Концепция развития и использования сельскохозяйственных тракторов. Концепция развития тракторного парка России, страница 6

Степень использования мощности тракторного двигателя, напряженность условий труда оператора, производительность и топливно-энергетические показатели определяются уровнем совершенствования трансмиссии. Применение КП с ПНХ позволяет в 2–4 раза уменьшить по сравнению с механической количество включений муфты сцепления и в 2–3 раза снизить динамические нагрузки при переключении передач, повысить производительность до 14% на пахоте и до 20% на транспорте. Основные недостатки КП с ПНХ: сложность, металлоемкость и более низкий (на 2–3%) КПД; высокая стоимость производства и эксплуатации; низкие защитные и демпфирующие свойства, ухудшающие условия работы и надежность механизмов при неустановившемся характере нагрузки.

Однако механические с ПНХ трансмиссии, по сравнению с гидромеханической, существенно ограничивают возможность эффективного использования скоростных тракторов, препятствуют дополнительному повышению производительности, надежности, управляемости и эргономики. Создание долговечной и работоспособной механической трансмиссии с ПНХ для скоростного гусеничного трактора кл. 3-4 на современном техническом уровне требует повышения его массы на 30-35 %, что сразу снижает энергонасыщенность и переводит его в другой тяговый класс.

Однопоточная гидромеханическая трансмиссия, на основе комплексного гидротрансформатора (ГТ), характерная для энергонасыщенных тракторов общего назначения, существенно снижает динамическую нагруженность двигателя и силовой передачи упрощая ее конструкцию, обеспечивает бесступенчатое автоматическое регулирование скорости МТА, повышает его производительность, улучшает управляемость и эргономику. Однако высокая стоимость производства и эксплуатации, из-за повышенного требования к чистоте и температуре (вязкости) рабочей жидкости, существенные потери мощности в ГТ (10–15 % от подведенной мощности) ограничивают ее применение.

К примеру, силовой агрегат (СА) гусеничных тракторов ДТ-175С и ВТ-200 представляет сочетание дизеля постоянной мощности и одноступенчатого, комплексного, двухреакторного гидротрансформатора Г4-400-70. Максимальный КПД гидротрансформатора =0,89–0,90 достигается при передаточном отношении =0,76–0,78 (рис. 2.5). Переход на режим гидромуфты происходит при . Зона экономической целесообразности использования ГТ (ЭЦИГ) ограничена =0,50 (при =0,83–0,85) и =0,90 (при ).

Рисунок 2.5 – Безразмерная внешняя характеристика

ГТ Г4-400-70

ДПМ и ГТ образуют новый силовой агрегат, выходные показатели которого определяются совмещением их моментной и нагрузочной характеристик. Режим работы ГТ при  практически совпадает с серединой участка постоянной мощности дизеля. Минимальная рабочая частота вращения коленчатого вала при  составляет 1750мин^-1, и приходится на нижнюю границу участка постоянной мощности. Переход ГТ на режим гидромуфты совпадает с номинальной частотой =1900мин^-1 (рис. 2.6). Он используется только при работе ДПМ на регуляторной ветви внешней скоростной характеристики.

Такое совмещение характеристик ДПМ и комплексного ГТ является классическим образцом достижения высокой топливной экономичности СА при его оптимальной загрузке, т.е. когда ДПМ используется на участке постоянной мощности в зоне высокой экономичности, а ГТ на режиме трансформации момента в зоне максимального КПД.

Рисунок 2.6 – Характеристики совместной работы

двухуровневого ДПМ СМД-66 и ГТ Г4-400-70:

─  ─  ─=125кВт;  ─── =100кВт;

- - - -  частичные скоростные характеристики ДПМ

Из-за низких тягово-сцепных свойств и ограниченных рабочих скоростей МТА в зимних условиях, совместная работа ДПМ и ГТ характеризуется функционированием их соответственно на регуляторной ветви и в режиме гидромуфты, т.е. недогрузкой. Ухудшение топливной экономичности СА на этом режиме достигает 10 %. Для исключения этого предусматривается перевод ДПМ на пониженный уровень (0,80-0,85) N_еэ мощности (рис. 2.6).