satНАУКА и ТЕХНИКАScience & Technique2227-10312414-0392Belarusian National Technical University10.21122/2227-1031-2016-15-1-29-36sat-898Research ArticleМАШИНОСТРОЕНИЕMECHANICAL ENGINEERINGОПРЕДЕЛЕНИЕ ПЕРЕДАТОЧНЫХ ОТНОШЕНИЙ МЕХАНИЧЕСКОЙ ЧАСТИ ЭЛЕКТРОМЕХАНИЧЕСКОЙ ТРАНСМИССИИ ТРАКТОРАDETERMINATION OF TRANSMISSION GEAR RATIO IN MECHANICAL PART OF TRACTOR ELECTRO-MECHANICAL TRANSMISSIONЖдановичЧ. И.ZhdanovichCh. I.

Associate Professor, PhD in Engineering

avto_atf@bntu.byКалининН. В.KalininN. V.

Инженер

Адрес для переписки: Калинин Никита Владимирович Белорусский национальный технический университет ул. Я. Коласа, 12, 220013, г. Минск, Республика Беларусь Тел.: +375 17 292-82-05 avto_atf@bntu.by

Engineer

Address for correspondence: Kalinin Nikita V. Belаrusian National Technical University 12 Ya. Kolаsa str., 220013, Minsk, Republic of Belarus Tel.: +375 17 292-82-05 avto_atf@bntu.by

avto_atf@bntu.byБелорусский национальный технический университетБеларусьBelarusian National Technical UniversityBelarus2016120220161512936Copyright © Жданович Ч.И., Калинин Н.В., 20162016Жданович Ч.И., Калинин Н.В.Zhdanovich C.I., Kalinin N.V.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://sat.bntu.by/jour/article/view/898

Разработана методика для выбора числа передач и передаточных отношений передач механической части трансмиссии для колесного трактора с электромеханической трансмиссией, содержащей тяговый асинхронный электродвигатель с частотным управлением. Предлагается определить передаточное отношение исходя из: обеспечения зависимости момента на колесах от скорости движения трактора, наилучшим образом подходящей для тяги, в том числе и на участке перехода с одной передачи на другую; обеспечения номинального режима работы электродвигателя для всех операций трактора, на которых он работает продолжительное время; обеспечения минимально возможного количества передач; полной реализации мощности двигателя внутреннего сгорания на колесах трактора на предельном режиме работы электродвигателя. Поскольку характеристика асинхронного электродвигателя с частотным регулированием содержит различные участки, которые в зависимости от условий движения могут быть полностью или частично использованы, число передач определяется в процессе нахождения передаточных отношений, а не заранее. Момент на колесах трактора с электромеханической трансмиссией может быть ограничен: по сцеплению колес с опорной поверхностью, по максимальной мощности двигателя внутреннего сгорания, которая может передаваться на колеса, и моментом, развиваемым тяговым электродвигателем. Для всех операций трактора, на которых он работает продолжительное время, предлагается не превышать номинальный режим работы тягового электродвигателя, поскольку длительная работа при значительном превышении номинального режима работы асинхронного электродвигателя приведет к низкой эффективности и высоким потерям мощности, большому выделению теплоты и как следствие к необходимости разрабатывать более сложную систему охлаждения электродвигателя. Для работы в непродолжительных режимах может быть обоснованным превышение номинального момента электродвигателя, чтобы не выбирать более мощный электродвигатель или не делать дополнительную передачу в коробке.

A methodology has been developed for selection of gear number and transmission gear ratios in mechanical part of a wheel-type tractor with electro-mechanical transmission containing a propulsion asynchronous electric motor with variablefrequency control. The paper proposes to determine a transmission gear ratio on the basis of the following: provision of wheel torque dependence on tractor speed which is the best one for a traction process and during transfer from one gear to the other; provision of nominal operational mode of the electric motor for all tractor operations where it is working for a long period of time; provision of minimum possible number of gears; complete realization of internal combustion engine power on the tractor wheels at limit operational mode of the electric motor. As a characteristic of the asynchronous electric motor with variable-frequency control contains various portions which can be used either completely or partially due to operating conditions, the gear number is determined in the process of transmission gear ration finding but not prior to this. A wheel torque of the tractor with electro-mechanical transmission can be limited according to the following factors: grip of wheel with supporting surface; maximum power of an internal combustion engine which can be transferred to the wheels and a torque which is developed by a propulsion electric motor. It is not proposed to exceed nominal operational mode of the propulsion electric motor for all the operations of the tractor if it is working for a long period of time because in the case of significant excess of the nominal operational mode of the asynchronous electric motor its rather long operation leads to low efficiency and high losses in power, large heat liberation and consequently requires to develop more complicated system for electric motor cooling. An excess of nominal electric motor torque can be justified for short-term operational modes because in this case there is no need to select more powerful electric motor and create an additional gear in the gear-box.

моментпередаточное отношениережим работытеоретическая скоростьтрансмиссиятяговый асинхронный электродвигательхарактеристикачисло передачtorquetransmission gear ratiooperational modetheoretical speedtransmissionpropulsion asynchronous electric motorcharacteristicsgear numberReferencesТракторы. Дипломное проектирование: учеб. пособие для студентов вузов по спец. «Автомобили и тракторы» / А. Ф. Андреев [и др.] / под общ. ред. В. В. Будько. Минск: Вышэйш. шк., 1985. 160 с.Atamanov Iu. E., Budko V. V., Boikov V. P., Vasilev V. T., Kabanov V. I., Lefarov A. Kh., Masiuk S. K. (1985) Tractors. Diploma Project Engineering. Minsk, Vesheyshaya Shkola. 160 p. (in Russian).Холодов, А. М. Землеройно-транспортные машины / А. М. Холодов, В. В. Ничке, Л. В. Назаров. Харьков: Вища шк., 1982. 192 с.Kholodov A. M., Nichke V. V., Nazarov L. V. (1982) Earth-Moving and Transport Machinery. Kharkov, Vyssha Shkola. 192 p. (in Russian).Создание на РУП «Минский тракторный завод» многокорпусных плугов для высокопроизводительной обработки почвы [Электронный ресурс] // Министерство промышленности Республики Беларусь. Режим доступа: http://www.minprom.gov.by/innovacia?ID=25. Дата доступа: 04.02.2013.Development of Multi-Bottom Ploughs for HighlyProductive Soil Treatment at RUE “Minsk Tractor Works”. Ministry of Industry of the Republic of Belarus. Available at: http://www.min prom. gov.by/innovacia?ID=25. (Accessed 4 February 2013) (in Russian).Трактор 3023 [Электронный ресурс] // Официальный интернет-портал ПО «Минский тракторный завод». Режим доступа: http://www.belarus-tractor.com/ru/main.aspx?guid=45893&mode=fullinfo. Дата доступа: 08.04.2013.Tractor 3023. Official Web-Portal of RUE “Minsk Tractor Works”. Available at: http://www.belarus-tractor.com/ru/ main.aspx?guid=45893&mode=fullinfo. (Accessed 4 April 2013) (in Russian).Жданович, Ч. И. Выбор способа регулирования тягового асинхронного электродвигателя трактора и построение механической характеристики / Ч. И. Жданович, Н. В. Калинин // Наука и техника. 2013. № 3. С. 60–67.Zhdanovich Ch. I., Kalinin N. V. (2013) Selection of Method for Regulation of Traction Asynchronous Electric Motor of Tractor and Development of Mechanical Characteristics. Nauka i Tekhnika [Science and Technique], (3), 60–67 (in Russian).Белоусов, Б. Н. Колесные транспортные средства особо большой грузоподъемности. Конструкция. Теория. Расчет / Б. Н. Белоусов, С. Д. Попов; под общ. ред. Б. Н. Белоусова. М.: Изд-во МГТУ имени Н. Э. Баумана, 2006. 728 с.Belousov B. N., Popov S. D. (2006) Specifically HeavyDuty Wheeled Vehicles. Design. Theory. Calculation. ?oscow: Publishing House of Moscow State Technical University Named after N. E. Bauman. 728 p. (in Russian).Кацман, М. М. Электрические машины: учеб. для студентов средн. проф. учебных заведений / М. М. Кацман. М.: Высш. шк., 2000. 463 с.Katsman ?. ?. (2000) Electrical Machinery. ?oscow, Vysshaya Shkola. 463 p. (in Russian).Жданович, Ч. И. Зависимость характеристик трактора с механической трансмиссией от температуры обмоток тягового электродвигателя / Ч. И. Жданович, Н. В. Калинин // Проблемы проектирования и развития тракторов, мобильных машин, городского электротранспорта: материалы Междунар. науч.-техн. конф., посвящ. 60-летию кафедры «Тракторы» БНТУ, Минск, 23–24 нояб. 2013 г. / редкол.: В. П. Бойков, Ч. И. Жданович. Минск : БНТУ, 2013. С. 60–67.Zhdanovich Ch. I., Kalinin N. V. (2013) Dependence of Characteristics of Tractor with Mechanical Transmission on Temperature of Traction Electric Motor Windings. Problems in Designing and Development of Tractors, Mobile Machinery, Urban Electric Transport. Proceedings of International Scientific and Technical Conference Devoted to the 60th Anniversary of “Tractors” Department, BNTU, Minsk, November 23–24, 2013. Minsk, BNTU, 60–67 (in Russian).Жданович, Ч. И. Определение максимального момента на колесах трактора с электромеханической трансмиссией / Ч. И. Жданович, Н. В. Калинин // Проблемы проектирования и развития тракторов, мобильных машин, городского электротранспорта: материалы Междунар. науч.-техн. конф., посвящ. 60-летию кафедры «Тракторы» БНТУ, Минск, 23–24 нояб. 2013 г. / редкол.: В. П. Бойков, Ч. И. Жданович. Минск : БНТУ, 2013. С. 54–59.Zhdanovich Ch. I., Kalinin N. V. (2013) Determination of Maximum Moment on Wheels of Tractor with ElectroMechanical Transmission. Problems in Designing and Development of Tractors, Mobile Machinery, Urban Electric Transport: Proceedings of International Scientific and Technical Conference Devoted to the 60th Anniversary of “Tractors” Department, BNTU, Minsk, November 23–24, 2013. Minsk, BNTU, 54–59 (in Russian).Тарасик, В. П. Теория движения автомобиля / В. П. Тарасик. СПб.: БХВ-Петербург, 2006. 478 с.Tarasik V. P. (2006) Theory of Automobile Movement. Saint-Petersburg, BKhV-Petersburg. 478 p. (in Russian).Тракторы : учеб. пособие для втузов по спец. «Автомобили и тракторы»: в 8 ч. / В. В. Гуськов [и др.]; под общ. ред. В. В. Гуськова. Минск: Вышэйш. шк., 1977-1982. Часть 3.: Конструирование и расчет. 1981. 383 с.Guskov V. V., Ksenevich I. P., Atamanov Iu. E., Solonskii A. S. (1981) Tractors. Part 3. Designing and Calculation. Minsk, Vesheyshaya Shkola. 383 p. (in Russian).

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