Меню
Главная
Авторизация/Регистрация
 
Главная arrow Техника arrow Повышение тягово-динамических свойств мобильных энергетических средств за счет совершенствования приводов ведущих колес
Посмотреть оригинал

Математическое моделирование рабочих процессов комбинированного МТА в режиме прямолинейного движения

Для решения задачи по выявлению влияния оптимальной характеристики УДП ведущих колес на тяговые и динамические показатели комбинированных МТА на базе тракторов ЛТЗ-155 были проведены исследования при установившемся прямолинейном движении.

При расчетах принято: связь сельскохозяйственных машин с трактором жесткая; в динамическую систему включены характеристики УДП в виде непрерывной функции; продольные тяги навесных механизмов расположены горизонтально; тяговые усилия машин с передней и задней навесных систем, а также неровности поверхности качения были представлены в виде гармонической функции.

В гл. 2.2 мы рассматривали трехмассовую динамическую модель. Однако в данном случае для учета изменения нормальных реакций почвы на ведущие колеса трактора и опорные колеса сельскохозяйственных орудий, а также динамического воздействия микропрофиля поля рассмотрена пятимассовая динамическая модель МТА (рис. 2.10).

Скорость трактора вычислялась с учетом буксования, учитывалось изменение нормальных реакций на мостах в зависимости от крюковой нагрузки и динамического воздействия микропрофиля.

Новизной предлагаемой математической модели является то, что она учитывает изменение нормальных реакций по мостам в зависимости от колебаний тяговой нагрузки переднего и заднего орудий комбинированного агрегата с учетом динамического воздействия опорной поверхности. При этом в динамическую модель введены оптимальные характеристики УДП, заданные в виде непрерывной функции.

В известных моделях жесткость УДП принимали постоянной, а это недопустимо, так как в процессе работы происходит изменение крутящего момента на полуосях, а следовательно и жесткости.

Уравнения движения эквивалентной пятимассовой динамической системы (см.рис. 2.10) запишутся в следующем виде [73]:

где Ii, I2, I3, I4 - моменты инерции маховика и движущихся деталей двигателя, коробки скоростей, колес переднего и заднего мостов;

1Х - момент инерции агрегата относительно поперечной оси, проходящей через его центр масс;

фь ф2, Фз> ф4 - углы поворота маховика, маховой массы элементов коробки передач, колес переднего и заднего мостов;

а - угол поворота остова трактора в продольно-вертикальной плоскости;

С12, С2з, С24 - эквивалентные крутильные жесткости валов сцепления и коробки передач, приводов переднего и заднего ведущих мостов, а также шин в тангенциальном направлении;

К)2 - коэффициент демпфирования трансмиссии;

К-2з,К24 - коэффициенты демпфирования в приводе и шинах переднего и заднего мостов;

i 12, 123, 124 - передаточные числа коробки передач, конечных передач и редукторов переднего и заднего мостов;

iTp - передаточное число трансмиссии; г|тр - КПД трансмиссии;

Ме - крутящий момент двигателя;

- суммарная касательная сила тяги на колесах переднего ведущего моста;

- суммарная касательная сила тяги на колесах заднего ведущего моста;

- суммарная сила сопротивления качению на колесах переднего ведущего моста;

- суммарная сила сопротивления качению на колесах заднего ведущего моста;

- средний динамический радиус колес переднего

моста;

- средний динамический радиус колес заднего

моста;

- масса агрегата;

- соответственно массы трактора, передней и задней

навесных машин;

GTp - сила тяжести трактора;

Нс - перемещение центра масс агрегата в вертикальном направлении;

Хс - горизонтальное перемещение центра масс трактора;

К], К2 - суммарные коэффициенты демпфирования шин в радиальном направлении передних и задних колес трактора;

С], С2 - суммарные жесткости шин в радиальном направлении передних и задних колес трактора;

К3, К4 - коэффициенты демпфирования шин колес передней и задней навесных машин в радиальном направлении;

С3, С4 - суммарные жесткости шин колес передней и задней навесных машин в радиальном направлении;

h, li, I2 - вертикальная и горизонтальная координаты центра масс трактора;

- вертикальные и горизонтальные составляющие тягового сопротивления передней и задней навесных машин;

- вертикальные перемещения переднего и заднего мостов трактора, передней и задней навесных машин;

- ординаты неровностей профиля пути под передним и задним колесами трактора и под колесами передней и задней навесных машин;

- соответственно расстояния от середины переднего и заднего мостов до точек приложения крюковой силы и до опорных колес передней и задней навесных машин.

Сопротивление агрегатируемых с трактором машин носит случайный характер. Однако при движении машинно-тракторного агрегата по поверхности поля, имеющей однообразный характер, одинаковый растительный покров и влажность, постоянные физико-механические свойства, изменение нагрузки представляет собой волнообразную линию. Поэтому возмущающее воздействие микропрофиля на колеса трактора в данном случае может задаваться в виде детерминированной гармонической функции qi и q2, что вполне приемлемо для почвенного фона «поле, подготовленное под посев».

Демпферные связи включены в систему последовательно, поэтому эквивалентные крутильные жесткости и демпфирование колес в окружном направлении и упругих элементов переднего и заднего мостов рассчитывались соответственно по формулам 2.45 и 2.46.

Крутящий момент двигателя на регуляторной и внешней ветвях определялся в зависимости от скорости коленчатого вала [16]:

где - максимальный и номинальный крутящие моменты двигателя;

- соответственно номинальная, максимальная и при максимальном моменте двигателя угловая скорость коленчатого вала двигателя.

Регуляторные характеристики тракторов ЛТЗ-155 и ЛТЗ-55А приведены в прил.4 и 5.

Для определения собственных частот колебаний трансмиссии (см.рис. 2.10) используем известные зависимости [14], решение которых дает спектр частот собственных колебаний системы:

где bi и b2 - постоянные коэффициенты, являющиеся функцией дополнительных параметров:

Решение квадратического уравнения (2.58) имеет два положительных корня, т.е. две частоты собственных колебаний

Собственные частоты колебаний трактора на ведущих мостах определяются по выражению [42]:

Динамическая модель (а) и схема сил, действующих на МТА с передней и задней навеской машин (б)

Рис. 2.10. Динамическая модель (а) и схема сил, действующих на МТА с передней и задней навеской машин (б)

Моделирование процесса проводилось на ЭВМ. Решение осуществлялось численным методом интегрирования Рунге-Кутта 2-го порядка. Исходные данные, необходимые для расчета, приведены в прил. 1 и 3. Структурная схема математической модели и алгоритм вычисления основных параметров установившегося прямолинейного движения МТА приведено соответственно в прил. 6 и 7.

Без учета влияния передней навески уравнения (2.49...2.55) можно оценивать для одномашинных агрегатов.

 
Посмотреть оригинал
< Предыдущая   СОДЕРЖАНИЕ   Следующая >
 

Популярные страницы