автореферат диссертации по процессам и машинам агроинженерных систем, 05.20.03, диссертация на тему:Метод оперативного контроля расхода топлива машинно-тракторными агрегатами

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ВСЕСОЮЗНЫЙ ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ РЕМОНТА И ЭКСПЛУАТАЦИИ МАШИННО-ТРАКТОРНОГО ПАРКА (ГОСНИТИ)

На правах рукописи УДК 629.114.2-82.004.58

КУНАФИН Айдар Фагимович

МЕТОД ОПЕРАТИВНОГО КОНТРОЛЯ РАСХОДА ТОПЛИВА МАШИННО-ТРАКТОРНЫМИ АГРЕГАТАМИ

Специальность 05.20.03 - Эксплуатация, восстановление

и ремонт сельскохозяйственной техники

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Москва - 1992

Работа выполнена ц Государственном всесоюзном ордена Трудового Красного Знамени научно-исследовательском технологическом институте ремонта и эксплуатации машинно-тракторного парка (ГОСНИТИ)

Научный руководитель Официальные оппоненты

Ведущее предприятие

доктор технических наук К. Ю. Скибневский

доктор технических наук

A. Н. Никифоров

кандидат технических наук

B. С. Полубояров

Северо-Кавказская зональная машинноиспытательная станция

Защита состоится " * ' 11 1992 года в

•часов на заседании специализированного совета К 152.01.01 по присуждению ученой степени кандидата технических наук ГОСНИТИ по адресу: 109428, Москва, 1-ый Институтский проезд, д. I.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке института.

Автореферат разослан " ^ " ^

¡¡Р-гв^СЛЛ- 1992 г.

Отзывы на автореферат, заверенные печатью, направлять по указанному адресу ученому секретарю специализированного совета.

Ученый секретарь специализированного совета, доктор технических наук

М. А. Халфин

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы. В свете принятых в последнее время законов, определяющих новые условия землепользования и переход на рыночные отношения, значительно повышаются требования к надежности и эффективности используемой сельскохозяйственной техники. Поэтому еще более актуальными становятся проблемы снижения эксплуатационных затрат на машинно-тракторный парк. Весомая часть этих затрат приходится на техническое обслуживание, ремонт (ТОР) и на топливно-смазочные материалы (ТОМ). В частности, затраты на нефтепродукты достигают 1/3 общей суммы расходов, связанных с эксплуатацией МТП.

Между тем, имеются огромные резервы экономии топлива. По данным ВИМ И ГОСНИТИ потери топлива в сельском хозяйстве составляют более 10 процентов, в том числе при эксплуатации техники - 7,7 %, при хранении - 1,2 X, при заправке - до 1,6 %. Следует отметить, что экономия только одного процента топлива, используемого в сельскохозяйственном производстве страны, позволит сберечь в год более 30 млн. руб.

Основными потребителями топлива в сельском хозяйстве являются машинно-тракторные агрегаты, на долю которых приходится более БО % его общего расхода и почти 3/4 непроизводительных потерь. В связи с этим первостепенное значение приобретают вопросы, связанные с контролем расхода топлива МТА.

Однако в настоящее время в сельском хозяйстве отсутствуют достаточно эффективные методы контроля эксплуатационного расхода топлива. Не существует надежной системы учета и оперативного анализа расхода топлива отдельными МТА, что приводит к большим необоснованным его потерям, невозможности оценить эффективность тех или иных мероприятий, направленных на экономию топливно-смазочных материалов.

Окованное подтверждает пктуольиооть наотолщрй работы, ко-

торая выполнена в ГОСНИТИ в соответствии о "Комплексной программой экономии и повышения эффективности использования материальных и топливно-энергетических ресурсов на предприятиях и организациях Госкомсельхоэтехники на 1986-1990 гг. и на период до 2000 года".

Цель исследования заключается в раеработке метода оперативного контроля расхода топлива ИГА, позволяющего своевременно обнаруживать перерасход топлива и принимать необходимые организационно-технические меры по устранению его причин, снизить затраты на эксплуатацию машинно-тракторного парка.

Объект исследования - удельный (на единицу выполненной работы) расход топлива (УРТ) машинно-тракторными агрегатами на базе тракторов МГЭ-80/82 и Т-1Б0К.

Научная новизна состоит в:

- теоретическом обоснованиии применения удельного расхода топлива.на единицу выполненной работы, определяемого с учетом влияния основных факторов, для оперативного контроля эксплуатационного расхода топлива ИГА;

- выявлении номенклатуры и характера влияния значимых факторов на УРТ ИГА;

- разработанном методе оперативного контроля расхода топлива UTA;

- разработанных алгоритме и программе для ЭВЫ, реализующих метод.

Практическая^ вначииость заключается в разработке метода оперативного контроля расхода топлива индивидуальных КГГА без отрыва их от выполняемой работы, позволяющего на Б - 7 % уменьшить расход дизельного топлива за счет своевременного обнаружения перерасхода топлива и признаков отказов ИГА.

Внедрение. Результаты исследования реализованы в программном комплексе для персональных компьютеров ЕС-1840 и IBM PC/XT, AT "Система оперативного контроля расхода автотрактор-2

ного топлива (СОКРАТ)". Оиотема внедрена в колхое© "Новая жизнь" ¡Пекинского района Тульской области.

Апробация. Основные положения диссертационной работы доложены и обсуждены на Всесоювной научно-технической конференции "Энергосберегающие технологии в сельскохозяйственном производстве" (Тамбов,1990 г.),на технических советах лаб. NX 24 ГОСНИТИ (1989-1991 гг.), на эаседании секции использования и технического обслуживания машин Ученого совета ГОСНИТИ (1991 г.).

Публикации. ГЬ теме диссертации опубликовано 3 работы, общим объемом 0.8 п. л.

Структура и объем работы. Диссертация состоит иэ введения, пяти разделов, выводов, списка использованной литературы и приложений. Она наложена на 1ББ страницах машинописного текста, включает 47 иллюстраций, 22 таблицы, библиографию на 11 страницах (119 наименований отечественных и зарубежных авторов) и Э приложения на 51 странице.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

В первой разделе представлены результаты анализа литературных источников по проблемам экономии топливно-омазочных материалов в сельском хозяйстве и по состоянию контроля эксплуатационного расхода топлива машинно-тракторными агрегатами.

Эффективная и экономичная работа UTA возможна только при условии систематического поддержания значений удельного расхода топлива в допускаемых пределах. Под УРТ машинно-тракторного агрегата согласно ГОСТ 24067-88 понимают отношение количества израсходованного топлива на единицу выполненной работы. В настоящее время в сельском хозяйстве для оценки эффективности использования ИГП и в целях планирования принят нормативный метод контроля расхода топлива, базирующийся на оценке удель-

3

ного раохода дизельного топлива на уолосиый эталонный гектар (кГ/у. э. га).

Однако, анализ практического использования нормативного метода контроля расхода топлива показывает, что он имеет ряд существенных недостатков, которые обусловливают крайне низкую его эффективность при решении вопросов экономии ТОМ. Основными из них являются большая погрешность определения значений удельного расхода топлива индивидуальных МГА, невозможность систематического слежения за УРТ и оперативного обнаружения перерасхода. Нормы расхода топлива' зачастую нереальны и фактический расход не с чем сравнивать. Поэтому во многих хозяйствах не определяют экономию и перерасход топлива.

Распределение значений УРТ подчиняется нормальному закону и имеет значительное рассеивание относительно среднего значения (коэффициент вариации 0,6-0,8), так как в условиях реальной эксплуатации МГА работают под действием случайного комплекса разнообразных факторов.

Известны исследования и экспериментальные данные влияния многих факторов на расход топлива. В работах Барама Е. Г. , Ио-финова С. А. , Лышко Г. П. , Гольверка А. А. , Целуйко А. О. , Косули-на А. Г. . Лушицкого (а а , Зубова Н. И. , Никифорова А. Н. и др. исследован характер влияния на расход топлива таких факторов, как почвенно-климатические условия, способы агрегатирования и режимы работы МГА, квалификация механизаторов и технического персонала, качество проведения ТОР, техническое состояние отдельных узлов и механизмов МГА, качество применяемых ТОМ и т. д. Вместе с тем, до сих пор нет эффективных методов расчета и оценки удельного расхода топлива МГА. .Наиболее надежным источником информации остаются сравнительные эксплуатационно-технологические испытания в реальных условиях.

Таким образом, анализ состояния вопроса показал, что без создания хорошо налаженной системы оперативного контроля рас-4

хода топлива КГГА затруднено решение проблемы экономии ТОМ в сельском хозяйстве, а для достижения поставленной цели иооле-дования необходимо решить следующие задачи:

1. Раеработать теоретические предпосылки метода оперативного контроля расхода топлива машинно-тракторных агрегатов.

2. Оценить метрологические характеристики разработанного метода.

Я. Выявить номенклатуру значимых факторов, действующих на УРТ МТА в условиях эксплуатации, и исследовать характер их влияния.

4. Разработать алгоритм и программу для ЭВМ, реалиэугоув метод оперативного контроля расхода топлива ША, и технологию ее использования.

Б. Провести опытно-производственную проверку разработанного метода и оценить его эффективность.

Для решения поставленных задач разработана программа и общая методика проведения работы.

Во втором разделе приведены результаты исследований по разработке теоретических предпосылок метода оперативного контроля расхода топлива МТА.

Параметр УРТ МТА зависит от большого числа факторов, различающихся по происхождению (конструкционные, технологические, организационные), периодичности воздействия (единовременные, периодические, непрерывные) и закономерности воздействия (детерминированные и стохастические). Вследствие этого в различные моменты времени параметр принимает случайные значения, т. е. реально динамика УРТ конкретного МТА описывается некоторой случайной функцией. В наиболее общем виде ее можно представить случайной функцией > зависящей от двух укрупненных пере-

менных: составляющей ^ц(^) изменения УРТ под действием конструкционных факторов при определенном фиксированном значении

Б

эксплуатационных и составляющей с) изменения параметра под воздействием эксплуатационных факторов при отклонении их от фиксированных значений. Основную лепту в вариацию результирующей функции вносит составляю^ Ц^)'- 75 - 9Б

Из теории олучайных функций иэвеотно, что при фиксированных значениях аргумента любая случайная функция превращается в обычную случайную величину. Таким образом, рассмотрение случайной функции изменения параметра за некоторый отрезок можно заменить рассмотрением множества случайных величин. При условии, что вое действующие факторы за этот период будут находиться на определенных фиксированных уровнях, процесс изменения УРТ будет представлять собой стационарный случайный процесс, который характеризуется постоянством своих статистических параметров (среднего значения и среднеквадратического отклонения) .

Согласно свойства постоянности статистических характеристик стационарного процесса для любого единичного значения УРТ в рассматриваемый период будет справедливо условие:

аг"-5< 81 * яг»-* .

где - среднее значение УРТ;

(} - среднеквадратическое отклонение;

- единичное значение УРТ; К - коэффициент допустимого отклонения значений УРТ МГА в долях б .

Нарушение условия (1) любым единичным значением УРТ свидетельствует о том, что анализируемое значение не может объясняться отклонением УРТ иэ-за случайной погрешности его определения, а является результатом изменения условий его формирования.

Здесь интервал ^ - К "б определяет допустимую область

случайного рассеивания единичных значений относительно установившегося среднего значения при неизменных условиях эа счет случайных погрешностей определения, единичных значений УРТ. Коэффициент Н (допуск) определяет допустимое отклонение значений УРТ относительно базового в долях среднеквадратического отклонения.

Этот коэффициент с одной стороны определяет минимальную-величину повышения УРТ, которая воспринимается как перерасход топлива. С другой стороны, К определяет вероятность "ложного сигнала", т. е. вероятность того, что случайное отклонение УРТ будет воспринято как перерасход топлива, когда на самом деле перерасход отсутствует (ошибка первого рода). Увеличение К приводит к снижению эффективности оценки УРТ ИГА из-за повышения вероятности "пропуска дефектов", вызывающих повышение УРТ менее К*б (ошибка второго рода). Снижение же значений допуска приводит к увеличению вероятности "ложного сигнала" и связанных с этим затрат от поиска несуществующих дефектов.

С учетом вышесказанного было рассмотрено изменение УРТ ИГА эа периоды и Iа < характеризующиеся математическими ожиданиями параметра ва эти периоды - ^ и (см. рис.1). Условно рассматриваемые периоды и значения УРТ были названы базовыми и анализируемыми.

В общем виде анализируемое значение УРТ можно представить как: П .

0а = д5 * • <» '

1/

где Оц - анализируемое значение УРТ;

- базовое значение УРТ;

Дприращение УРТ за анализируемый период из-за изменения го фактора;

Х^ - величина изменения го фактора.

УРТ (0)

-Ж- __ /

И«, т/ к?-'-

ьз-

/ и и

ШработкаТТ)

Рис. 1. Фрагмент динамики УРТ ИГА

С учетом их специфики факторы, действующие на УРТ ИГА. были разбиты на три группы:

1) ^ = "^1,.. - группа постоянных факторов, не иэменяюсцих свои

значения в обоих периодах и I¡х;

2) группа учитываемых факторов, значения которых изменяются и могут быть зафиксированы;

-^Г пГ^— группа неучтенных факторов.

К первой группе могут относиться такие факторы, как вид и место выполняемой работы, техническое состояние ИГА, квалификация механизатора, состав МГА, организация выполнения работ, погодные условия, качество ТОМ и т. д. , если они остаются на одинаковом уровне или имеют незначительные изменения за сравниваемые периоды.

Во вторую группу могут входить те же самые факторы, если они поддаются количественному или качественному учету и имеют значительную разницу в периоды и ta_.

Третья группа объединяет неподдающиеся учету факторы, которые могут иметь случайные значения. Это в основном непрерывные факторы, которые вызывают случайные отклонения вначений УРТ МГА от установившегося среднего значения (при фиксирован-е

ных значениях факторов первой и второй групп). К этой группе можно отнеоти олучайные колебания режимов нагрузки, сопротивления почвы, климатичеоких уоловий и т. д.

О учетом выделенных групп факторов:

<э>

$ $ О

Вторая составляющая выражения (3) равна нулю и его можно

опустить, так как постоянные факторы не вызывают изменения УРТ. Третья составляющая представляет собой долю приращения УРТ за анализируемый период, вызванную изменением учитываемых факторов. Эту составляющую можно определить расчетным путем, если известны функции приращения УРТ от изменения учитываемых факторов.

Последняя составляющая приращения представляет собой погрешность определения общего приращения УРТ за анализируемый период ^ д от случайного изменения П - £ неучтенных факторов. Она определяет коэффициент вариации значений УРТ и зависит от числа постоянных факторов £ . Тогда, обозначив эту погрешность как можно представить выражение (3) в следующем виде: ^

а

Полученное выражение является универсальным математическим описанием процесса изменения расхода топлива МГА, позволяющим учитывать влияние различных факторов, действующих на УРТ ИГА в реальных условиях эксплуатации, и за счет этого создает возможность сравнительной оценки текущих значений УРТ МТА путем анализа их приращений:

фактическое приращение УРТ ИГА за анализируемый период;

расчетное приращение УРТ sa анализируемый период из-за изменения j-ro учитываемого фактора; чиоло постоянных факторов; число учитываемых факторов;

случайная погрешность определения суммарного приращения УРТ за анализируемый период иэ-эа изменения неучтенных факторов.

На основе проведенных исследований был предложен метод оперативного контроля расхода топлива UTA, основанный на анализе индивидуальной динамики УРТ конкретных ИГА с учетом влияния эксплуатационных факторов, суть которого состоит в следующем:

1) По индивидуальным ИГА систематически через определенные малые промежутки наработки t[ фиксируются единичные значения УРТ |Jj и значения учитываемых факторов JCj . действующих в эти промежутки (см. рис. 2).

где лдй -

A9(Ii) -I.

jb(l) -

Рис. £. Схема оперативного контроля расхода топлива ИГА на основе анализа динамики УРТ

А

<?) За некоторый период работы ИГА при иавеотном чис-

ле факторов, находящихся на постоянньн уровнях (постоянный вид работы, техническое состояние, состав агрегата, механиэатор и т. д.), устанавливается начальный (базовый) УРТ ИГА для этих условий. Баэовый УРТ Цр определяется путем статистической обработки совокупности единичных значений УРТ за период , длительность которого зависит от необходимой точности.

3) Оценка последующих (текущих) значений УРТ ИГА. полученных при аналогичных о базовым периодом условиях, производится путем проверки их соответствия распределению значений УРТ за баэовый период по условию (1).

Если это условие выполняется, то состояние ИГА удовлетворительное. При несоответствии анализируемого значения условию (1) необходимо установить причину изменения УРТ путем анализа его приращения Аза анализируемый период.

4) Анализ приращения УРТ производится по условию (Б) путем оценки изменения учитываемых факторов Х^ за анализируемый и баэовый. периоды.

Если условие выполняется, то наблюдаемое приращение УРТ ДЦа является следствием изменения учитываемых факторов . В обратном случае следует, что наблюдаемое приращение не может объясняться- изменением учитываемых факторов и делается вывод об изменении постоянных факторов - технического состояния ИГА или организационных условий. В этом случае дается сигнал в инженерную службу хозяйства для поиска и устранения причин перерасхода топлива ИГА.

Метрологический анализ показал, что общая погрешность такого метода будет определяться выражением:

где Ра » " погрешности определения значений УРТ эа анализируемый и эталонный периоды;

Р&,- погрешность определения приращения УРТ; р(1) - погрешность от случайного изменения неучтенных факторов.

о

Погрешности р^ • Р^ и Pt и^кл1 систематический характер. их можно учесть и уменьшить. Погрешность р{1) является случайной и зависит от расоеивания значений УРТ от установившегося среднего значения под влиянием неучтенных факторов. Эта погрешность характеризуется среднеквадратическим отклонением значений УРТ при фиксированных значениях постоянных факторов и определяет основную часть общей погрешности метода. Она определяется числом постоянных факторов и основным путем ее уменьшения является увеличение числа постоянных факторов при анализе динамики УРТ МГА.

Следует отметить, что предложенный метод позволяет оценивать перерасход топлива МГА путем сравнения текущих значений УРТ с индивидуальными базовыми значениями, поэтому эффективность метода зависит от правильности формирования базовых значений УРТ. В случае некорректного определения, например, если базовое значение будет определено при неисправном МГА, работающем с перерасходом топлива, появится дополнительная систематическая погрешность.

При недостатке информации эту погрешность можно снизить за счет предварительной проверки технического состояния МГА и проведения соответствующих ремонтно-обслуживающих воздействий перед началом наблюдений за динамикой УРТ. Нэобходимо также проверять значения УРТ за базовый период на выпадающие точки, с целью исключения из расчета резко выделяющихся значений УРТ МГА. При наличии достаточной базы данных открывается возможность оценки базового значения путем сопоставления его с данными за другие периоды работы МГА или с аналогичными базовыми значениями по другим тракторам.

Для эффективного использования предложенного метода необ-

ходимо выбирать оптимальные допускаемые . отклонения значений УРТ индивидуальных МТА, обеспечивающие максимальный экономический эффект от своевременного выявления и устранения, перерасхода топлива МТА при минимальных затратах на осуществление контроля. В диссертации приведена методика такого выбора, основанная на теории принятия решений по критерию минимума среднего риска.

В третьем разделе представлена методика проведения экспериментальных исследований. Приведено обоснование обьекта исследования, методика сбора и обработки экспериментальных данных. методика исследования влияния факторов на УРТ МТА.

Эксплуатационные наюлюдения за динамикой УРТ МГА были проведены в условиях типичных для Центральной зоны РСОСР хозяйств - совхоза имени В. И. Ленина Ленинского района Московской области (1989 г. ) и в колхозе "Новая жизнь" Щекинского района Тульской области (1990 г.).

Сбор первичной информации осуществляли в соответствии с ГОСТ 17Б10-79. При проведении эксплуатационных наблюдений за МГА ежедневно фиксировали следующую первичную информацию: показание мотосчетчика трактора в момент заправки топлива, вид и место выполняемой работы, марку агрегатируемой машины, количество заправленного МГА топлива, квалификацию тракториста, изменения в техническом состоянии МТА, погодные условия (среднюю дневную температуру и наличие осадков). По каждому трактору вели слежение за динамикой УРТ, в случаях резкого повышения удельного расхода топлива путем заявочного диагностирования оперативно определяли их причину.

Учет и оперативную обработку первичных данных вели на ПЭВМ ЕС-1840 по специально раэработанной автором рабочей программе. Рабочая программа написана на языке TURBO BASIC и представляет собой универсальный программный комплекс, объединяющий в себе блоки ввода информации по тракторам, обработки

13

первичной информации, анализа динамики и текущих значений УРТ МГА.

Последующую обработку полученных экспериментальных данных полностью провели о использованием вычислительной техники. Вся накопленная информация была аапиоана в универсальную базу данных по отдельным тракторам. Это обстоятельство облегчило процесс обработки данных, который сводился к составлению специальных программ для ШВЫ, выполняющих выборку необходимой информации из базы данных и их обработку по соответствующим алгоритмам.

В четвертом разделе изложены результаты экспериментальных исследований.

Экспериментальные исследования позволили получить следующие материалы и результаты:

1) рыявлены основные факторы, определяющие удельный расход топлива МГА в условиях реальной эксплуатации и определ-на их значимость;

2) получена регрессионная модель изменения УРТ МГА под влиянием основных факторов;

3) выявлен характер влияния исоледуемых факторов и определены количественные характеристики (удельные веса) их воздействия на УРТ МГА;

4) получена зависимость коэффициента вариации единичных значений УРТ МГА от числа учитываемых постоянных факторов;

6) выявлены основные причины перерасхода топлива МГА в реальных условиях эксплуатации. .

На основе литературных данных и результатов поисковых экспериментов для исследования было выбрано восемь факторов, определяющих УРТ индивидуальных МГА в реальных условиях эксплуатации: вид выполняемой работы, техническое состояние МГА, место работы (участок), срок службы трактора, квалификация механизатора, тип сиотемы пуска трактора, оредняя температура 14

воздуха и наличие осадков в период работы ИГА. Дисперсионный анализ исходных данных показал, что все выбранные факторы являются значимыми. Исследуемые факторы определяют почти 99 % дисперсии значений удельного расхода топлива машинно-тракторных агрегатов.

С целью определения степени влияния исоледуемых факторов на УРТ МТА был проведен регрессионный анализ полученного в ходе проведения экспериментов статистического комплекса и получена следующая регрессионная модель:

д = 0,9б-Нн + 1,16-Н2 + 0,22-Н3 - 0,19-Н^ + + 0,10-Н5 + 0,16-К, + МЗ-Н^-ь о,«-Нл . (7)

где У - значение УРТ. л/моточас;

нлг

..,Ив - уровни факторов, характеризующих вид выполняемой работы, техническое состояние ИГА, место работы (участок), срок службы трактора, наличие осадков, квалификацию механизатора, среднюю температуру воздуха в период работы и тип системы пуска трактора, соответственно.

Путем перебора различных сочетаний уровней факторов и используя коэффициенты регрессии модели (7) были рассчитаны удельные веса исследуемых факторов (см. рис. 3).

Анализ показал, что в условиях конкретного хозяйства более 85 X рассеивания значений УРТ.определяется такими основными факторами, как техническое состояние ИГА, место и вид выполняемой работы, срок службы трактора. При постоянном виде работы техническое состояние ИГА определяет до 44,6 % отклонения значений УРТ от среднего, место работы - до 16,9 X, срок службы трактора - до 13,9 X и наличие осадков в период работы - до 9,2 X отклонения. Средняя температура воздуха в период работы ИГА определяет до 6,2 X рассеивания УРТ, квалификация тракториста и тип системы пуска могут вызвать до 4,6 X рассеивания.

2 £ <=> э.з щ

1— г.*; £ 3.2

сэ 1.1 1 СО ¿йУ^

' — i -сэ 1. 1_

1=Г11 0

6 7 8

фшорм

Рис.3. Удельные веса факторов, влияющих на УРТ МГА,

#

где - удельный вес фактора, ^ - удельный вес при постоянном виде работы, 1- вид выполняемой работы. 2 - техническое состояние ИГА, 3 - место работы агрегата, 4 - срок службы трактора, 6 - наличие осадков, 6 - температура окружающего воздуха, 7 квалификация тракториста, О - тип системы пуска двигателя.

С целью проверки выэказанных теоретических предположений о зависимости коэффициента вариации единичных значений УРТ МГА от числа постоянных факторов была проведена статистическая обработка значений УРТ при различном числе учитываемых факторов, находящихся на постоянных уровнях. На рис. 4 приведены экспериментальная и сглаженная методом наименьших квадратов кривые полученной таким путем зависимости. Как видно, учет только вида работы МГА, места работы и срока службы трактора при неизменном техническом состоянии позволяет снижать коэффициент вариации значений УРТ до 0,05-0,10. 16

о.и

0.18

0.15

0.12

Э-

0.09

II м I I I I I I I I I II I I

Число (юстошш фактороь

Рис. 4. Зависимость коэффициента вариации значений УРТ ША от числа постоянных факторов

Примечание: Указанные числа соответствуют последовательному совместному учету факторов в следующем порядке: 1-вид выполняемой работы, 2 - техническое состояние МТА, 3 - место работы агрегата, 4 - срок службы трактора, Б - наличие осадков, 6 - температура окружающего воздуха, 7 - квалификация тракториста. 8 - тип системы пуска двигателя.

При учете наработки МГА по мотосчетчику трактора инструментальная погрешность определения единичных значений УРТ зависит в основном от периодичности заправок топлива. В ходе экспериментальных исследований было установлено, что в реальных эксплуатационных условиях эта периодичность для тракторов №3-80/82 и Т-1БОК в среднем равна 10-15 моточасам в за-

17

висимости от состава агрегата и вида работы. При такой периодичности погрешность единичных значений УРТ МГА не превышает 10 % при учете наработки по стандартному мотосчетчику. Установлено, что эту погрешность можно снизить до 3-4 %, открыв дополнительную цифру на тахоспидометре трактора (рис. Б).

Рис. Б. Зависимость погрешности определения единичных значений УРТ МГА от наработки между заправками

Проджолжитель ноет ь формирования базового .УРТ зависит от заданной точности его определения и коэффициента вариации значений УРТ в базовый период (см. рис. 6).

Анализ экспериментальных данных показал, что в реальных условиях эксплуатации в зависимости от состава агрегата период формирования базовых значений УРТ по видам работ с погрешностью не более 10 % равен 40-70 моточасам.

О I 1 1,-1

о

■ | < | I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I 10 15 20 25

30

о1 ' 1 1 1 1 1 ■ ■ ' I ' ' ' ' I ' ' ' ' I ' ' ' ' I ' ' ' ■ I ' ' ' '

30 п ^ 50 60 70 60 90100

Продолжительность базового периода, гпоточас

Рис. 6. Зависимость погрешности оценки базового УРТ от длительности периода его формирования и коэффициента вариации (V) значений УРТ

В ходе исследований было установлено, что более 60 % случаев перерасхода топлива МГА в реальных условиях эксплуатации приходится на долю организационных ,причин (слив топлива иэ бака, резкое изменение условий работы). В 26 X случаев перерасход вызывается техническими причинами, иэ них иэ-эа неисправности различных систем и механизмов - 15 %, течей в системе топливоподачи - 11 %.

Полученные в ходе экспериментальных исследований результаты полностью подтвердили правомерность теоретических предпосылок предложенного метода оперативного контроля расхода топ-

19

лива МТА. Для практической реализации метода была разработана оригинальная компьютерная программа для 1ВМ-совместимых ЭВМ "Система оперативного контроля расхода автотракторного топлива (СОКРАТ)".

Система СОКРАТ предназначена для использования в условиях рядовых хозяйств, эксплуатирующих МГА. Она снабжена дружественным интерфейсом, встроенной системой подсказок и демонстрации работы и не требует от пользователя специальных навыков работы на ЭВМ. На стандартной дискете в 360 КВ кроме самой программы можно разместить банк данных за 2 года работы парка из 50 тракторов.

Опыт проивводственной эксплуатации системы СОКРАТ в колхозе "Новая жизнь" и в условиях Северо-Кавказской машин-но-испьггательной станции показал, что она является надежным программным средством, позволяющим повысить, эффективность эксплуатации МГП. СОКРАТ дает возможность полностью автоматизировать процессы учета и оперативного контроля наработки и эксплуатационного расхода топлива по индивидуальным машинно-тракторным агрегатам. Для работы системы требуется минимальная первичная информация о работе МГА, учет которой в той. или иной мере ведется в каждом хозяйстве.

Главным достоинством СОКРАТа является систематическое слежение за эксплуатационным удельным расходом топлива МГА без отрыва их от выполнения работ. Эксплуатация системы показала, что слежение за динамикой УРТ позволяет оперативно обнаруживать повышение удельного расхода топлива и признаки отказов МГА.

В пятом разделе представлены результаты опытно-производственной проверки метода оперативного контроля расхода топлива МГА и расчет экономической эффективности его внедрения.

Метод внедрен в колхозе "Новая жизнь" Щекинского района Тульской области. В течение одного сезона полевых работ велось 20

непрерывное слежение за состоянием 33 тракторов МГЗ-80/82 и Т-1Б0К путем оперативной обработки данных об их наработке и расходе топлива на ПЭВМ ЕС-1840 при помощи программы СОКРАТ.

Опытно-производственная проверка показала, что метод позволяет своевременно выявлять повышение среднееменного расхода топлива МТА и принимать меры по устранению причин перерасхода. Всего за период проверки выявлено 48 случаев перерасхода топлива МТА, в том числе 21 случай иэ-эа организационных причин (слив топлива), 16 случаев по техническим причинам- (отказы различных узлов МГА). В 11 случаях по причине резкого повышения УРТ МТА были направлены на заявочное ТО, в ходе которого были выявлены и устранены причины перерасхода топлива. В среднем после устранения причины перерасхода топлива по этим тракторам УРТ понизился на 1,37 л/моточас. Среднегодовая экономия дизельного топлива составила 318 кГ на один наблюдаемый трактор.

ВЫВОДЫ И ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ

1. Применяемые в сельском хозяйстве методы контроля расхода топлива не обеспечивают надежной оценки одного из важных эксплуатационных показателей - удельного расхода топлива машинно-тракторных агрегатов. Основные недостатки этих методов заключаются в том, что УРТ определяется без достаточного учета специфических условий эксплуатации МГА.

2. УРТ машинно-тракторного агрегата представляет собой случайную величину, зависящую от множества факторов, воздействие которых обусловливает рассеивание единичных значений о коэффициентом вариации 0,6-0,8. Установлено, что возможна надежная оценка УРТ МГА при условии, его представления в виде совокупности случайных величин, каждая из которых определяется при фиксированных значениях основных эксплуатационных факто-

21

ров.

3. Оперативный контроль расхода топлива МТА предложено осуществлять путем выполнения следующего комплекса работ: определения начального (базового) УРТ, определения текущих значений УРТ и анализа их путем сравнения с базовым. Базовое значение определяют на основе статистической обработки совокупности случайных величин УРТ. полученных за период 40-70 моточасов работы МТА при фиксированных значениях основных эксплуатационных факторов.

4. Основными факторами, определяющими вариацию значений УРТ машинно-тракторных агрегатов, являются техническое состояние МГА, вид и место выполняемой работы и срок службы трактора. Эти факторы вызывают до 8Б % вариации значений УРТ. При неизменном виде работы на долю технического состояния приходится в среднем 44.6 %, на место работы агрегата - 16,9 X, на срок службы трактора - до 13,9 X вариации УРТ. Наличие осадков в период работы МГА обусловливает 9,2 X, средняя температура воздуха - 6,2 %, квалификация тракториста и тип системы пуска - 4,6 % вариации.

Б. Предельная погрешность определения единичных значений УРТ МГА при предлагаемом методе составляет 8-10 X при средней наработке между заправками 10-14 моточасов и может быть снижена до 3-4 X, путем увеличения разрешающей способности последнего разряда тахоспидометра трактора на один порядок.

6. На объектах, взятых под наблюдение, перерасход топлива МГА в основном (в более половины случаев) был обусловлен организационными причинами (слив топлива из бака, резкое изменение условий эксплуатации МГА). В 26 X случаев перерасход был вызван техническими причинами, в том числе в 16 X - неисправностью отдельных узлов и механизмов МГА, в 11 X - из-за течи в системе топливоподачи двигателя.

7. Предлагаемый метод оперативного контроля расхода топ-

лива. по сравнению с применяемыми дает, возможность уменьшить трудоемкость контроля расхода топлива машинно-тракторных агрегатов, снизить погрешность определения УРТ до 3-10 %, выявлять перерасход топлива по организационным причинам и признаки отказов МГА на ранних стадиях возникновения, на 5-7 % уменьшить расход дизельного топлива.

8. Разработанный метод реализован в программном комплексе для IBM-совместимых ЭВМ "Система оперативного контроля расхода автотракторного топлива (СОКРАТ)", который позволяет решать следующие задачи:

- осуществлять систематическое ( о периодичностью контроля 10-1С моточасов) с-лежрние за эксплуатационным" удельным расходом топлива конкретных МГА без отрыва их от выполнения оабот;

- автоматизировать процессы учета' наработки и расхода топлива индивидуальными машинно-тракторными агрегатами;

- своевременно обнаруживать перерасход топлива МГА и признаки внезапных и постепенных отказов;

- оценивать результаты технических и организационно-технологических мероприятий, направленных на повышение реактивности эксплуатации МГА (новых технологий выполнения работ, качества ТОР и др.).

9. Система СОКРАТ внедрена в колхозе "Новая жизнь" Ще-кинского района Тульской области. Годовой эффект от экономии дизельного топлива только за счет устранения технических причин перерасхода составил 21,6 рублей на один трактор.

Основное содержание диссертации опубликовано в следующих работах:

Скибневекий К. Ю. , Кунафин А. Ф. Диагностирование МГА по удельному расходу топлива //Энергосберегающие технологии в сельскохозяйственном производстве: Теэ. докл. Всесоюзной научно-технической конференции. - М. , 1990. - с. 76.

Кунафин А. Ф. , Перспективное направление экономии топлива и совершенствования диагностирования МТА // Достижения АПК. -1991. - 12

Скибневский К. Ю. , Кунафин А. Ф. , Гальдин А. Г. , Масалимов И. X. Оценка состояния машинно-тракторных агрегатов по удельному расходу топлива // Техника в сельском хозяйстве. - 1991.- ЫХ 2. - С. 43-44.

Подписано к печати 2S.0iI.92r. Формат 60x84/16. Объем 1,0 п. л. Эак. 1155. Тир. 100 экэ. Типография ГОСНИГЙ