РАСЧЕТ СВОБОДНЫХ И РЕЗОНАНСНЫХ КРУТИЛЬНЫХ КОЛЕБАНИЙ, УТОЧНЕНИЕ ВОЗМУЩАЮЩИХ МОМЕНТОВ ДВИЖИТЕЛЯ
Почтовой А.П. (БГИТА, г. Брянск, РФ)
Современные грузовые автомобили и колесные лесозаготовительные и сельскохозяйственные тракторы оснащаются дизельными силовыми установками мощностью 110-200 кВт. Крутящий момент от двигателя к ведущим колесам передается механической трансмиссией. Известно, что при передаче таких мощностей в валах трансмиссии и двигателе нередко проявляются резонансные крутильные колебания. Еще на стадии проектирования перспективных машин целесообразно выполнить расчеты крутильных колебаний упругой системы «двигатель – валы трансмиссии – ходовая часть». В связи с использованием ЭВМ проведение подобных расчетов и последующий анализ не представляет больших затруднений. Однако подготовка расчетной эквивалентной крутильной системы, правильный выбор источников возмущающих моментов и работы демпфирования в крутильной системе требует накопления большого статического материала с целью придания достоверности результатам расчета. На первой стадии расчета резонансных крутильных колебаний и сверке с результатами торсиографирования уточняются значения расчетных и экспериментальных амплитуд и частотах крутильных колебаний.
Корректируются расчетные крутильные схемы, если расхождение между расчетными значениями частот и экспериментальными составляет более 5%.
При определении напряжений в наиболее нагруженных валах трансмиссии и двигателя необходимо определить работу возмущающих моментов. Если моменты от сил давления газов, сил инерции в двигателе определяются по гармоническим коэффициентам разложения в ряд Фурье индикаторных диаграмм двигателя, то возмущающие моменты от движителя определяются неоднозначно. Они зависят от дороги, по которой движется автомобиль, от параметров движителя и др. Поэтому каждый расчет выполняется на основании полуимперических коэффициентов и частных зависимостей для определения типа движения, которые совершенно не удовлетворяют другие машины.
Для определения возмущающего момента движителя нами были проведены следующие работы.
Записаны кривые изменения возмущающего момента на осциллограмму при движении нагруженного автомобиля по дороге с твердым покрытием и по бездорожью. Типовые кривые за один оборот колеса были разложены в ряды Фурье и получены гармонические моменты Мyn, приложенные к у-й массе (к движителю). Амплитуда действительного возмущающего момента, приложенного к у-й массе, обозначим символом Мy, принимая за единицу амплитуду момента М0на первой массе двигателя, который скручивает вал с податливостью е0 на угол равный одной единицы (один радиан) запишем:
откуда 
поделив действительный
момент на М0 находим:
- амплитуда безразмерного
возмущающего момента.
Но так как момент Му расположен за редукторами (КП, главная, коническая передачи), то амплитуда безразмерного возмущающего момента будет равна
Нм;
где е0 – податливость одного колена вала;
iред – общее передаточное число трансмиссии;
Муn - амплитуда гармонического возмущающего момента движителя (у-й массы крутильной системы).