Содержание к диссертации
Введение
1. Основные тенденций развития сельскохозяйственных тракторов и методы анализа силовых передач.постановка задач исследования
1.1. Основные тенденции в развитии сельскохозяйственных тракторов
1.2. Основные тенденции в развитии силовых передач сельскохозяйственных тракторов 13
1.3. Существующие методы анализа свойств силовых передач 21
1.3.1. Методы сравнительных исследований силовых передач 21
1.3.2. Методу исследования совместной работы силовой передачи и теплового двигателя 24
1.3.3. Методы анализа динамических систем 30
1.4. Постановка задач исследования 39
2. Режимы работы сельскохозяйственных тракторов и защитные свойства силовых передач 43
2.1. Нагрузка на силовую передачу при установившемся движении трактора 43
2.2. Момент сопротивления на валу тракторного двигателя 47
2.3. Энергетические потери при работе трактора с неустановившейся нагрузкой 51
2.4. Работа трактора при длительных возрастаниях нагрузки 53
2.5. Защитные свойства силовых передач 54
3. Обобщенная методика анализа нагружающих свойств силовой передачи 63
3.1. Постановка задачи 63
3.2. Силовая передача как четырехполюсник 64
3.3. Методика определения нагружающих свойств гидростатических силовых передач 67
3.4. Определение нагружающих свойств электрических силовых передач 74
3.5. Сравнительный анализ нагружающих свойств электрических, гидростатических,гидродинамических силовых передач 81
4. Обобщенная методика анализа фильтрующих свойств силовых передач 86
4.1. Постановка задачи 86
4.2. Обобщенные методы определения параметров эквивалентных схем замещения 92
4.2.1. Определение параметров демпфирующих элементов.. 92
4.2.2. Определение параметров квазиупругих связей в механизмах 94
4.2.3. Определение моментов инерции элементов силовой передачи тракторов 103
4.2.3.1. Определение критериев подобия по методу размерностей 106
4.3. Элементы моторно-трансмиссионной установки как динамические звенья 108
4.3.1. Двигатель внутреннего сгорания 108
4.3.2. Электрическая машина НО
4.3.3. Гидростатическая машина 117
4.3.4. Гидродинамическая машина 120
4.4. Методика формирования эквивалентной схемы замещения моторно-трансмиссионной установки трактора . 124
4.5. Определение фильтрующих свойств МТУ трактора . 133
4.6. Сравнительный анализ амплитудно-частотных характеристик МТУ тракторов ТТ-4МГ, ДЭТ-250, Т-І30 с ШТ.. 138
5. Экспериментальные исследования фильтрующих свойств СТУ трактора ТТ-4МГ 151
5.1. Постановка задачи І5Г
5.2. Общая характеристика объекта исследований 152
5.3. Работа гидростатической трансмиссии 155
5.4. Измерительная аппаратура 157
5.4.1. Тарировка измерительной аппаратуры 160
5.5. Оценка погрешностей измерений 166
5.6. Методика экспериментальных исследований 167
5.7. Методика обработки осциллограмм 176
5.8. Анализ экспериментальных АЧХ моторно-трансмиссионной установки трактора ТТ-4МГ 184
6. Расчет экономической эффективности от внедрения методики исследования защитных свойств МТУ 186
6.1. Расчет народно-хозяйственного эффекта 186
6.2. Расчет предпроизводственных затрат 193
Общие выводы и заключение 197
Литература 201
Приложения 22а
- Основные тенденции в развитии силовых передач сельскохозяйственных тракторов
- Нагрузка на силовую передачу при установившемся движении трактора
- Методика определения нагружающих свойств гидростатических силовых передач
- Определение параметров квазиупругих связей в механизмах
Введение к работе
Стержень Продовольственной программы,- как отмечается в работе [ї] ,- решительный курс на дальнейшее повышение эффективности сельского хозяйства и всего агропромышленного комплекса,то есть на достижение максимальных конечных результатов при одновременном сокращении удельных совокупных затрат общественного труда". Главный путь повышения эффективности сельского хозяйства - ускорение перевода его иа интенсивные рельсы развития Д,2/. Интенсификация характеризуется более эффективным использованием производственных фондов сельскохозяйственных предприятий, ускорением научно-технического прогресса. Восьмидесятые годы характеризуются значительным ростом капиталовложений в сельское ХОЗЯЙСТВО.В 1980г. парк тракторов в сельском хозяйстве достиг 2,58 млн.шт. против 1,977 млн. в 1970 г. Энергетические мощности сельского хозяйства в 1980 т. возросли по сравнению с 1970 г. на 88$, а энерговооруженность труда - почти в 2}2 раза [з], В текущем десятилетии колхозам и совхозам будет поставлено машин сельскохозяйственного назначения на сумму 67...70 млрд. руб. против 38,6 млрд.руб. за 1971...1980 гг. Энерговооруженность труда работников сельского хозяйства увеличится с 25,6 л.с. в 1980 г. до 47,5 л.с.в 1990 г.
По мере насыщения сельского хозяйства техникой и другими средствами производства все большую актуальность приобретают вопросы рационального использования накопленного потенциала, увеличения отдачи от вложения в него средств. В связи с возможностью выполнения поставленных задач, на Пленуме Щ КПСС ( ноябрь 1982 г. ) подчеркивалось " Мы располагаем большими резервами в народном хозяйстве. Эти резервы надо искать в ускорении научно-технического прогресса, широком и быстром внедрении в производство достижений науки, техники передового опыта... Очень важно ПО-ХОЗЯЙСКИ использовать нефтепродукты. Это требует...широкого внедрения энергосберегающей техники" /2/ . В этих условиях партией и правительством придается особое значение эффективности работы сельскохозяйственной науки, поскольку именно ею во многом определяются производительность, топливная экономичность конечном счете, усовершенствование технических разработок, В настоящее время серьезное внимание уделяется вопросам сокращения сроков выполнения работ по всей цепи - от рождения идеи до серийного производства изделия [А] , Нередки случаи, когда они крайне растянуты, и создаваемые машины морально устаревают еще не стадии освоения.
В процессе создания трактора максимальный удельный вес общих затрат времени занимают экспериментальные исследовэния/5_7. Кроме того, они требуют привлечения значительных капитальных вложений. Сокращения сроков разработки новой техники,снижения приведенных затрат можно достичь применением эффективных теоретических методов исследования, усовершенствованием методов проектирования и обоснования рационального варианта. Особенностью теоретических методов исследования технических средств является то, что они позволяют широко применять современную вычислительную технику.
Таким образом, на основе вышеизложенного можно выделить три аспекта, которне являются основополагающими в технической политике сельскохозяйственного машиностроения:
1. Повышение производительности сельскохозяйственной техники.
2. Обеспечение высокой топливной экономичности.
3. Сокращение сроков разработки технических средств и снижение затрат на исследовательские работы.
В основу формирования темы диссертационной работы легли следующие положения: 1. При неустановившейся нагрузке на тракторный агрегат из-за колебаний скорости вращения коленчатого вала снижается эффективная мощность дизеля, а значит, и производительность , ухудшается топливная экономичность/б, 7,8,9.7
2. Мировое тракторостроение характеризуется ростом единичной мощности тракторов /l(Jf все более широким применением гидрообъемных, гидродинамических и в некоторых случаях электрических силовых передач.
3. Значительные массогабаритные показатели энергонасыщенных тракторов, применение силовых передач с нежесткими связями (гидравлических, электрических) способствуют образованию в динамической системе трактора условий для возникновения низкочастотных (ияфрачастотных) резонансных явлений. Это означает, что для силовых передач указанных тракторов всегда можно указать характерный диапазон частот, в пределах которого возможно значительное усиление амплитуд колебаний крутящего момента и угловой скорости вала дизеля, а значит, ощутимое .снижение энергетических показателей и надежности.
Таким образом, при обосновании и усовершенствовании того или иного типа силовой передачи, способность последней ослаблять колебания момента и скорости, возбуждаемые со стороны движителей, необходимо рассматривать как один из важных критериев. Свойства передач, характеризующие эту способность, называются защитными, [і]. В данной работе защитные свойства подразделены на нагружающие и фильтрующие. Нагружающие свойства связаны с ослаблением амплитуд,медленно изменяющихся (квазистатических) колебаний скорости. Эти свойства определяются эффективностью работы регулятора силовой передачи.
Под фильтрующими понимаются защитные свойства передачи как инерционно-упругой системы. В данном случае в зависимости от соотношения частот собственных колебаний динамических звеньев и частоты источника колебаний возможно либо гашение, либо наоборот, усиление амплитуды колебаний момента и скорости на валу дизеля, изменения момента и скорости, обусловленные длительными подъемами и уклонами рельефа, будем называть квазистатическими. Те же изменения из всей совокупности, воздействующих на силовую передачу частот, которые взаимодействуют с силовой передачей как инерционно-упругой системой, будем называть динамическими.
Сущность разработанных автором обобщенных методик заключается в том, что силовая передача рассматривается как четырехполюсник при исследовании нагружающих свойств и как инерционно-упругая система при исследовании фильтрующих свойств. Первый аспект предполагает исследование передачи как регулируемой системы. В результате дается оценка стабильности угловой скорости на коленчатом валу дизеля при воздействии квазистатической нагрузки.
Второй аспект исследований связан с анализом схемы замещения моторно-трансмиссионной установки. При этом на основе амплитудно-частотных характеристик оценивается способность передачи ослаблять динамическую составляющую нагрузки. В данном случае формирование схемы замещения во многом определяется знанием численных значений основных параметров: момента инерции, податливости (обратная величина жесткости), сопротивле-ния. В работе серьезное внимание уделяется вопросам разработки . алгоритма расчета указанных параметров.
Целью настоящей работы является разработка обобщенной методики исследования защитных свойств бесступенчатых силовых передач сельскохозяйственных тракторов. На защиту выносятся:
1. Обобщенная методика исследования статических и динамических своств моторно-трансмиссионной установки (МТУ) сельскохозяйственного трактора, определяемых, соответственно, нагружающими и фильтрующими свойствами.
2. Алгоритм расчета параметров МТУ трактора, формирующих защитные свойства.
Работа выполнялась в проблемной лаборатории "2В" при кафедре электротехники Челябинского Ордена Трудового Красного Знамени института механизации и электрификации сельского хозяйства. Научный консультант - кандидат технических наук, доцент Епищков Н Е. В ней получили дальнейшее развитие теоретические разработки, выполненные в данной лаборатории С.П.Лебедевым, Н.Е.Епишковым, Ф.А. Новожиловым, В.А.Носковым и др. /II-I4J . В частности, усовершенствованы методы сравнительных исследований силовых передач. За счет реализации энергетического подхода проводятся сравнительные исследования силовых передач различной физической природы. Ряд теоретических и экспериментальных исследований праведен совместно с отделом трансмиссий Челябинского филиала НАТИ.
Автор выражает благодарность зав.отделом трансмиссий ЧФНАТИ Довжику В.Л., оказавшему большую помощь при выполнении настоящей работы.
Работа выполнялась в рамках задания Всесоюзного института электрификации сельского хозяйства по проблеме 16.II на І98І-І985гг: "Разработать и исследовать эффективные системы высокопроизводительных мобильных электроагрегатов автономного и централизованного питания для растениеводства".
Основные тенденции в развитии силовых передач сельскохозяйственных тракторов
Наиболее характерным общим свойством сельскохозяйственных тракторов и другой самоходной техники является то,что эти машины работают с резко изменяющимся тяговым сопротивлением /б,7э 8,27,28/ .Академик В.П.Горячкин,говоря о переменном характере тягового сопротивления сельскохозяйственных машин и орудий,отмечал, что "...так называемая земледельческая механика представляет собой чрезвычайно благоприятную почву для всякого рода колебаний..." /29/ . Колебания нагрузок становятся особенно значительными в энергонасыщенных тракторах,отличающихся значительными массогабаритными показателями, разветвленной в пространстве компоновкой, увеличенной рабочей шириной единичного агрегата, применением комбинированных орудий (активных,пассивных). Интенсивность колебаний нагрузок возрастает с увеличением рабочих скоростей агрегата /б,8,30_/ .
Как известно, наибольшая экономичность работы теплового (дизельного, карбюраторного и т.д.) двигателя достигается только в том случае,когда двигатель работает при постоянной скорости вращения коленчатого вала в пределах максимального значения эффективной мощности и минимального расхода топлива. Однако,на практике в большинстве случаев при наличии механической ступенчатой передачи максимум мощности не используется. Это происходит из-за того, что изменения тягового сопротивления вызывают неустановившиеся режимы тракторного двигателя /28,Зі/ .Величина недогрузки трактора будет тем меньше, чем больше ступеней передач механической трансмиссии. Но это же обстоятельство приводит к дополнительным трудностям в управлении машиной,а в отдельных случаях - к снижению к.п.д.трансмиссии.
Как показывают обследования условий работы тракториста , управляя обычным гусеничным трактором на пах оте, тракторист в течение часа делает 500...600 движений,при этом затрачивая значительные усилия /30/. Количество подобных движений на скоростном тракторе еще больше. Поэтому требования к упрощению управления трактором являются объективной необходимостью.Наи-более полное удовлетворение этого требования может быть достигнуто применением бесступенчатых передач. При бесступенчатой передаче загрузка теплового двигателя будет наиболее полной /11/ . С целью определения эффективности применения бесступенчатых передэч проведено большое количество сравнительных испытаний различных по мощности тракторов. Испытания показали,что возможное увеличение производительности от применения бесступенчатых трансмиссий достигает 15...45% в зависимости от вида работ. Например, испытания уже первых образцов трактора ДЭТ--250 ЧТЗ с бесступенчатой электропередачей показали,что производительность его с бульдозером на грунтах первой и второй і категорий по сравнению с С-100 выше в 3...4 раза,а на грунтах -3-й категории еще выше - в 4,5...5 раз /11/ .
Однако в некоторых случаях при проведении расчетов получается,что выигрыш в производительности машинно-тракторного агрегата, который может быть получен при применении бесступенчатых передач, в значительной степени обесценивается относительно низким (по сравнению со ступенчатыми механическими передачами) к.п.д. В /36_/ автор доказывает,что эти представления во многом порождены общепринятыми приближенными методами расчета, в которых предполагаемая эффективность бесступенчатых передач устанавливается без учета действующих условий эксплуатации. Нельзя не согласиться с автором,что заниженные результаты таких расчетов являются одной из при чин, сдерживающих внедрение прогрессивных типов трансмиссивна тракторных и других самоходных машинах. Далее автор отмечает: "Между тем,результаты уже первых испытаний тракторов с бесступенчатыми трансмиссиями в реальных условиях оказались неожиданными". На хозяйственных испытаниях, проведенных Британским институтом механизации сельского хозяйства в 1962 году,производительность трактора с гидрообъемной передачей по сравнению с серийной на уборке картофеля оказалась выше на 34%, хотя к.п.д. в 1,28 раза ниже, чем к.п.д. серийной. Аналогичные результаты получены при испытаниях машин с бесступенчатыми трансмиссиями и в СССР /7,32,33,347 Зарубежные фирмы, имеющие опыт эксплуатации самоходных машин с бесступенчатыми трансмиссиями, считают их применение экономически целесообразным уже при диапазоне изменения нагрузки более 28%. Увеличение использования мощности теплового двигателя при этом достигает 22% /35/ ,что особенно важно при современной тенденции в тракторостроении к увеличению единичной мощности машин.
Таким образом, не подвергая сомнению обоснованность требований к повышению к.п.д. бесступенчатых передач, следует счи -тать,что существуют такие минимальные значения к.п.д.,при которых получается большой выигрыш в производительности за счет полной загрузки первичного двигателя.
Нагрузка на силовую передачу при установившемся движении трактора
Роль первого фактора, т.е. регулировочных свойств силовой передачи,оказывающего влияние на значения момента и скорости на коленчатом валу,заключается в бвстродействии и точности работы САР силовой передачи. Идеальная САР обеспечивает режим постоянства момента и скорости, а значит, и мощности на коленчатом валу дизеля. Точность отработки желаемого закона регулирования и быстродействия реальных САР имеют конечное значение. Поэтому можно говорить только о степени приближения реального закона регулирования к желаемому. Степень же приближения ограничена техническими возможностями реализованных в САР устройств. Эффективность последних во многом определяется физической природой силовой передачи. Так,например, возможности САР электрических передач значительно отличаются от возможностей САР гидрообъемных или гидродинамических передач, в силу их специфических особенностей. Поэтому квазистатические колебания момента сопротивления в одном случае в большей, в другом случае в меньшей степени проходят на коленчатый вал двигателя.
Наличие второго фактора обусловлено тем,что любая реальная динамическая система состоит из элементов,которые можно охарактеризовать массо-габаритными показателями,модулем упругости (сжимаемостью),коэффициентом трения. Реакция силовой передачи как инерционно-упруго-демпфирующей системы по отношению к колебаниям момента сопротивления может быть трех видов.
Первый вид характеризуется тем,что частота собственных колебаний динамических звеньев передачи во много раз выше частоты колебаний момента сопротивления, В этом случае колебания момента сопротивления могут рассматриваться как квазистатические, и тогда связь между моментом на ведущем колесе трактора и моментом на коленчатом валу может быть представлена уравнением [l] : где Л/с - момент на коленчатом валу двигателя; Мк -момент на ведущем колесе трактора; м - механический к.п.д. трансмиссии; 6 г передаточное число трансмиссии. Второй вид характеризуется тем,что частоты собственных колебаний динамических звеньев и колебаний момента сопротивления соизмеримы. В этом случае возможно значительное усиление амплитуды колебаний момента на коленчатом валу вследствие резонансных явлений. Такие колебания опасны тем, что могут ухудшить режим работы дизеля и трактора в целом [б] . Третий вид характеризуется таким отношением между частотами рассматриваемых колебаний, при котором частота колебаний момента сопротивления во много раз превосходит частоту собственных колебаний динамической системы трансмиссии. В этом случае инерционно-упруго-демпфирующая система МТУ по отношению к колебаниям момента сопротивления выступает как фильтр, т.е. ОТУ не пропускает колебания на коленчатый вал двигателя. Влияние частота колебаний момента сопротивления,как третьего фактора, заключается в воздействии спектра частот на МТУ кэк инерционно-упруго-демпфирущую систему. Несмотря на то,что реакция динамической системи МТУ при рассмотрении первого и третьего факторов аналогична, однако результаты анализа того и другого факторов подсказывают различные методы защиты двигателя от воздействия на него колебаний. В первом случае основное внимание уделяется подбору соответствующего типа силовой передачи (по физической природе,по конструкции), а во втором случае речь идет о рекомендациях по эксплуатации машинно-тракторного агрегата - выбор скоростных режимов, вида технологического процесса и т.д. В результате исследований,проведенных в работах /6,7,28/, установлен о,что сложная кривая колебаний момента сопротивления на валу двигателя представляет собой результат взаимодействия различных факторов и может быть разложена на отдельные составляющие с разными частотами колебаний. Для гусеничного трактора выделено пять составляющих таких колебаний. В работе [І] для трактора ДТ-75 класса 3 т установлены следующие составляющие таких колебаний: первая составляющая со степенью неравномерности на пахо и периодом 77 =15...18с возникает в основ ном в результате изменений физико-механических свойств почвы, а также под влиянием макрорельефа поля и нелинейности движения агрегата; - вторая составляющая ( 4?=0,1...0,23 и 1% =0,8...2,2с ) является следствием влияния микрорельефа поля и особенностей технологического процесса данной сельскохозяйственной операции; - третья составляющая со степенью неравномерности os - 0,24...0,85 и периодом 7J= 0,12...0,17 с возникает от действия гусеничных движителей,неравномерности их хода; - четвертая составляющая ( =0,18...0,58 и 7 = 0,03.., ...0,031 с) обусловлена характером зацепления шестерен конечных передач трактора; - пятая составляющая ( -=0,11...0,33 и Тє =0,006...0,008с) возникает в зацеплении зубьев шестерн центральной передачи. Указанные составляющие неустановившейся нагрузки приближенно можно рассматривать как периодические синусоидальные функции.
Методика определения нагружающих свойств гидростатических силовых передач
Коэффициент стабилизации, рассчитанный по (2.9), здесь равен 0,075. А на участках входной моментной характеристики, соответствующих частотам вращения ведомого вала передачи меньшим 8 с" и большим 20 с ,коэффициент стабилизации ухудшается и равен 0,325 и 0,12. Для того,чтобы стабилизировать скоростной режим на валу дизеля, необходимо дальнейшее совершенствование системы автоматического регулирования с точки зрения приближения реального закона регулирования к теоретическому.
Другим путем,позволяющим повысить эффективность работы дизеля, является подбор согласующего редуктора на участке между двигателем и силовой передачей. Передаточное число редуктора определяется из условия согласования номинального режима работы дизеля с областью максимальной стабильности семейства входных характеристик. Эффективность работы дизеля также может быть повышена за счет использования силовой передачи с регулируемыми насосом и гидромотором. При этом весь диапазон регулирования разбивается на две части. При малых нагрузках регулирование режимов работы трактора осуществляется изменением подачи насоса, а при больших нагрузках - изменением расхода гидромотора .Но данный способ еще не нашел широкого распространения из-за усложнения работы системы автоматического регулирования /40_/ .
Главная особенность этого трактора заключается в том, что диапазон регулирования силовой передачи состоит из двух участков. На первом участке при малых нагрузках регулирование осуществляется изменением магнитного потока генератора,а на втором участке при больших нагрузках - изменением магнитного потока электродвигателя. При этом значительно расширяется диапазон непрерывного регулирования. Оценка же нагружающих свойств показала, что наибольшая стабильность режима раооты дизеля обеспечивается при регулировании передачи изменением магнитного потока электродвигателя. Коэффициент стабилизации частоты вращения ведущего вала трансмиссии здесь равен 0,046. Данному режи-му соответствует скоростной диапазон ведомого вала 8,3...30с . При регулировании же передачи изменением магнитного потока генератора качество совместной работы дизеля и трансмиссии ухудшается. Коэффициент стабилизации на этом участке равен 0,149.
Как это видно из рис.3.4, для повышения точности работы САР электрической трансмиссии,не обходимо стабилизировать ток в якорной цепи при регулировании магнитным потоком электродвигателя. Экспериментальные исследования,проведенные Б.Е.Черепановым /І39/ подтверждают эффективность дальнейшего совершенствования электрической трансмиссии в данном направлении. Причем это достигается достаточно простыми средствами, заключающимися в некотором изменении цепи управления передачей.
Качество совмещения характеристик теплового двигателя и гидродинамической передачи также может быть оценено по значению коэффициента стабилизации частоты вращения ведущего вала. Диапазон непрернвного регулирования у гидротрансформаторов не превышает 2f5 и поэтому она применяется в сочетании с двух--трехступенчатой механической коробкой передач. При этом общий диапазон регулирования трансмиссии соответствует выполняемым тракторами технологическим процессам. Если считать,что на установившемся режиме трактор работает на одной какой-либо ступени, то режим работы теплового двигателя определяется моментными характеристиками гидротрансформатора (рис.1.1, 1,2), Так, гидродинамическая передача трактора Т-130 с гидротрансформатором ГТР-90 на рабочем режиме при 0,6 і 0,9 имеет коэффициент стабилизации Кп = 0,145. Как видим, стабилизирующие свойства ГТР-90 хуже, чем у электрических и гидростатических передач, Улучшения нагружающих свойств гидродинамической передачи можно достичь применением непрозрачного гидротрансформатора. Но последние имеют меньший диапазон непрерывного регулирования по условиям допустимого значения к.п.д.Д4і/. Следовательно, уменьшение прозрачности гидротрансформатора при сохранении количества ступеней механической коробки передач межет привести к снижению общего диапазона регулирования.
Таким образом, анализ нагружающих свойств различных типов силовых передач позволяет оценить не только коэффициент стабилизации частоты вращения ведущего вала, но и выявить конструктивные недостатки,связанные со специфическими особенностями бесступенчатых преобразователей.
Определение параметров квазиупругих связей в механизмах
Обобщенная формула расчета крутильной динамической податливости в механизмах МТУ сельскохозяйственного трактора получена на основе совместного решения следующих уравнений: уравнения энергетического баланса в колебательном переходном процессе от единичного скачка в динамической системе, декремента затухания колебания, уравнении де Аламбера с нулевой правой частью (4.2, 4.4) . Схемы замещения, соответствующие данным уравнениям представлены на рис. 4.2, 4.3. При формировании схем принята аналогия "напряжение-скорость", "крутящий момент- ток" /І2І, 122, 12 Тогда из сопоставления уравнений 4.1 и 4.2, 4.3 и 4.4 может быть сформулировано правило изображения схем. Поскольку уравнение 4.1 описывает электрическую схему из последовательно включенных сопротивления& ,индуктивности /,емкости О , то и уравнение 4.2 должно описывать механическую схему, состоящую из последовательно включенных механической пщв димос и ин-версн гі)_моме_нта инерции І/У /Ї44 Різ аналогичных рассуждений определяется правило построения схемы замещения на рис.4.3. На Revij3- механическое сопротивление. Надо отметить, что и в не являются взаимообратимыми, v,e. f l/jB ,поскольку они имеют различную физическую сущность в отдельном динамическом звене МТУ.
Приняты допущения: І/ в низкочастотной области (0...5 Гц) крутизна динамической механической характеристики механизмов МТУ: дизеля,генератора (гидронасоса,насосного колеса), тягового электродвигателя (гидромотора,турбинного колеса) равна крутизне их статической механической характеристики; 2/ величины, характеризующие диссипативные, упругие, инерционные элементы в указанном диапазоне частот и при коэффициенте неравномерности колебаний момента и скорости 0 014 линейны.
Рассмотрим переходные режимы в данных динамических звеньях. Выражение для расчета податливости квазиупругой связи в динамической системе машины найдем на основе энергобаланса. Составим баланс энергии для участка переходного процесса. Как известно, колебательный переходный процесс в динамической системе сопровождается периодическим преобразованием кинетической энергии, запасаемой во вращающейся массе,в потенциальную энергию упругого элемента. Одновременно часть энергии теряется необратимо в диссипативных элементах. В общем случае эти потери обуславливаются механическим трением и буксованием. Причем первое оказывает влияние на амплитуду колебаний момента, а второе - на амплитуду колебаний скорости.
Учитывая вышесказанное,с оставим баланс энергии для времени переходного процесса, соответствующего четверти периода ко
В выражении (4.21) отношение с и)/а/М характеризует крутизну динамической механической характеристики машины. Известно, что этот параметр зависит от частоты колебаний /Ї58/ . При этом,чем ниже частота, тем ниже крутизна и тем в большей степени она приближается к крутизне статической механической характеристики. С учетом приведенных рассуждений сделано допущение о равенстве крутизны статических и динамических механических характеристик в низкочастотной области 0...5 Гц. Это допущение значительно упростит анализ динамических СВОЙСТВ силовых передач с преобразователями различной физической природы. Оно успешно применялось авторами ряда работ при исследовании колебательных процессов в гидродинамических передачах /7,359,160/. В частности, по данным работы [і] погрешность расчетов от использования статических характеристик при анализе динамических свойзтв МТУ трактора с гидротрансформатором не превышала 3...4%.
Таким образом,зная крутизну статической механической характеристики механизма и нелинейные коэффициенты п. и т по формуле (4.21) можно рассчитать податливость упругой связи в динамической системе. Для определения коэффициентов, воспользуемся понятием декремента затухания d .
