автореферат диссертации по процессам и машинам агроинженерных систем, 05.20.03, диссертация на тему:Статистические модели мощностных параметров тракторного двигателя при перевозке жидких удобрений и применение их для повышения эффективности транспортных процессов

ВВЕДЕНИЕ.

I. ГЛАВА. ЗАГРУЗКА ДВИГАТЕЛЯ ТРАКТОРНОГО ТРАНСПОРТНОГО АГРЕГАТА И ВЛИЯНИЕ КОЛЕБАНИЯ

ЕЕ НА ЭКСПЛУАТАЦИОННЫЕ ПОКАЗАТЕЛИ.

1.1, Состояние вопроса и задачи исследования.*••.•••••

1.2, Характеристика загрузки двигателя трактора транспортного агрегата .••.

II,ГЛАВА. ПРОГРАММА, МЕТОДИКА И ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ЗАГРУЗКИ ТРАКТОРНОГО ТРАНСПОРТНОГО АГРЕГАТА В ПРОИЗВОДСТВЕННЫХ УСЛОВИЯХ.

2.1, Программа исследований .•••»•••••••.•••*•••••*••.

2.2, Обоснование выбора тракторного транспортного • агрегата ••••••••••••••••••••••••••••••*♦•••••••.

2.3, Обоснование методики измерений исследуемых параметров и устройства для замера и записи

ИХ.„ММ.

2.4, Выбор места проведения экспериментальной работы •••••*••••.

2.5, Характеристика маршрутов движения тракторных транспортных агрегатов •••••••••••••••••»•.«.•••«

2.6, Определение закономерностей и статистических моделей загрузки тракторного транспортного агрегата от изменения дорожных условий и состава агрегата

2.7, Определение способа отражения характера колебания загрузки двигателя тракторного транспортного агрегата по статистическим моделям и использование его для практических расчетов и создания нормативов загрузки •».«•••••

2.8, Динамические характеристики загрузки двигателя тракторного транспортного агрегата в процессе транспортного цикла

III.

ГЛАВА. ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ ЗАГРУЗКИ

ДВИГАТЕЛЯ ТРАКТОРНОГО ТРАНСПОРТНОГО АГРЕГАТА

3.1. Влияние загрузки двигателя на экономическую эффективность тракторного транспортного агрегата

Интенсификация, специализация и концентрация сельскохозяйственного производства предполагают увеличение объема транспортных работ. Успешное решению этой задачи в последние годы способствует увеличение тягового класса и энергонасыщенности тракторов в колхозах и совхозах. Привлечение их к транспортным работам с применением соответствующих прицепов в значительной мере решает проблем своевременного выполнения различных сельскохозяйственных перевозок, в частности, позволит организовать вывозку и внесение органических удобрений в летние и осенние месяцы, что повысит эффективность их применения*

Однако, чем больше энергонасыщенность и тяговый класс тракторов, тем выше должен быть уровень их эксплуатации, требующий четкого знания характера изменения закономерностей их загрузки в разных условиях применения. Этому сопутствует и проблема экономии энергозатрат.

На необходимость повышения эффективности машиноиспользования указано в постановлении ЦК КПСС и СМ СССР "О мерах по дальнейшему повышению технического уровня и качества машин и оборудования для сельского хозяйства, улучшению использования, увеличению производства и поставок их в 1983-1990 годах", где намечено: ".развить и совершенствовать методы организации по использованию техники".

Итак, повышение тягового класса и энергонасыщенности колесных тракторов должно сопровождаться более эффективным использованием технических возможностей этих машин в колхозах и совхозах.

Увеличение энергонасыщенности тракторов вызвало необходимость в соответствующем изменении режимов эксплуатации машин. Решающее же значение для интенсификации загрузки тракторов имеет оптимальная загрузка двигателя /40/.

По данному вопросу, особенно теоретическому обоснованию рациональной загрузки двигателя, разными исследователями проведена обширная исследовательская работа. Вместе с тем пока еще не накоплен необходимый экспериментальный материал и недостаточно обоснованы модели процесса загрузки двигателя в производственных условиях и нормативы по эксплуатации агрегатов повышенной энергонасыщенности, Последнее в значительной мере объясняется большой трудоемкостью работ по получению необходимого количества информации о работе машинно-тракторного агрегата с места его использования. Это осуществимо только при применении средств автоматики и вычислительной техники. Отсюда следует, что обоснование методов рациональной загрузки двигателя в условиях эксплуатации является актуальной задачей, требующей решения и вопроса разработки средств автоматизированного получения информации с работающего агрегата в эксплуатационных условиях.

В диссертации рассмотрено создание телеметрического способа получения информации с места работы агрегата. Проведены экспериментальные работы по изучению закономерностей изменения загрузки двигателя тракторного транспортного агрегата в производственных условиях его работы и определены статистические модели для ее оценки с использованием их в расчетах при создании нормативов на базе энергонасыщенного трактора Т-150К с агрегатируемыми с ним жижеразбрасывателями (ШТ-8, ХТС-Ю0.27 и РЖ-12). Определено изменение эксплуатационных и экономических показателей тракторного транспортного агрегата при моделировании процесса загрузки двигателя нормальным законом и предлагаемыми статистическими моделями распределения Коши и Джонсона. Разработаны рекомендации по использованию тракторных транспортных агрегатов с целью повышения эффективности транспортного процесса,

В диссертации изучены, получили научное обоснование, практическое применение и выносятся на защиту следующие вопросы:

- комплекс технических средств и разработанное счетно-коди-рующее устройство, обеспечивающие полную автоматизацию получения данных с мобильного агрегата на расстоянии и регистрации их на машинные носители информации для последующего расчета на ЭВМ;

- закономерности загрузки двигателя трактора Т-150К с наиболее часто используемыми прицепами при изменении дорожных условий;

- определение загрузки двигателя тракторного транспортного агрегата, описанной статистическими моделями;

- характер изменения корреляционной функции и спектральной плотности загрузки двигателя, и целесообразность его использования в процессе определения эффективности тракторных транспортных агрегатов»

Эти вопросы решались автором в период 1973-1983 гг. в Латвийском научно-исследовательском институте механизации и электрификации сельского хозяйства в соответствии с заданием координационного плана МСХ СССР (головной институт ВИМ) по проблеме 16.17 "Усовершенствовать и внедрить систему оперативного планирования и управления машинно-тракторным парком совхозов и колхозов", теме " з " "Исследование и определение загрузки энергонасыщенных тракторов в производственных условиях", № ГР 71055253, заданию 16,06, теме 02,01.06 "Разработать эффективные методы организации использования высокопроизводительной техники в колхозах и совхозах и межхозяйственных объединениях в условиях перехода на промышленные методы производства по Латвийской ССР",

разделу "Исследование загрузки энергонасыщенных тракторов на транспортной работе в производственных условиях", № ГР 768327.

1. Агеев Л.Е. Основы расчета оптимальных и допускаемых режимов работы машинно-тракторных агрегатов. -Л.: Колос, 1978.- 296 с.

2. Аксарин П.Е., Рехтин A.C. К определению загрузки двигателя трактора. Механизация и электрификация сельского хозяйства. Записки ЛСХИ. - Елгава, 1967, т. 109, с. Ю1-Ю5.

3. Александровский Я. Показатели работы тракторных двигателей при неустановившейся, периодически изменяющейся нагрузке. Метод анализа. /Отраслевой центр координации -переводов по сельскому хозяйству, № 54323. М., 1979. - 48 с.

4. Анилович В.Я., Баровский И.Б., Кутьков Г.М. Динамика трактора. М.:Машиностроение, 1973. 280 с.

5. Апарин В.В., Богданов В.Г., Огурлиев A.M., Тургиев А.К. К вопросу к.п.д. колесного трактора при неустановившемся характере тяговой нагрузки. /Труды КубНИИТИМ. Новокубанск, 1972, вып. 9, с. 134-142.

6. Афанасьев В.Л., Хачатуров A.A. Статистические характеристики микропрофиля автомобильных дорог и колебаний автомобиля.- Автомобильная промышленность. Машиностроение, 1966, № 2, с. 23-27.

7. Балюк Б.К., Крючков Г.С, 0 загрузке дизелей СМД-62,- Техника в сельском хозяйстве, 1982, № 6, с. 40-41.

8. Барашков И.В., Иванов В.А., Финкель Р.Б. и др. Справочник по эксплуатации транспорта в сельском хозяйстве. М. : Рос- ,сельхозиздат, 1975, 400 с,

9. Барба С.Ж, Обоснование оптимальных режимов работы транспортных агрегатов с трактором МТЗ-50 : Автореф. дис. канд. техн. наук. М., 1972. - 31 с.

10. Бендат Дж., Пирсол А. Изменение и анализ случайных процессов. М. : Мир, 1971, с. 191-257.

11. Блохин В.Г., Глудкин О.П., Обичкин Ю.Г. Статистические методы в технологии производства радиоэлектронной аппаратуры. М. : Энергия, 1977. - 296 с.

12. Болтинский В.Н. Работа тракторного двигателя при неустановившейся нагрузке. М. : ОГМЗ, Сельхозгиз, 1949, с. 7-213.

13. Болтинский В.Н. Теория, конструкция и расчет тракторных и автомобильных двигателей. М» : Изд-во с.-х. литературы, журналов и плакатов, 1962, с. 5-147.

14. Брум А.К. Исследование по обоснованию эксплуатационных требований к параметрам тракторных агрегатов, определяемым регу-ляторной характеристикой двигателя: Автореф. дис. канд. техн. наук. Ленинград-Пушкин, 1980. - 16 с.

15. Валюженич А.Н. Исследование эксплуатационных показателей машинно-тракторных агрегатов и разработка их вероятностно-статистических оценок (на примере пахотного агрегата): Автореф. дис. канд. техн. наук. Ленинград-Пушкин, 1971. - 24 с.

16. Веденяпин Г,В. Общая методика экспериментального исследования и обработки опытных данных. М. : Колос, 1973. - 199 с.

17. Веденяпин Г.В., Киртбая Ю.К., Сергеев М.П. Эксплуатация машинно-тракторнего парка. М. : Колос, 1968. - 431 с.

18. Венецкий И.Г., Кильдышев Г.С. Теория вероятностей и математическая статистика. М. : Статистика, 1975. - 264 с.

19. Вентцель Е.С. Теория вероятностей. М. : Наука, 1969.- 576 с.

20. Воскресенский В.В., Генис А.А», Яковлев В.Н. и др. Справочник по импульсной технике. Киев : Техника, 1970, с. 187-193.

21. Галеев Г.Г. К исследованию загрузки тракторного двигателя. Совершенствование эксплуатационных свойств тракторов, автомобилей и двигателей. / Труды. Горький, 1975, т. 71, с. 19-23.

22. Диденко Н.К. Эксплуатация машинно-тракторного парка. Киев: Вища школа, 1977. 378 с.

23. Добрынина Н.П., Калашников Н.В., Стацкий Л.Р. и др. Единицы измерения и обозначения физико-технических величин. Справочник. М. : Недра, 1966. - 512 с.

24. Дунин-Барковский И.В., Смирнов Н.В. Курс теории вероятностей и математической статистики для технических приложений.- М. : Наука, 1969. 512 с.

25. Елизаров А.И. Улучшение тягово-экономических и динамических показателей колесного трактора при работе с неустановившейся нагрузкой : Автореф. дис. канд. техн. наук. Ленинград-Пушкин, 1976. - 21 с.

26. Шдановский Н.С., Николаенко А.В., Шкрабак B.C. и др. Режимы работы двигателей энергонасыщенных тракторов. Л. : Машиностроение, 1981, с. 12-21.

27. Завалишин Ф.С, Основы расчета механизированных процессов в растениеводстве, М. : Колос, 1973. - 319 с.32, Зажигаев Л.С., Кишьян A.A., Ромашков Ю,И, Методы планирования и обработки результатов физического эксперимента. М. : Атомиздат, 1978. - 232 с.

28. Иванов Б.М. Исследование эксплуатационных параметров и режимов работы трактора "Кировец" с АСУ загрузкой двигателя по частоте вращения: Автореф. дис. канд. техн. наук. Ленинград-Пушкин, 1977. - 16 с,

29. Ильченко В.Е. Исследование режимов работы тракторных агрегатов с учетом неустановившегося характера нагрузки: Автореф. канд. техн. наук. Киев, 1975. - 24 с.

30. Иофинов С.А., Райхлин Х.М. Приборы для учета и контроля работы тракторных агрегатов. Л. : Машиностроение, 1972. - 224 с.

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

32. Камилов А.И. Исследование тяговой динамики трактора K-70I на транспортных работах в сельскохозяйственном производстве: Автореф, дис. канд. техн. наук. Ленинград/Пушкин, I98I. - 17 с.

33. Кацыгин В,В. Основы теории выбора оптимальных параметров мобильных сельскохозяйственных машин и орудий. Вопросы сельскохозяйственной техники. Минск, 1964, т. 13, с. 5-147.

34. Киртбая Ю.К. Резервы в использовании машинно-тракторного парка. М.: Колос, 1982. - 319 с.

35. Клейвайчук Н.В., Кудашев Г.И., Поляков О.А., Шолохов В.Ф. Сборник трудов по испытанию и исследованию новой сельскохозяйственной техники и технологии. /Труды. Новокубанск, 1973, вып. II, с. 44-48.

36. Клоков А.Н., Кожендаев Ю.П. О выборе информационных параметров систем автоматического регулирования загрузки двигателей МТА. /Труды ВИМа. М., 1981, т. 89, с. 83-92.

37. Кожендаев Ю.П, Центробежный регулятор как задатчик системы автоматического контроля загрузки дизельного двигателя. /Груды ВИМа. -М., 1979, т. 83, с. II9-I25.

38. Кожуханцев А.Н. Исследование влияния низкочастотных колебаний в сельскохозяйственном тракторе тягового класса 3.4 на его тягово-динамические показатели: Автореф. дис. канд. техн. наук. М., 1970. - 20 с.

39. Козлов В.Ю. Исследование работы тракторов с форсированным двигателем на неустановившихся режимах: Автореф. дис. канд. техн. наук. Волгоград, 1973. - 21 с.

40. Копик Н.П. К вопросу влияния колебания загрузки двигателя трактора транспортного агрегата на эксплуатационные показатели. В кн.: Механизация и электрификация сельского хозяйства. - Рига: Звайгзне, вып. 6 (13), I980t с. 89-94.

41. Копик Н.П, К вопросу динамики загрузки двигателя тракторатранспортных агрегатов в производственных условиях. В кн.: Механизация и электрификация сельского хозяйства. - Рига: Авотс, 1980, вып. 7 (14), с. 44-52.

42. Корн Г., Корн Т. Справочник по математике, М.: Наука, 1973. - 832 с.

43. Корсун Н.А. Агрегатирование тракторов T-I50 и T-I50K с сельскохозяйственными машинами. -М.: Машиностроение, 1975.- 276 с.

44. Корчемный Л.В., Латышев Г,В., Минкин Л.М. и Тольский В.Е. Колебание силового агрегата автомобиля. -М,: Машиностроение, 1976. 266 с.

45. Крамер Г. Математические методы статистики. М.: Мир, 1975. - 648 с.

46. Красовских B.C. Изменение тяговых свойств трактора цри неустановившейся нагрузке. Эксплуатация машинно-тракторного парка. /Труды. - Новосибирск, 1973, т. 64, с. 100-110.

47. Кремлевский П.П. Расходомеры. М.-Л.: Машгиз, 1963.- 656 с.

48. Кукта Г.М. Испытания сельскохозяйственных машин. М.: Машиностроение, 1964, с. 12-23.

49. Леман П.П., Чернецкий Г.Б. Указатель загрузки тракторно

50. Лихачев B.C. Испытание тракторов. М.: Машиностроение,1974. 288 с.

51. Лурье A.B., Нагорский И.С., Озеров B.F. и др. Моделирование сельскохозяйственных агрегатов и их систем управления.- Л.: Колос, 1979, 312 с.

52. Лурье А.Б. Статистическая динамика сельскохозяйственных агрегатов. Л,: Колос, 1970. - 376 с.

53. Макаров Г.ф. Исследование процесса управления загрузкой тракторного двигателя: Автореф. дис. канд. техн. наук. М.,1975. 19 с.

54. Мацепуро М.Е., Черноморец H.A. Применение колесного трактора на сельскохозяйственных полевых перевозках. Вопросы земледельческой механики. - Шнек, 1963, с. 42-89,

55. Мельник В.П. Вероятностно-статистическая оценка энергетических параметров тракторов и определение их оптимальных режимов работы в процессе эксплуатационных испытаний: Автореф, дис, канд. техн. наук. Ленинград-Пушкин, 1975. - 23 с.

56. Милько-Черноморец H.A. Исследование работы тракторного транспортного агрегата. Минск: Сельхозгиз БССР, 1962. - 39 с,

57. Министерство сельского хозяйства Латвийской ССР. Временные нормы выработки и расхода горючего при транспортировке сельскохозяйственных грузов трактором Т-150К (на латышском языке). Рига, 1977, с. 9.

58. Министерство сельского хозяйства СССР. Лаборатория нормативов по труду ВНИЭСХ. Типовые нормы выработки и расхода топлива на тракторно-транспортные и погрузочные работы в сельском хозяйстве, -М.: Колос, 1971, с 4-8.

59. Министерство сельского хозяйства СССР. Методы, приборы и оборудование, применяемые при исследовании и испытании сельскохозяйственной техники. Материалы международного совещания-семинара 1960 г. М., 1961. - 400 с.

60. Министерство сельского хозяйства СССР. Нормативы потребности колхозов и совхозов в тракторах, тракторных прицепах, комбайнах и другой сельскохозяйственной технике для растениеводства и внутрихозяйственных работ. М.: ВАСХНИЛ, 1980. - 133 с.

61. Огурлиев А.М. Влияние неустановившегося характера нагрузки на сопротивление качению колесного трактора I кл. 14 кН: Автореф. дис. канд. техн. наук. Орджониокидзе, 1975. - 23 с.

62. Отчет ЛатвНИИМЭСХа по проблеме 051.475."Разработать технологии и комплексы машин для полевого приготовления, хранения и внесения органических удобрений"; Руководитель работы Павлов Н.В.- № ГР 71055252. Улброка, 1972. - 39 с.

63. Отчет ЛатвНИИМЭСХа по проблеме 16.06, теме 02,01 "Исследование загрузки энергонасыщенных тракторов на транспортной работе в производственных условиях"; Руководитель работы Копик Н.П.- № ГР Б768327, инв. № 76072204. Улброка, 1979. - 48 с.

64. Отчет ЛатвНИИМЭСХа по проблеме 16.17, теме 3 "Исследование и определение загрузки энергонасыщенных тракторов в производственных условиях"; Руководитель работы Копик Н.П. № ГР 71055253, инв. № 598794. - Улброка, 1976. - 40 с,

65. Павлов Н.В. Исследование энергоемкости процесса погрузки органических удобрений погрузчиками периодического и непрерывного действия: Автореф. дис. канд. техн. наук. Минск, 1970. - 31 с,

66. Пархиловский И.Г., Согин A.B. К вопросу выбора длины реализации для оценки вероятностных характеристик микро- и макропрофиля дорог, совершенствование эксплуатационных свойств тракторов, автомобилей и двигателей. /Труды. Горький, 1975, т. 71, с. 84-89.

67. Пархиловский И.Г, Сравнительный анализ вероятностных характеристик микропрофиля дорог. Автомобильная промышленность.- Машиностроение, 1969, № 4, с. 28-30,

68. Приходько Л.С., Шабазов O.K., Щупак П.Л. и др. Вероятностный характер изменения тягового сопротивления. Механизация и электрификация сельского хозяйства, 1971, № 7, с. 46-48.

69. Пугачев B.C. Теория случайных функций и ее применение к задачам автоматического управления. М,: Госиздат теоретическойлитературы, 1957, с. 576-612.

70. Пунцулис П.А. Снижение низкочастотных колебаний тракторных транспортных агрегатов путем выравнивания микропрофилей дорог, /Труды JICXA. Елгава, 1982, вып. 202, с. 140-145.

71. Пучков B.C. Исследование колебаний тяговой нагрузки сельскохозяйственного гусеничного трактора и их воспроизведение при испытаниях: Автореф. дис. канд. техн. наук. М., 1976.26 с.

72. Романенко А.Ф., Сергеев Г.А. Вопросы прикладного анализа случайных процессов. М.: Советское радио, 1968. - 256 с.

73. Рыбкин A.A., Рывкин А.З,, Хренов A.C. Справочник по математике. М.: Высшая школа, 1975. ~ 554 с.

74. Рекомендации по использованию тракторных транспортных агрегатов. (разработал Копик Н.П.) - Рига: Министерство сельского хозяйства Латвийской ССР, 1979. - 24 с.

75. Солиев М. Обоснование оптимальных эксплуатационных параметров и режимов работы колесных тракторов класса 30 кН (для условий северо-запада Нечерноземной зоны РСФСР): Автореф. дис. канд. техн. наук. Ленинград-Пушкин, 1981. - 16 с.

76. Соловейчик А,А, Влияние динамических качеств тракторного двигателя на его мощностные показатели в эксплуатационных условиях. /Труды ВИМа. М., 1974, т. 66, с. 140-147.

77. Сводные годовые отчеты колхозов Латвийской ССР за 1975.83 гг. Рига: МСХ ЛатвССР. - 112 с.

78. Сводные годовые отчеты совхозов Латвийской ССР за 1975.83 гг. Рига: МСХ ЛатвССР. - 108 с.

79. Система машин для комплексной механизации сельскохозяйственного производства на I98I-I990 годы. Часть I. Растениеводство. М., 1982, с. 64-67.

80. Тарасик В.П. Расчет тяговых характеристик неустановившегося движения тракторного агрегата. Тракторы и с.-х. машины,1976, № II, с. 17-19.

81. Хан Г., Шапиро С, Статистические модели в инженерных задачах. М.: Мир, 1969. - 395 с.

82. Хорошенков В.К. Определение оптимальной степени загрузки двигателя тракторного агрегата. Аруды ВИМа. -М., 1977, т. 77, с. 27-35.

83. Хробостов С.Н, Эксплуатация машинно-тракторного парка. -М.: Колос, 1973, с. I57-I6I.

84. Чудаков Д.А, Основы теории и расчета трактора и автомобиля. М.: Колос, 1972. - 384 с.

85. Шемякин В.И, 0 мощности двигателя сельскохозяйственного агрегата при выполнении полевых работ. Тракторы и сельскохозяйственных машины, 1967, № 5, с. 19-21.

86. Шкарлет А.Ф. 0 тяговых показателях колесного трактора при неустановившейся нагрузке, Тракторы и сельскохозяйственные машины, 1969, № 7, с. 4-5,

87. Штыка А.Г. Регистрация расхода топлива при определении загрузки тракторов в условиях массовой эксплуатации машинно- тракторного парка. /Труды. Челябинск, 1975, вып. 100,с. 126-129.