Повышение управляемости криволинейного движения гусеничного трактора путем установки дифференциального механизма поворота и следящей системы

Автор: Кондаков Сергей Владимирович, Дьяконов Александр Анатольевич, Павловская Ольга Олеговна, Дубровский Никита Владимирович

Журнал: Вестник Южно-Уральского государственного университета. Серия: Машиностроение @vestnik-susu-engineering

Рубрика: Расчет и конструирование

Статья в выпуске: 2 т.18, 2018 года.

Бесплатный доступ

Объектом исследования является промышленный гусеничный трактор класса тяги 10…20 т с гидромеханической трансмиссией на базе гидродинамического трансформатора крутящего момента и с дифференциальным механизмом поворота. Обозначены преимущества использования конструкции гидрообъёмного механизма поворота, и обоснована актуальность задачи обеспечения устойчивости движения машины по траектории с различными радиусами. Приведена математическая модель движения гусеничной машины с особенностями соединения двух потоков мощности через планетарный зубчато-рычажный механизм и следящей системы поддержания стабильного радиуса при неизменном положении штурвала. Исследованы переходные процессы в гидродинамической трансмиссии и в гидрообъёмном механизме поворота при входе в поворот и при повороте на месте. Определены граничные грунтовые условия для выполнения трактором бесступенчатого маневрирования при выполнении технологических операций. Предложен алгоритм работы следящей системы, обеспечивающий движение машины по траектории неизменного радиуса, заданного штурвалом, независимо от влияния внутренних и внешних возмущений: утечки в гидромашинах, буксования гусеничного движителя и смены грунта. Устойчивость движения машины по траектории заданного штурвалом радиуса при наличии возмущений достигается дополнительным регулированием положения наклонной шайбы насоса гидрообъёмного механизма поворота с учетом двух величин: скорости вращения турбины гидродинамического трансформатора и кривизны траектории движения машины на местности, вычисленной на основе информации с устройств GPS-навигации. Установлено, что при входе в поворот на высшей передаче давление в ГОП механизма поворота в полтора раза превышает установившееся значение. При входе в поворот на тяжелых грунтах не хватает сцепления с грунтом для осуществления маневра. При начале разворота на месте на грунте с коэффициентом сопротивления повороту более 0,7 давление в магистрали ГОП достигает 40 МПа. Моделирование системы стабилизации траектории движения тихоходной гусеничной машины подтвердило отсутствие ошибки управления криволинейным движением.

Еще

Гусеничный промышленный трактор, дифференциальный механизм поворота, планетарный механизм, гидродинамический трансформатор крутящего момента, гидрообъёмная передача, следящая система, микромеханический гироскоп

Короткий адрес: https://sciup.org/147231711

IDR: 147231711   |   DOI: 10.14529/engin180203

Список литературы Повышение управляемости криволинейного движения гусеничного трактора путем установки дифференциального механизма поворота и следящей системы

  • Объёмные гидромеханические трансмиссии / под ред. Е.С. Кисточкина. - Л.: Машиностроение, 1987. - 256 с.
  • Renius, K.Th. Continuously Variable Tractor Transmissions / K.Th. Renius, R. Resch // ASAE Distinguished Lecture. - 2005. - No. 29. - P. 1-37.
  • Installation and test of hydrostatic drive transmission in a government furnished M-113 vehicles. David Taylor Research Center. Monitoring organization report number DTRC-SSID-CR-6-89. - http://www.dtic.mil/dtic/tr/fulltext/u2/a204960.pdf (дата обращения: 23.06.2017).
  • Rydberg, K. Hydrostatic Drives in Heavy Mobile Machinery-New Concepts and Development Trends / K. Rydberg // SAE Technical. - 1998. - P. 981989. - DOI: 10.4271/981989
  • Ali Volkan Akkaya. Effect of bulk modulus on performance of a hydrostatic transmission control system / Ali Volkan Akkaya // Yildiz Technical University, Turkey. Sadhana. - 2006. - Vol. 31, part 5. - P. 543-556.
  • Lilov, I. Mathematical Modeling of Processes in the System Environment-Driver-Caterpillar Vehicle for Motion on Rout with Changeable Structure / I. Lilov, L. Lalev. - http://www.actrus.ro/ reviste/3_2006_eng/a15.pdf (дата обращения: 28.06.17).
  • Петров, В.А. Гидрообъёмные трансмиссии транспортных машин / В.А. Петров. - М.: Машиностроение, 1988. - 248 с.
  • Забавников, Н.А. Основы теории транспортных гусеничных машин / Н.А. Забавников. - М.: Машиностроение, 1968. - 396 с.
  • Исаков, П.П. Теория и конструкция. Т. 5. Трансмиссии / П.П. Исаков. - Л.: Машиностроение, 1985. - 367 с.
  • Гинзбург, Ю.В. Промышленные тракторы / Ю.В. Гинзбург, А.И. Швед, А.П. Парфенов. - М.: Машиностроение, 1986. - 293 с.
  • Злотник, М.И. Трансмиссии современных промышленных тракторов / М.И. Злотник, И.С. Кавьяров. - М.: Машиностроение, 1971. - 248 с.
  • Kondakov S.V. Models of the Turn Resistance for High-Speed Caterpillar Vehicles / S.V. Kondakov, D.V. Kharlapanov, E.I. Vansovich // Russian Engineering Research. - 2016. - Vol. 36, No. 1. - pp. 1-5.
  • Кондаков, С.В. Автоматизированное управление движением быстроходной гусеничной машины: моногр. / С.В. Кондаков, О.О. Павловская. - Saarbrucken: LAP LAMBERT Academic Publishing, 2013. - 105 c.
  • Kondakov, S.V. Turn Behavior of Energy-Efficient High-Speed Tracked Vehicle with a Smart Electrical Transmission / S.V. Kondakov, O.O. Pavlovskaya, N.K. Goryaev // Russian Engineering Research. - 2015. - Vol. 35, No. 2. - P. 97-101.
  • Кондаков, С.В. Повышение подвижности быстроходной гусеничной машины путем автоматизации системы управления криволинейным движением: моногр. / С.В. Кондаков. - Челябинск: Изд. ЮУрГУ, 2009. - 108 с.
  • Красненьков, В.И. Основы теории управляемости транспортных гусеничных машин / В.И. Красненьков. - М.: МВТУ им. Баумана, 1977. - 264 с.
  • Kondakov S.V. Efficiency of an Inertial Pulsed Torque Converter in a Vehicle Transmission / S.V. Kondakov // Russian Engineering Research. - 2017. - Vol. 37, iss. 11. - P. 929-935.
  • DOI: 10.3103/S1068798X17110077
  • Kondakov, S.V. Mathematic Modeling of Self-Propelled Unmanned Tracked Platform with Hydrostatic Transmission / S.V. Kondakov, E.A. Gorely, A.G. Savinovsky // Proceed Engineering. - 2017. - vol. 206. - P. 1546-1551.
  • Pavlovskaya, O.O. Modelling Human Operator Driving High-Speed Tracked Vehicle / O.O. Pavlovskaya, S.V. Kondakov, A.A. Andreeva // IEEE Xplore Digital Library. - 2017. - P. 1-6.
  • DOI: 10.1109/ICIEAM.2017.8076151
  • Кондаков, С.В. Автоматическое управление движением гусеничной машины с интеллектуальной гидростатической трансмиссией при целеуказании в координатах GPS / С.В. Кондаков, Н.В. Дубровский // Тракторы и сельхозмашины - 2018. - № 2. - С. 34-40.
Еще
Статья научная