vestiftИзвестия Национальной академии наук Беларуси. Серия физико-технических наукProceedings of the National Academy of Sciences of Belarus. Physical-technical series1561-83582524-244XThe Republican Unitary Enterprise Publishing House "Belaruskaya Navuka"vestift-275Research ArticleМАШИНОСТРОЕНИЕ, МЕХАНИКАMECHANICAL ENGINEERING AND MECHANICSГИДРООБЪЕМНО-МЕХАНИЧЕСКИЕ ТРАНСМИССИИ МОБИЛЬНЫХ МАШИН. РАСЧЕТ КИНЕМАТИЧЕСКИХ И СИЛОВЫХ ПАРАМЕТРОВHYDROSTATIC-MECHANICAL TRANSMISSIONS OF MOBILE MACHINES. CALCULATION OF KINEMATIC AND FORCE PARAMETERSДубовикД. А.DoubovikD. A.

доктор технических наук, директор научно-технического центра «Машиностроение».

D.Sc. (Engineering), Center director, Scientific and technical Center “Mechanical Engineering”

ddoubovik@tut.byПрибыльскийВ. И.PrybylskiV. I.

кандидат технических наук, доцент, ведущий научный сотрудник.

Ph.D. (Engineering), Assistant Professor, Leading Reasercher.

pribylskiy49@mail.ruОбъединенный институт машиностроения НАН БеларусиThe Joint Institute of Mechanical Engineering of the National Academy of Sciences of Belarus201621012017046172Copyright © Дубовик Д.А., Прибыльский В.И., 20172017Дубовик Д.А., Прибыльский В.И.Doubovik D.A., Prybylski V.I.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://vestift.belnauka.by/jour/article/view/275

Высокий КПД, бесступенчатое регулирование скорости и мощности все более привлекает потребителей и производителей мобильных машин технологического назначения (особенно сельскохозяйственных) к применению многопоточныхтрансмиссий. К настоящему времени из 80% мирового рынка тракторной техники 18% составляют тракторы с гидрообъемно-механическими трансмиссиями (ГОМТ).Целью данной статьи является разработка методики определения работоспособности возможных схем ГОМТ. Так как из литературных источников известно, что только основных структурных схем ГОМТ может быть 12 одноконтурных (один дифференциал) и 288 двухконтурных (два дифференциала). Для этого предложен метод оценки работоспособности возможных схем ГОМТ по критерию непрерывности функции угловых скоростей звеньев от параметров регулирования гидромашин. Для реализации метода разработана методика расчета кинематических и силовыхпараметров составлением и решением уравнений, описывающих взаимодействия компонентов одноконтурных и двухконтурных схем ГОМТ. Установлены аналитические зависимости для определения точек разрыва второго рода функции угловых скоростей звеньев от параметров регулирования, рабочего объема гидромашин, передаточного отношения планетарного ряда дифференциалов.Разработаны алгоритм и программа расчетов выбора неработоспособных схем ГОМТ. На примере расчетов и анализа вариантов схем для колесного трактора тягового класса 4 установлены условия, при которых трансмиссия теряет работоспособность вследствие превышения угловых скоростей звеньев их допустимым значениям. В результате данный метод позволяет исключить из рассмотрения 5 вариантов одноконтурных и 257 из 576 вариантов двухконтурных схем ГОМТ.

High efficiency, stepless regulation of speed and power increasingly attracts consumers and manufacturers of technological mobile machines, especially agricultural, to use multi-flow transmissions. To date, amongs 80% of the world market of tractor equipment, produced by leading manufacturers, 18% are tractors with hydrostatic-mechanical transmissions. The aim of this work is to develop a methodology for determining the ability to work of hydrostatic-mechanical transmissions possible schemes. From the literature it is known that 12 single-circuit (with one differential) and 288 double-circuit (with two differentials) there can be only the main structural schemes of hydrostatic-mechanical transmissions. To achieve the aim, a method for estimating an ability to work of possible schemes of hydrostatic-mechanical transmissions according to the criterion of continuity of the function of angular velocities of the links from the regulation parameters of hydraulic machines is proposed. To implement the proposed method, a methodology of calculation of kinematic and power parameters by means of appraising and solving equations that describe the interaction between the elements of single-circuit and double-circuit schemes of hydrostatic-mechanical transmissions, is developed. Analytical dependences for determination of points of discontinuity of the second kind of function of angular velocities of links from the regulation parameters and the working volume of hydraulic machines, the gear ratio of planetary gear set of differential, are determined.The calculation algorithm and the software for selection of the inoperative scheme of hydrostatic-mechanical transmissions are developed. For example, by means of calculations and analysis of variants of schemes for wheeled tractor of tractive class 4, the conditions under which the transmission loses ability to work due to exceeding of angular velocities of links their allowable values, were defined. As a result, the method allows excluding from consideration 5 variants of single-circuit schemes and 257 variants from the 576 double-circuit schemes of hydrostatic-mechanical transmissions.

мобильные машиныгидрообъемно-механические трансмиссиигидрообъемные передачидиф- ференциалыодноконтурныедвухконтурные схемырасчетанализработоспособностьmobile machinesstepless regulation of speedhydrostatic-mechanical transmissionhydrostatic transmissiondifferentialssingle-circuit and double-circuit schemesregulation parameters of hydraulic machines calculationanalysisoperabilityReferencesДубовик, Д. А. Основные направления развития автотракторокомбайностроения / Д. А. Дубовик, О. М. Еловой, Л. Ю. Бакалова; Объед. ин-т машиностроения Нац. акад. наук Беларуси. – Минск, 2014 – 176 с. – деп. в ГУ БелИСА 17.07.2014 № Д201411.Dоubovik, D. A., Elovoi, O. M. and Bakalova, L. Ju. (2014), Osnovnye napravleniya razvitiya avtotraktorokombainostroeniya [Main directions of development of the automobile, tractor and harvester engineering], Dep. in BelISA 17.07.2014 no. D201411, Ob″edinennyi institut mashinostroeniya Natsional’noi akademii nauk Belarusi, Minsk, BY.Выбор типа и параметров современной тракторной трансмиссии / П. А. Амельченко [и др.] // Тракторы и сельхозмашины. – 2013. – № 8. – С. 14–19Amel’chenko, P. A., Dubovik, D. A., Zhukovskii, I. N., Klyuchnikov, A. V. and Zhukovskii, A. I. (2013), ″Select the type and parameters of modern tractor transmissions″, Traktory i sel’khozmashiny [Tractors and Agricultural Machinery], no. 8, pp. 14–19.Дубовик, Д. А. Снижение затрат многоприводных колесных машин путем совершенствования механических приводов ведущих колес: автореф. дис. … д-ра техн. наук. – Могилев, 2012. – 44 с.Dubovik, D. A. (2012), ″Decreasing of expenditure of energy of multi-wheel drive vehicles by perfection of mechanical drives of driving wheels″, Abstract of D. Sc. Dissertation, Wheeled and tracked vehicles, State Institution of Higher Professional Education ″Belarusian-Russian University″, Mogilev, BY.Таран, И. А. Трансмиссии шахтных дизелевозов: моногр. / И. А. Таран. – Днепропетровск: Национальный горный университет, 2012. – 256 с.Taran, I. A. (2012), Transmissii shakhtnykh dizelevozov [Transmissions of mine diesel locomotives], Nacional’nyj gornyj universitet, Dnepropetrovsk, UA.Методика уточнения математической модели объемного КПД аксиально-поршневых гидронасосов / В. Б. Самородов, [и др.] // Сб. науч. тр. “Вестник НТУ “ХПИ”: Автомобиле- и тракторостроение № 58. – Вестник НТУ “ХПИ”, – 2008. – С. 3–10.Samorodov, V. B., Burlyga, M. B., Koval’, A. A., Rogov, A. V. and Samorodov, B. V. (2008), ″Methodology of refinement of mathematical models volumetric efficiency axial-piston hydraulic pumps″, ″Atomobіle- ta traktorobuduvannya″: Vіsnik NTU ”KhPІ” [″Automobile and tractor.″ Vestnik NTU ″HPI″], no. 58, pp. 3–10.Самородов, В. Б. Сравнительный анализ бесступенчатых двухпоточных гидрообъемно-механических трансмиссий / В. Б. Самородов, А. И. Бондаренко // Вестник Харьковского автомобильно-дорожного университета: сб.науч. тр. – Харьков: – 2012. Вып. 56. – С. 37–45.Samorodov, V. B. and Bondarenko, A. I. (2012), ″Comparative analysis of the continuously variable double-split hydrostatic mechanical transmissions″, Sb. nauch. tr. ″Vestnik Har’kovskogo avtomobil’no-dorozhnogo universiteta″ [Collection of scientific works ″Bulletin of the Kharkov Automobile and Road University″], HNADU, Har’kov, UA, vol. 56, pp. 37–45.Самородов, В. Б. Анализ бесступенчатых двухпоточных гидрообъемно-механических тракторных трансмиссий: выбор и обоснование перспективных схем / В. Б. Самородов, О. В. Григоров, А. И. Бондаренко // Сб. науч. тр. “Вестник НТУ “ХПИ”: Транспортное машиностроение» № 20. – Вестник НТУ “ХПИ”, 2012. – С. 24–46.Samorodov, V. B., Grigorov, O. V. and Bondarenko, A. I. (2012), ″Analysis of double-split continuously variable hydrostatic-mechanical tractor transmissions: selection and justification of promising schemes″, ″Transportnoe mashinostroenie″: Vestnik NTU KhPI [Transport engineering: Herald NTU KPI], no. 20, pp. 24–46.Петров, В. А. Гидрообъемные трансмиссии самоходных машин / В. А. Петров. – М.: Машиностроение, 1988. – 248 с.Petrov, V. A. (1988), Gidroob″emnye transmissii samokhodnykh mashin [Hydrostatic transmissions for self-propelled machines], Mashinostroenie, Moscow, RU.Объемные гидромеханические передачи: расчет и конструирование / О. М. Бабаев [и др.] – Л.: Машиностроение, 1987. – 256 с.Babaev, O. M., Ignatov, L. N., Kistochkin, E. S., Sokolov, G. S. and Tsvetkov, V. A. (1987), Ob″emnye gidromekhanicheskie peredachi: raschet i konstruirovanie [Volume hydromechanical transmissions: calculation and design], Mashinostroenie, Leningrad, RU.Соболь И. М. Выбор оптимальных параметров в задачах со многими критериями / И. М. Соболь, Р. Б. Статников. – М.: Наука, 1981. – 112 с.Sobol’, I. M. and Statnikov, R. B. (1981), Vybor optimal’nykh parametrov v zadachakh so mnogimi kriteriyami [Choosing the optimal parameters in problems with many criteria], Nauka, Moscow, RU.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.