Traktori i pogonske masine

Tractors and power machines

Biblid: 0354-9496(2008) 13:4, p.117-125 UDK: 631.3[633.15:631.53.02

Naucni rad Scientific paper

OPTIMIZACIJA PARAMETARA ZAJEDNICKOG RADA POGONSKOG MOTORA I TRANSMISIJE MOTORNIH VOZILA SA HIDRODINAMICKIM MENJACEM OPTIMIZATION OF THE PARAMETERS OF THE DRIVEENGINE AND TRANSMISSION JOINT WORK AT THE MOTOR VEHICLES WITH BUILT IN HYDRODINAMIC GEARINGKrstic B. *, Krstic 1.". Krstic V'**

REZIMEU radu je na primeru primene transmisije na motornom vozilu, koja u svom sastavu sadrii hidrodinamicku komponentu, prikazana metoda optimizacije veze pogonski motor transmisija. Kljucne reel: motomo vozilo, transmisija, hidrodinamicki menjac, motor, optimizacija

SUMMARYOn the example for implementation the transmission, which contains hydrodynamics component in its structure, on the motor vehicle, metodology of the optimization the link drive engine - transmission, is showen.Key words: motor vehicle, transmission, hydrodinamic gearing, motor engine, optimization

DVODJedan isti hidrodinamicki menjac (HDM) moze se sprezati sa razlicitim vrstama pogonskog motora, pri njegovoj ugradnji u voziJa razlicite konstrukcije i namene. Usaglasavanje rada pogonskog motora i HDM najcesce se ostvaruje primenom odgovarajuceg zupcastog menjaca, praviJnim izborom njegovih stepena prenosa. Optimizacija parametara zajednickog rada pogonskog motora i hidrodinamicko-zupcastog menjaca (HDZM), prvenstveno se sastoji u odredivanju prenosnog odnosa zupcastog deja HDZM.* dr inz. Bozidar V Krstic, redovni profesor Masinskog fakulteta u Kragujevcu '* Ivan Krstic, student Elektrotehnickog fakulteta u Beogradu**'

Vojislav Krstic, student Saobracajnog fakulteta u Beogradu

1I7

Traktori i p/m Tractors and p/m

Optimizacija parametara zajednickog rada ... Optimization of the parameters of the drivee ...

Krstic, B., et al Vo1.l3.No.4.p.117-125,2008.

Neophodno je izvrsiti analizu uticaja veceg broja parametara optimizacije sa ciljem dobijanja resenja motomog vozila sa zadovoljavajucim performansama i eksploataciono-tehnickim karakteristikama [1]. Da bi optimizacija bila uspesno sprovedena neophodno je poznavati karakteristike menjaca i karakteristike pogonskog motora. Pre pristupanja izbora hidrodinamickog prenosnika snage (HDPS), za odredeno vozilo, neophodno je poznavati eksploataciono tehnicke karakteristike vozila i rezime njegovog koriscenja u uslovima eksploatacije, kao i karakteristike pogonskog motora. Izbor prenosnika snage, pri poznavanju predhodno navedenih parametara, vrsi se variranjem radnih parametara HDM i zupcastog menjaca. Neophodno je utvrditi radne parametre optimalnog radnog rezima (broj obrtaja, obrtni moment pumpnog kola i prenosni odnos), startne karakteristike izrazene odnosom momenta na ulaznom i izlaznom vratilu (M2/M]) i odnosom ovih momenata pri maksimalnom eksploatacionom prenosnom odnosu. Kod slozenih HDM potrebno je utvrditi i radne parametre pri prelasku sa rezima rada HDM na rezim rada HDS, kao i pri radu na nominalnom rezimu rada HDS. Posle izbora tipa HDM odredjuju mu se dimenzije iz uslova sprege sa motorom. Pri tome neophodno je poznavati radne parametre motora pri maksimalnom punjenju i bezdimenzijske karakteristike menjaca. HDM izabranog tipa spreze se sa pogonskim motorom tako da mu se optimalni radni rezim podudara sa unapred utvrdjenim radnim rezimom motora. Rezimi, koji se najcesce podudaraju sa optimalnim rezimom HDM su: rezim najvece snage, rezim najveceg stepena korisnosti i rezim maksimalnog momenta. Tesko je definisati, pri kom rezimu rada motora, treba odrediti dimenzije HDM. Tokom izbora utvrduju se moguca resenja, a konacna odluka 0 izboru donosi se uporednim razmatranjem performansi motora, uslova koji treba da zadovolji na vozilu i ekonomicnosti rada vozila. Pored poznavanja radnih krivih motora: obrtnog momenta (M), snage (P) i stepena korisnosti (11), kao i bezdimenzionalnih karakteristika menjaca: stepena korisnosti (11) i koeficijenta momenta (A.), potrebno je znati i oblik i dimenzije strujnog prostora [2],[3], pre nego se pristupi odredivanju poluprecnika kruga cirkulacije HDM (D). Prihvatljivo resenje HDM, za dati motor, vozilo i uslove eksploatacije, dobija se uporednom analizom veceg broja varijanti HDM [3].

OPTIMIZACIJA PARAMETARA ZAJEDNICKOG RADA POGONSKOG MOTORA I HIDRODINAMICKOZUPCASTOG MENJACA MOTORNOG VOZILANajveci broj do sada poznatih metoda optimizacije zajednickog rada pogonskog motora i transmisije sa HDM zasniva se uglavnom na analizi momenta motora koji se moze preneti HDM. Primenom ovih metoda, stavljanjem u vezu momenta motora (Mm ) i momenta na pumpnom kolu HDM (Mp) odreduje se optimalna vrednost prenosnog odnosa zupcastog dela HDZM, jer je poznato da jedan isti HDM moguce je sprezati sa razlicitim motorima sarno varijacijom vrednosti stepena prenosa zupcastog dela HDZM. Matematicki to bi moglo da se predstavi sledecim relacijama:(1)

118

Traktori i plm Tractors and plm

Optimizacija parametara zajednickog rada ... Optimization of the parameters of the drivee ...

Krstic, B., et al VoI.13.NoA.p.117-125,2008.

odakle je:M =Mm'll P i(2)

Sa druge strane, na osnovu teorije slicnosti moze se napisati da je:(3)

Koriscenjem izraza (2) i (3) odreduje se optimalna vrednost prenosnog odnosa HDZM:(4)

Izraz (4) predstavlja uslov optimalnog rada HDM i pogonskog motora. Ovaj metod odredivanja optimalne vrednosti prenosnog odnosa zupcastog dela HDZM je izrazito uproscen jer ne uzima u obzir veci broj uticajnih parametara na rad transmisije i pogonskog motora (promenljivost otpora kretanja vozila, slozenost HDZM itd.). Iz tog razloga pokusava se izvrsiti optimizacija sistema motor-transmisija uzimanjem u obzir tih faktora, a posebno promenljivost otpora kretanju vozila u realnim uslovima njegovog koriscenja, Pri tome se strogo mora voditi racuna o postizanju maksimalne vrednosti stepena korisnosti, pri prenosu snage od motora na pogonske tockove vozila [l]. Na primeru HDZM, koji u svom sastavu ima HDM sa jednim reaktorskim kolom i zupcasti menjac koji se sastoji iz dva dela: ispred (sistem za deljenje snage) i iza HDM. Njegovi stepeni korisnosti su 11ml i 11m2' a prenosni odnosi i m l i i m 2 . Snaga koju HDZM moze da prenese moze se izraziti u obliku:

P' HDZM = P 'h TJ meh = M m0 0

0

OJm

0

i h K TJ meh0 0

(5)

U realnim uslovima koriscenja vozila snaga koju prenosi HDZM moze se izraziti u obliku:Fa max x

Famax

FOmin

f

P' HDZM of dP0

= 7J meh

0

fP

0

'/

no f . dP

(6)

FO m in

gde je: f-gustina funkcije raspodele opterecenja pri kvazistacionamom rezimu opterecenja

R max , R min - maksimalna i minimalna vrednost otpora kretanju vozila.Jednacine zajednickog rada motora i HDZM mogu se napisati u obliku:(7)

\

119

Traktori i p/m Tractors and p/m

Optimizacija parametara zajednickog rada ... Optimization of the parameters of the drivee ...

Krstic, B., et al Vo1.l3.No.4.p.117-125,2008.

Us10v optimizacije moze se izraziti u ob1iku: Kako se zupcasti menjac HDZM sastoji optimizacije HDZM:

(8)lZ

dva dela, mogu se napisati sledeci uslovi

DM 8PH Z =n n J.Rof"'8(PHDZMT/) I jdP=O '1m!