Буксование фрикционного сцепления при переключении передач без разрыва потока мощности

Тип работы:
Реферат
Предмет:
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ


Узнать стоимость

Детальная информация о работе

Выдержка из работы

~ Часть 1 —
КОЛЕСНЫЕ И ГУСЕНИЧНЫЕ МАШИНЫ
УДК 629.1. 013. 3/8
В. М. Шарипов — д-р. техн. наук, М. И. Дмитриев — инж.
БУКСОВАНИЕ ФРИКЦИОННОГО СЦЕПЛЕНИЯ ПРИ ПЕРЕКЛЮЧЕНИИ ПЕРЕДАЧ БЕЗ РАЗРЫВА ПОТОКА МОЩНОСТИ
Московский государственный технический университет «МАМИ»
(e-mail: trak@mami. ru)
В статье приведена методика расчета работы и времени буксования фрикционного сцепления при переключении передач без разрыва потока мощности.
Ключевые слова: работа буксования, переключение передач без разрыва потока мощности.
The article describes a method of calculating the work and time slipping frictional clutch during gear without breaking the flow of power.
Keywords: work of slipping, gear shift without rupture of power output.
Для сельскохозяйственных тракторов особенно важное значение имеет качество процесса переключения передач, так как появление разрыва потока мощности существенно ухудшает работу трактора, приводит к воздействию на узлы тракторного агрегата больших динамических нагрузок, длительному буксованию фрикционных элементов, ухудшению условий труда тракториста.
В настоящее время в тракторостроении большое внимание уделяется процессу управления переключением передач без разрыва потока мощности в механических трансмиссиях с помощью фрикционных муфт с гидроподжатием. Безразрывное переключение обеспечивается одновременной работой муфт двух передач в течение короткого отрезка времени? п (времени перекрытия). Управление муфтами может осуществляться средствами гидравлической автоматики или электроники. Использование электроники в управлении переключением передач видится как наиболее эффективное, представляющее ряд преимуществ в улучшении управления трактором и облегчения автоматизации [1].
Протекание процесса безразрывного переключения зависит от длительности перекрытия, параметров тракторного агрегата и условий его эксплуатации.
Одним из важнейших показателей, определяющих тепловую нагруженность и долговечность фрикционных элементов муфт, как пока-
зали эксперименты [2], является работа буксования L.
Теоретические основы и расчетные зависимости для параметров безразрывного переключения, в частности работы буксования, разработанные ранее [3−6] имеют ряд неточностей и допущений, которые могут давать в результате вычислений значительную погрешность.
В данной работе предлагается методика расчета L фрикционного сцепления (ФС) при переключении передач без разрыва потока мощности с различной степенью перекрытия. Расчет ведется по теоретической диаграмме разгона МТА (рис. 1), базирующейся на допущениях, принятых в работах [7−9].
На основе экспериментальных исследований процесса разгона машинно-тракторного агрегата (МТА) установлено, что при обычном темпе включения ФС момент трения возрастает по линейному закону. В конце включения момент на валу ФС достигает максимума. Во временном интервале (tii -1б), если он существует, момент трения включаемого ФС МТ = МТ max = = РМдн = const (рис. 1, а). Здесь tH и te — соответственно время включения и буксования ФС- Р — коэффициент запаса включаемого ФС- Мдн -номинальный крутящий момент двигателя, приведенный к валу включаемого ФС- МТmax -максимальный момент трения включаемого ФС. Этот участок на диаграмме разгона МТА может отсутствовать, если t6 ^ tм (рис. 1 б).
Рис. 1. Диаграмма разгона МТА при переключении передач без разрыва потока мощности:
а — при ?5 & gt- ?м — б — при ?5 & lt- ?м
Закон изменения момента МТ1 выключаемого ФС примем исходя из условий безразрывности процесса переключения: в процессе перекрытия сумма приведенных к ведомому валу моментов трения муфт, обеспечивающих перекрытие, будет больше момента Мс сопротивления вращению ведомого вала, т. е. Мт + Мт _1 & gt- & gt- Мс. Тогда Мт1 = Мт _ Мс. Если? п & gt-, то
МТ1 меняет знак на «минус», что проводит к возникновению циркуляции мощности в силовом контуре передачи. Здесь — время, при котором момент Мт трения включаемого ФС достигает значения момента Мс сопротивления движению МТА на высшей передаче.
При схематизации закона изменения крутящего момента Мд двигателя примем, что в интервале времени (0 _) он изменяется пропорционально текущему времени t буксования от значения кзМдн до кзМдн. Здесь к и кз -коэффициенты загрузки двигателя на низшей и высшей передаче соответственно. В момент времени — Мд = МТ = Мс. В интервале времени (7о _ ?м), к концу которого заканчивается включение ФС, момент Мд двигателя изменяется пропорционально текущему времени t буксования, достигая величины кМдн. В интервале времени (?м _ ?б), в конце которого завершается буксование ФС (рис. 1, а), примем
Мд = кМдн = const. Здесь к — коэффициент приспособляемости двигателя.
Принимаем, что приведенный к валу ФС момент сопротивления движению МТА Мс = const [2−9].
Отличие принятых допущений от работ [7, 8] заключается в разгоне ведомого вала ФС не с места, а с угловой скорости юп, соответствующей окончанию разгона на предыдущей передаче.
В отличие от работы [9] здесь принято, что в интервале времени (0 — tu) происходит выключение ФС низшей передачи. Здесь tu — время, при котором полностью выключается ФС низшей передачи (время перекрытия передач).
При выводе расчетных формул пренебрегаем влиянием податливости и демпфированием в элементах трансмиссии трактора, тангенциальной податливостью движителя, зазорами в зубчатых передачах трансмиссии и сцепки и буксованием движителя, так как экспериментально установлено, что они практически не влияют на работу буксования L ФС [3,7−9].
Для выбора расчетной формулы для определения работы L буксования ФС определим время tм его включения, при котором tM = tg:
(

t,'-. =-
1 —
Л
-1 у
Мдн (в — к)
Д/
где юр — угловая скорость вала двигателя при
эксплуатационной загрузке на низшей передаче- /д — момент инерции двигателя, приведенный к валу ФС включения высшей передачи- Д/и — разность моментов инерции МТА, приведенных к валу ФС соответственно на высшей и низшей передачах- ик1, ик — передаточное
число коробки передач соответственно на низшей и высшей передаче.
Если? м & gt- ?м, то (рис. 1, а) и работа
буксования Ь ФС включаемой передачи определяется из выражения
Ь — Ь0 + Ь + Ь2 + Ьз.
В интервале времени (0 _) работа буксо-
Ь Мдн ®р кз2? м (1 ик)
вания Ь0 --------- -----(1-----).
0 2Р '- ик_/
Работа буксования Ь1 ФС в интервале времени (?о _):
Ь = Мдн Юр кз (?п ?о) (1 _ ик)
2? о ик _1
Работа буксования ЬЗ ФС в интервале времени (_ ?м):
Ь2 =
МдНР
Юр. (1 -и
Ы"
в — К, в — К II № - К)2(3 В + К) Р ('-п — '-о)3(3^п + '-о)
V Л
ДЛ
2 ик ч 4 '- 24
Работа буксования ?3 ФС в интервале времени ('-м -'-б):
Мдн ('-б — '-м)Р
в3
'-м (в-К3)
2Ршр (1 -^) — Мдн Гр ('-б — '-м)-'-м (Р — Кз)
и -1
V Л
Д/
Тогда время буксования ФС
I Л
ю.
1 --
'-б = ¦
Лк-1 У
V Лд
Д/,.
'-м (Р + Кз) 2Р
Величины Д/п и юр определяются по выражениям:
(
, 2 л
1 --
лк-1 У
Юр =Юдх
— Кз (
ю -ю
дх дн
).
где /п — момент инерции тракторного агрегата, приведенный к валу ФС включения высшей передачи- юдх, юдн — угловая скорость вала двигателя соответственно на холостом ходу и на номинальном режиме, приведенные к валу ФС включения низшей передачи.
Если? м & lt- ?м, то? б & lt- ?м (рис. 1, б). Тогда работа буксования ФС определяется из выражения Ь — Ь0 + Ь + Ь2.
Здесь работа Ь2 и время буксования ФС определяются по другим выражениям:
Мд, Р
51 -3^)(-'-2)-Мдн
2 и Л 6 п'- 24
V Лд
Д/
Р ('-б — '-о)3 (3'-б + '-о) Р ('-п — '-о)3 (3'-п + '-о)
'-м (Р — Кз)
'-м (Р — Кз)
'-б =
2юр'-м (Р — Кз)
1 --
& quot-к-1 У
'-м Кз
М"
V Лд
Д/
Р
разгона МТА при переключении передач с разрывом потока мощности.
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1. ШипилевсКий, Г. Б. Возможности электронного и электрогидравлического управления передач на тракторе /
Таким образом, получены выражения для Г. Б. Шипилевский // Тракторы и сельскохозяйственные
машины. — 2004. — № 12. — С. 18−21.
2. ГируцКий, О. И. Проблема развития автобусострое-ния и пути ее решения: дис. … д-ра техн. наук. — М., 2000. — 337с.
3. Ананьин, А. Д. Исследование энергонагруженности
расчета работы и времени буксования ФС при переключении передач без разрыва потока мощности с любой степенью перекрытия передач. Данная методика является универсальной,
так как, если принять? п ^ 0, то она преобразу- муфты сцепгенж ксшесного трактора при тртгании ско
п ростного машинно-тракторного агрегата: дис. … канд.
ется в методику, приведенную в работе [9] для расчета работы буксования ФС и параметров
техн. наук. — М., 1972. — 156 с.
4. Трансмиссии тракторов / К. Я. Львовский, Ф. А. Чер-
пак, И. Н. Серебряков, Н. А. Щельцын. — М.: Машиностроение, 1976. — 280 с.
5. Теория и расчет трактора «Кировец» / Е. А. Шувалов, А. В. Бойков, Б. А. Добряков, М. Г. Пантюхин- под общ. ред. А. В. Бойкова. — Л.: Машиностроение, 1980. — 208 с.
6. Вернигор, В. А. Переходные режимы тракторных агрегатов / В. А. Вернигор, А. С. Солонский. — М.: Машиностроение, 1983. — 183 с.
7. Шарипов, В. М. Работа буксования фрикционной
муфты сцепления / В. М. Шарипов, С. Н. Коломиец // Вестник машиностроения. — 1987. — № 7. — С. 31−33.
8. Шарипов, В. М. Конструирование и расчет тракторов / В. М. Шарипов. — М.: Машиностроение, 2009. — 752 с.
9. Шарипов, В. М. Работа буксования фрикционного сцепления трактора при переключении передач с разрывом потока мощности / В. М. Шарипов, О. В. Евтушик // Колесные и гусеничные машины: межвуз. сб. науч. тр. Вып. 1. — М.: МГТУ «МАМИ», 2004. — С. 114−118.

ПоказатьСвернуть
Заполнить форму текущей работой