Повышение производительности бульдозеров за счет адаптивного управления тяговыми и рабочими режимами

Аннотация

Рост доли землеройно-транспортных работ на грунтах повышенной трудности разработки упирается в ограничение, которое не снимается наращиванием установленной мощности. При неизменной сцепной массе приращение тягового усилия сверх порога реализуемого сцепления переходит в буксование гусеничного движителя, и полезная составляющая мощности убывает быстрее, чем растет усилие. Разрыв между расчетной и фактической выработкой сохраняется и при исправной трансмиссии, и при опытном операторе. Цель работы состоит в количественной оценке резерва производительности, который открывает совместное регулирование тягово-скоростного режима и заглубления отвала по сигналу буксования. Построена авторская имитационная модель рабочего цикла гусеничного бульдозера эксплуатационной массой 21,4 т с гидромеханической трансмиссией; расчет ведется с шагом 0,02 с для трех стратегий управления, трех групп грунтов и дальности перемещения 20-80 м. Максимум тягового КПД достигается при коэффициенте использования сцепного веса 0,553 и буксовании 0,146. Базовая стратегия удерживает машину при среднем буксовании 0,292, то есть заведомо правее оптимума. Переход к совместному регулированию сокращает длительность цикла с 88,5 до 80,1 с и повышает техническую производительность на 12,1% при снижении удельного расхода топлива на 6,0%; на грунтах III группы прирост достигает 23,4%. Эластичность производительности по коэффициенту сцепления опускается с 0,288 до 0,089. Управляющий контур, работающий по буксованию, переводит бульдозер из режима, где выработка следует за состоянием грунта, в режим, где она удерживается почти независимо от него.