Строительная техника

Промышленные тракторы

Раздел: Быт. Хозяйство. Строительство. Техника

Сначала необходимо сделать следующие уточнения. Первое относится к КПД механической части трансмиссии. Под таким КПД в данном случае понимается отношение выходной и входной мощностей с учетом отбора мощности на привод механизмов, обслуживающих трансмиссию, например, при наличии различных насосов для смазки трансмиссии и гидросервированного переключения передач в коробке передач, подпитки гидротрансформатора и механических потерь в самом гидротрансформаторе. Анализ будем вести исходя из равенства мощности на все рассмотренные виды потерь для МТ и ГМТ.

Второе — рассматриваются не однозначные величины эффективности трактора с тем или иным типом МТУ, а определенные диапазоны этой эффективности, обусловленные конструктивными параметрами рассматриваемых установок. Так, для МТ с двигателем с заданным /Сд диапазон ЭПП обусловливается изменением момента инерции маховика двигателя, для ГМТ — изменением моментов инерции маховика двигателя и турбинного колеса гидротрансформатора, прозрачностью гидротрансформатора и коэффициентом приспособляемости двигателя.

Третье уточнение касается того, что сравнение ведется для оптимальных тяговых факторов во всех вариантах и при оптимальном совмещении  гидротрансформатора  и двигателя.

При принятии перечисленных допущений картина выглядит следующим образом.

Для грунтовых условий фКтах = 0,95 наиболее эффективными являются тракторы с ГМТ и МТ при Кд = 1,5. Причем в этом случае для трактора с ГМТ увеличение /Сд до 1,5 и прозрачности до 2 не делают МТУ с ГМТ более эффективной, чем в случае МТ при двигателе с Кл = 1,5.

Распространенные на отечественных тракторах двигатели с Кд = = 1,17 в сочетании с МТ проигрывают в ЭПП тракторам с МТУ с тем же двигателем и ГМТ на 8—15 % в зависимости от сочетаний моментов инерции и характеристики гидротрансформатора. При увеличении Кд двигателя разрыв между эффективностью обоих типов МТУ сокращается.

Существенных отличий по удельному расходу топлива при различных МТУ не обнаружено, хотя заметно некоторое его увеличение у трактора с ГМТ. При переходе от типового грунта ко всем видам эксплуатационных условий эффект от ГМТ становится еще более значительным, и при /Сд = 1,17 увеличение ПЭПП в зависимости от сочетания параметров установки достигает 15—20 %.

Из сказанного следует весьма важный вывод об общей эффективности применения ГМТ для всей совокупности грунтовых условий, хотя результаты на каком-либо конкретном типе грунта являются не столь значительными. Такое явление объясняется тем, что при конечном числе передач трактор (с очень высокой вероятностью) на ряде грунтов работает с тяговым фактором, в той или иной степени отличным от оптимального. Как было показано выше, зависимость ПЭПП от отклонения тягового фактора от оптимального для трактора с ГМТ ниже, чем с МТ.

Вместе с полнопоточными ГМТ была проанализирована эффективность двухпоточной трансмиссии. Была принята схема, используемая фирмой «Катерпиллар» с аналогичными параметрами планетарного ряда и включением в нее принятого гидротрансформатора эталонного трактора с коэффициентом прямой прозрачности Ягт = = 1,8.

Видно, что при использовании двухпоточной ГМТ в сочетании с двигателем, имеющим /Сд = 1,17, эффект по ПЭПП в сравнении с полнопоточной ГМТ практически не достигается. Объясняется это тем, что при некотором повышении максимального КПД сужается зона повышенных КПД по /гт, что в конечном счете приводит к незначительному эффекту (1—1,5 %). При этом снижение расхода топлива в сравнении с полнопоточным вариантом составляет 4,9 % для типичного грунта и 2,8 % для всего диапазона условий.

Эффект двухпоточной ГМТ в сравнении с полнопоточной возрастает при использовании двигателей с повышенным коэффициентом приспособляемости по моменту и увеличением момента инерции вращающихся масс, приведенных к насосному колесу гидротрансформатора. Так, при Кд = 1,3 ПЭПП для двухпоточной трансмиссии превышает аналогичный показатель для полнопоточной на 3— 4,6 % в зависимости от /н для типичного грунта и на 1,6—2,4 % для всего диапазона условий.

При этом эффект по топливу равен 6,6 % для типичного грунта и 1,7 % для всех видов эксплуатационных условий. В этом случае уже необходимо сопоставить удорожание конструкции трансмиссии вследствие введения дополнительного узла и эффект от повышения производительности  и  снижения   расхода  топлива.

У реальных конструкций потери в механической части в ГМТ часто оказываются выше, чем в МТ. Объясняется это тем, что в ГМТ используют сложные коробки передач с быстродействующим реверсом, снабженные многодисковыми гидроуправляемыми муфтами на каждую передачу. При работе такой коробки, кроме потерь мощности в полюсах зацепления и подшипниках, имеются дополнительные потери вследствие относительного скольжения дисков в не-включенных фрикционах.

В то же время трактор с МТ содержит простейшие коробки передач с отработанной технологией и очень высоким КПД.

В связи с изложенным возникает необходимость рассмотреть эффективность ГМТ и МТ при различных- КПД механической части.