Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Анализ силовых схем привода колёс с помощью гот и задачи исследования 5
1.1. Общие положения 5
1.2. Обоснование целесообразности применения на автотранспортных средствах гидрообъёмных трансмиссий 6
1.3. Краткий обзор применения полнопоточных гидрообъемных трансмиссий на транспортных машинах и тенденций совершенствования их элементов 11
1.4. Краткий сравнительный анализ применения ГОТ и электрической трансмиссии на автомобилях высокой проходимости 15
1-5. Задачи исследования 19
Выводы к главе 1 20
Глава 2. Определение взаимосвязи между параметрами движения автомобиля и параметрами ГОТ 21
2.1. Определение параметров разгона автомобиля с ГОТ 21
2.1.1. Определение ускорений при разгоне автомобиля 21
2.1.2. Определение времени разгона 26
2.1.3. Путь разгона («S») 27
2.2. Общие положения 27
2.3. Взаимосвязь параметров движения автомобиля с параметрами автономных гидроконтуров ГОТ 32
2.4. Повышение КПД полнопоточной гидрообъемной трансмиссии за счет комбинированного способа регулирования гидромашин 35
2.5. Построение тяговой характеристики автомобиля с ГОТ 47
Выводы к главе 2 50
Глава 3. Основы выбора гидрокинематических схем гот для полноприводных автомобилей и методика проектирования ГОТ 51
3.1. Привод каждого из колес образован индивидуальным контуром «насос-гидромотор» 51
3.2. Полностью гидродифференциальный привод всех колес 52
3.3. Комбинированный гидродифференциальный привод колес 54
3.4. Схема ГОТ с индивидуальными бортовыми контурами и подводом мощности к колесам, объединенным бортовой механической блокированной связью 56
3.5. Гидродифференциальный привод колес, объединенных бортовой механической блокированной связью. 57
3.6. Анализ и построение систем силовых приводов автотранспортных средств (АТС) высокой проходимости с ГОТ. Гидрокинематические схемы. Рекомендации по выбору птимальных схем для перспективных АТС. 58
3.7. Примеры выполнения различных систем силовых приводов АТС высокой проходимости на основе их семи наиболее перспективных гидрокинематических схем, выбранных в результате проведённого анализа 60
3.8. Определение основных параметров ГОТ и подбор гидромашин 74
3.8.1. Основные сведения по конструктивному исполнению гидромашин различных типов и их параметрам 75
3.8.2. Выбор конкретного вида и типоразмера гидромоторов 87
3.8.3. Выбор конкретного вида и типоразмера насосов 90
3.8.4. Определение параметров двигателя 92
3.8.5. Методика определения полного (общего) КПД ГОТ полноприводного автомобиля в процессе работы 94
Выводы к главе 3 97
Глава 4. Особенности проектирования вспомога тельных систем гот и систем управления применительно к авп. перспективы их развития 98
4.1. Система подпитки 98
4.1.1. Выбор параметров насоса подпитки ГОТ 100
4.2. Система охлаждения 103
4.3. Предохранительная система 107
4.4. Система предпускового подогрева и термостатического регулирования температуры гидромашин 108
4.5. Система фильтрации рабочей жидкости 109
4.6. Система компенсации расширения рабочей жидкости 111
4.7. Система нульустановления 113
4.8. Система наката и стопорения транспортного средства 113
4.9. Система дублирования 114
4.10. Система демпфирования крутильных колебаний 115
4.11. Система контроля 115
4.12. Система автоматического управления ГОТ 115
4.12.1. Алгоритм системы автоматического управления регулируемым приводом колес по условию обеспечения максимальной силы тяги и минимального сопротивления движению 117
4.13. Конструктивное исполнение основных элементов, входящих в состав ГОТ 122
4.14. Перспективы развития ГОТ и ее элементов для транспортных машин 126
Выводы к главе 4 133
Глава 5. Практическая реализация методов построе-ения систем силовых приводов колёс атс с ГОТ на примере автомобиля 6X6 «Гидроход»-49061 134
5.1. Описание гидрокинематической схемы гидрообъемной трансмиссии АВП 6x6 «Гидроход»-49061 .(рис. 5.1). 136
5.2. Испытание АВП «Гидроход»-49061. 143
5.3. Некоторые итоги результатов испытаний «Гидроход»-49061 149
5.4. Повышение экологических показателей полноприводных автомобилей при применении бесступенчатых трансмиссий 151
Выводы к главе 5 152
Итоговое заключение 153
Общие выводы 155
Список использованной литературы 157
Приложения 165
- Обоснование целесообразности применения на автотранспортных средствах гидрообъёмных трансмиссий
- Взаимосвязь параметров движения автомобиля с параметрами автономных гидроконтуров ГОТ
- Схема ГОТ с индивидуальными бортовыми контурами и подводом мощности к колесам, объединенным бортовой механической блокированной связью
- Система предпускового подогрева и термостатического регулирования температуры гидромашин
Введение к работе
1.1. Общие положения
В настоящее время расширилось применение гидрообъёмных трансмиссий (ГОТ) для привода движителей различных автотранспортных средств (АТС), в основном полноприводных высокой проходимости и специальных - там, где преимущества ГОТ дают наибольший эффект. При этом выросло и разнообразие применяемых на них гидрокинематических схем, конструкций, типоразмеров гидромашин и гидроагрегатов, вспомогательных и обслуживающих систем и способов их соединения. Вместе с тем научно обоснованных методик выбора оптимальных (для конкретного АТС) конструктивно-силовых схем ГОТ, комплексного их расчета (тягово-динамического, гидроагрегатов, вспомогательных систем и др.) с полным учетом специфики работы АТС, особенно сложной на многоколесных машинах, а также определения наиболее приемлемых конструкций используемых агрегатов до сих пор недостаточно, что нередко приводит к не всегда оправданным техническим решениям и снижает показатели работы построенных АТС с ГОТ.
Поэтому целью данной работы является создание научной методики оптимального построения ГОТ для конкретных транспортных машин в комплексе, с учетом тягово-динамических требований к ним, требований к их проходимости, особенно по тяжелому бездорожью, требований к минимальному расходу топлива, требований к системам управления, к вспомогательным и обслуживающим системам. При этом используется опыт, в том числе и негативный, построения ГОТ различных отечественных АТС, позволяющий дать рекомендации по наивыгоднейшему выбору схем, гидроагрегатов и их параметров. Приводятся рекомендации, позволяющие максимально использовать все преимущества ГОТ и снизить влияние их неизбежных недостатков. В работе показана необходимость в развитых вспомогательных и обслуживающих системах ГОТ для обеспечения нормального ее функционирования в тяжелых дорожных и климатических условиях и, особенно, создания автоматической системы управления ГОТ, действующей по оптимальным законам регулирования.
Общие вопросы теории автомобиля, связанные с различными трансмиссиями, в том числе с бесступенчатыми отражены в трудах: Я.С. Агейкина, П.В. Аксёнова, И.В. Балабина, СВ. Бахмутова, Б.Н. Белоусова, Н.Ф. Бочарова, В.В. Ванцевич, А.Н. Вержбицкого, М.С. Высоцкого, Л.Л. Гинцбурга, О.И. Гируцкого, М.И. Грифа, В.Н. Добромирова, Ю.К. Есеновского, С.Н. Иванова, А.Л. Карунина, Г.О. Котиева, В.Н. Наумова, В.А. Петрушова, Ю.В. Пирковского, В.Ф. Платонова, И.А. Плиева, А.А. Полунгяна, В.В. Селифонова, Г.А. Смирнова, В.И. Соловьёва, М.П. Чистова, В.М. Шарипова, СБ. Шухмана, Н.Н. Яценко. Отечественную научно-теоретическую и техническую школу анализа, расчета, создания и исследования гидрообъёмных трансмиссий транспортных машин представляют: А.С. Антонов, О.М. Бабаев, В.П. Вержбицкий, К.И. Городецкий, Н.А. Ивановский, Д.Э. Кацнельсон, С.Ф. Комисарик, А.Н. Нарбут, В.А. Петров, К.А. Фрумкин, И.В. Фрумкис, Л.Б. Шапошник.
Отечественную научно-теоретическую и техническую школу анализа, расчета, создания и исследования объемных гидромашин и элементов гидроприводов, способных применяться в гидрообъёмных трансмиссиях, представляют: Т.М. Башта, О.В. Байбаков, В.А. Васильченко, Ф.Г.Ворончихин, А.С. Гельман, Т.Н. Гордон, Ю.А. Данилов, Ю.С. Демидов, В.В. Домогацкий, В.Я. Драницкий, А.А. Зеленков, Л.Н. Игнатов, М.Г. Кабаков, В.Ф. Казмиренко, Ю.Л. Кирилловский, Л.А. Кондаков, А.В. Кулагин, А.И. Мазырин, В.В. Мишке, Б.Б. Некрасов, P.M. Пасынков, Д.Н. Попов, В.Н. Прокофьев, С.С. Руднев, В.А. Саков, М.И. Смолина, Г.Н. Труханов, Ю.А. Целин.
За рубежом созданием объемных гидроприводов, гидрообъёмных трансмиссий и гидромашин для них последние годы активно занимались Бауэрз, Кенией, Кейт, Мортенсон, Нейшен, Сэдлер, Тома Д. (основоположник этих направлений), Уилсон В., Уоррен, Фезандье, Шартс, Шюттель Н., Эберт, Эрнст В., Фуллер Д., Шлоссер В., Гибсон В., Броун Г., Турнбулл.
Обоснование целесообразности применения на автотранспортных средствах гидрообъёмных трансмиссий
Современные полноприводные автомобили не могут быть признаны в достаточной мере совершенными из-за наличия ступенчатых коробок передач, раздаточных коробок и жесткой кинематической связи между колесами. Причины, по которым нельзя обойтись без коробок передач, очевидны: диапазон изменения сопротивления движению во много раз больше диапазона изменения крутящего момента двигателя. Переключение передач приводит к разрыву потока мощности и опасности срыва грунта колесами в момент включения передачи при движении по поверхностям с низкой несущей способностью.
Эффективность двигателя, как агрегата превращения скрытой химической энергии топлива в механическую работу, высока только на некоторых определенных режимах его работы, например, в режиме создания максимального крутящего момента и резко падает при отходе от них.
Ступенчатая трансмиссия, осуществляя жесткую связь двигателя с колесами, нагружает двигатель моментом, пропорциональным моменту дорожных сопротивлений, которые, в свою очередь, изменяются в широком диапазоне произвольно и независимо от водителя. В результате двигатель используется недостаточно эффективно и эксплуатационный расход топлива весьма велик. Все эти обстоятельства приводят к выводу о крайней желательности применения на полноприводных автомобилях бесступенчатых трансмиссий, особенно на многоколесных АТС, то есть там, где механические трансмиссии уже не способны эффективно и рационально решать задачи передачи и трансформации энергии от двигателя до движителей или рабочих органов.
К настоящему времени отработаны бесступенчатые трансмиссии для полноприводных автомобилей с необходимым для практики диапазоном регулирования передаточных отношений двух видов: электрические и гидрообъемные, в то время как механические фрикционные вариаторы (на легковых автомобилях) и гидромеханические трансмиссии не обеспечивают нужный диапазон бесступенчатого регулирования. Опыт применения на автомобилях электрических трансмиссий достаточно широко известен, а гидрообъёмным трансмиссиям применительно к автомобилям до настоящего времени уделяется незаслуженно мало внимания.
В мировой практике гидрообъёмные передачи, как технически более сложные, наукоемкие, более трудоемкие в производстве и, соответственно, имеющие большую себестоимость по сравнению с механическими передачами, нашли применение, в первую очередь, на тех машинах и транспортных средствах, где механические передачи уже не способны эффективно и рационально решать задачи подвода и трансформации по заданным законам мощности от двигателя к рабочим органам или движителям транспортных средств. К таким объектам относятся транспортно-технологические, лесотехнические и практически все строительно-дорожные машины - краны, экскаваторы, грейдеры, трубоукладчики, универсальные погрузчики и т.п. - с их разветвленной и дистанционной раздачей потоков мощности по различным рабочим органам с плавной, в большинстве случаев бесступенчатой регулировкой скорости и усилий перемещения с быстрым (в пределах 0,2...0,5 с) и бесступенчатым (переходящим через «ноль») реверсированием, с надежной и стабильной защитой от перегрузок, ударов и толчков, с хорошим позиционированием (жесткостью привода). В подавляющем большинстве случаев гидрообъёмные передачи применяются на этих объектах и для самопередвижения. Ниже под термином «трансмиссия» будем подразумевать совокупность механизмов и устройств (передач), обеспечивающих подвод мощности от двигателя к движителям транспортных средств.
Кроме того, гидрообъёмные трансмиссии применяются на сельскохозяйственных машинах: зерноуборочных и кормоуборочных комбайнах, сельскохозяйственных и промышленных колесных и гусеничных тракторах. При работе на полях за счет плавного, без разрывов потока мощности, приложения крутящего момента к колесам достигается лучшее сохранение почвы.
Гидрообъёмные трансмиссии подразделяются на полнопоточные, когда вся мощность двигателя передается гидравлическим путем, и двухпоточные гидрообъёмно-механические трансмиссии (ГОМТ) с дифференциалами на входе и выходе, где меньшая часть потока мощности (20...50%) передается гидравлическим путем, а остальная часть (обычно большая) - механическим путем.
Одним из главных преимуществ полнопоточной гидрообъёмной трансмиссии является возможность подведения раздельно-регулируемого (по любому закону) потока мощности индивидуально к каждому колесу или элементу движителя, независимо от его расстояния от питающей установки и положения в пространстве.
В ГОМТ гидравлическая часть привода выполняет функции регулятора частоты вращения и момента на выходном валу при постоянной мощности, подводимой к ведущему валу ГОМТ. Общий КПД ГОМТ больше общего КПД полнопоточной гидрообъёмной трансмиссии и достигает величины 0,9...0,93. Однако ГОМТ имеет конструктивное исполнение в виде единого агрегата с общим корпусом и с общим выходным валом, т.е. может осуществлять только групповой привод колес автомобиля высокой проходимости по существующим схемам привода механических трансмиссий (рис. 1.1), и может рассматриваться как замена ступенчатых КПП.
Взаимосвязь параметров движения автомобиля с параметрами автономных гидроконтуров ГОТ
Рассмотрим два параллельных гидроконтура, каждый из которых питается от отдельного насоса, которые приводятся во вращение от одного вала двигателя. Полагаем, что гидромоторы напрямую связаны с колесами, т.е. для упрощения изложения принимаем, что согласующие редуктора между гидромоторами и колесами отсутствуют (рис. 2.5). Силовой контур, образованный ветвями привода отдельных колес, замыкается через опорную поверхность. Если бы радиуса качения колес были постоянными, т.е. отсутствовала бы тангенциальная податливость шин и скольжение колес в контакте с грунтом, то даже малейшее различие в передаточных числах ветвей привода вело бы к «заклиниванию» трансмиссии и остановке движения. Однако при движении эластичного колеса, особенно по грунту, всегда имеют место сдвиговые деформации, оцениваемые коэффициентом скольжения (буксования), вследствие чего радиус качения колеса изменяется. Разумеется, что при этом изменяется касательная сила тяги в контакте колеса с грунтом, а, следовательно, должен изменяться и крутящий момент, подводимый к колесу. Таким образом, регулирование крутящих моментов в трансмиссии с индивидуальными гидроконтурами для каждого из колес осуществляется опосредствованно путем принудительного изменения частоты вращения колес.
В отличие от механического блокированного привода, где кинематическое согласование отдельных ветвей привода устанавливается при равенстве радиусов качения колес, в приводе ГОТ оно наблюдается при равенстве линейных скоростей движения колес и описывается соотношением: Рассмотрим такую постановку задачи. Пусть известны крутящий момент М, подводимый к насосам, и их частота вращения п, а также задано соотношение крутящих моментов на колесах К = Т7 - Кроме того, полагаем, что параметры качения колес гк0 Л ,Р/0 одинаковы. Требуется определить передаточные отношения гидроконтуров //, / 2 и силу тяги автомобиля Ра при скорости движения Уа . Очевидно, что: Проводя преобразования, получаем систему из двух уравнений, в которых неизвестными являются передаточные отношения гидроконтуров /; В явном виде эта система неразрешима и может быть решена численными методами. Более просто можно получить значение отношения _ Н передаточных чисел гидроконтуров а , Подставив его в уравнения Ч системы (2.60), после преобразований получим: Отсюда видно, что решающее влияние на соотношение передаточных отношений гидроконтуров, помимо задаваемого распределения крутящих моментов к, оказывает тангенциальная эластичность шин Л. Зная передаточные отношения гидроконтуров, по выражению (2.57) определяем крутящие моменты на колесах, после чего по зависимости (2.52) находим продольные силы тяги на колесах. Сила тяги автомобиля будет равна: От распределения крутящих моментов на колесах зависит величина потерь мощности на движение автомобиля и максимальная сила тяги, которая может быть реализована в текущих условиях движения. Согласно работе [117], оптимальное соотношение крутящих моментов должно удовлетворять следующей зависимости: При числе автономных гидроконтуров большем, чем два, задача определения силы тяги автомобиля и передаточных отношений гидроконтуров решается аналогичным образом. Два параллельных гидроконтура можно рассматривать как один условный гидроконтур, создающий на выходном валу крутящий момент, равный сумме крутящих моментов реальных гидроконтуров, с передаточным отношением і уел, равным: Как вытекает из вышеизложенного, одно и то же передаточное отношение гидроконтура может быть достигнуто при различных значениях рабочего объема насоса и гидромотора, что повлияет лишь на величину перепада давления в магистралях и, соответственно, на общий КПД гидрообъемной передачи.
Схема ГОТ с индивидуальными бортовыми контурами и подводом мощности к колесам, объединенным бортовой механической блокированной связью
Стремление уменьшить количество гидромашин, особенно на автомобилях с большим числом осей, привело к разработке гидрокинематических схем ГОТ для случая, когда все колеса каждого борта автомобиля объединены механической блокированной связью (рис. 3.6).
В этом случае не идет речи, разумеется, о возможности регулирования крутящих моментов по колесам. Остается только лишь возможность межбортового перераспределения мощности. Такие схемы ГОТ не позволяют избавиться от недостатка, присущего механическим трансмиссиям с бортовым подводом мощности, заключающегося в возможности возникновения межколёсной циркуляции мощности в пределах одного борта, особенно при криволинейном движении автомобиля.
Применение схемы ГОТ с индивидуальными бортовыми контурами особенно эффективно на автомобилях с бортовым способом поворота, где ГОТ одновременно играет роль бесступенчатой трансмиссии и бесступенчатого механизма поворота, имеющего множество жестко фиксированных радиусов поворота (вплоть до разворота на месте вокруг центра тяжести), что повышает маневренность автомобиля. При управляемых колесах такая схема ГОТ также эффективна, поскольку за счет перераспределения сил тяги по бортам может повысить проходимость автомобиля и, кроме того, придать ему свойства как избыточной, так и недостаточной поворачиваемости. Путем установки клапанов между соответствующими магистралями гидроконтура могут закольцовываться в единую гидросистему, образуя бортовой гидродифференциальный привод.
При этой схеме ГОТ бортовые гидромоторы объединены общей гидромагистралью, что, как указывалось выше, создает аналог механического дифференциала, обладающего важным свойством: возможностью регулировать распределение моментов по бортам.
Такая схема весьма эффективна применительно к автомобилям с поворотными колесами. Возможность регулировки крутящих моментов по бортам позволяет, как указано выше, не только повысить проходимость, но и влиять на маневренные качества автомобиля, создавая эффект избыточной или недостаточной поворачиваемости. При неповоротных колесах автомобиль за счет этого сохраняет маневренность, но зависимость радиуса поворота автомобиля от разницы в сопротивлениях движению разных бортов делает величину этого радиуса нестабильной. Это ухудшение управляемости не позволяет рекомендовать такую схему ГОТ для многоосных полноприводных автомобилей с неповоротными колесами.
Рассмотренными основными типами гидрокинематических схем ГОТ, разумеется, не исчерпывается все их многообразие, образуемое комбинациями этих основных типов в сочетании с блокированным и дифференциальным механическим приводом. Такие схемы являются компромиссом между требованиями, предъявляемые к автомобилю в соответствии с предполагаемыми условиями его эксплуатации, и свойствами ГОТ с ее достоинствами и недостатками.
ГОТ для многоколёсных полноприводных автомобилей высокой проходимости создается для максимального использования на них силового привода к каждому колесу с индивидуальной бесступенчатой регулировкой передаточных отношений по любому закону регулирования. При этом уменьшаются потери мощности, снижается удельный (на единицу работы) расход топлива за счёт рационального нагружения двигателя; повышается проходимость за счёт подвода требуемого крутящего момента к каждому колесу и ограничения (вплоть до полной ликвидации) раздельного буксования колёс; повышения общего КПД ГОТ за счёт рационального регулирования подвода мощности к каждому колесу.
При построении систем силовых приводов ГОТ и их гидрокинематических схем, что обычно предшествует их расчёту, необходимо, как и при создании других видов трансмиссий, полностью учитывать специфику работы полноприводных АТС. К этим требованиям применительно в первую очередь к автомобилям высокой проходимости относятся: а) Максимальная реализация сцепных возможностей движителя на грунтах со слабой несущей способностью; б) Возможность преодоления профильных препятствий (уступов, канав, подъёмов, бугров и др.); в) Возможность исключить или максимально уменьшить циркуляцию мощности между ведущими колёсами, особенно при движении по твёрдой поверхности; г) Возможность обеспечить требуемую маневренность АТС (поворот с заданным минимальным радиусом), особенно на грунтах со слабой несущей способностью; д) возможность эффективного штатного торможения (служебного и стояночного) в условиях загрязнённой среды; е) Возможность длительного торможения двигателем; ж) Возможность движения накатом и буксировки АТС с отключением трансмиссии; з) Наличие сервоусилителей всех органов управления; и) наличие блокировок, в случае необходимости в силовых приводах (дифференциалов, межколёсных связей и др.); к) Организация централизованной системы накачки шин с полуавтоматическим управлением; л) Возможность независимых отборов мощности от двигателя для привода вспомогательных систем, повышающих проходимость и степень использования АТС (лебёдок, водяных винтов, водомётов, кантователей, кранов и др.); м) Наличие компактных силовых блоков ГОТ, располагаемых на раме АТС так, чтобы освободить максимальную площадь для размещения полезных грузов. Научно обоснованные общие требования к ГОТ любого АТС выработаны на основе анализа теоретических и экспериментальных исследований: а) Полная «гибкая» автоматизация управления ГОТ по оптимальным законам («интеллектуальное» регулирование) от бортовой ЭВМ; б) Полная автоматизация работы всех необходимых вспомогательных систем ГОТ (охлаждения, фильтрации, управления, гидроавтоматики, «нейтрали» и др.). Обслуживание - смена фильтроэлементов (по состоянию) и смена рабочей жидкости (приблизительно через 2000 м/ч); в) Управление основными гидромашинами электропропорциональное; г) Гидросистема - закрытая, с давлением подпитки во всасывающих магистралях не менее 1,5 МПа; д) Рабочая жидкость - всесезонная. Вязкость при температуре + 50С не менее 22 ест; е) Проточная система охлаждения корпусов основных гидромашин (через перекидной и подпорный клапаны); ж) Наличие на двигателе непостоянно-замкнутой муфты сцепления с негативным управлением; з) Отдельно от двигателя установленные насосные станции (насосы с раздаточно-согласующими редукторами), связанные с двигателем карданным валом; и) Жёсткая установка на раме гидромоторов с подводом мощности к колёсам через понижающие редукторы (желательно 2-ступенчатые) и карданные валы. Применение мотор-колёс, в т.ч. с высокомоментными гидромоторами (соответственно нерегулируемыми) на полноприводных АТС с подрессоренными поворотными колёсами исключается; к) Наличие аксиально-поршневых регулируемых гидромоторов с максимальным углом наклона блока цилиндров уотах - не менее 25, желательно с нулевым минимальным рабочим объемом (для возможности «запереть» свою магистраль). Диапазон изменения угла наклона блока цилиндров при у = 0.. .5 - нерабочий. Управление - негативное; л) Наличие клапанов кольцевания для придания ГОТ, в случае необходимости, свойств полного гидравлического дифференциала; м) Наличие муфт отключения гидромоторов с негативным управлением; н) Наличие режима наката (гидравлической «нейтрали»). В качестве клапанов «нейтрали» используются предохранительные клапаны непрямого действия, управляемые нормально-открытыми электрозолотниками. Режим наката включается: клавишей на щитке приборов, при полном сбросе педали акселератора, при нажатии на педаль служебного торможения, при включении стояночного тормоза; о) Отсутствие в главных магистралях золотниковых распределителей (реверса, нейтрали и др.) как склонных к ненадежной работе; п) Возможность торможения двигателем с использованием обратимости применяемых гидромашин. Применение для торможения дросселирования рабочей жидкости в магистралях исключается; р) Не допускается упрощение гидросистемы ГОТ за счет исключения каких-либо вспомогательных систем (из числа обязательных), что приводит к потере работоспособности ГОТ;
Система предпускового подогрева и термостатического регулирования температуры гидромашин
Система предпускового подогрева необходима потому, что холодный запуск гидромашин, при температурах около - 40" "50С, может вызвать кавитационные явления в гидроагрегатах со всеми их опасными последствиями (гидравлическая эрозия, износ, поломки и т.п.). В гидросистемах обычно применяют специальные маловязкие рабочие жидкости (МГЕ-10А, АМГ-10 и др.) на легкой основе со значительным количеством загущающих присадок (до 6-8% у МГЕ-10 А). Они имеют недостаточную вязкость и смазывающие свойства при нормальных и повышенных (до 90-120С) температурах, которые имеют место в двигательных отсеках, а также недостаточную работоспособность из-за деструкции (разрушения) загущающих присадок и последующего значительного падения вязкости жидкости. Все это может резко увеличить утечки и износ гидроагрегатов.
Применение гидравлических масел повышенной работоспособности (например, МГЕ-12Б) с более тяжелой основой и малым содержанием загущающих присадок (до 2%), почти не подверженных деструкции и изменению вязкостных характеристик с более высокой температурой вспышки, ограничивается трудностями их использования при низких отрицательных температурах (вязкость масла МГЕ-12Б V 0 = 4000 ест; температура застывания - 62С). Поэтому при температурах окружающей среды ниже - 20-25 С целесообразно обеспечить предпусковой подогрев (аналогично подогреву двигателя) основных и вспомогательных гидромашин, а также рабочей жидкости в компенсационном баке гидросистемы.
В процессе работы ГОТ желательно предусмотреть температурную стабилизацию рабочей жидкости на оптимальном уровне (+50+70С) независимо от режимов работы гидромашин, их степени износа, температуры окружающей среды и т.д. Термостабилизация гидравлической системы на рабочих режимах может производиться автоматическим регулированием расхода охлаждающей жидкости через корпус каждой гидромашины в зависимости от ее температурного состояния (например, с помощью индивидуальных дроссельных клапанов - термостатов при параллельном подключении машин к системе охлаждения) и регулированием эффективности теплообменников. Для этой же цели, а также для ускорения подогрева рабочей жидкости при холодном запуске целесообразно разместить внутри компенсационного (расходного) бака гидросистемы теплообменник, связанный на время прогрева с системой охлаждения двигателя, который прогревается до примерно такой же стабильной температуры (+75...+85 С) гораздо быстрее.
Во всех гидросистемах трансмиссий самоходных машин обязательна фильтрация рабочей жидкости. Постоянная необходимость в ней вызывается выделением в процессе работы продуктов износа металлов, разложения резины, смол и нерастворимых осадков, попаданием в гидросистему внешних загрязнений, а также циркуляцией в гидравлических клапанах частиц, оставшихся после механической обработки, несмотря на тщательную промывку. Эти соображения заставляют ставить фильтры тонкой очистки перед подпитывающими клапанами магистралей (после насоса подпитки) или (редко) перед самим насосом (после гидробака). Желательна установка фильтра перед теплообменником, в линии подачи жидкости, имеющей максимальную температуру. В любом случае перед насосом подпитки на выходе из гидробака ставится предварительный фильтр глубокой очистки.
В основных магистралях полнопоточные фильтры не устанавливаются, так как технически затруднительно создать малогабаритную и легкую фильтроустановку, рассчитанную на пропуск большого расхода (до 200...250л/мин) при тонкости фильтрации 15...20 мкм и при максимальном давлении свыше 32 МПа. Применение же центробежных очистителей затруднено высокими давлениями в магистралях и связанными с этим трудностями уплотнения вращающегося с большой скоростью (до 25...30тыс.об/мин.) ротора, чаще всего требующего для этого постороннего подвода мощности, и значительными габаритами подобных центрифуг. Поэтому обычно производится только тщательная технологическая очистка и промывка магистральных трубопроводов перед сборкой и всей гидросистемы в сборе через стационарные фильтроэлементы тонкой очистки, а в гидросистеме ограничиваются установкой только магнитных ловушек и центробежных грязесборников (например, гидроциклонов).
Класс чистоты рабочей жидкости должен быть 10... 13. Предварительный фильтр на выходе из гидробака обычно представляет из себя несъемную и необслуживаемую сетчатую конструкцию с тонкостью фильтрации 40...80 мкм. Фирма «Сандстренд» и ее лицензиаты в Германии, Словакии, РФ, чьи насосы часто используются в ГОТ, устанавливают свой фильтр тонкой очистки (10 мкм) на линии всасывания в насос подпитки. Это вызвано необходимостью обеспечения надежной, без задиров, работы данного аксиально-плунжерного насоса с наклонным диском и гидростатическими башмаками при высоких давлениях, при которых зазоры в парах трения составляют всего 4...9 мкм, причем имеют место большие скорости скольжения. Указанный фильтр не имеет перепускного (вакуумного) клапана, однако он снабжен вакуумметром, по показаниям которого необходимо контролировать состояние фильтра и определить момент его замены. По мнению фирмы, засорение данного фильтра и связанного с этим увеличение разрежения на всасывании выше допустимого предела вызывает кавитацию и «голодание» насоса подпитки и соответственно падение давления управления, что в конечном итоге, возвращает (с помощью нульустановителей) наклонные шайбы основных насосов в нулевое положение.
