Содержание к диссертации
Введение
1. Состояние вопроса. цель и задачи исследования 13
1.1 Перспективы развития тракторостроения и пути улучшения исполе,-зования тракторов на транспортных работах 13
1.2 Трогание и разгон тракторно-транспортного агрегата и влияние различных факторов на их динамику 17
1.3 Анализ работ по исследованию динамики трогания и разгона машинно-тракторного агрегата 21
1.4 Основные направления повышения эффективности процессов трогания и разгона тракторно-трапспортного агрегата 30
1.5 Выводы. Определение цели и задач исследования 38
2. Разработка математической модели трогания и разгона тракторно-транспортного агрегата с упруго-демпфирующим тягово-сцепным устройством 39
2.1 Разработка и исследование математической модели тракторно-транспортного агрегата с упруго-демпфирующим тягово-сцепным устройством 43
2.1.1 Математическая модель мощностного баланса при трогании и разгоне тракторно-транспортного агрегата 46
2.1.2 Математическая модель управляющих и возмущающих воздействий в системе исследуемого тракторно-транспортпого агрегата 50
2.1.3 Математическая модель динамики поступательного движения трактора при трогании и разгоне 60
2.1.4 Математическая модель динамики поступательного движения прицепа при трогании и разгоне 78
2.1.5 Математическая модель упруго-демпфирующего тягово-сцепного устройства 80
2.2 Статические характеристики элементов математической модели тракторно-транспортного агрегата с упруго-демпфирующим тягово- сцепным устройством 82
2.3 Передаточные функции и динамические характеристики элементов тракторно-транспортного агрегата 85
2.4 Идентификация параметров математической модели элементов тракторно-транспортного агрегата с упруго-демпфирующим тягово-сцепным устройством 88
2.5 Оценка точности и адекватности разработанных математических моделей тракторпо-транспортного агрегата с упруго-демпфирующим тягово-сцепным устройством 91
2.5.1 Математическая модель статистических оценок при исследовании тракторно-транспортного агрегата с упруго-демпфирующим тягово-сцепным устройством 92
2.5.2 Математическая модель оптимального управления параметрами упруго-демпфирующим тягово-сцепным устройством 97
2.6 Выводы 105
3. Методика экспериментальных исследований 106
3.1 Программа и задачи экспериментального исследования 106
3.2 Выбор и обоснование объекта исследования ПО
3.3 Описание приборов и оборудования Ill
3.4 Тарировка и определение погрешности измерительных приборов и оборудования 118
3.5 Методика проведения дорожно-полевых исследований 119
3.5.1 Подготовка экспериментальной установки 119
3.5.2 Подготовка измерительной аппаратуры 119
3.5.3 Выполнение опыта 120
3.6 Методика обработки экспериментальных данных 120
3.7 Выводы 122
4. Анализ результатов теоретического и экспериментального исследований динамики трогания и разгона тракторно-транспортного агрегата с упруго-демпфирующим тягово- сцепным устройсвом 123
4.1 Анализ результатов идентификации параметров математической модели тракторно-транспортиого агрегата с упруго-дехмпфирующим тягово-сцепным устройством 123
4.2 Анализ изменения во времени кинематических показателей динамики разгона тракторно-транспортного агрегата с упруго-демпфирующим тягово-сцепным устройством 126
4.3 Анализ изменения во времени сил и моментов в элементах тракторно-транспортного агрегата при трогании и разгоне 131
4.4 Анализ изменения мощностного баланса тракторно-транспортного агрегата с упруго-демпфирующим тягово-сцепным устройством при трогании и разгоне 144
4.5 Анализ динамических характеристик и функций чувствительности математической модели тракторно-транспортиого агрегата с упруго-демпфирующим тягово-сцепным устройством 147
4.8 Выводы 148
5. Эксплуатационная и экономическая оценка работы тракторно-транспортного агрегата, оборудованного упруго-демпфирующим тягово- сцепным устройством 150
5.1 Методика проведения эксплуатационных испытаний тракторно-транспортного агрегата 150
5.2 Результаты проведения эксплуатационных испытаний тракторно-транспортного агрегата 151
5.3 Определение экономической эффективности применения тракторно-транспортного агрегата, оборудованного упруго-демпфирующим тя-гово-сцепным устройством 152
Общие выводы 156
Список использованной литературы
- Трогание и разгон тракторно-транспортного агрегата и влияние различных факторов на их динамику
- Математическая модель мощностного баланса при трогании и разгоне тракторно-транспортного агрегата
- Тарировка и определение погрешности измерительных приборов и оборудования
- Анализ изменения во времени кинематических показателей динамики разгона тракторно-транспортного агрегата с упруго-демпфирующим тягово-сцепным устройством
Введение к работе
В настоящее время определяющей задачей дальнейшего развития агропромышленного комплекса является обеспечение роста производительности при сохранении качества выполнения работ и высокого уровня эксплуатационных показателей.
Технологические процессы производства продукции в растениеводстве, животноводстве и других отраслях сельского хозяйства включают в себя множество механизированных работ, немаловажную часть которых составляют транспортные. Их выполнение связано со значительными энергетическими и трудовыми затратами. Статистика показывает, что доля затрат, связанных с транспортированием грузов, составляет 25-40 % от общей суммы затрат па производимую продукцию.
По данным научно-исследовательских институтов России и стран ближнего зарубежья, удельный вес перевозок тракторным транспортом составляет 50-60 % от общего объема внутрихозяйственных перевозок в сельском хозяйстве.
Однако в процессе движения транспортного агрегата наблюдается ряд нежелательных явлений, в частности, возникновение в точке зацепа тягача и прицепа переменной ударной нагрузки, которая приводит к ухудшению динамических процессов тракторно-транспортного агрегата (ТТА).
Одним из путей решения данной проблемы является использование упруго-демпфирующего тягово-сцепного устройства, которое позволяет:
• стабилизировать характер тягового усилия;
• снизить неравномерность загрузки двигателя, что улучшит режим его работы;
• повысить эргономические показатели ТТА.
В большинстве случаев скорость и грузоподъемность транспортных средств как частные производные производительности ограничиваются не мощностными показателями двигателя, а недостаточными тягово-сцепными свойствами, устойчивостью и условиями труда оператора.
Отсюда улучшение перечисленных эксплуатационных свойств крайне необходимо для повышения производительности труда при эксплуатации ТТА. В связи с этим настоящая работа, направленная на решение данных вопросов, является актуальной и имеет большое значение для агропромышленного комплекса.
Актуальность работы подтверждается многочисленными
исследованиями в области динамики тракторно-транспортных агрегатов, в частности, в области улучшения эксплуатационных свойств тракторных агрегатов и условий труда оператора, а также тем, что она включена в планы развития Саратовской области по выполнению научного направления 1.2.9. «Комплексная региональная программа научно-технического прогресса в агропромышленном комплексе Поволжского экономического региона на двадцать лет до 2010 года» (№ гос. регистрации 840005200) и комплексной темы № 5 НИР Саратовского государственного аграрного университета им. Н. И. Вавилова "Повышение надежности и эффективности использования мобильной техники в сельском хозяйстве", раздел № 3 "Эффективность использования и повышение работоспособности тракторной техники при эксплуатации".
Цель работы — повышение эффективности использования тракторно-транспортного агрегата совершенствованием тягово-сцепного устройства, обеспечивающего снижение энергетических затрат и улучшение динамики ТТА при трогании и разгоне.
Объект исследования - тракторно-транспортный агрегат па базе трактора МТЗ-80 и прицепа 2ПТС-4, оборудованный упруго-демпфирующим тягово-сцепным устройством (УДТСУ).
Методика исследований включала в себя теоретические исследования динамических процессов, протекающих в тракторно-транспортном агрегате в составе трактора МТЗ-80 и прицепа 2ПТС-4, оснащенного экспериментальным упруго-демпфирующим тягово-сцепным устройством, при трогании и разгоне, а также эксплутационные испытания данного агрегата в хозяйствах Саратовской области.
При проведении исследований использовали современные вычислительные методы. Результаты эксплуатационных испытаний записывались на многоканальном осциллографе К-2022 с помощью усилителя ТОПАЗ-3-02. Полученные экспериментальные данные обрабатывались посредством современного программного обеспечения на компьютере с процессором «Intel Pentium IV».
Научная новизна работы заключается в комплексном подходе к решению вопроса стабилизации тягового усилия трактора при трогании и разгоне путем совершенствования упруго-демпфирующего тягово-сцепного устройства, анализе и обобщении теоретических положений и эксплуатационных исследований, в результате которых:
• определены зависимости влияния различных параметров УДТСУ на стабилизацию тягового усилия при трогании и разгоне;
• предложена математическая модель процесса движения тракторно-транспортного агрегата, позволяющая получить зависимости, характеризующие стабилизацию тягового усилия во время трогания и разгона, от ряда эксплуатационных факторов при использовании серийного и упруго-демпфирующего ТСУ;
• установлена зависимость между параметрами упруго-демпфирующего ТСУ и производительностью ТТЛ;
• создана методика, позволяющая на стадии проектирования определить рациональные конструктивные параметры упруго-демпфирующего ТСУ, которые обеспечат наилучшие показатели трогания и разгона ТТЛ.
Практическая ценность. Разработана новая конструкция УДТСУ (патент на изобретение № 2213015 от 27.09.2003 г.), применение которого при эксплуатации ТТА позволило: • снизить вредное воздействие колебаний на состояние оператора при эксплуатации ТТА.
• повысить производительность ТТА в 1,2 раза за счет увеличения скорости и улучшения условий труда оператора ТТА.
• получить годовой экономический эффект от внедрения упруго-демпфирующего ТСУ в сумме 18623 руб. на один ТТА.
Пути реализации работы. Результаты исследований использованы при проектировании и совершенствовании конструкции прицепов 2ПТС-4:
• в ОАО «Прицеп» (г. Балашов Саратовской области);
• на Федеральном государственном унитарном предприятии «Головное конструкторское бюро по тракторным и автомобильным прицепам»; и внедрены:
• в ОГГХ «Камаевское» (с. Верешим Пензенской области);
• в ЗАО «Земля» (Энгельсского района Саратовской области).
Полученные данные могут быть применены на сельскохозяйственных и
других предприятиях Министерства сельского хозяйства РФ, использующих для перевозки различных грузов тракторный транспорт, в конструкторских бюро предприятий сельскохозяйственного машиностроения при создании подобных УДТСУ для тракторов различных тяговых классов, а также в учебном процессе вузов аграрного образования.
Научные положения и результаты работы, выносимые на защиту:
• Теоретические предпосылки использования упруго-демпфирующего ТСУ при трогании и разгоне ТТА.
• Математическая модель процесса трогания и разгона ТТА в составе трактора МТЗ-80 и прицепа 2ПТС-4 с использованием упруго-демпфирующего ТСУ.
• Результаты экспериментальных исследований трогания и разгона ТТА с упруго-демпфирующим ТСУ.
Апробация. Основные положения работы доложены, обсуждены и одобрены: • на Межгосударственном научно-техническом семинаре «Проблемы экономичности и эксплуатации двигателей внутреннего сгорания» (СГАУ им. Н.И. Вавилова, 2004 г.);
• на Международной научно-технической конференции «Ульяновские чтения - 2005» (СГАУ им. Н.И.Вавилова, 2005 г.);
• на Международной научно-практической конференции, посвященной 70-летию со дня рождения профессора А.Г. Рыбалко (СГАУ им. Н.И. Вавилова, 2006 г.);
• на научных конференциях СГТУ (2004-2006 гг.);
• на научных конференциях профессорско-преподавательского состава и аспирантов СГАУ им. Н.И. Вавилова (2003-2008 гг.).
• на расширенном заседании кафедры "Тракторы и автомобили" СГАУ им. Н.И. Вавилова (2008 г.).
Публикации. Основные положения диссертации опубликованы в 7 научных работах, в том числе в одном описании к патенту на изобретение и одном описании на полезную модель. Общий объем публикаций составляет 2,6 печ. л., из которых 0,9 печ. л. принадлежат лично соискателю. Две работы опубликованы в реферируемом издании, рекомендованном ВАК Минобразования и науки РФ.
Структура и объем работы. Диссертация изложена на 185 страницах компьютерного текста, состоит из введения, пяти глав, общих выводов, списка литературы и пяти приложений. Содержит 3 таблицы и 48 рисунков. Список литературы включает в себя 112 наименований, из которых 3 - на иностранном языке.
Трогание и разгон тракторно-транспортного агрегата и влияние различных факторов на их динамику
Способность трактора к троганию с места и быстрому разгону является существенным динамическим качеством, приобретающим все большее значение в связи с повышением скоростей движения, увеличением числа передач и расширением использования тракторов на транспортных работах. В настоящее время, когда рабочие скорости трактора достигли высоких значений и на транспортных передачах составляют 30-35 км/ч, проблема улучшения динамики приобрела особую остроту.
Проблема разгона имеет несколько аспектов. Одним из основных является подбор оптимальной скорости. Важны также динамика рабочего процесса двигателя, нагрузки на детали и узлы трактора, длительность разгона, условия работы водителя и некоторые другие.
Работа трактора характеризуется переходными динамическими процессами [14]. Такие процессы могут проходить вследствие резкого и глубокого нарушения баланса крутящего момента двигателя и момента сопротивления, поэтому они являются нестационарными. Неустановившимся принято называть движение тракторного транспортного агрегата на определенных участках пути с постоянно изменяющейся скоростью. Такое движение является неотъемлемой частью и наглядным проявлением динамического взаимодействия сцепных масс машинно-тракторного агрегата в процессе его эксплуатации. Оно сопровождается постоянным изменением скоростных и нагрузочных режимов в составных звеньях транспортных агрегатов, ярко выраженной неравномерностью сопротивления их передвижению. Можно привести много примеров работы трактора при неустановившейся нагрузке: включение и выключение (полное или неполное) муфты сцепления, резкое изменение циклов подачи топлива, заглубление или выглубление плуга, включение вала отбора мощности при большой нагрузке на него и т.д. Однако наиболее характерными являются трогание и разгон машинно-тракторного агрегата, когда большинство координат системы изменяет свое значение от нуля до максимального.
Е.Д. Львов, например, разгон машинно-тракторного агрегата разделяет на два периода: трогание с места и разгон. Троганием он считает тот промежуток времени, на протяжении которого происходит буксование муфты сцепления. В момент выравнивания угловых скоростей ведомого и ведущего валов муфты сцепления наступает период разгона агрегата [15].
Трогание и разгон машинно-тракторного агрегата Е.Д. Львов описывает следующим образом. После пуска двигателя, который производится при нейтральном положении шестерен в коробке передач и включенной муфте сцепления, водитель выключает указанную муфту и включает ту передачу трансмиссии, на которой предполагается проводить работу трактора.
Двигатель работает в заданном режиме без нагрузки, муфта сцепления разъединена, трактор стоит неподвижно. Установив необходимую передачу, водитель включает муфту сцепления. В соответствии с изменяющимися условиями работы тракторного двигателя регулятор увеличивает подачу топлива в цилиндры двигателя.
Момент трогания агрегата с места определяется равенством увеличивающегося момента трения муфты сцепления моменту сопротивлений, приложенных к валу муфты сцепления и зависящих от сил сопротивления тракторного агрегата. В начальный период включения муфты сцепления между ведущим и ведомыми дисками происходит интенсивное буксование, а на ведомую часть муфты передается небольшой крутящий момент. Под действием этого момента в трансмиссии выбираются зазоры между зубьями шестерен, в шлицевых соединениях, а также упруго демпфируются детали трансмиссии. По мере снижения буксования муфты сцепления крутящий момент, передо-ваемый ею, нарастает и достигает значения, достаточного для преодоления сил сопротивления перемещения трактора. Трактор начинает двигаться поступательно, выбираются зазоры в механизме соединения трактора с орудием, после чего происходит трогание орудия с места. Период трогания тракторного агрегата характеризуется буксованием муфты сцепления, причем угловая скорость ведомой части муфты увеличивается, а следовательно, увеличивается и скорость поступательного движения тракторного агрегата. Угловая скорость коленчатого вала двигателя в этот период понижается вследствие тормозящего действия момента трения муфты сцепления.
Математическая модель мощностного баланса при трогании и разгоне тракторно-транспортного агрегата
Для выявления закономерностей взаимного влияния переменных состояния трактора и прицепа ТТА, влияния на них УДТСУ и управления динамикой их нестационарного движения при трогании и разгоне целесообразно исследовать динамику изменения мощностного баланса в системе ТТА с УДТСУ [70].
В общем случае нестационарного движения трактора и прицепа ТТА с УДТСУ мощностной баланс имеет вид нелинейного уравнения для мгновенного значения времени V. где Мд„ - момент на коленчатом валу двигателя, Нм; о)дв - угловая скорость коленчатого вала двигателя, рад/с; Г)тр - коэффициент полезного действия трансмиссии.
Значения переменных модели определяются по данным эксперимента и/или при моделировании по результатам исследования разработанной динамической ММ ТТА с УДТСУ на базе МТЗ-80 и прицепа 2ПТС-4. В период времени буксовании фрикционного сцепления силовой передачи трактора произведение PK(t)vn(t) в уравнении (2.1) необходимо заменить на выражение МфС(/,рс(ґ))( со ;ш(0 - со Тр(0) гДе Щк - мгновенное значение момента ФС от усилия на рычаге сцепления Ррс.
Для оценки влияния параметров УДТСУ на работу ФС анализировали работу по мгновенным значениям мощности за период времени буксования ФС по следующему выражению: А = /МфсОРрсШ со дп(/) - со трс10, (2.2) при интегрировании на интервале времени [0; /]. Время буксования ФС определяется из условия выравнивания угловых скоростей коленчатого вала дизеля со дв (ведущего диска ФС) и вала трансмиссии со тр (ведомого диска ФС), Т.Є. При С0д„(0 - со ,р(0 = 0.
Структурная схема в форме прикладной программы на Simulink [71, 72, 73, 74], соответствующая уравнению (2.1), приведена на рис. 2.1.
Мгновенные мощности сил - составляющие мощностного баланса при трогании и разгоне ТТА - определяются блоком Subsystem. Структурная схема функционального блока (модели) Subsystem, реализующего вычисления изменения во времени составляющих мощностного баланса всех сил, влияющих на продольное движение ТТА с УДТСУ, при трогании и разгоне трактора и прицепа содержит следующие функциональные блоки: пятнадцать блоков From, обеспечивающих передачу мгновенных значений переменных (скоростей, сил и ускорений движения) модели ТТА из буфера, которые ранее сформированы в других подпрограммах; одиннадцать блоков Product умножения рассматриваемых сил ТТА на соответствующие им скорости и ускорения продольного движения; одиннадцать блоков умножения на константу — операционных усилителей Gain, преобразующих единицы измерения выходов блоков умножения в киловатты и/или нормирующих их; два усилителя (6 и 7) умножают выходы блоков умножения (10 и 11) на числа, соответствующие массам тт и шп, реализуя мощности от сил инерции трактора и прицепа; два мультиплексора, преобразующих несколько простых сигналов (переменных модели) в сложные векторные сигналы, которые от каждого мультиплексора направлены на вход соответствующего осциллографа; два осциллографа Scope, отражающих результаты вычислений в форме графиков в одном окне несколько динамических переменных — мгновенных значений мощностей во времени.
Рассматриваемая структурная схема производит произведение мгновенных значений переменных во времени скорости трактора (Vtscope) на тяговое усилие (Ptscope), силу сопротивления качению колёс (Pf_scope) трактора, силу сопротивления (Pb_scope) воздуху трактора, усилие в сцепке трактора и прицепа (Pkrjscope) и обеспечивает расчёт соответствующих мгновенных значений мощности (Nt) от тягового усилия трактора, мощности (Nf) от сил сопротивления качению трактора, мощности (Nb) сопротивления воздуху трактора. Так же производится расчёт мощностей по прицепу: про 50 изведение мгновенных значений переменных во времени скорости прицепа (Vp_scope) на тяговое усилие для прицепа - усилие в сцепке (Pkr_scope), силу сопротивления (Pfp_scope) прицепа, силу сопротивления (Pbp_scope) воздуху прицепа, а также расчёт соответствующих мгновенных значений мощности (Ntp) от тягового усилия в сцепке прицепа, мощности (Nfp) от сил сопротивления качению прицепа, мощности (Nbp) сопротивления воздуху прицепа. Для расчёта мощностей от сил инерции при разгоне трактора (Nj) и прицепа (Njp) используются переменные, соответствующие мгновенным значениям ускорений трактора (Atscope) и прицепа (Ap_scope). Для оценки мощности, теряемой в УДТСУ, вычисляются произведения разности скоростей трактора и прицепа (VtVpscope) на усилие упругого элемента (Puescope) и сил гидравлического сопротивления (Pamscope) в амортизаторе УДТСУ. Эти произведения обеспечивают расчет соответственно мгновенных значений мощности (Nue) на упругом элементе и мощности (Nam), теряемой в амортизаторе УДТСУ.
Тарировка и определение погрешности измерительных приборов и оборудования
Тарировку измерительных приборов проводили перед началом экспериментальных исследований и после их завершения. При подготовке экспериментальных исследований и тарировке теизозвеньев были учтены возможные источники погрешностей и приняты необходимые меры для их уменьшения. Тарировку силоизмерительного звена производилась с помощью тягового гидравлического динамографа ВИСХОМ.
Тарировку измерительного оборудования и определение погрешности средств измерения осуществляли согласно РТМ 70.13/29.007-88 «Научно-техническая документация по метрологическому обеспечению испытаний сельскохозяйственной техники». При этом соблюдались правила работы со средствами измерения, указанные в инструкциях по эксплуатации.
Ошибки средств измерения при определении необходимого параметра имели следующие значения: тягового усилия на крюке трактора — 2,1 %; составляющих вертикальных, продольных и поперечных ускорений — 2,2 %; частоты вращения ведущих колес —1,5 %; времени проведения опыта - 1 %; скорости перемещения трактора — 2 %; тормозного момента на ведущих колесах трактора - 2,7 %.
Подготовку и проведение испытаний осуществляли в соответствии с ГОСТ 7057-91. Методика проведения исследований включала в себя следующие этапы [99]: 1. Подготовка ТТА и экспериментальной установки. 2. Подготовка измерительной аппаратуры. 3. Выполнение опыта.
На данном этапе дорожно-полевых испытаний проводились работы в следующей последовательности: запуск и выведение двигателя на номинальный режим работы, загрузка прицепа грузом определенной массы; проведение ряда замеров по определению массы ТТА.
Подготовка измерительной аппаратуры заключалась в следующем: включении и «прогреве» приборов; проверке и балансировке измерительных каналов; проверке работы первичных преобразователей сигналов; фокусировке световых лучей вибраторов осциллографа; записи «нулевых линий»; проверке работы отметчика времени осциллографа.
При проведении опыта ТТА разгонялся на прямолинейном горизонтальном ровном (без видимых уклонов) участке дороги в прямом и обратном направлениях. Длину зачетного участка дороги определяли из условий получения результатов измерений, достаточных для последующей обработки осциллограмм.
Перед началом движения фиксировали «нулевые линии». Тракторист выжимал педаль сцепления, включал заданную передачу и запись на осциллографе, а затем плавно отпускал педаль, пока не происходило трогания ТТА с места. При достижении установленной скорости отмечали «нулевые линии», а затем производили остановку агрегата.
При движении ТТА в обратном направлении проводили аналогичные операции, что и при движении в прямом направлении. По окончании каждого опыта в журнале испытаний регистрировали передачу, время трогания и разгона, скорость движения и путь, пройденный ТТА. Согласно разработанной методике, дорожно-полевые испытания проводили на трех основных фонах: сухая асфальтированная дорога, грунтовая дорога, цементобетонная дорога.
При обработке результатов экспериментальных исследований, записанных на осциллограммы (рис 3.11), использовали известную методику [100]. Первичную обработку осциллограмм осуществляли с помощью компьютера [101, 102]. Данные осциллограммы сканировали, затем наносили координатную сетку и производили считывание цифровой информации с помощью программы CorelDraw 11.
Осциллограмма изменения исследуемых параметров при трогании и разгоне ТТА с УДТСУ: 1 - скорость движения ТТА; 2 - вертикальная составляющая ускорения; 3 - продольные составляющие ускорения; 5 - поперечные составляющие ускорения; 4 - тяговое усилие; 6 - тормозной момент на ведущей полуоси; 7 - частота вращения ведущей полуоси
Обработку полученных цифровых данных осуществляли с помощью методов математической статистики и теории вероятностей в прикладной программе MATLAB 6/6.1/6.5 + SIMULNK 4/5.
Анализ изменения во времени кинематических показателей динамики разгона тракторно-транспортного агрегата с упруго-демпфирующим тягово-сцепным устройством
На рис. 4.4-4.6 отражены результаты моделирования динамики изменения кинематических и силовых показателей процессов трогания с места и разгона ТТА с УДТСУ.
Анализ (см. рис. 4.4) графика переходного процесса по продольной скорости трактора показывает, что на первом участке времени скорость не изменяется (используемые датчик и аппаратура не позволили измерить малые изменения скорости), т.к. усилие сопротивления качению колёс больше суммы тягового усилия на колёсах трактора и усилия в сцепке {Рк Pf+ Ркр). Заметное изменение скорости трактора наблюдается после первой секунды переходного процесса, когда Рк Р/+ Ркр. Максимальное значение скорости трактора ит = 2 м/с достигается к моменту времени t - 2,2 с, а время переходного процесса составляет t — 1,2 с. Затем за период времени от t = 2,2 с до t = 3 с скорость снижается до значения от = 0,93 и после = 3с имеет постоянное среднее значение.
Необходимость оценки эргономических показателей условий работы водителя, сил, влияющих на него и обуславливающих его утомляемость, а также разработка ММ динамики трогания и разгона ТТА с УДТСУ потребовали расчёта ускорений продольного движения трактора по экспериментальным данным об изменении продольной скорости движения трактора. Мгновенные значения продольных ускорений движения трактора в период трогания и разгона получены численным методом дифференцирования по времени ранее интерполированной по времени табличной зависимости продольной скорости трактора от времени. Результаты дифференцирования представлены на рис. 4.5. При анализе графика зависимости от времени мгновенных продольных ускорений движения трактора при трогании с места и разгоне видно, что максимального значения ускорения 3 м/с" трактор достигает к моменту времени t — 1,5 с, затем снижается, при t = 2 с достигает нулевого значения, и при t = 2,5 с становится отрицательным, равным 0,6 м/с". После завершения переходного процесса разгона трактора ускорение становится постоянным во времени, т.е. стабилизируется его среднее значение.
Динамика изменения во времени кинематических показателей особенностей процессов трогания и разгона ТТА с УДТСУ отражена в виде графиков (см. рис. 4.6) переходных процессов изменения во времени t ускорений движения ат, ап при различных зависимостях изменения во времени Рк. По результатам моделирования видно, если форма зависимости тягового усилия Рк незначительно влияет на изменение во времени зависимостей vT и и„ (изменение составляет 5—10%), а по графикам изменения во времени ускорений трактора аг и прицепа аи видно существенное влияние на них прямоугольного или гладкой формы импульса Рк. От действия прямоугольного импульса Рк на графиках наблюдаются участки с резкими всплесками, достигающими максимальных значений tfimax = 2,9 м/с и аитях — 3,2 м/с" в моменты времени соответственно, t = 1,7 с и t — 1,5 с. Т.е., максимальные и минимальные значения ускорений продольного движения трактора аТ и прицепа ап смещаются к началу и окончанию времени прямоугольного импульса Рк. Погрешность моделирования по ускорениям ат и аи при использовании Рк в форме прямоугольных импульсов велика и составляет 120-150% в сравнении с графиками, полученными при моделировании от тягового усилия, задаваемого в гладкой форме.
