Введение к работе
Актуальность темы диссертации. Несмотря на достигнутый технический уровень еще остаются резервы дальнейшего совершенствования эксплуатациошшх показателей тракторов, в частности таких важных, как производительность и топливная экономичность. Для повышения производительности следует стремиться более полно использовать мощность дизеля а экономичность достигается выбором соответствующей области режима его работы.
Управлять данным процессом в общем случае возможно путем изменения крутящего момента дизеля, т.е. силы тяги трактора. Последняя представляет собой величину изменяющуюся по времени в зависимости от разных причин. Диапазон частот колебаний силы тяги достаточно велик и зависит от природы их возбуждения. Колебания, возникающие от неровностей почвы, ее переменной структуры или например при работе трактора поперек борозд могут отрабатываться дизелем, точнее за счет автоматической приспособляемости к изменению крутящего момента.
При работе трактора на пересеченной, холмистой местности колебания силы тяги могут в большинстве случаев отрабатываться преимущественно за счет изменения передаточного числа трансмиссии. Например можно достаточно точно установить, что колебания силы тяги не превысят ±15%, если угол наклона поля не превысит 2,5 градусов.
Поэтому требуется соответствующий подбор показателей дизеля и трансмиссии трактора.
Подтверждение тому содержат многочисленные официальные протоколы испытаний, проводившихся в течение десятков лет специальной испытательной
лабораторией при техническом университете штата Небраска в США.
Согласование двигателя и трансмиссии трактора основывается на классических трудах основоположников теории трактора профессоров Е.Д. Львова, Д.К. Карельских, М.К. Кристи, Д.А. Чудакова, Е.А. Чудакова, И.Б. Барского, В.М. Шарипова, В.Н. Болтинского, Г.М.Кутькова, В.В. Гуськова, А.Д. Крюкова, М.А. Крейниса, В.Н. Прокофьева, В.Э. Малаховского, А.А. Крейслера, И.И. Трепененкова и др.
, Наиболее значимы для рассматриваемой темы труды академика В.Н. Болтинского, д.т.н., проф. Г.М. Кутькова и др. (школа ВАСХНИЛ), СИ. Дорменева, А.П. Банника, Ю.Б. Маргулиса, Ю.В. Гинзбурга и др.(школа НАГИ).
Однако, использование некоторых устоявшихся понятий традиционной теории, не позволило придти к заключению о целесообразности полноценного использования корректорного участка характеристики, изначальное назначение которого состояло в защите дизеля от заглохания.
Цель диссертации, таким образом, состоит в изучении рабочего процесса взаимодействия ДПМ и многоступенчатых трансмиссий трактора, на основе которого формируются рабочие скорости и разрабатываются рациональные кинематические схемы, а также контролировать относительные скорости элементов различных устройств, например дисков фрикционных гидроподжимных муфт и более информативно представлять скоростные ряды системой матриц, в которой отражаются отношения, как смежных скоростей, так и скоростей смежных диапазонов.
Научная новизна диссертации.
1. Разработан метод согласования крутящего момента двигателя с трансмиссией сельскохозяйственного трактора, который устанавливает такие показатели в совокупности этих агрегатов, при которых обеспечивается автоматическое изменение скорости движения в пределах корректорной характеристики в зависимости от колебаний нагрузки. Метод заключается в определении соответствия коэффициента приспосабливаемости ДПМ отношению смежных скоростей рабочего диапазона (коэффициенту геометрической прогрессии ряда рабочих скоростей), а также определении рабочего режима на скоростной характеристике ДПМ в зоне между номинальным режимом и режимом наибольшего крутящего момента.
ного зацепления. Метод применим для некоторых типовых кинематических комбинаций шестерен, входящих в состав более сложных вариантов.
3. Выполнено матричное описание геометрических профессий рядов скоростей сельскохозяйственных тракторов с относительными передаточныхми числами для различных значений коэффициентов прогрессий и различных перепадов между последовательно соединенными составными коробками передач и коробками диапазонов.
Задачи решенные в диссертации.
1. Разработана модель функциональных областей корректорной характеристики
ДПМ.
Обследована взаимосвязь диапазона и количества рабочих скоростей и соответствующих коэффициентов геометрических прогрессий их скоростных рядов.
Проанализированы реальные характеристики ДПМ, пути снижения расхода топлива при недогрузках тракторов за счет применения многоступенчатых трансмиссий.
Предложен способ информативного представления и формирования многочленных радов рабочих скоростей сельскохозяйственных тракторов и кинематическая схема многоступенчатой КП.
Характеристика методов исследования основывается на фундаментальных положениях теории трактора, методах инженерного и математического анализа реальных скоростных характеристик ДПМ и тяговых характеристик колесных и резиногусеничных тракторов.
Достоверность и обоснованность результатов, выводов и заключений диссертационной работы подтверждены совпадением разработанной логически обоснованной модели скоростных характеристик ДПМ с достаточно большим количеством проанализированных официальных характеристик и некоторых данных тяговых характеристик энергонасыщенных колесных и резиногусеничных тракторов, а также надежной матричной формой представления многочленных скоростных рядов.
Перечень новых научных результатов, выносимых на защиту диссертации.
Метод согласования показателей ДПМ и трансмиссий.
Теоретическая модель и рабочий режим на корректорной характеристике ДПМ.
Возможность автоматического регулирования скорости трактора в пределах, регламентированных корректорной характеристикой в зависимости от силовой нагрузки.
Типовые кинематические комбинации схем соединения шестерен в КП тракторов и коэффициенты для расчета относительных скоростей скольжения деталей в выключенных фрикционных муфтах.
Обобщенная матричная форма представления относительных передаточных чисел многоступенчатых трансмиссий тракторов.
6. Способ формирования скоростей и .кинематических схем трансмиссий тракторов.
Характеристика практической ценности и полезности диссертации. Результаты
диссертации позволяют целенаправленно разрабатывать современные моторно-трансмиссионные установки сельскохозяйственных тракторов, обеспечивающие более полное использование КПД дизельных двигателей при автоматическом регулировании скорости при колебаниях силы тяги (без изменения передаточного числа трансмиссии) и перспективные направлеїшя совершенствования данных узлов. Кроме того, результаты диссертации полезны для совершенствования вопросов соответствующей теории и процесса обучения специалистов.
Сведения об апробации результатов диссертации.
Основное содержание диссертации было доложено и обсуждено на:
- НТС ОАО НАТИ в ноябре 2008г.
Международном научном симпозиуме "Автотракторостроение - 2009".
кафедре "Тракторы" МГТУ МАМИ в ноябре 2008г.
кафедре "Автомобили и тракторы" Московского государственного агроуниверситета им. Горячкина В.П. в феврале 2009г.
кафедре "Автомобили и тракторы" Чебоксарского политехнического института Московского государственного открытого университета в марте 2009г. Публикации
По теме диссертации опубликовано четыре статьи и получено положительное решение «Роспатента» о выдаче патента, при этом три статьи опубликованы в изданиях, рекомендованных ВАК РФ. Объем и структура работы.
Диссертационная работа состоит из введения, пяти глав, основных выводов, библиографического списка использованной литературы и приложений. Общий объем работы составляет 168стр.,включая 33 рисунка и 19 таблиц, список литературы-58 наименований. содержание диссертации.
