автореферат диссертации по процессам и машинам агроинженерных систем, 05.20.03, диссертация на тему:Повышение эффективности использования МТА за счет оптимизации нагрузочных режимов работы с учетом динамических характеристик

СЛНКГ-ПьТЕРЕУРГСКИЯ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ЛГРАРШЙ УНИВЕРСИТЕТ

ПОВЫШЕНИЕ ' ЭФФЕКТИВНОСТИ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ МТЛ ЗА СЧЕТ ОПТИМИЗАЦИИ НАГРУЗОЧНЫХ РЕЬКМОВ РАБОТЫ С УЧЕТОМ ДИНАШЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК

Специальность: 05.20.03 - эксплуатация, восстановление и.ремонт сельскохозяйственной техники

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических науй

Санкт-Петербург - Пушкин 1992 г.

На правах рукописи

Тимоиин Сергей Борисович

УДК 631.3-1/-9

/

Диссертационная работа выполнена ь агроинституте при Мордоь-скои ордена Дружбы народов государственном университете имени Н.П,Огарева и Санкт-Петербургском государственном аграрном университете.

Научные руководителе: доктор технических наук профессор Л.Е.Агеев; кандидат технических наук С.В.Глотов.

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор

Е.К.Дэвидсон; кандидат технических наук Н.С.Евдокииов.

Ведущее предприятие: Севирс-Западный филиал НАТИ.

Защита диссертации состоится "$5" ^¿^иМ' 1892 г. б часов ЗС минут на заседании специализированного совета К120.37.05 по защите диссертаций в Санкт-Петербургском государственном аграрной университете по адресу: 189620, Санкт-Петербург - Пушкин, Академический пр., 23, ауд» 719.

. • С диссертацией ыоаио ознакомиться в библиотеке Санкт-Петербургского государственного аграрного университета.

Авторе^рат разослан сХ 1992 г.

. Ученый секретарь специализированного совета, кандидат технических наук, доцент

Д. И.Николаев

1. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ДИССЕРТАЦИОННОЙ РАБОТЫ

1.1. Актуальность теми. Повышение эффективности использования машинно-тракторного парка требует совершенствования методов эксплуатации техники, улучшения эксплуатационных свойств машин и оптимизации параметров и режимов работы машинно-тракторных агрегатов с учетом условий их использования. Ускорение темпов научно-исследовательских работ по каждому из этих направлений и повышение их эффективности представляет собой важную научно-техническую проблему.

В сеязи с этим,на кафедре эксплуатации МТП агроинститута при Мордовском ордена Дружбы народов государственном университете имени Н.П.Огарева ведутся работы по госбгодяетнон теме: "Научное обоснование и моделирование оптимальных эксплуатационных режимов работы МТА". Данная тема определена региональной межведомственной программой:"Повышение продуктивности сельского хозяйства в Нечерноземной зоне РСФСР б 1986-1990гг, и на период 2000 года/программа "Агрокомплекс"/", утвержденной совместным приказом Минвуза PCiCP, Госагропрома РСФСР № 32-ПК/176 от 12-13.03.G7r», постанов- . лением Президиума ОНЗ ВАСХНИЛ № 6 от 21.05,86 г., а также имеет связь с научно-техническоИ проблемой 0.51,13 /раздел 3/ и планом НИР ЛСХИ /тема 7.1.раздел 1/.

Особую актуальность рассматриваемой проблеме придает ■ о обстоятельство,что классические теории изучения режимов работы МТА, построенные на кинематических и статических зависимостях, не позволяют с необходимой достоверностью анализировать сложные динамические явления, протекающие в процессе эксплуатации МТА, что приводит к необходимости дальнейшего развития исследований в области их динамического анализа,

1.2. Цель и задачи исследования. Целью Данной работы является повышение эффективности использования МТА за счет оптимизации нагрузочных режимов работы с учетом динамических характеристик.

В соответствии с целью исследования предусмотрено решение следующих задач:

- формирование математической модели функционирования трак- • торного двигателя СМД-62 при его стендовых испытаниях в режиме гармонической нагрузки;

- разработка методики определения оптимальных нагрузочных режимов функционирования МТА по его динамическим характеристикам;

- экспериментальная проверка изложенных теоретических пред-

1

посылок;

- определение способов улучшения эксплуатационных показателей ДОГА и разработка соответствующих практических рекомендаций.

1.3. Объект исследования. В качестве объектов исследования выбраны пахотный /Т-150К+Ш1П-6-35/ к лущильный /Т-150К+БДТ-?/аг-регаты, специально оборудованные дая проведения эксперимента.

1.4, Научная новизна. Установлен ряд закономерностей, определяющих влияние гармонической нагрузки на выходные показатели дизельных двигателей. Разработана методика по определению оптимального диапазона изменения нагрузки. Получены расчетные формулы по определению граничных значений оптимальных диапазонов изменения 'нагрузки с учетом основных динамических характеристик дизельного двигателя.

• ■ 1.5. Практическая ценность работы. Методика определения оп-'тималыюго диапазона изменения нагрузки при функционировании машинно-тракторного агрегата /на примере трактора класса 3.0/ мо»:ет найти применение в процессе стендовых и эксплуатационных испытаний объектов исследований,а также при разработке систем автоматического регулирования по управлению режимами работы машинно-тракторных агрегатов.

Предложенная методика может быть распространена и на машинно-тракторные агрегаты с тракторами .других "тяговых классой.

Разработанная структура информационно-измерительных комплексов и пакет прикладных програш К микро-ЭВМ СМ 1803.09 /СМ 1810/ по обработке первичных данных могут быть рекомендованы для внедрения в учебный план ВУЗов по изучению дисциплины "Эксплуатация машинно-тракторного паркаи.

1.6» Внедпе^ие. Методика расчета и рекомендации по выбору оптимального режима нагружения трактора класса 3.0 при его функционировании в составе пахотного /Т-150К+ШШ-6-35/ и лущильного /Т-150К+ЕДТ-?/ агрегатов использованы в совхозе-техникуме "Кем-лянский" имени В.И.Ленина Мордовской ССР и Мордовском республиканском объединений по мелиорации земель "Мордовмелиорация", а .также рассмотрены на заседании секции "Механизация и автоматизация производственных процессов в сельском хозяйстве" научно-технического совета Министерства сельского хозяйства и продовольствия Мордовской ССР к рекомендованы душ внедрения в РТП Мордовской ССР;

2

1.7. Апробация. Результаты диссертационной работы били доложены и одобрены па научных конференциях профессорско-преподавательского состава и аспирантов Санкт-Петербургского ГАУ. и Мордовского университета в 1Р88—1991 гг,

1.8. Публикация. Основные положения диссертации опубликована в двенадцати печатных работах,

1.9. Объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, общих выводов* указателей литературы и приложения. Работа изложена на 142 страницах машинописного текста, содержит 47 рисунков и 14 таблиц.

2, СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

2.1. Введение и первая глава "Состояние вопроса п задачи исследования" содержат обоснование актуальности теки диссертаций, обзор методов исследования режимов функционирования машинно-тракторных агрегатов, а также краткий обзор исследований по определению оптимальных режимов функционирования UTA. .

На основе обзора литературных источников еформулированнм задачи исследования. На защиту по специальности 05.20.03 выносятся следующие основные научние положения:

- закономерности изменения энергетических параметров агрегатов с трактором Т-150К в зависимости от амплитуды л частота гармонической нагрузки.

- методика определения оптимальных нагрузочных режимов работы МТА с учетом его динамических характеристик!

- расчетные, формулы, определяющие граничные значения оптимальных диапазонов изменения нагрузки агрегатов с трактором Т-150К.

2.2. Во второй . главе "Определение оптимальных нагрузочных .рекимов работы машинно-тракторного агрегата с учетом его динамических характеристик /на примере трактора класса 3.0/" изложена теоретические предпосылки К определению оптимальных нагрузочных режимов работы МТА.

2.2.1. Расчет параметров тзегтлятошнх характеристик двигателя СМД-62.

Дана методика расчета статических регулягоршх характеристик двигателя СЭДЯ-62» основанная на кинематическом анализе .конструкции пег/лягора топливного насосе НД-22/6Б4.

2.2.2. Определение динамических характеристик основных энергетических параметров двигателя СМД-62.

. Статические ре^ляторные характеристики отражают установившиеся режимы работы двигателя трактора,при которых положение муфты регулятора воегца соответствует значению заданной угловой скорости. Однако неустановившейся характер нагрузки, передаваемой на двигатель, нарушает равновесные состояния системы, в результате чего появляются переходные процессы,характер которых определяется динамическими свойствами система автоматического регулирования - двигателя.

Решения задач автоматического регулирования динамических объектов' реализуются путем составления и совместного решения дифференциальных уравнений элементов рассматриваемой замкнутой системы, Замкнутая система автоматического регулирования дизельного двигателя определяется совокупность» дифференциальных уравнений его основных элементов¡собственно двигателя,регулятора и топливо-подащей аппаратуры, Для двигателя СМД-62 система дифференциальных уравнений имеет следующий вид:

' /2/

V, /з/

где^,// , § , ¡¿а - соответственно угловая окорость коленчатого вала, полоаение муфты регулятора топливного насоса, цикловая подача топлива и относительное отклонение нагрузки. Безразмерные оценки 8ТИ7 параметров двигателя определяются как:

гдеДЮ.ДЛрМфц.АМ»'

т отклонения угловой скорости коленчатого вала, координаты дозатора регулятора топливного насоса, цикловой подачи топлива и момента сопротивлений нагрузки, приведенного к •валу двигателя, соответствующие неустановившемуся режиму работы . двнга еля; . _ ■

ИУдо * • ^Чв - те же показатели, относящиеся к равно- . весаому режиму работы двигателя.

4

Производя редукцию системы /1/...../3/ с помощью дифференцирования и исключения,было получено общее дифференциальное уравнение по угловой скорости коленчатой вала двигателя:

/5/

гдеСц>о.....С*Р<о - коэффициенты дифференциального уравнения, определяемые аналитически.

Для нахождения функции Мк(Мс)« определяющей изменение крутящего момента двигателя от момента сопротивления нагрузки, уравнение /1/ записывается в форме уравнения динамического равновесия двигателя в безразмерных единицах!

где йи - коэффициент уравнения, равный:

гдеЗ - момент инерции двигателя»

е/й - относительное отклонение крутящего момента двигателя, определяемое выражением! ■ .

/8/

где ДМк- отклонение крутящего момента двигателя,

Осуществляя редукцию системы^ состоящей из уравнений /5/ и /б/, с помощью дифференцирования и исключения, определяя решение полученного уравнения операционным методом на основе С-изображений Лапласа, а также .вводя граничные условия» определяемые пали-■ чием в системе автоматического регулирования двигателя нелинейности с различными коэффициентами. передачи для регуляторного и корректорного участков характеристики, зависимость Мк*М#(Мс} при гармоническом характере изменения момента сопротивления'определяется выражением:

ИМ'

при Ма^Мко

НИШ 1м

цтйп^'М"

Яш J при М*>Мко'

/в/

х

тст^кМи,

Ме I

<1 п" №

где /¡и ,.,.. Рз и ,..,, Ра <- численные значения коэффициентов соответственно для рагуляторного и корректорного участков характеристики двигателя, определяемое аналитически.

2.2.3. Методика определения оптимальных нагрузочных -режимов . работц ЫТА о учетом его динамических характеристик.

Результата математического Моделирования резников работы МТА, выполненного с использованием его динамических характеристик, говорит о наличии существенных различий в поведении МТА.каК замкнутой системы автоматического регулирования, соответственно в режимах нагрукеиия и разгрузки. Использование в качестве возмущающего воздействия ренима гармонического изменения момента сопротивления позволяет изучать поведение ЮТА АО ьСем его амплитудно-частотном диепазонё» .

Анализ полученной реализации Мк^'Ш'к} /рис.1/ наглядно свидетельствует о наличии, кйк шншлуА*, четырех характерных точек: точка 1 поминальное значение крутящего момента, развиваемого двигателем в процессе увеличения комеита сопротивления на его ва-6

лу: точка 2 - максимальное значение крутящего момента, развиваемого Двигателем в процессе его гармонического , нагружения} точка 3 - номинальное значение крутящего момента, развиваемого двигателем в процессе снижения момента сопротивления на валу; точка 4 - минимальное значение крутящего момента, развиваемого двигателем в процессе его гармонического на-грукения. Аналитичео-кое определение координат точек 2 и 4 осуществляется на основе исследования выражения /9/ на экстремум. . Приравнивая производную Мк(Мс1 к нулю, соответственно на регуля-торном и корректорном участках характеристики, находятся действительные корни Мсг и Мс$, Б дальНёЛшем» подставляя экстремальные значения аргумента в исходное уравнение /9/ вычисляются ординаты точек 2 и 4, т.е. Ми и Мк .

Так как ординаты то^ек 1 и 3 для выбранного рекима известии и равны номинальному значению крутящего момента Мко двигателя» то абсциссы этих точек Мп и Мсг определяются Из выражения /9/ при-условии АММс)-Мм. '

Дальнейший анализ динамической характеристики МТА /ркс.1/показывает, что на участках, ограниченных точками 1 и 2, а также 3 и 4, наблюдаются характерные точки перегиба характеристик, соответственно А и Е. Характер изменения динамической характеристики на участке от точкт' .1 до точки 2 показывает,что до точки А происходит плавный набор крутящего момента двигателя, свидетельствующий о нормальном протекании процессов подачи и сготания топлива в цилиндрах двигателя. После прохоэдения>системой тоаки-.А, происхо-

7

Схема для определения оптимального диапазона изменения нагрузки

мл ■

дат резкое возрастание крутящего момента, как правило,в результате существенного увеличения цикловой подачи топлива, определяемой рабояой двигателя в области низких угловых скоростей. Налицо присутствие неэффективного участка функционирования МТА.

Несколько иначе происходит изменение крутящего момента двигателя на участке от течки 3 до точки 4. От точки 3 до точки Б происходит постепенное снижение крутящего момента, в то время как после преодоления точки Б,происходит резкое падение крутящего момента, что соответствует работе двигателя в области рекима холостого хода, что чрезвычайно невыгодно при эксплуатации МТА.

Опираясь на приведенные аргументы, правомочно сделать заключение, что наилучшие условия для аффективного функционирования замкнутой системы автоматического регулирования наблюдаются при изменении крутящего момента двигателя в диапазоне, огоаниченном

кЛ №11

точками А и Б, Следовательно,абсциссы данных точек пкот и пкош /рис.1/;будут'характеризовать оптимальный диапазон изменения крутящего момента'двигателя. .

Аналитическое нахождение абсциссы точки А в системе координат Мк-М*М) осуществляется в следующей последовательности:

- осуществляется переход к йбвой системе координат, началом Которой .служит точка 1, а ось абйцисо /моментов сопротивления/ проходит через точку 2\

- используя уравнение прямой« проходящей через две точки, угол поворота новой относительна Ьтврой системы координат вычисляется из выражения 1

/10/

- определяется вид аналитической ¡зависимости .динамической характеристики двигателя /рис.1/ в йовой сиотеме координат:

/и/

- с учетбы выражения /9/ для корректорной ветви данной динамической характеристики определяется Первая производная по крутящему моменту двигателя М*(Не) в йойой системе координат:

МЙМе) - м&РЬЬгм «¿л р»; /12/

- приравнивая пр&вую часть выражения /12/ к нулю, определяется экстремальный аргумент Мел, после Подстановки которого в зависи-

в "•■•.■.■••.,'

мость /9/ вычисляется значение крутящего момента двигателя Мкопт в точке А первоначальной системы координат.

Аналогичным образом находятся и оптимальные значения крутящего момента двигателя Мнот в точке Б.Расчет производится на базе уравнения /9/ для регуляторного участка динамической характеристики с построением новой системы координат, началом которой служит точка 3, а ось абсцисс /моментов сопротивления/ проходит

а пово-

Поскольку в условиях реальной эксплуатации МТА наблюдается тесная взаимосвязь изменений крутящего момента, развиваемого двигателем, и момента сопротивления,то следует признать справедливым заключение о том,что момент сопротивления должен находится в рамках тех же количественных значений параметра, что и крутящий момент двигателя. При этом достижение моментом сопротивления его максимального граничного значения свидетельствует о необходимости либо перехода системы на повышенный скоростной режим работа двигателя, либо об увеличении передаточного числа трансмиссии, а достижение моментом сопротивления его Минимального граничного значения, предполагает необходимость осуществления обратных действий .

Анализ графических зависимостей, представленных на рис.2,а и б,показывает, что с увеличением амплитуды гармонического колебания нагрузки происходит расширение оптимального диапазона изменения нагрузки, в то время, как увеличение частоты гармонического колебания нагрузки приводит к его сужению.

Увеличение уровня загрузки /рис.2,в/ сопрововдается соответствующим увеличением абсолютных значений величины Крутящего момента, характеризующих как нижнюю так и верхнюю границн оптимального диапазона изменения нагрузки, при незначительном расширения самого оптимального диапазона.

Как видно из рис.2,г снижение уровня настройки всеретшого регулятора способствует некоторому сужению оптимального диапазона изменения нагрузки.

имеют вид:

/13/ /14/ /15/

Зависимости граничных значений Мшт и И шип оптимального диапазона нагрузки для двигателя СМД-62

Мк,

Мм

ТОО

600 500

т т.

и иск Пк опт NN

\\

и mm 1 1КСШП

М 60 SO Ш ISO Am,,li ft

Ик,

Им

то 600 500

т

500

м 01431 пшлго

<4- V-T^

И

гп Lл.

мгоп 1 1н»г.т

OJ 0,2 дз OA 0,5 hfy

0,7 Ofi 0,9 t.O ii Am

Мк,

Им 70D

ьоо soo Ш

зоа

МЛ1 ПК ilitonfn

tss

Мквлга

г 0,5 0,6 0,7 0,6 о,Я ЧЧ

а - от амплитуды колебания /W приЛ«= 1,0;lft = 1,0s h = 0,35Bi; б - от частоты колебания /„ при Ли = 1,0; Vi = 1,0; йме = 100Нм; в - от степени нагрузки Ля при Vi = 1.0; ¿о = 0.35IU; Икс = ЮОНы; г - от уровня настройки всевежимного регулятора топливного насоса 4>i при Ад = 1,0} 1в .= 0,35Гц! Ant - 10ОНм.

' Рис.2.

2.3. В третьей главе "Методика экспериментальных исследований" представлении программа, общая и частные методики исследований.

•Программа экспериментальных исследований предусматривала:

- лабораторные испытания трактора Т-150К с двигателем СВД-С2 на обкаточно-испытательном стенде с асинхронным тиристорным электроприводом;

- лабораторно-полевые испытания трактора Т-150К в Составе машинно-тракторных агрегатов пахотного! Т-1БОК+ПЛП-б-Зб й лущильного: Т-150К+БДТ-7.

Лабораторные испытания трактора Т-150К с двигателем СМД-62 с имитацией гармонической нагрузки выполнялись на обкаточно-испыта-тельном стенде с асинхронным тиристорным электроприводом в лаборатории кафедры ЗМТП Мордовского университета*. Лабораторная уста-

Испытания проведены совместно с инженером П.Л.Буровым. 10

новка дополнительно была оснащена имитатором гармонической нагрузки, а также соответствующей измерительной,усилительной и регистрирующей аппаратурой. В процессе испытаний исследовалось влияние гармонической нагрузки на основные энергетические параметры двигателя СМД-С2.

Полевые испытания пахотного /Т-150К+Ш1П-6-36/ и лущильного /Т-150К+БДТ-7/ агрегатов осуществлялись по ГОСТ 7057-81 на полях учебного хозяйства совхоза-техникума "Кемлянский" Ичалковского района Мордовской ССР. В процессе испытаний рассматриваемых МТА определялось влияние случайной нагрузки 'на основные энергетические параметры трактора. Обработка опытных данных и определение количественных характеристик параметров агрегата производились по частным методикам на микро-ЭВМ СМ 1603.09.

2.4. В четвертой главе "Результаты экспериментальных исследований и их анализ" приведены опытные данные и результата их оценки,

2,4.1. Вероятностно-статистический анализ основных знергети- * ческих параметров объектов исследований.

2.4.1.1. Законы распределения энергетических параметров в процессе лабораторных испытаний двигателя СМД-62 трактора Т-150К.

Проверка согласия эмпирического и теоретического распределения энергетических параметров трактора производилась по критерию X . За базовый теоретический закон распределения Принимался' закон арксинуса.

Полученные значения вероятности согласия нХ/ для крутящего момента двигателя,угловой скорости коленчатого вала и эффективной мощности,находящиеся в Пределах от 0,45 до 0,72(свидетельствуют о том, что эмпирические и теоретические частоты хорошо согласуются.

2.4.1.2. Проверка -точности аппроксимации вероятностной нагрузки рейимом гармонического нагрукення. ...

Основой моделирования вероятностной нагрузки/по закону Гаусса/ гармонической /по закону арксинуса/, составляло выбор амплитуды нагруиения Дмс и варьирование частотой 3» в низкочастотном диапазоне. Как показали результаты испытаний погрешность имитации по всем основнш выходним энергетическим показателям двигателя СМД-62 трактора Т-150К составляет не более 3$,

Таким образом, аппроксимация вероятностной нагрузки гармонической при исследовании нагрузочных режимов работы МТА теоретп-

11

Зависимости граничных значений Ммпти Мкмт оптимального .диапазона нагрузки для двигателя СВД-62

Мк, Н-и'

roo

600 300

ш

W

Пктт

ÍLÜ^

jjülifl monm

30 60 SO IZO ISOAhc.HH

Мк, н-м по

600

№

Ш

W

g 0,7 0,8 0,9 i,О 1,1 Лм

М/ш

>

\> КЧ

umin г j Пкопт

Мк, мм 700

W

500

<00

308

5

Мк, Им 7С0

600

100

W зсо

и тал пк опт

ПГ V^i ( л

Ус

\ ч\\ Оц

Мкопт

.о,) а,г о,з ол 0,5 л, к

ым< I пкщт

Ч.

Мкопт 1

eí,S 0,6 о/ 0,6 0,9 v¿

а - от амплитуды колебания /мс приАв = 1,0; VI = 1,0} & = 0,28Гц; б - от частоты колебания при Ад 1 »0: VI = 1,0; = 125Нм; в - от степени нагрузки Ли оти VI = 1 ,0{ /о = 0,28Гц; Ли, = 125Нм; г - от уровня настройки всевежимного регулятора топливного насоса 4>с при 1,0; /„ = 0,28Гц; Аш = 125Нм.

Л ,0 - экспериментальные значения Мнопт и Мкют при гавмоничес-кой нагрузре /по закону арксинуса/; и,йх ..„,,„ Л ,В - экспериментальные значения пквлш и пкопт при вероятностной нагрузке /по закону Гаусса/, имитируемой гармонической нагрузкой с амплитудой и частотой

0.28ГЦ.

Рис.3,

чески и экспериментально обосновано.

2.4,2. Оптимальные значения параметров агрегатов.

Ограничивая влияние инерционного фактора в оптимальном диапазоне изменения нагрузки, определяемом по вышеизложенной методике, достигается значительное повышение математических ожиданий выходных энергетических параметров МТА. ^ ^

На рис.3 даны зависимости граничных значений М*«пт и Мкоит

оптимального, диапазона нагрузки для двигателя СВД-62 от амплитуды

колебания нагрузки Ам< ■, частоты колебания нагрузки 1в , степени

нагрузки Ди и уровня настройки всёрежимного регулятора топливного

пасоса . • _,„,

м т" м

Обобщенная зависимость граничных значений Пк«тп и гчшт оптимального диапазона нагрузки для двигателя СВД-62. от частоты ^ 12

Зависимость граничных значений Ммапт и M "опт оптимального диапазона нагрузки дня двигателя СМД-62 от ее частоты /о и амплитуды А«с при А» = 1,0; ifi =1,0

?60 600 500

т зоо

30 60 до ПО 150АмС1Чм

О и.П п<) ,ОиВ,й ,0и0 - экспериментальные значения Мйпт и Ийлт при гати/онической нагрузке /по закону арксинуса/ с частотой соответственно: 1 - и = 0,1 Гц; 2 - 50 = 0,2Гц; 3 - ¿о = 0,3Гц; 4 - 10 = 0,4Гц; 5 - ¿о = 0,5Гц;

О иЩ и <? ,0 иП .А и 9 ,0 и 0 - экспериментальные значения пш/п и Мйвт при, вероятностной нагрузке /по закону Гаусса/, имитируемой гармонической нагрузкой с амплитудой Лмс«и частота?«! соответственно: 1 - и = 0,1 Гц; 2 - /0 = 0,2ГЦ; 3 - и = О.ЗПи 4 -и = 0,4Гц; 5 - = 0,5Гц.

Рис.4.

и амплитуды Лме нагрузки приведена на рис.4,

2.4.3. Технико-экономическая оценка.

Экономический эффект от применения регулирования двигателя СМД-62 трактора Т-150К по диапазону изменения нагрузки для пахотного машинно-тракторного агрегата /Т-150К+Ш1П-6-35/ составляет 215,28 руб/год.

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ И РЕКОМЕНДАЦИИ

1. При определении оптимальных нагрузочных режимов работы МТА необходимо учитывать его динамические характеристики, так как в противном случае наблюдаются существенные расхондения как текущих, так и средних значений основных энергетических параметров от их значений, определяемых стационарными регуляторними характеристиками согласно ГОСТ 18509-88.

2. При гармоническом характере изменения нагрузки во время стендовых испытаний трактора Т-150К с двигателем СМД-62 с постоянными значениями амплитуду и частоты эмпирические частоты крутящего момента двигателя Мк, угловой скорости коленчатого бала двигателя Ц) и эффективной мощности М хорошо согласуются.с теоретк-

п

ческими частотами, соответотвущими закону арксинуса. Вероятность согласия /ТО находилась в пределах от 0,45 до 0,72.

3, С целью наиболее достоверного математического моделирования условий реальной эксплуатации МТА, следует использовать режим гармонического нагружения, где амплитуда колебаний момента сопротивления равна , а частота колебания нагрузки определяется из условия равенства дисперсий основного выходного энергетического параметра (Л, соответственно при вероятностном и гармоническом характере изменения входного возмущающего воздействия. В данном случае погрешность имитации по всем основным энергетическим показателям двигателя СМД-62 трактора Т-150К составляет не более 3%.

4. Результаты, полученные при математическом моделировании режимов работы МТА, его гармоническом нагрунзнии в стендовых условиях, а также при воздействии на пахотный /Т—150К+Ш1П-6-35/ и лущильный /Т-150К+ЕДТ-7/ агрегаты вероятностной нагрузки, хорошо согласуются. Например, при Лм = 1,0; Vi = 1.,0jAm(= 125Нм; j<¡ = = 0,28Гц( СÍ» = 86,8Км граничные значения Мкоп,-и и Мкгм равны:

при математическом моделировании

М£п = 466Нм; Mffin' г. .660Нм; при гармоническом нагругении /по закону арксинуса/

МЙЙ.= 4В2Нгл; МШш = 658Нщ при вероятностной нагрузке /по закону Гаусса/ Ншгп- 457Hí/i; Мко°'т= 669Км.

Расхождение между теоретическими и экспериментальными данными на всем диапазоне.исследуемых режимов нагружения но превышает 5.7%.

б* Увеличение амплитуды колебания нагрузки Ам* при фиксированных значениях Д r . Ví и ¿o приводит к расширению оптимального диапазона нагрузки, а повышение частоты колебания нагрузки i« при фиксированных значениях Дй , Vi иАиг приводит к его сужению,

6« Возрастание уровня загрузки Ай при фиксированных значениях V¡ , fe и Лмс .наряду с безусловным повышением по величине гра-

* кА ti 'НвХ

ничных значений оптимального диапазона /чкопт и rwonm , приводит к незначительному расширению самого оптимального диапазона,в пределах 8-12$ на рассматриваемом рабочем интервале.

7. Снижение уровня настройки•всережимного регулятора топливного насоса Щ при фиксированных Яи , h иАнс способствует сужению оптимального диапазона нагрузки в рассматриваемом рабочем интервале в пределах 5-9%.

14

8. Применение преобразователей первичной информации в сигналы аналогового вида, четырнадцатинанального магнитографа Н068 и микро-ЗБМ СМ1Ю3.09 с модулем аналогового ввода в системах сбора, обработки и регистрации информации лабораторной и лабораторно-по-левой экспериментальных установок позволяет добиться их унификации и производить обработку результатов экспериментов в автоматическом режиме, в несколько раз сокращающем процесс обработки результатов экспериментов при обеспечении повышения точности измерений исследуемых параметров.

Экономический эффект от реализации рекомендаций по определению оптимальных нагрузочных режимов работы пахотного МТА /Т-150К+ ПЛП-б-35/ с учетом его динамических характеристик составляет 215,20 руб/год.

Основное содержание диссертации изложено в следующих работах:

1. Авторское свидетельство ССОР по заявке № 4851876/11, МКИ® Б60К41/06. Система автоматического регулирования скорости трактора / Л.Е.Агеев, С.В.Глотов, Е.И.Гусев, С.Б.Тимонинi П,А,Буров, Е.В.Максутов, Г.В.Грачев /СССР/. 1990.

2. Агеев Л,Ё., Тимонин O.E., Буров П.А. Математическая модель изменения выходных энергетических параметров двигателя Л-240 при его работе на частичных характеристиках в рекике гармонического нагружения. - В кн.: Сборник научн. трудов ЛСХИ, Методы и средства повышения эффективности технического обслуживания, диагностики и работы машинно-тракторного парка. Л., 1&90, с. 59-63.

3. Глотов C.B., Еуров П.А,, Грачев A.B., Тимонин С,Б., Максутов Е.В. Приспособление для тарирования крутящих моментов на ведущих полуосях тракторов типа Т-150К, - Саранск: Мордов. ЦНТИ,. 1991. - № 54-91.

4. Глотов С,В., Волгаев Е»С., Тимонин С»Б., Буров П.А., Лобанов С.Д. Определение математических ониданий энергетических параметров двигателя при его работе на частичных режимах с учетом частоты гармонического колебания нагрузки. - Мордов. ун-т, 1990. 116 с. Деп. в ВИНИТИ. 1Ь 9. 1990. № 1284. .

5. ГлоТов C.B., Максутов Е.В., Грачев A.B.. Тимонин С,Б4.Буров П.А, Импульсно-аналоговый преобразователь. - Саранск: Мордов, ЦНТИ. 1991 - Ü 2-91. ;

5. Глотов C.B., Тимонин С.Б,, Буров П.А., !Азксутов Е.В. .Грачев А.Е. Объемный расходомер. -.Саранск: Кордов. ЦИТК, 1991 - ЖЗ-91. ;

7. Глотов C.B., Филин В.А., Тимонин С.Б., Буров П.Л., Лобанов С.Д. Устройство для сигнализации загрузки дизельного двигателя. - Саранск: Мордов. ЦНТИ, 1890 - К 7-90.

8. Гусев Б.И., Глотов C.B.. Волгаев Е.С., Тимонин С.Б.,Буров П.А., Лобанов С,Д. Определение оптимальных значений энергетических параметров дизельного двигате.1ш при его работе па частичных режимах. - Мордов. ун-т, 1990. 116 с. Деп. в ВИНИТИ. J5 9. 19S0. № 1286.

9. Гусев Б.И., Глотов С.З., Тимонин С.Б., Буров П.А., Лобанов С.Д. Определение математических ожиданий энергетических параметров дизельного двигателя при его работе на частичных режимах.-Мордов. ун-т, 1990. 117 с. Деп. в ВИНИТИ. № 9. 1990. № 1287.

10. Гусев Б.К,, Глотов C.B., Тимонин С.Б., Буров П.А., Лобанов С.Д. Расчет-параметров регуляторных характеристик дизельного двигателя при оценке энергетических показателей МТА во время его работы с неустановившейся нагрузкой на частичных режимах. - Мордов. ун-т, 1990. 116 с. Деп. в ВИНИТИ. № 9. 1990. № 1285.

.11. Тимонин G.E. Оптимизация параметров и режимов работы дизельных двигателей МТА как фактор надежности и долговечности его работы. - Тезисы докладов Мордовской республиканской научно-технической конференции "Обеспечение надежности сельскохозяйственной техники" - Саранск, 1990. - с. 93-94.

12. Тимонин С.Б. Повышение надежности работы дизельных двигателей путем оптимизации параметров и режимов работы машинно-тракторных агрегатов. - Тезисы докладов Мордовской республиканской научно-технической конференции "Методы и средства повышения надежности машиностроительных изделий". - Саранск,1989. с. 92-93.