
на |
|
каждом |
||||
уровне загрузки сохраняется |
постоян |
|||||||
ным от начала до конца опыта, |
а |
при |
||||||
тяговых |
испытаниях |
он |
изменяется |
|||||
по закону |
случайной |
функции. |
|
|
|
|||
Таким |
образом, |
|
регуляторная |
ха |
||||
рактеристика двигателя |
(рис. 1), |
вы |
||||||
ражающая |
зависимость крутящего |
мо |
мента от частоты вращения коленчато го вала, является одной из основных его статических характеристик, опре деляющих тягово-динамические свой ства трактора.
Некоторые определения, относящи еся к регуляторной характеристике, сформулированы в литературе по-раз ному. Поэтому остановимся на тех представлениях о регуляторной харак теристике, которые принимаем за ос нову.
Регуляторная характеристика со стоит из трех участков: ab, be и ей. На участках ab и be цикловую подачу топ лива регулируют рейкой топливного насоса, которая перемещается под дей ствием разности усилия пружины ре-
5
гулятора и восстанавливающей силы. На участке ab перемеще ние рейки не ограничивается ничем, а скорость вращения колен чатого вала поддерживается примерно постоянной, в чем и состоит назначение регулятора. Поэтому участок ab принято называть регуляторным. На участке be перемещение рейки огра ничивается специальным устройством, называемым корректо ром. Поэтому участок be называется корректорным. Иногда его называют безрегуляторным. Это название ошибочно, так
М$,кгс-м |
|
|
|
как |
при |
работе |
двигателя |
на |
|||||
|
|
|
корректорной |
ветви |
характери |
||||||||
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
стики |
|
осуществляется |
регулиро |
|||||
|
|
|
|
|
вание |
|
цикловой |
подачей |
топ |
||||
|
? |
|
|
|
лива. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
s: |
|
. L |
|
На |
участке |
cd |
рейка |
регуля |
||||
|
|
|
|
тора |
остается |
неподвижной. |
Это |
||||||
30 |
|
м ! |
1 |
||||||||||
|
|
часть |
|
внешней |
характеристики |
||||||||
|
|
двигателя, и по отношению к ней |
|||||||||||
20 |
|
|
|
термин |
«безрегуляторная |
ветвь» |
|||||||
|
|
|
! |
является |
вполне правомерным. |
||||||||
|
|
|
|
Номинальными |
показателями |
||||||||
10 |
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
(частота |
вращения |
коленчатого |
|||||||
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
nj+M |
вала, |
|
крутящий момент |
и мощ |
||||||
|
|
|
Л |
|
ность) |
нового |
двигателя |
принято |
|||||
|
|
1300 1500 |
1700 лд,об/тн |
считать те, значения которых по |
|||||||||
Рис. |
1. Зависимость |
крутящего |
лучены |
в |
точке b |
регуляторной |
|||||||
момента |
двигателя |
от |
частоты |
характеристики. |
Точка b |
выби |
|||||||
вращения |
коленчатого |
вала |
(регу- |
рается |
таким |
образом, |
чтобы |
||||||
ляторная |
характеристика) |
|
крутящий |
момент, |
соответствую |
||||||||
|
|
|
|
|
щий ей, был не менее чем на |
12— |
|||||||
15% |
ниже максимального момента |
двигателя. |
Максимальный |
момент ограничивается обычно напряженностью рабочего про цесса двигателя, характеризуемой чаще всего дымлением.
Точка с должна находиться на внешней характеристике дви гателя правее точки, соответствующей максимальному значению крутящего момента.
Важным показателем двигателя, характеризующим его ди намические качества, является коэффициент k запаса крутящего момента:
t-Mn 100%
где Мтах — максимальный крутящий момент по регуляторной характеристике, развиваемый двигателем;
Мп — номинальный крутящий момент двигателя. Определение коэффициента запаса крутящего момента за
труднено тем, что нет общепринятой точки зрения по поводу того, какой крутящий момент принимать в качестве номинального. По одному из стандартов (ГОСТ 7057—54) следует пользоваться
6
моментом, развиваемым двигателем при максимальной мощно сти, по другому (ГОСТ 491—55) — моментом при номинальной мощности.
По существу запасом крутящего момента являются те 12— 15% его максимального значения, о которых сказано выше. По этому в качестве Мп примем момент в точке b регуляторной ха рактеристики. В связи с неизбежными отклонениями при регу лировке изготовленных двигателей номинальные значения основных параметров, в том числе и мощности, как правило, не
совпадают |
в точке Ь. Следовательно, определяя запас |
крутяще |
||
го момента |
относительно |
его величины при |
номинальной или |
|
максимальной мощности, |
как рекомендуют |
стандарты, |
опреде |
лим не тот запас момента, который предусматривал конструктор, а какой-то другой, потому что указанные в стандартах значения мощности могут соответствовать произвольной точке характе ристики.
Некоторые двигатели оборудованы регулятором, который не дает резкого излома характеристики, и точку b на ней выделить невозможно. В этом случае значение М„ следует брать в точке регуляторной характеристики, соответствующей максимальной мощности двигателя, в пределах номинального скоростного ре
жима |
с учетом поля допуска на его отклонение. Например, |
если |
|
в паспорте на двигатель |
указано, что номинальная частота |
вра |
|
щения |
двигателя должна |
составлять 2000 ± 30 об/мин, то |
для |
расчета запаса крутящего момента нужно брать точку с макси мальной мощностью до 1970 об/мин.
2. Влияние колебаний нагрузки на показатели двигателя и трактора
Условия |
работы |
тракторного |
двигателя. |
Работа |
трактора |
|
в условиях |
сельскохозяйственного |
производства сопровождает |
||||
ся непрерывными колебаниями |
нагрузки. |
Процесс |
колебаний |
|||
близок к стационарному процессу, поэтому |
его можно считать |
|||||
установившимся. |
|
|
|
|
|
|
При отсутствии |
в трансмиссии |
демпфирующих |
устройств |
с непрозрачной характеристикой колебания нагрузки передаются на двигатель и вызывают изменение скорости вращения его ко ленчатого вала и скорости поступательного движения трактора, что влияет на производительность агрегата. Поддержание заданного скоростного режима работы двигателя в некоторых пределах осуществляется регулятором. Качество регулирования определяется не только параметрами регулятора, но и степенью совершенства всей системы автоматического регулирования (САР), правильным выбором отдельных параметров трактора, двигателя, орудия.
7