Обеспечение работы мобильных машин в условиях отрицательных температур | Статья в журнале «Молодой ученый»

Библиографическое описание:

Захаров Ю. А., Рылякин Е. Г., Семов И. Н., Орехов А. А. Обеспечение работы мобильных машин в условиях отрицательных температур // Молодой ученый. — 2014. — №17. — С. 56-58. — URL https://moluch.ru/archive/76/13098/ (дата обращения: 18.11.2018).

В статье анализируются факторы, влияющие на эффективную работу таких ответственных систем мобильных машин как трансмиссия и гидропривод, и в особенности под действием низких температур окружающего воздуха. Раскрывается методика и результаты проведенных стендовых исследований по выявлению влияния теплового режима трансмиссии на потери мощности в агрегатах трансмиссии и гидросистемы.

Ключевые слова: трансмиссия, гидропривод, работоспособность, отрицательные температуры, вязкость, трение, мощность, крутящий момент.

В настоящее время из-за изношенности парка машин, нехватки новой техники резко возросла сезонная нагрузка на каждую машину. Непрерывное повышение цен на сырье, в особенности на нефть, вызывает потребность использовать все возможности для экономии топливо-смазочных материалов.

Одним из путей сохранения в хозяйствах имеющегося парка машин и уменьшения материальных затрат является использование прогрессивных ресурсосберегающих технологий, в том числе и таких, которые основаны на использовании трибологических рекомендаций [1].

Известно, что влияние температуры на работоспособность мобильных машин и тракторов, в том числе, во время эксплуатации носит весьма сложный характер и зависит от многих условий и факторов. До настоящего времени не установлено, в полном объеме, количественной связи между температурой и изменением технико-экономических показателей таких ответственных систем машин, как, например, трансмиссия или гидросистема.

В смазочной системе механических трансмиссий температурный и нагрузочно-скоростной режимы работы находятся в сложной взаимосвязи. Тепловые процессы в такой трансмиссии оказывают существенное влияние на потери мощности в этих агрегатах [1].

В гидросистемах машин повышение вязкости (температуры) масел нарушает работу золотников и предохранительных устройств, в результате запаздывает срабатывание исполнительных цилиндров, появляются рывки, работа машины становится небезопасной. Увеличивается инерционность защитных устройств гидравлических машин, что ведет к появлению всплесков давления, превышающих более чем в два раза номинальное. От величины вязкости зависит характер трения масла в трубопроводах, сопротивление движению через дроссели, сопла, щели, зазоры. Это определяет расход рабочей жидкости на определенных участках системы, величину утечек, потери давления для прохождения масла через различные участки, КПД узлов гидросистемы, а также потери мощности на привод гидронасоса [2].

С целью выявления влияния теплового режима трансмиссии трактора Т-25А на потери мощности в агрегатах трансмиссии проводились исследования на тормозном стенде с беговыми барабанами КИ-8927, методика и оборудование которых могут быть применены и для исследования влияния температуры на потери мощности на привод агрегатов гидросистемы.

В качестве объекта исследований можно рассмотреть гидропривод раздельно-агрегатной навесной системы трактора МТЗ-80, так как он испытывает более интенсивные нагрузки, по сравнению с гидросистемой трактора Т-25А, и, кроме того, тракторы этой марки широко используются при выполнении энергоёмких работ, а их гидросистема является типичной для гидросистем применяемых в конструкциях современных машин.

Исследования проводились при номинальном давлении в шинах колес трактора на девятой передаче.

Стенд позволяет создавать нагрузку на ведущих колесах трактора, измерять ее и определять частоту вращения беговых барабанов.

Требуемый температурный режим в смазочной системе трансмиссии поддерживался с помощью двух электронагревательных устройств, установленных в корпусе трансмиссии трактора. Одно из них — трубчатый электронагреватель (ТЭН) — подключалось к источнику постоянного тока напряжением 36 В. Второе — электронагревательный элемент (термопатрон) — подключалось к бортовой сети трактора напряжением 12 В [1].

Для обеспечения рационального температурного режима гидросистемы трактора МТЗ-80 предлагается использовать систему регулирования температуры рабочей жидкости, включенную в штатную гиросистему трактора и содержащую гидронасос, сообщенный напорной гидролинией с агрегатами гидросистемы и баком, в котором расположены два теплообменника для подогрева и охлаждения рабочей жидкости, посредством сливной гидролинии, терморегулятор, регистрирующий температуру внутри гидробака, масляный насос системы смазки двигателя и ресивер пневмосистемы трактора, соединенные каждый с одним из теплообменников бака [3,4].

При этом рабочая жидкость гидросистемы нагревается в баке, выполненным в виде цилиндрической емкости ограниченной двумя торцевыми крышками, причем, охлаждение рабочей жидкости происходит при пропускании воздуха через один из теплообменников, установленных в баке, из ресивера пневмосистемы, а второй теплообменник, установлен так, что он оказывается включен в нагнетательную гидролинию параллельно масляному радиатору системы смазки ДВС, таким образом, рабочая жидкость из гидросистемы, обтекая теплообменники в баке гидросистемы трактора, может нагреваться или охлаждаться до необходимой температуры [3,4].

Применяемые топливо и масло в двигателе соответствовали требованиям технических условий. Температура масла в двигателе поддерживалась на уровне 90±5оС. Обслуживание дизеля производилось в соответствии с инструкцией по техническому обслуживанию. Двигатель при испытаниях работал перед началом измерений на каждом заданном режиме не менее 5 мин при положении органов управления регулятором частоты вращения, соответствующем полной подаче топлива. В корпусе трансмиссии и в гидросистеме трактора использовались рекомендуемые заводом-изготовителем масла ТМ-3–18 (Тап-15В) и

М-10Г2, соответственно. Температура их контролировалась помощью термопар ТХК, установленных в корпусе трансмиссии и баке гидросистемы, и регистрировалась двенадцатиточечным потенциометром КСП-4, который питался от бортовой электрической сети трактора. Исследования проводились при температуре топлива 25±2 оС с трехкратной повторностью. Нагрузка, подводимая к ведущим колесам трактора при исследованиях, была близкой к максимальной эксплуатационной и устанавливалась на уровне 3300±50 Н. Частота вращения коленчатого вала двигателя контролировалась прибором ИМД-ЦМ и соответствовала 2200± мин-1 [1,5,8].

Потери мощности на привод агрегатов гидросистемы можно вычислить по следующей методике. Мощность (Nэ), которая будет затрачиваться электродвигателем стенда для прокручивания колес трактора, когда муфта сцепления выключена, эквивалентна сумме потерь мощности в приводе беговых барабанов (Nпр), в трансмиссии трактора (Nтр) и в гидросистеме (Nгс), при условии отсутствия буксования колес относительно барабанов стенда [6,7]:

, кВт                                                                                      (1)

Мощность, затрачиваемая электромашиной стенда, определяется по формуле:

, кВт                                                                                           (2)

где - крутящий момент ротора электромашины,;

- частота вращения ротора, .

Крутящий момент ротора электромашины определяется по формуле:

, Н∙м                                                                                                  (3)

где - крутящий момент беговых барабанов, ;

- КПД привода беговых барабанов стенда.

Крутящий момент беговых барабанов стенда определяется по формуле:

, Н∙м                                                                                                    (4)

где  — касательная сила тяги на беговых барабанах, Н

- радиус беговых барабанов, м.

Тогда:, Н∙м                                                                                     (5)

, кВт                                                                                      (6)

Потери мощности в трансмиссии при включенном механизме привода гидронасоса трактора находятся по формуле:

, кВт                                                                                   (7)

где кВт                                                                                    (8)

Тогда: кВт                                            (9)

Подставив мощность электромашины, определенной по формуле (6), и, выразив потери мощности в гидросистеме, получим:

,кВт                                                                              (10)

Для определения потерь мощности в трансмиссии Nтр необходимо провести эксперимент при фиксированной температуре трансмиссионного масла и отключенном гидронасосе. Полученное значение будет постоянно при условии сохранения рабочей нагрузки и температуры масла. Таким образом, измерив касательную силу тяги на беговых барабанах, и зная частоту вращения ротора электромашины, которая поддерживалась постоянной (nрот = 700 мин-1), а также при известном значении потерь мощности в трансмиссии Nтр можно определить потери мощности в гидросистеме трактораNгс.

Литература:

1.    Орехов, А. А. Снижение интенсивности изнашивания зубчатых тракторных трансмиссий применением рациональных температур трансмиссионных масел [Текст]: Дис. … канд. техн. наук / А. А. Орехов. — Пенза, 2001. — 162 с.

2.    Рылякин, Е. Г. Повышение работоспособности тракторных гидросистем терморегулированием рабочей жидкости [Текст]: Автореф. дис. … канд. техн. наук / Е. Г. Рылякин. — Пенза, 2007. — 17 с.

3.    Власов, П. А. Терморегулирование жидкости гидросистемы [Текст] / П. А. Власов, Е. Г. Рылякин // Сельский механизатор. — 2007. — № 6, С.36.

4.    Пат. 2236615 РФ, МКИ5 F15B21/04. Система регулирования температуры рабочей жидкости / П. А. Власов, Е. Г. Рылякин (РФ). — № 2003118925, Заявлено 23.06.2003; Опубл. 20.09.2004, Бюл. № 26.

5.    Орехов, А. А. Определение потерь мощности в трансмиссии трактора с учетом потерь в гидроприводе [Текст] / А. А. Орехов, Е. Г. Рылякин // Материалы всероссийской науч.-практ. конф. молодых ученых и специалистов «Молодые ученые в ХХI веке». — Ижевск: РИО ФГОУ ВПО «Ижевская ГСХА», 2005. Т II. — С.235–239.

6.    Власов, П. А. Теоретическое обоснование терморегулирования рабочей жидкости в гидросистеме [Текст] / П. А. Власов, Е. Г. Рылякин // Нива Поволжья. — 2008. — № 1(6). - С.25–29.

7.    Рылякин, Е. Г. Терморегулирование рабочей жидкости в гидроприводе транспортно-технологических машин [Текст] / Е. Г. Рылякин // Актуальные вопросы современной науки. Научный журнал. — № 1 (1). — 2014. — С. 5–10.

8.    Рылякин, Е. Г. Подогрев масла в гидросистеме [Текст] / Е. Г. Рылякин // Сельский механизатор. — 2014. — № 8, С.38–40.

Основные термины (генерируются автоматически): потеря мощности, рабочая жидкость, трансмиссия, гидросистема, гидросистема трактора, крутящий момент ротора электромашины, касательная сила тяги, влияние температуры, беговой барабан стенда, агрегат трансмиссии.


Ключевые слова

работоспособность, вязкость, трение, трансмиссия, гидропривод, отрицательные температуры, мощность, крутящий момент.

Похожие статьи

К вопросу о проведении технического диагностирования колёсного...

- гидросистема управления трансмиссией

Измерение вибрации агрегата производится в установившемся режиме (на холостом ходу, при номинальной частоте вращения коленвала, при номинальной величине крутящего момента).

Гидравлическая система летательных аппаратов: вертолета...

Чаще всего используется осевой тип расположения цилиндров, в котором поршни движутся в пространстве при больших скоростях и малых крутящих моментах.

В баках гидроблоков содержится рабочая жидкость, предназначенная для питания гидросистемы.

Оценка воздействия неравномерности крутящего момента...

Снижение нагруженности трансмиссии трактора ВТ-100 от воздействия гусеничного движителя / В.В. Шеховцов, Вл.П. Шевчук, С.В. Зленко, И.А. Долгов, В.В

Влияние применения метанола с ДСТ на характеристики тепловыделения на режиме максимального крутящего момента.

Влияние эксплуатационных факторов на изменение надежности...

Ключевые слова:терморегулирование, рабочая жидкость, надежность, ресурс, изнашивание, гидросистема.

В интервале между заменой масла в трансмиссии новой машины накапливается до 0,25 % абразивных частиц от массы всего тела (допустимый — 0,1 %).

Экспериментальное исследование нагруженности трансмиссии...

Экспериментальное исследование нагруженности трансмиссии гусеничного трактора при

Исследования проводились на стенде, имитирующем режим полного буксования трактора при

Перед проведением исследований тензомост, измеряющий крутящий момент на валу...

Обеспечение эффективной функциональности гидропривода...

рабочая жидкость, агрегат гидросистемы, машина, прохождение жидкости, горячий воздух, система разогрева, счет тепла, температура, инфракрасное излучение, рациональная температура.

Основы разработки регулятора эксплуатационных режимов...

...поступательно-движущейся массы машины и рабочего агрегата; Мдв — крутящий момент двигателя; Iдв — момент инерции вращающихся масс двигателя; КТТ — коэффициент межупругого сопротивления трансмиссии трактора...

Анализ нагрузок, действующих на элементы конструкции ГТД

На вал компрессора (и на элементы соединения секций ротора) действуют суммарные осевые силы (от лопаток и дисков), крутящие моменты (от рабочих лопаток). Диски и вал компрессора работают при относительно низких температурах 200-300˚С...

Обсуждение

Социальные комментарии Cackle

Похожие статьи

К вопросу о проведении технического диагностирования колёсного...

- гидросистема управления трансмиссией

Измерение вибрации агрегата производится в установившемся режиме (на холостом ходу, при номинальной частоте вращения коленвала, при номинальной величине крутящего момента).

Гидравлическая система летательных аппаратов: вертолета...

Чаще всего используется осевой тип расположения цилиндров, в котором поршни движутся в пространстве при больших скоростях и малых крутящих моментах.

В баках гидроблоков содержится рабочая жидкость, предназначенная для питания гидросистемы.

Оценка воздействия неравномерности крутящего момента...

Снижение нагруженности трансмиссии трактора ВТ-100 от воздействия гусеничного движителя / В.В. Шеховцов, Вл.П. Шевчук, С.В. Зленко, И.А. Долгов, В.В

Влияние применения метанола с ДСТ на характеристики тепловыделения на режиме максимального крутящего момента.

Влияние эксплуатационных факторов на изменение надежности...

Ключевые слова:терморегулирование, рабочая жидкость, надежность, ресурс, изнашивание, гидросистема.

В интервале между заменой масла в трансмиссии новой машины накапливается до 0,25 % абразивных частиц от массы всего тела (допустимый — 0,1 %).

Экспериментальное исследование нагруженности трансмиссии...

Экспериментальное исследование нагруженности трансмиссии гусеничного трактора при

Исследования проводились на стенде, имитирующем режим полного буксования трактора при

Перед проведением исследований тензомост, измеряющий крутящий момент на валу...

Обеспечение эффективной функциональности гидропривода...

рабочая жидкость, агрегат гидросистемы, машина, прохождение жидкости, горячий воздух, система разогрева, счет тепла, температура, инфракрасное излучение, рациональная температура.

Основы разработки регулятора эксплуатационных режимов...

...поступательно-движущейся массы машины и рабочего агрегата; Мдв — крутящий момент двигателя; Iдв — момент инерции вращающихся масс двигателя; КТТ — коэффициент межупругого сопротивления трансмиссии трактора...

Анализ нагрузок, действующих на элементы конструкции ГТД

На вал компрессора (и на элементы соединения секций ротора) действуют суммарные осевые силы (от лопаток и дисков), крутящие моменты (от рабочих лопаток). Диски и вал компрессора работают при относительно низких температурах 200-300˚С...

Задать вопрос