Разработка концепции и компоновочно-конструкционных схем гусеничного трактора класса 5…6 с электромеханическим силовым приводом

Внедрение мобильных энергетических средств с электроприводом повышает производительность и эксплуатационные качества машин, сокращает их воздействие на окружающую среду и расширяет возможности для цифровизации путем интеграции с системами цифрового контроля, телеметрии и автономного управления. Цель исследования – разработать концепцию и компоновочно-конструкционные схемы гусеничного трактора класса 5…6 с электромеханическим силовым приводом, обеспечивающие повышение энергоэффективности и эксплуатационных характеристик. Объект исследования – трактор с условным названием ЭТ-ВИМ-6 с рамной конструкцией, электромеханической трансмиссией и ходовой частью треугольной формы на резиноармированных гусеницах. Разработаны компоновка трактора с треуголь- ным гусеничным обводом, его рама, а также принципиальная и кинематическая схемы электромеханической силовой передачи. По результатам расчетов обоснованы следующие параметры: эксплуатационная масса трактора – 13,5 т; мощность дизельного двигателя – 330…350 л. с.; номинальная мощность бортовых электродвигателей – 105…110 кВт; положение центра тяжести; геометрические характеристики движителя (диаметры ведущего колеса и опорных катков, расстояние между катками, ширина гусеницы). Расчетное давление на почву не превышает 45 кПа. Постро- ены скоростная характеристика электродвигателя и теоретическая тяговая характеристика трактора ЭТ-ВИМ-6 для вспаханного поля при различных передаточных числах планетарного редуктора. На основе тягового расчета принято рациональное значение передаточного числа, равное 28, при котором тяговое усилие находится в диапазоне 55,70…65,56 кН, а действительная скорость движения – от 1,79 до 2,70 м/с при буксовании 4,1…4,4 %. Максимальный тяговый коэффициент полезного действия равен 0,70. Для оптимизации энергопотребления предлагается использовать импульсный накопитель, который позволит снизить номинальную мощность силовой установки на 10…15 %. Разработка гусеничного трактора с электромеханической трансмиссией призвана вывести отечественное сельхоз- машиностроение на новый уровень, а также заложить методологические и технические основы для перспективной автономной и цифровой сельскохозяйственной техники.

мобильные энергетические средства, многокритериальная оптимизация, агрегатируемость, конструкция, расчетно-теоретическое обоснование, технические и функциональные характеристики, гусеничный трактор, электропривод