CC BY
7
DOI: 10.15587/2312-8372.2017.109025
ВПЛИВ ЗМ1НИ ПАРАМЕТРУ РЕГУЛЮВАННЯ Г1ДРОМАШИНИ В ПРОЦЕС1 ГАЛЬМУВАННЯ ТРАКТОРА З БЕЗСТУП1НЧАСТОЮ ТРАН-СМ1С1СЮ
Самородов В. Б., Кожушко А. П., Пелипенко G. С.
1. Вступ
Сьогодш в свгговому тракторобудуванш спостер^аеться тенденцiя в засто-суванш безстушнчастих трансмiсiй замiсть механiчних ступiнчастих. Серед безстушнчастих трансмiсiй найбiльш затребуваними е трансмюп з варiатором, гiдрооб'емно-механiчнi та електромехашчш трансмюи.
Особливо розповсюджено! для колюних тракторiв е, безумовно, безстушнча-ста двопотокова гiдрооб'емно-механiчна трансмiсiя (ГОМТ). Сьогодш на свггово-му ринку присутш так моделi тракторiв з ГОМТ, як John Deere, Case IH, John Deere, Fendt, Massey Ferguson [1-5]. Що стосуеться украшського ринку, то в се-ршному виробництвi е моделi, якi виконаш спiльними зусиллями науковцiв Нащ-онального технiчного унiверситету «Харювський полiтехнiчний шститут» та АТ «Харювський тракторний завод» (Украша) - ХТЗ-21021, ХТЗ-240К з ГОМТ-1С.
Важливим чинником, який впливае на роботу колюного трактора з ГОМТ при виконанш транспортних робгг е керування трактора (тобто змша параметру регулювання гiдромашини гщрооб'емно! передачi (ГОП)). Адже, вiдомо, що на етат гальмування важливим чинником е час гальмування та гальмiвний шлях, як i характеризують безпеку руху трактора, тому дослщження впливу форми змши параметрiв регулювання гiдромашини при гальмуванш е актуальною проблемою.
2. Об'ект дослiдження та його технолопчний аудит
Об'ектом даного досл1дження е процес гальмування колюного трактора ХТЗ-21021, який оснащено безстушнчастою ГОМТ-1С (рис. 1).
Рис. 1. 3-D зображення перспективно! ГОМТ-1С
В ходi використання штатно! гальмiвноl системи процес гальмування вщ-буваеться шляхом натиснення на педалi «гальма» та «зчеплення», яке кшемати-чно розривае зв'язок (за рахунок «зчеплення») мiж гiдромотором та сонячною шестернею диференщального механiзму. У випадку гальмування тшьки за рахунок змiни параметру регулювання гiдромашини цей кiнематичний зв'язок збер^аеться. Особливо! уваги слiд надати питанню дослiдження форми змiни
параметру регулювання ГОП (як правило це параметр регулювання пдромаши ни) вщ часу, що може суттево вплинути на ефектившсть гальмування.
3. Мета та задачi дослiдження
гальмув
Метою роботи е теоретичне дослщження процесу гальмування шляхом використання гшотези щодо випукло-вигнутою форми змiни параметру регулювання пдромашин, на прикладi моделювання динамiчноl моделi колiсного трактора ХТЗ-21021 з ГОМТ. Для досягання окреслено! мети необхщно вирь шити наступнi задача
1. Навести динамiчну модель колюного трактора ХТЗ-21021 з описом дви-гуна, ГОМТ, а також взаемоди колiс з опорною поверхнею.
2. Порiвняти результати в процесi гальмування трактора, використовуючи лшшну форму з випукло-вигнутою формою змши параметру регулювання пд-ромашин.
4. Дослiдження iснуючих р1шень проблеми
Аналiзуючи наукову лiтературу встановлено декiлька напрямкiв досль джень, що пов'язаш з дослiдженням процесiв, як протiкають в ГОМТ:
- загальш тенденци розвитку тракторобудування з ГОМТ [1-5];
- збшьшення ефективностi роботи ГОМТ [6-11];
- наведення гшотези щодо ефективного розгону та гальмування мобшьних машин (зокрема, тракторiв) [12-15].
В робот [6] автори пропонують збшьшити ефектившсть ГОМТ за рахунок додавання повггряно! турбши, як привщ гiдравлiчного насоса, що дозволить збшьшити ефектившсть на 17 %. Проте такий шновацшний шдхщ ще не апро-бований для ГОМТ в складi колiсного трактора.
В матерiалах [7] дослiджуеться оптимальне керування балансом ефективно-стi мiж двигуном внутршнього згоряння та ГОП. Проте автори наголошують на те, що для досягнення оптимального керування необхщно окремо визначати ре-гулювальнi характеристики, як гiдравлiчного насосу, так i гiдравлiчного мотору.
В роботi [8] визначено, що для ефективно! роботи ГОМТ в гiдравлiчнiй гь лцi доцшьно використовувати нерегульований гiдромотор. Таке твердження автор отримае завдяки дослщженню шдбору найвдалiшого кута нахилу шайби гь дромотору. В процесi шдбору отримано, що в деяких випадках, особливо при низьких швидкостях та крутних моментах, гiдравлiчна система може виробляти бшьшу ефектившсть з меншим кутом нахилу шайби пдромотора.
Дослщженню ефективностi ГОП в складi землезбирально! машини присвя-чена праця [9]. В данш роботi автор за допомогою математичного моделювання
та експеpиментy встaновлюe ефективнiсть ГОП та кеpyвaння машиною в цшо-му пpи викоpистaннi одного та двох гiдpомотоpiв. Ототожнюючи дослiдження aвтоp нaголошye, що на дaномy етaпi дослщжень потpiбно пpидiлити yвaгy за-лежност хapaктеpистик втpaт вiд кpyтного моменту навантаження та пapaмет-piв pегyлювaння гiдpомaшин.
В pоботi [11] aвтоp дослiджye вплив особливих зони ГОП на техшко-економiчнi показники колюного тpaктоpa з безстyпiнчaстою rOMT.
В pоботaх [12, 13] aвтоp за допомогою ^иведення yзaгaльненого piвняння балансу енеpгiï пpопонye мaтемaтичнy модель, яка дae 6лизьку до оптимально!" фyнкцiонaльнy зaлежнiсть пapaметpy pегyлювaння гiдpомaшини ГОП та чaсy pоз-гону мобшьних машин. В pоботi [14] встановлено paцiонaльнi змiни пapaметpiв pегyлювaння г^омашин для тpaктоpiв з ГOMT, що ^ацюють з «дифеpенцiaлом на входЬ> та «дифеpенцiaлом на виходЬ>. Maтеpiaли дано1' pоботи виpiшyють таку ^облему, як пiдвищення технiко-економiчних показниюв мaшинно-тpaктоpного aгpегaтy з ГOMT пpи виконанш опеpaцiï «^анка» в пpоцесi pозгонy.
В мaтеpiaлaх [15] aвтоpи наводять гшотезу та експеpиментaльно пiдтвеp-джують ïï на iмiтaцiйномy стендi, щодо викоpистaння випукло-вигнуто1' фоpми змiни пapaметpiв pегyлювaння гiдpомaшин ГОП в ^оцеш pозгонy та гальму-вання мобшьних машин з безстушнчастими ГOMT. Суть гшотези полягae в тому, що ^и випyклiй зaлежностi пapaметpa pегyлювaння ГOMT вiд часу (у по-piвняннi з лiнiйною залежшстю) зaбезпечyeться нaйбiльш ефективний pозгiн машини, а ^и вигнyтiй фоpмi - найбшьш ефективне гальмування.
Taким чином, pезyльтaти aнaлiзy дозволяють зpобити висновок ^о дощ-льнiсть пpоведення теоpетичного дослiдження пpоцесy гальмування, викоpис-товуючи гшотезу щодо випукло-вигнутою фоpми змши пapaметpy pегyлювaння гiдpомaшин, на пpиклaдi моделювання динaмiчноï моделi колiсного тpaктоpa XT3-21021 з ГOMT-1С.
5. Метеди дoслiдження
В pоботi для в^шення дифеpенцiйних piвнянь, що описують властивост pоботи: двигуна внyтpiшнього згоpяння, ГОМ^ гaльмiвноï системи, а також особливост взaeмодiï колiс з опоpною повеpхнею в пpоцесi гальмування, вико-pистовyeться метод Runge-Kutta.
Математичний опис pоботи двигуна та ГOMT-1С, згiдно з стpyктypною
Mb
Л Mb
M&Mib Mb Мл MlaMfb MsaMsb МбаМбЬ
■ да
МъМть МвоМзь
Ш
¡2
Ш
Ш - ^ w (J5
et Ф 82, ф
ÙJ1
ÙJé
il
Ш
к
CJS
Mt
1
kl
2
M*
CJ9
Mm Mm
Mm Mm
Mm Mm
a
15
ш
-o
Мщ\
ш
h
Mm
Tri
Ш
/V
h
a
m
M 12a
11 MibMw j.
m /о
Ml2b
m
Ml9c —О
Ih
Tu
ш
0)15
MmMiéc M&
¡9
Mi2c,, M'h Mm,--Met
1 /7
ш
m
¡3
Mm I Mita Mm—7—Mm
ТГ2
Mise МмМж
%
Ü22
-О,
m
шо
/Ю
Mr.
ÙJ2f
h
H
M220 M22B
M2b
M21C
in
U23
М2УС
o-
Мгъ
M233
О
Рис. 2. Структурна схема ГОМТ-1С
- система piB^Hb, що описуе 3MiHy кутових прискорень елеменпв транс-Miciï:
dcoí . do.
dc% n don do,,
dt dos
— k ° + (k— 1) . ^ _ 0; dt dt У ' dt
dol0 dt . dol2 15 dt " 0;doll ; ; dt 16 dol2 dt 0;
dol3 , dol5 0dol4 1 d°l5W 0;
dt 17 dt 0; dt 18 dt
do9 dt dol0 0 dt ' dol2 dœu dt dt _ 0(I —, g ianазон) ;
do9 dt; doll 0 dt ' dœn dœu dt dt _ 0 (II — - gían аз он);
do9 dt dol0 _ 0 f ' dt dœn dœi3i dt dt _ 0 (III — диапазон)
do9 dt doll 0 dt 0 doí2 doi3 dt dt _ 0(IV — д [апазон)
dol5 dt , dol6 19 É dt ' 0; dol6 : ; dt 110 d«ol7 dt 0;
d<Dl7 dt : do 18 111 dt dol7 ■ _ ; dt 111 dol9 dt = 0;
d°15 do20 _ 0 ; do20 1 do2l _ 0.
dt dt ' dt 10 dt
do2l dt , do22 111 dt _ 0; do2l 1 _ ; dt 111 do23 dt = 0,
dco i
де —- кутове прискорення ланки; dt
-j - передавальне вiдношення редуктора; е1,е2 - параметри регулювання гiдромашин ГОП (1 -2 - пдромотор);
q1,q2 - максимальна продуктивнiсть гiдромашин
К1уС1у - коефщенти втрат для пдронасоса (1 = 1) ] дромотора
( -= 2);
¡л - коефщент динамiчноl в'язкостi; с4, с5 - кутовi швидкостi вала гiдронасоса та пдромото АР - перепад робочого тиску в ГОП; V* - об'ем рщини,що стискаеться;
- модуль пружност робочо! рiдини, що залежить вiд вiдсотка g
газовмюту;
к - внутрiшне передавальне вщношення планетарного ряду; - силовi параметри ГОМТ описуються системою наступних рiвнянь:
*
/ /
Т ■ = М " Ча; Щь ■ Т^^ + -1 ■ М =0;
м^ • ^20'51ГЛ(Л2ь) + -2 • Ма = 0; Мзь+Ма = 0;
Мь - е1 • q1 • АР= -АМ • —п(с ); М5>а + е2 • q2 • АР= -АМ • зЩ®5);
Т-п(ЛЫ + -3 • М^ = 0; М7ь • Т^^ + -4 • М8а = 0; М^ + М6а = 0; М8Ь • Т-**'*) + МсС + М9а = 0; М8Ь- к ^^ + МсС Т-**1 = 0;
М • Т5«П(Л10Ь) + - . М = 0; М • Т^-^п(Л111л) + - . М = 0;
Ш10Ь 45 + 75 ^712а _ и> Ш11Ыб + _ и'
М1зь Т^^ + -7 • М5а = 0; М^14Ь" Т-п(]Л14ьЬ + -8 ■ М5ь = 0;
М9Ь + = 0^+ = 0, М9С = МПа = М2С = Мза (I - Aiаnазон) ;
М9С + Мь = 0, M2d + М14а = 0, М = М0а = М2с = Мза (II - Aiапазон);
М9Ь + МЮа = 0; М[2С+ Мза = 0; Мс = М1а = Муи = М14л (III - Aiапазон);
М9С + М11а = 0, М2С + Мза = 0, М,Ь = ^0а = ^2d = ^4а (IV - Диапазон);
М5С • Т-**^ + -9 • Мб а = 0; М7Ь • + -11 • М8а = 0;
МХ7С • тт!^*1^ + -11 • ^9а = 0; ( M-l5d + М20а) • К= 0; М^ = 0, Г= 0;
М20а = 0, Г= 0; М20Ь • То-^ + -10 • М21а = 0; М21Ь • Т101-^ПП(Л21Ь) + -0 • Ма = 0;
М2и • Т^м*^ + -11 • М2за = 0; М1а + Мь + Мс = 0;
М2а + М2Ь = 0; Мза + Мъь = 0; М4а + М,ь = 0; М5а + М5Ь = 0;
М6а + Мь = 0; М7а + М7Ь = 0; М8а + М8Ь = 0; М9а + М9Ь + Мс = 0;
М103 + ^0Ь = Ма + ^1Ь =0; М123 + М'12ь+М2с+^2d =0;
Мза + МзЬ = 0; М4а + ^4Ь = 0; М15а + ^5Ь + М5с + Мl5d = 0; Мба + МбЬ = 0; М7а + М-17ь + М7с = 0; ^8а + ^8Ь + М^ • Т = 0; М9а + М^19Ь + М9с "Т71 = 0; М20а + М20Ь = 0; М21а + М21ь + М21С = 0;
М22а + М22ь+ М^-Т = 0; М2за + М2зь + М2Ъс-Т12 = 0; Т = Т2 = Тл = Т2 = 1;
dc
т 18 = М - М ; Т • 2з = М - М ; Т • 22 = М - М •
Jтr1 dt Т 18С ¿Т1 dt 2зс иТт2 dt Ш 1У122С
Т . 2з = М - М
^ Т2 1. 1У1Т2 1У12
2зс'
dt
(2)
де - приведений до валу момент iнерцil махових мас двигуна внутршнього згоряння;
—dVL - кутове прискорення колшчастого валу двигуна внутршнього зго-dt
ряння;
Ме - ефективний крутний момент двигуна внутршнього згоряння;
М0А - момент опору руху; Мшш - моменти на ланках ГОМТ;
т - шдекс-число сшвпадае з номером кутово! швидкостi ланки; п - iндекси-букви вiдповiдають моментам на кшцях ланок [16] Т] ■ - ККД редуктора;
х (0 = 0
0 - коефiцiент урахування втрат в зубчастих зачепленнях (0 = 0 - без урахування втрат, 0 = -1 з урахуванням втрат в зубчастих зачепленнях);
Ыпш - потужшсть, що передаеться ланками ГОМТ (добуток кутових швид-костей на вiдповiднi моменти з урахуванням знаку дають величину i напрям по-токiв потужност на конкретних ланках i елементах ГОМТ) [16];
Т]13, ]23 - ККД в зубчастих зачепленнях сонце-сателгг та епiцикл-сателiт при зупиненому водил^ що визначають втрати момент1в;
АМ, АМ - втрати моменту в пдромашинах, що обчислюються, напри-клад, згiдно математично! моделi втрат Городецького [16], як функцй парамет-рiв регулювання, кутово! швидкост валiв гiдромашин, робочих об'емiв д1,д2 i перепаду тиску АР;
- момент шерцй, що приведено до ланок елементiв ГОМТ;
Т - параметр включення гальма (Т = 1 - гальмо включене, Т = 0 - вимк-нене, 1 = г - правий борт, 1 = 1 - лiвий борт, Ц= 1 - передня вюь, Ц= 2 - задня вюь);
- момент шерцй гальмiвноl ланки, до яко! з одного боку прикладаеться приводний момент вщ трансмюй, а з iншого боку - гальмiвний момент М^ вiд
гальмiвного елементу;
МТу - момент, що створюеться гальмiвним елементом (гальмiвний момент) [17].
З роботи [16] вщомо, що момент втрат у пдромашинах:
АМ = Ъ
к • (1 + к • ц ) к • (1+к • ц )
к + к • ) + ———, • АР+
(1+к >| пд1) (1+к >,!• Пф)
д 1 /
, (3)
де к1,к2,...к8 - коефiцiенти гiдромеханiчних втрат [16]; Вд1 - характерний ро змiр пдромашини, Вд1 = ^2 -ж • д 1 .
Гальмiвний момент розраховуеться наступним чином:
(Р ) • sigп(-Ыт1¡),
Т Т0 ц
(4)
Ц) - абсолютна величина гальмiвного моменту; Рц - тиск робочого
1У±Т0 Ц
тiла; сот- - кутова швидкiсть обертання гальмiвноl ланки.
%
При опис взаемодй колiс з опорною поверхнею використовуються: принцип Даламбера, рiвняння Лагранжа другого роду, метод парщальних приско-рень, тощо. В робот бшьший акцент робиться саме на дослщження процесiв в безстутнчастш ГОМТ. Тому цiлком доцiльно застосовувати опис взаемодй колю з опорною поверхнею за допомогою рiвняння, що вiдтворюе динамiку руху одиночного колеса в процес гальмування [17]:
А,,^ = М - м„ - м,
де /Еу - момент шерци пов'язаних з колесом мас, що
Ь .
—- кутове уповiльнення колеса; аЬ
М,у - момент, що створюеться реакщею в подовжнiй площиш колеса;
Му - момент опору коченню колеса;
Му - момент на колес (необхiдно вiдмiтити, що з роботи [17] гальмiвний момент МТ1] е складовою М,).
З роботи [17] момент Мы/, що створюеться реакцiею в повздовжнiй площиш колеса, яка визначае гальмiвну ефектившсть, обчислюеться за допомогою наступного рiвняння:
М/ = Я/ РыуГу, (6)
де Я/ - нормальна реакщя дороги в контакт колiс трактора з опорною поверхнею; (рху - коефщент зчеплення колю трактора з опорною поверхнею в по-довжньому напрямц Гу - радiус колiс.
Вираз (5) при рус колiс трактора ХТЗ-21021 з урахуванням особливостей математично! моделi трансмюп ГОМТ-1С в процесi гальмування матиме насту-пний вид [17]:
аг • ^гт • ¿ёКь) = Мп - Ми - Мь ^Шь);
/еЛ ■^^-ЫёФ^ = МХ1 - МГП - М19Ь яМ®12);; /г2 • ^аЬ ' ^^22 ) = Мг2 - Мг2 - М22Ь ^ШЬ У;
/Е/2 •• ^МЬ ) = М/2 - М12 - М23Ь ^ёп(ь23)-
Автор [17] вiдмiчае, що у разi блокування колеса при гальмуваннi трактора
(1а-
в процесi руху передшм ходом, змiну рiвняння (7) на-- = 0. О^м того, при
М
зниженш М— (в перiод, коли колесо заблоковано) необхщно обирати з умови:
Т¿С=тях(М-- М-- М-0)
С- = 0, якщо С-< о;
¿С 0 (8)
—-— = 0, якщ о С-= о
м -
В робот [17] автор вiдмiчае, що загальмовування i подальше блокування колеса зумовлено постшною змiною вертикально! реакци дороги Я- i коефщь
ента зчеплення (х-, що, в свою чергу, пов'язано з перерозподшом ваги трактора
мiж осями.
Розглядаючи плоску математичну модель трактора в процес гальмування, автор [17] вщзначае, що сумарна нормальна реакцiя дороги Я- з урахуванням
перерозподшу мас при гальмуванш трактора визначаеться з виразу): - на передт колеса Я-л (Ят1 = Ял):
СЬ- Рь-Ь — Ь-Т,Ясс—--м-
ССТ- 1 - ±в-
Я=--; (9)
- на задт колеса Я-2 (Я,
'т2
Я12 ):
Са + рь-ЬРЬ+^ЯсстГ /-■ т-
Я=--а-, (10)
де О - вага трактора; а, Ь, Ь - координати центру мас трактора; Рь - сила опору повггря; Ьь - вщстань вщ опорно! поверхнi до сили опору повггря; р - сила опору прискоренню трактора; Ясс-- - статичне навантаження на колеса трактора; - коефщент опору коченню колеса.
З роботи [16] вщомо, що сила опору повггря визначаеться з рiвняння:
Р=к гу*, (11)
де кь - коефщент опору пов^я; Р - площа лобового опору; V - швидкiсть трактора.
Силу шерци, що дiе на колiсний трактор в процес гальмування автор [17] визначае з виразу:
о- x -8, ё
де X - уповiльнення трактора щодо координатно! осi X; - коефщент ура-хування мас двигуна i трансмюи, ходово! системи, що обертаються; ё - прис-корення вiльного падiння.
На рис. 3 наведено розрахункову схему сил, що ддать на колюний трактор в процес гальмування. Оскшьки рух колiсного трактора вщбуваеться на вщно-сно горизонтальны дiлянцi, то кут нахилу дорожньо! поверхнi не враховуеться.
Рис. 3. Схема сил, що ддать при гальмуваннi колюного трактора
Визначення уповiльнення колiсного трактора щодо координатно! осi X, з роботи [16] визначаеться наступним чином:
X=
V ! ,
Ъъ, -ъ-4
- ё
О-8,
(13)
де Ях, - реакщя у повздовжнiй площинi колеса трактора, що визначае гальмiв-ну ефектившсть.
Аналiзуючи наукову роботу [17] прийнято використовувати коефщент (рх, для ощнювання зчiпних можливостей колеса в подовжньому напрямку:
( = Я,/Я, (15)
Гальмiвний шлях визначаеться з наступного виразу:
S(t) = \v(t)dt= rk•Jc•(t)dt. (16)
Вщповщно до ГОСТ 12.2.019-86 гальмiвний шлях розраховуеться за емш-ричною формулою:
V2
5< 0,15 —. (17)
116 v 7
Таким чином, на основi рiвнянь (1)—(16) складено динамiчну модель колю-ного трактора ХТЗ-21021 з безступiнчастою ГОМТ-1С. Дану модель реаизова-но в системi МЛТЬЛВ пiдсистеми динамiчних моделювань БтиНпк.
6. Результати дослщження
На рис. 4 наведено результати моделювання процесу гальмування колюно-го трактора ХТЗ-21021 з безстушнчастою ГОМТ-1С.
Т] г a sir
0.8
0.7 0.6 0.5 0.4 0.3 0.2 0.1 0
10 t. С
1 1 1 1 1 1 1 1 1
i 1 1 1 1 1 I
. i 1 1
Ч Д : ^^ г%/ :
к \ : ^ i X. * i V Í
1 \ V \ i t ? *
1 \ \ \ .....V- _____ LL ■ 1 ■
1 i \ i i 1 ; 1 11 1 1 -
О
10 Í. С
в
Т|г[Ш
0.9 0.8 0.7 0.6 0.5 04 0.3 0.2 0.1 0
X r. JL____
л Ч 2
V Í r J ■î « *
\ X \ i _ ч X X / ч / / 4 / /4 -------^ (a --------
------- --------- \ \ л i ____?____
ь
—,— 1 V ■й у * J * i « J *¡ 41
1 s \ ш : 1 4 ¡ h , Л- i
0
10 t, С
¿P, МПа
„7
X 10
1 1
1 J чл 1 1
.... 'Sk,. 1 1
N 3 1
я ч\..... X ---------
i г4
1 1 i i
10 t, с
д
потерь. Б
х 10*
О
-О 5 -1 -1.5 -2 -2.5 -3 -3.5 4 -4.5 -5
О 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 t, С
е
Рис. 4. Результати теоретичного дослщження процесу гальмування трактора
ХТЗ-21021 з ГОМТ-1С: а - параметр регулювання гидронасосу (ej); б - швидюсть трактора (V) та гальмiвний шлях (S); в - ККД ГОМТ (цтмт); г - ККД ГОП (пГОП); д - перепад робочого тиску в ГОП (AP); е - втрати потуж-ностi (Nnomepb); 1 - випукла форма змши; 2 - лiнiйна форма змши;
3 - вигнута форма змша
Таким чином, наведено змiна кшематичних, силових та енергетичних по-казниюв при гальмуваннi, використовуючи вигнуту, лшшну та випуклу форми змiни параметру регулювання пдромашини ГОП.
7. SWOT-аналiз результатiв дослiдження
Strengths. Серед сильних сторш даного дослiдження е шдтвердження, вже при теоретичному дослiдженнi гальмування колюного трактора з ГОМТ, гшоте-зи щодо використання вигнуто! форми змши параметрiв регулювання пдрома-шин ГОП в процесi гальмування мобшьних машин з безступiнчастими ГОМТ.
Роблячи оцшочну характеристику отриманих результатiв, при реалiзацil вигнуто!, лшшно! та випукло! форм змiни параметру регулювання пдромашини ГОП необхщно вiдмiтити, що при зютавленш лшшно! з випукло! та лшшно! з вигнутою спостерiгаеться:
- зменшення (при лiнiйнiй з вигнутою) часу гальмування на 11,4 % та збь льшення (при лшшнш з випуклою) на 3,8 %;
- зменшення (при лшшнш з вигнутою) гальмiвного шляху на 23,3 % та збшьшення (при лшшнш з випуклою) на 21,7 %.
1 1 1 1 1 л _________________[..^/i ...... —
1 : ¡V : ..............у?.......|.....4
1 ......./1
л*. ________ УхJZx.......
г 1 7.._______
j-------- : к....... 1 * 1 1 1 J
( 1_______ 1 г 1 1 1 ! А У У /------ .....;........;........;........ ! : ! ■ 1 1 1 ■ ■ ■ i ^ : -я г---------------- . * - i- £-------
V Ж 1 1 1 \ \ \ 1 1 1 1 1 1 i i i
Таким чином, встановлено, що використовуючи вигнуту форму змши параметру регулювання гiдромашини, спостер^аеться зменшення часу гальму-вання та гальмiвного шляху. Дане спостереження характеризуе пiдвищення безпеки руху колюного трактора при виконаннi транспортних робгг, що, безу-мовно, е сильною стороною дослiдження.
Ототожнюючи результати вiдмiчаемо, що на показники ефективност га-льмування трактора, окрiм форми змши параметри регулювання гiдромашини, також суттево впливають врахування моментiв шерци та iнтенсивностi змiни параметри регулювання пдромашини.
Weaknesses. Слабкi сторони даного дослщження пов'язанi з тим, що для бшьш детально! оцiнки показниюв при гальмуваннi необхiдно проводити екс-периментальнi дослiдження. Проте в робот [15] наведено та шдтверджено екс-периментальними випробуваннями гiпотеза щодо форми змши параметру регулювання пдромашини на iмiтацiйному стендг
Opportunities. Додатковi можливостi, що забезпечують досягнення мети дослщження, криються в узагальненнi роботи двигуна та ГОМТ та визначення для конкретно! мобшьно! машини сво!х оптимальних форм змiн параметру регулювання (випуклих чи вигнутих), як для розгону, так i для гальмування. Така бiльш об'еднана задача дозволить бшьш наочно формувати загальне керування колюного трактора, як в процес розгону, так i на еташ гальмування колiсного трактора з безстушнчастою ГОМТ.
Впровадження дано! концепци дозволить пiдняти технiчний рiвень тракто-рiв ХТЗ на свiтовий рiвень, що привнесе додаткове капiталовкладення в розви-ток економiки держави.
Threats. Складношд у впровадженнi отриманих результатв дослiдження пов'язанi з деякими труднощами на АТ «Харювський тракторний завод». Тому при розгош та гальмуванш на колiсних тракторах ХТЗ-21021 та ХТЗ-240К з безстушнчастою ГОСТ-1С реалiзацiя випукло-вигнуто! форми змiни поки що унеможливлюеться.
Впровадження результатв даного дослiдження понесе додатковi витрати пiдприемства, якi будуть вимiрюватися, приблизно, в 5 % вщ вартостi трактора.
8. Висновки
<Т .
1. Наведено динам1чну модель кол1Сного трактора ХТЗ-21021 з математич-ним описом двигуна, ГОМТ, а також взаемодп колю з опорною поверхнею, яка вщр1зняеться вщ юнуючих врахуванням при розрахунку ГОП:
- об'ем рщини, що стискаеться;
- модуль пружност робочо! рщини, що залежить вщ вщсотка газовмюту.
2. Пор1внюючи яюст результати (маеться на уваз1 обчислення плошд шд графжами на рис. 3, в, г, е в процес гальмування трактора, використовуючи ль ншну форму змши з випукло-вигнутою формою змши параметру регулювання пдромашин) спостер1гаеться:
- вигнутий з лшшним: зменшення ККД ГОП на 9,3 %, зменшення ККД ГОМТ на 8,7 %, зменшення витрати потужност на 43 %;
- випуклий з лшшним: збшьшення ККД ГОП на 11,1%, збшьшення ККД ГОМТ на 7,4 %, збшьшення витрати потужност на 50,6 %.
Даш спостереження вказують на те, що використовуючи для трактора ХТЗ-21021 при гальмуванш вигнуту форму змши параметру регулювання пдромашини, збшьшуються втрати потужност в гiдравлiчнiй ланщ ГОП, що на-пряму пов'язано з ефектившстю гальмування трактора.
Лггература
1. Shcheltsyn, N. A. Sovremennye besstupenchatye transmissii sel'sko-hoziaistvennyh traktorov [Text] / N. A. Shcheltsyn, L. A. Frumkin, I. V. Ivanov // Traktory i sel'hozmashiny. - 2011. - No. 11. - P. 18-26.
2. Beunk, H. So Arbeiten «Auto Powr» und «Eccom» [Text] / H. Beunk, H. Wilmer // Profi. - 2002. - No. 5.
3. Renius, K. T. Continuously Variable Tractor Transmissions [Text]: Monograph / K. T. Renius, R. Resch. - St. Joseph, MI: American Society of Agricultural Engineers, 2005. - 37 p.
4. Rydberg, K. Hydro-Mechanical Transmissions [Text] / K. Rydberg // Fluid and Mechatronic Systems. - 2010. - No. 2. - P. 51-60.
5. Aitzetmuller, H. Steyr S-Matic - The Future Continuously Variable Transmission for all Terrain Vehicles [Text] / H. Aitzetmuller // Proceedings of the International Conference-International Society for Terrain Vehicle Systems. -1999. - Vol. 2. - P. 463-470.
6. Pusha, A. Efficiency analysis of hydraulic wind power transfer system [Text] / A. Pusha, M. Deldar, A. Izadian // IEEE International Conference on Electro-Information Technology, EIT 2013. - IEEE, 2013. - P. 1-7. doi:10.1109/eit.2013.6632717
7. Ijas, M. Improvement of total efficiency of hydrostatic transmission by using optimized control [Text] / M. Ijas, E. Makinen // Proceedings of the JFPS International Symposium on Fluid Power. - 2008. - Vol. 2008, No. 7-2. - P. 271-276. doi:10.5739/isfp.2008.271
8. Coombs, D. Hydraulic Efficiency of a Hydrostatic Transmission with a Variable Displacement Pump and Motor [Text]: M.S. Thesis / D. Coombs. - Mechanical and Aerospace Engineering, 2012. - 82 p.
9. Dasgupta, K. Steady State Performance Analysis of Hydrostatic Transmission System using Two Motor Summation Drive [Text] / K. Dasgupta, N. Kumar, R. Kumar // The Institution of Engineers (India): Series C. - 2013. - Vol. 94, No. 4. -P. 357-363. doi:10.1007/s40032-013-0084-y
10. Ahn, S. Development of an integrated engine-hydro-mechanical transmission control algorithm for a tractor [Text] / S. Ahn, J. Choi, S. Kim, J. Lee, C. Choi, H. Kim // Advances in Mechanical Engineering. - 2015. - Vol. 7, No. 7. -P. 168781401559387. doi:10.1177/1687814015593870
11. Mittsel, M. O. Eksperymentalne doslidzhennia osoblyvyi zony roboty dvokhpotochnoi hidroobiemno-mekhanichnoi transmisii [Text] / M. O. Mittsel // Proceedings of the International Scientific and Practical Conference «Innovative Foundations of Sustainable Development of the National Economy», November 21-22,
2014, Kamianets-Podilskyi. - Kamianets-Podilskyi: Podilskyi State Agrarian-Technical University, 2014. - P. 185-188.
12. Samorodov, V. B. Vyvod obshchego zakona upravleniia gidroob#emno-mehanicheskih transmissii transportnyh mashin v protsesse priamolineinogo razgona i sposob ego tehnicheskoi realizatsii [Text] / V. B. Samorodov // Integrirovannye tehnologii i energosberezhenie. - 2001. - No. 4. - P. 112-120.
13. Samorodov, V. B. Issledovanie vliianiia razlichnyh zakonov reguliro-vaniia gidroobiemno-mehanicheskoi transmissii na protsess priamolineinogo razgona gusenichnoi mashiny [Text] / V. B. Samorodov // Mekhanika ta mashynobuduvan-nia. - 2000. - No. 2. - P. 86-92.
14. Kozhushko, A. Determining the optimal parameters for controlling law change of hydraulic fluidtransferduring acceleration wheeled tractors hydrostatic mechanical transmissions [Text] / A. Kozhushko // Visnyk Sumskoho natsionalnoho ah-rarnoho universytetu. Seriia: Mekhanizatsiia ta avtomatyzatsiia vyrobnychykh protsesiv. - 2014. - Vol. 11, No. 26. - P. 108-114.
15. Samorodov, V. Experimental confirmation of the rational change parameter of the hydraulic transmission during acceleration and braking of the hydraulic volume mechanical transmission (HVMT) [Text] / V. Samorodov, A. Kozhushko, N. Mittsel, E. Pelipenko, M. Burlyga // International Collection of Scientific Proceedings «European Cooperation». - 2017. - Vol. 7, No. 26. - P. 9-24.
16. Samorodov, V. Formation of a rational change in controlling continuously variable transmission at the stages of a tractor's acceleration and braking [Text] / V. Samorodov, A. Kozhushko, E. Pelipenko // Eastern-European Journal of Enterprise Technologies. -2016. - Vol. 4, No. 7 (82). - P. 37-44. doi:10.15587/1729-4061.2016.75402
17. Bondarenko, A. I. Matematychna model protsesu halmuvannia kolisnoho traktora [Text] / A. I. Bondarenko // Bulletin of the National Technical University «Kharkiv Polytechnic Institute». - 2011. - No. 43. - P. 78-83.
