iii projektni-transmisije vozila

MAŠINSKI FAKULTET SARAJEVO KATEDRA ZA MOTORE I VOZILAPredmet: Transmisija vozila

SEMINARSKI RAD 3Hidrodinamički transformator obrtnog momenta

DATUM: 23.05.2013 god. FERID HASIĆ JASMIN JAHIĆU okviru istraživanja transmisije motornog vozila, kandidatu se daje sljedeći zadatak:

Hidrodinamički transformator obrtnog momenta

- Odrediti maksimalne vučne karakteristike ( dijagram vuče ) za komercijalno vozilo opremljeno automatskim mjenjačem

Pogonski agregat: MAN D0834 LOH 51

Maksimalna snaga motora 125 kW, pri 2400 o/minMaksimalni obrtni moment motora 580 Nm, pri 1400 o/min

Hidrodinamički transformator obrtnog momenta:

Prečnik cirkulacije: D = 255 mmGustina ulja u HDTOM: = 850 kg/

Mehanički dio transmisije:

Mehanički dio transmisije ima četiri stepena prijenosa, sa prijenosnim odnosima: = 6,1 – prijenosni odos u prvom stepenu prijenosa, = 1,43 – prijenosni odos u drugom stepenu prijenosa, = 1 – prijenosni odos u trećem stepenu prijenosa, = 0,73 – prijenosni odos u četvrtom stepenu prijenosa, = 5,1 – prijenosni odnos u glavnom prijenosniku (diferencijalu ),

= 0,92 – stepen korisnog dejstva mehaničkog dijela transmisije, = 0,47 m – dinamički poluprečnik točka.

SADRŽAJ

Mašinski fakultet Sarajevo – Katedra za motore i vozila 1


1. VANJSKE BRZINSKE KARAKTERISTIKE SNAGE I MOMENTA POGONSKOG AGREGATA ..................................................................................................................... 3-4

2. NORMALNI DIJAGRAM VUČE I DIJAGRAM POTREBNE I RASPOLOŽIVE SNAGE .............................................................................................................................. 4-6

3.HIDRODINAMIČKI TRANSFORMATOR OBRTNOG MOMENTA .......................... 6-11

3.1. Bezdimenzione karakteristike HDTOM ............................................................... 6-9

ZAKLJUČAK ........................................................................................................................ 12

LITERATURA ...................................................................................................................... 13

1. VANJSKE BRZINSKE KARAKTERISTIKE SNAGE I MOMENTA POGONSKOG AGREGATA



Vanjske brzinske karakteristike ćemo dobiti očitavanjem obrtnog momenta i broja obrtaja i na osnovu očitanih vrijednosti proračunati snagu prema izrazu:

Tabela1. Krive snage i obrtnog momenta – vanjske brzinske karakteristike

Broj obrtajamotora(o/min)

Obrtni moment (Nm)

Snaga motora(kW)

1000 563,785 59,039431050 567,285 62,376241100 570,785 65,749711150 573,285 69,03941200 575,085 72,267311250 577,55 75,601121300 578,6 78,768111350 579,285 81,894491400 580 85,032441450 579,3 87,963021500 577,9 90,776321550 575 93,347711600 571,955 95,831981650 569,51 98,404261700 565,285 100,63411750 561,465 102,89381800 555,52 104,71311850 552,025 106,94471900 546,43 108,72181950 541,535 110,58342000 534,895 112,02812050 529,285 113,62452100 524,755 115,39972150 519,16 116,88762200 513,215 118,23622250 507,97 119,68762300 502,375 120,99982350 497,83 122,51172400 491,535 125



Slika 1. Krive snage i obrtnog momenta motora – vanjske brzinske karakteristike

2. NORMALNI DIJAGRAM VUČE I DIJAGRAM POTREBNE I RASPOLOŽIVE SNAGE

U svrhu definisanja mogućnosti kretanja vozila u različitim eksploatacionim uslovima neophodno je izraditi dijagrame potrebne i raspoložive sile na pogonskim točkovima, te dijagrame potrebne i raspoložive snage.

Dijagram potrebne i raspoložive sile na pogonskim točkovima (normalni dijagram vuče) predstavlja zavisnost raspoložive obodne sile na točku i ukupnih otpora koji se javljaju pri kretanju vozila.

Obodna sila na pogonskim točkovima računa se prema izrazu:

,

gdje je:

Fo,mj - obodna sila na točku u određenom stepenu prenosa mjenjača,Me (n) - obrtni moment motora u funkciji broja obrtaja motora,mj - stepen korisnosti u određenom stepenu prenosa mjenjača,0 - stepen korisnosti glavnog prijenosnika.



Na osnovu vanjske brzinske karakteristike obrtnog momenta motora, a prema gore navedenom izrazu, odrediti ćemo raspoložive obodne sile na točku, za pojedine stepene prenosa.

Objedinjujući dijagram raspoložive sile na točku vozila sa dijagramom ukupnih otpora kretanja vozila dobiva se dijagram potrebne i raspoložive sile na točku - normalni dijagram vuče.

Raspoloživa snaga na pogonskim točkovima može odrediti pomoću izraza:

gdje je:

Pe (n) snaga motora u funkciji broja obrtaja motora.

Na osnovu vanjske brzinske karakteristike snage motora, a prema gore navedenom izrazu, određuje se raspoloživa snaga na pogonskim točkovima, za pojedine stepene prenosa.

Objedinjujući dijagram raspoložive snage na pogonskim točkovima vozila sa dijagramom ukupnih snaga otpora kretanja vozila dobiva se dijagram potrebne i raspoložive snage na pogonskim točkovima.

Računanje vrijednosti i crtanje dijagrama smo uradili u Microsoft Office Excel-u.

Slika 2. Dijagram potrebne i raspoložive sile na točku - normalni dijagram vuče



Slika 3. Dijagram potrebne i raspoložive snage na točku vozila

3. HIDRODINAMIČKI TRANSFORMATOR OBRTNOG MOMENTA ( HDTOM )

3.1. Bezdimenzionalna karakteristika pretvarača

Pri proračunu i ispitivanjima pretvarača često se koristi zavisnost promjene parametara od ugaone brzine turbine koja je proporcionalna brzini vozila. Izgled jedne

takve zavisnosti dat je na slici. Ova zavisnost (karakteristika) na slici, u literaturi se često koristi kao osnovna karakteristika hidrodinamičkog pretvarača.

ημω P

ω T

η

μ

ω P

= 1

, ,

(

P

i (h

P

Osnovna i bezdimenziona karakteristika hidrodinamičkog pretvarača.

Parametri prikazani na slici mogu se prestaviti izrazima:



gdje su: - - koeficijent pretvaranja (povećanja) obrtnog momenta, - - stepen korisnosti hidrodinamičkog pretvarača, - - obrtni moment na pumpnom kolu, - - obrtni moment na turbinskom kolu,

- - ugaona brzina pumpnog kola,

- - ugaona brzina turbinskog kola, - - snaga na ulaznom (pumpnom) vratilu hidrodinamičkog pretvarača (snaga motora), - - snaga na izlaznom (turbinskom) vratilu hidrodinamičkog pretvarača,

- - hidraulički prenosni odnos.

Obrtni momenti na pumpnom i turbinskom kolu mogu napisati u obliku:

gdje su:

- - koeficijent prijema-proporcionalnosti obrtnog momenta pumpnog i turbinskog kola, - - gustina radnog fluida, - - poluprečnik kruga cirkulacije,

- - ugaona brzina pumpnog i turbinskog kola.

Hidrodinamički sistem koji čine navedena kola je zatvoren sistem za koga važi uvjet ravnoteže momenata: odnosno:

gdje je: - - obrtni moment na reaktroskom (pretvaračkom) kolu.

Pored navedene karakteristike koristi se i bezdimenzionalna karakteristika hidrodinamičkog pretvarača. Ako se pumpno kolo pretvarača pogoni motorom sa konstantnom ugaonom brzinom , a turbinsko kolo koči promjenjivim momentom, mogu se dobiti bezdimenzionalne karakteristike hidrodinamičkog pretvarača.

Tabela2. Bezdimenzione karakteristike hidrodinamičkog transformatora obrtnog momenta (HDTOM)



hidraulični prijenosni odnos

ih

koeficijent povečanja obrtnog

momenta K

koeficijent proporcionalnosti

obrtnog momenta

pumpnog kola mp

stepen korisnog dejstva HDTOM

η

0 2,545 0,0866 00,1 2,29 0,0677 0,2270,2 2,054 0,0555 0,40,3 1,836 0,0455 0,5540,4 1,654 0,0366 0,6630,5 1,49 0,03 0,7450,6 1,345 0,0244 0,80,7 1,2 0,02 0,8450,8 1,09 0,0166 0,8720,9 1 0,0133 0,89

1 0,89 0,0111 0,872

Slika 4. Koeficijent povečanja obrtnog momenta u zavisnosti od hidrauličkog prijenosnog odnosa



Slika 5. Koeficijent proporcionalnosti obrtnog momenta pumpnog kola u zavisnosti od hidrauličkog prijenosnog odnosa

Slika 6. Stepen korisnog dejstva HDTOM-a u zavisnosti od hidrauličkog prijenosnog odnosa



Slika 7. Karakteristike zajedničkog rada motora i HDTOM



Slika 8. Dijagram obrtnog momenta pumpnog i turbinskog kola u funkciji hidrauličkog prijenosnog odnosa

Slika 9. Dijagram obrtnog momenta turbinskog kola u funkciji ugaone brzine turbinskog kola

Slika 10. Dijagram potrebne i raspoložive sile na točku - normalni dijagram vuče za mehanički mjenjač u kombinaciji sa HDTOM



ZAKLJUČAK

Iz urađenih proračuna i odgovarajućih dijagrama možemo izvuči slijedeće zaključke:

Na dijagramu vanjske brzinske karakteristike možemo vidjeti da je za naše vozilo sa dizel motorom maksimalni moment od 830 Nm pri 1400 o/min. Maksimalna snaga je 151 kW i ostvaruje se pri 2400 o/min.

Dijagrami obodne sile na točku i snage na točku nam mogu poslužiti da očitamo maksimalnu brzinu, ali i maksimalne otpore i uspone koje možemo savladati te u kojim stepenima prenosa ih možemo savladati.

Značaj HDTOM kod vozila je prije svega u tome što omogućavaju ostvarivanje velikih vučnih sila pri malim brzinama kretanja vozila, prenos velikih obrtnih momenata, smanjuju udarna opterećenja i olakšavaju polazak vozila iz mjesta. Kod izbora HDTOM-a uvijek je potreban kompromis između zahtjeva za visokim vučnim karakteristikama i ekonomičnošću sa zahtjevom za jednostavnu konstrukciju.U ovom primjeru HDTOM je korišten u prvom i drugom stepenu prijenosa a u ostalim stepenima prijenosa je korišten mehanički mjenjač.Kroz analizu bezdimenzionalnih karakteristika hidrodinamičkih prenosnika ukazano je na mogućnosti: prenosa obrtnog momenta bez prekida toka snage, lakog i beztrzajnog polaska vozila iz mjesta, značajnog povećanja obrtnog momenta na malim brzinama čime se postižu maksimalna ubrzanja.



LITERATURA

1. B. Pikula: Predavanja iz transmisije vozila; Mašinski fakultet Sarajevo, 2013.

2. M. Trobradović: Vježbe iz transmisije vozila; Mašinski fakultet Sarajevo, 2013.

3. P. Knor: Dinamika motornih vozila; Skripta; Mašinski fakultet Sarajevo, 2005/2006.

4. Z. Živanović, N. Janićijević: Automatske transmisije motornih vozila; Mašinski fakultet u Beogradu, 1998.

5. H. Naunheimer, B. Bertsche, J. Ryborz, W. Novak: Automotive TransmissionsFundamentals Selection, Design and Application; Springer, 2011.

6. A. Maslo : Istraživanje dinamičkih karakteristika gradskog autobusa sa automatskom transmisijom; diplomski rad, 2009.

7. S. Dacić, M. Trobradović, B. Pikula: Osnove dinamike vozila; Zbirka zadataka, Mašinski fakultet Sarajevo, 2008.

8. H. Heisler: Advanced Vehicle Technology, London, 2002.

9. P. Knor: Projektiranje i konstruisanje motornih vozila, skripta, Mašinski fakultet Sarajevo, 2000

10. Razni automobilski časopisi


iii projektni-transmisije vozila

Documents