Разработка расчетных и экспериментальных методов снижения динамической нагруженности и повышения долговечности гидромеханических трансмиссий транспортных машин - Автореферат

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук РАЗРАБОТКА РАСЧЕТНЫХ И ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ МЕТОДОВ СНИЖЕНИЯ ДИНАМИЧЕСКОЙ НАГРУЖЕННОСТИ И ПОВЫШЕНИЯ ДОЛГОВЕЧНОСТИ ГИДРОМЕХАНИЧЕСКИХ ТРАНСМИССИЙ ТРАНСПОРТНЫХ МАШИН Работа выполнена в Институте машиноведения Уральского отделения РАН, Курганском государственном университете. Защита диссертации состоится "15" июня 2009 г. в 1430 на заседании диссертационного совета ДД 212.141.07 в Московском государственном техническом университете им.Известные математические модели не позволяют в достаточной степени учитывать реальные особенности конструкции, условия и режимы управляемого движения машин, их взаимодействие с внешней средой, интенсивность изменения и особенности формирования законов управления, динамику системы управления движением и водителя как звена обратной связи системы. Использование разработанного мобильного измерительно-регистрирующего комплекса позволило выполнить экспериментальные исследования динамики гидромеханической трансмиссии в реальных условиях управляемого движения транспортных машин, получить новые экспериментальные данные о динамической нагруженности в системе "двигатель - трансмиссия - транспортная машина" при различных режимах движения в не исследованном ранее диапазоне частот. На защиту выносятся: - Усовершенствованные методы снижения динамической нагруженности гидромеханических трансмиссий транспортных машин как существенно нелинейных разветвленных систем переменной структуры, содержащих кольцевые структуры при переходных процессах и на установившихся режимах, в том числе во фрикционных элементах системы управления. В связи с тем, что экспериментальные данные, полученные для ранее изготовленных машин, не позволяют учесть потенциальные свойства проектируемых, условия их движения и др., задача исследования динамической нагруженности ГМТ транспортной машины, взаимодействующей с внешней средой при управляемом движении, требует своего решения. В четвертом разделе (Прогнозирование и обоснование путей снижении динамической нагруженности трансмиссий при управлении поступательной скоростью) определяется динамическая нагруженность ГМТ при переходных процессах трогания машины с места и переключения передач, обосновываются пути снижения динамической нагруженности на основе адаптивного оптимального управления переходными процессами.Разработанные методы снижения динамической нагруженности гидромеханических трансмиссий адаптацией программ управления переходными процессами при регулировании поступательной и угловой скоростей движения транспортной машины на основе мониторинга, идентификации технического состояния системы и требуемых режимов движения позволяет снизить динамическую нагруженность в 1,5…2,1 раза. На основе имитационного моделирования динамики гидромеханической трансмиссии транспортной машины как существенно нелинейной, разветвленной системы переменной структуры, содержащей кольцевые элементы, установлено, что динамическая нагруженность определяется не только переходными процессами, но и резонансными режимами, бифуркациями. Разработанные конструкции гасителей для ГМТ транспортных машин позволили вывести резонансные режимы за пределы рабочего диапазона до 450-500 об/мин двигателя и уменьшить динамическую нагруженность и вибрации моторно-трансмиссионной установки машин в 5…6 раз, а на некоторых до 26-ти раз. Величины основных параметров, определяющих процесс трогания, такие как работа буксования гидротрансформатора или фрикциона, ускорение и длительность разгона, динамичность нагрузки в трансмиссии, плавность хода и др., существенно (до 40 %) зависят от податливости элементов кинематической цепи, дифферента корпуса, управления двигателем и фрикционами. Адаптация программы управления переключением передач позволяет снизить динамическую нагруженность в 2,1 раза, работу буксования фрикционных элементов в 1,4 раза, а также уменьшить цикличность переключений передач.