Содержание
>> Анализ и проектирование
>> Системы гидромеханического привода
>> Гидромеханическая трансмиссия погрузчика
>> Тягово-динамический анализ гидромеханической трансмиссии колесного погрузчика ТО-21-1
|
Тягово-динамический анализ гидромеханической
Основной задачей такого расчета являлось исследование переходных процессов, протекающих в гидромеханической трансмиссии при трогании и реверсировании машины. Особенность состояла в том, что при моделировании переходных процессов учитывалось изменение воздействия на рычаг управления подачей топлива двигателя.
Рис. 1. Расчетная схема гидромеханической трансмиссии погрузчика (рис. 1) состоит из следующих элементов: дизеля с центробежным регулятором 1-2; редукторов 4-5-7, 11-12-13, 18-20-26, 19-21-22, 25-24-23, 27-30-28, 30-31-29, 32-33, 34-35; маховых масс 1-3, 5-6, 8-9, 10-11, 14-16, 15-17, 31-32; гидротрансформатора 9-10; упругих валов 3-4, 7-8, 16-18, 17-19, 33-34; фрикционов 12-14, 13-15, 20-25, 21-23, 26-27, 24-28, 22-29; колеса 35-36-37.
Рис. 2. Характеристики элементов гидромеханической трансмиссии (рис. 2, а - г ): двигателя М д ( ω д ), гидротрансформатора λ 1,2 ( i т ), фрикционов μ (| Δω |) определены экспериментально, а характеристика буксования колесного движителя R ( δ ) рассчитана аналитически [7].Основные параметры элементов гидромеханической трансмиссии погрузчика: номинальная мощность дизеля 400 кВт (при угловой скорости вала двигателя 167.52 рад/с); активный диаметр колес гидротрансформатора 0.53 м; радиус шины в свободном состоянии 1.285 м; масса машины 83000 кг; сопротивление перемещению 117.6 кН (соответствует движению груженой машины по горизонтальному участку дороги с коэффициентом сопротивления, равным 0.1). Рассматривались следующие наиболее тяжелые по динамической нагруженности режимы: 1) разгон на I передаче вперед (посредством включения фрикционов 13-15 и 22-29) в течение 3 с; 2) реверсирование машины путем переключения с I передней передачи на I заднюю (размыкание фрикциона 13-15 и включение фрикциона 12-14 при постоянно замкнутом фрикционе 22-29) и разгон в обратном направлении продолжительностью около 7 с. Фрикционы 20-25 и 21-23 в этих случаях на протяжении всего цикла замкнуты, а фрикционы 24-28 и 26-27 – разомкнуты. На рис. 2, д – ж ) приведены графики сигналов управления фрикционами: 1 (узлы 13-15), 2 (узлы 12-14) и 3 (узлы 22-29) – соответственно р 1 ( t ), р 2 ( t ) и р 3 ( t ) – давления управления в функции времени. В результате расчетов посредством программы DRIVE были получены переходные процессы в гидромеханической трансмиссии погрузчика (рис. 3) при разгоне и реверсировании машины. Расчеты проводились как при постоянной величине топливоподачи дизеля, так и при воздействии на нее (таким образом имитировался сброс и увеличение газа). В последнем случае относительное воздействие ψ ( t ) на пружину регулятора дизеля менялось в пределах от 0.2 до 1 (рис. 2, з ).
Рис. 3. Переходные процессы позволили оценить степень влияния управления топливоподачей в двигателе на динамические нагрузки гидромеханической трансмиссии. Были отмечены следующие особенности протекания переходных процессов:– вращающие моменты на валу турбинного колеса гидротрансформатора и валах фрикционов нарастают в соответствии с увеличением давления управления фрикционами, а при достижении максимума имеют локальное снижение из-за изменения относительной угловой скорости вследствие колебаний угловых скоростей упругих валов 16-18 и 17-19 (рис. 1); – при выравнивании угловых скоростей ведущих и ведомых дисков фрикционов вращающие моменты стабилизируются и достигают своего установившегося значения при замыкании фрикционов; – динамика вращающих моментов гидротрансформатора и фрикционов характеризуется в начальной стадии наличием наложенных высокочастотных колебаний из-за крутильных колебаний упругих валов трансмиссии. Сопоставление нагрузочных режимов переходных процессов с управлением топливоподачей и без него позволило отметить следующее: – динамические нагрузки при трогании машины и реверсировании, сопровождающиеся воздействием на рычаг управления подачей топлива, уменьшаются в 1.3 – 1.5 раза, что вызвано снижением угловой скорости вала двигателя и выходом на частичную регуляторную характеристику; – время буксования фрикционных дисков в процессе замыкания при воздействии на рычаг управления топливоподачей снижается в 1.5 раза, что объясняется, во-первых, более низкими угловыми скоростями ведущих дисков включаемых фрикционов, а во-вторых, отсутствием разгона ведущих дисков в течение времени разрыва потока мощности (при переключении передач); анализ также показал, что при этом в 3.6 раза уменьшается работа буксования фрикционов, что вызвано как сокращением времени буксования, так и уменьшением вращающих моментов включаемых фрикционов; – воздействие на рычаг управления топливоподачей практически не влияет на время разгона валов трансмиссии и машины в целом, что объясняется меньшим временем включения за счет уменьшения угловых скоростей фрикционов при снижении топливоподачи и более интенсивным разгоном валов после замыкания фрикционов за счет последующего увеличения топливоподачи, а также меньшими передаточными отношениями гидротрансформатора по сравнению с процессом с постоянной подачей топлива. В результате проведенных исследований были уточнены некоторые параметры гидромеханической трансмиссии, а также выработаны рекомендации относительно циклограммы включения фрикционных муфт (времени перекрытия при переключении передач, времени включения и др.). |
