Тяговая характеристика трактора со ступенчатой трансмиссией
Тяговая характеристика трактора со ступенчатой трансмиссией. Расчет передаточных чисел трансмиссии трактора
Страницы работы
Содержание работы
7. ТяговЫЕ характеристикИ и тяговЫй расчет трактора
7.1. Тяговая характеристика трактора со ступенчатой трансмиссией
Основной характеристикой трактора, отражающей его функциональные свойства и соответствие назначению, является тяговая характеристика, выражающая зависимость тяговой мощности, скорости, удельного расхода топлива, буксования и тягового КПД от тягового усилия на крюке. По существу тяговая характеристика — это построенная в других координатах регуляторная характеристика двигателя, снятая через трансмиссию с учетом взаимодействия движителей с почвой. При снятии этих характеристик последовательно повышают или снижают (от некоторого уровня) нагрузку на двигатель и измеряют показатели работы двигателя и трактора.
Если регуляторную характеристику двигателя перестроить в координатах Ne, ωд=f(MK), то она примет вид тяговой характеристики. Тяговая мощность Nкр, тяговое усилие Ркр и скорость трактора vтp, используемые в качестве координат для построения тяговой характеристики трактора, представляют собой эффективную мощность Ne, крутящий момент Мк и частоту вращения вала двигателя ωд, изображенные в масштабах μN, μМ, μω:
(7.1)
При работе трактора на каждой передаче его тяговая мощность увеличивается по мере роста нагрузки Ркр, начиная от нуля при холостом ходе до максимального значения Nкpмах. Максимальное значение мощности на тяговой характеристике соответствует номинальному режиму работы двигателя. Тяговая характеристика левее точки bформируется регуляторным участком регуляторной характеристики, а правее точки b — корректорным участком регуляторной характеристики двигателя (рис. 7.1).
Рисунок 7.1 — Зависимость тяговой мощности Nкp трактора с четырехступенчатой коробкой передач от силы Ркр
Точка bхарактеризует номинальный режим работы двигателя и соответствующие ему тяговый и скоростной режимы работы трактора. Таким образом, для каждой передачи на зависимости Nкp=f(Ркр) есть только одна точка, которой соответствует максимальное значение Nкp. На одной из передач трактор обладает наибольшим значением Nкp(точка b) по сравнению с другими передачами. При силе Ркрн, соответствующей этим значениям Nкpи ηт, сумма потерь на буксование Nδ и качение Nf минимальная. Как правило, такой передачей должна быть II (у гусеничных тракторов) или III (у колесных тракторов) передача рабочего диапазона, на которой трактор выполняет наиболее энергоемкие операции и занят наибольшее время в году. Огибающая линия на рисунке 7.1, соединяющая точки максимальной мощности по передачам, представляет собой потенциальную тяговую характеристику трактора.
Изменение кривых тяговой мощности на рисунке 7.1 характерно для работы в условиях достаточного сцепления движителей трактора с почвой (типично для гусеничных тракторов).
При повышении буксовании ведущих органов тяговая мощность может начинать снижаться еще до реализации номинальной мощности двигателя. Увеличение тяговой нагрузки приводит в этом случае к значительному падению скорости движения и соответствующему уменьшению тяговой мощности при повышении загрузки двигателя. В этих условиях значение максимальной тяговой мощности располагается ниже потенциальной тяговой характеристики.
Степень использования энергетических возможностей трактора в эксплуатации характеризует площадь заштрихованных на рисунке 7.1 фигур — чем она меньше, тем выше использование энергетических возможностей трактора. Сблизить тяговые характеристики тракторов с ступенчатой и бесступенчатой трансмиссиями можно двумя способами:
— увеличением числа передач. Тогда количество заштрихованных участков будет больше, но площадь каждой из них и их суммарная площадь будет меньше. Этот способ повышения тягово-энергетических свойств трактора иллюстрирован на рисунке 7.1 дополнительной передачей 1а. При увеличении числа передач до бесконечности можно получить бесступенчатую трансмиссию, которая в сочетании с автоматическим регулированием iтр по загрузке обеспечит потенциальную тяговую характеристику;
— пологим изменением зависимости Nкp=f(Pкp) на каждой передаче без изменения числа передач (штриховая линия III передачи на рис. 7.1). Это приведет к более полному использованию мощности. Желаемого изменения кривой тяговой мощности можно достичь увеличением запаса крутящего момента двигателя. Именно поэтому тракторы с двигателями постоянной мощности, как отмечалось ранее, обладают более высокими производительностью и топливной экономичностью по сравнению с тракторами, двигатели которых имеют обычную регулировку по запасу крутящего момента.
ТЯГОВАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ТРАКТОРА СО СТУПЕНЧАТОЙ ТРАНСМИССИЕЙ
На большинстве тракторов установлены ступенчатые трансмиссии. Их тяговые характеристики значительно хуже, чем у тракторов с бесступенчатыми трансмиссиями (рис. 101).
Тяговой характеристикой трактора называют зависимость мощности на крюке NKp, действительной скорости va, КПД цкр и часового расхода топлива Gm на каждой передаче от силы тяги на крюке Ркр. Тяговая характеристика для каждой передачи представлена своими зависимостями. Как видно из рисунка 101, зависимость мощности на крюке NKp протекает ниже потенциальной кривой и лишь при работе двигателя в режиме Nemax эта зависимость выходит на потенциальную кривую.
Рис. 101. Тяговая характеристика трактора со ступенчатой трансмиссией
Вследствие этого заштрихованные мощности никогда не могут быть реализованы. Для уменьшения этих зон применяют трансмиссии с большим количеством передач, что усложняет трансмиссию и ухудшает условия труда тракториста из-за необходимости более частого переключения передач. Наиболее эффективный способ улучшения тяговой характеристики трактора со ступенчатой трансмиссией — это применение двигателя постоянной мощности. Такая характеристика показана на рисунке 102.
Как видно из рисунка 102 необходимость в промежуточной передаче (показана штрихами) отпадает, что делает возможным снизить количество передач в ступенчатой трансмиссии вследствие наличия у самого двигателя более широкой рабочей зоны, о чем было сказано в предыдущих параграфах.
Тяговая характеристика трактора имеет большое практическое значение. С ее использованием можно выбрать наиболее оптимальный номер передачи для выполнения той или иной сельскохозяйственной операции по величине силы сопротивления рабочего органа сельскохозяйственной машины.
Например, на пахоте сопротивление плуга составляет 25000 Н. Следовательно, для преодоления этого сопротивления требуется, чтобы трактор развивал тяговое усилие Ркр тоже 25000 Н. Отложив по оси абсцисс на рис. 101 это значение Ркр, восстанавливаем перпендикуляр до пересечения со всеми кривыми NKp. Точка пересечения указывает режим работы трактора на каждой из этих передач. Очевидно, что оптимальным номером передачи для рассматриваемого примера будет третья, т.к. при работе на этой передаче мощность на крюке и, следовательно, производительность трактора будут максимальными.
Рис. 102. Тяговая характеристика трактора со ступенчатой трансмиссией и двигателем постоянной мощности
И все же кардинальным решением проблемы повышения эффективности использования трактора является применение бесступенчатой трансмиссии. Такая трансмиссия устанавливается на единственном отечественном сельскохозяйственном тракторе ДТ-175С «Волгарь» Волгоградского тракторного завода.
З. ВОПРОСЫ К ТЕСТАМ ПО КОНСТРУКЦИИ ТРАКТОРОВ И АВТОМОБИЛЕЙ
Раздел 1. Тема: Классификация и общее устройство тракторов и автомобилей.
1. Тракторы общего назначения применяют при выполнении следующих работ, для…
а) ухода за пропашными культурами и выполнению других сельскохозяственных работ.
б) выполнения определенного вида работ (на виноградниках) или разных работ, но в строго определенных условиях (болотистых почвах, в горном земледелии).
в) выполнения основных сельскохозяственных работ, при возделывании сельскохозяйственных культур (вспашки, культивации, дисковании и др.).
2. Универсально-пропашные тракторы применяют при выполнении следующих работ, для…
а) выполнения определенного вида работ (на виноградниках) или разных работ, но в строго определенных условиях (болотистых почвах, в горном земледелии).
б) ухода за пропашными культурами и выполнению других сельскохозяственных работ.
в) выполнения основных сельскохозяственных работ, при возделывании сельскохозяйственных культур (вспашки, культивации, дисковании и др.).
3. Специальные тракторы применяют при выполнении следующих работ, для…
а) ухода за пропашными культурами и выполнению других сельскохозяственных работ.
б) выполнения определенного вида работ (на виноградниках) или разных работ, но в строго определенных условиях (болотистых почвах, в горном земледелии).
в) выполнения основных сельскохозяственных работ, при возделывании сельскохозяйственных культур (вспашки, культивации, дисковании и др.).
Какие марки тракторов по конструкции ходовой части относят к колесным?
а) МТЗ-82; б) Т-150; в) Т-16МГ; г) Т-150К.
Какие марки тракторов по конструкции ходовой части относят к гусеничным?
Расчет и построение тяговой характеристики трактора со ступенчатой трансмиссией
Тяговая характеристика трактора получается на основе пересчета скоростной характеристики двигателя при известных величинах передаточных чисел и КПД трансмиссии, радиуса колеса, буксования и сопротивления качению.
Данные, необходимые для построения характеристики, необходимо представить в виде табл. 1.11.
Таблица 1.11 – Расчетные параметры работы трактора на передачах
и так далее для всех передач.
В таблицу для семи точек скоростной характеристики записываются показатели двигателя (первая точка берется выше точки пересечения «Р» линии «V-О`» пятой передачи с осью ординат, проведенной через точку О (точка 1, рис. 1.5)):
— крутящий момент M к, расходуемый на создание силы тяги:
; (1.35)
— частота вращения коленчатого вала n, мин -1 ;
— мощность двигателя, расходуемая на создание силы тяги:
; (1.36)
— часовой расход топлива, приходящийся на создание силы тяги:
. (1.37)
Далее для всех передач в таблицу заносят расчетные значения показателей трактора:
— касательная сила тяги:
; (1.38)
— сила тяги на крюке:
; (1.39)
— буксование трактора δ, (в долях единицы) для полученных значений P кр берется с ранее построенной кривой буксования (рис. 1.2);
— теоретическая скорость трактора:
; (1.40)
; (1.41)
; (1.42)
— удельный тяговый расход топлива:
. (1.43)
По расчетным данным (табл. 1.11) строится тяговая характеристика трактора для пяти передач трансмиссии (рис. 1.6).
Необходимо обратить внимание на касание экстремальных значений кривых N кр , V д и g кр тяговой характеристики трактора на передачах при работе двигателя на номинальном режиме и кривых потенциальной тяговой характеристики.
Рисунок 1.6 – Тяговая характеристика трактора ________ на почвенном фоне ________
Анализ тяговой характеристики трактора со ступенчатой трансмиссией
Решающее влияние на характер изменения кривых тяговой характеристики трактора оказывает изменение показателей двигателя по скоростной характеристике. Почвенный фон и тип движителя через буксование и сопротивление качению также оказывают влияние на тяговую характеристику.
Используя лучевую диаграмму, скоростную характеристику двигателя и тяговую характеристику трактора, следует уяснить взаимосвязь показателей трактора (P кр,V д , g кр , δ) на различных передачах с показателями двигателя (n , Ne , M к , g е).
На основании построенной тяговой характеристики в пояснительной записке необходимо объяснить:
— причины получения различной максимальной тяговой мощности на передачах при одной и той же максимальной мощности двигателя;
— причины снижения тяговой мощности на передачах по сравнению с потенциальной тяговой характеристикой при работе двигателя на регуляторном и корректорном участках скоростной характеристики двигателя;
— характер изменения скорости движения трактора и удельного расхода топлива в зависимости от силы тяги на крюке на какой-либо передаче.
В заключение следует составить и записать таблицу, в которой для каждой передачи нужно указать:
— максимальную тяговую мощность;
— соответствующие ей номинальную силу тяги и оптимальную скорость;
— минимальный удельный тяговый расход топлива.
Вопросы для контроля
0. Дайте определение понятию «номинальное тяговое усилие трактора».
1. Объясните, почему буксование движителей трактора по мере роста тягового усилия увеличивается вначале практически линейно и с небольшим темпом, а затем – резко и нелинейно?
2. Почему снижается тяговая мощность трактора при тяговых усилиях больше и меньше оптимального значения?
3. Какая ветвь тяговой характеристики трактора на данной передаче будет изменяться при изменении корректорного коэффициента запаса крутящего момента двигателя?
4. Какая ветвь тяговой характеристики трактора на данной передаче и как будет изменяться при изменении степени неравномерности работы всережимного регулятора ТНВД двигателя?
5. Почему при работе трактора с одним и тем же тяговым сопротивлением, но на разных передачах требуются разные мощности на крюке?
6. Почему изменяются тяговые показатели трактора на той или иной передаче при различном натяжении гусеницы у гусеничного трактора и давления воздуха в шинах у колесного трактора?
7. Как будут изменяться тяговые показатели трактора на той или иной передаче при износе трансмиссии и снижении мощностных показателей двигателя?
8. Почему изменение действительной скорости движения трактора при увеличении тягового усилия носит характер, обратный изменению буксования движителей?
9. У какого трактора, при прочих равных условиях, выше тяговый КПД – у колесного или гусеничного, и почему?
ПРИМЕЧАНИЕ: Письменный ответ на один из контрольных вопросов, соответствующий последней изменяемой цифре зачетной книжки студента, должен быть приведен после анализа тяговой характеристики
РАЗДЕЛ 2. РАСЧЕТ, ПОСТРОЕНИЕ И АНАЛИЗ ДИНАМИЧЕСКОЙ ХАРАКТЕРИСТИКИ АВТОМОБИЛЯ
2.1. Определение коэффициента полезного действия трансмиссии автомобиля
Вычертите (или сделайте ксерокопию) кинематическую схему трансмиссии автомобиля (рис. 2.1), указанного в задании, и определите КПД трансмиссии на всех передачах:
, (2.1)
где m и n– соответственно число пар цилиндрических шестерен (ЭПР) и конических шестерен, передающих крутящий момент на данной передаче; ηц, ηк – КПД соответственно цилиндрической (ЭПР считается за одну пару шестерен) и конической пар шестерен (ηц=0,985…0,990 и ηк=0,975…0,980); ηкард – КПД карданной передачи (ηкард=0,98…0,99).
Рисунок 2.1 — Кинематическая схема трансмиссии автомобиля
Результаты расчетов заносятся в табл. 2.1.
Таблица 2.1 — Характеристика трансмиссии автомобиля по передачам
Дата добавления: 2018-11-24 ; просмотров: 443 ; Мы поможем в написании вашей работы!
Потенциальная тяговая характеристика
Тяговая характеристика трактора – это зависимость параметров работы трактора от силы тяги на крюке. Потенциальная тяговая характеристика показывает, каких тяговых показателей можно достичь, создав трактору соответствующие условия работы. Расчет и построение потенциальной тяговой характеристики производится:
1. На горизонтальном поле.
2. Механизм отбора мощности отключен.
3. Сила тяги на крюке направлена горизонтально.
4. При любом значении силы тяги на крюке двигатель загружен на 100%
Это условие можно обеспечить только изменением скорости движения, для чего ступенчатую трансмиссию трактора мысленно заменим на бесступенчатую. В связи с этим, потенциальную тяговую характеристику можно построить только расчетным путем.
5. Зависимости коэффициентов буксования и сопротивления качению от силы тяги на крюке для данного трактора на данном поле определяют экспериментально.
6. Механический кпд трансмиссии принимаем величиной постоянной.
По оси абсцисс будем откладывать силу тяги на крюке (Рис.5.1). Штриховыми линиями нанесем две вспомогательные кривые – коэффициент буксования Кби коэффициент сопротивления качению f. По оси ординат отложим номинальную мощность двигателя Neнв выбранном масштабе и через полученную точку проведем прямую линию, параллельную оси абсцисс. Для принятых условий механические потери в трансмиссии постоянны:
Отложим по оси ординат от линии Neнвниз отрезок, равный в масштабе Nтр, и через полученную точку проведем прямую параллельно оси абсцисс. Данная линия есть мощность, подводимая к ведущим колесам:
Рис. 5.1 Потенциальная тяговая характеристика трактора
Таким образом, принятыми условиями работы трактора мы обеспечили постоянство мощности, подводимой к ведущим колесам.
Мощность, затрачиваемая на качение трактора, определится: Nf = PfVд = fgmэVт(1 – Кб).
Для её расчета построим вспомогательную кривую Vт = f(Pкр).
С увеличением нагрузки на крюке теоретическая скорость трактора уменьшается. Имея кривую буксования, рассчитаем действительную скорость движения трактора: Vд = Vт(1 – Кб).
Потери мощности на буксование, с достаточной степенью точности, можно определить: Nб » (Nк – Nf)Кб.
От прямой Nкотложим вниз мощность, теряемую на буксование Nб, и построим кривую, от которой вниз отложим затраты мощности на качение трактора Nf. Полученная кривая представляет собой, согласно уравнению мощностного баланса, тяговую мощность:
Зависимость тяговой мощности от силы тяги на крюке Nкр = f(Pкр)является , в данном случае, и кривой тягового кпд трактора Кпдтяг = f(Pкр)в соответствующем масштабе, так как по условию построения Ne = Neн = const.
Таким образом, мы получили потенциальную тяговую характеристику трактора.
Анализ полученных зависимостей показывает, что с увеличением силы тяги на крюке:
— потери мощности на буксование растут,
— затраты мощности на качение трактора снижаются (за счет уменьшения скорости движения).
При каком-то значении силы тяги на крюке сумма мощностей (Nf + Nб)имеет минимальное значение, следовательно, тяговая мощность и тяговый кпд трактора будут максимальными. Данная нагрузка будет оптимальной для данного трактора на данном поле. Таким образом, потенциальная тяговая характеристика показывает, что трактор может работать с высокими значениями тягового кпд только в определенном диапазоне тяговых усилий (близких к оптимальному Ркр опт).
Потенциальная тяговая характеристика трактора К-701при работе на стерне (f = 0.1) приведена на рис. 5.2.
В условиях сельскохозяйственного производства возникает необходимость выполнять различные виды работ (отвальная и безотвальная вспашка, посев, боронование и пр.), при этом может изменяться глубина обработки, ширина захвата орудия, скорость движения. Чтобы все сельскохозяйственные операции выполнять с высоким тяговым кпд, необходимо иметь трактора разных тяговых классов. Для малых нагрузок на крюке необходимы легкие трактора, у которых, за счет уменьшения массы, снижаются затраты мощности на качение и одновременно возрастают потери на буксование. Максимальное значение тягового кпд смещается в сторону меньших нагрузок на крюке. Для энергоемких операций необходимы тяжелые трактора, обеспечивающие хорошее сцепление движителя с почвой и снижение потерь на буксование. Максимальное значение тягового кпд смещается в сторону больших значений тяговых нагрузок.
Принцип тяговых классов положен в основу построения системы тракторов (типажа тракторов). Тяговый класс трактора характеризуется номинальной силой тяги на крюке Ркр н,которую он должен развивать при работе:
— в составе пахотного агрегата,
— по необработанной стерне,
— нормальной влажности (15…18%).
— средней плотности (чернозем или суглинок),
— при этом буксование трактора не должно выходить за допустимые пределы.
Исходя из агротехнических требований и обеспечения долговечности движителя установлены следующие допустимые значения коэффициента буксования для данных условий работы:
— колесные тракторы 4х2 0,18,
— колесные тракторы 4х4 0,16,
— гусеничные тракторы 0,05.
Максимальное значение тяговой нагрузки Ркр max ,при которойэксплуатация трактора допустима, определяется условием:
Минимальная нагрузка на крюке, при которой эксплуатация трактора целесообразна, должна быть не больше номинальной силы тяги на крюке трактора предыдущего тягового класса, С целью расширения тяговой зоны и повышения универсальности трактора минимальную нагрузку на крюке Ркр min устанавливают на 25…30% меньше номинальной тяговой нагрузки предыдущего тягового класса. Отношение максимальной нагрузки на крюке к минимальному значению, при котором эксплуатация трактора целесообразна, называется тяговым диапазоном трактора. 
,
где Ркр н1– номинальная сила тяги на крюке трактора предыдущего тягового
Крт –коэффициент расширения тяговой зоны, Крт = 1,25…1,30.
Вопрос
Папиллярные узоры пальцев рук — маркер спортивных способностей: дерматоглифические признаки формируются на 3-5 месяце беременности, не изменяются в течение жизни.
Опора деревянной одностоечной и способы укрепление угловых опор: Опоры ВЛ — конструкции, предназначенные для поддерживания проводов на необходимой высоте над землей, водой.
Поперечные профили набережных и береговой полосы: На городских территориях берегоукрепление проектируют с учетом технических и экономических требований, но особое значение придают эстетическим.
Анализ потенциальной тяговой характеристики трактора
1.13 Анализ потенциальной тяговой характеристики трактора
Трактор с бесступенчатой трансмиссией обладает значительным преимуществом перед трактором со ступенчатой трансмиссией. Дело в том, что бесступенчатая трансмиссия позволяет изменять передаточное число трансмиссии в зависимости от нагрузки на крюке. Это позволяет сделать номинальную загрузку двигателя постоянной независимо от нагрузки на крюке, при этом достигается получение максимальной крюковой мощности при минимальном удельном крюковом расходе топлива.
Рациональный диапазон загрузки трактора тяговым усилием ограничивается значением тягового КПД в граничных точках. Анализируя потенциальную тяговую характеристику, можно заключить, что рациональной будет нагрузка на крюке:
, при которой 
.
При работе трактора с бесступенчатой трансмиссией происходит постоянная регулировка передаточного отношения трансмиссии для выведения двигателя на номинальную нагрузку, так как в реальных условиях нагрузка на крюке колеблется. У трактора с бесступенчатой трансмиссией крюковая мощность в пределах рационального диапазона загрузки трактора крюковым усилием колеблется незначительно и определяется по формуле (1.20), из которой видно, что при постоянстве крюковой мощности увеличение нагрузки на крюке приводит к снижению скорости движения трактора VTи V, и наоборот, снижение нагрузки на крюке влечёт за собой увеличение теоретической и действительной скоростей движения трактора.
Тяговый КПД определим по выражению:
где 
— КПД трансмиссии;
— КПД по сцеплению колес с почвой;
— КПД трактора по сопротивлению качения пути.
Анализируя выражение, можно заметить, что снижение каждого из сомножителей в отдельности приведёт к снижению тягового КПД.
С уменьшением РKP тяговый КПД падает, вследствие падения до нуля и ; при увеличении 
, тяговый КПД падает, вследствие падения (Рисунок 7).
2. ТЯГОВЫЙ РАСЧЕТ АВТОМОБИЛЯ
Цель тягового расчета — определение по исходным данным необходимой массы автомобиля, мощности двигателя, передаточных чисел трансмиссии и динамического фактора, обеспечивающих получение динамических показателей автомобиля, удовлетворяющих эксплуатационным качествам.
2.1 Определение массы автомобиля
Собственная масса автомобиля (кг) определяем как:
(2.1)
где 
— номинальная грузоподъемность, кг;
— коэффициент грузоподъемности (для грузовых автомобилей 
).
Полная масса груженого автомобиля (кг) вычисляется по формуле:
(2.2)
где Г- коэффициент грузоподъемности;
75 — масса водителя, кг.
2.2 Определение мощности двигателя
Необходимую мощность двигателя (кВт) определяем из условия возможности движения автомобиля с заданной максимальной скоростью 
по заданной дороге при полном использовании грузоподъемности автомобиля:
(2.3)
где 
— коэффициент суммарного сопротивления горизонтального участка пути, соответствующий движению на прямой передаче, 
;
— максимальная скорость движения на прямой передаче, км/ч;
— коэффициент обтекаемости, 
(для грузовых автомобилей 
);
— площадь лобовой поверхности, м (принимаем по прототипу).
Площадь лобовой поверхности грузовых автомобилей можем определить по формуле:
(2.4)
где В — ширина колеи задних колес, м;
Н — габаритная высота, м;
— КПД трансмиссии (для грузовых 4К2 
).
Тяговая характеристика трактора со ступенчатой трансмиссией
Трактор. В [2] сказано: «совершенствование трансмиссий с.-х. тракторов направлено на автоматизацию управления изменением передаточного числа. Этому способствует оснащение тракторов . двигателями постоянной мощности». Первая фраза частично верна, хотя и небесспорна, но вторая — ошибочна. К автоматизации изменения передаточного числа двигатель постоянной мощности никакого отношения не имеет так же, как и обычный, и в этом смысле они один от другого не отличаются. Более того, применение на тракторах с автоматически регулируемыми бесступенчатыми трансмиссиями двигателей постоянной мощности технически совершенно не оправдано и просто бессмысленно [4].
Силовой агрегат. «Силовой агрегат трактора содержит ДВС и два объемных гидропривода. Это сочетание позволяет эксплуатировать двигатель на режимах (Мдв, nдв), соответствующих любой зоне его регуляторной характеристики». А разве сочетание двигателя с механической трансмиссией на любом тракторе без гидроприводов этого не позволяет делать?
Гидропривод. «Объемные гидроприводы позволяют организовать между ведущими мостами дифференциальную связь с переменной несимметричностью, . «. Позволяют, если при схеме привода с одним гидромотором на каждый мост соединить моторы параллельно и применить регулируемые моторы с автоматическим регулированием [4]. Но, во-первых, автор рассматривает не такую схему, а индивидуальный привод, который можно построить и с механической трансмиссией, применив два двигателя и такое же регулирование. Во-вторых, гораздо важнее дифференциальная связь колес разных бортов, чем мостов. Поскольку автор ничего об этом не пишет, вероятно, он собирается применить механический дифференциал, пренебрегая возможностями ГОТ. И, в-третьих, схема индивидуального привода благодаря автоматике может эту связь сделать любой, а не только дифференциальной. Это — проблема, требующая серьезного анализа, а не просто упоминания.
Там же далее «. позволяют изменять состояние трансмиссии (прозрачная / непрозрачная)». Это верно, если добавить «посредством включения/отключения автоматики регулирования трансмиссии». Только вот вопрос, а зачем это нужно, зачем отключать автоматику, теряя все преимущества, которые она дает трактору? Неверно также, что Устанавливаемый системой управления рабочий объем насоса определяет скорость движения трактора, а рабочий объем мотора — давление в гидроприводе и тяговое усилие». Тяговое усилие устанавливает и определяет перепад давления, определяемый в процессе регулирования обоими рабочими объемами, а скорость движения (разумеется, при неизменной частоте вращения двигателя) — соотношение этих рабочих объемов, определяющее передаточное отношение трансмиссии.
Трансмиссии. «Главное отличие бесступенчатых трансмиссий от ступенчатых заключается в ширине интервала изменения передаточного числа». Это совершенно неверно. Главное отличие этих трансмиссий — в способе изменения передаточного числа (ступенчатое или плавное) и в прозрачности или непрозрачности (см. дальше). Что до ширины интервала изменения передаточного числа, то как раз тут отличия нет вообще: у любых трансмиссий при прочих равных условиях она всегда одинакова (к механической трансмиссии, несомненно, относится и сцепление). Она соответствует всему интервалу изменения скорости движения от нулевой до максимальной. Кроме того, у механических ступенчатых трансмиссий вообще нет интервала изменения передаточного числа (если под этим понимать плавное изменение), а есть только больший или меньший дискретный набор передаточных чисел в заданных пределах.
Автоматическое регулирование. «С помощью автоматического управления выявляется группа передач (диапазон) гидромеханической КП или интервал изменения передаточного числа . «, т. е. под автоматическим управлением ГОТ авторы понимают автоматическое выполнение переключения диапазонов или интервалов. В многодиапазонной трансмиссии это полезно сделать, но это задача вспомогательная. Автоматическое переключение передач, возможно, делается и в машинах с механическими трансмиссиями, переключаемыми под нагрузкой без разрыва потока мощности. В тяговых машинах вообще [5, 6] и в тракторах [7] с бесступенчатыми трансмиссиями главная задача автоматики другая — поддержание постоянства пусковой силы тяги или мощности. Без этого обеспечить в трансмиссии непрозрачность невозможно. В понимании автоматики авторами [2] мы получим бесступенчатую трансмиссию, но не получим непрозрачную, т. е. получим трансмиссию с ручным управлением внутри диапазонов.
Как ни странно, большинство специалистов тракторостроения так и понимают управление бесступенчатыми трансмиссиями. Тем более прискорбно, что такого ошибочного мнения придерживаются специалисты. Впрочем, быть может, автор все же понимает автоматику шире? Нет, в [1] он пишет: «На корректорном участке Nд = const, поэтому увеличение подачи насоса с ростом крутящего момента двигателя сохранит неизменной частоту вращения вала насоса и, следовательно, скорость движения». Из этого пассажа видно, что автор рассматривает процесс без автоматического регулирования рабочего объема. И притом неправильно: во-первых, на корректорном участке Nд ≠ const; во-вторых, рост крутящего момента двигателя при Nд = const приводит к снижению частоты вращения вала насоса, а с увеличением подачи насоса изменятся передаточное число трансмиссии и скорость движения.
Заметим еще, что продолжение фразы в начале раздела «. в соответствии с конкретными условиями функционирования МТА (т. е. с наиболее вероятным тяговым усилием трактора)» верна в первой части и ошибочно во второй, поскольку «конкретные условия» и «наиболее вероятные» — это никак не одно и то же (у авторов между этими определениями стоит «т. е.»). Неверно также, что автоматика » позволяет повысить качество продукции и увеличить производительность за счет бесперебойного функционирования» [3]. Бесперебойно функционировать должны все агрегаты, и автоматика к этому ничего не прибавляет. Неверно, что «это стало возможным с появлением . цифровых устройств». Аналоговая автоматика в этом смысле не уступает цифровой.
Алгоритмы. Алгоритмы не «разрабатываются с использованием технологии автоматизированного проектирования» и не «отлаживаются в условиях эксплуатации трактора» — к эксплуатации они уже должны быть отлажены; и уж тем более не «реализуется процедура обучения, обязательная для обретения трактором состояния адаптации». В состоянии адаптации адаптивная система находится всегда и никакой процедуры ей для этого не требуется. Что касается адаптивности, то удивительно, что в статье с заглавием «Адаптивное управление МТА» об адаптивном управлении ничего не сказано. Даже после слов «рассмотрим адаптивную систему управления» ни слова об адаптивной системе не говорится, поэтому остается неясным, что автор под этим понимает.
Теперь собственно об алгоритмах. «Свойство непрозрачности. на корректорном участке регуляторной характеристики реализуется при условии Mc → const; . где Mc — момент сопротивления. «. Тут все неверно. Во-первых, не на одном корректорном, а на любом участке; во-вторых, при совершенно других условиях: Mк → const и Рдв → const; и наконец, закон регулирования Mс → const — как раз тот, который в автоматике невозможен, поскольку Mс — внешняя сила, регулировать которую автоматикой трактора в принципе невозможно.
Прозрачность трансмиссий. ГОТ без автоматического регулирования — прозрачная (абсолютно прозрачная, если не учитывать сжимаемость масла). Автоматическое регулирование рабочих объемов составляющих ее машин (а не переключения диапазонов, см. выше) делает ее непрозрачной. Абсолютно непрозрачной при условии отсутствия статизма системы автоматического регулирования.
Испытания. В [2] заявляется, что «во время испытаний трактора . недопустимо отключать автоматическое управление, так как в трансмиссии фиксированные передаточные числа (i) не сохраняются, а их текущие значения не воспроизводятся». Не воспроизводятся только оккультные явления, да и то не всегда. Что до фиксированных i, то, чтобы они сохранялись, нужно именно отключить автоматику. Тогда без автоматики гидрообъемная трансмиссия становится прозрачной, как механическая, с фиксированными i. Правильно было сказать «нерационально», поскольку ничего недопустимого в отключении автоматики нет. Трактор останется работоспособным, и, возможно, такие испытания для чего-нибудь были бы полезны. Но дальше описываются два варианта авторской методики получения гиперболической характеристики путем ступенчатого изменения рабочих объемов машин. Ступенчатое изменение рабочих объемов возможно только при отключенной автоматике, поскольку работающая автоматика при регулировании непрерывно и плавно изменяет именно рабочие объемы. Чему же должен верить читатель: заявлению или методике? Впрочем, спор этот беспредметен: автоматика регулирования делается так, что отключить ее невозможно. Кроме того, оба способа не позволяют получить гиперболическую тяговую характеристику и не пригодны даже для испытаний трактора с ручным (не автоматическим) управлением ГОТ.
Дальше — больше. «Гипербола каждого диапазона может быть получена независимо от способа автоматически после ввода в бортовой компьютер специальной программы «. В книге «Физики шутят» была описана болезнь, заключающаяся в уверенности исследователя, что любая проблема, которую он не может ни решить, ни даже сформулировать, легко будет решена, если удастся получить доступ к достаточно дорогому компьютеру. Симптом этой болезни тут налицо. На самом деле в данном случае (для проведения испытаний) это просто невозможно: как мы показали выше, методика авторов и компьютерная автоматика взаимно исключают друг друга. Кроме того, для снятия характеристик необходимо менять внешнюю нагрузку, к которой бортовой компьютер никакого отношения иметь не может.
Далее авторы указывают, что необходимо учитывать влияние условий движения при каждом изменении передаточного числа. Учет влияния условий движения выполняется при испытании любых тракторов, ГОСТ 30745-2001 прямо предписывает проводить испытания в определенных условиях при обусловленных показателях фонов. Но влияние условий движения учитывают вообще, а не для каждого передаточного числа. Это просто незачем делать. Для тракторов с бесступенчатыми трансмиссиями это неверно вдвойне: неправильно методически и невозможно практически. Поскольку в [2] правильно указывается на недопустимость отключения автоматики при испытаниях, непонятно, как же авторы предполагают учитывать условия, ведь при работающей автоматике передаточное число непрерывно меняется при малейшем изменении нагрузки, в функции которой характеристика и снимается.
НИР и ОКР. Завершающая часть статьи [3] звучит так: «Хотя комплексные НИР и ОКР по созданию АДСУ* не проводили, но отдельные ее элементы апробированы и часть из них уже освоена промышленностью». Что касается НИР, вероятно, автор не знаком с работами ни корифея этого направления Л.И. Гром-Мазничсвского, ни ряда других ученых, а что до отдельных апробированных элементов, то жаль, что автор не поделился с читателями этим важнейшим неизвестным нам фактом. Но если сам автор такие работы проводил (см. «апробированы»), то результатами их и следовало поделиться с читателями. Кстати об отдельных элементах. Автоматика — это система, и апробировать ее по отдельным элементам невозможно.
Что до возможности создания, то нет необходимости ждать двух лет, как полагает автор. Такой трактор мог быть создан еще 20 лет назад и может быть создан прямо сейчас, было бы желание и финансовые возможности у завода-изготовителя.
Можно по-разному относиться к рассмотренным статьям. С одной стороны, несмотря на всю приведенную здесь критику, неплохо, что они появились в печати. Неясности и непонимание могут быть изжиты, только когда все положения, пусть даже ошибочные, непонятные или неизвестные большинству специалистов и по трансмиссиям и по тракторам, высказаны и обсуждены. Это — обычный путь прогресса. С другой стороны, эти статьи свидетельствуют о крайне низком уровне понимания проблемы специалистами нового для сельхозмашиностроения направления и странном нежелании или неумении «заглянуть за забор соседа» и увидеть там готовое решение всех этих проблем. Напомню, что бесступенчатые трансмиссии имеют как большую и глубокую теорию, включающую классические труды [5, 6], так и многолетнюю практику применения. Они широко и успешно эксплуатируются более полувека на всех тепловозах, на самосвалах БелАЗ и автомобилях с электрическим приводом и у нас и за границей.
Список литературы
1. Богданович В. П. Основа функциональных свойств тракторов нового поколения // Механизация и электрификация сельского хозяйства. — 2004, № 4.
2. Рыков В. Б., Богданович В. П., Гетъман Н, И. Тяговые показатели тракторов // Тракторы и сельскохозяйственные машины, — 2004, № 4.
3. Богданович В. П. Адаптивное управление МТА // Тракторы и сельскохозяйственные машины. — 2004, № 5.
4. Новиков Г. В. К вопросу о функциональных свойствах тракторов с бесступенчатыми трансмиссиями // Механизация и электрификация сельского хозяйства. — 2004, № 10 (находится в печати).
5. Степанов А, Д. Теплоэлсктрический привод транспортных машин. — М.: Машгиз, 1953.
6. Степанов А. Д. Автоматическое регулирование мощности в тепловозах и газотурбовозах. — М.: Машиностроение, 1964.
7. Новиков Г. В. Автоматическое регулирование тягового привода машин с бесступенчатыми трансмиссиями // Тракторы и сельскохозяйственные машины. — 2003, № 8.
