Трактор. В [2] сказано: "совершенствование трансмиссий с.-х. тракторов направлено на автоматизацию управления изменением передаточного числа. Этому способствует оснащение тракторов ... двигателями постоянной мощности". Первая фраза частично верна, хотя и небесспорна, но вторая — ошибочна. К автоматизации изменения передаточного числа двигатель постоянной мощности никакого отношения не имеет так же, как и обычный, и в этом смысле они один от другого не отличаются. Более того, применение на тракторах с автоматически регулируемыми бесступенчатыми трансмиссиями двигателей постоянной мощности технически совершенно не оправдано и просто бессмысленно [4].

Силовой агрегат. "Силовой агрегат трактора содержит ДВС и два объемных гидропривода. Это сочетание позволяет эксплуатировать двигатель на режимах (М_дв, n_дв), соответствующих любой зоне его регуляторной характеристики". А разве сочетание двигателя с механической трансмиссией на любом тракторе без гидроприводов этого не позволяет делать?

Гидропривод. "Объемные гидроприводы позволяют организовать между ведущими мостами дифференциальную связь с переменной несимметричностью, ...". Позволяют, если при схеме привода с одним гидромотором на каждый мост соединить моторы параллельно и применить регулируемые моторы с автоматическим регулированием [4]. Но, во-первых, автор рассматривает не такую схему, а индивидуальный привод, который можно построить и с механической трансмиссией, применив два двигателя и такое же регулирование. Во-вторых, гораздо важнее дифференциальная связь колес разных бортов, чем мостов. Поскольку автор ничего об этом не пишет, вероятно, он собирается применить механический дифференциал, пренебрегая возможностями ГОТ. И, в-третьих, схема индивидуального привода благодаря автоматике может эту связь сделать любой, а не только дифференциальной. Это — проблема, требующая серьезного анализа, а не просто упоминания.

Там же далее "... позволяют изменять состояние трансмиссии (прозрачная / непрозрачная)". Это верно, если добавить "посредством включения/отключения автоматики регулирования трансмиссии". Только вот вопрос, а зачем это нужно, зачем отключать автоматику, теряя все преимущества, которые она дает трактору? Неверно также, что Устанавливаемый системой управления рабочий объем насоса определяет скорость движения трактора, а рабочий объем мотора — давление в гидроприводе и тяговое усилие". Тяговое усилие устанавливает и определяет перепад давления, определяемый в процессе регулирования обоими рабочими объемами, а скорость движения (разумеется, при неизменной частоте вращения двигателя) — соотношение этих рабочих объемов, определяющее передаточное отношение трансмиссии.

Трансмиссии. "Главное отличие бесступенчатых трансмиссий от ступенчатых заключается в ширине интервала изменения передаточного числа". Это совершенно неверно. Главное отличие этих трансмиссий — в способе изменения передаточного числа (ступенчатое или плавное) и в прозрачности или непрозрачности (см. дальше). Что до ширины интервала изменения передаточного числа, то как раз тут отличия нет вообще: у любых трансмиссий при прочих равных условиях она всегда одинакова (к механической трансмиссии, несомненно, относится и сцепление). Она соответствует всему интервалу изменения скорости движения от нулевой до максимальной. Кроме того, у механических ступенчатых трансмиссий вообще нет интервала изменения передаточного числа (если под этим понимать плавное изменение), а есть только больший или меньший дискретный набор передаточных чисел в заданных пределах.

Автоматическое регулирование. "С помощью автоматического управления выявляется группа передач (диапазон) гидромеханической КП или интервал изменения передаточного числа ...", т. е. под автоматическим управлением ГОТ авторы понимают автоматическое выполнение переключения диапазонов или интервалов. В многодиапазонной трансмиссии это полезно сделать, но это задача вспомогательная. Автоматическое переключение передач, возможно, делается и в машинах с механическими трансмиссиями, переключаемыми под нагрузкой без разрыва потока мощности. В тяговых машинах вообще [5, 6] и в тракторах [7] с бесступенчатыми трансмиссиями главная задача автоматики другая — поддержание постоянства пусковой силы тяги или мощности. Без этого обеспечить в трансмиссии непрозрачность невозможно. В понимании автоматики авторами [2] мы получим бесступенчатую трансмиссию, но не получим непрозрачную, т. е. получим трансмиссию с ручным управлением внутри диапазонов.

Как ни странно, большинство специалистов тракторостроения так и понимают управление бесступенчатыми трансмиссиями. Тем более прискорбно, что такого ошибочного мнения придерживаются специалисты. Впрочем, быть может, автор все же понимает автоматику шире? Нет, в [1] он пишет: "На корректорном участке N_д = const, поэтому увеличение подачи насоса с ростом крутящего момента двигателя сохранит неизменной частоту вращения вала насоса и, следовательно, скорость движения". Из этого пассажа видно, что автор рассматривает процесс без автоматического регулирования рабочего объема. И притом неправильно: во-первых, на корректорном участке N_д ≠ const; во-вторых, рост крутящего момента двигателя при N_д = const приводит к снижению частоты вращения вала насоса, а с увеличением подачи насоса изменятся передаточное число трансмиссии и скорость движения.

Заметим еще, что продолжение фразы в начале раздела "... в соответствии с конкретными условиями функционирования МТА (т. е. с наиболее вероятным тяговым усилием трактора)" верна в первой части и ошибочно во второй, поскольку "конкретные условия" и "наиболее вероятные" — это никак не одно и то же (у авторов между этими определениями стоит "т. е."). Неверно также, что автоматика " позволяет повысить качество продукции и увеличить производительность за счет бесперебойного функционирования" [3]. Бесперебойно функционировать должны все агрегаты, и автоматика к этому ничего не прибавляет. Неверно, что "это стало возможным с появлением ... цифровых устройств". Аналоговая автоматика в этом смысле не уступает цифровой.

Алгоритмы. Алгоритмы не "разрабатываются с использованием технологии автоматизированного проектирования" и не "отлаживаются в условиях эксплуатации трактора" — к эксплуатации они уже должны быть отлажены; и уж тем более не "реализуется процедура обучения, обязательная для обретения трактором состояния адаптации". В состоянии адаптации адаптивная система находится всегда и никакой процедуры ей для этого не требуется. Что касается адаптивности, то удивительно, что в статье с заглавием "Адаптивное управление МТА" об адаптивном управлении ничего не сказано. Даже после слов "рассмотрим адаптивную систему управления" ни слова об адаптивной системе не говорится, поэтому остается неясным, что автор под этим понимает.

Теперь собственно об алгоритмах. "Свойство непрозрачности... на корректорном участке регуляторной характеристики реализуется при условии M_c → const; ... где M_c — момент сопротивления...". Тут все неверно. Во-первых, не на одном корректорном, а на любом участке; во-вторых, при совершенно других условиях: M_к → const и Р_дв → const; и наконец, закон регулирования M_с → const — как раз тот, который в автоматике невозможен, поскольку M_с — внешняя сила, регулировать которую автоматикой трактора в принципе невозможно.

Прозрачность трансмиссий. ГОТ без автоматического регулирования — прозрачная (абсолютно прозрачная, если не учитывать сжимаемость масла). Автоматическое регулирование рабочих объемов составляющих ее машин (а не переключения диапазонов, см. выше) делает ее непрозрачной. Абсолютно непрозрачной при условии отсутствия статизма системы автоматического регулирования.

Испытания. В [2] заявляется, что "во время испытаний трактора ... недопустимо отключать автоматическое управление, так как в трансмиссии фиксированные передаточные числа (i) не сохраняются, а их текущие значения не воспроизводятся". Не воспроизводятся только оккультные явления, да и то не всегда. Что до фиксированных i, то, чтобы они сохранялись, нужно именно отключить автоматику. Тогда без автоматики гидрообъемная трансмиссия становится прозрачной, как механическая, с фиксированными i. Правильно было сказать "нерационально", поскольку ничего недопустимого в отключении автоматики нет. Трактор останется работоспособным, и, возможно, такие испытания для чего-нибудь были бы полезны. Но дальше описываются два варианта авторской методики получения гиперболической характеристики путем ступенчатого изменения рабочих объемов машин. Ступенчатое изменение рабочих объемов возможно только при отключенной автоматике, поскольку работающая автоматика при регулировании непрерывно и плавно изменяет именно рабочие объемы. Чему же должен верить читатель: заявлению или методике? Впрочем, спор этот беспредметен: автоматика регулирования делается так, что отключить ее невозможно. Кроме того, оба способа не позволяют получить гиперболическую тяговую характеристику и не пригодны даже для испытаний трактора с ручным (не автоматическим) управлением ГОТ.

Дальше — больше. "Гипербола каждого диапазона может быть получена независимо от способа автоматически после ввода в бортовой компьютер специальной программы ". В книге "Физики шутят" была описана болезнь, заключающаяся в уверенности исследователя, что любая проблема, которую он не может ни решить, ни даже сформулировать, легко будет решена, если удастся получить доступ к достаточно дорогому компьютеру. Симптом этой болезни тут налицо. На самом деле в данном случае (для проведения испытаний) это просто невозможно: как мы показали выше, методика авторов и компьютерная автоматика взаимно исключают друг друга. Кроме того, для снятия характеристик необходимо менять внешнюю нагрузку, к которой бортовой компьютер никакого отношения иметь не может.

Далее авторы указывают, что необходимо учитывать влияние условий движения при каждом изменении передаточного числа. Учет влияния условий движения выполняется при испытании любых тракторов, ГОСТ 30745-2001 прямо предписывает проводить испытания в определенных условиях при обусловленных показателях фонов. Но влияние условий движения учитывают вообще, а не для каждого передаточного числа. Это просто незачем делать. Для тракторов с бесступенчатыми трансмиссиями это неверно вдвойне: неправильно методически и невозможно практически. Поскольку в [2] правильно указывается на недопустимость отключения автоматики при испытаниях, непонятно, как же авторы предполагают учитывать условия, ведь при работающей автоматике передаточное число непрерывно меняется при малейшем изменении нагрузки, в функции которой характеристика и снимается.

НИР и ОКР. Завершающая часть статьи [3] звучит так: "Хотя комплексные НИР и ОКР по созданию АДСУ* не проводили, но отдельные ее элементы апробированы и часть из них уже освоена промышленностью". Что касается НИР, вероятно, автор не знаком с работами ни корифея этого направления Л.И. Гром-Мазничсвского, ни ряда других ученых, а что до отдельных апробированных элементов, то жаль, что автор не поделился с читателями этим важнейшим неизвестным нам фактом. Но если сам автор такие работы проводил (см. "апробированы"), то результатами их и следовало поделиться с читателями. Кстати об отдельных элементах. Автоматика — это система, и апробировать ее по отдельным элементам невозможно.

Что до возможности создания, то нет необходимости ждать двух лет, как полагает автор. Такой трактор мог быть создан еще 20 лет назад и может быть создан прямо сейчас, было бы желание и финансовые возможности у завода-изготовителя.

Можно по-разному относиться к рассмотренным статьям. С одной стороны, несмотря на всю приведенную здесь критику, неплохо, что они появились в печати. Неясности и непонимание могут быть изжиты, только когда все положения, пусть даже ошибочные, непонятные или неизвестные большинству специалистов и по трансмиссиям и по тракторам, высказаны и обсуждены. Это — обычный путь прогресса. С другой стороны, эти статьи свидетельствуют о крайне низком уровне понимания проблемы специалистами нового для сельхозмашиностроения направления и странном нежелании или неумении "заглянуть за забор соседа" и увидеть там готовое решение всех этих проблем. Напомню, что бесступенчатые трансмиссии имеют как большую и глубокую теорию, включающую классические труды [5, 6], так и многолетнюю практику применения. Они широко и успешно эксплуатируются более полувека на всех тепловозах, на самосвалах БелАЗ и автомобилях с электрическим приводом и у нас и за границей.

Список литературы

1. Богданович В. П. Основа функциональных свойств тракторов нового поколения // Механизация и электрификация сельского хозяйства. — 2004, № 4.

2. Рыков В. Б., Богданович В. П., Гетъман Н, И. Тяговые показатели тракторов // Тракторы и сельскохозяйственные машины, — 2004, № 4.

3. Богданович В. П. Адаптивное управление МТА // Тракторы и сельскохозяйственные машины. — 2004, № 5.

4. Новиков Г. В. К вопросу о функциональных свойствах тракторов с бесступенчатыми трансмиссиями // Механизация и электрификация сельского хозяйства. — 2004, № 10 (находится в печати).

5. Степанов А, Д. Теплоэлсктрический привод транспортных машин. — М.: Машгиз, 1953.

6. Степанов А. Д. Автоматическое регулирование мощности в тепловозах и газотурбовозах. — М.: Машиностроение, 1964.

7. Новиков Г. В. Автоматическое регулирование тягового привода машин с бесступенчатыми трансмиссиями // Тракторы и сельскохозяйственные машины. — 2003, № 8.

* АДСУ — адаптивная система управления.