Методика визначення гідравлічних та механічних втрат гідрооб'ємної передачі

Abstract

У статті розглянуто актуальні питання підвищення ефективності та точності оцінювання енергетичних характеристик трансмісійних систем гусеничних військових машин. Сучасні тенденції розвитку бронетехніки зумовлюють зростання вимог до керованості, надійності та енергоефективності, що обмежує можливості традиційних механічних і гідродинамічних трансмісій. У цьому контексті перспективним напрямом є застосування гідрооб’ємних передач, які забезпечують безступінчасте регулювання передавального відношення, гнучкість компоновки та ефективний розподіл потужності між бортами машини. Водночас підвищення точності оцінювання втрат енергії в таких передачах є важливою науково-прикладною задачею. Метою роботи є розроблення та теоретичне обґрунтування методики визначення коефіцієнтів об’ємних і гідромеханічних втрат у гідрооб’ємній передачі на основі інверсивного підходу до узгодження експериментальних і розрахункових значень коефіцієнта корисної дії гідромашин. Для досягнення поставленої мети використано алгоритм Левенберга-Марквардта, що дозволяє реалізувати ефективну ідентифікацію параметрів математичної моделі шляхом мінімізації відхилення між теоретичними та експериментальними даними. Наукова новизна роботи полягає у розвитку методичного підходу до визначення складових втрат у гідрооб’ємних передачах із урахуванням широкого діапазону експлуатаційних режимів, що забезпечує підвищення точності моделювання їх енергетичних характеристик. Запропонована методика дозволяє враховувати вплив змінних факторів, зокрема тиску, витрати робочої рідини та швидкісних параметрів, що істотно підвищує достовірність результатів. Практична значущість одержаних результатів полягає у можливості використання розробленої методики для оцінювання енергетичної ефективності гідрооб’ємних передач при проєктуванні та модернізації трансмісій мобільних машин. Реалізація методики у вигляді програмного забезпечення або її інтеграція в середовища математичного моделювання дозволяє автоматизувати обробку експериментальних даних, підвищити оперативність отримання результатів та забезпечити зручність її застосування в інженерній практиці.

The article addresses current issues related to improving the efficiency and accuracy of evaluating the energy characteristics of transmission systems in tracked military vehicles. Modern trends in the development of armored vehicles lead to increased requirements for controllability, reliability, and energy efficiency, which limits the capabilities of traditional mechanical and hydrostatic transmissions. In this context, the use of hydrostatic transmissions is a promising direction, as they provide stepless control of the transmission ratio, design flexibility, and efficient power distribution between the vehicle tracks. At the same time, improving the accuracy of energy loss assessment in such transmissions is an important scientific and applied problem. The aim of the study is to develop and theoretically substantiate a methodology for determining the coefficients of volumetric and hydromechanical losses in a hydrostatic transmission based on an inverse approach to matching experimental and calculated values of hydraulic machine efficiency. To achieve this goal, the Levenberg-Marquardt algorithm is applied, enabling effective identification of the mathematical model parameters by minimizing the deviation between theoretical and experimental data. The scientific novelty of the work lies in the development of a methodological approach to determining the components of losses in hydrostatic transmissions, taking into account a wide range of operating conditions, which ensures improved accuracy of modeling their energy characteristics. The proposed methodology makes it possible to consider the influence of variable factors, such as pressure, working fluid flow rate, and speed parameters, which significantly increases the reliability of the results. The practical significance of the obtained results lies in the possibility of using the developed methodology to assess the energy efficiency of hydrostatic transmissions in the design and modernization of mobile machine transmissions. Implementation of the methodology in the form of specialized software or its integration into mathematical modeling environments allows automation of experimental data processing, improves the efficiency of obtaining results, and ensures convenience of its application in engineering practice.