|
|||||||||
|
ТАНКОВАЯ СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ ГИДРООБЪЕМНЫМИ ПЕРЕДАЧАМИ Канд. техн. наук Е. Е. АЛЕКСАНДРОВ, А. Н. ГОНЧАРОВ, В. И. ГОШКОВ Вестник бронетанковой техники. №6. 1979
Из всех видов бесступенчатых трансмиссий наиболее совершенными являются гидрообъемные аксиально-поршневые и радиально-поршневые передачи, поэтому опытные ВГМ часто оборудуются трансмиссиями на основе гидрообъемных агрегатов [1, 2]. Ручное управление движением гусеничных машин с такими трансмиссиями приводит к улучшению эргономических показателей системы человек—машина. Однако технико-экономические качества (расход топлива, время разгона, средняя скорость движения) при ручном управлении оказываются несколько ниже, чем для тех же машин со ступенчатыми механическими трансмиссиями. Применение автоматического управления бесступенчатыми трансмиссиями позволяет улучшить эти показатели [2]. Разработана система автоматического управления бортовыми гидрообъемными трансмиссиями класса N [3, 4]; система прошла испытания на ходовом макете танка Т-64А, оборудованного дизелем 5ТДФ со всережимным регулятором. В качестве бортовых трансмиссий ходового макета использовались радиально-поршневые гидрообъемные агрегаты, состоящие из регулируемого гидронасоса и нерегулируемого гидромотора, конструктивно выполненных в объеме серийной механической трансмиссии танка Т-64А.
Рис. 1. Регуляторные характеристики дизеля 5ТДФ
На рис. 1 приведены регуляторные характеристики дизеля 5ТДФ, выражающие связь между положением рейки топливного насоса дизеля h и частотой вращения коленчатого вала n, при различных положениях органа настройки 5. На этом же рисунке приведена характеристика минимального расхода топлива АВ, построенная по методу Е. А. Чудакова [3]. Задачей системы управления является поддержание рабочей точки системы в пределах характеристики минимального, расхода топлива. Предположим, что в процессе движения танка рабочая точка замкнутой системы занимает, положение I. При изменении момента сопротивления движению рабочая точка перемещается: по регуляторной характеристике либо в положение II, соответствующее уменьшению момента сопротивления движению, либо в положение III, соответствующее увеличению момента сопротивления. При этом система управления должна изменить передаточные отношения бортовых гидрообъемных трансмиссий таким образом, чтобы сохранить постоянным момент нагрузки на коленчатом валу дизеля и чтобы рабочая точка системы, вновь заняла положение I, соответствующее минимальному расходу топлива при заданной, настройке всережимного регулятора. Характеристика минимального расхода топлива АВ дизеля 5ТДФ близка к прямой линии, что обуславливает достаточно простую структуру системы управления. В качестве входной информации системы, очевидно, следует использовать информацию о частоте вращения коленчатого вала и положении рейки топливного насоса дизеля. Принципиальная схема системы автоматического управления гидрообъемной трансмиссией танка (рис. 2) содержит датчик частоты вращения коленчатого вала дизеля, включающий тахогенератор переменного тока ТЭ-4В и выпрямительное устройство на диодах V1—У6, потенциометрический датчик положения рейки топливного насоса R2, измерительные усилители У1 и У2, суммирующие усилители УЗ и У4, генератор пилообразного напряжения, включающий усилители У9 и У10, инвертирующий усилитель У11, четыре компаратора У5—У8 и четыре усилителя мощности УМ1— УМ4, представляющих собой составные транзисторы. В качестве усилителей У1—У11 используются интегральные микросхемы серии 140. На входах измерительных усилителей У1 и У2 установлены RС фильтры, сглаживающие пульсации напряжения датчика частоты вращения (R6, С2) и забросы напряжения датчика положения рейки топливного насоса (ЯЗ, С1). Требуемая настройка регулятора осуществляется путем установки коэффициентов усиления измерительных усилителей У1 и У2 с помощью переменных резисторов обратных связей Я8 и Я9. Чувствительность системы определяется коэффициентом усиления суммирующего усилителя У4 и может быть изменена с помощью переменного резистора R17. Механизм изменения эксцентриситета гидроагрегата представляет собой червячный редуктор с приводным сериесным электродвигателем постоянного тока типа ДВН-1 с двумя обмотками возбуждения и тахогенератором постоянного тока ТГП-1 в цепи обратной связи. Изменение скорости вращения приводных электродвигателей механизмов изменения эксцентриситетов гидроагрегатов производится методом широтно-импульсной модуляции. Для этого на входах компараторов У5—У8 суммируются сигналы рассогласования между положением рейки топливного насоса и частотой вращения коленчатого вала дизеля, генератора пилообразного напряжения и сигналы отрицательной обратной связи по скорости вращения электродвигателей ДВН-1, поступающие на входы компараторов с тахогенераторов ТГП-1. Направление вращения приводных электродвигателей определяется знаком сигнала рассогласования между положением рейки топливного насоса и частотой вращения дизеля. Скорость изменения передаточных отношений гидроагрегатов при этом определяется скоростью изменения момента нагрузки на ведущих колесах танка.
Рис. 2. Принципиальная схема системы автоматического управления гидрообъемной трансмиссией
Экспериментальные исследования системы управления производились в следующих целях:
В результате проведенных экспериментов установлено, что при Ку=6 и Ко.с=3,4 замкнутая система имеет приемлемую величину перерегулирования (19—22%) и ошибку по частоте вращения коленчатого вала дизеля, не превышающую 100 об/мин во всем диапазоне регулирования. Разгоны танка производились при трех постоянных значениях частоты вращения. Испытания показали, что автоматическое управление гидроагрегатами позволяет более интенсивно осуществить разгон танка по сравнению с ручным управлением. Провал характеристики 3 при n = 1600 об/мин (рис. 3) в начале разгона объясняется резким уменьшением n при возрастании нагрузки из-за повышенной неравномерности всережимного регулятора при малой частоте вращения.
Рис. 3. Разгонные характеристики танка с гидрообъемной трансмиссией при автоматическом (сплошная линия) и ручном (пунктирная линия) управлении: 1 — n = 2 400 об/мин; 2 — n = 2 000 об/мин; 3 — n = 1 600 об/мин
В процессе преодоления танком препятствий осциллографировались эксцентриситеты гидроагрегатов Еа, Ер, частоты вращения коленчатого вала дизеля nа и np положения рейки топливного насоса при автоматическом и ручном управлении hа и hp (рис. 4). Осциллограммы переходных процессов показывают, что при ручном управлении водитель не успевает реагировать на резкие изменения момента сопротивления движению, что приводит к выходу рейки топливного насоса на упор максимальной додачи топлива и к резкому уменьшению п. В случае автоматического управления система успевает изменить передаточные отношения гидроагрегатов таким образом, что п практически не изменяется. По результатам измерения расходов топлива в условиях движения танка по пересеченной местности в диапазоне скоростей 8—24 км/ч, автоматическое управление гидроагрегатами позволяет уменьшить расход топлива в среднем на 15% по сравнению с ручным.
Рис. 4. Переходные процессы при преодолении препятствия танком с гидрообъемной трансмиссией при автоматическом (сплошная линия) и ручном (пунктирная линия) управлении (первые 2 с танк движется под уклон, в последующем — на подъем): 1 — частота вращения коленчатого вала дизеля nа, np; 2 — эксцентриситеты гидроагрегатов Еа, Еp; 3 — положение рейки топливного насоса ha, hp (hp при n = 2 400 об/мин)
Вывод По результатам испытаний ходового макета система автоматического управления бортовыми гидрообъемными передачами обеспечивает повышенную загрузку дизеля и более интенсивные разгоны машины, снижает путевые расходы топлива, существенно облегчает работу водителя и приводит к общему улучшению подвижности танка.
ЛИТЕРАТУРА
|
|
|||||||
|
|