Рабочий процесс в пневмогидроаккумуляторе эластичного элемента трактора сельскохозяйственного назначения

АГРОПРОМЫШЛЕННАЯ ИНЖЕНЕРИЯ

УДК 629. 114.2

РАБОЧИЙ ПРОЦЕСС В ПНЕВМОГИДРО АККУМУЛЯТОРЕ ЭЛАСТИЧНОГО ЭЛЕМЕНТА ТРАКТОРА СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННОГО НАЗНАЧЕНИЯ

С.Д. Фомин, кандидат технических наук, доцент

ФГБОУ ВПО Волгоградская государственная сельскохозяйственная академия

Приводятся результаты экспериментальной оценки величин показателя политропы рабочего процесса сжатого газа в пневмогидроаккумуляторе упругодемпфирующего привода ведущих колес трактора для режимов разгона и установившегося движения.

Ключевые слова, сжатый газ, пневмогидроаккумулятор, упругодемпфирующий элемент, разгон, установившееся движение.

Пневмогидравлический упругодемпфирующий привод ведущих колес трактора [2], предназначенный для изменения в широком диапазоне характеристик трансмиссии - податливости и её диссипативных свойств [3], существенно «смягчает» протекание динамических процессов в МТА [1, 4, 5]. В качестве упругого элемента используется сжатый газ (азот или воздух), содержащийся в пневмогидроаккумуляторе. Для построения динамических характеристик такого типа привода необходимо знание величин показателя политропы рабочего процесса сжатого газа пневмогидроаккумулятора. Точное знание величин показателя политропы необходимо и для максимального приближения математического моделирования к реально протекающим процессам.

Исследователи, занимавшиеся процессом разгона и установившегося движения МТА с пневмо гидравлическими упругодемпфирующими связями в силовой передаче, обычно априорно принимали показатель политропы в пневмогидроаккумуляторе п = 1.4, т.е., считали, что процесс протекает адиабатный, скоротечный, без отвода энергии в окружающую среду, что является не совсем корректным.

С целью ликвидации данного пробела нами были проведены экспериментальные исследования, связанные с оценкой величины показателя политропы рабочего процесса сжатого газа в пневмогидроаккумуляторе упругодемпфирующего привода ведущих колес трактора сельскохозяйственного назначения.

Показатель политропы определялся на основе закона политропного изменения состояния газа:

РоУо" =р]у]п,

где Р0, У0 - начальные давление и объем газа в пневмогидроаккумуляторе, ^ I ) -

последующие значения давления и объема газа; п - показатель политропы, который может лежать в пределах 1< п < /, где / - показатель адиабаты, для воздуха / = 1,4.

Из равенства, отражающего закон политропного изменения состояния газа, показатель политропы п определится как

п = Р о/Р О С/О'Ц V) ¥0)

Начальные давление Ро и объем ¥о сжатого газа в пневмогидроаккумуляторе - величины, которые определяются исходя из характеристики упругого элемента (рис. 1). Последующее значение давления сжатого газа Р1 определялось по осциллограмме, которая записывалась посредством датчика давления, а объем ¥1 определялся по выражению:

V] = ¥0- АН 8,

где АН - перемещение поршня гидроцилиндра, суммарная площадь поршней гидроцилиндров эластичного элемента со стороны штока.

Рисунок 1 - Контроль начального давления газа в пневмогидроаккумуляторе перед экспериментом

Перемещение поршня гидроцилиндра Л к регистрировалось с помощью реохордного датчика линейных перемещений (рис. 2).

Рисунок 2 - Определение перемещения поршня гидроцилиндра с помощью реохордного датчика

Эксперименты проводились для транспортного агрегата на базе трактора кл. 1,4 с максимально загруженным прицепом, общей массой 6350 кг. Исследовался разгон с различной интенсивностью (с начальной частотой вращения коленчатого вала двигателя (рд = 1000, 1300, 1500, 1800, 2200 об/мин) и установившийся режим в широком диапазоне скоростей (на 3, 4, 5, 6, 8 без редуктора передачах). Опыты проводились с 3-х кратной повторностью. Контролировались давление и температура атмосферы.

Как показали проведенные исследования, показатель политропы п рабочего процесса, протекающего в пневмогидроаккумуляторе упругодемпфирующего привода ведущих колес, зависит от многих частных факторов: от частоты вращения коленвала двигателя,

передаточного отношения трансмиссии, сопротивления передвижению, характеристики эластичного элемента. Поскольку все эти факторы определяют в конечном итоге величину угловой скорости «закручивания -раскручивания» эластичного элемента, то есть определяют скорость деформации упругого элемента и скорость зарядки-разрядки пневмогидроаккумулятора, а, следовательно, и величину показателя политропы п.

Результаты оценки величины показателя политропы п в обобщенном виде для режимов разгона и установившегося движения приведены в таблице.

Таблица

Показатель политропы п

Разгон 1,36 - 1,39

Установившийся режим 1,34-1,36

Видим, что при разгоне с максимальной интенсивностью, показатель политропы имеет максимальное значение и приближается к величине я=1,4, т.е., процесс приближается к адиабатному, но все же

таковым не является. Принятие некоторыми исследователями п = 1,4 априори не совсем корректно. На установившемся режиме показатель политропы п ещё в большей степени отличается от показателя адиабаты.

Таким образом, при построении динамических характеристик пневмогидравлического привода и математического моделирования МТА, содержащего такой тип привода, следует принимать для режима разгона п = 1.36 - 1.39, для установившегося движения п = 1.34 - 1.36. Точное знание п позволит максимально приблизиться к реально протекающим процессам.

Библиографический список

1. Аврамов, В.И. Снижение динамической нагрузки на переходных режимах работы МТА [Текст] / В.И. Аврамов, С. Д. Фомин // Механизация и электрификация с.-х. - 2004. - № 8. - С. 24-25.

2. А.с. №1110681 СССР, МЕСИ В60к17/32. Привод ведущего колеса колесного трактора / B.JL Строков, В.И. Пындак, В.И. Аврамов, С.Ю. Юдин, С. Д. Фомин. №358557/27-11. Заявлено 06.05.83, опубл. 30.08.84, Бюл. №32

3. Фомин, С. Д. Повышение управляемости и курсовой устойчивости транспортного агрегата на базе колесного трактора кл. 1,4 путем применения пневмогидравлического эластичного привода ведущих колес: дис... кандидата тех. наук:05.20.01, 05.20.03/Фомин Сергей Денисович - Волгоград,1993.-250 с.

4.Фомин, С. Д. О некоторых аспектах динамики разгона и установившегося движения МТА с упругодемпфирующими звеньями [Текст] / С.Д. Фомин, А.Г. Жутов, В.И. Аврамов // Известия Нижневолжского агроуниверситетского комплекса: наука и высшее профессиональное образование. - 2010. - № 4 (20). - С. 181-185.

5.Фомин, С.Д. Влияние характеристик трансмиссии на степень галлопирования и рыскания трактора [Текст] / С.Д. Фомин // Известия Нижневолжского агроуниверситетского комплекса: наука и высшее профессиональное образование. -2011. - № 2 (21). - С. 218-224.

E-mail: fsd_58@mail.ru