ANALIZA WPŁYWU SMAROWANIA NA STRATY MOCY W UKŁADZIE PRZENIESIENIA NAPĘDU POJAZDU GĄSIENICOWEGO

Transkrypt

1 Szykoieżne ojazdy Gąsienicowe (19) nr 1, 004 Jacek SAŁEK Henryk KNACZYK Stanisław MASŁY Andrzej WILK ANALIZA WŁYWU SMAROWANIA NA STRATY MOCY W UKŁADZIE RZENIESIENIA NAĘDU OJAZDU GĄSIENICOWEGO Streszczenie: rzedstawiono zagadnienia możliwości poprawy moilności pojazdu gąsienicowego poprzez wzrost efektywnej mocy uzyskany przez redukcję strat w układzie przeniesienia napędu. Bazując na ogólnym ilansie strat generowanych w zazęieniach, łożyskowaniach i uszczelnieniach przekładni przeprowadzono szczegółową analizę wpływu lepkości oleju smarującego na te straty. Wykazano, że zarówno dla fazy iegu jałowego (zwłaszcza) a także pracy przy ociążeniu eksploatacyjnym korzystne jest zastosowanie oleju o oniżonej lepkości z dodatkami stailizującymi procesy tarcia w węzłach kinematycznych przekładni. 1. WROWADZENIE Moilność pojazdu gąsienicowego zależy od szeregu parametrów techniczno-ruchowych a w tym znacząco od mocy efektywnej napędu, która wynika z ogólnej zależności: e M R e M R (1) - moc efektywna napędu, - moc silnika napędzającego, - straty mocy powstające w układzie przeniesienia napędu od silnika do kół gąsienicowych. Są one sumą strat cząstkowych Ri generowanych w poszczególnych węzłach kinematycznych układu, a więc: R n i 1 Ri (1a ) - moc poierana przez urządzenia pomocnicze jak wentylator, sprężarka, pompy oleju Z zależności (1) wynika, że zwiększenie mocy efektywnej, a zatem poprawę moilności pojazdu można uzyskać maksymalizując moc silnika oraz/lu minimalizując straty cząstkowe Ri wpływające na straty ogólne R. Zwiększenie mocy efektywnej można też uzyskać poprzez ograniczenie pooru mocy przez urządzenia pomocnicze. Ograniczenie (zmniejszenie) strat cząstkowych można osiągnąć na drodze optymalizacji struktury układu przeniesienia napędu a także w znacznym stopniu poprzez redukcję oporów tarcia w węzłach triologicznych przekładni a więc w zazęieniach, łożyskowaniach i uszczelnieniach. Z kolei opory tarcia w tych węzłach istotnie zależą od jakości smarowania. W Zakładzie Rozwoju Ośrodka Badawczo-Rozwojowego Urządzeń Mechanicznych OBRUM w Gliwicach wykonano w roku 00 pracę analityczno-studialną [1] dotyczącą możliwości poprawy moilności czołgu T-7, której istotnym elementem yła analiza, stanowiąca źródło niniejszego opracowania. dr inż. Jacek SAŁEK, doc. dr inż. Henryk KNACZYK, mgr inż. Stanisław MASŁY, prof. dr ha. inż. Andrzej WILK - Ośrodek Badawczo-Rozwojowy Urządzeń Mechanicznych OBRUM, Gliwice

2 Jacek SAŁEK, Henryk KNACZYK, Stanisław MASŁY, Andrzej WILK. IDENTYFIKACJA ŹRÓDEŁ STRAT MOCY W UKŁĄDZIE RZENIESIENIA NAĘDU CZOŁGU T-7 Analizę możliwości poprawy moilności czołgu T-7 azującą na zależności (1) można zorazować jak na rys. 1, gdzie wykorzystując tzw. ujęcie Sankeya pokazano rozpływ energii zasilania, czyli mocy silnika głównego na poszczególne jej odiorniki. 3 kw Agregaty pomocnicze: sprężarka starter generator pompy hydrauliczne e wentylator T-7: 100 kw lu zmodernizowany 63 kw Układ napędowy, sprawność na poszczególnych iegach: jazda do przodu - p=0,85 0,88 jazda do tyłu - w= 0,85 Moc na kole napędowym lu e p e w Moc użyteczna: jazda do przodu e p g jazda do tyłu e w g (sprawność gąsienicy g = 0,9 0,7) Rys. 1. Schemat rozpływu mocy silnika głównego T-7 na poszczególne odiorniki Z przedstawionego na rys. 1 wykresu Sankeya wynika, że z całkowitego strumienia mocy dostarczonego przez silnik napędowy około 15% przypada na wentylator a na agregaty pomocnicze około 3,5%. Zatem przy załączonym wentylatorze dyspozycyjna moc napędowa stanowi jedynie około 80% całkowitej mocy. Zakładając podane na rysunku orientacyjne sprawności cząstkowe oraz g przy włączonym wentylatorze i agregatach pomocniczych uzyskujemy na gąsienicy moc użyteczną rzędu od 50% do 60% mocy dostarczonej przez silnik napędowy. Stwierdzić należy przy tym, że straty mocy w układzie przeniesienia napędu stanowią ardzo istotną część i ich ograniczenie w znacznym stopniu mogłoy wpłynąć (ez zwiększenia mocy silnika napędzającego) na moilność czołgu. Ich dokładna analiza wymaga prześledzenia całego złożonego kinematycznego łańcucha przeniesienia napędu (rys. ).

3 Analiza wpływu smarowania na straty mocy w układzie przeniesienia napędu pojazdu... Rys.. Schemat kinematyczny zmodernizowanego układu przeniesienia napędu czołgu T-7 Jak wynika z rys. układ przeniesienia napędu stanowi pośrednicząca, wielostopniowa przekładnia planetarna o zmiennym przełożeniu (skrzynka iegów) oraz przekładnie oczne przekazujące moc na koła napędowe gąsienic. Straty mocy w zespole tych przekładni wynikają z pokonywania oporów tarcia w zazęieniach kół oraz łożyskowaniach i uszczelnieniach wałów. Ich wartość w znaczącym stopniu zależy od warunków tarcia zdefiniowanych głównie poprzez jakość smarowania. od pojęciem jakości smarowania, w tym opracowaniu, rozumie się zespolone kryterium oceny smarowania zdefiniowane przez [8], [9]: - parametry fizyko-chemiczne i triologiczne środka smarnego (smaru), - stopień czystości smaru określony przez stan jego zanieczyszczenia lu ędący wynikiem eksploatacyjnej degradacji struktury smaru, - efektywność zasilania węzła tarcia środkiem smarnym oraz skuteczność jego chłodzenia. 3. OGÓLNA ANALIZA WŁYWU SMAROWANIA NA STRATY MOCY W UKŁADZIE RZENIESIENIA NAĘDU 3.1. Zdefiniowanie strat w przekładni zęatej Straty mocy w przekładni zęatej V (zarówno klasycznej jak i planetarnej) są sumą strat w zazęieniu VZ, łożyskowaniu VL, uszczelnieniach VD oraz układach pomocniczych (np. pompa oleju) VX, co można zapisać w postaci: () V VZ VL VD VX

4 Jacek SAŁEK, Henryk KNACZYK, Stanisław MASŁY, Andrzej WILK Straty w zazęieniach i łożyskowaniach można uważać jako wynikające z iegu jałowego VO oraz z przenoszenia ociążenia rooczego V, czyli VZ VL VZO VLO VZ VL (3) Współczynnik strat ogólnych V definiowany jest zazwyczaj jako: - moc silnika napędowego M V V ; (4) M Na rys. 3 przedstawiono dla przykładowej przekładni zęatej przeiegi strat przy iegu jałowym i pod ociążeniem rooczym generowane w zazęieniach i łożyskowaniach. V,% v, m s Rys. 3. Ilustracja strat w zazęieniach i łożyskowaniach (VZ i VL) dla przykładowej przekładni zęatej Straty mocy w zazęieniu ociążonym Straty w zazęieniu przy przenoszonej mocy nominalnej N można określić jako: Z N mz HV (5) zm H V - średni współczynnik tarcia w zazęieniu - współczynnik strat w zazęieniu zależny od postaci i cech geometrycznych zazęienia Średnią wartość współczynnika tarcia na odcinku zazęienia pary kół można określić z zależności

5 Analiza wpływu smarowania na straty mocy w układzie przeniesienia napędu pojazdu... mz K 0,045 V A m F z m 0, 0,05 M X R X L (6) mz - średnia wartość współczynnika tarcia zależna od rodzaju oleju; KA F t, N / mm z adań wynika, że dla oleju mineralnego w klasie lepkości VG 1000 wartość mz 0, 04 a dla olejów syntetycznych w klasie lepkości VG 680 wartość mz 0,08 0, 037, - współczynnik zastosowania przekładni, - jednostkowa siła normalna w zazęieniu odniesiona do szerokości koła zęatego (długości styku zęów), m, m/ s - sumaryczna prędkość owodowa m W sin Wt,mm m M,mas, - zastępczy promień krzywizny zarysów zęów 1 u 1 m dw1 sin t u 1 cos - współczynnik lepkości dynamicznej strugi oleju w temperaturze rooczej (na wylocie z dyszy) przy czym M, mm s - lepkość kinematyczna oleju w temperaturze rooczej, gdzie, kg/dm 3 / - gęstość oleju w temperaturze rooczej (w zależności od lepkości oleju 3 0,87 0,90kg/ dm ) XS - współczynnik chropowatości powierzchni zęów XL 0,5 Ra X 3,8 R dw1 1 przy czym: Ra Ra 1 Ra w m - współczynnik rodzaju oleju: dla oleju mineralnego X L 1, 0 dla oleju polialfaoleinowego lu estrowego X L 0, 8 dla oleju poliglikolowego (ezwodnego) X 0, 6 L Z powyższego wynika, że: - współczynnik tarcia zależy od rodzaju oleju smarującego. Zastosowanie oleju syntetycznego może spowodować oniżenie współczynnika tarcia w zazęieniu nawet o 40% względem wartości uzyskiwanych dla smarowania olejem mineralnym o tej samej lepkości co olej syntetyczny, - z analizy wzoru (6) wynika, że współczynnik lepkości występuje w potędze (-0,05) co oznacza, że zmiana 3-krotna lepkości oleju np. z VG150 na VG-46 spowoduje wzrost współczynnika tarcia 3 0,05 1,056 czyli o 5,6% (co dla założonej wartości μm =0,040 oznacza zmianę na = 0,04). Tak, więc straty tarcia w zazęieniu ociążonym w małym stopniu zależą od lepkości zastosowanego oleju.

6 Jacek SAŁEK, Henryk KNACZYK, Stanisław MASŁY, Andrzej WILK Straty w zazęieniu przy iegu jałowym (ez ociążenia) dla przypadku smarowania natryskowego Dla przypadku smarowania natryskowego (stosowanego w rozwiązaniu konstrukcyjnym układu przeniesienia napędu w czołgu T-7) współczynnik strat tarcia w zazęieniu przy iegu jałowym (ez ociążenia) VZO można określić w odniesieniu do strat V Z przy pracy przekładni z ociążeniem wprowadzając pojęcie współczynnika oporu iegu jałowego przy czym: fzo w postaci: f ZO V Z V 1 V mz Na rysunku 4 przedstawiono azujący na zależności (7) nomogram pozwalający wyznaczyć współczynnik oporu w zazęieniu przy pracy przekładni ez ociążenia (na iegu jałowym). Z Z H V (7) Rys. 4. Nomogram dla wyznaczenia współczynnika strat tarcia w zazęieniu fzo przy pracy przekładni ez ociążenia w zależności od wielkości charakteryzujących przekładnię przy danym ociążeniu rooczym,m/ s H, N / mm,ma - prędkość owodowa zęnika, - międzyzęne naprężenie stykowe (hertzowskie) przekładni pracującej pod danym ociążeniem. (Naprężenie H wynika z przenoszonej mocy i parametrów przekładni), - współczynnik lepkości dynamicznej oleju smarującego w temperaturze rooczej przekładni.

7 Analiza wpływu smarowania na straty mocy w układzie przeniesienia napędu pojazdu... Jak wynika z rys.4 współczynnik oporu ruchu jałowego przekładni rośnie ze wzrostem prędkości owodowej zęnika oraz ze wzrostem lepkości oleju smarującego. Jego względna wartość jest mniejsza dla przekładni przeznaczonych do przenoszenia większych ociążeń (silniej wytężonych). otwierdza się tu również fakt, że przy pracy przekładni ez ociążenia zastosowanie oleju o oniżonej lepkości powoduje redukcję strat tarcia w zazęieniach. Należy też dodać, że wg danych literaturowych (np. [] [3]) straty mocy w zazęieniach dla ruchu jałowego przy smarowaniu zanurzeniowo rozryzgowym VZOZ są znacznie wyższe niż te straty przy smarowaniu natryskowym VZOR 3.. Straty mocy w łożyskowaniach VZOZ = (1,3,0) VZOR Jak już pokazano na rys. 3 również straty mocy w łożyskowaniach VL można rozpatrywać jako sumę strat przy ruchu jałowym VLO oraz przy ociążeniu rooczym VL (wzór 3). Ich wartość wynika z sumy momentów tarcia T przy danej prędkości kątowej zgodnie z zależnością: VL T T0 T1 T To - moment tarcia łożysk nieociążonych, T1 - moment tarcia łożysk ociążonych, T - dodatkowy moment tarcia wynikający z ociążenia siłą poosiową, - prędkość kątowa. (8) Opory tarcia w łożyskach nieociążonych Występującą we wzorze wielkość momentu tarcia To określają kolejne zależności n 000 mm / s min - dla iloczynu f n / d 10 - dla iloczynu n 000 mm / s min przy czym: f o To o m (9a) T o 1,6 f o d 3 m 10 8 (9) - wskaźnik zależny od rodzaju łożyska i sposou smarowania; jego wartości (wg [5]) można przyjąć jak w talicy 1,, mm / s - lepkość kinematyczna oleju w temperaturze rooczej, d m, mm v,min 1 - średnia średnica łożyska; d m d D - prędkość orotowa ruchomego pierścienia łożyska.

8 Jacek SAŁEK, Henryk KNACZYK, Stanisław MASŁY, Andrzej WILK Talica 1. Wartość wskaźnika f o dla poszczególnych rodzajów łożysk i różnych sposoów smarowania Rodzaj łożyska 1) Smarowanie okresowe f o Smarowanie zanurzeniowe Smarowanie natryskowe Kulkowe 0,71 1,5 34 Kulkowe skośne jednorzędowe dwurzędowe Walcowe z koszykiem 11, pełne,54 Wahliwe Stożkowe 1, Kulkowe wzdłużne 0,71 1,5 34 Walcowe wzdłużne -,5 5 Wahliwe wzdłużne ) niższe wartości przyjmować dla łożysk udowy lekkiej, wyższe dla udowy ciężkiej 3...Opory tarcia w łożyskach ociążonych Straty mocy w łożyskach ociążonych wynikają z oporów tarcia pomiędzy elementami tocznymi oraz między elementami tocznymi a ieżniami. Wynikający z ociążenia moment tarcia T1 można wyznaczyć korzystając z zależności [5]: T1 f1 F1 d m (10) f 1 - współczynnik oporu dla danego rodzaju łożyska i ociążenia (wg tal.) F1 - ociążenie wzorcowe (dla współczynnika f1 - wg tal. ) Talica. Wartość f 1 oraz F1 dla oliczeń momentu tarcia łożyska ociążonego Rodzaj łożyska f 1 F ) 1 Kulkowe 0,0009 F / C 0, , 4 0,0003 F C Kulkowe skośne: jednorzędowe 0, 33 0,0013( F / C 0 / ) dwurzędowe 0, 33 F / C 0 0 Walcowe: z koszykiem 0,0005 0,0003 pełne 0,00045 Wahliwe 0,0005 (3) 3 F 0, 1 F a 1,4 yf 0, 1 1,YF a Stożkowe 0,00040,0005 (3) YFa Kulkowe wzdłużne 0, 33 0,001 F / C 0 Walcowe wzdłużne 0, F r F F a r a F r 0, 1 a F 1,4 F 0, 1 F Wahliwe wzdłużne 0,00050,0006 (3) F F 0, 55 r Fa F a a max F a () jeśli F1 <Fr to przyjąć F1 = Fr przy czym: Fp - ociążenie promieniowe, Fa - ociążenie wzdłużne, (3) wartości niższe przyjąć dla odmian łożysk lekkich, r r

9 Analiza wpływu smarowania na straty mocy w układzie przeniesienia napędu pojazdu... Należy przy tym zauważyć, że we wzorze (10) nie występuje: lepkość oleju oraz prędkość orotowa, co oznacza, że te parametry nie mają one istotnego wpływu na opory tarcia w łożyskach ociążonych. Dla uwzględnienia dodatkowego momentu tarcia T wynikającego z poosiowego ociążenia łożyska (wg [4]) możemy posłużyć się regułą jak niżej: TZ fz Fa dm (11) fz - - współczynnik dla danego rodzaju łożysk i smarowania, f Z = 0,006 - dla jednorzędowych łożysk wałeczkowych smarowanych olejem, f = 0,003 - dla łożysk wałeczkowych pełnych. Z Orientacyjnie opory tarcia w łożyskach można ocenić korzystając z zależności: d T F - zastępczy współczynnik tarcia jak w talicy 3. (1) Talica 3. Wartości współczynnika tarcia dla różnych łożysk Rodzaj łożyska Kulkowe 0,0015 Kulkowe wahliwe 0,0010 Kulkowe skośne jednorzędowe dwurzędowe Walcowe: z koszykiem pełne 0,000 0,004 0,0011 0,000 Wahliwe 0,0018 Stożkowe 0,0018 Kulkowe wzdłużne 0,0013 Walcowe wzdłużne 0,0050 Wahliwe wzdłużne 0,0018 Należy zaznaczyć, że stosując wzór (1) można uzyskać zadowalające wyniki, gdy łożyska są słao ociążone, tj. dla F0,1C, oraz dla n ng ( C - nośność dynamiczna, ng - prędkość graniczna łożyska), a ponadto gdy łożyska te są dorze smarowane i pracują w warunkach stailnego ociążenia. W podsumowaniu zagadnienia strat mocy wskutek tarcia w łożyskach należy stwierdzić, że duża lepkość oleju użytego do smarowania łożysk powoduje dość znaczne opory ruchu jałowego. I tak: trzykrotny wzrost lepkości ponad pewną wielkość odniesienia powoduje wzrost momentu tarcia ruchu jałowego (3) 0,66 =,065, a więc ponad -krotnie. Z tego wynika, że do smarowania łożysk korzystnym jest stosowanie oleju o zmniejszonej lepkości w temperaturze rooczej.

10 Jacek SAŁEK, Henryk KNACZYK, Stanisław MASŁY, Andrzej WILK 3.3. Straty mocy wskutek tarcia w promieniowo-stykowych uszczelnieniach wałów Straty tarcia w węzłach uszczelniających wały za pomocą stykowych pierścieni wargowych zależą od szeregu parametrów jak: materiał pierścieni uszczelniających, twardość i chropowatość powierzchni wału na odcinku uszczelnianym, rodzaju środka smarującego i temperatury rooczej. Zależności tych strat od wymienionych parametrów są określane przez producentów uszczelnień. I tak przykładowo na rys. 5 przedstawiono uzyskane w adaniach firmy Freudenerg [6] wyniki orazujące zależność strat mocy VD w zależności od prędkości owodowej v i średnicy czopa wału d. Badania przeprowadzono w temperaturze 100 o C dla silnikowego oleju mineralnego o klasie lepkości SAE 0, (uwaga: dla oleju przekładniowego o klasie lepkości VG 0 otrzymane wyniki strat mocy należałoy zwiększyć o 50%). VO, W V, m/s Rys. 5. Straty mocy tarcia VD w stykowym uszczelnieniu promieniowym w zależności od średnicy i prędkości owodowej wału. Smarowanie olejem silnikowym SAE 0 o temperaturze 100 o C.

11 Analiza wpływu smarowania na straty mocy w układzie przeniesienia napędu pojazdu... wzorem: Rys. 6. Nomogram pozwalający na wyznaczenie strat mocy tarcia VD w promieniowym uszczelnieniu stykowym wału w zależności od klasy lepkości oleju VG i temperatury vol, oraz prędkości orotowej n wału o średnicy d rzedstawione na rys. 5 graficzne zależności VD f v, d aproksymować można 6 VD 0,1475 d V 7,73d n 10 (13) VD, W - straty mocy w węźle uszczelniającym, d, mm - średnica wału, V, m/ s - prędkość owodowa odpowiadająca podanym na rysunku średnicom wału, 1 n,min - prędkość orotowa wału. Rozszerzenie zakresu praktycznego wykorzystania zależności (13) wymaga uwzględnienia zarówno temperatury rooczej (temperatury natryskowego strumienia oleju lu oleju w misce olejowej przy smarowaniu zanurzeniowym) oraz klasy lepkościowej VG oleju. Wg [6 ] można skorzystać z empirycznego wzoru jak niżej: ,6 350log log VG 0,8 d n 10 VD d (14) o ol, C - temperatura oleju zasilającego strefę zazęienia, VG - klasa lepkości oleju przekładniowego; lepkość kinematyczna nominalna w temperaturze 40 o C (V 40 o C). Na podstawie wzoru (14) sporządzono nomogram (rys. 6) pozwalający w prosty sposó wyznaczyć straty w wargowym uszczelnieniu stykowym wału.

12 Jacek SAŁEK, Henryk KNACZYK, Stanisław MASŁY, Andrzej WILK rzykładowo, jak to pokazano na rysunku 6 dla przekładni smarowanej olejem o temperaturze 100 o C i klasie lepkości ISO VG 68 dla uszczelnianego wału o średnicy d=100mm oracającego się z prędkością orotową n=1000min -1 straty mocy w uszczelnieniu wynoszą VD 80W. Z analizy zależności (14) oraz rysunku 6 wynika, że straty w uszczelnieniu rosną ze wzrostem: lepkości oleju, prędkości orotowej i średnicy wału. Również z uwagi na to, że lepkość oleju smarującego istotnie zależy od temperatury, występują znacząco większe straty w niskich temperaturach użytkowania (np. przy rozruchu). Uwaga ta jest szczególnie ważna dla olejów smarnych charakteryzujących się niskim wskaźnikiem lepkości (WL100) a więc cechujących się znacznym wzrostem lepkości przy spadku temperatury. 4. MOŻLIWOŚCI ORAWY SRAWNOŚCI UKŁADU RZENIESIENIA MOCY CZOŁU T-7 ORZEZ ZASTOSOWANIE OLEJU O ZMINIMALIZOWANEJ LEKOŚCI Jak wykazano, zastosowanie do smarowania przekładni układu napędowego oleju o oniżonej lepkości może yć jednym z kierunków redukcji strat mocy w tym układzie, a więc wzrostu mocy efektywnej i dynamiki ruchu analizowanego czołgu T-7. Oniżenie lepkości nawet -krotnie, przy stosowanym sposoie smarowania natryskowego, nie spowoduje istotnych zmian oporów tarcia w zazęieniach i łożyskach. Spowodowany poprzez przyjęcie oleju o oniżonej lepkości nieznaczny wzrost tarcia przy ociążeniu rooczym można złagodzić poprzez wprowadzenie rozwiązań układu smarowania natryskowego z wielokierunkowym rozdziałem strugi w przekładni (jak to przykładowo przedstawiono w pracy [3]). rzyjęcie natomiast oleju o oniżonej lepkości, jak to wykazano, spowoduje spadek strat przy tzw. ruchu jałowym (np. w fazach rozruchowych pojazdu) oraz poprawi cyrkulację i zwiększy efektywność chłodzenia przez olej. onadto zastosowanie oleju z grupy ATF może znacząco ograniczyć grzanie się i drgania, występujących w układzie przeniesienia napędu, sprzęgieł wielopłytkowych oraz przyczyni się do wzrostu ich trwałości. W talicy 4 przytoczono niektóre główne właściwości możliwych do zastosowania w smarowaniu przekładni czołgu T-7 olejów z grupy ATF w miejsce stosowanego oecnie oleju wielofunkcyjnego ODYS SAE 5W-40. Analizując dane zawarte w tej talicy można stwierdzić, że oleje ATF względem oleju ODYS SAE 5W-40 cechują się 3 krotnie mniejszą lepkością w temperaturze 100 o C, podwyższonym wskaźnikiem lepkości oraz oniżoną temperaturą płynięcia. Zastosowanie, więc olejów ATF jako medium smarująco-chłodzącego może przyczynić się znacznie do oniżenia oporów ruchu jałowego, złagodzenia stanów rozruchu układu napędowego czołgu oraz zwiększenia trwałości elementów układu, a zwłaszcza wielopłytkowych sprzęgieł ciernych. Na podstawie danych zawartych w talicy 4 można stwierdzić, że: stosowany oecnie olej ODYS 5W-40 przeznaczony jest do smarowania silnika napędzającego, układu przeniesienia napędu (przekładni pośredniej, skrzynki iegów, przekładni ocznych), przekładni wentylatora oraz innych węzłów kinematycznych. Następuje tu, więc zespolenie wielu wymagań ardzo odiegających od sieie. Dotyczy to zwłaszcza silnika i układu przekładni,

13 Analiza wpływu smarowania na straty mocy w układzie przeniesienia napędu pojazdu... ardziej optymalnym z punktu widzenia funkcjonalności a zwłaszcza trwałości i sprawności (stanu termicznego) jest wyodręnienie dwóch oddzielnych układów: - układu smarowania silnika (olejem silnikowym o odpowiednich właściwościach), - układu smarowania przekładni (olejem przekładniowym). Z uwagi na to, że istotnymi elementami układu przeniesienia mocy są sprzęgła wielopłytkowe medium smarującym winien yć olej z grupy ATF stosowany szeroko w automatycznych skrzynkach iegów a uwzględniający szczególne wymogi (ograniczenie drgań i temperatury oraz podwyższenie trwałości) wynikające z niezawodności układu włączania i wyłączania poszczególnych iegów, Lp. Talica 4. orównanie niektórych właściwości stosowanego oleju ODYS 5W-40 (kod MS: ) oraz wyranych olejów z grupy ATF (Automatic Transmission Fluid) Właściwość ODYS 5W-40 wg MS WT-000/RC-39 HIOL ATF II D (F-ma JEDLICZE) wg TWT RNJe-8/95 Rodzaj oleju ATF-DEXRON II E (F-ma FRAGOL) 199 wg [6] ATF-RENOFLUID 3000 (F-ma FUCHS) 1993 wg [6] 1. Gęstość (kg/dm 3 ) 0,867 0,871. Lepkość kinematyczna: w temperaturze 100 o C w temperaturze 40 o C 3. Wskaźnik lepkości nie mniej niż 4. Temperatura zapłonu nie mniej niż 5. Temperatura płynięcia nie wyższa niż 6. Własności przeciwzużyciowe: średnica skazy na aparacie 4 kulowym (mm /s) 15 16,3 5,5 7,4 34,3 (w temp. 15 o C) 7,9 4,1 (.w.) ( o C) ( o C) (mm) 0,50 0,45 7. Stopień zatarcia (.w.) określony na triometrze FZG stosowany olej 5W-40 cechuje się w temp. 100 o C około dwukrotnie wyższą lepkością niż oleje z grupy ATF. Skutkiem tego jest: dla wymaganego natężenia strugi oleju występuje zwiększony poór mocy pompy, trudność w utrzymaniu ciągłości strugi (zwłaszcza w temperaturach ujemnych) oraz mniejsza efektywność cyrkulacyjnej chłonności cieplnej oleju,

14 Jacek SAŁEK, Henryk KNACZYK, Stanisław MASŁY, Andrzej WILK rak w oleju ODYS 5W-40 dodatków stailizujących proces tarcia w stanach włączania wyłączania sprzęgieł wielopłytkowych powoduje zwiększone grzanie się oraz intensywniejsze zużywanie tarcz ciernych. Również z tego powodu dla utrzymania określonej temperatury przekładni (w której znaczący udział ma strumień ciepła tarcia wydzielającego się w sprzęgłach) wymagany jest zwiększony poór mocy na chłodzenie układu napędowego. 5. ODSUMOWANIE Wzrost efektywnej mocy napędu ruchu czołgu T-7, a zatem poprawę jego moilności dla przyjętej mocy silnika napędowego można uzyskać zarówno drogą ograniczenia pooru mocy przez agregaty pomocnicze jak też w znaczącym stopniu poprzez redukcję strat tarcia w układzie przeniesienia napędu na koła gąsienicowe. W opracowaniu scharakteryzowano rozpływ mocy dla struktury napędowej czołgu T- 7 wskazując, że około 0% mocy całkowitej przypada na agregaty pomocnicze a kolejne 0 do 30% wynika ze strat powstających w węzłach kinematycznych układu napędowego. rzeprowadzona w niniejszym opracowaniu szczegółowa analiza wpływu oleju na straty tarcia w zazęieniach, łożyskowaniach i uszczelnieniach przekładni wykazała, że: - straty tarcia wynikają głównie z iegu jałowego i są wyższe (dla łożysk znacznie wyższe) niż dla fazy pracy pod ociążeniem rooczym, - straty tarcia wzrastają ze wzrostem lepkości oleju smarującego. Stąd jednym z kierunków redukcji strat tarcia w zazęieniach i łożyskowaniach jest zastosowanie do smarowania przekładni oleju o niższej lepkości, ale z dodatkami stailizującymi procesy tarcia (np. olej smarująco-chłodzący typu ATF), - dla uzyskania minimalnych strat tarcia w przekładniach układu przeniesienia mocy należy wyodręnić oddzielny układ smarowania nie łącząc go z układem smarowania silnika napędzającego. 6. LITERATURA [1] oprawa moilności czołgu T-7. raca własna OBRUM, Gliwice, luty 00 (opracowanie niepulikowane). [] LINKE H.: Stirnradverzahnung: Berechnung Werkstoffe Fertigung. Carl Hanser-Verlag, Miinchen Wien 1996 [3] LANGENBECK K., GREINER J.: Schmierstoffsparende Zahnräder. Antriestechnik, (8) Nr.5, 1989 [4] FÖRSTER H.J.: Automatische Fahrzeuggetriee: Grundlagen, Bauformen, Eigenschaften, Besonderheiten. Springer Verlag, Berlin; Heidelerg, New York [5] SKF Hanptkatalog Nr. 300/IX, Wyd [6] Firma FREUDENBERG: Simmerring /Radial Wellendichtringe, Katalog Nr 100, Wyd [7] BURDZIŃSKI Z.: Teoria ruchu pojazdu gąsienicowego. WKiŁ, Warszawa 197. [8] SAŁEK J.: Smarowanie przekładni zęatych - zagadnienia teoretyczne. olitechnika Śląska, Gliwice 000, 48 stron. [9] SAŁEK J.: rolemy inżynierii smarowania maszyn w górnictwie. Monografia 57. Wydawnictwo olitechniki Śląskiej, Gliwice 003.

15 Analiza wpływu smarowania na straty mocy w układzie przeniesienia napędu pojazdu... ANALYSIS OF INFLUENCE OF LUBRICATION ON OWER LOSSES IN ROULSION TRANSMISSION SYSTEM OF A TRACKED VEHICLE Astract: rolems are presented of improvement in moility of a tracked vehicle y increase in the effective power, otained y reduction in losses in the drive transfer system. Basing on the general alance of power losses generated in meshes, earings and seals of the transmission, a detailed analysis of influence of luricating oil on these losses was carried out. It was proved that oth for the idle run phase (in particular) and for operation at the operating load, the use of oil of decreased viscosity and containing additives stailizing friction processes in kinematics nodes is advantageous. Recenzent: dr inż. Andrzej SZAFRANIEC