Снижение динамической нагруженности мобильных энергетических средств от внешних воздействий и повышение их тягово-динамических показателей Текст научной статьи по специальности «Механика и машиностроение»

тельных и дорожных машин на ЭВМ / под ред. Е.Ю. Малиновского. М.: Машиностроение, 1980. 216 с.

9. Любавский Д.С. Теоретическое исследование устойчивости на поворотах автопоезда, оснащенного управляемой пневматической подвеской // Научный журнал КубГАУ. 2012. №08 (82). [Электронный ресурс]. Ц^: http://ej.kubagro.ru/2012/08/ pdf711.pdf.

10. Свидетельство о государственной

регистрации программы для ЭВМ № 2012619463 РФ. Программа для исследования устойчивости лесовоза / Д.С. Любавский, Д.Н. Афоничев, В.В. Посметьев; заявитель и патентообладатель ВГЛТА. № 2012617343; заявл. 27.08.2012, опубл. 18.10.2012.

11. Курьянов В.К., Афоничев Д.Н., Скрыпников А.В. Автомобильные дороги. Воронеж: ВГЛТА, 2007. 284 с.

DOI: 10.12737/1779 УДК 631.372: 629.1.013

СНИЖЕНИЕ ДИНАМИЧЕСКОЙ НАГРУЖЕННОСТИ МОБИЛЬНЫХ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ СРЕДСТВ ОТ ВНЕШНИХ ВОЗДЕЙСТВИЙ И ПОВЫШЕНИЕ ИХ ТЯГОВО-ДИНАМИЧЕСКИХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ заведующий кафедрой тракторов и автомобилей, доктор технических наук, профессор

О. И. Поливаев

заведующий кафедрой технологического сервиса и технологии машиностроения, доктор

технических наук, профессор В. К. Астанин инженер кафедры тракторов и автомобилей Н. В. Бабанин ФГБОУ ВПО «Воронежский государственный аграрный университет имени императора Петра I» car205@agroeng.vsau.ru, nikolai-babanin@mail.ru

Создание энергонасыщенных мобильно энергетических средств (МЭС) сопровождается повышением их динамической нагруженности со стороны внешних воздействий, которые носят колебательный характер с переменной частотой и амплитудой. Это вызывает возникновение повышенных колебательных процессов в системе почва - движитель - моторнотрансмиссионная установка, и снижает производительность, ухудшает управляемость, плавность хода и качество выполнения заданных технологических опера-

ций, а также приводит к разрушению структуры почвы и ее уплотнению [1, 2, 3, 4]. Динамические процессы возникают в результате неравномерного сопротивления почвы и неровностей поверхности, а также физико-механических свойств и других внешних воздействий. Преобразуясь в трансмиссии, все эти воздействия суммируются и поступают на коленчатый вал двигателя в виде некоторой функции момента сопротивления Мс - /(^) [1]. В.П. Болтинский [5] определил два способа

снижения влияния динамических нагрузок на эффективные параметры двигателя. Первый - эксплуатация заключается в том, что в процессе эксплуатации трактор агре-гатируют таким образом, чтобы загрузка двигателя не превышала некоторого установленного значения. Второй - это изменение конструкции отдельных механизмов трактора или двигателя для снижения влияния колебаний внешних нагрузок на эксплуатационные и топливно-экономические показатели машинно-тракторного агрегата (МТА). Наибольшее число исследований по данной проблеме посвящено второму способу снижения динамической нагруженности внешних воздействий. В этих целях устанавливают различные уп-ругодемпфирующие устройства в сцеплении, трансмиссии, приводах ведущих колес, на валах отбора мощности, прицепных и навесных устройствах МЭС [6, 7, 8, 9]. В работе [6, 7] указывается, что введение уп-ругодемпфирующих элементов в сцепление снижает крутильные колебания двигателя, однако динамические нагрузки со стороны внешних воздействий снижаются незначительно. Наиболее эффективным способом снижения неравномерности тягового сопротивления агрегатируемых сельскохозяйственных машин, неровностей поверхности поля и физико-механических свойств почвы является, установка упру-годемпфирующих приводов (УДИ) ближе к ведущим колесам МЭС [1, 2, 3, 4, 10]. В качестве объекта исследования использовался универсально - пропашной трактор ЛТЗ-155 с различными сельскохозяйственными машинами и транспортными агрегатами оборудованными жесткими по-

луосями диаметром 50 мм и с упруго-демпфирующим приводами [10]. Для проведения испытаний за основные исходные параметры, характеризующие условия опытов, были приняты:

- нагрузка на крюке трактора, которою изменяли за счет загрузки динамометрической лаборатории ДЛ-4 на базе автомобили 3ил-131 и включения различных передач.

- жесткость приводов изменяли за счет установки упругодемпфирующих приводов ведущих колес (которые были установлены на полуосях, перед колесным редуктором).

Испытания трактора ЛТЗ-155 проводили на транспорте с прицепом 2ПТС-10, пахоте с плугом ПЛН-4-35 и культивации с культиватором КРШ-8,1. Были также проведены сравнительные тяговые испытания на бетонной дороге. Трактор ЛТЗ-155 был оборудован датчиками и тензо-метрическими узлами и приборами:

- индукционный датчик на ведущих колесах и путеизмерительном колесе;

- тензометрическими муфтами для замера крутящих моментов на полуосях;

- акселерометрами, установленные на ведущих мостах;

- расходомером для определения расхода топлива;

- время определялась по отметкам осциллографа.

Для анализа нагруженности трактора ЛТЗ-155 со стороны ведущих колес и нагрузке на крюке от внешних воздействий, осциллограммы экспериментальных данных, были обработаны методом ординат. По этим данным с использованием ЭВМ

были получены спектральные плотности крутящих моментов, состоящих из N чисел (снятых с осциллограммы случайного процесс х(1) полученные за время наблюдений). Были установлены пределы изменения шага дискретизации Аt - 0,05 с. Длина реализации процесса Т - NАt, где N=600 ординат, обеспечивающие достоверность вычисляемых оценок. После ввода на ЭВМ

программы, а затем исходной информации вычисляем корреляционную функцию Rx (г) и спектральные плотности (^хю}.)

крутящих моментов на полуосях ведущих колес [3, 12]. Результаты исследования показали, что спектральная плотность крутящих моментов на ведущих полуосях трактора при работе на пахоте с плугом ПЛН-4-35 приведены на рис. 1.

28

21

Ак

7

О

За С*) 24

І&

12

^ і 2 3 р г,.

Рис. 1. Спектральная плотность распределения крутящих моментов на задних и передних полуосях при работе трактора ЛТЗ-155 на пахоте: 1 - Трактор ЛТЗ-155 с жестким приводом;

2 - Трактор ЛТЗ-155 с УДП на всех ведущих полуосях

Спектральная плотность распределения крутящих моментов на задних и передних полуосях с жесткой трансмиссией имеет максимум на частотах 1,6...2,8 Гц, которые находятся в области собственных частот колебаний остова трактора. Колебания крутящих моментов на полуосях с

частотами от 1,6 до 2,8 Гц вызывают резонансные колебания остова трактора и плуга, а также колебание оборотов двигателя и буксование движителей, что влияет на производительность, расход топлива и условия труда водителя. Введение УДП во всех полуосях МЭС приводит к снижению

максимумов спектральных плотностей крутящих моментов на задних полуосях до 2,1 раза, а передних до 2,6 раз и их смещению в области низких частот 1,3___1,6 Гц.

При этом амплитуды колебаний остова

трактора за счет УДП снижаются в 1,15__1,3 раза.

При работе трактора ЛТЗ-155 с транспортным агрегатом рис. 2 (с нагрузкой на крюке 13000 Н) спектральная

іг

0,9

ць

0,5

о

)~ л .. , • .«и ТР&нспс&г . МГ-

И 4-і Гу-

} 1 п. Ц_Д

Г Г ^ ■■ ! ї ' . \ / ;; ІУ^- ! ■ ^ * ЯГ'*** ^ 2

,,

І 2 3 ч /.г*

Рис. 2. Спектральная плотность распределения крутящих моментов на задних и передних полуосях при работе трактора ЛТЗ-155 на транспорте: 1 - Трактор ЛТЗ-155 с жестким приводом; 2 - Трактор ЛТЗ-155 с УДП на всех ведущих полуосях

плотность крутящих моментов на полуосях с жесткой трансмиссией имеет максимумы на частотах 1,7_2,27 Гц, а также максимумы в области низких частот от 0,1 до 1,0 Гц. Частоты 1,7_2,27 Гц находятся в области собственных частот колебаний остова трактора и вызывают резонансные

режимы при их совпадении с максимумами спектральных плотностей крутящих моментов на полуосях. Установка УДП во всех полуосях трактора с транспортным агрегатом приводит к снижению максимумов спектральных плотностей крутящих моментов на задних полуосях до 1,6 раз, а на

передних до 3-х раз и их смещение в область более низких частот от 0,1 до 0,8 Гц.

При работе трактора ЛТЗ-155 с культиватором КРШ-8,1 расположенным сзади и жесткой трансмиссией, максимумы спек-

тральной плотности крутящих моментов на полуосях находятся в области частот от 0,8 до 2,0 Гц, что также совпадает с собственной частотой колебаний остова трактора рис. 3. При установке УДП во всех

Рис. 3. Спектральная плотность распределения крутящих моментов на задних и передних полуосях при работе трактора ЛТЗ-155 на культивации: 1 - Трактор ЛТЗ-155 с жестким приводом; 2 - Трактор ЛТЗ-155 с УДП на всех ведущих полуосях

полуосях максимумы спектральных плотностей крутящих моментов с частотой

0,8...2,0 Гц устраняются практически полностью. Результаты сравнительных тяговых испытаний на асфальте показали, что трактор ЛТЗ-155 с жестким приводом развивает максимальную мощность 79 кВт на передаче Ш/2 рис. 4.

Тяговые испытания с УДП на всех полуосях МЭС показали, что при их введении тяговая мощность повышается до 87

кВт на передаче Ш/2. Результаты сравнительных тяговых испытаний показали, что УДП во всех полуосях снижает буксование

движителей на 1,0____5 % (по абсолютной

величине при Ркр = 10____35 кН). Сравни-

тельные испытания трактора ЛТЗ-155 показали также, что УДП во всех полуосях снижает удельный расход топлива на 5_14 %, повышает тяговые качества трактора на 6_11 % и его КПД в зависимости от номера передачи.

10 20 ЗО 4-0 Ркр. кН

Рис. 4. Тяговая характеристика трактора ЛТЗ-155 на асфальте с различными приводами

Библиографический список

1. Поливаев О.И. Снижение динамических нагрузок в машинно-тракторных агрегатах. Воронеж: ВГАУ, 2000. 196 с.

2. Кутьков Г.М. Тяговая динамика тракторов. М.: Машиностроение, 1980. 212 с.

3. Снижение динамических нагрузок в трансмиссии тракторов / О.И. Поливаев, А.В. Панков, В.П. Иванов [и др.] // Тракторы и сельхозмашины. 2011. №3. С.14-15.

4. Поливаев О.И., Воищев В.С. Снижение уплотнения почвы движителями мобильных энергетических средств // Вестник Воронежского Государственного университета. 2013. Вып.1 (36). 14 с.

5. Болтинский В.П. Работа тракторного двигателя при неустановившейся нагрузке. М.: Сельхозиздат, 1949. 216 с.

6. Павленко С.Т., Поливаев О.И. Как увеличить срок службы муфты сцепления и трансмиссии трактора Т-40 А // Техника в сельском хозяйстве. 1974. №11. С 69-70.

7. Поливаев О.И., Павленко С.Т. Исследование резонансных колебаний в трансмиссии колесного трактора // Тракторы и сельскохозяйственные машины. 1979. №7. С. 11-12.

8. Гребнев В.П., Поливаев О.И., Во-рохобин А.В. Тракторы и автомобили теория тракторов и эксплуатационные свойства. М.: Кнорус, 2013. 250с.

9. Василенко П.М. Основа теории модераторов и условия их применения на прицепных агрегатах: сб. трудов по земледельческой механике. М.: ВАСХНИЛ. Т.З.

С. 25-32.

10. Пат. 1698009 РФ. МКИ В 60 К 17/32 Привод ведущего колеса транспортного средства / О.И. Поливаев, Н. Е Гусен-ко, А.С. Дурманов. №4768708. заявл. 12.12.89; опубл. 15.12.91, Бюл. №46. 5 с.

11. Свешников А.А. Прикладные методы теорий случайных функций. М.: Наука, 1969. 290с.

12. Лурье А.Б. Статическая динамика сельскохозяйственных агрегатов. Л.: Колос, 1970. 375 с.

DOI: 10.12737/1780 УДК 536.241

ВОПРОСЫ ТЕРМОРЕГУЛИРОВАНИЯ В СОСТАВНЫХ ТЕПЛОНАПРЯЖЕННЫХ

СИСТЕМАХ С СЕТЧАТЫМИ ЭКРАНАМИ

заведующий кафедрой электротехники, теплотехники и гидравлики, доктор технических наук, профессор В. М Попов ассистент кафедры электротехники, теплотехники и гидравлики О. Л. Ерин кандидат технических наук, доцент кафедры электротехники, теплотехники и гидравлики

И. Ю. Кондратенко ФГБОУ ВПО «Воронежская государственная лесотехническая академия»

etgvglta@mail.ru

Во многих областях современной техники из-за интенсивного внедрения теплонапряженных технических систем широкое применение получили различные приемы направленного терморегулирования. В частности, потребовалась разработка методов улучшения теплоизоляции в местах крепления резервуаров с низкотемпературными жидкостями, в термоизоляционных покрытиях и креплениях различных узлов авиационных и космических аппаратов, в теплоизоляции высокотемпературных батарей и др., т.е. возникает необ-

ходимость повышения термосопротивления в зонах контактирования металлических поверхностей. Наиболее часто применяется метод повышения термосопротивлений путем введения в зоны раздела малотеплопроводных листовых заполнителей. Для создания жестких соединений с теплоизоляционным слоем иногда используют также сетки из металлической проволоки [1]. Для более широкого применения в качестве теплоизоляционных заполнителей металлических сеток требуется получить информацию на целый ряд вопросов.