Тракторная моторно-трансмиссионная установка

 

Изобретение относится к транспортному машиностроению и может быть использовано в конструкциях тракторов и дорожно-строительных машин. Целью изобретения является повышение производительности тракторного агрегата и снижение расхода топлива путем блокировки гидромуфты на установившихся и близких к ним режимах работы. Моторно-трансмиссионная установка состоит из двигателя внутреннего сгорания (ДВС) 1, гидромуфты (Г) 2, устройства 3 блокировки Г с сервоприводом 3, механической части трансмиссии 4, датчика 5 частоты вращения вала двигателя, задающего блока 9, первого 10 и второго 13 блоков сравнения, блока управления 11 сервоприводом устройства блокировки Г, датчика 6 частоты вращения вала турбины Г, дифференцирующего блока 7, блока вычисления средних значений 8, блока деления 12 и блока индикации 14. ДВС 1 имеет номинальный коэффициент запаса крутящего момента не менее 70%, а параметры Г 2 выбраны так, чтобы при работе Г с большим скольжением на участке нагружающей N характеристики с единичной прозрачностью рабочая точка характеристики соответствовала минимальному расходу топлива, а максимальный коэффициент прозрачности Г П<SB POS="POST">макс</SB> на режимах малых скольжений соответствовал уравнению П<SB POS="POST">макс</SB>≥1,7 а<SP POS="POST">-2</SP>, где а=N<SB POS="POST">M</SB>/N<SB POS="POST">M</SB> - отношение частот вращения вала двигателя на режимах максимального и номинального крутящих моментов. 1 с. и 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ÄÄSUÄÄ 1604641 д 1 (51)5 В 60 К 41/16, 17/02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4617335/25-11 (22) 03.10.88 (46) 07.11.90. Бюл. № 41 (71) Производственное объединение «Чебоксарский завод промышленных тракторов» (72) Ю. П. Волошин и В. Ю. Егоров (53) 629.113-585.2 (088.8) (56) Дорменев С. И. и др. Тракторные моторно-тра нсмиссионные установки с двигателями постоянной мощности. М.: Машиностроение, 1987, стр. 116, 120. (54) ТРАКТОРНАЯ МОТОРНО-ТРАНСМИССИОННАЯ УСТАНОВКА (57) Изобретение относится к транспортному машиностроению и может быть использовано в конструкциях тракторов и дорожно-строительных машин. Целью изобретения является повышение производительности тракторного агрегата и снижение расхода топлива путем блокировки гидромуфты на установившихся и близких к ним режимах работы. Моторно-трансмиссионная установка состоит из двигателя внутреннего сгорания (ДВС) 1, гидромуфты (Г) 2, устройства 3 блокировки Г с сервоприводом, механической части трансмиссии 4, датчика 5 частоты вращения вала двигателя, задающего блока 9, первого 10 и второго 13 блоков сравнения, блока управления 1 сервоприводом устройства, блокировки Г, датчика 6 частоты вращения вала турбины Г, дифференцирующего блока 7, блока вычисления средних значений 8, блока деления 12 и блока индикации 14. ДВС 1 имеет номинальный коэффициент запаса крутящего момента не менее 70%, а параметры Г 2 выбраны так, чтобы при работе Г с большим скольжением на участке нагружающей и характеристики с единичной прозрачностью рабочая точка характеристики соответствовала минимальному расходу топлива, а максимальный коэффициент прозрачности Г П;. на режимах малых скольжений соответствовал уравнению П )1,7ññ, где а=и„/и„— отношение частот вращения вала двигателя на режимах максимального и номинального крутящих моментов.

1 с. и 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

1604641

ГдЕ сиакс — а к Ф

Мм И р а

Изобретение относится к транспортному машиностроению и может быть использовано в конструкциях тракторов и дорожностроительных машин.

Цель изобретения — повышение производительности тракторного агрегата и снижение расхода топлива путем блокировки гидромуфты на установившихся и близких к ним режимах работы.

На фиг. 1 показана блок-схема устройства; на фиг. 2 — график работы гидромуфты; на фиг. 3 — график совместной работы двигателя и гидромуфты.

Моторно-трансмиссионная установка (МТУ) состоит из двигателя внутреннего сгорания (ДВС) 1, гидромуфты 2, устройства 3 блокировки гидромуфты с сервоприводом, механической части трансмиссии

4, датчика 5 частоты вращения вала двигателя, датчика 6 частоты вращения вала турбины гидромуфты, дифференцирующего блока 7, блока 8 вычисления средних значений, задающего блока 9, первого блока

1О сравнения, блока 11 управления сервоприводом устройства 3 блокировки гидромуфты, блока 12 деления, второго блока

13 сравнения и блока 14 индикации.

Устройство работает следующим образом.

Изменение тяговой нагрузки тракторного агрегата вызывает изменение частоты вращения вала турбины гидромуфты 2. Сигнала, пропорциональный частоте вращения вала турбины, поступает с датчика частоты вращения 6 на дифференцирующий блок 7, который осуществляет вычисление производной nï, характеризующей динамичность нагружения МТУ, где и — частота вращения вала турбины гидромуфты. Осредненное по времени блоком вычисления средних значений 8 значение сигнала, характеризующего величину (n,), сравнивается первым блоком 10 сравнения с фиксированным значением сигнала, снимаемого с первого выхода задающего блока 9.

Если величина (q,) меньше заданной, что имеет место при малой динамике нагружения на режимах, близких к установившимся, например, при совершении транспортных операций или при работе с малыми нагрузками, первый блок 10 сравнения дает команду на блок 11 управления сервоприводом устройства 3 блокировки гидромуфты. В результате блокировки гидромуфты 2 при малой динамичности нагружения повышается КПД тракторного агрегата и снижается расход топлива на единицу выполненной работы. В случае роста значений (й) выше заданной величины при разгоне и торможении, выполнении тяговых операций, характеризующихся высокой динамичностью нагружения, когда необходимо использование нагружающих и демпфирующих свойств гидромуфты, команда на блок 11 управления сервоприводом блоком 10 сравнения не подается, и гидро5

40 муфта 2, находясь в разблокированном состоянии, участвует в передаче потока мощности.

При работе МТУ на первый и второй входы блока 12 деления поступает от датчика 6 частоты вращения вала турбины гидромуфты и датчика 5 частоты вращения вала двигателя сигналы, пропорциональные частотам вращения этих валов. С выхода блока деления 12 сигнал, пропорциональный передаточному отношению и КПД гидромуфты 2, поступает на первый вход второго блока 13 сравнения, после чего сравнивается с установленным задающим блоком 9 значением, подающимся на второй вход блока 13 сравнения. Если передаточное отношение гидромуфты и, следовательно, ее КПД ниже установленного значения, второй блок 13 сравнения включает блок

14 индикации, который информирует водителя о работе МТУ в неоптимальном режиме. Ориентируясь на информацию блока индикации 14, водитель оптимизирует нагружение МТУ, воздействуя на органы управления тракторным агрегатом и его рабочим орудием.

Настройка задающего блока 9 осуществляется в зависимости от характеристик

МТУ и характера технологического процесса тракторного агрегата. Анализ экспериментальных данных нагруженности тракторного агрегата во время его типичного рабочего цикла показал, что для обеспечения бесступенчатого изменения тягового усилия в рабочем диапазоне нагрузок необходимо в составе МТУ с гидромуфтой применять двигатель внутреннего сгорания с номинальным коэффициентом запаса крутящего момента не менее 70% при условии оптимального согласования характеристик двигателя и гидромуфты.

Расчетный анализ показал, что оптимальное согласование характеристик достигается при использовании гидромуфты с характеристикой, представленной на фиг. 2.

Коэффициент момента на участке характеристики с единичной прозрачностью П= 1 определяется выражением где M, n — координаты точки минимального удельного расхода топлива на скоростной характеристике двигателя (фиг. 3); р — плотность рабочей жидкости;

D„— активный диаметр колес гидромуфты.

Коэффициент прозрачности гидромуфты максимален на участке характеристики с повышенным КПД

Ьиакс

Пиакс =

Лн

1604641

Формула изобретения

@us.2

М:,,а„ вЂ” координаты точки максимального крутящего момента на скоростной характеристике двигателя (фиг. 3). где М„,R,„— координаты точки номинального режима скоростной характеристики двигателя (фиг. 3). 10

С учетом того, что М,„/Af„)1,7, выражение для определения максимального коэффициента прозрачности гидромуфты имеет вид

П"- — )1 7 а

15 и где a=n In — отношение частот вращения ч н вала двигателя на режимах максимального и номинального крутящего момента; 20

Х вЂ” максимальное значение коэффициента момента гидромуфты;

Х вЂ” значение коэффициента момента гидромуфты.

Использование предложенной МТУ позволит повысить производительность тракторного агрегата, а также снизить расход топлива. Расчет, проведенный с использованием экспериментальных законов распределения тяговых усилий, типов грунта и дистанций его разработки по типовой методике показал, что использование предложенной МТУ позволит увеличить среднюю удельную полезную работу (производительность) бульдозерного агрегата в единицу времени технологического цикла на 18% 35 и снизить средний расход топлива на единицу выполненной работы на 13% по сравнению с бульдозерным агрегатом на базе трактора Т вЂ” 500.

I. Тракторная моторно-трансмиссионная установка, включающая в себя двигатель внутреннего сгорания, гидромуфту, устройство блокировки гидромуфты с сервоприводом, механическую часть трансмиссии, датчик частоты вращения вала двигателя, задающий блок, блок сравнения и блок управления сервоприводом устройства блокировки, отличающаяся тем, что, с целью повышения производительности тракторного агрегата и снижения расхода топлива путем блокировки гидромуфты на установившихся и близких к ним режимах работы, она снабжена датчиком частоты вращения вала турбины гидромуфты, дифференцирующим блоком и блоком вычисления средних значений, причем выход датчика частоты вращения вала турбины гидромуфты соединен с входом дифференцирующего блока, выход которого соединен с входом блока вычисления средних значений, первый выход задающего блока соединен с первым входом блока сравнения, второй вход которого соединен с выходом блока вычисления средних значений, выход блока сравнения соединен с входом блока управления сервоприводом устройства блокировки гидромуфты.

2. Установка по п. 1, отличающаяся тем, что она дополнительно снабжена блоком деления, вторым блоком сравнения и блоком индикации, причем второй и первый входы блока деления соединены с выходами датчиков частот вращения вала турбины гидромуфты и вала двигателя, выход блока деления соединен с первым входом второго блока сравнения, с вторым входом которого соединен второй выход задающего блока, при этом выход второго блока сравнения соединен с входом блока индикации.

1604641

ge

Ф

Ng Н

П П ПН

Риа,5

Составитель А. Барыков

Редактор С. Патрушева Техред А. Кравчук Корректор С. Гирняк

Заказ 3424 Тираж 420 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат «Патент», г. Ужгород, ул. Гагарина, 101