Файл: Барский И.Б. Динамика трактора.pdf

Скачать файл
Заказать решение

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 11.04.2024

Просмотров: 191

Скачиваний: 4

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

преимуществ, но наряду с этим применение гидротрансформато­ ра повышает стоимость, усложняет конструкцию трактора, сни­ жает к. п. д. трансмиссии, увеличивает погектарный расход топ­ лива.

Ввиду того, что в настоящее время пока нет исследований, которые позволили бы по всему комплексу вопросов четко уста­ новить преобладающее значение преимуществ или недостатков трактора с гидротрансформатором, целесообразность его приме-

Ыт,л.с.

Рис. 66. Совмещение

ха­

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

рактеристик двигателя

и

Рис. 67. Характеристика

мощности на валу тур-

гидротрансформатора

 

 

бинного колеса

гидротрансформатора:

 

 

 

 

 

/ — при

совмещении

максимума

к. п. д .

гидротранс­

 

 

 

 

форматора

с точкой

Ь регуляторной

характеристики

 

 

 

 

(см. рис.

66)

и

при настройке

двигателя

 

по

з а п а с у

 

 

 

 

кр' ^ — П

Р И

с о

в м

е Щ е н и и

характеристик

двигателя и

Н е Н И Я И З

С е Л Ь С К О Х О З Я Й -

 

гидротрансформатора

таким

о б р а з о м ,

что

двигатель

P T R P H H H V

Т П Я К Т П П Я У

пг

 

Работает

 

только

на

корректорной

ветви;

3

-

при н а -

с ю с н п ы л

i ( j d f t . i u p c i A

U L -

стройке двигателя

и

совмещении

характеристик дви -

Т а е Т С Я П П О б л е м а т И Ч Н О Й

 

гателя

и

 

гидротрансформатора

в

 

соответствии

*

 

'

с

рис. 66

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Одним из решаю­ щих и общепризнанных

недостатков гидротрансформатора является то, что 9—10% мощ­ ности, передаваемой через гидротрансформатор, теряются в нем. Эти потери могут быть возмещены повышением тягово-динами- ческих показателей трактора при работе с установившейся на­ грузкой.

На рис. 66 изображена регуляторная характеристика двига­ теля с корректором (сплошная линия) и без корректора (штри­ ховая линия), из которой видно, что заштрихованная площадь соответствует недоиспользуемой (за счет настройки двигателя) мощности. Применение гидротрансформатора позволяет рабо­ тать без корректора с характеристикой двигателя, указанной на рис. 64 штриховой линией, и использовать часть этой площади. При этом совмещение характеристики гидротрансформатора с регуляторной характеристикой двигателя должно быть таким,, чтобы кривая момента, соответствующая максимальному значе­ нию К, проходила через точку а регуляторной характеристики. Такая настройка двигателя и совмещение характеристик гидро-

Ш

трансформатора и двигателя позволяют получить прирост тяго­ вой мощности примерно 5%, что видно из графика на рис. 67, где изображены кривые тяговой мощности (без учета потерь на бук­ сование и перекатывание) для различных вариантов совмещения характеристики и настройки двигателя.

Если учесть, что при работе на линейном участке регулятор­ ной характеристики kv = 1, а не 0,75—0,94 (см. табл. 10), то суммарный прирост тяговой мощности трактора с гидротранс­ форматором может составить 10% и более, за счет чего потери в гидротрансформаторе будут компенсированы или даже пере­ крыты.

Повышенный расход топлива при этом сохранится, так как прирост тяговой мощности получен за счет лучшего использова­ ния возможностей двигателя, а не за счет устранения потерь в гидротрансформаторе, которые являются причиной повышен­ ного расхода топлива.

Рассмотрим динамические качества гидротрансформатора НАТИ, предназначенного для тракторов класса 3,0 тс. Для этого проанализируем зависимости, построенные на основе амплитуд­ но-частотных характеристик, снятых на электронной модели.

Характеристика гидротрансформатора, представленная на рис. 68, дает представление о его демпфирующих свойствах и изменении этих свойств в зависимости от прозрачности П. Из рис. 68 видно, что прозрачность гидротрансформатора влияет не столько на амплитуду колебаний частоты вращения вала на­ сосного колеса (особенно при частотах колебаний свыше 4 Гц), сколько на амплитуду колебаний вала турбинного колеса. График этой зависимости для Дсот идет особенно круто на том участке характеристики, в диапазоне которого находится прозрачность гидротрансформаторов сельскохозяйственных тракторов. Кроме того, значение Ашт значительно превышает значение Асон- Физи­ ческий смысл этого явления заключается в том, что повышение или понижение момента сопротивления на валу турбинного ко­ леса не сопровождается повышением или понижением движу­ щего момента гидротрансформатора, как, например, это имеет место у двигателя при увеличении или уменьшении цикловой подачи топлива. Поэтому равномерное вращение вала насосного колеса и постоянная величина момента сопротивления на нем достигаются за счет большой неравномерности вращения вала турбинного колеса. При этом по мере уменьшения прозрачности гидротрансформатора амплитуда колебаний частоты вращения вала турбинного колеса увеличивается при одном и том же воз­ мущении.

Приведенная на рис. 68 характеристика

снята

с

учетом

только момента

инерции

вращающихся

деталей

гидротран­

сформатора и

жидкости,

и

поэтому

Ао)т

лостигает

высо­

ких значений. При

работе

гидротрансформатора на

тракторе

колебания частоты

вращения

вала турбины

гасятся

силами

112

инерции поступательного движения агрегата и другими, вслед­ ствие чего амплитуды колебаний имеют более низкие значения. Тем не менее трактор с гидротрансформатором должен подвер­ гаться динамическому расчету на неравномерность поступатель­ ного движения, так как при больших колебаниях нагрузки неравномерность скорости движения может достигать сущест­ венной величины. При этом может и не быть потери средней скорости движения, однако повышенные колебания в системе отрицательно скажутся на условиях работы деталей, а КОЛеба-

ЛУ

1,0

1,2

1,4

1,6

1,8

2,0

2,2

2,4

2,6

2,8

3,0

3,2

П

Рис. 68. Влияние прозрачности гидротрансформатора на колебания

частоты вращения насосного и турбинного колес

 

 

 

 

ния скорости

трактора

приведут

к

ухудшению

условий

труда

тракториста и качества технологического процесса, выполняемо­ го агрегатом.

На электронной модели проведено исследование влияния колебаний вала турбинного колеса на среднюю скорость его вра­ щения. Коэффициент kv получен равным 1, что можно объяснить практически линейной зависимостью между М т и шт в рабочем диапазоне.

Применение гидротрансформатора улучшает разгонные ка­ чества трактора. Однако важное значение при этом имеют на­ чальные условия трогания. Так, по данным, приведенным в рабо­ те [13], при трогании на максимальной частоте вращения холосто­ го хода трактора с гидротрансформатором при различных темпах включения муфты сцепления максимальный момент на первич­

ном валу коробки

передач снижается лишь на 5—10% по срав­

нению с максимальным моментом при механической

трансмис­

сии. Значение

пжт1п

при этих

условиях составляет

700 об/мин

для трактора

с механической

трансмиссией и 1500

об/мин для

трактора с гидротрансформатором.

8 Зак. 830

И З

Наилучшими условиями разгона следует считать трогание при минимальной частоте вращения вала двигателя. В этом слу­ чае динамические нагрузки в трансмиссии снижаются в 1,5—2,3 раза в зависимости от передачи, на которой выполняется разгон, а общая продолжительность разгона увеличивается на 5—20%.

Трогание при минимальной частоте вращения вала двигателя сопровождается работой гидротрансформатора в «стоповом» режиме. Это значит, что при включенной муфте сцепления и ра­ ботающем двигателе трактор остается неподвижным, так как момент на валу турбинного колеса недостаточен, чтобы переме­ щать трактор. По мере увеличения цикловой подачи топлива и частоты вращения коленчатого вала двигателя трактор трогает­ ся с места и разгоняется.

Демпфирующие свойства гидротрансформатора и гидромуф­ ты, а также тягово-динамические свойства трактора с этими устройствами практически равноценны при работе его с устано­

вившейся нагрузкой. Известно также,

что гидромуфта

значи­

тельно проще по устройству,

чем гидротрансформатор, а

потери

в ней не превышают 2—3%.

Поэтому,

учитывая

непрерывное

нарастание интенсивности динамических

процессов

в тракторах,

гидромуфту следует рассматривать как одно из эффективных средств улучшения динамических качеств трактора, особенно перспективных в том случае, когда бесступенчатое изменение передаточного отношения, свойственное трансмиссии с гидро­ трансформатором, не является решающим.

6. Начальные условия движения

Начальная угловая скорость коленчатого вала двигателя.

Исследование влияния начальной угловой скорости коленчатого вала на разгон проводилось в полевых условиях и на электрон­ ных моделях.

Полевые опыты проводились при пахоте, севе и дисковании вспаханного поля. Загрузка двигателя при выходе на установив­ шийся режим составляла 75—100%) по крутящему моменту, а расчетная скорость движения трактора 6,2—12 км/ч. Посколь­ ку трактор не был оборудован специальным устройством для обеспечения одинакового темпа включения муфты сцепления, темп включения муфты в различных опытах различался. Трога­ ние осуществлялось при следующих частотах вращения колен­ чатого вала двигателя: 1850, 1700, 1600, 1500, 1300 и 1250 об/мин. Опыты проводились при установке на тракторе двигателя с тур-

бонаддувом и со свободным

впуском.

 

 

 

Анализ осциллограмм (рис. 69, а — в)

трогания

и

разгона

показал, что при снижении

начальной

частоты

вращения до

1250—1500 об/мин максимальный момент, передаваемый

муфтой

сцепления, на обоих двигателях снижается на 10—15%, а и д т 1 п 114

и х — на 40 и 30%

соответственно. При этом значение п л

т

п до­

стигало иногда 600 об/мин, и двигатель не останавливался.

 

Опыты на электронных моделях проводили при таких же ус­

ловиях,

как

и натурные

опыты.

Результаты

моделирования

В, кг/ч МФ,кгс-м

 

 

 

 

 

 

 

 

 

_ JJ,1/C h,MM

600

- 1Z0

 

 

h

 

 

 

 

 

 

 

 

iw

-

20

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

15

 

 

 

 

 

a

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

400

-

80

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

160 -

10

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

-

5

ZOO

-

w

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

80

-

0

0

-

0

 

CJ2

 

 

 

 

 

 

 

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

600

г

120

 

 

 

h

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ZO

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

—

-I

15

 

 

 

 

 

 

a

 

 

 

 

 

 

wo

-

80

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

160

- 10

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

-

5

zoo

-

40

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

80

-

0

 

 

 

 

\

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

-

0

 

CJ2

 

 

 

 

 

 

 

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

600

г

120

 

 

h

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

20

 

 

 

(J,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

15

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

wo

-

80

 

 

 

a

 

 

 

 

 

 

 

160

- 10

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

zoo

-

to

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

80

-

0

 

 

 

 

Cj2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

 

0

0,5

1,0

1,5

2,0

1,5

3,0

3,5

4,0

4,5

5,0

5,5

t,c

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6)

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис. 69. Влияние начальной частоты вращения коленчатого вала на пока­ затели разгона агрегата при дисковании вспаханного поля на X I I передаче (натурный опыт):

1750 об/мин; б 1500 об/мин; в 1250 об/мин

(рис. 70)

близки

к результатам,

полученным при полевых опы­

тах. Так,

при начальной угловой

скорости

коленчатого

вала,

равной 0,75—0,8

максимального

значения,

нагрузка на

транс­

миссию снижается на 15—20%, значение х уменьшается на 35— 40%, но минимальная угловая скорость coim in также падает.

По данным полевых опытов и моделирования трогание и раз­ гон агрегатов, составленных на основе трактора класса 3,0 тс и работающих на скоростях до 12 км/ч, осуществляются без оста­

новки двигателя при начальной частоте

вращения коленчатого

8*

115

Смотрите также файлы