отчет. Отчет по практики. Очет по производственной (преддипломной) практики
 Скачать 1.45 Mb.
|
1 2 Министерство сельского хозяйства Российской Федерации Департамент научно-технической политики и образования Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Красноярский государственный аграрный университет Очет по производственной (преддипломной) практики Выполнил (подпись) Руководитель (подпись) Председатель комиссии (подпись) Красноярск 2009 СОДЕРЖАНИЕ Введение………………………………………………...…………………………. 3 1 Особенности конструкции и параметры силового агрегата тракторов с гидромеханической трансмиссией ……………………….… 4 2 Основные причины низкой эффективности использования тракторов …….……………………………………………………....…..… 7 3 Обоснование способа блокировки гидротрансформатора ……………..... 8 4 Общее устройство и принцип работы предлагаемой автоматической блокировки гидротрансформатора ………………….…. 12 Введение Одной из важнейших составляющих повышения работоспособности и надежности машин является совершенствование их трансмиссий. Современный гусеничный трактор ВТ-175С(-175М) относится к типу гусеничных сельскохозяйственных тракторов общего-назначения, тягового класса 3 с рабочим диапазоном скоростей 9-15 км/ч. Трактор выполняет основные сельскохозяйственные работы в агрегате с навесными, полунавесными и прицепными гидрофицированными машинами и орудиями и т.д. Трактор выполнен по нормальной для сельскохозяйственных тракторов схеме и имеет рамную конструкцию. На тракторе устанавливается дизель Д-440 с газотурбинным надувом и промежуточным охлаждением надувочного воздуха, гидромеханическая трансмиссия с гидротрансформатором крутящего момента. Применение на тракторе гидромеханической трансмиссии обеспечивает автоматическое, бесступенчатое изменение скорости движения в зависимости от изменения тяговых усилий на крюке. Решение вопроса комплексной механизации сельского хозяйства связано с круглогодовым использовании тракторного парка при различных температурах окружающей среды и выполняемых разных сельскохозяйственных операций с различной энергоёмкостью, применение тракторов для выполнения работ с низкой энергоёмкостью ведёт к значительному эксплуатационному расходу топлива. В этой связи большую актуальность приобретает исследование по повышению топливной экономичности современных энергонасыщенных сельскохозяйственных тракторов. Современная тенденция развития тракторных, автомобильных и комбайновых двигателей характеризуется увеличением их агрегатной и удельной мощности, повышение их надежности и улучшение эксплуатационных качеств. Одним из способов для достижения данной цели является применение блокировки гидротрансформатора. 1. Особенности конструкции и параметры силового агрегата тракторов с гидромеханической трансмиссией С  Рис. 1. Гидротрансформатор Г4-400-70. иловой агрегат трактора ВТ-175 состоит из дизеля Д-440 и гидротрансформатора Г4-400-70. Гидротрансформатор представляет собой гидравлическую лопастную машину, в которой механическая энергия преобразуется в кинетическую энергию рабочей жидкости и обратно. Применение гидротрансформатора ГТ (рис. 1) позволяет плавно трогаться с места и плавно разгоняться под нагрузкой, автоматически и безступенчато изменяя скорость трактора в зависимости от тяговой нагрузки, что значительно увеличивает срок службы дизеля и трансмиссии за счет уменьшения динамических нагрузок в силовой цепи трактора. Это обеспечивается непрерывным уменьшением кинематической энергии потоков масла по торобразным траекториям в совмещающихся межлопастных каналах насосного и турбинного колеса. Насосное колесо Н через корпус 15, вал 11, карданную передачу и главную муфту сцепления соединено с коленчатым валом дизеля, турбинное колесо Т через вал с первичным валом коробки передач, а реакторные колеса Р1 и Р2 через обгонные муфты 18 с неподвижной ступицей 19. Все колеса установлены на подшипники качения, а зазоры между контурообразующими плоскостями минимальны. Давление масла в торообразном контуре циркуляции ограничивает предохранительный клапан 5 насоса 4 подпитки, а его оптимальное значение поддерживает переливной клапан 3 круга циркуляции. Кинематическая энергия потоков масла на входе в межлопастные каналы насосного колеса – минимальна, на выходе из них – максимальна. Она определяется окружной и меридиональной скоростями потоков и зависит от радиуса и угловой скорости Н насосного колеса. Угловая скорость Т турбинного колеса всегда меньше угловой скорости Н насосного колеса и зависит от момента МТ сопротивления вращению первичного вала коробки передач и тягового усилия трактора. Увеличение внешних сопротивлений движению трактора вызывает рост момента МТ и автоматического уменьшения угловой скорости Т вплоть до остановки турбинного колеса при максимальном тяговом усилии трактора. Неподвижные реакторные колеса разрывают круговую цепь действия–противодействия через потоки масла между турбинными и насосными колесами, и передают на неподвижную ступицу часть реактивного момента, разгружая от него насосное колесо. Это увеличивает момент МТ по сравнению с моментом МН в 3…3,5 раза за счет уменьшения угловой скорости Т турбинного колеса и поступательной скорости трактора до 0. Техническая характеристика гидротрансформатора приведена в таблице 1. Таблица 1 Техническая характеристика гидротрансформатора Г4-400-7А
Для поддержания необходимого для работы гидротрансформатора давления жидкости в круге циркуляции, компенсации утечек и прокачки рабочей жидкости через фильтр и радиатор гидротрансформатора предназначен шестеренный масляный насос подпитки. Он закреплен внутри корпуса гидротрансформатора и приводится во вращение от ведущей шестерни, жестко связанной с насосным колесом. Насос подпитки засасывает рабочую жидкость из поддонов через заборник и подает ее через фильтр в рабочую полость, откуда она по трубопроводу поступает в радиатор гидротрансформатора и охлажденная сливается в поддон. В системе подпитки рабочей жидкости гидротрансформатора предусмотрены клапаны: предохранительный насоса подпитки, отрегулированный на давления начала открытия 0,8…0,85 МПа; круга циркуляции, отрегулированный на 0,12…0,15 МПа; предохранительный радиатора на 0,16…0,18 МПа; предохранительный фильтра, встроенный в фильтр. Все регулировки проводят на заводе – изготовителе. При повышении температуры рабочей жидкости выше допустимой 98…1040С в кабине на щитке приборов загорается красным светом сигнальная лампа, соединенная с датчиком температуры, который установлен рядом с предохранительным клапаном насоса подпитки. 2. Основные причины низкой эффективности использования тракторов Важнейшим условием эффективного использования тракторов с ГМТ в холодное время является обеспечение нормального функционирования силового агрегата ДПМ-ГТ. Однако реализация его повышенных возможностей без частичной или полной потери работоспособности не достигается. В связи с пониженным тепловым режимом, снижается эффективная мощность двигателя, и увеличиваются потери мощности в гидротрансформаторе, что сопровождается ухудшением выходных показателей силового агрегата. Ухудшение работы силового агрегата при низких температурах значительно снижает производительность и топливную экономичность, увеличивает эксплуатационные затраты на подготовку трактора к работе. В начальный период работы, после пуска силового агрегата высокая вязкость моторного масла и рабочая жидкость гидротрансформатора ограничивает их способность и поступает в зону контакта поверхностей трения. Это увеличивает механические и гидравлические потери, а значит, снижает эффективные показатели двигателя и нагрузочные свойства ГТ. Кроме этого при пуске двигателя, гидротрансформатор, создаёт дополнительное сопротивление, так как вал двигателя соединён с насосным колесом ГТ. Учитывая, что количество пусков холодного двигателя при наличии тёплых стоянок тракторов невелико, то рассмотрению силового агрегата при низких температурах необходимо уделять особое внимание. Основной причиной, ухудшающей работоспособность и определяющей особенность функционирования силового агрегата трактора с ГМТ в холодное время года является: 1. Применение механической блокировки гидротрансформатора, вместо автоматической. 2. Низкое значение температур на установившихся режимах функциональных систем силового агрегата. Проблемы, связанные с повышением эффективности использования силового агрегата ДПМ-ГТ при низких температурах приобретают особую актуальность в связи с ростом энергонасыщенности тракторов и повышением рабочих скоростей. Работы в этой области осуществляются по нескольким самостоятельным научно-техническим направлениям, из которых наиболее перспективными на наш взгляд являются следующие: Улучшение условий работы механизмов и систем силового агрегата при низких температурах. Совершенствование конструкции механизмов и систем силового агрегата, в частности системы блокировки. 3. Обоснование способа блокировки гидротрансформатора Известно множество способов блокировки гидротрансформатора: - машина, содержащая двигатель, блокируемый с помощью гидроподжимной фрикционной муфты, гидротрансформатор, связанный со ступенчатой коробкой передач и двигателем, насос, к напорной гидролинии которого подключен редукционный клапан и управляющая полость гидроподжимной фрикционной муфты. - гидротрансформатор, включающая фрикционную муфту и приводной поршень, образующий с кожухом насосного колеса дисковую камеру и камеру включения, подключенную к источнику питания и слива, отличающейся тем, что с целью повышения надёжности работы, система блокировки снабжена подпружиненным управляемым распределителем, размещенном в кожухе с возможностью сообщения камеры включения со сливом, при этом полость управления распределителя подключена к дисковой камере. - комплексный блокируемый гидротрансформатор, содержащий насосное, турбинное колесо, установленное с возможностью осевого перемещения, полый турбинный вал со шлицевой ступицей, фрикционную муфту блокировки колес, выполненную в виде конусов, установленных на периферии последних и реакторное колесо, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности работы, он снабжен сильфоном, соединяющим шлицевую ступицу с турбинным колесом, установленным на последней. Гидропередача транспортной машины, содержащая гидротрансформатор, сцепление и ступенчатую коробку передач, при этом гидротрансформатор снабжен фрикционом блокировки и управляется от рабочей полости гидротрансформатора, а фрикцион блокировки - от полости фрикциона блокировки, избирательно соединяемых с насосом гидрораспределителем. Гидрораспределитель управляется двухпозиционным электромагнитом, обмотка которого соединена с электрическим выходом автомата через нормально замкнутую коммутирующую цепь реле, управляющая цепь которого соединена с датчиком сцепления. Предусмотрен вариант гидропередачи, в которой коммутирующая цепь реле выполнена переключающей, нормально замкнутый контакт реле управляет двухпозиционным электромагнитом, а нормально разомкнутый контакт реле управляет устройством блокировки привода топлива в двигатель транспортной машины. Технический результат заключается в снижении мощности и работы буксования в сцеплении при переключении ступеней в коробке передач во время движения транспортной машины. Широко известна гидропередача WSK-400 фирмы ZF (Германия). Гидропередача WSK-400 состоит из гидротрансформатора, содержащего фрикцион блокировки нормально-разомкнутого типа, сцепления и коробки передач. Через два клапана рабочая полость гидротрансформатора соединена с выходом насоса и гидробаком. Это обеспечивает при движении транспортной машины поддержание в рабочей полости гидротрансформатора постоянного давления, составляющего часть давления на выходе насоса. Фрикцион блокировки включается путем соединения полости фрикциона блокировки непосредственно с насосом исполнительным клапаном, гидроуправляемым от электромагнитного клапана-пилота, управляемого электронным автоматом. Для обеспечения торможения двигателем на стоянках и запуска двигателя буксированием транспортной машины WSK-400 содержит муфту свободного хода, установленную между Фрикционом блокировки и валом турбинного колеса гидротрансформатора. Для снижения работы буксования в сцеплении при трогании транспортной машины WSK-400 имеет блокировку педали подачи топлива в двигатель при выключенном сцеплении. К недостаткам WSK-400 следует отнести необходимость иметь на насосе повышенное давление, т. к. фрикцион блокировки включается разностью давления насоса и давления в рабочей полости гидротрансформатора, которое поддерживается постоянным. Это приводит к повышенным затратам мощности при работе системы гидроуправления. Из-за наличия муфты свободного хода, при быстром включении сцепления после перехода на понижающую ступень в коробке передач в сцеплении WSK-400 действует крутящий момент, равный моменту трения сцепления, и выделяется большая мощность буксования. Это наиболее нежелательный режим работы WSK-400. Известна также система питания и управления блокируемого гидротрансформатора по а. с. 1634892, F 16 H 41/26. В этом устройстве содержится два масляных насоса, дающих в сумме производительность одного масляного насоса гидропередачи WSK-400. Избирательное соединение двух насосов с рабочей полостью гидротрансформатора (также соединенной с гидробаком) или одного насоса с полостью фрикциона-блокировки обеспечено двухпозиционным гидрораспределителем по сигналу автомата управления. На режиме блокировки гидротрансформатора упомянутый гидрораспределитель также подает команду на соединение второго насоса с гидробаком, благодаря чему дополнительно снижается мощность, потребляемая системой гидропитания гидропередачи. Максимальная нагруженность сцепления в гидропередаче по а.с. 1634892 соответствует гидропередаче W²耀-400. Гидропередача по а.с. 1634892 не имеет режима торможения двигателем на стоянках и режима запуска двигателя буксированием транспортной машины, что необходимо в эксплуатации. Известен гидротрансформатор, содержащий фрикцион нормально замкнутого типа (Патент Германии N 3345205, F 16 H 45/02), рабочая полость которого постоянна соединена с гидробаком. Управление гидротрансформатором выполняет двухпозиционный пятилинейный гидрораспределитель, который на режиме работы гидротрансформатора соединяет его полость с масляным насосом, а для слива масла из рабочей полости также соединяет ее через подпорный клапан с гидробаком. На режиме блокировки гидротрансформатора его рабочая полость и насос соединяются с гидробаком. Это обеспечивает сброс давления в рабочей полости гидротрансформатора и включение фрикциона блокировки. При этом диафрагменная пружина фрикциона блокировки должна создавать крутящий момент трения фрикциона блокировки, обеспечивающий передачу максимального крутящего момента двигателя, а пятилинейный гидрораспределитель имеет сложную конструкции с большими проходными сечениями. Из статьи "Диапазонные передачи НАМИ", опубликованной в журнале "Автомобильная промышленность", 1993 г., 12 (автор Румянцев Л.А.), известна гидропередача ДГП-420, схема гидроуправления которой выполнена по а.с. 1634892, но которая имеет нормально замкнутый фрикцион блокировки гидротрансформатора. При этом нормально замкнутый фрикцион блокировки гидротрансформатора имеет крутящий момент трения приблизительно равный 50% крутящего момента двигателя, что обеспечивает режимы торможения двигателем на стоянках и запуска двигателя буксированием автомобиля. Такое техническое решение позволяет разгрузить диафрагменную пружину фрикциона блокировки и следовательно повысить ее долговечность. На тяговом режиме в фрикцион блокировки подается давление масла от насоса, что обеспечивает увеличение крутящего момента трения фрикциона блокировки до уровня, превышающего крутящий момент двигателя. 4. Общее устройство и принцип работы предлагаемой автоматической блокировки гидротрансформатора Целью является повышение долговечности гидропередачи, содержащей блокируемый гидротрансформатор, сцепление и ступенчатую коробку передач, за счет введения нового режима управления, обеспечивающего принудительное выключение блокировки гидротрансформатора при выключении сцепления. Это достигается тем, что включающий фрикцион блокировки гидротрансформатора гидрораспределитель управляется двухпозиционным электромагнитом, обмотка которого соединена с электрическим выходом автомата через нормально замкнутую коммутирующую цепь реле, управляющая цепь которого соединена с датчиком сцепления. Предусмотрено, что коммутирующая цепь упомянутого реле выполнена переключающей, нормально замкнутый контакт которой управляет двухпозиционным электромагнитом, а нормально разомкнутый контакт управляет устройством блокировки привода подачи топлива в двигатель транспортной машины. Изобретением также предусмотрено, что в гидропередаче полость включения фрикциона блокировки гидротрансформатора и рабочая полость гидротрансформатора соединены каналами с первым переключающим клапаном, соединенным с выходом первого насоса и гидробаком, а также содержится второй переключающий клапан, соединенный с выходом первого насоса, выходом второго насоса и гидробаком. При этом упомянутые переключающие клапаны гидравлически управляемы гидрораспределителем с двухпозиционным электромагнитом, обмотка которого соединена с электрическим выходом автомата через нормально замкнутую коммутирующую цепь реле, управляющая цепь которого соединена с датчиком сцепления. На рис. 2 приведена схема гидропередачи транспортной машины; на рис. 3 - схема гидропередачи с переключавшим клапаном; на рис. 4 - схема гидропередачи с устройством блокировки привода подачи топлива в двигатель; на рис. 5 - схема гидропередачи с двумя переключающими клапанами. Гидропередача (рис. 2) содержит последовательно соединенные гидротрансформатор 1, сцепление 2 и ступенчатую коробку передач 3. Гидротрансформатор 1 снабжен фрикционом блокировки 4 нормально замкнутого типа. Это достигнуто введением в фрикцион блокировки 4 диафрагменной пружины 5, упертой в поршень 6, взаимодействующий с фрикционным диском 7, связанным с турбинным колесом 8 гидротрансформатора 1. При этом диафрагменная пружина 5 только частично включает фрикцион блокировки, например на 50%. Турбинное колесо 8 соединено с турбинным валом 9, на конце которого закреплено сцепление 2. Фрикцион блокировки 4 гидротрансформатора снабжен полостью включения 10, которая через канал 11 соединена с гидрораспределителем 12, управляемым двухпозиционным электромагнитом 13. Гидротрансформатор 1 имеет рабочую полость 14, также соединенную с гидрораспределителем 12 каналом 15. Кроме того, рабочая полость 14 гидротрансформатора через канал 16 соединена с гидробаком 17 через подпорный клапан 18, обводной канал 19 с малым проходным сечением и теплообменник 20. Гидробак 17 также соединен с гидрораспределителем 12. Устройство гидроуправления этой гидропередачей содержит насос 21, выход которого соединен каналами с гидрораспределителем 12 и ограничителем давления 22.  Рис. 2. Схема гидропередачи Рис. 3. Схема гидропередачи с переключавшим клапаном 1 2 |