Аналіз можливості застосування гідромотор-колес в трансмісіях швидкісних тракторів

Abstract

Мета. Метою статті є оцінка можливості розробки об'ємного гідропривода в відповідності штатній тягового-швидкісній характеристиці колісного трактора ХТЗ-17021 з використанням безредукторних приводів ведучих коліс. Для цього виконаний розрахунок об'ємного гідропривода ходу колісного трактора при застосуванні новітніх радіальнопоршневих багатоциклових гідромотор-колес з поширеним діапазоном частоти обертання і регулювання робочого об'єму. Методика досліджень. Проведений аналіз тягово-швидкісної характеристики колісного трактора ХТЗ-17021 і на її основі огляд сучасних високомоментних радіальнопоршневих багатоциклових гідромоторів з точки зору задоволення характеристик по крутному моменту і частоті обертання при обмеженнях за потужністю щодо серійного зразка в повному діапазоні швидкості трактора. Розраховані максимальні значення робочих об'ємів 4-х ведучих гідромотор-колес і насосу живлення цих гідромоторів, крутний момент і перепад тисків в гідроприводі і встановлені режими, на яких потрібно змінювати робочий об'єм гідромоторів від максимального до мінімального значень для відпрацювання тягово-швидкісної характеристики. Проведений порівняльний аналіз радіальнопоршневих багатоциклових гідромоторів і для обраного для дослідження гідромотор-колеса моделі МНР27 фірми "Poclain Hydraulics" розглянуті гідравлічні принципові схеми з застосуванням в гідромоторах системи гідравлічного регулювання чотирьох ступенів робочого об'єму, використання комбінованого стоянкового і робочого гальм, а також системи антибуксування з використанням засобів пропорційної електрогідроавтоматики. Результати. Обрані високомоментні гідромотор-колеса радіальнопоршневого типу, які дають можливість забезпечити функціонування трансмісії трактора без проміжних редукторів між гідромоторами і маточинами коліс, та розраховане значення робочого об'єму аксіальнопоршневого насосу, що забезпечує функціонування трансмісії трактора в повному швидкісному діапазоні. За результатами розрахунків встановлено, що тиск в гідроприводі не перевищує 35 МПа при досягнутих в сучасних насосах і гідромоторах значень від 40 МПа до 50 МПа. Показана можливість підвищення швидкості трактора від штатної 35 км/год до перспективної в 50 км/год.Goal. The purpose of the article is to assess the possibility of developing a hydraulic fluid power in accordance with the standard traction-speed characteristics of the KhTZ-17021 wheeled tractor with the of using gearless drives of the driving wheels. For this purpose, the calculation of the hydraulic fluid power of the wheeled tractor was performed when using the latest radial piston multi-cycle hydraulic motor-wheels with a wide rangeof rotation frequency and adjustment of the working volume. Research methodology. An analysis of the traction-speed characteristics of the KhTZ-17021 wheeled tractor and, based on it, a review of modern high-torque radial-piston multi-cycle hydraulic motors from the point of view of meeting the characteristics of torque and rotation frequency with power limitations relative to the serial model in the full speed range of the tractor. The maximum values of the working volumes of the 4 driving hydraulic motor-wheels and the power supply pump of these hydraulic motors, the torque and pressure drop in the hydraulic drive are calculated, and the modes in which it is necessary to change the working volume of the hydraulic motors from the maximum to the minimum values to work out the traction-speed characteristics. A comparative analysis of radial-piston multi-cycle hydraulic motors was carried out, and for the hydromotor-wheel model MHP27 of the "Poclain Hydraulics" company, which was chosen for the study, the hydraulic principle diagrams were considered with the use of a hydraulic regulation system of four stages of the working volume in hydraulic motors, the use of combined parking and service brakes, as well as an anti-skid system using means of proportional electro-hydraulic automation. The results. High-torque hydraulic motor-wheels of the radial piston type were selected, which make it possible to ensure the operation of the tractor transmission without intermediate gearboxes between the hydraulic motors and wheel hubs, and the calculated value of the working volume of the axial piston pump, which ensures the operation of the tractor transmission in the full speed range. Based on the results of the calculations, it was established that the pressure in the hydraulic drive does not exceed 35 MPa, while values from 40 MPa to 50 MPa are achieved in modern pumps and hydraulic motors. The possibility of increasing the speed of the tractor from standard 35 km/h to promising 50 km/h is shown.