Совершенствование методики диагностирования энергетических показателей сельскохозяйственных тракторов в эксплуатационных условиях

Казаков, Дмитрий Викторович

Технологии и средства технического обслуживания в сельском хозяйстве

автореферат диссертации по процессам и машинам агроинженерных систем, 05.20.03, диссертация на тему:Совершенствование методики диагностирования энергетических показателей сельскохозяйственных тракторов в эксплуатационных условиях

кандидата технических наук: Казаков, Дмитрий Викторович
город: Зерноград
год: 2008
специальность ВАК РФ: 05.20.03

Диссертация по процессам и машинам агроинженерных систем на тему «Совершенствование методики диагностирования энергетических показателей сельскохозяйственных тракторов в эксплуатационных условиях»

Автореферат диссертации по теме "Совершенствование методики диагностирования энергетических показателей сельскохозяйственных тракторов в эксплуатационных условиях"

На правах рукописи

КАЗАКОВ ДМИТРИИ ВИКТОРОВИЧ

СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ МЕТОДИКИ ДИАГНОСТИРОВАНИЯ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ ТРАКТОРОВ В ЭКСПЛУАТАЦИОННЫХ УСЛОВИЯХ

_иии4Ь43 19

Специальность 05.20.03 - Технологии и средства технического

обслуживания в сельском хозяйстве

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

о 5

Зерноград - 2008

003454319

Диссертация выполнена на кафедре «Эксплуатация машинно-тракторного парка» Федерального государственного образовательного учреждения высшего профессионального образования «Азово-Черноморская государственная агро-

инженерная академия»

Научный руководитель: кандидат технических наук доцент

Щетинин Николай Всеволодович

Официальные оппоненты: доктор технических наук профессор

Курочкин Валентин Николаевич

кандидат технических наук Горячев Юрий Олегович

Ведущее предприятие: Федеральное государственное учреждение

«Северо-Кавказская МИС» г. Зерноград

Защита состоится « &» декабря 2008 г. в 12.30 часов на заседании диссертационного совета ДМ 220.001.01 при ФГОУ ВПО «Азово-Черноморская государственная агроинженерная академия» по адресу: 347740, г. Зерноград Ростовской области, ул. Советская, 15, аудитория 201, корп. 5.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГОУ ВПО АЧГАА. Автореферат разослан « » ноября 2008 г.

Ученый секретарь диссертационного совета доктор технических наук профессор ¿У Шабанов Н.И.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Аюуальность темы. Для повышения эффективности использования сельскохозяйственных тракторов и других энергетических средств необходимо знание параметров их технического состояния на различных стадиях их срока службы.

Широкое распространение получили бестормозные методы диагностирования, так как обладают высокой оперативностью, универсальностью и не требуют больших капитальных затрат. Наиболее перспективными являются бестормозные методы диагностирования двигателей и тракторов, основанные на анализе изменения угловой скорости коленчатого вала при переходном процессе разгона коленчатого вала двигателя. В процессе эксплуатации энергетические показатели двигателя и трактора меняются из-за изменения их технического состояния. Управление техническим состоянием машин является составной частью технического сервиса на предприятиях агропромышленного комплекса (АПК). Диагностика параметров технического состояния двигателей и тракторов, к которым относятся энергетические показатели, имеют определяющее значение в управлении их техническим состоянием в эксплуатационных условиях. Тяговая мощность и массовый расход топлива являются основными энергетическими показателями машинно-тракторного агрегата. Они определяются техническим состоянием, скоростью движения, буксованием трактора, частотой вращения коленчатого вала двигателя, тягового усилия трактора и силы сопротивления рабочей машины в составе машинно-тракторного агрегата (МТА).

Техническое состояние машины определяет эффективность ее использования, поэтому исследование процессов, направленных на определение параметров технического состояния энергетических средств, является актуальным.

Целью работы является совершенствование методики и технических средств определения энергетических показателей сельскохозяйственных тракторов в эксплуатационных условиях методом исследования переходных процессов.

Объект исследований - процесс определения энергетических показателей сельскохозяйственных тракторов.

Предмет исследований - параметры, характеризующие трактор в режиме разгона, закономерности, позволяющие по параметрам, полученным при исследовании трактора в процессе разгона, построить статические тяговые характеристики.

Методы исследований. При выполнении теоретических исследований использованы законы теоретической механики, методы математической статистики. Экспериментальные исследования проводились с применением общепринятых методик, а также частных методик, разработанных автором. Основные расчеты и обработка результатов экспериментов выполнялись с использованием ЭВМ.

Научная новизна состоит в усовершенствованной методике диагностирования технического состояния сельскохозяйственного трактора в эксплуатационных условиях, основанной на функциональных зависимостях энергетических показателей от характера его разгона при переходном процессе, обобщении теоретических и экспериментальных исследований, в результате которых разработаны:

- зависимость момента инерции вращающихся частей двигателя и трансмиссии от углового ускорения коленчатого вала при переходном процессе его разгона;

- зависимость тяговой мощности трактора от его приведенной массы и частоты ЭДС индукционных датчиков при переходном процессе его разгона;

- методика определения приведенной массы трактора;

- усовершенствованная методика определения энергетических показателей трактора в эксплуатационных условиях.

Практическая значимость. Применение разработанной методики и мобильного измерительного комплекса позволяют определять параметры технического состояния трактора и двигателя в эксплуатационных условиях без применения тормозного оборудования, а так же осуществлять постоянный мониторинг технического состояния энергетического средства в процессе всего срока эксплуатации, что позволяет:

- оценивать общее техническое состояние трактора и принимать решение о целесообразности его дальнейшей эксплуатации;

- снизить трудоемкость диагностирования энергетических показателей трактора в 2-3 раза;

- получить экономический эффект, сократив эксплуатационные затраты на диагностику одного трактора на 24136 рублей.

На защиту выносятся:

1. Функциональные зависимости для определения энергетических показателей трактора по ускорению коленчатого вала двигателя.

2. Методика определения приведенной массы трактора.

3. Методика диагностирования энергетических показателей характеризующих, тягово-сцепные свойства трактора.

Апробация работы. Основные положения диссертации изложены и одобрены на научно-практических конференциях АЧГАА, ВНИПТИМЭСХ, Ставропольском ГАУ, КубГАУ, а также в МГАУ им. Горячкина на всероссийском конкурсе на лучшую научную работу среди студентов, аспирантов и молодых ученых по направлению «Технические науки» в 2004-2007 гг.

Публикации результатов исследований. По материалам исследований опубликовано 8 печатных работ, из них одна в журнале «Механизация и электрификация сельского хозяйства».

Струюура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, пяти глав, общих выводов, списка литературы из 115 наименований и 11 приложений. Работа изложена на 128 страницах основного текста, содержит 49 рисунков и 15 таблиц.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность темы и ее практическая значимость, изложены основные положения, выносимые на защиту.

В первой главе «Состояние проблемы и задачи исследования по диагностике энергетических показателей двигателей и тракторов» проведен краткий анализ существующих методов и технических средств для диагностики энергетических показателей двигателей и тракторов.

Вопросами определения энергетических показателей двигателей и тракторов занимались С.А. Иофинов, Н.С Ждановский., В.И. Вельских, Х.М. Райхлин, И.В. Коробочкин, В.Н. Болтинский, В.А. Змановский, Вик. А. Змановский, В.М. Лившиц, Г.Г. Колобов, B.C. Лихачев, Г.В. Веденяпин, В.И. Фортуна, И.Е. Попов и другие ученые.

Отмечены достоинства и недостатки тормозных и бестормозных методов диагностирования параметров технического состояния двигателей и тракторов. Выявлены перспективные методы и определено направление исследований. Для хозяйственных условий эксплуатации представляют интерес методы определения энергетических показателей двигателя и трактора, основанные на оценке динамических качеств двигателя (по ускорению коленчатого вала).

В качестве гипотезы выдвинуто предположение о том, что основным диагностическим показателем при оценке технического состояния трактора могут являться энергетические показатели, полученные при переходном процессе его разгона.

Сформулированы основные задачи исследований:

1) на основании аналитического обзора выявить недостатки существующих методик диагностирования параметров технического состояния двигателя и трактора, наметить пути их совершенствования;

2) теоретически обосновать применение переходных процессов разгона трактора для определения его энергетических показателей в эксплуатационных условиях;

3) усовершенствовать методы и технические средства определения энергетических показателей двигателей и тракторов в эксплуатационных условиях;

4) провести экспериментальную проверку методики определения энергетических показателей трактора исследованием переходных процессов.

Во второй главе «Теоретическое исследование по совершенствованию методики диагностирования энергетических показателей сельскохозяйственного трактора при переходном процессе его разгона» рассмотрены теоретические предпосылки определения энергетических показателей трактора и двигателя. В работе предлагается определять энергетические показатели путем анализа уравнений движения при разгоне трактора в эксплуатационных условиях. В работе сделаны следующие допущения:

- силовой радиус качения колес при экспериментальных исследованиях остается постоянным и численно равен радиусу качения колеса в свободном режиме;

- на выбранном участке времени разгона трактора действующие силы и крутящие моменты постоянны.

Как известно при движении на горизонтальном участке уравнение движения агрегата имеет вид,

м:„ f, 0)

где Мп;р ■ (dv/dt) - результирующая сила инерции; ЛГ;"п - приведенная масса трак-

тора, кг, —-ускорение трактора, м/с2; Рдв - движущая сила трактора, кН; !', - сила Л

сопротивления перекатыванию, кН; Ркр - сила тяги на крюке трактора, кН. При равномерном движении агрегата ЛДЛ => 0, тогда

РЧ,=Р«-РГ (2)

При сбросе крюкового усилия происходит разгон агрегата до максимальной скорости, ограниченной регулятором. Тогда

АС'^ = (3)

Линейное ускорение — трактора на выбранном участке времени разгона трактора определяется по известной формуле

ей*)

где 1тр - общее передаточное число трансмиссии на данной передаче; с!а>, /А = е, -угловое ускорение коленчатого вала двигателя на выбранном участке времени разгона трактора, с'2; 8,- буксование трактора на выбранном участке времени разгона трактора.

Таким образом, линейное ускорение трактора пропорционально силе Рдв-Рп численно равной возможному крюковому усилию при равномерном движении. Следовательно, при известной приведенной массе, скорости и ускорении трактора в любой момент времени разгона трактора можно определить силу инерции, соответствующую возможному тяговому усилию при равномерном движении. В уравнении (3) неизвестной будет только разность сил (1])п - р/). Таким образом, из

уравнений (1) и (2) можно определить силу Ркр.

Теоретическую скорость ут трактора, на данной передаче, определяем по известной зависимости

V» =®| (5)

где а, - угловая скорость ведущего колеса, с"1; гк -радиус качения ведущего колеса или радиус начальной окружности ведущей звездочки, м.

Как известно действительная скорость трактора, на данной передаче, определяется выражением

Ч>=® 2-гв, (6)

где а>2 -угловая скорость путеизмерительного колеса (ведомого колеса), с'1; г, - радиус качения путеизмерительного колеса, м.

Буксование трактора определяется по значениям теоретической vm и действительной V,, скоростей

5 = (7)

V»

Приведенная масса трактора определяется выражением

М"Р=М +М"Р +М"\ , (8)

х тр тр ер траис ' 1± «р <)« >

где М -эксплуатационная масса трактора, кг; М"£траис - приведенная масса вращающихся частей трансмиссии, кг; М"рдв - приведенная масса вращающихся частей двигателя, кг.

Тогда возможное крюковое усилие при стационарном режиме определяется уравнением

р =м"р-~. (9)

Ч> тр ^ К')

Возможности МТА при выполнении технологических операций показывает совмещенная тяговая характеристика трактора Ркр = /(у) и сельскохозяйственной машины Я = /(у) (рисунок 1).

Выбор рабочей передачи производят с учетом загрузки двигателя и агротехнических требований к рабочей скорости движения. Экономичной работе двигателя и трактора соответствуют такие режимы, при которых максимальная эффективная мощность Ыси используется не мене чем на 70 - 80%, а номинальная сила тяги Р „ - не менее чем на 75 - 90%.

К[> И

Тяговая мощность на выбранном участке времени разгона трактора рассчитывается по известной формуле

'•„■ (10) Приведенная масса вращающихся частей трансмиссии трактора М^ „,,,„,_ определяется из выражения

М"л

ар трап с

I/, U

V, км/ч

Рисунок 1 - Совмещенная тяговая характеристика трактора и сельскохозяйственной машины

где £/3 - суммарный момент инерции ведущих колес заднего моста и вращающихся частей трансмиссии, кг • л«2; Ып - суммарный момент инерции переднего моста и соответствующих ему вращающихся частей трансмиссии трактора, кг • м2 ;гП -

радиус качения колеса переднего моста трактора, м.

Приведенная масса вращающихся частей двигателя трактора М"£дв определяется из выражения

1-1 п

1 / пр _ <>« ' тр шр ™ ьран ~ 2 '

Гк

где - момент инерции вращающихся частей двигателя, кг ■ м2 миссии трактора.

(12)

'hp - КПД транс-

Следовательно, получим М"? = Мт

1 +

Aj« ^тр tf т

М„

Мтр г'„

(13)

Выражение, заключенное в скобках, обычно называют коэффициентом учета вращающихся масс у/

ц/ = 1 +

^ да 'тр

■Iw+ZI,

М-г'

Яп М-гI

При этом выражение (8) принимает вид

=М -у/.

тр тр г

Тогда

ЛР

= М„

1 + -

(14)

(15)

(16)

где М1''р,у, - приведенная масса гусеничного трактора, кг; Мтр<ус - эксплуатационная масса трактора, кг; 11г>, - суммарный момент инерции трансмиссии и вращающихся частей гусеничного трактора, кг ■ м2; г, - радиус качения гусеницы трактора, м.

Коэффициент учета вращающихся масс у/ ,к гусеничного трактора определяется выражением

W =1+-

мтр.у1 -Г,,

(17)

(18)

В этом случае радиус качения гусеницы гк ус будет определяться по формуле

Г. =

2 л

где / - шаг звена гусеницы, м; z0 - число звеньев гусеницы, укладывающихся на периметре ведущей звездочки.

Для определения приведенного момента инерции двигателей тракторов в эксплуатационных условиях предлагается использовать маховик с известным моментом инерции, который подсоединяется к валу отбора мощности (ВОМ) с использованием карданного вала (рисунок 2).

Определение момента инерции вращающихся частей двигателя трактора в эксплуатационных условиях с применением маховика осуществляется с использованием следующих известных формул

(19)

(20)

ВОМ

1 - маховик; 2 - карданный вал; 3 - трактор Рисунок 2 - Маховик подсоединен карданным валом к ВОМ трактора

где Мкр - крутящий момент, Н ■ м; е, -угловое ускорение коленчатого вала двигателя при свободном разгоне, с'2; 1М- момент инерции ма-

ховика вместе с карданным валом, кг-м , iB0M - передаточное отношение между коленчатым валом двигателя и ВОМ трактора; е2 - угловое ускорение коленчатого вала двигателя при его разгоне с маховиком с"2.

Решая совместно уравнения (19) и (20), получим

1,,-е 2

(£.еу (2D

'вой UM й2/

Во время измерения углового ускорения коленчатого вала двигателя появляются колебания рейки топливного насоса, связанные с действием сил инерции, и силы сжатия пружины регулятора, в результате чего снижается точность измерения, так как колебания рейки оказывают влияние на подачу топлива и как следствие на крутящий момент двигателя и ускорение коленчатого вала. Для устранения колебаний рейки топливного насоса предложено производить измерения углового ускорения коленчатого вала двигателя при зафиксированной рейке топливного насоса в положении соответствующей заданной частоте вращения коленчатого вала двигателя, что уменьшает влияние инерционности и силы сжатия пружины регулятора на процесс разгона/7/. Из уравнения (21) следует, что

7 = 7^-' (22)

1«

где 7J = lji\ttu - приведенный момент инерции маховика, кг ■ м2.

Тогда при графическом представлении уравнения (22) видно (рисунок 3), что при увеличении соотношения угловых ускорений в районе единицы, то есть когда sx и е2 практически равны, соотношение приведенного момента инерции маховика и момента инерции двигателя уменьшается до нуля, это свидетельствует, прежде

всего, о том, что масса маховика, подключаемого к ВОМ трактора слишком мала. При проведении измерений отношение ускорений должно находиться в пределах 0,05-0,8. При определении остальных значений составляющих фор-

мул (14) и (17) крутящий момент двигателя при его разгоне с задним мостом на первой и высшей передачах, определится из выражений 21,'

£i 1

0,9

0,8

0,7

0,6

0,5

0,4

0,3

0.2

о ю 20 зо 40 50 ео^„р / ;

Рисунок 3 - Определение оптимальной зойы чувствительности при определении момента инерции двигателя

А/.. =

U +

(23)

м.„ =

(24)

*mpb у

где е'3,е-)-

угловые ускорения коленчатого вала двигателя на первой и высшей

■2

передаче соответственно при его разгоне с задним мостом, с Решая совместно уравнения (23) и (24), получим

<)н lmp I тр И 2

(25)

Если имеется ведомый мост, то момент инерции Нп определяется по стандартным методикам (метод падающего груза и д.р.). Для определения суммарного момента инерции Х/„ вращающихся частей переднего ведущего моста трактора необходимо измерить угловое ускорение коленчатого вала двигателя по предложенной методике со всеми включенными мостами, тогда

2 2 С' -ЕВ

^ - Ь, ' *тр Г1трВ' ~ 8 _ .2 Г ' (26)

1тр I * I 1тр В '

где Л - суммарный момент инерции ведущих колес заднего и переднего мос-

ус

тов с вращающимися частями трансмиссии, кг-м2\е^~ угловое ускорение ко-

ленчатого вала двигателя при его разгоне с ведущими мостами, с

Тогда суммарный момент инерции 1,1 п вращающихся частей переднего моста и соответствующих ему вращающихся частей трансмиссии трактора определяется

ип=г1-т13. (27)

Крутящий момент двигателя при его разгоне с гусеницами на первой и высшей передачах определится из выражений

Кр =

* Ли ~ 1

(28) Мч> =

I +

'ов ~ 2

1тр В

(29)

где е'г,е"г- угловые ускорения коленчатого двигателя при его разгоне с гусеницами на первой и высшей передачах соответственно, с~2. Тогда, решая совместно уравнения (28) и (29), получим

_/ я

(30)

'тр/ тр В

При измерении углового ускорения коленчатого вала двигателя с ведущими мостами необходимо блокировать дифференциалы для обеспечения синхронного вращения колес.

В результате теоретического анализа установлены следующие этапы реализации усовершенствованной методики определения приведенной массы:

1) измерить угловые ускорения коленчатого вала двигателя при свободном разгоне г, и с внешним маховиком е2 при заданном режиме;

2) по зависимости (21) произвести расчет момента инерции вращающихся частей двигателя /„,;

3) измерить угловые ускорения коленчатого вала двигателя (трактор на опорах) при разгоне заднего моста на низшей и высшей передаче е']уе* при заданном режиме;

4) произвести расчет суммарного момента инерции ведущих колес заднего моста и вращающихся частей трансмиссии Н3 по уравнению (25);

5) измерить угловые ускорения коленчатого вала двигателя (трактор на опорах) при разгоне двух мостов на низшей и высшей передаче е'т при заданном режиме;

6) по зависимости (26) произвести расчет суммарного момента инерции XI ведущих колес заднего и переднего мостов с вращающимися частями трансмиссии;

7) рассчитать суммарный момент инерции Нп вращающихся частей переднего ведущего моста трактора по уравнению (27);

8) по зависимости (14) рассчитать коэффициент учета вращающихся масс у/ для каждой передата трактора;

9) рассчитать значение приведенной массы для каждой передачи трактора по уравнению (15).

Для решения поставленных задач был усовершенствован бестормозной метод. В соответствии с усовершенствованным методом трактор разгоняется с устойчивой минимальной скорости равномерного прямолинейного движения, до максимальной скорости равномерного прямолинейного движения без разрыва потока мощности. При разгоне трактора одновременно фиксируются частоты ЭДС двух индукционных датчиков, установленных против венца маховика коленчатого вала двигателя (ведущего колеса) и против шестерни, имеющей жесткую кинематическую связь с путеизмерительным колесом (ведомым колесом), на заданной передаче и необходимом почвенном фоне (рисунок 4).

Угол поворота шестерни на один зуб обратно пропорционален количеству зубьев шестерни, против которой установлен индукционный датчик

¥> = —• (31)

Угловая скорость шестерни при периоде колебания сигнала Г определяется из выражения

й<р _ 2л

(32)

где г - количество зубьев шестерни, против которой установлен индукционный датчик, шт.; Г-период колебаний сигнала, с.

Тогда частота сигнала синусоиды Л определяется из выражения

д = 1 /т. (33)

Следовательно, угловая скорость вращения шестерни связана с частотой сигнала датчика зависимостью

2л ,

со =--Л,,

где Я, -средняя частота сигнала на выбранном участке разгона трактора, Гц. ЭДС, В

(34)

1) путеизмерительное колесо (ведомое колесо); 2) ведущее колесо Рисунок 4 - Фрагмент графиков изменения ЭДС датчика от времени /

Учитывая вышеизложенное угловое ускорение е1 шестерни, против которой установлен индукционный датчик, определяется с учетом формулы (34) следующим выражением:

2л-

Я>+| ~ Л

где среднее значение времени в последующем и предыдущем выбран-

ном интервале времени разгона трактора соответственно, с;А1+1Д - средняя частота сигнала в последующем и предыдущем выбранном интервале времени разгона трактора соответственно, Гц.

Учитывая формулы (4), (5) и (6), линейная скорость трактора V определяется по формуле

2л

■Л,-г,

(36)

где г-передаточное отношение между шестерней, против которой установлен индукционный датчик и ведущим или ведомым колесом трактора; г-радиус качения ведущего или ведомого колеса трактора, м.

Буксование трактора определится по значениям теоретической Ут и действительной Уд, тогда из формулы (7) с учетом формулы (36) получим

8. =

к ^ Я_ /., г"

100%,

(37)

где г»,г/-силовои радиус качения ведущего и путеизмерительного колеса соответственно, м; 2п,гд-количество зубьев шестерни, имеющей жесткую кинематическую связь с ведущим колесом и с путеизмерительным колесом соответственно, шт.; Ят,Яд - частота ЭДС индукционного датчика, полученная с зубьев шестерни,имеющей жесткую кинематическую связь с ведущим колесом с путеизмерительным колесом соответственно, Гц; 1т - передаточное отношение между шестерней с датчиком и ведущим колесом трактора; 1д - передаточное отношение между шестерней с датчиком и путеизмерительным колесом.

Учитывая то, что параметры колес и шестерен в течение опыта не меняются, то можно использовать постоянный множитель

г" г„

Тогда

С = -

8, = 1-С

(38)

100%.

В соответствии с формулой (4) действительное линейное ускорение трактора на выбранном участке времени разгона трактора будет определяться

(39) Л

(40)

Энергетические показатели трактора в значительной мере определяются развиваемым им крюковым усилием. Крюковое усилие, которое может развить трактор согласно (9) и (40), определится по следующей формуле

Л Л _ 2 л ¿Ш ~ Л '.(1-5,)

{&,) 2 . '»1 ] 'тр

'"я

С,

'.(1-8,)

Тяговая мощность на заданной передаче определяется выражением,

4л-2

Подавляющее большинство полевых технологических операций выполняется при положении рычага управления регулятором топливного насоса в положении, ограниченном болтом максимальных оборотов. В этом положении цикловая подача Оч топливного насоса во время разгона трактора, на выполнении технологических операций или на стенде для регулировки топливных насосов, зависит от одного параметра - частоты вращения его вала. Цикловая подача может быть получена на стенде для испытания дизельной топливной аппаратуры. При наличии этих данных цикловая подача топливного насоса пересчитывается в массовый расход топлива йт на заданном почвенном фоне и необходимой передаче при различной частоте вращения коленчатого вала или скорости движения трактора

где пн - частота вращения вала насоса на выбранном участке времени разгона трактора, об/мин; рт - плотность топлива, кг/м3; кц - количество циклов, за которое измерялась цикловая подача топливного насоса.

Удельный расход топлива g на выбранном участке определяется известным выражением

г = 1000^- (44)

В результате теоретического анализа установлены следующие этапы реализации усовершенствованной методики диагностирования энергетических показателей трактора:

1) на конкретном почвенном фоне, выбрав горизонтальный прямолинейный участок поля, произвести разгон трактора, при этом фиксируя ЭДС двух индукционных датчиков;

2) обработать полученные данные, определив частотные значения сигналов датчиков х = /(0;

3) по уравнениям (38) и (39) рассчитать буксование трактора на низшей передаче в соответствие с наибольшим тяговым усилием за время его разгона;

4) воспользоваться уравнением (41) для расчета возможного тягового усилия трактора;

5) по уравнению (42) рассчитать тяговую мощность трактора;

6) по уравнению пи =30 Л„,/2 определить частоту вращения вала насоса за время разгона трактора;

7) рассчитать массовый расход топлива по уравнению (43).

8) проанализировать полученные энергетические показатели трактора и дать рекомендации о целесообразности дальнейшей его эксплуатации.

В третьей главе «Программа и методика экспериментальных исследований» даны общая программа и методика исследований, перечень оборудования и приборов, используемых для проведения экспериментов, изложены частные методики и приемы обработки экспериментальных данных.

Точность измерений обеспечена погрешностью применяемого измерительного оборудования, относительная погрешность определения параметров не превышает ±2,5% . При измерении угловых ускорений коленчатого вала применялось специально разработанное устройство, обеспечивающее повышение точности за счет учета цикличности работы двигателя (Пат. №2329510).

Оценка адекватности результатов экспериментальных исследований трактора, полученных по расчетной и предлагаемой методике, велась по закону изменения силы тяги на крюке от действительной скорости исследуемого трактора. В качестве оценочного критерия был выбран критерий Фишера. Для количественной оценки результатов определения номинальных значений силы тяги на крюке, полученных по расчетной и предлагаемой методикам в качестве критерия, был выбран доверительный интервал.

В четвертой главе «Результаты экспериментальных исследований по проверке методики диагностирования энергетических показателей трактора» приведены результаты определения приведенной массы трактора и энергетических показателей трактора ЮМЗ-6АЛ, определенных по предлагаемой и стандартной методикам.

Анализ полученных экспериментальных данных разгона коленчатого вала двигателя с внешним маховиком показал, что угловая скорость вращения коленчатого вала двигателя изменяется циклично (рисунок 5).

Рисунок 5 - Изменение частоты ЭДС Рисунок 6 - Изменение частоты ЭДС датчика при разгоне двигателя датчика при свободном разгоне

(с маховиком) двигателя (без маховика)

Наблюдается несколько локальных максимумов частоты ЭДС датчиков (точки 1-4). Это связано с особенностями работы двигателя и упругими свойствами системы «двигатель - ВОМ - маховик». Момент инерции внешнего маховика 1М составляет 8,27 кг ■ м1. Число зубьев на венце маховика двигателя z =132, передаточное отношение i = 3,142. Были определены частоты сигналов датчика и время их достижения в точках 1-4. При тех же частотах сигнала по записи свободного разгона коленчатого вала двигателя (рисунок 6) точки 1 '-4' определено время их достижения и определены ускорения на аналогичных участках. Для каждого выделенного цикла по уравнению (23) были рассчитаны значения момента инерции двигателя и определено его среднее значение. Экспериментальная проверка методики определения момента инерции двигателя показала, что момент инерции двигателя Д-65Н1 составил 2,04кг ■ м2 и отличается от расчетного не более 2%, что в пределах погрешности опыта.

По методике определения суммарных моментов инерции вращающихся частей трансмиссии трактора были получены усредненные данные ускорений коленчатого вала на корректорной ветви (рисунок 7). Для обеспечения большей чувствительности метода, целесообразно определять моменты инерции вращающихся частей трансмиссии путем расчета между I и V, I и IV передачах, так как между этими передачами диапазон значений угловых ускорений достигает максимальных значений. По зависимости (15) был рассчитан коэффициент учета вращающихся масс у/. Эксплуатационная масса трактора составила 3660 кг, по выражению (16) рассчитывалась приведенная масса трактора (рисунок 8).

| Рисунок 7 -

I Зависимость

| углового ускорения

| в функции частоты

| вращения

I коленчатого вала

1100 1200 1300 1400 1500 1600 1700 1800

Частота вращения коленчатого вала, об/мин 'Г-*-Двиг I передача -*-|| передача -о-111 передача -*-IV передача -«-V передача<

Рисунок 8 -Изменение приведенной массы трактора в функции общего передаточного отношения трактора I, II, III, IV, V- номера передач трактора

15 25 35 45 55 65

Общее передаючное отношение

Корректорная ветвь кривой буксования (рисунок 9) имеет нестабильный характер вследствие упругих колебаний трансмиссии и почвы. При работе с постоянной нагрузкой трактора в составе агрегата, очевидно, что корректорная ветвь примет вид, показанный пунктиром.

Анализ данных^представленных на рисунках 10, 11, свидетельствует, прежде всего, о том, что характер рассматриваемых зависимостей соответствует ожидаемому виду на регуляторной ветви.

Из графиков видно (рисунок 10, 11), что при изменении загрузки от 0 до номинальной изменение скорости движения и тяговой мощности трактора близко к прямолинейному виду. Такой же вид имеют аналогичные графики, которые получают при тяговых испытаниях с постоянной загрузкой.

I 1«

* i

« 16000 I

о ;

% 14000 I о. 1

5 12000

и «

* 10000 ее

5 8000 ч

о*

s 6000

«/ч/ч/, !

« —

8 ГО 12 14

Сила тяги на крюке, кН

Рисунок 9 -График изменения

буксования трактора в функции силы тяги на крюке

—Ан

2,0

6,0

передача №1 передача №4 +- №2(стандартная) <>- №5(стандартная)

8,0 10,0 12,0 14,0 16,0 18,0 20,0 Сила тяги на крюке, кН -передача №2 —■о— передача №3 передача N«5 -о- №1(стандартная) №3(стандартная) —*• №4(стандартная)

- передача№1

- передача №4 №2 (стандартная) №5 (стандартная)

10 12 14 16

Сила тяги на крюке, кН

передача №2 —передача №3

передача №5 -о- №1 (стандартная)

о- №3(стандартная) ■ *- №4 (стандартная)

Рисунок 10-Графики изменения действительной скорости трактора, полученные по стандартной и предлагаемой методикам

Рисунок 11 — Графики изменения тяговой мощности трактора, полученные по стандартной и предлагаемой методикам

При дальнейшем возрастании нагрузки появляются заметные колебания скорости, а, следовательно, и тяговой мощности. Эти колебания вызваны особенностями переходного процесса, при котором определялись показатели. Так же выявлен факт отклонения тяговых усилий в большую сторону с повышением передач. Данное отклонение вызвано перераспределением вертикальных реакций на ведущих колесах. Кроме того, предлагаемая методика по сравнению с расчетной методикой более полно учитывает факторы, влияющие на тяговые свойства трактора.

Расхождение в большую сторону показателей расхода топлива на регуля-торной ветви относительно результатов, полученных по расчетной методике, наблюдается при уменьшении силы тяги на крюке (рисунок 12). С увеличением передачи, а соответственно и времени разгона расхождение уменьшается, но сохраняется. Это может быть обусловлено особенностями работы насоса при переходном процессе, данный факт необходимо подвергнуть более глубоким научным исследованиям.

Рисунок 12 -Изменение массового расхода топлива трактора в функции силы тяги на крюке трактора, полученные по стандартной и предлагаемой методикам

8,0 10,0 12,0 14,0

Сила тяги на крюке, кН

- передача №2 —о— передача №3 -передача№5 -о- №1 (стандартная) №3 (стандартная) - №4 (стандаржая)

-передача №1 -передача №4 —1-- №2 (стандартная) - «- №5 (стандартная)

С доверительной вероятностью 95% подтвердилась адекватность полученных закономерностей изменения силы тяги на крюке от действительной скорости трактора на всех передачах по критерию Фишера и подтверждена адекватность для номинальной силы тяги по доверительному интервалу при пятикратной повторности.

В пятой главе «Экономическая оценка применения бестормозной методики определения энергетических показателей трактора» рассчитаны показатели экономической эффективности применения разработанной методики определения энергетических показателей трактора и мобильного измерительного комплекса. Экономический эффект обусловлен снижением стоимости диагностического оборудования, времени диагностирования, потребления электроэнергии, а также других затрат, рассчитываемых на их основе.

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ

1. Контроль энергетических показателей трактора в процессе всего срока службы достаточно трудоемок и дорог, по этой причине практически не производится в условиях эксплуатации. В результате этого в производственном про-

цессе участвуют машины с неудовлетворительным техническим состоянием, заниженной производительностью и завышенным расходом топлива. Определение этих параметров в эксплуатационных условиях позволяет осуществлять контроль технического состояния трактора, а так же выбирать оптимальные режимы работы агрегата, что снижает эксплуатационные расходы.

2. Усовершенствованная методика диагностирования энергетических показателей трактора в эксплуатационных условиях основанная на определении кинематических параметров движения при переходном процессе его разгона позволяет оценивать техническое состояние трактора и принимать решение о целесообразности его дальнейшей эксплуатации. Таким образом, разработанная методика определения кинематических параметров движения трактора исключает применение измерительных устройств, на погрешность которых влияет большое количество факторов, при этом максимальная относительная погрешность определения кинематических параметров не превышает ±0,4%.

3. Для определения инерционных параметров трактора достаточно измерить угловые ускорения коленчатого вала двигателя при разных режимах разгона с применением инерционной массы, момент инерции которой известен. Для повышения точности измерений разработано устройство для измерения углового ускорения коленчатого вала двигателя внутреннего сгорания на всем диапазоне скоростей, учитывающее цикличность работы двигателя (Пат. №2329510).

4. Энергетические показатели трактора, определенные по предлагаемой методике, подобны показателям стендовой тяговой характеристики, доверительная вероятность полученных закономерностей составляет 95%. Поэтому предложенную методику можно рекомендовать для эксплуатационных условий.

5. Годовая экономия эксплуатационных затрат на диагностирование одного трактора составит 24136 рубля. Экономия получена, главным образом, за счет снижения трудоемкости предлагаемой методики в три раза, а также из-за значительной разницы балансовой стоимости, применяемой в настоящее время тяговой лабораторией (1320000 рублей), и предлагаемого оборудования (328400 рублей).

ПРЕДЛОЖЕНИЯ ПО ПРИМЕНЕНИЮ РАЗРАБОТАННОЙ МЕТОДИКИ

1. Рекомендовать заводам-изготовителям тракторов, создать программное обеспечение, реализующее предложенную методику, и устанавливать его на бортовые компьютеры тракторов, устанавливать индукционные датчики против зубьев маховика двигателя или шестерни топливного насоса, а также против шестерни, имеющей жесткую кинематическую связь с ведомым колесом для осуществления контроля буксования трактора.

2. Рекомендовать инженерной службе при покупке тракторов диагностировать энергетические показатели по предлагаемой методике и вести постоянный мониторинг за их изменением в процессе всего срока эксплуатации. Это позволит контролировать тяговую мощность при техническом обслуживании, применять рациональные тяговые режимы, что позволит снизить эксплуатационные издержки.

Основные положения диссертации опубликованы в следующих работах:

Издания рекомендованные ВАК

1. Казаков, Д.В. Эксплуатационные энергетические показатели трактора ЮМЗ-6АЛ [Текст] / Н.В. Щетинин, Д.В. Казаков // Механизация и электрификация сельского хозяйства. - 2007 - №10 - С. 34-35.

В сборниках научных трудов

2. Казаков, Д.В. К определению буксования тракторов в эксплуатационных условиях [Текст] / Н.В. Щетинин, Д.В. Казаков, Д.О. Мальцев // Физико-технические проблемы создания новых технологий в агропромышленном комплексе: сб. науч. тр. - Ставрополь: АГРУС, 2007 - С. 198-201.

3. Казаков, Д.В. К определению моментов инерции двигателей тракторов [Текст] / Н.В. Щетинин, Д.В. Казаков, Д.О Мальцев // Физико-технические проблемы создания новых технологий в агропромышленном комплексе: сб. науч. тр. -Ставрополь: АГРУС, 2007,-С. 189-194.

4. Казаков, Д.В. К определению энергетических показателей тракторов в эксплуатационных условиях на переходном режиме [Текст] / Н.В. Щетинин, Д.В. Казаков, А.Г. Арженовский, Д.О Мальцев // Физико-технические проблемы создания новых технологий в агропромышленном комплексе: сб. науч. тр. - Ставрополь: АГРУС, 2007-С. 194-197.

5. Казаков, Д.В. Совершенствование методики записи и обработки сигналов индукционных датчиков [Текст] /Н.В. Щетинин, Д.В. Казаков, Д.О. Мальцев //Физико-технические проблемы создания новых технологий в агропромышленном комплексе: сб. иауч тр. - Ставрополь: АГРУС, 2007 - С. 185-189.

6. Казаков, Д.В. Результаты определения буксования трактора ЮМЗ-6АЛ на переходном режиме [Текст] / Н.В. Щетинин, Д.В. Казаков, Д О. Мальцев, С.Н. Мик-рюков // Совершенствование технологий в АПК: межвуз. сб. науч. тр. / ФГОУ ВПО АЧГАА, - Зерноград, 2007. - С. 122-126

Запатентованные изобретения

7. Пат. 2266527 Российская Федерация МПК7 G 01 L 3/24, G 01 M 15/00 Способ определения мощности двигателя внутреннего сгорания [Текст] / Н.В. Щетинин, А.Г. Арженовский, ДО. Мальцев, Д.В. Казаков, А.А Морозов; заявитель и патентообладатель Азово-Черноморская государственная агроинженерная академия. -№2004122376; заявл. 21.07.04; опубл. 20.12.05. Бгол. №35. -297 с.

8. Пат. 2329510 Российская Федерация МПК G 01 Р 15/00 Устройство для измерения ускорения коленчатого вала двигателя внутреннего сгорания на всем диапазоне скоростей [Текст] / Н.В. Щетинин, А.Г. Арженовский, ДВ. Казаков, ДО. Мальцев, C.B. Асатурян, С.Н Микрюков; заявитель и патентообладатель Азово-Черноморская государственная агроинженерная академия. -№2007108605 заявл. 07.03.2007; опубл. 20.07.2008. Бюл. №20.

ЛР 65-13 от 15 02.99 Подписано в печать 13 11 2008 Формат 60x84/16 Уч-изд. л 1,1 Тираж 100 экз Заказ №522, РИО ФГОУ ВПО АЧГАА 347740, г Зерноград Ростовской обл , у л Советская, 15

Оглавление автор диссертации — кандидата технических наук Казаков, Дмитрий Викторович

ВВЕДЕНИЕ.

1 СОСТОЯНИЕ ПРОБЛЕМЫ И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ ПО ДИАГНОСТИКЕ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ

ДВИГАТЕЛЕЙ И ТРАКТОРОВ.1О

1.1 Методы диагностирования энергетических показателей двигателей и тракторов.

1Л. 1 Тормозные методы диагностирования энергетических показателей машинотракторного агрегата.

1 Л.2 Бестормозные методы диагностирования энергетических показателей двигателей и тракторов.

1.2 Выводы, задачи исследований.

2 ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ПО СОВЕРШЕНСТВОВАНИЮ МЕТОДИКИ ДИАГНОСТИРОВАНИЯ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННОГО ТРАКТОРА ПРИ ПЕРЕХОДНОМ ПРОЦЕССЕ ЕГО РАЗГОНА.

2.1 Анализ уравнения движения при свободном разгоне трактора.

2.2 Определение приведенной массы трактора в эксплуатационных условиях.

2.2.1 Определение момента инерции вращающихся частей двигателя в эксплуатационных условиях.

2.2.2 Определение суммарных моментов инерции вращающихся частей трансмиссии трактора.

2.3 Определение кинематических параметров движения трактора.

2.4 Определение энергетических показателей тракторов.

2.5 Выводы.

3 ПРОГРАММА И МЕТОДИКА ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ.

3.1 Программа экспериментальных исследований.

3.2 Методика фиксации ЭДС двух индукционных датчиков.

3.3 Измерительный комплекс.

3.4 Методика определения приведенной массы трактора.

3.5 Методика определения кинематических параметров движения трактора.

3.6 Методика определения энергетических показателей по регуляторной характеристике двигателя и буксованию трактора.

3.7 Определение погрешности измерений.

3.7.1 Определение погрешности измерений энергетических показателей двигателя.

3.7.2 Определение погрешности измерений энергетических показателей трактора.

3.8 Методика оценки адекватности результатов измерений.

3.9 Выводы.

4 РЕЗУЛЬТАТЫ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ ПО

ПРОВЕРКЕ МЕТОДИКИ ДИАГНОСТИРОВАНИЯ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ ТРАКТОРА.

4.1 Результаты определения момента инерции вращающихся частей двигателя.

4.2 Результаты определения суммарных моментов инерции вращающихся частей трансмиссии трактора.

4.3 Результаты полевых исследований по предлагаемой методике.

4.4 Результаты определения энергетических показателей по регуляторной характеристике двигателя и буксованию трактора.

4.5 Результаты определения адекватности экспериментальных исследований трактора по расчетной и предлагаемой методикам.

4.5.1 Результаты определения адекватности законов изменения силы тяги на крюке от действительной скорости трактора, полученных по расчетной и предлагаемой методикам.

4.5.2 Результаты определения адекватности значений номинальной силы тяги на крюке по доверительному интервалу, полученной по расчетной и предлагаемой методикам.

4.6 Выводы.

5 ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА ПРИМЕНЕНИЯ БЕСТОРМОЗНОЙ МЕТОДИКИ ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ ТРАКТОРА.

5.1 Объект анализа.

5.2 Исходные данные.

5.3 Расчет эксплуатационных затрат.

5.4 Расчет показателей эффективности.

5.5 Выводы.

Введение 2008 год, диссертация по процессам и машинам агроинженерных систем, Казаков, Дмитрий Викторович

Для повышения эффективности использования сельскохозяйственных тракторов и других энергетических средств необходимо знание параметров технического состояния на различных стадиях их срока службы.

В области технической эксплуатации сельскохозяйственных тракторов и других энергетических средств одним из важнейших мероприятий в повышении эффективности их работы является внедрение в технологический процесс технического обслуживания методов и средств технической диагностики. Это позволяет назначать необходимый объем профилактических и ремонтных работ по фактическому техническому состоянию, снизить трудоемкость обслуживания. Предотвращение использования тракторов с неудовлетворительным техническим'состоянием, снижает расход топлива, запасных частей и эксплуатационных материалов. Существующие методы и средства диагностирования энергетических показателей двигателей и тракторов отличаются многообразием используемых диагностических параметров, а также „ сравнительно большой трудоемкостью, что ограничивает их широкое применение для диагностирования в условиях эксплуатации.

Обычно тягово-сцепные свойства трактора определяются по его тяговой характеристике, которая снимается для стандартных почвенных фонов, но в эксплуатационных условиях тягово-сцепные свойства меняются и зависят от состояния почвы и технического состояния трактора.

В процессе эксплуатации энергетические показатели двигателя и трактора меняются из-за изменения их технического состояния. Управление техническим состоянием машин является составной частью технического сервиса на предприятиях агропромышленного комплекса (АПК). Диагностика параметров технического состояния двигателей и тракторов, к которым относятся энергетйческие показатели, имеют определяющее значение в управлении их техническим состоянием в эксплуатационных условиях.

Тяговая мощность и массовый расход топлива являются основными энергетическими показателями машинотракторного агрегата. Они определяются техническим состоянием, скоростью движения, буксованием трактора, частотой вращения коленчатого вала двигателя, тягового усилия трактора и силы сопротивления рабочей машины в составе машинотракторного агрегата (МТА) /47, 55/.

Техническое состояние машины определяет эффективность ее использования, поэтому исследование процессов направленных на определение параметров технического состояния энергетических средств в условиях производственной и технической эксплуатации является актуальным.

Научная новизна состоит в усовершенствованной методике диагностирования технического состояния сельскохозяйственного трактора в эксплуатационных условиях основанной на функциональных зависимостях энергетических показателей от характера его разгона при переходном процессе, обобщении теоретических и экспериментальных исследований, в результате которых разработаны:

- методика определения приведенной массы трактора;

В качестве объекта исследований выбран процесс определения энергетических показателей сельскохозяйственных тракторов. Предметом исследований является параметры, характеризующие трактор в режиме разгона, закономерности, позволяющие по параметрам, полученным при исследовании трактора в процессе разгона, построить статические тяговые характеристики. В качестве гипотезы выдвинуто предположение о том, что основным диагностическим показателем при оценке технического состояния трактора могут являться энергетические показатели, полученные при переходном процессе его разгона.

Задачи исследований:

Выдвинутые научные положения, функциональные зависимости теоретически обоснованы, их достоверность доказана экспериментальными исследованиями с использованием методов математической статистики, теории случайных функций, планирования эксперимента и стандартных методик.

На защиту выносятся:

2. Методика определения приведенной массы трактора.

3. Методика диагностирования энергетических показателей характеризующих тягово-сцепные свойства трактора.

- снизить трудоемкость диагностирования энергетических показателей трактора в 2-3 раза;

- получить экономический эффект сократив эксплуатационные затраты на диагностику одного трактора на 24136 рублей.

Апробация работы. Основные положения диссертации доложены и одобрены на научно-практических конференциях АЧГАА, ВНИПТИМЭСХ, Ставропольском ГАУ, КубГАУ, а также в МГАУ им. Горячкина на всероссийском конкурсе на лучшую научную работу среди студентов, аспирантов и молодых ученых по направлению «Технические науки» в 2004-2007 гг. (приложения 3,И)

Элементы теоретических и экспериментальных исследований используются в учебном процессе на кафедре «Эксплуатация машинно-тракторного парка» в АЧГАА, а также приняты к применению в отдел технических измерений и отдел испытаний тракторных агрегатов и ГСМ ФГУ «Северо-Кавказская МИС» (приложения К, Л).

Данная работа выполнена на кафедре «Эксплуатация машинно-тракторного парка» Азово-Черноморской государственной агроинженерной академии в соответствии с научно-технической программой фундаментальных и приоритетных прикладных исследований по научному обеспечению АПК Российской Федерации и планом НИР ФГОУ ВПО АЧГАА.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, пяти глав, общих выводов, списка литературы из 115 наименований и 11 приложений. Работа изложена на 128 страницах основного текста, содержит 49 рисунков и 15 таблиц.

Заключение диссертация на тему "Совершенствование методики диагностирования энергетических показателей сельскохозяйственных тракторов в эксплуатационных условиях"

1. Контроль энергетических показателей трактора в процессе всего сро ка службы достаточно трудоемок и дорог по этой причине практически не производится в условиях эксплуатации. В результате чего в производствен ном процессе участвуют машины с неудовлетворительным техническим со стоянием, заниженной производительностью и завышенным расходом топ лива. Определение этих параметров в эксплуатационных условиях позволяет осуществлять контроль технического состояния трактора, а так же выбирать оптимальные режимы работы агрегата, что снижает эксплуатационные рас ходы.2. Усовершенствованная методика диагностирования энергетических показателей трактора в эксплуатационных условиях основанная на определе нии кинематических параметров движения при переходном процессе его раз гона позволяет оценивать техническое состояние трактора и принимать ре шение о целесообразности его дальнейшей эксплуатации. Таким образом, разработанная методика определения кинематических параметров движения трактора исключает применение измерительных устройств, на погрешность которых влияет большое количество факторов, при этом максимальная отно сительная погрешность определения кинематических параметров не превы шает ±0,4%.3. Для определения инерционных параметров трактора достаточно из мерить угловые ускорения коленчатого вала двигателя при разных режимах разгона с применением инерционной массы, момент инерции которой извес тен. Для повышения точности измерений разработано устройство для изме рения углового ускорения коленчатого вала двигателя внутреннего сгорания на всем диапазоне скоростей учитывающее цикличность работы двигателя (Пат. №2329510).4. Энергетические показатели трактора определенные по предлагаемой методике подобны показателям стендовой тяговой характеристики, доверительная вероятность полученных закономерностей составляет 95%. Поэтому предложенную методику можно рекомендовать для эксплуатационных усло вий.5. Годовая экономия эксплуатационных затрат на диагностирование од ного трактора составит 24136 рубля. Экономия получена, главным образом, за счет снижения трудоемкости предлагаемой методики в три раза, а также из-за значительной разницы балансовой стоимости применяемой в настоящее время тяговой лаборатории (1320000 рублей) и предлагаемого оборудования (328400 рублей).ПРЕДЛОЖЕНИЯ ПО ПРИМЕНЕНИЮ РАЗРАБОТАННОЙ МЕТОДИКИ

1. Рекомендовать заводам-изготовителям тракторов создать программ ное обеспечение, реализующее предложенную методику, и устанавливать его на бортовые компьютеры тракторов, устанавливать индукционные датчики против зубьев маховика двигателя или шестерни топливного насоса, а также против шестерни имеющей жесткую кинематическую связь с ведомым коле сом для осуществления контроля буксования трактора.2. Рекомендовать инженерной службе при покупке тракторов диагно стировать энергетические показатели по предлагаемой методике и вести по стоянный мониторинг за их изменением в процессе всего срока эксплуата ции. Это позволит контролировать тяговую мощность при техническом об служивании применять рациональные тяговые режимы, что позволит снизить эксплуатационные издержки.

Библиография Казаков, Дмитрий Викторович, диссертация по теме Технологии и средства технического обслуживания в сельском хозяйстве

1. А. с. 877369 СССР, G 01 L 3/00. Способ определения мощности двигателей внутреннего сгорания Текст. / В.А. Змановский, Л.В. Дролов, В.М. Лившиц, А.А. Моносзон (СибИМЭ). - №2889995/18-10; Заявл. 14.02.80; опубл. 30.10.81, Бюл. № 40. - 202.

2. А.с. 575524 СССР, 2 G 01 L 23/08. Устройство для измерения мощности двигателей внутреннего сгорания Текст. / О.Д. Басецкий, В.В. Куликов, В.В. Петров . - № 2116504/10; Заявл. 26.03.75 ; опубл. 05.10.77. Бюл. №37.-С.117.

4. Аллилуев, В.А. Техническая эксплуатация машинно-тракторного парка Текст. / В.А. Аллилуев, А.Д. Ананьин, В.М. Михлин. - М.: Агропромиздат. - 1991. - 367 с.

5. Батракова, Л.Г. Финансовые расчеты в коммерческих сделках Текст. - М.: ЛОГОС, 1998.

6. Бать, М.И. Теоретическая механика в примерах и задачах Текст.: в 2 т./ М.И. Бать, Г.Ю. Джанелидзе, А.С. Кельзон Т.1. — М : Наука, 1984.— 560 с.

7. Баутин, В.М. Механизация и электрификация сельскохозяйственного производства Текст. / В.М. Баутин, В.Е. Бердышев, Д.С. Бук-лагин и др. - М.: Колос, 2000. - 536 с.

8. Баутин, В.М. Экономика агротехсервиса Текст. / В.М. Баутин, Д.С. Буклагин, В.Ф. Федоренко и др. / Под ред. В.М. Баутина. - М.: ФГНУ «Росинформагротех», 2004. - 404 с.

9. Вельских, В.И. Справочник по техническому обслуживанию и диагностированию тракторов Текст. / В.И. Вельских. - М.: Россель-хозиздат, 1986. - 399 с.

10. Болтинский, В.Н. Теория, конструкция и расчет тракторных и автомобильных двигателей Текст. / В.Н. Болтинский . — М.: Сельхозг-издат, 1962. -391 с.

11. Большев, Л.Н. Таблицы математической статистики Текст. / Л.Н. Большев, Н.В. Смирнов. - М.: Наука, 1983. - 416 с.

12. Боровиков, В.П. STATISTIC А® - Статистический анализ и обработка данных в среде Windows Текст.: 2-е изд., стереотипное / В.П. Боровиков, И.П. Боровиков. - М.: Информац.-изд. дом «Филинъ», 1998.-608 с.

13. Бутенин, Н.В. Курс теоретической механики Текст. / Н.В. Бутенин, Я.Л. Лунц, Д.Р. Меркин - СПб.: Лань, 1998. — 446 с.

14. Бухгольц, Н.Н. Основной курс теоретической механики. Ч. 2 - Динамика системы материальных точек Текст. / Н.Н. Бухгольц. - М.: Наука, 1969.-332 с.

15. Вантюсов, Ю. А. Контроль энергетических параметров мобильных энергосредств Текст. / Ю. А. Вантюсов, А. В. Макевнин // Тракторы и сельскохозяйственные машины. - 2006. - № 10. - 16-18.

16. Веденгяпин, Г.В. Эксплуатация машинно-тракторного парка Текст. / Г.В. Веденяпин, Ю.К. Киртбая, М.П. Сергеев / Изд.2-е. М.: Колос, 1968.-343 с.

17. Веденяпин, Г.В. Эксплуатация машинно-тракторного парка Текст. / Г.В. Веденяпин, Ю.К. Киртбая, М.П. Сергеев.- - М.: Колос, 1963. -431 с.

18. Веденяпин, Г.В. Эксплуатация машинно-тракторного парка Текст. / Г.В. Веденяпин, Ю.К. Киртбая, М.П. Сергеев. - М.: Колос, 1968. -341с.

19. Веретенников, В.Г. Теоретическая механика. Вывод и анализ уравнений движения на ЭВМ Текст. / В.Г. Веретенников, И.И. Карпов, А.П. Маркеев и др.: учебное пособие для вузов. — М.: Высшая школа, 1990. — 174 с.

20. Вольф, В.Г. Статистическая обработка опытных данных Текст. / В.Г. Вольф. - М.: Колос, 1966.- 254 с.

21. Гернет, М.М. Определение моментов инерции Текст. / М.М. Гер- нет, В.Ф. Ротобыльский. - М.: Машиностроение, 1979.

22. Гмурман, В.Е. Теория вероятностей и математическая статистика Текст.: Учебное пособие для втузов / В.Е. Гмурман.- 9-е изд., стер.-М.: Высш. школа, 2003.- 479 с.

23. Гурский, Е.И. Теория вероятностей с элементами математической статистики Текст. / Е.И. Гурский. - М.: Высш. школа, - 1971. - 328 с.

24. Джонсон, Н. Статистика и планирование эксперимента в технике и науке Текст. / Н. Джонсон, Ф. Лион. // Методы планирования эксперимента-М.: Мир, 1981.-516 с.

25. Ждановский, Н.С. Бестормозные испытания и система бестормозных характеристик автотракторных карбюраторных двигателей Текст. / Н.С. Ждановский // Сб. науч. работ Ленингр. с.-х. ин-та. -1953.-Т. 9 . - С . 127-147.

26. Ждановский, Н.С. Бестормозные испытания тракторных двигателей Текст. / Н.С. Ждановский. - Л.: Машиностроеие, 1966. - 177 с.

27. Ждановский, Н.С. Диагностика автотракторных двигателей Текст. / Н.С. Ждановский, В.А. Аллилуев, А.В. Николаенко, Б.А. Улитов-ский. - Л.: Колос, 1977. - 264 с.

28. Ждановский, Н.С. Диагностика дизелей автотракторного типа Текст. / Н.С. Ждановский, Б.А. Улитовский , В.А. Аллилуев. - Л.: Колос, 1970.-191 с.

30. Ждановский, Н.С. К разработке диагностических измерительных систем для машин Текст. / Н.С. Ждановский, В.А. Аллилуев, Р.С. Ермолов // Записки Ленингр. с.-х. ин-та. - 1973. - Т. 229. - 10-15.

31. Ждановский, Н.С. Методика проверки технического состояния тракторных двигателей в полевых условиях бестормозным методом Текст. / Н.С. Ждановский // Использование и ремонт машинно-тракторного парка в сельском хозяйстве. - М., 1964. - 316-348

32. Ждановский, Н.С. Методика проверки технического состояния тракторных двигателей в полевых условиях бестормозным методом Текст. / Н.С. Ждановский. - М.: ГОСНИТИ, 1963. - 29 с.

33. Ждановский, Н.С. Надежность и долговечность автотракторных двигателей Текст. / Н.С. Ждановский, А.В. Николаенко. - Л . : Колос, 1974.-223 с.

34. Ждановский, Н.С. Неустановившиеся режимы работы поршневых и газотурбинных двигателей автотракторного типа Текст. / Н.С. Ждановский, А.И. Ковригин. - Л.: Машиностроение, 1974. - 222 с.

35. Зайцев, Н.Л. Экономика промышленного предприятия Текст. / Н.Л. Зайцев - М.: ИНФРА-М, 1999.

36. Зангиев, А.А. Производственная эксплуатация машинно- тракторного парка Текст. / А.А. Зангиев, Г.П. Лышко, А.Н. Скороходов.- М.: Колос, 1996.- 320 с.

37. Змановский, В.А. Исследование переходных процессов ДВС Текст. / В.А. Змановский, В.М. Лившиц, В.А. Змановский // Вопросы диагностики и обслуживания машин. - Новосибирск, 1968. - 216-227.

38. Змановский, В.А. Метод оценки мощности двигателя при работе трактора Текст. / В.А. Змановский // Тракторы и сельхозмашины. — 1970.-№3. - 25-27.

39. Иофинов, А. Приборы для учета и контроля работы тракторных агрегатов (теория, проектирование и расчет) Текст. / А. Иофинов, Х.М. Райхлин. - Л.: Машиностроение, 1972. - 224 с.

40. Иофинов, А. Эксплуатация машинно-тракторного парка Текст. /С.А. Иофинов. - М . : Колос, 1974. 480 с.

41. Иофинов, А. Эксплуатация машинно-тракторного парка Текст. / А. Иофинов, Г.П. Лышко. 2-е изд. - М.: Колос, 1984, 351 с.

42. Кильчевский, Н.А. Курс теоретической механики Текст. / Н.А. Кильчевский.- М.: Наука, 1972. — 456 с.

43. Козлов, В.И. Бортовой измерительный комплекс Текст. / В.И. Козлов // Тракторы и сельскохозяйственные машины. - 2006. - № 10. - С . 10-12.

44. Колобов, Г.Г. Тяговые характеристики тракторов Текст. / Г.Г. Колобов, А.П. Парфенов-М.: «Машиностроение», 1972, 157 с.

45. Кривенко, П.М. Ремонт и техническое обслуживание системы питания автотракторных двигателей Текст. / П.М. Кривенко, И.М. Федоров - М . : 1980.284 с.

46. Кривенко, П.М. Дизельная топливная аппаратура Текст. / П.М. Кривенко, И.М. Федосов - М.: Колос, 1970, 536 с.

47. Крутов, В.И. Топливная аппаратура автотракторных двигателей Текст. / В.И. Крутов, В.Е. Горбаневский, В.Г. Кислов - М.: 1985. 297с.

48. Кукта, Г. М. Испытания сельскохозяйственных машин Текст. / Г. М. Кукта - М.: «Машиностроение», 1964, 284 с.

49. Курочкин, В.Н. Технико-экономический анализ инженерных решений: Учебное пособие Текст. / В.Н. Курочкин. - Зерноград: АЧГАА, 2003. - 86 с.

50. Лившиц, В.М. Метод оценки тягового сопротивления Текст. / В.М. Лившиц // Механизация и электрификация сельского хозяйства. -1983. -№12. - С . 49-51.

51. Лившиц, В.М. Экспериментальное определение приведенного момента инерции тракторных двигателей Текст. / В.М. Лившиц, В.А. Змановский // Вопросы диагностики и обслуживания машин. — Новосибирск, - 1968.

52. Лихачев, B.C. Испытания тракторов: Учебное пособие для вузов Текст. / B.C. Лихачев. - М.: Машиностроение, 1974. - 288 с.

54. Мелешик, Н.Н. Повышение эффективности функционирования машинно-тракторных агрегатов путем оптимизации инерционных вращающихся масс двигателя Текст.: Дис. ... канд. техн. наук. -Зерноград, 1995.- 221 с.

55. Методика и примеры определения экономической эффективности технологий и сельскохозяйственной техники Текст. /под руководством к.т.н. А.В. Шпилько. - М., 1998. - 219 с.

56. Методика определения экономической эффективности технологий и сельскохозяйственной техники. Ч. 2. Нормативно справочный материал Текст. / Минсельхозпрод РФ. - М.: ВНИИЭСХ, 1998. -253 с.

57. Методические рекомендации по оценке эффективности инвестиционных проектов и их отбору для финансирования Текст.. - М.: Ин-формэлектро, 1994. - 114 с.

58. Мудров, А.Е. Численные методы для ПЭВМ на языках Бейсик, Фортран и Паскаль Текст. / А.Е. Мудров. - Томск: МП «РАСКО», 1991.-272с.

59. Николаенко, А.В. Теория, конструкция и расчет автотракторных двигателей Текст. / А.В. Николаенко. - М.: Колос, 1984. - 335 с.

60. Оберемок В.А. Опытное определение коэффициента учета вращающихся масс автомобиля Текст. / В.А. Оберемок, А.Ф. Шкарлет // Методическое указание к л./р. - Зерноград, 1999.

61. Павловский М.А. Теоретическая механика. Динамика Текст. / М.А. Павловский, Л.Ю. Акинфиева, О.Ф. Бойчук - Киев: Высшая школа, 1990.— 480 с.

62. Попович, И.В. Методика экономических исследований в сельском хозяйстве Текст. / И.В. Попович. - М.: Экономика, 1973. - 280 с .

63. Портативная тормозная установка для определения мощности двигателя трактора К-700 в полевых условиях Текст. / М.М. Аранов-ский, Р.Г. Вагапов, Б.М. Ермаков, А.П. Дмитриев // Записки Ле-нингр. с.-х. ин-та. - Т. 157, вып. 1. - 30-33.

64. Пособие по эксплуатации МТП: учеб. пособие Текст. / под ред. Н.Э. Фэре. - М.: Колос, 1978.- 256 с.

65. Свирщевский, Б.С. Организация и технология производства тракторных работ Текст. / Б.С. Свирщевский М.: Сельхозгиз, 1954.-415 с.

66. Сергеев, И.В. Организация и финансирование инвестиций: Учебное пособие Текст. / И.В. Сергеев, И.И. Веретенникова. - М.: Финансы и статистика, 2000. - 272 с.

67. Скотников, В.А. Основы теории и расчета трактора и автомобиля Текст. / В.А. Скотников, А.А. Мащенский, А.С. Солонский. - М.: Агропромиздат, 1986.-383с.

68. Старик, Д.Э. Как рассчитать эффективность инвестиций Текст. / Д.Э. Старик. - М.: Финстатинформ, 1996. - 92 с.

69. Статистические методы в инженерных исследованиях: Лабораторный практикум Текст. / В.П. Бородюк, А.П. Вощинин, А.З. Иванов и др. - М.: Высш. школа, 1983. - 216 с.

70. Степнов, М.Н. Статистические методы обработки результатов механических испытаний: Справочник Текст. / М.Н. Степнов. - М.: Машиностроение, 1985. -232 с.

71. Тарг, СМ. Краткий курс теоретической механики Текст. / СМ. Тарг. — М.: Высшая школа, 1998. — 416 с.

72. Терских, И.П. Испытание мощных двигателей на маломощных тормозных установках Текст. / И.П. Терских // Механизация и электрификация социалистического сельского хозяйства. - 1966. - № 11. - 28-29.

73. Техническое описание прибора для измерения мощности ИМД-2 Текст.. - Новосибирск, 1971. - 51 с.

74. Тракторы сельскохозяйственные. Методы испытаний: ГОСТ 7057-81 Текст.. - М . : Изд-во стандартов, 1985. - 2 5 с.

75. Тракторы сельскохозяйственные. Определение показателей при испытаниях через вал отбора мощности: ГОСТ 30747-2001 Текст.. -М.: Изд-во стандартов, 2002. - 8 с.

76. Тракторы сельскохозяйственные. Определение тяговых показателей: ГОСТ 30745 - 2001 Текст.. - М.: Изд-во стандартов, 2002. 12 с.

77. Трубников, Г.И. Обкатка и испытания автотракторных двигателей Текст. / Г.И. Трубников. - М.: Сельхозгиз, 1960. - 108 с

78. Трубников, Г.И. Практикум по автотракторным двигателям Текст. /Г.И. Трубников.-М., 1968. 220 с.

79. Устройство измерительное ИМД-ЦМ. Техническое описание и инструкция по эксплуатации: Инструкции по техническому диагностированию дизелей 2.781.802 Д Текст.. - М , 1989. - 82 с.

80. Федоренко, В.Ф. Приборы и оборудование для испытаний сельскохозяйственной техники Текст. / В.Ф. Федоренко, В.Я. Гольтяпин кат. - М.: ФГНУ «Росинформагротех», 2004. - 104 с.

81. Фортуна, В.И. Эксплуатация машинно-тракторного парка Текст. / В.И. Фортуна. - М.: Колос, 1979, 375 с

82. Цеддиес, Ю. Экономика сельскохозяйственных предприятий: Учебное пособие Текст. / Ю. Цеддиес, Э. Райш, А.А. Угаров. - М.: Изд-во МСХ, 2000. - 400 с.

83. Чудаков, Д.А. Основы теории и расчета трактора и автомобиля Текст. / Д.А. Чудаков. -М.: Колос, 1982. - 384с.

84. Шефе, Г. Дисперсионный анализ Текст. / Г. Шефе; Пер. с англ. — М.: Физматгиз, 1963-625с.

85. Шешин, А.И. Теоретическое и экспериментальное исследование работы тракторного двигателя СМД-18Б при неустановившейся нагрузке Текст.: Автореф. дис. ... канд. техн. наук. - Челябинск, 1974.-25с.

86. Шкарлет, А.Ф. Основы теории и расчета трактора и автомобиля: Методическое пособие к выполнению курсовой работы Текст. /А.Ф. Шкарлет, В.А. Исмаилов. - Зерноград: ФГОУ ВПО АЧГАА, 2006. - 60 с.

87. Шпилько, А.В. Методика определения экономической эффективности технологий сельскохозяйственной техники. Часть 1 Текст. /А.В. Шпилько, В.И. Драгайцев, Н.М. Морозов. — М.: М-во сел. хоз-ва и продов. РФ, 1998.

88. Шпилько, А.В. Методика определения экономической эффективности технологий сельскохозяйственной техники. Часть 2 Текст. /А.В. Шпилько, В.И. Драгайцев, Н.М. Морозов. - М.: М-во сел. хоз-ва и продов. РФ, 1998.

89. Щетинин, Н.В. Метод определения сопротивления рабочих машин Текст. / Н.В. Щетинин // Известия вузов. Северо-Кавказский регион. Процессы и машины агроинженерных систем. Технические науки. - 2004. Приложение №1. - 90-94.

90. Щетинин, Н.В. Методика и результаты определения углового ускорения коленчатого вала двигателя внутреннего сгорания Текст. / Н.В. Щетинин, А.Г. Арженовский // Технологии и средства механизации полеводства. - Зерноград, 2002. - 168-172.

91. Щетинин, Н.В. Определение энергетических показателей двигателя в режиме свободного разгона Текст. / Н.В. Щетинин, А.Г. Арженовский // Механизация и электрификация сельского хозяйства. -2005.-№3.-С. 26-27.

92. Щетинин, Н.В. Особенности измерения углового ускорения коленчатого вала двигателя внутреннего сгорания Текст. / Н.В. Щетинин, А.Г. Арженовский // материалы науч. конф. АЧГАА. - Зерноград, 2001.-Вып.2.- 81

93. Щетинин, Н.В. Эксплуатационные энергетические показатели трактора ЮМЗ-6АЛ Текст. / Н.В. Щетинин, Д.В. Казаков // Механизация и электрификация сельского хозяйства. - 2007.- №10 — 34-35.

94. Экономическая эффективность механизации сельскохозяйственного производства Текст. / А.В. Шпилько, В.И. Драгайцев, Н.М. Морозов и др. - М, 2001.-346 с.

95. Яблонский А.А. Курс теории колебаний Текст. / А.А. Яблонский, С. Норейко. - М . : Высшая школа, 1975.—• 163 с.

96. Orne, D. Analysis of a Platform for Measuring Moments and Products of Inertia of Large Vehicles Text. / D. Orne, T. Schmitz //Journal of dynamic systems, measurement and control, №2, 1978.

97. Ashley, S. Testing vehicle inertia Text. / S. Ashley //Mechanical Engi- neering,№117, 1995.

98. Hecker F., Hahn H. Mathematical Modeling and Parameter Identification of a Planar Servo-Pneumatic Test Facility Text. / F. Hecker, H. Hahn // Nonlinear Dynamics. 1997. №14, С 269-277.

Похожие работы

Процессы и машины агроинженерных систем
05.20.00