Методы управления переключением передач без разрыва потока мощности на тракторах

• Автор: Алендеев, Евгений Михайлович
• Шифр специальности: 05.05.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2015
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 143 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ:
ВВЕДЕНИЕ
1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЙ
1.1. Гидравлические схемы систем управления коробками передач
с переключением без разрыва потока мощности
1.2. Анализ вариантов организации одпопарных переключений
передач тракторов
1.3. Задачи исследования
2. МАТЕМАТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ ПРОЦЕССА БЕЗРАЗРЫВНОГО ПЕРЕКЛЮЧЕНИЯ КОРОБКИ
ПЕРЕДАЧ ТРАКТОРА И ЕЕ ДОСТОВЕРНОСТЬ
2.1. Особенности однопарных переключений в коробках
передач тракторов
2.2. Математическая модель процесса однопарного переключения коробки передач трактора
2.3. Достоверность и обоснованность полученных результатов
2.4. Выводы
3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ПРОЦЕССА ПЕРЕКЛЮЧЕНИЯ ПЕРЕДАЧ БЕЗ РАЗРЫВА ПОТОКА МОЩНОСТИ
3.1. Объект, цель и задачи исследования
3.2. Испытательный стенд, оборудование и результаты экспериментальных исследований
3.3. Выводы
4. ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЦЕССОВ ПЕРЕКЛЮЧЕНИЯ ПЕРЕДАЧ БЕЗ РАЗРЫВА ПОТОКА МОЩНОСТИ НА ИМИТАЦИОННОЙ МОДЕЛИ ПРИ РАЗЛИЧНЫХ
МЕТОДАХ ЕГО ОРГАНИЗАЦИИ
4.1. Исходные данные исследования
4.2. Характеристика кинематической схемы коробки передач
трактора ЧН-6 «Агромаш-Руслан»
4.3. Метод организации однопарных переключений передач без обратной связи с датчиками коробки передач
4.4. Рабочий процесс разгона и переключения передач с подключением муфт
4.5. Метод организации процесса переключения передач с определением момента сопротивления по датчикам коробки
передач

4.6. Исследование процессов переключения передач при работе
трактора с орудиями и прицепами
4.7. Предпосылки создания роботизированных коробок передач для тракторов
4.8. Выводы
ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ
ЛИТЕРАТУРА
ПРИЛОЖЕНИЯ

ВВЕДЕНИЕ
Актуальность темы. В настоящее время, несмотря на серийное производство бесступенчатых трансмиссий, в мировом тракторостроении сохраняется практическая необходимость применения механических ступенчатых коробок передач (КП) с шестернями постоянного зацепления (ШПЗ) с использованием двух и более мокрых гидроподжимных фрикционных муфт (ФМ). Как правило, в них переключение передач происходит без разрыва потока мощности за счет соответствующего управления давлениями в бустерах выключаемой и включаемой ФМ. К таким коробкам передач относятся широко применяемые за рубежом КП типа Powershift и упрощенные преселек-торные (в том числе роботизированные). В зависимости от кинематики в КП типа Powershift переключения передач могут производиться без разрыва потока мощности как внутри диапазонов, так и между диапазонами. Как правило, особенность управления такими КП требует наличия двухпарного переключения (Full Powershift), т.е. одновременного переключения как диапазонов, так и скоростей. В то же время работу системы управления КП можно выстроить так, чтобы двухпарное переключение последовательно проходило в две стадии: сначала проводилось однопарное переключение между диапазонами, а затем - однопарное переключение между передачами. Такой алгоритм управления позволяет относительно просто обеспечить работу двух фрикционных муфт: выключаемой и включаемой (однопарное переключение).
Тяговые машины по сравнению с транспортными работают с широким диапазоном нагрузок и агрегатированные с орудиями не допускают переключений передач с разрывом потока мощности, т.е. исключают движение по инерции, как у автомобилей. Поэтому требуются специальные меры, способные увеличить, например, время процесса переключения передач. Суть вопроса сводится к применению систем управления, корректирующих давление в бустерах ФМ на основе данных о частотах вращения валов КП. Причем в качестве параметров переключения, на которые необходимо ориентироваться

этом случае возникнет циркуляция мощности, такая же, как на второй фазе первого этапа переключения вверх.
При расположении муфт на вторичном валу условие о знаке моментов в зависимости от частот вращения ведущих и ведомых дисков ФМ сохраняется. Однако для рис. 2.1 частота вращения ведомых дисков равна частоте вращения соответствующего включаемой передаче зубчатого колеса, а ведущих - вала; при расположении муфт на вторичном валу частота вращения ведомых дисков равна частоте вращения вала, а ведущих — колеса.
На рис. 2.3 для КП с расположенными на первичном валу ФМ представлена физическая модель, облегчающая алгоритмизацию переключения передач трактора. Модель включает «весы» 1 крутящих моментов от буксующих муфт и пружинный динамометр 2 со шкалой 3, по которой измеряется крутящий момент двигателя. Принимается, что чаши весов вместе с разной длины нерастяжимыми нитями, на которых они подвешены, имеют нулевую массу. Разная длина нитей весов обусловлена разными передаточными числами передач: длины нитей левой и правой чаш должны соотноситься, как і к-i И к. Массам грузов на чашах весов соответствуют давления в бустерах муфт, т.е. моменты от муфт на первичном валу. По положениям оснований чаш весов по вертикальной оси Мптор. можно определить момент на вторичном валу КП. Замыкание той или иной муфты и выход на скорость, соответствующую ее передаточному числу, произойдет при соприкосновении чаши данной муфты с опорной поверхностью, а срыв в буксование - при поднятии чаши от опорной поверхности. Данная физическая модель позволяет отследить все этапы переключения передач [27].
Запишем уравнение моментов от обеих муфт на вторичном валу, которые обеспечивали бы приведенный к тому же валу момент сопротивления:
Мс = sign(AcoK.1) Мк_! iK_! + sign(Aa)K)MK ік = const, где Mc - приведенный к вторичному валу момент сопротивления движению трактора; Мк.|/к-ь - моменты от муфт низшей и высшей передач, приведенные к вторичному валу КП; sign(AcoK^1'), sign(Au>K) - операторы, учи-