1. Исходные данные

Для расчета и построения тяговой характеристики ЗТМ с гидромеханической трансмиссией необходимы следующие исходные данные:

- регуляторная характеристика двигателя внутреннего сгорания (ДВС);

- внешняя безразмерная характеристика гидромеханической передачи (ГДП)

(гидротрансформаторы и гидромуфты);

- структурная схема соединения двигателя с гидродинамической передачей;

- выходная характеристика системы "двигатель внутреннего сгорания - гидро-

динамическая передача" (ДВС-ГДП);

- общие передаточные числа механической части трансмиссии на рабочих

передачах и КПД трансмиссии;

- колесная схема и типоразмер пневматических шин;

- нормальные реакции грунта на ведущие и ведомые колеса машины;

- вид грунта, его состояние и влажность.

При наличии в трансмиссии ЗТМ гидродинамических передач для построения тяговых характеристик необходимо рассмотреть совместную работу двигателя внутреннего сгорания с гидродинамической передачей. Однако если воспользоваться известными методами /2/ и построить выходную характеристику системы ДВС-ГДП, то последующее решение и построение тяговой характеристики значительно упрощается.

Краткие технические характеристики дизельных двигателей и гидродинамических трансформаторов, применяющихся на самоходных землеройно-транспортных машинах, приведены в табл.1 и табл.2.

2. Расчет и построение выходной характеристики системы "двигатель внутреннего сгорания -

ГИДРОДИНАМИЧЕСКИЙ ТРАНСФОРМАТОР"

Систему "двигатель внутреннего сгорания - гидродинамический трансформатор" (ДВС-ГДТ) можно рассматривать как самостоятельную силовую установку, обладающую своими выходными параметрами, а результаты совместной работы двигателя и гидротрансформатора оценивать выходной характеристикой.

Все возможные схемы соединений коленчатого вала двигателя с валом насосного колеса гидродинамического трансформатора (ГДТ) подразделяются на схемы с последовательным и параллельным включением.

При компоновке гидродинамического трансформатора по схемам с последовательным включением ГДТ вся мощность, подводимая от двигателя к движителю, передается через ГДТ.

В гидромеханических передачах, выполненных по схеме с параллельным включением, мощность двигателя к движителю подводится минимум двумя потоками, в один из которых вводится ГДТ. Поэтому через гидродинамический трансформатор к движителю передается только часть мощности двигателя, так как другая ее часть подводится к движителю через механические звенья, минуя ГДТ.

В данной работе рассматриваются наиболее характерные структурные схемы последовательного включения в связи с тем, что они получили наибольшее распространение в гидродинамических трансмиссиях землеройно-транспортных машин (рис.1,а-1,г.)

Рассмотрим в качестве примера наиболее сложную схему включения (рис.1.г), в которой осуществляется отбор мощности и согласование режимов работы двигателя и гидротрансформатора через редуктор.

Для построения выходной характеристики данной системы необходимо предварительно осуществить приведение характеристики двигателя внутреннего сгорания к валу насосного колеса.

В этом случае свободный крутящий момент двигателя, который может быть использован для привода колесного движителя, будет

(1)

где - крутящий момент двигателя, затрачиваемый на привод;

где - крутящий момент двигателя, затрачиваемый на привод

вспомогательных механизмов.

Для построения зависимости свободного крутящего момента двигателя необходимо на его регуляторную характеристику нанести кривую , взяв для этого разность соответствующих ординат кривых и , можно построить зависимость (рис.2.) Следует отметить, что в первом приближении можно считать, что на привод вспомогательных механизмов при любой частоте вращения вала двигателя затрачивается постоянный крутящий момент, составляющий от 20 до 40 % номинального значения крутящего момента, т.е. , конкретная величина которого определяется в конкретном случае типом вспомогательных механизмов (элеватор, шнек, транспортер, маслостанция и т.д.).

Величина свободной мощности двигателя определяется с помощью формулы

, кВт, (2)

где - в Нм; - в мин^-1.

В данном случае будем иметь

На рис.3 кривые и обозначены штриховыми линиями.

Используя формулы (1) и (2), необходимо перестроить вначале регуляторную характеристику двигателя с учетом отбора мощности, а затем осуществить ее приведение к валу насосного колеса, применяя выражения

(3)

где -соответственно передаточное число и механический КПД согласующего редуктора.

Построение выходной характеристики системы ДВС-ГДТ осуществляется в следующей последовательности.

1. На характеристике двигателя, приведенной к валу насосного колеса, строим кривую коэффициента крутящего момента двигателя , выполняя расчеты по формуле

(4)

в которой значения и находим по приведенной характеристике двигателя, значение плотности рабочей жидкости представляем в , активный диаметр - в м, .

2. Строим внешнюю безмерную характеристику гидромеханического транс-форматора, соблюдая равенство масштабов шкал коэффициентов и (рис.4), при непосредственной схеме соединения ДВС-ГДП.

3. Для построения зависимости задаемся частотой вращения коленчатого вала (отрезок ). Из точки восстанавливаем перпендикуляр до пересечения с кривыми регуляторной характеристики двигателя и через точку проводим горизонталь до пересечения с кривой , а через точку - вертикаль. Величины отрезков и определяют значения и , соответствующие работе двигателя при частоте вращения . Тогда ;

. Найденные значения и откладываем на соответствующих осях графика выходной характеристики системы (рис.4), а затем определяем положение точки с координатами , , через которую пройдет кривая .

4. Для построения зависимости через точку проводим горизонталь до пересечения с прямой . Полученная точка будет находиться на кривой .

5. Для построения зависимости проводим горизонталь через точку до пересечения с вертикалью . Точка , получившаяся в результате пересечения этих прямых, будет определять зависимость .

6. Строим производную зависимость , производя расчеты по формуле

. (5)

Точка будет находиться на кривой .

Получив достаточное количество точек, строим кривые выходной характеристики системы "двигатель внутреннего сгорания – гидродина-мический трансформатор": , , , .

Рис.1. Схемы соединения двигателя с гидродинамическим трансформатором:

а) схема непосредственного соединения двигателя с ГДТ;

б) непосредственное соединение ДВС с ГДТ и отбором мощности;

в) соединение ДВС с ГДТ через согласующий редуктор;

г) соединение ДВС с ГДТ через согласующий редуктор с отбором мощности;

1-двигатель; 2-гидротрансформатор; 3-редуктор отбора мощности;

4 -вспомогательный механизм; 5 - согласующий редуктор

Рис.2. Приведение регуляторной характеристики двигателя к валу на-сосного колеса при непосредствен-ном соединении с отбором мощности

Рис.3.Приведение регуляторной характеристики двигателя к валу насосного колеса при соединении через согласующий редуктор с отбором мощности

Таблица 1

Модель Двигателя	,	,	,	,	,	,	,	,	,	,	,
Д-50	40,4	1700	227,2	9,75	240	27,2	1060	245,0	8,5	1730	3,9	4
Д-65	45,6	1750	249,1	11,2	245	28,6	1230	222,4	9,7	1870	4,5	4
Д-240	58,8	2200	255,5	15,2	258	45,8	1530	286,2	13,2	2360	6,1	4
СМД-18К	76,5	1900	384,9	19,75	259	58,9	1350	416,9	17,2	2030	7,6	4
АМ-01МД	84,6	1600	505,2	20,7	245	63,2	1100	549,4	18,1	1730	8,1	6
АМ-01М	99,3	1700	558,3	24,3	245	86,0	1330	618,0	21,1	1830	9,4	6
АМ-03	95,5	1700	537,0	23,4	246	76,4	1200	608,2	20,3	1830	9,35	6
Д-130	102,9	1050	936,8	23,8	231	85,5	790	1035,0	20,7	1135	9,5	4
СМД-62	128,7	2100	585,8	31,5	245	102,3	1450	674,4	27,4	2260	12,8	6
Д-180	132,4	1150	1098,7	31,5	238	112,4	850	1263,5	27,4	1240	12,6	6
ЯМЗ-238	176,5	2100	802,4	40,8	231	129,4	1400	882,9	35,5	2270	16,3	8
8ДВТ-330	242,7	1700	1363,6	59,4	245	207,4	1300	1520,6	51,6	1820	23,7	8
ЯМЗ-240	264,7	2100	1204,9	60,1	227	200,1	1500	1275,3	49,9	2270	21,6	12
ЯМЗ-240М	367,6	2100	1673,2	83,5	227	277,1	1500	1765,8	70,8	2270	33,4	12
В2-ТК-С5	404,8	1600	2418,4	89,1	220	358,2	1200	2853,7	77,5	1730	34,6	12
6 396ТС4	279,4	1700	1571,0	57,3	205	273,5	1300	2010,9	49,7	1830	22,9	6
8 396ТС4	380,0	1850	1991,4	78,7	207	373,6	1400	2550,6	63,2	1980	29,1	8
12 396ТС4	600,0	1800	3186,3	124,2	207	576,0	1350	4078,4	108,1	1930	49,6	12

Таблица 2

ЛГ-340				ЛГ-370				МАЗ-4543
0,00	3,055	0,000	2,31	0,00	2,87	0,000	2,81	0,00	3,5	0,000
0,10	2,84	0,275	2,40	0,10	2,65	0,275	2,79	0,10
0,20	2,58	0,490	2,47	0,20	2,40	0,475	2,78	0,20	2,67	0,534
0,30	2,24	0,675	2,49	0,30	2,15	0,650	2,77	0,30
0,40	1,95	0,780	2,51	0,40	1,91	0,765	2,73	0,40	1,95	0,780
0,50	1,68	0,830	2,47	0,50	1,67	0,845	2,68	0,50
0,60	1,40	0,850	2,38	0,60	1,45	0,875	2,56	0,60	1,45	0,870
0,70	1,20	0,860	2,24	0,70	1,24	0,865	2,33	0,70
0,80	1,04	0,820	1,95	0,80	1,00	0,800	1,85	0,80	1,05	0,840
0,83	1,00	0,790	1,79	0,85	0,95	0,800	1,56	0,85	1,00	0,850
0,90	0,916	0,860	0,98	0,90	0,96	0,860	1,24	0,90	0,98	0,882
0,985	0,416	0,650	0,30	0,95	0,90	0,865	0,63	0,95	0,98	0,931
				0,985	0,33	0,625	0,14

Продолжение табл. 2

ГТР-4300				ГТР-4800				ГТР-4802
0,00	3,176	0,000	1,684	0,00	3,200	0,000	2,0320	0,00	3,350	0,000	2,263
0,10	2,84	0,284	1,727	0,10	2,900	0,290	2,1210	0,10	2,822	0,282	2,367
0,20	2,53	0,506	1,790	0,20	2,600	0,520	2,1840	0,20	2,437	0,487	2,401
0,30	2,24	0,672	1,823	0,30	2,270	0,680	2,2375	0,30	2,154	0,646	2,403
0,40	1,95	0,780	1,841	0,40	1,950	0,785	2,2550	0,40	1,909	0,764	2,423
0,50	1,688	0,844	1,846	0,50	1,704	0,852	2,2375	0,50	1,650	0,830	2,484
0,60	1,468	0,881	1,812	0,60	1,491	0,896	2,1480	0,60	1,469	0,881	2,357
0,70	1,287	0,901	1,700	0,70	1,303	0,912	2,0050	0,70	1,283	0,898	2,192
0,80	1,116	0,893	1,543	0,80	1,120	0,896	1,7630	0,80	1,101	0,881	1,902
0,90	0,923	0,831	1,230	0,858	0,998	0,856	1,4950	0,85	1,003	0,853	1,636
0,94	0,839	0,789	1,029	0,90	0,998	0,889	1,2260	0,90	1,000	0,900	1,311
1,00	0,65	0,650	0,492	0,92	0,995	0,908	1,0920	0,95	1,000	0,950	0,808
1,03	0,00	0,000	0,173	0,964	0,969	0,934	0,5370

Окончание табл. 2

ГТР-4803С				ГТР-63.53.02
0,00	2,420	0,000	3,0760	0,000	3,129	0,000	1,86
0,10	2,290	0,229	3,1535	0,277	2,239	0,621	1,98
0,20	2,155	0,431	3,2100	0,375	2,027	0,760	2,01
0,30	2,020	0,606	3,2430	0,472	1,745	0,825	2,03
0,40	1,840	0,736	3,1980	0,575	1,503	0,865	2,00
0,50	1,646	0,823	3,1090	0,685	1,286	0,882	1,91
0,60	1,455	0,873	2,855	0,795	1,077	0,856	1,75
0,70	1,280	0,896	2,594	0,838	1,000	0,839	1,61
0,76	1,187	0,902	2,3710	0,874	0,917	0,802	1,44
0,80	1,250	0,900	2,2140	0,911	0,851	0,776	1,23
0,90	0,992	0,893	1,6550	0,941	0,750	0,706	1,03
0,958	0,983	0,942	0,8950	0,980	0,555	0,545	0,44
				1,004	0,000	0,000	0,21