УДК 62-585.22+62-231.322.2
ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЗАКОНА УПРАВЛЕНИЯ РЕЖИМНОЙ ПЕРЕДАЧЕЙ НА ОСНОВЕ ОБЪЕМНО-ГИДРОМЕХАНИЧЕСКОЙ ПЕРЕДАЧИ ДЛЯ ТРАНСМИССИЙ МНОГОЦЕЛЕВЫХ СУХОПУТНЫХ ПОДВИЖНЫХ СРЕДСТВ

Алексей Владимирович Кеменов, аспирант ОАО "НАТИ"

Рассмотрен синтез закона управления режимной передачей для обоснования теоретической возможности создания режимной передачи путем совершенствования объемно гидромеханической передачи с помощью образования в ее структуре механических передач при одновременном включении смежных диапазонов и исключения (шунтированием) объемной гидропередачи.

In this article, review syntheses principles of control special gear rules, for theoretical capacity of the creation motivation by improvements three-dimensional hydromechanics transmission by means of forming  at its structure the mechanical transmissions with the simultaneous enabling adjacent range and exceptions three-dimensional hydro transmission.

Ключевые слова: гидростатические передачи, гидрообъемные передачи, планетарные передачи.

Keywords: hydrostatic transmission, hydro volume transmission, planetary transmissions.

С самого начала появления колесных и гусеничных наземных средств передвижения и до сих пор продолжается поиск путей решения основных проблем трансмиссии, к которым относятся:
- максимальное использование мощности двигателя;
- высокая динамика машины;
- надежное переключение передач;
- непрерывное изменение крутящего момента и угловой скорости на выходе при постоянной мощности на входе (непрерывная трансформация крутящего момента) в широком интервале скоростей.

Для специальной гусеничной техники добавляется еще одна проблема - создание эффективного механизма поворота транспортного средства, отвечающего требованиям заказчика.

Все эти традиционно актуальные проблемы относятся к технике военного назначения, в том числе гусеничным машинам особо легкой и легкой категории по массе, транспортным машинам, носителям разного вида вооружения и технологического оборудования, а также к большегрузной колесной технике.

Теоретические вопросы для решения статических и динамических задач в части передачи энергии двигателя через трансмиссионную передачу к ведущим колесам машины изложены в работах таких российских ученых, как А.С. Антонов, В.Н. Прокофьев, В.С. Кожевников, В.Ф. Платонов, С.Е. Бурцев, К.И. Городецкий, Н.А. Щельцын и др. Большой вклад в этом направлении внесен учеными отраслевых и учебных институтов: НАМИ, НАТИ, МГТУ МАМИ, МГТУ им. Н. Э. Баумана и др.

В качестве основы для проведения исследования приняты параметры и характеристики макетного образца объемно гидромеханического механизма передач и поворота (ОГМПП), выполненного по бортовой схеме, разработанного НАТИ и СКБМ для модернизации МТЛБ.

Основными достоинствами ОГМПП являются:

1. Непрерывное изменение передаточного числа передачи.

2. Включение диапазонов короткоходными замковыми муфтами, обеспечивающими управление ими приводного устройства непосредственного действия.

Общим устройством для образования диапазонов являются два дифференциала в виде планетарных передач. Звенья дифференциалов, соединяясь с только включенными зубчатыми муфтами П1, П2, П3 и П4 с согласующими зубчатыми передачами и с валами гидромашин (насоса и гидромотора) гидропередачи, образуют замкнутые контуры передач с разными трехзвенными суммирующими звеньями. Структурная схема такого устройства, показанная на рис. 1, принята за основу в данном исследовании.

Для исследования скоростных качеств системы, акцентируя внимание на прямолинейном движении машины в статическом плане, рассмотрим систему, структурная схема которой показана на рис. 2.

В трансмиссионной передаче, структурная схема которой показана на рис. 1, применяется гидропривод объемного регулирования, состоящий из двух гидравлически соединенных, реверсивных, аксиально-поршневых гидромашин, образующих объемную гидропередачу (ОГП). Геометрические постоянные этих машин, определяющие объем жидкости, проходящий через машину за один оборот ротора, при отсутствии утечки, определяются по формуле:

А=πr²zD₀ sinβ,

где r - радиус поршня; z - число поршней; D0 - начальная окружность расположения поршней на наклонном диске; β - угол наклона диска гидромашины (для ГСТ-90 β =± 35°).

Принципиально, одинаковые гидромашины ОГП могут отличаться друг от друга конструктивно в соответствии с функциональным назначением. Для таких гидропередач в гидравлике принято отношение геометрической постоянной АН насоса к максимальной величине геометрической постоянной А_max называть передаточным числом ОГП е.

В статике на каждом отрезке угловой скорости, где определен частный диапазон, регулированием ОГП образуется непрерывный ряд передаточных чисел. При характерных координатах передаточные числа смежных диапазонов имеют одинаковые значения. Таким образом, при последовательном изменении характерных координат в механизме образуется непрерывный ряд передаточных чисел во всем интервале угловых скоростей его выхода.

На каждом диапазоне параметр регулирования ОГП изменяется в соответствующем направлении. На смежных диапазонах при постоянном направлении изменения угловой скорости на выходе передачи параметр регулирования ОГП изменяется в разных направлениях (имеет разные знаки).

Скоростной параметр Y_П единого двухпоточного диапазона - это угловая скорость на выходе ОГМП. Она определяется "челночным" регулированием е ОГП в результате внешнего воздействия на этот параметр (рис. 3).

Таким образом, правило изменения внешнего воздействия можно сформулировать следующим образом:

1. Изменение угла наклона диска насоса на включенном диапазоне должно выполняться устройством внешнего воздействия в направлении изменения параметра регулирования е (рис. 3), устанавливая наклонным диском насоса соответствующую геометрическую постоянную гидромашины (передаточное число механизма).

2. Включение диапазонов должно выполняться другим устройством внешнего воздействия на зубчатую муфту в соответствии с характерной координатой, которая достигается в процессе регулирования ОГМП.

В момент достижения значения передаточного числа, равного очередной характерной координате, независимо от значения угловой скорости на входе передачи, должна включаться муфта очередного диапазона, а муфта предыдущего диапазона должна выключаться;

3. При дальнейшем изменении угла наклона диска насоса, после выключения муфты предыдущего диапазона в ОГМП окажется включенным очередной диапазон, на котором изменение угла наклона диска насоса должно выполняться в противоположную сторону.

Литература

1. Антонов А.С., Запрягаев М.М. Гидрообъемные передачи транспортных и тяговых машин. Л., "Машиностроение", 1968. 209 с.
2. Антонов А.С., Магидович Е.И., Новохатько И.С. Гидромеханические и электромеханические передачи транспортных и тяговых машин. М.-Л., Машгиз, 1963. 374 с.
3. Многоцелевые гусеничные шасси В.Ф. Платонов, В.С. Кожевников, В.А. Коробкин, С.В. Платонов; Под редакцией В.Ф. Платонова - М.: Машиностроение, 1998. 342 с.

Связь с автором: kemenov@yandex.ru