Вісник № 01. Автомобіле- та тракторобудування

Постійне посилання колекціїhttps://repository.kpi.kharkov.ua/handle/KhPI-Press/50216

Переглянути

Зараз показуємо 1 - 7 з 7

Аналіз впливу агрегату змінної маси на показники плавності ходу колісного трактора
(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2020) Кожушко, Андрій Павлович
Дослідження плавності ходу колісних тракторів є сукупним показником, який враховує норми ергономічності та експлуатаційні транспортного засобу. Тому дослідження плавності ходу є доцільним і актуальним. Особливий інтерес викликає дослідження руху колісного трактора з причіпними або напівпричіпними цистернами, які заповнені рідиною – за рахунок суттєвого впливу власних коливань рідини на рух цистерни. В зв’язку з цим виникає мета даної роботи – аналіз показників плавності ходу колісного трактора, який знаходиться в зчіпці з агрегатом змінної маси. При вирішенні поставленої мети використовувалась методика, яка передбачала математичне моделювання повздовжньо-кутових коливань колісного трактора з агрегатом змінної маси. Використана модель враховує перерозподіл рідини у цистерні, яка викликана коливаннями оболонки, з використанням характеристики поверхневих хвиль Релея. Проведення аналізу показників плавності ходу колісного трактора базувалося на визначенні вертикальних прискорень сидіння оператора-водія та остова трактора. Як результат отримано дані теоретичного дослідження, які відображають вплив перерозподілу рідини в напівпричіпній цистерні на показники плавності ходу колісного трактора. Визначено, що при перевезенні рідкого вантажу вплив на показники плавності ходу колісного трактора більші, ніж при транспортуванні твердого вантажу. Також встановлено, що зміщення резонансної зони впливу напівпричіпного агрегату на вертикальні прискорення сидіння оператора при варіюванні висотою заповнення цистерни носить характер квадратичної функції, а саме параболи. Практична значимість роботи полягає у встановленні впливу конструктивних показників, а саме тиску в пневматичних шинах (трактора та цистерни), на значення показників плавності ходу трактора. Зниження величини вертикальних прискорень сидіння оператора досягається за рахунок зниження тиску в шинах. Але при зниженні тиску в шинах необхідно враховувати зміну техніко-економічних показників трактора. Тому перспективним подальшим дослідження, на думку автора, є вирішення питання оптимізації зменшення величини показників плавності ходу колісного трактора при русі з напівпричіпною цистерною з дотриманням техніко-економічних показників (витрати палива, продуктивності, тощо).
Аналіз основних параметрів сучасних сільськогосподарських тракторів провідних світових виробників
(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2020) Ребров, Олексій Юрійович; Кальченко, Борис Іванович; Шевцов, Вадим Михайлович; Якунін, Максим Євгенович; Чепкий, Костянтин Сергійович
В роботі запропонований аналіз основних параметрів сучасних сільськогосподарських тракторів провідних світових виробників таких як Case IH, New Holland, Steyr, Fendt, Massey Ferguson, Valtra, McCormick, Landini, Valpadana, John Deere, Same, Deutz-Fahr, Lamborghini, Claas, JCB, Lindner, Zetor, Antonio Carraro, Kubota. Розглянуті показники ваги трактора, потужності двигуна, енергонасиченості, питомої вартості потужності трактора. Для проведення аналізу вибірка тракторів була поділена на три групи залежно від типу трансмісії: трактори з синхронізованими трансмісіями, трансмісіями з перемиканням передач без розриву потоку потужності (Powershift) і безступінчастими гідрооб’ємно-механічними трансмісіями (CVT – continuously variable transmission). Встановлено, що трактори з синхронізованими трансмісіями крім окремих моделей займають сегмент ринку в діапазоні потужності 30-100 кВт (40-136 к.с.) при вазі трактора 1,4-4,8 т (14-48 кН). Трактори з безступінчастими гідрооб’ємно-механічними трансмісіями займають більш широкий сегмент ринку в діапазоні потужності 30-380 кВт (40-517 к.с.) при вазі трактора 1,5-18,2 т (15-182 кН). Трактори з трансмісіями PowerShift займають сегмент ринку в діапазоні потужності 40-455 кВт (55-620 к.с.) при вазі трактора 2,7-19,5 т (27-195 кН). Середня енергонасиченість тракторів з синхронізованими трансмісіями складає 21,4 кВт/т, PowerShift – 18,1 кВт/т, безступінчастими – 19,2 кВт/т. В роботі визначено, що середня питома вартість потужності трактора з синхронізованою трансмісією складає 745 евро/кВт, з PowerShift – 950 євро/кВт, з безступінчастою трансмісією 1160 євро/кВт. Найвищу питому вартість в сегменті потужності до 200-220 кВт мають трактори Fendt, а в сегменті понад 200-220 кВт – Case IH і John Deere. Найменшу питому вартість в сегменті потужності до 300 кВт мають трактори Valtra, а понад 300 кВт також John Deere. Трактори інших виробників мають проміжну питому вартість у зазначених сегментах потужності.
Визначення витрат потужності ДВЗ автомобіля на привід навісного обладнання
(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2020) Сергієнко, Микола Єгорович; Пастущина, Марія Ігорівна; Косарєв, Олександр Владиславович
Розглянуто витрати потужності ДВЗ на навісне обладнання для підвищення ефективної енергії двигуна внутрішнього згорання та автомобіля з метою покращення тягово-динамічних показників та паливної економічності при розгоні, сталій швидкості руху, гальмуванні в різних умовах експлуатації. Запропоновано варіант удосконалення конструкції автомобіля шляхом впровадження системи керування споживанням енергії додатковим обладнанням в залежності від режимів руху автомобіля. Завдяки управлінню потоками потужності двигуна внутрішнього згорання, мінімізації споживання енергії накопичувача або перетворювача та самого автомобіля на роботу додаткового обладнання забезпечується збільшення ефективної потужності двигуна. Розглянуто такі допоміжні агрегати як водяний насос системи охолодження, привід компресора системи кондиціювання повітря салону автомобіля, вентилятор системи охолодження, насос гідропідсилювача керма рульового управління та генератора автомобіля. Проаналізовано вплив на вихідну потужність двигуна внутрішнього згорання кожного з перерахованих пристроїв і в кінцевому випадку визначено наскільки можливо підвищення потужності на привід ведучих коліс автомобіля. При розгоні витрати потужності двигуна на приводи навісного обладнання необхідно зменшувати до мінімуму, при гальмуванні – збільшувати до максимуму використовуючи кінетичну енергію автомобіля на привід цього обладнання, а при сталому руху – в залежності від параметрів регулювання і стану систем та агрегатів. Витрати потужності визначаються частотою обертання і регульованим параметром вузла. В роботі з’ясовано залежності витрат потужності наведеного навісного обладнання від обертів колінчастого валу двигуна внутрішнього згорання автомобіля, а для генератора і от струму збудження. На підставі теоретичних і експериментальних досліджень зроблені висновки щодо можливості оптимізації витрат потужності при експлуатації автомобіля. Найбільша ефективність досягається в умовах міста. Розроблено методику визначення витрат потужності для кожного приводу допоміжного обладнання, що є дуже важливим для врахуванні цих витрат при розрахунках тягово-динамічних, паливно-економічних характеристик автомобілів і створенні системи керування. Задані умови зміни витрат потужності на привід допоміжних агрегатів в залежності від зміни прискорення автомобіля. Підрахована сумарна витрата енергії ДВЗ для автомобіля класу 2 із урахуванням прийнятих основних навісних споживачів автомобіля.
Оцінка енергетичних витрат на управління зчепленнями трансмісії
(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2020) Сергієнко, Микола Єгорович; Свідло, Віталій Сергійович; Перевозник, Анатолій Семенович
Проведено порівняння енергетичних витрат на управління (включення та виключення) існуючих і сучасних сухих постійно замкнутих зчеплень. Розглянуто вплив цих витрат при різних типах приводів зчеплення. Проаналізовані механічний та гідравлічний приводи та різниця їх принципів роботи, визначені їх характерні відмінності. Обумовлені фактори, врахування яких при створенні нових зчеплень та приводів, може полегшити управління вузлом. Визначені вихідні параметри для розрахунку енергетичних витрат на управління зчепленням, а зокрема роботу, що витрачається водієм на включення та виключення зчеплення, зусилля, що прикладається на педаль управління зчепленням, передавальне число привода та його хід педалі, а також роботу, яку необхідно виконати при дії на вижимний підшипник. Розглянута нова, оригінальна конструкція здвоєного зчеплення з маятниковою рухомою опорою натискного механізму. З’ясовані переваги такої конструкції, а саме це те, що включення кожного з зчеплень відбувається завдяки переміщенню вказаної опори між опорною поверхнею та важелем, який пов'язаний з натискним диском. В якості прикладу розглянуто сухе зчеплення трактора Харківського тракторного заводу ХТЗ-17221. Проведено розрахунки енергетичних затрат на управління зчепленням базової конструкції та з адаптованим здвоєним сухим зчепленням. Визначена необхідна робота для виключення одного зчеплення, а також робота необхідна для переключення з одного до другого зчеплення. Зроблено висновки щодо результатів дослідження по знаходженню енергетичних витрат на управління існуючих і сучасних сухих зчеплень. Порівняні витрати енергії на один вплив на зчеплення трактора з сухим однодисковим зчепленням, та адаптованого для нього сухого здвоєного зчеплення. Визначена різниця виконаної роботи в наведених конструкціях зчеплень. Зумовлені переваги застосування оригінального зчеплення, а саме зниження витрат енергії на управління зчепленням.
Статичне дослідження елементів трьохвальної коробки передач легкового автомобіля з поперечним розташуванням двигуна
(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2020) Островерх, Олександр Олегович
В роботі спроектовано трьохвальну коробку передач легкового автомобіля з поперечним розташуванням двигуна. Для визначення статичного дослідження елементів спроектованої трьохвальної коробки передач використовувався метод кінцевих елементів, який дає змогу досить повно врахувати геометричні форми та реальні умови роботи передач, розподілу зовнішніх навантажень, а також фізичні властивості використовуваних матеріалів. Для побудови тривимірної моделі зубчастих коліс використовувалось програмне середовище КОМПАС 3DV16. В якості розрахункової програми застосовано систему APM FEM («Автоматичне Проектування Машин»), яка являє собою інтегрований в КОМПАС-3D інструмент для підготовки і подальшого кінцево-елементного аналізу тривимірної твердотільної моделі. Матеріал застосований стандартний сталь з невисокими характеристиками міцності, який дозволить при збільшенні навантажень надалі застосувати більш високоміцні сталі. Створення сітки кінцевих елементів проводилось у відповідності зі стандартним алгоритмом. Тривимірні моделі шестерень розбиті на кінцеві елементи, що дозволить з високою точністю провести їх розрахунок. Для збільшення продуктивності модель була спрощена, виконано виключення з розрахунку деяких елементів (фасок, отворів, округлень), які не чинять значного впливу на міцність. Кріплення деталі виконано по внутрішніх отворах деталей. На відміну від класичного розрахунку на міцність зубів, коли зусилля прикладається тільки до лінії контакту зубів, у даному розрахунку шестерень максимальний момент був прикладений до всієї робочої поверхні зуба. Вихідними даними по навантаженні шестерні служить максимальний крутний момент створюваний на валу двигуна. Виходячи з отриманих результатів, можна сказати, що навантаження розподіляється по довжині зуба нерівномірно. Найбільші напруги виникають зі сторони прикладання навантаження до кромки зуба, а також у середній і нижній ніжки сполучення її з зубчастим вінцем. Різний розподіл зусиль на всій поверхні шестерень пов'язано, з різними кутами профілю вихідного контуру зубів. Також був виконаний розрахунок коефіцієнту запасу текучості та міцності, та розраховане максимальне переміщення. В результаті проведених розрахунків по запасу міцності і текучості, невеликі показники у шестерні постійного зачеплення пов'язано з тим, що зусилля для розрахунку було докладено до однієї кромки. З огляду на те, що при роботі шестерні в зачепленні будуть знаходитися всі зуби, сумарно коефіцієнт запасу міцності, і текучості буде порівнянний з шестернею п'ятої передачі. Додаток зусилля до однієї кромки виконано для спрощення розрахунку. Аналіз розрахунку власних частотних коливань і кутових (циклічних частот), показав їх незначний вплив на деталі і механізми при конструюванні коробки передач.
Сучасні гідрооб’ємно-механічні трансмісії в тракторобудуванні
(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2020) Бондaренко, Анaтолій Ігорович
В статті встановлено, що двопотокові гідрооб'ємно-механічні трансмісії (ГОМТ) представляють зараз єдиний вид безступінчастих передач, якими серійно обладнуються сільськогосподарські трактори. ГОМТ мають наступні переваги: можуть замінити не тільки ступінчасту механічну коробку передач, але і всю трансмісію машини разом зі зчепленням (головним фрикціоном), причому для самохідних машин типу трактор, бульдозер, навантажувач і тому подібне забезпечується перемикання швидкісних піддіапазонів без зупинки при русі машини, без розриву потоку потужності; підвищують керованість самохідної машини в порівнянні з механічною ступінчастою трансмісією, оскільки дають можливість змінювати в широких інтервалах тягове зусилля на ведучих колесах машини при достатньо малих, прийнятних для водія зусиллях на органах керування; забезпечують плавне регулювання передавального відношення від двигуна до ведучих коліс, тобто безступінчасте регулювання швидкості, що істотно підвищує рухливість і ергономічність мобільних машин; безступінчасте регулювання ГОМТ сприяє якнайкращий адаптації самохідної машини до виконання заданого технологічного процесу і підтримки його стабільності. При цьому конструкції ГОМТ розвиваються у бік збільшення частини потужності, що передається механічним шляхом і зменшення числа фрикційних багатодискових муфт, відповідно зменшення кількості діапазонів (піддіапазонів) і складних механічних частин. Перспективним з точки зору підвищення не тільки рівня безпеки дорожнього руху, а й технічного рівня колісних тракторів з ГОМТ є: відмова від використання перемикання з піддіапазона на піддіапазон, оскільки перемикання може супроводжуватися стрибкоподібною зміною тиску робочої рідини, що призводить до ударних режимів в ГОП і зниженню її ресурсу, крім того, покриття всього діапазону швидкості за рахунок зміни лише відносного параметру регулювання ГОП призводить до суттєвого спрощення конструкції трансмісії; запобігання циркуляції потужності у замкнутому контурі ГОМТ при виконанні основних технологічних операцій; підвищення коефіцієнта корисної дії (ККД) трансмісії; зниження навантаження як на гідравлічну (гідромашини), так і елементи механічної (планетарний ряд (ПР) та зчеплення) частини ГОМТ в процесі гальмування.
Теоретичне визначення основних показників гідрооб’ємно-механічної трансмісії вантажного автомобіля при варіації робочого об’єма гідромашин
(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2020) Самородов, Вадим Борисович; Гармаш, Дмитро Олександрович
У зв’язку з ростом тенденції використання безступінчастих гідрооб’ємно-механічних трансмісій (ГОМТ) на транспортних засобах не тільки сільськогосподарського призначення, а й дорожньо-будівельних, лісозаготівельних та на машинах спеціального призначення, питання щодо встановлення такого типу трансмісії на вітчизняні автомобілі КрАЗ стає все гостріше та перспективніше. Найважливійшою частиною безступінчастих ГОМТ є гідрооб’ємна передача (ГОП), яка забезпечує плавну зміну передаточного відношення трансмісії і складається з двох гідромашин об’ємного типу: гідронасоса та гідромотора. Визначення показників ГОП при використанні гідромашин з різним робочим об’ємом є обов’язковим кроком, без якого неможлива подальша робота в напрямку використання безступінчатих ГОМТ на вантажних автомобілях спеціального призначення. У статті йдеться про теоретичне визначення показників ГОМТ при використанні в ГОП аксіально-поршневих гідромашин різного робочого об'єму з похилим диском. Досліджується вплив зміни робочого об'єму на основні показники безступінчатих ГОМТ, такі як коефіцієнт корисної дії (ККД) ГОП і ГОМТ в цілому, перепад робочого тиску, потужність двигуна при русі в повнопотоковому, в робочому і в транспортному режимах. Як об'єкт дослідження використана двухпоточная ГОМТ №1, розроблена кафедрою «Автомобіле-і тракторобудування» Національного технічного університету «Харківський політехнічний інститут», автомобіль КрАЗ 6233М і аксіально-поршневі гідромашини робочим об'ємом 89 см 3, 118 см 3 виробництва акціонерного товариства «Гідросила» та 150 см 3 виробництва італійської фірми Bondioli & Pavesi. Подано рекомендації щодо можливої безступінчастої ГОМТ для автомобіля типу КрАЗ 6233М.