Loading modes control for testing tracked tractor transmission

Abstract

BACKGROUND: Confirmation of the operability of agricultural tractor transmission units is obtained by machinery manufacturers on the basis of bench tests. The development of technical solutions for test rigs for transmissions and load control systems with an approximation to operational modes is a relevant technical task.

AIMS: Development of technical solutions of test rigs for testing transmissions of tracked tractors and load management systems based on the analysis of operational loading of transmissions.

METHODS: An analysis of the operational loading of the transmissions of the DT and VT series tracked agricultural tractors was performed, based on the results of which the technical solutions for loading devices of test rigs were developed that allow reproducing loading modes with parameters statistically equivalent to the operational loading modes on the tested transmissions.

RESULTS: A technical solution is proposed for a test rig with a hydro-closed power circuit, in which a hydraulic loader with a rotating spool, by lifting and relieving the pressure of the working fluid in the pressure lines, forms a load on the parts of the tested transmission in accordance with the operational loading mode obtained as a result of preliminary analysis. A technical solution for a test rig with eccentric loaders is also proposed, in which a constant level of load on the tested transmission is created by hydraulic loaders acting on the track chains, and variable loads are formed by eccentric mechanisms and disturbances from the track chains rewinding.

CONCLUSIONS: The practical value of the study lies in the possibility of using the proposed technical solutions of test rigs to conduct tests of tracked tractor transmissions with an increase in the degree of reliability of their results due to the approximation of the transmission loading conditions on the test rigs to the operational ones.

Keywords

test rig / closed power circuit / hydraulic loader / eccentric loader / tested transmission / loading mode

References

[1] Shekhovtsov VV. Sovershenstvovanie avtotraktornykh silovykh peredach na osnove analiza i sinteza ikh dinamicheskikh kharakteristik na etape proektirovaniya [dissertation] Volgograd; 2004. (In Russ).

[2] Шеховцов В.В. Совершенствование автотракторных силовых передач на основе анализа и синтеза их динамических характеристик на этапе проектирования. дисс. ... д-ра техн. наук. Волгоград, 2004.

[3] Shekhovtsov VV. Analysis and synthesis of dynamic characteristics of autotractor power transmissions and means for their testing. Volgograd: RPK «Politekhnik»; 2004. (In Russ).

[4] Шеховцов В.В. Анализ и синтез динамических характеристик автотракторных силовых передач и средств для их испытания. Волгоград: РПК «Политехник», 2004.

[5] Godzhaev ZA, Shekhovtsov VV. Modern design and technological methods for the creation and testing of mobile vehicles. In: Izvestiya VolgGTU. Seriya “Nazemnye transportnye sistemy”. Vyp. 4: mezhvuz. sb. nauch. st. Volgograd: VolgGTU; 2011;12:5–8. (In Russ).

[6] Годжаев З.А., Шеховцов В.В. Современные конструкторско-технологические методы создания и испытаний мобильных транспортных средств // Известия ВолгГТУ. Серия «Наземные транспортные системы». Вып. 4: межвуз. сб. науч. ст. Волгоград: ВолгГТУ, 2011. № 12. C. 5–8.

[7] Pobedin AV, Tesker EI, Shevchuk VP, et al. Development of designs, experimental and computational studies of traction vehicles. Nauka – proizvodstvu. 2000;1:44–48. (In Russ).

[8] Победин А.В., Тескер Е.И., Шевчук В.П., и др. Разработка конструкций, экспериментальные и расчетные исследования тягово-транспортных средств // Наука – производству. 2000. № 1. С. 44–48.

[9] Khodes IV, Shekhovtsov VV, Shevchuk VP. Development of bench equipment and some results of testing tractor transmissions in variable load mode. In: Bearing capacity and quality of gears and gearboxes of machines: abstracts of all-union. sci.-tech. conf. (Alma-Ata, Sept. 1985). Moscow: Nauchno-tekhnicheskoe obshchestvo mashinostroitelnoy promyshlennostisti; 1985. Ч. 2. C. 50–51. (In Russ).

[10] Ходес И.В., Шеховцов В.В., Шевчук В.П. Разработка стендового оборудования и некоторые результаты испытаний тракторных трансмиссий в режиме переменных нагрузок // Несущая способность и качество зубчатых передач и редукторов машин: тез. докл. всесоюз. науч.-техн. конф. (г. Алма-Ата, сент. 1985 г.). М.: Науч.-техн. общество машиностроит. пром-сти, 1985. Ч. 2. C. 50–51.

[11] Godzhaev ZA, Shekhovtsov VV, Lyashenko MV, et al. Formation of the dynamic system of the stand for testing transmissions at the design stage. Tractors and agricultural machinery. 2021;88(4):22–32. (In Russ). doi: 10.31992/0321-4443-2021-4-22-32

[12] Годжаев З.А., Шеховцов В.В., Ляшенко М.В., и др. Формирование динамической системы стенда для испытания трансмиссий на этапе проектирования // Тракторы и сельхозмашины. 2021. Т. 88, № 4. C. 22–32. doi: 10.31992/0321-4443-2021-4-22-32

[13] Khodes IV, Tesker EI, Shekhovtsov VV, et al. Towards the development of a methodology for accelerated bench testing of agricultural tractor transmissions. In: The main directions of economy and rational use of metal in the automotive and tractor industry: abstracts of all-union. sci.-tech. conf. (18–19 Oct.). Chelyabinsk: Chelyabinskiy filial NATI; 1984:182–184. (In Russ).

[14] Ходес И.В., Тескер Е.И., Шеховцов В.В., и др. К разработке методики ускоренных стендовых испытаний трансмиссий сельскохозяйственных тракторов // Основные направления экономии и рационального использования металла в автотракторостроении: тез. докл. всесоюз. науч.-техн. конф. (18–19 окт.). Челябинск: Челябинский филиал НАТИ, 1984. C. 182–184.

[15] Shekhovtsov VV, Ternovoy AM. Some results of the analysis of oscillograms of the processes of loading by the variable mode of the transmission of the tractor DT-75S on the stand. In: New materials, designs and technological processes: abstracts. Volgograd; 1983:66-67. (In Russ).

[16] Шеховцов В.В., Терновой А.М. Некоторые результаты анализа осциллограмм процессов нагружения переменным режимом трансмиссии трактора ДТ-75С на стенде // Новые материалы, конструкции и технологические процессы: тез. докл. Волгоград, 1983. C. 66–67.

[17] Khodes IV, Shekhovtsov VV, Shevchuk VP, et al. Stand for dynamic testing of transmissions of promising VgTZ tractors in a closed power circuit. In: Improving the technical level of gear transmissions of energy-saturated tractors: abstracts of region sci.-tech. meeting, March 14–16, 1982. Kharkov;1982:151–152. (In Russ).

[18] Ходес И.В., Шеховцов В.В., Шевчук В.П., и др. Стенд для динамических испытаний трансмиссий перспективных тракторов ВгТЗ в замкнутом силовом контуре // Повышение технического уровня зубчатых передач энергонасыщенных тракторов: тез. докл. обл. науч.-техн. совещ., 14-16 марта 1982 г. Харьков, 1982. C. 151–152.

[19] Shekhovtsov VV, Khodes IV, Shevchuk VP, et al. Stand with hydraulic closing of the power circuit for testing power transmissions of wheeled and tracked vehicles. Sovremennye naukoemkie tekhnologii. 2013;2:55–59. (In Russ).

[20] Шеховцов В.В., Ходес И.В., Шевчук В.П., и др. Стенд с гидравлическим замыканием силового контура для испытания силовых передач колесных и гусеничных машин // Современные наукоемкие технологии. 2013. № 2. C. 55–59.

[21] Khodes IV, Shekhovtsov VV, Shevchuk VP. Ways of approaching the loading conditions of transmissions on the stand to the conditions of its operation on a tractor. In: Improving the reliability and reducing the metal consumption of gears and reducers for general machine-building applications: abstracts. doc. Republican sci.-tech. conf., 29–30 Sept. Oct 1 1983. Kharkov; 1983:175-176. (In Russ).

[22] Ходес И.В., Шеховцов В.В., Шевчук В.П. Пути приближения условий нагружения трансмиссий на стенде к условиям ее работы на тракторе // Повышение надежности и снижение металлоемкости зубчатых передач и редукторов общемашиностроительного применения: тез. док. республ. науч.-техн. конф., 29–30 сент. 1 окт. 1983 г. Харьков, 1983. C. 175–176.

[23] Shekhovtsov VV. Controlling the dynamic properties of power transmission stands. Tractors and agricultural machinery. 1997;11:32–35. (In Russ).

[24] Шеховцов, В.В. Управление динамическими свойствами силовых передач стендов // Тракторы и сельскохозяйственные машины. 1997. № 11. C. 32–35.

[25] Patent RUS 116411 / 27.05.2012. Byul. № 15. Shekhovtsov VV, Lyashenko MV, Shevchuk VP, et al. Ustroystvo dlya upravleniya zhestkostyu transmissii transportnogo sredstva. (In Russ). Accessed: 19.04.2023. Available from: https://new.fips.ru/registers-doc-view/fips_servlet?DB=RUPM&DocNumber=116411&TypeFile=html

[26] Патент РФ 116411 / 27.05.2012. Бюл. № 15. Шеховцов В.В., Ляшенко М.В., Шевчук В.П., и др. Устройство для управления жесткостью трансмиссии транспортного средства. [дата обращения: 19.04.2023] Режим доступа: https://new.fips.ru/registers-doc-view/fips_servlet?DB=RUPM&DocNumber=116411&TypeFile=html

[27] Patent RUS 107727 / 27.08.2011. Byul. № 24. Shekhovtsov VV, Lyashenko MV, Shevchuk VP, et al. Ustroystvo dlya snizheniya zhestkosti transmissii transportnogo sredstva. (In Russ). Accessed: 19.04.2023. Available from: https://new.fips.ru/registers-doc-view/fips_servlet?DB=RUPM&DocNumber=107727&TypeFile=html

[28] Патент РФ 107727 / 27.08.2011. Бюл. № 24. Шеховцов В.В., Ляшенко М.В., Шевчук В.П., и др. Устройство для снижения жесткости трансмиссии транспортного средства. [дата обращения: 19.04.2023] Режим доступа: https://new.fips.ru/registers-doc-view/fips_servlet?DB=RUPM&DocNumber=107727&TypeFile=html

[29] Godzhaev ZA, Shekhovtsov VV, Lyashenko MV, et al. Reducing the dynamic loading of the transmission of a traction vehicle due to an element with controlled elastic-dissipative properties. Fundamentalnye i prikladnye problemy tekhniki i tekhnologii. 2021;5(349):157–164. (In Russ). doi: 10.33979/2073-7408-2021-349-5-157-164

[30] Годжаев З.А., Шеховцов В.В., Ляшенко М.В., и др. Снижение динамической нагруженности трансмиссии тягово-транспортного средства за счет элемента с управляемыми упруго-диссипативными свойствами // Фундаментальные и прикладные проблемы техники и технологии. 2021. № 5 (349). C. 157–164. doi: 10.33979/2073-7408-2021-349-5-157-164

[31] Khodes IV, Shekhovtsov VV, Shevchuk VP. Bench equipment for testing tractor transmissions. Tractors and agricultural machinery. 1988;7:10–13. (In Russ).

[32] Ходес И.В., Шеховцов В.В., Шевчук В.П. Стендовое оборудование для испытания трансмиссий тракторов // Тракторы и сельскохозяйственные машины. 1988. № 7. C. 10–13.

[33] Shekhovtsov VV, Khodes IV, Shevchuk VP. Bench equipment for testing power transmissions of tractors. Sovremennye naukoemkie tekhnologii. 2013;1:36–40. (In Russ).

[34] Шеховцов В.В., Ходес И.В., Шевчук В.П. Стендовое оборудование для испытаний силовых передач тракторов // Современные наукоёмкие технологии. 2013. № 1. C. 36–40.

[35] Khodes IV, Shekhovtsov VV, Oreshkin VN, et al. Stand for accelerated tests in variable load mode. In: Ensuring the reliability of tractor equipment in the light of the tasks set by the XXVI Congress of the CPSU: abstracts of all-union. sci.-tech. conf., 12–15 Oct. Chelyabinsk; 1982:26–30. (In Russ).

[36] Ходес И.В., Шеховцов В.В., Орешкин В.Н., и др. Стенд для ускоренных испытаний в режиме переменных нагрузок // Обеспечение надежности тракторной техники в свете задач, поставленных XXVI съездом КПСС: тез. докл. всесоюз. науч.-техн. конф., 12–15 окт. Челябинск, 1982. C. 26–30.

[37] Khodes IV, Shekhovtsov VV, Shevchuk VP, et al. Stand for testing transmissions. In: Machine building – progressive technology and high quality parts: abstracts of the region scientific-practical. conf. Tolyatti; 1983:109–110. (In Russ).

[38] Ходес И.В., Шеховцов В.В., Шевчук В.П., и др. Стенд для испытания трансмиссий // Машиностроению – прогрессивную технологию и высокое качество деталей: тез. докл. на обл. науч.-практ. конф. Тольятти, 1983. C. 109–110.

[39] Shekhovtsov VV. Stand for accelerated testing of transmissions of VgTZ tractors. In: Research and improvement of tractor designs: abstracts. report all-union. sci.-tech. Conf., May 30 – June 1, 1983. Moscow; 1983:25–26. (In Russ).

[40] Шеховцов, В.В. Стенд для ускоренных испытаний трансмиссий тракторов ВгТЗ // Исследования и совершенствование тракторных конструкций: тез. докл. всесоюз. науч.-техн. конф., 30 мая – 1 июня 1983 г. М., 1983. C. 25-26.

[41] Shekhovtsov VV. Stand for testing transmissions of caterpillar tractors. In: Improvement of tractor designs: abstract. report all-union. sci.-tech. conf. (June 3–5, 1985, Moscow). Moscow: NPO «NATI», VDNKh SSSR; 1985:105. (In Russ).

[42] Шеховцов В.В. Стенд для испытания трансмиссий гусеничных тракторов // Совершенствование тракторных конструкций: тез. докл. всесоюз. науч.-техн. конф. (3–5 июня 1985 г., г. Москва). М.: НПО «НАТИ», ВДНХ СССР., 1985. C. 105.

[43] Patent USSR 1250877 / 1986.08.15. Byul. № 30. Shevchuk VP, Khodes IV, Shekhovtsov VV, et al. Stend s zamknutym silovym konturom dlya ispytaniya transportnykh sredstv. (In Russ). Accessed: 19.04.2023. Available from: https://yandex.ru/patents/doc/SU1250877A1_19860815

[44] Патент СССР 1250877 / 1986.08.15. Бюл. № 30. Шевчук В.П., Ходес И.В., Шеховцов В.В., и др. Стенд с замкнутым силовым контуром для испытания транспортных средств. [дата обращения: 19.04.2023] Режим доступа: https://yandex.ru/patents/doc/SU1250877A1_19860815

[45] Patent USSR 1332173 / . Byul. № 31. Khodes IV, Shekhovtsov VV. Stend s zamknutym konturom dlya ispytaniya transmissiy transportnykh sredstv. (In Russ). Accessed: 19.04.2023. Available from: https://yandex.ru/patents/doc/SU1332173A1_19870823

[46] Патент СССР 1332173 / . Бюл. № 31. Ходес И.В., Шеховцов В.В. Стенд с замкнутым контуром для испытания трансмиссий транспортных средств. [дата обращения: 19.04.2023] Режим доступа: https://yandex.ru/patents/doc/SU1332173A1_19870823

[47] Patent USSR 1422048 / 1988.09.07. Byul. № 33. Khodes IV, Shekhovtsov VV. Stend s zamknutym silovym konturom dlya ispytaniya agrega-tov transmissiy transportnykh sredstv. (In Russ). Accessed: 19.04.2023. Available from: https://yandex.ru/patents/doc/SU1422048A1_19880907

[48] Патент СССР 1422048 / 1988.09.07. Бюл. № 33. Ходес И.В., Шеховцов В.В. Стенд с замкнутым силовым контуром для испытания агрегатов трансмиссий транспортных средств. [дата обращения: 19.04.2023] Режим доступа: https://yandex.ru/patents/doc/SU1422048A1_19880907

[49] Patent USSR 1422050 / 1988.09.07. Byul. № 33. Khodes IV, Shekhovtsov VV, Skopp AA. Stend dlya ispytaniya vedushchikh mostov transport-nykh sredstv. (In Russ). Accessed: 19.04.2023. Available from: https://yandex.ru/patents/doc/SU1422050A1_19880907

[50] Патент СССР 1422050 / 1988.09.07. Бюл. № 33. Ходес И.В., Шеховцов В.В., Скопп А.А. Стенд для испытания ведущих мостов транспортных средств. [дата обращения: 19.04.2023] Режим доступа: https://yandex.ru/patents/doc/SU1422050A1_19880907

[51] Patent USSR 1422049 / 1988.09.07. Byul. № 33. Khodes IV, Shekhovtsov VV, Skopp AA. Stend dlya ispytaniya motorno-transmissionnoy ustanovki transportnogo sredstva. (In Russ). Accessed: 19.04.2023. Available from: https://yandex.ru/patents/doc/SU1422049A1_19880907

[52] Патент СССР 1422049 / 1988.09.07. Бюл. № 33. Ходес И.В., Шеховцов В.В., Скопп А.А. Стенд для испытания моторно-трансмиссионной установки транспортного средства. [дата обращения: 19.04.2023] Режим доступа: https://yandex.ru/patents/doc/SU1422049A1_19880907

[53] Patent RUS 2102715 / 20.01.1998. Shekhovtsov VV. Stend dlya ispytaniya motorno-transmissionnoy ustanovki transportnogo sredstva. (In Russ). Accessed: 19.04.2023. Available from: https://new.fips.ru/registers-doc-view/fips_servlet?DB=RUPAT&DocNumber=2102715&TypeFile=html

[54] Патент РФ 2102715 / 20.01.1998. Шеховцов В.В. Стенд для испытания моторно-трансмиссионной установки транспортного средства. [дата обращения: 19.04.2023] Режим доступа: https://new.fips.ru/registers-doc-view/fips_servlet?DB=RUPAT&DocNumber=2102715&TypeFile=html

[55] Patent RUS 117005 / 10.06.2012. Byul. № 16. Shekhovtsov VV, Khodes IV, Shevchuk VP, et al. Stend s zamknutym silovym konturom dlya ispytaniya transmissiy transportnykh sredstv. (In Russ). Accessed: 19.04.2023. Available from: https://new.fips.ru/registers-doc-view/fips_servlet?DB=RUPM&DocNumber=117005&TypeFile=html

[56] Патент РФ 117005 / 10.06.2012. Бюл. № 16. Шеховцов В.В., Ходес И.В., Шевчук В.П., и др. Стенд с замкнутым силовым контуром для испытания трансмиссий транспортных средств. [дата обращения: 19.04.2023] Режим доступа: https://new.fips.ru/registers-doc-view/fips_servlet?DB=RUPM&DocNumber=117005&TypeFile=html

[57] Patent RUS 209905 / 23.03.2022. Byul. № 9. Shekhovtsov VV, Lyashenko MV, Potapov PV, et al. Stend dlya ispytaniya transmissiy gu-senichnykh mashin. (In Russ). Accessed: 19.04.2023. Available from: https://new.fips.ru/registers-doc-view/fips_servlet?DB=RUPM&DocNumber=209905&TypeFile=html

[58] Патент РФ 209905 / 23.03.2022. Бюл. № 9. Шеховцов В.В., Ляшенко М.В., Потапов П.В., и др. Стенд для испытания трансмиссий гусеничных машин. [дата обращения: 19.04.2023] Режим доступа: https://new.fips.ru/registers-doc-view/fips_servlet?DB=RUPM&DocNumber=209905&TypeFile=html

[59] Godzhaev ZA, Shekhovtsov VV, Lyashenko MV, et al. Loading devices of test benches. Avtomobilnaya promyshlennost. 2021;8:33–40. (In Russ).

[60] Годжаев З.А., Шеховцов В.В., Ляшенко М.В., и др. Нагружающие устройства испытательных стендов // Автомобильная промышленность. 2021. № 8. C. 33–40.

RIGHTS & PERMISSIONS

Eco-Vector