6. тЯГОВО-ДИНАМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ТРАКТОРА
6.1. Колебательные процессы в тракторе
При работе трактора возникают многообразные динамические процессы. Это переходные и установившиеся динамические процессы, крутильные колебания в приводе и системе автоматического регулирования (САР) двигателя, низкочастотные и высокочастотные (вибрации) колебания отдельных деталей, периодические и случайные процессы, возникающие вследствие взаимодействия трактора и орудия с почвой, а также колебания, генерируемые отдельными агрегатами и системами трактора.
Колебательные процессы классифицируются по частоте, амплитуде, характеру изменения, источнику генерации и другим признакам. Применительно к трактору представляет интерес классификация динамических процессов по характеру их влияния на важнейшие эксплуатационные показатели: технико-экономические, агротехнические и технологические, общетехнические и условия труда тракториста.
Исходя из этого, все колебательные процессы в тракторе можно разделить на три большие группы [1]:
• колебания отдельных деталей трактора;
• крутильные колебания в многомассовой динамической системе двигатель — силовой привод;
• низкочастотные колебания и переходные процессы в системах трактора (в системе регулирования частоты вращения коленчатого вала двигателя, в системе подрессоривания и др.).
Одним из источников возбуждения колебаний деталей в тракторе служит двигатель. Колебания в нем возникают от неуравновешенных вращающихся и возвратно-поступательно движущихся масс шатунно-поршневой группы. Кроме этого колебания возбуждаются в шестеренных парах двигателя и трансмиссии, кулачковых парах газораспределительного механизма двигателя и топливного насоса, гидравлических системах, в том числе в топливоподающей системе, в гусеничном движителе и других механизмах и системах двигателя и трактора.
Все эти колебания периодические и передаются отдельным деталям трактора. Спектр их широк, но резонансные значения определяются собственной частотой колебаний отдельных деталей. Как правило, это высокочастотные колебания, или вибрации.
Вибрации, действующие наряду со статической нагрузкой, вызывают усталостные повреждения деталей: поломки трубок, элементов обшивки трактора, стенок кабины, корпусных деталей и мест сварки, ослабление крепежных соединений и посадочных мест, увеличение износа подвижных пар и соединений.
Вибрация тонкостенных и корпусных деталей создает шум, в том числе в кабине трактора, который зачастую превосходит шум от двигателя, трансмиссии и гусеничного движителя. Вибрация рычагов управления, приборов и других деталей, окружающих водителя, помимо шумового эффекта, создает дискомфортные условия для его работы.
Наряду с высокочастотными колебаниями детали трактора, как показано в разделе 2, подвергаются низкочастотным, которые чаще возникают от внешних воздействий на трактор, таких как изменение нагрузки, неровности профиля пути и др. Эти колебания одноразовые или происходят по случайному закону. Они ухудшают условия труда тракториста и взывают поломки деталей.
В итоге краткого анализа можно сделать вывод о том, что колебания отдельных деталей отражаются главным образом на показателях надежности трактора и условиях труда тракториста. На другие эксплуатационные показатели, в том числе на тяговую динамику, влияние их неустановлено.
Крутильные колебания представляют собой деформацию кручения валов, происходящую по периодическому или близкому к нему закону. Трактор рассматривается как крутильная колебательная система, состоящая из сосредоточенных масс, распределенных по длине и соединенных упругими валами. Эта система имеет большое число степеней свободы, а также собственные источники вынужденных колебаний, одним из которых является двигатель.
Трактор представляет сочетание двух взаимосвязанных крутильных систем: двигателя и трансмиссии. В зависимости от способа соединения между собой их можно рассматривать раздельно при исследовании крутильных колебаний, например, в случае установки на тракторе гидротрансформатора.
В двигателе как в самостоятельной крутильной системе колебания возникают от неравномерного и знакопеременного крутящего момента. Коленчатый вал колеблется вместе с соединенными с ним деталями (поршнями, шатунами, маховиком и др.). Число масс эквивалентной динамической системы обычно равно числу цилиндров двигателей плюс масса маховика.
К источникам крутильных колебаний, помимо двигателя, генерирующего несколько гармоник, относятся гусеничное зацепление и карданные передачи, расположенные под углом. Крутильные колебания возникают вследствие неравномерного вращения валов трансмиссии, которое происходит по разным причинам, и является обычным для трактора.
Расчет крутильных колебаний проводят для оценки уровня колебаний и динамических нагрузок в отдельных сборочных единицах системы на резонансных режимах, так как крутильные колебания вызывают также вибрацию сопряженных деталей. Если частота собственных колебаний (5-1000 Гц) сопряженной детали совпадает с частотой крутильных колебаний одного из участков трансмиссии, то возникает резонансный режим работы сопряженной детали.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.