ГЛАВНАЯ НА ВООРУЖЕНИИ ПЕРСПЕКТИВНЫЕ
РАЗРАБОТКИ
ОГНЕВАЯ МОЩЬ
ЗАЩИТА ПОДВИЖНОСТЬ 

ЭКСКЛЮЗИВНЫЕ МАТЕРИАЛЫ  БИБЛИОТЕКА ФОТООБЗОРЫ
 
 




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

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

Рис. 2. Принципиальная схема системы автоматического

управления гидрообъемной трансмиссией

 

Экспериментальные исследования системы уп­равления производились в следующих целях:

  • определение оптимального соотношения между коэффициентом усиления системы Ку и коэффициентом усиления звеньев, охваченных скоростной обратной связью Ко.с;
  • снятие разгонных характеристик ходового макета танка с ручным и автоматическим управ­лением гидроагрегатами;
  • исследование динамических процессов при преодолении танком ям с ручным и автоматиче­ским управлением гидроагрегатами;
  • определение топливно-экономийеских пока­зателей танка с бортовыми гидрообъемными трансмиссиями.

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 гидро¬объемной трансмиссией при автоматическом (сплош¬ная линия) и ручном (пунктирная линия) управ¬лении:
1 — n = 2 400 об/мин; 2 — n = 2 000 об/мин; 3 — n = 1 600 об/мин

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 препят¬ствия танком с гидрообъемной трансмиссией при авто¬матическом (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)

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

  1. Колесов В. А. Системы автоматического управления современных трансмиссий и проблемы их дальнейшего развития. — Вестник бронетанковой техники, 1974, № 4.
  2. Петров В. А., Травкин А. Д. Исследование САУ гусеничной машины с гидрообъемной трансмиссией. — Вестник бронетанковой техники, 1971, № 5.
  3. Петров В. А. Автоматические системы транспортных машин. — М.: Машиностроение, 1974.
  4. А. с. № 112672 (СССР). Система автоматического управления трансмиссией транспортного средства/В. П. Ав­рамов, Е. Е. Александров, В. И. Гошков, М. В. Зиненко, А. Т. Словиковский. — Заявл. 17.01.77, № 2214273.

 

 





 



ГЛАВНАЯ НА ВООРУЖЕНИИ ПЕРСПЕКТИВНЫЕ
РАЗРАБОТКИ
ОГНЕВАЯ МОЩЬ
ЗАЩИТА ПОДВИЖНОСТЬ 

ЭКСКЛЮЗИВНЫЕ МАТЕРИАЛЫ  БИБЛИОТЕКА ФОТООБЗОРЫ