Способ определения приведенного момента инерции дотрансформаторной зоны гидромеханической трансмиссии транспортной машины



Способ определения приведенного момента инерции дотрансформаторной зоны гидромеханической трансмиссии транспортной машины

 


Владельцы патента RU 2581891:

Общество с ограниченной ответственностью "Научно-исследовательский институт "Мехмаш" (RU)

Способ определения приведенного момента инерции дотрансформаторной зоны гидромеханической трансмиссии транспортной машины заключается в его расчете по зависимостям, связывающим угловые ускорения, действующие крутящие моменты, а также моменты инерции двигателя, насосного и турбинного колес гидротрансформатора и гидродинамическую связь между последними. Новизна способа состоит в том, что указанные зависимости устанавливаются экспериментально с учетом динамических свойств топливной системы и инерционности термодинамических процессов в двигателе, инерционности устройств, привод которых осуществляется от насосного колеса, его гидродинамического взаимодействия с турбинным колесом. Для этого на вал, соединяющий двигатель с насосным колесом гидротранформатора испытуемого образца трансмиссии, установленной в транспортную машину, крепятся датчики момента и угловой скорости вращения вала, соединяемые с регистрирующим устройством. При этом осуществляется резкий разгон вала двигателя при нейтрали в трансмиссии и разблокированном гидротансформаторе, регистрируются временные функции динамического момента и угловой скорости вала двигателя. На основе полученных данных определяются приращение момента и угловой скорости за время разгона. Численное значение приведенного момента инерции дотрансформаторной зоны определяется частным от деления произведения приращения момента и длительности разгона на приращение угловой скорости. Эффективность предлагаемого способа заключается в повышении точности определения приведенного момента инерции дотрансформаторной зоны гидромеханической трансмиссии. Результаты определения приведенного момента инерции дотрансформаторной зоны в соответствии с предлагаемым способом отличаются от применяемых при расчете до двух раз. Это позволяет более точно определять собственную частоту системы, синтезировать эффективные гасители колебаний, исключающие резонансные режимы. 1 ил.

 

Изобретение относится к области исследования динамической нагруженности и доводки конструкций трансмиссий транспортных машин и может быть использовано при отстройке резонансных режимов в дотрансформаторной зоне гидромеханической трансмиссии.

Выполненными теоретическими и экспериментальными исследованиями установлена высокая динамическая нагруженность моторно-трансмиссионной установки транспортных машин, оснащенных дизельным двигателем, и гидромеханических трансмиссий, что ограничивает долговечность их элементов. Из анализа статистических отказов следует, что наибольшее количество поломок элементов механической системы «двигатель-трансмиссия-транспортная машина» приходится на участок между двигателем и насосным колесом гидротрансформатора (так называемой дотрансформаторной зоны). Динамическая нагруженность формируется возбуждением резонансных режимов вынужденных и параметрических колебаний. Для обоснования путей снижения динамической нагруженности отстройкой параметрических резонансов, расширения области устойчивости колебаний необходим способ точного определения значения приведенного момента инерции дотрансформаторной зоны, определяющего собственную частоту системы.

В работе И.С. Цитовича, В.Б.Альгина (Динамика автомобиля. Мн.: Наука и техника, 1981. 191 с., рис. 1.16, формула 1.35, с. 34 - аналог) приведенный момент инерции дотрансформаторной зоны как двухмассовой системы определяется по формуле

где JД, JН - соответственно моменты инерции двигателя и насосного колеса гидротрансформатора.

Момент инерции вращающихся частей двигателя, в т.ч. маховика, определяется по твердотельным чертежам деталей или по данным завода-изготовителя. В действительности из экспериментальных данных о разгоне двигателя значение момента инерции Jд гораздо выше расчетного, что приводит к превышению длительности разгона. Во многом это связано с тем, что при неустановившихся процессах инерционность определяется совершенством топливной системы (ее динамическими свойствами), а также инерционностью термодинамического процесса в двигателе. Величина инерционности особенно высока для двигателей с турбокомпрессором, привод который является газодинамическим.

Сложность точного определения значения момента инерции насосного колеса гидротрансформатора JН состоит в заполнении его межлопаточного пространства движущейся рабочей жидкостью. В конструкциях трансмиссий современных транспортных машин от насосного колеса осуществляется привод многих устройств, в т.ч. через передачи с неголономными связями (вентиляторы, насосы, компрессоры, генераторы и др.). Кроме того, необходимо учесть влияние динамики гидродинамического взаимодействия насосного колеса с турбинной гидротрансформатора, это не позволяет определить значения JН и Jпр с достаточной точностью.

Наиболее близким по технической сути и достигаемому результату является способ расчетного определения приведенного момента инерции дотрансформаторной зоны предложен в работе А.Н. Нарбута (Гидротрансформаторы. М.: Машиностроение, 1966. с. 168-169, уравнения 143, 149 - прототип). Этот способ позволяет определять моменты инерции двигателя и насосного колеса, соответственно и приведенный момент инерции дотрансформаторной зоны по дифференциальным уравнениям, связывающим угловые ускорения, действующие крутящие моменты, а также моменты инерции двигателя, насосного и турбинного колес гидротрансформатора. Учет влияния гидродинамического взаимодействия насосного колеса с турбинным осуществляется на основе функции - производной по времени передаточного числа гидротрансформатора. Этот способ, как и аналог, не позволяет учесть инерционность топливной аппаратуры и термодинамического процесса в двигателе, инерционность многих устройств, привод которых осуществляется от насосного колеса. Кроме того, дифференциальные уравнения движения колес гидротрансформатора, а также функция производной передаточного отношения гидротрансформатора по времени решаются на основе использования статических характеристик гидротрансформатора. При переходных процессах функционирования гидротрансформатора вследствие турбулентности потоков рабочей жидкости, ее неньютоновских свойств (при кипении, газо- и пеновыделении и др.), характеристики гидротрансформатора существенно варьируются и недостаточно формализованы, особенно для конструкций с переменным коэффициентом прозрачности. В связи с этим, известный способ определения приведенного момента инерции дотрансформаторной зоны имеет ограниченную точность.

Предлагаемый способ расчетно-экспериментального определения приведенного момента инерции дотрансформаторной зоны, также как и известный, осуществляется по зависимостям, связывающим угловые ускорения, действующие крутящие моменты, а также моменты инерции двигателя, насосного и турбинного колес гидротрансформатора и гидродинамическую связь между последними, но установленным экспериментально. Предлагаемый способ осуществляется следующим образом.

Испытуемый образец гидромеханической трансмиссии, установленный в транспортную машину, соединенный с двигателем и механической частью трансмиссии, оснащается датчиками момента и угловой скорости вращения вала двигателя. Оба датчика соединяются с регистрирующим устройством - бортовым компьютером. При нейтрали в трансмиссии, разблокированном гидротрансформаторе и работе двигателя на минимальных оборотах осуществляется резкий разгон вала двигателя быстрым, за 0,25…0,30 с, увеличением подачи топлива до максимального значения. При этом регистрируются процессы изменения параметров - угловой скорости вращения вала двигателя и динамического момента.

Фрагмент осциллограммы приведен на фиг. 1. На осциллограмме фиксируется изменение угловой скорости ωд и динамического момента Мд во времени t. По осциллограмме определяется изменение угловой скорости Δω и динамического момента ΔМ за время разгона tp.

По экспериментальным данным (по фрагменту осциллограммы изменения момента при разгоне двигателя) определялось значение приведенного момента инерции дотрансформаторной зоны и соединенных с ней деталей по формуле

где ΔM - инерционная составляющая момента, возникающая вследствие действия углового ускорения (tp - длительность разгона; Δω=ΔnДВ·π/30).

Эффективность предлагаемого способа заключается в повышении точности определения приведенного момента инерции дотрансформаторной зоны гидромеханической трансмиссии за счет учета инерции топливной аппаратуры и термодинамического процесса в двигателе, инерционности устройств системы моторной установки машины, привод которых осуществляется от насосного колеса, а также гидродинамической связи насосного колеса с турбиной гидротрансформатора. Результаты определения приведенного момента инерции дотрансформаторной зоны в соответствии с предлагаемым способом отличаются от применяемых при расчете до двух раз. Это позволяет более точно определять собственную частоту системы, синтезировать эффективные гасители колебаний, исключающие резонансные режимы. Реализация синтезированных гасителей позволяет уменьшить динамическую нагруженность дотрансформаторной зоны на установившихся режимах в 5…6 раз, а на переходных процессах старта машины, переключения передач, блокировки гидротрансформатора, в 1,5…1.8 раза, что создает предпосылки повышения долговечности элементов гидромеханических передач транспортных машин.

Способ определения приведенного момента инерции дотрансформаторной зоны гидромеханической трансмиссии транспортной машины, заключающийся в его расчете по зависимостям, связывающим угловые ускорения, действующие крутящие моменты, а также моменты инерции двигателя, насосного и турбинного колес гидротрансформатора и гидродинамическую связь между последними, отличающийся тем, что указанные зависимости устанавливаются экспериментально с учетом динамических свойств топливной системы и инерционности термодинамических процессов в двигателе, инерционности устройств, привод которых осуществляется от насосного колеса, его гидродинамического взаимодействия с турбинным колесом, для чего на вал, соединяющий двигатель с насосным колесом гидротранформатора испытуемого образца трансмиссии, установленной в транспортную машину, крепятся датчики момента и угловой скорости вращения вала, соединяемые с регистрирующим устройством, осуществляется резкий разгон вала двигателя при нейтрали в трансмиссии и разблокированном гидротансформаторе, при этом регистрируются временные функции динамического момента и угловой скорости вала двигателя, определяются приращение момента и угловой скорости за время разгона, а численное значение приведенного момента инерции дотрансформаторной зоны определяется частным от деления произведения приращения момента и длительности разгона на приращение угловой скорости.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к технике для изучения процессов добычи и подготовки газа в нефтегазовой отрасли. Технический результат изобретения заключается в повышении точности результатов проводимых газогидродинамических экспериментов и уменьшении времени их анализа, повышении наглядности проведения экспериментальных исследований.

Изобретение относится к испытанию керамических обтекателей летательных аппаратов на разрушение. Способ включает создание избыточного давления во внутренней полости обтекателя.

Изобретение относится к машиностроению, а именно к способам определения статического дисбаланса ротора на балансировочных ножах, и может быть использовано для статической балансировки различных роторов.

Изобретения относятся к машиностроению, а именно к способам и устройствам определения координат центра масс преимущественно крупногабаритных изделий. Способ заключается в том, что изделие устанавливают на переходник, шарнирно установленный на трех опорах, и уравновешивают изделие с переходником путем приведения в состояние неустойчивого равновесия относительно оси наклона, проходящей через шарниры первых двух опор.

Изобретение относится к испытательной технике, в частности к устройствам для испытаний сепарационного оборудования, используемого для процессов добычи и подготовки газа в нефтегазовой отрасли.

Изобретение относится к области строительства и эксплуатации атомных электрических станций и, в частности, к периоду преднапряжения, испытания и последующей эксплуатации герметичных защитных оболочек реакторных отделений с реактором.

Изобретение относится к измерительной и испытательной технике, в частности к способам определения тензора инерции тела. Сущность предлагаемого способа заключается в определении массы тела, координат центра масс и шести осевых центральных моментов инерции, по которым определяется тензор инерции тела.

Изобретение относится к области горного дела и может быть использовано для исследования сыпучих свойств геоматериалов. Устройство представляет собой сварную конструкцию башенного типа, устанавливаемую на верхней предварительно спланированной площадке отработанного карьера с обеспечением вертикальной устойчивости.

Заявляемое изобретение относится к авиационной технике, а именно к способам и устройствам определения центра масс летательного аппарата (ЛА) в полете. Способ основан на измерении параметров полета летательного аппарата.

Изобретение относится к способам автоматизации подавления вибраций и может быть использовано, в частности, для подавления вибраций помольно-смесительных агрегатов.

Изобретение относится к определению массово-инерционных характеристик космических аппаратов (КА). Способ включает измерение острого угла между направлением на Солнце и плоскостью орбиты КА. При достижении этим углом максимального значения выставляют строительную ось КА, отвечающую максимальному моменту инерции, перпендикулярно плоскости орбиты. Панели неподвижных относительно КА солнечных батарей направляют активной стороной к Солнцу. Далее выполняют закрутку КА вокруг указанной оси с угловой скоростью не менее 2°/с. Измеряют угловую скорость КА и ток солнечных батарей в течение оборота КА вокруг Земли. По измеренным значениям определяют тензор инерции КА. Технический результат изобретения заключается в повышении надёжности определении тензора инерции КА, в т.ч. при отсутствии на его борту инерционных исполнительных органов.

Изобретение относится к определению массово-инерционных характеристик космических аппаратов (КА). Согласно способу при совпадении направления на Солнце с плоскостью орбиты КА совмещают строительную ось КА, отвечающую его максимальному моменту инерции, с этим направлением. Выставляют неподвижные относительно КА солнечные батареи перпендикулярно указанной оси, активной стороной к Солнцу. Выполняют закрутку КА вокруг данной оси с угловой скоростью не менее 2°/c. Измеряют угловую скорость КА, ток солнечных батарей и угол между осью закрутки и направлением на Солнце. При достижении этим углом значения не менее 10° определяют тензор инерции КА по измеренным значениям угловой скорости КА и тока солнечных батарей. Технический результат изобретения заключается в повышении надёжности определении тензора инерции КА, в т.ч. при отсутствии на его борту инерционных исполнительных органов.

Изобретение относится к определению массово-инерционных характеристик космических аппаратов (КА). Способ включает ориентацию КА и стабилизацию в инерциальной системе координат (ИСК) его строительной оси, ближайшей к оси максимального момента инерции. Далее выполняют закрутку КА вокруг этой оси с угловой скоростью не менее 2°/с. Измеряют в системе строительных осей КА направления на регистрируемые звезды и угловую скорость КА до определённого момента времени. Последний зависит от времени закрутки КА и интервала движения КА, слабо возмущенного действием гравитационного градиента и вычисляемого с некоторым коэффициентом надежности. Опознают указанные звезды и определяют в ИСК направления на них. Тензор инерции КА определяют по указанным направлениям на звезды и значениям угловой скорости КА. Технический результат изобретения заключается в повышении достоверности определении тензора инерции КА, в т.ч. при отсутствии на его борту инерционных исполнительных органов.

Изобретение относится к испытаниям газосепараторов, используемым при добыче нефти с высоким газосодержанием. Стенд для испытания газосепараторов содержит накопительную емкость с сопряженным с ней стендовым гравитационным газожидкостным сепаратором, подпорный насос, систему приготовления газожидкостной смеси с источником газа, блок моделирования внутрискважинных условий для размещения испытуемых машин и электродвигателей к ним. Блок включает в себя модель обсадной колонны, имеющую вход для газожидкостной смеси и выходы для жидкости и для газа. Внутри модели, образуя кольцевое затрубное пространство, размещены газосепаратор и насос. Выходной участок затрубного пространства модели, расположенный выше газоотводящих отверстий газосепаратора, выполнен в виде дополнительного бака. Площадь поперечного сечения проточной части бака более чем на 10% превосходит площадь поперечного сечения основного участка, расположенного ниже. Нижняя часть дополнительного бака связана трубопроводом, имеющим площадь сечения не менее площади сечения кольцевого затрубного пространства, с верхним участком затрубного пространства, расположенным выше газоотводящих отверстий газосепаратора. Изобретение направлено на обеспечение имитирования реальных условий работы и повышение точности измерения объема отсепарированного газа. 3 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к автомобильному оборудованию, в частности к устройствам для закрепления автомобильного колеса на валу балансировочного станка. Зажимное устройство (1) выполнено с опорным фланцем (2) с несколькими радиально подвижными ведомыми центрирующими элементами (3) на нем для центрирующего зацепления в центрирующее отверстие колесного диска и с зажимной втулкой (4), аксиально подвижной относительно фланца (2). Зажимная втулка (4) и центрирующие элементы (3) кинематически связаны таким образом, что осевое движение зажимной втулки (4) вызывает радиальное движение центрирующих элементов (3). Также предусмотрен, по меньшей мере, один зажимной рычаг (16), который соединен шарнирно с зажимной втулкой (4) и центрирующим элементом (3). Технический результат - облегчение процесса центрирования и фиксации диска к фланцу. 9 з.п. ф-лы, 6 ил.
Наверх