Лекция 3.7. Особенности построения ттх колёсного трактора с гидростатической передачей

3.7.1. Выбор схемы гидростатической передачи трансмиссии трактора. Выбор типоразмеров гидравлических машин

Применение гидростатической передачи позволяет плавно изменять передаточное число трансмиссии без разрыва потока мощности. Регулирование скорости движения и величины крутящего момента на ведущих колёсах трактора в зависимости от тяговых сопротивлений агрегатируемых машин осуществляется при помощи различного рода систем автоматического регулирования, которые поддерживают в основном два режима работы: режим постоянной мощности и режим постоянной скорости .

Первый режим работы является наиболее экономичным, поскольку двигатель трактора работает всё время при номинальной мощности и с наименьшим расходом топлива, в то время как тяговое усилие и скорость движения являются переменными. Такой режим работы трактора является основным и применяется почти на всех видах сельскохозяйственных работах.

Второй режим применяется на специальных видах работ, требующих постоянной скорости, например, при посадке растений.

Как известно гидростатическая передача состоит из гидравлических насосов и моторов поршневого или лопастного типа, систем регулирования и элементов связи.

В процессе тягового расчёта по известным соотношениям определяются и уточняются такие показатели проектируемого трактора, как эксплуатационная масса, потери на перекатывание, мощность устанавливаемого двигателя и т.д. Выбор гидроагрегатов производят по методике, предложенной Комиссариковым С.Ф. и Ивановским Н.А. («Гидравлические объёмные трансмиссии» - М.: Машиностроение, 1963.).

Определив постоянные гидроагрегатов: максимальный удельный объём насоса , максимальный удельный объём мотора , их наибольшие частоты вращения и , а также учитывая принятое максимальное давление в гидросистеме , подбирают по этим параметрам существующие гидроагрегаты или если таковые отсутствуют, проектируют новые. После подбора гидроагрегатов производят корректировку тягового расчёта и переходят к построению ТТХ.

3.7.2. Особенности построения ТТХ трактора с гидростатической трансмиссией

Поскольку режим работы гидростатической передачи является основным, теоретическую тяговую характеристику трактора строят для этого режима.

При работе в режиме регулируется скорость движения трактора с изменением тяговых сопротивлений агрегатируемых машин и орудий.

Кроме допущений, принятых при построении ТТХ трактора с механической трансмиссией, принимают дополнительно следующие: трактор работает в режиме постоянной мощности; регулирование скорости движения трактора от нуля до некоторой скорости осуществляется за счёт регулирования насосом, а дальше за счёт регулирования мотором. При этом производительность насоса и расход мотора равны при всех режимах работы гидропередачи.

Для построения ТТХ трактора с гидростатической трансмиссией построим вспомогательные графики зависимостей и , изображённые на рисунке 20.

Для построения кривой воспользуемся зависимостью

,

где - коэффициент эксплуатационной нагрузки двигателя; - КПД движителя; - КПД гидропередачи, , где - полный КПД гидронасоса, - полный КПД гидромотора; - механический КПД трансмиссии.

Поскольку , и , и можно принять в качестве постоянных величин, а является переменной величиной , то задаваясь , получим кривую в виде равнобочной гиперболы. На рисунке 20 она обозначена . Для построения более точной зависимости необходимо знать текущее значение , которое получают из универсальных характеристик гидронасоса и гидромотора. На рисунке 20 слева изображена зависимость , полученная из этих характеристик.

Далее задаваясь любым значением , восстанавливаем перпендикуляр до пересечения с кривой , считываем значение скорости и по нему определяем . Подставляя уточнённое значение в формулу

,

находим первое приближение кривой в точке . Все построения на рисунке 20 выполнены штриховыми линиями. Задаваясь другими значениями , получим точки для построения кривой в первом приближении. На рисунке 20 она обозначена . Рассуждая совершенно аналогично можно получить второе приближение. Однако для инженерных расчётов достаточно получить первое приближение кривой .

Теоретическую тяговую характеристику трактора с гидростатической трансмиссией строят в следующей последовательности (рис. 21).

Откладывают влево от начала координат (точка ) величину силы и получают точку , начало отсчёта силы . Далее строят зависимость по экспериментальным данным или по эмпирическим формулам.

Затем задаваясь любым значением и по графику, изображённому на рисунке 20, определяют значение теоретической скорости по кривой (первое приближение) соответствующее выбранному значению . Зная значение теоретической скорости и величину буксования , соответствующую выбранному значению , определяют действительную скорость трактора .

Далее определяют тяговый КПД по формуле

,

где - КПД механической части гидродинамической трансмиссии; - КПД гидропередачи, соответствующий полученному значению теоретической скорости и определяемый по графику, изображённому на рисунке 20; - тяговое усилие, соответствующее выбранному значению .

Поскольку , а , то полученную точку можно считать и точкой при согласованных масштабах и .

Затем определяют удельный расход топлива по формуле

,

где - часовой, а - удельный расход топлива двигателя при номинальной мощности.

Соединяя одноимённые точки, строят теоретическую тяговую характеристику трактора с гидростатической трансмиссией, изображённую на рисунке 21.