Оптимизация передаточного числа коробки передач машинного агрегата с дизельным двигателем

Экономичность — одна из важнейших характеристик машинного агрегата (МА). Основные свойства МА закладываются в процессе проектирования при выборе таких параметров, как номинальная мощность двигателя внутреннего сгорания и передаточное число редуктора или коробки передач (КП). Последующие расчеты деталей по критериям прочности и долговечности, как правило, не влияют на динамические свойства МА и расход энергии при эксплуатации, если при этих вычислениях не происходит значительного увеличения подвижных масс. Особую сложность представляет проектирование МА с дизельным двигателем, скорость вращения которого в режиме минимального удельного расхода топлива обычно не совпадает с таковой в номинальном режиме работы. Кроме того, дизельный двигатель оснащен регулятором скорости, в функции которого не входит экономичное управление расходом топлива. На удельный расход топлива МА оказывают влияние КПД рабочей машины и двигателя, а также передаточное число редуктора или КП. Первое условие повышения экономичности МА в процессе проектирования — выбор экономичного двигателя. Однако это условие является необходимым, но недостаточным, и его выполнение обеспечивает только потенциальную возможность решения данной задачи. Для ее практической реализации необходимо совместить экономичные режимы двигателя и рабочей машины путем выбора оптимального передаточного числа редуктора или КП. Проведенные исследования показали, что расход топлива можно минимизировать по экономической характеристике МА путем оптимального выбора передаточного числа КП с одновременным воздействием на систему управления скоростью дизельного двигателя. Решение подобной проблемы требуется и при управлении автоматической КП.

Литература

[1] Александров А.А., Иващенко Н.А., ред. Машиностроение. Энциклопедия. Двигатели внутреннего сгорания. Т. IV–14. Москва, Машиностроение, 2013. 784 с.

[2] Толшин В.И., Сизых В.А. Автоматизация судовых энергетических установок. Москва, Консультант, 2003. 304 с.

[3] Барбашов Н.Н., Леонов И.В. Выбор оптимальной мощности двигателя внутреннего сгорания гибридной силовой установки. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. Машиностроение, 2010, № 4, с. 47–54.

[4] Леонов И.В., Барбашов Н.Н. Основы проектирования машин по динамическим и экономическим показателям. Deutschland, LAMBERT Academic Publishing, 2015. 124 c.

[5] Леонов И.В., Леонов Д.И. Теория механизмов и машин. Москва, Юрайт, 2016. 240 с.

[6] Епишин А.Ю. К вопросу экономичности автономного подвижного состава путем совершенствования управления силовыми установками. Естественные и технические науки, 2012, № 6, с. 285–288.

[7] Кузнецов А.Г., Харитонов С.В., Латочкин А.А. Математическая модель дизеля как источника энергии транспортной установки с электрической трансмиссией. Улучшение эксплуатационных показателей ДВС. Наука–технология–энергосбережение. Матер. 4-й Междунар. науч.-практ. конф. Киров, Вятская ГСХ, 2011. 210 с.

[8] Иващенко А.А., Кузнецов А.Г., Харитонов С.В., Кузнецов С.А. Моделирование процессов управления транспортных установок с дизельной и электрической трансмиссией. Вестник Волгоградского университета. Сер. 10: Инновационная деятельность, 2014, № 5, с. 68–77.

[9] Выгодский М.Я. Справочник по высшей математике. Москва, ГИТТЛ, 1956. 783 с.