автореферат диссертации по процессам и машинам агроинженерных систем, 05.20.04, диссертация на тему:Влияние давления воздуха в шинах на эффективность эксплуатации сельскохозяйственных колесных машин

.. ^

МОСКОВСКИЙ ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ ГИДРОМЕЛИОРАТИВНЫЙ ИНСТИТУТ

На правах рукописи МИШЛАНОВА Марина Юрьевна

УДК 629.114.2.012.5

ВЛИЯНИЕ ДАВЛЕНИЯ ВОЗДУХА В ШИНАХ НА ЭФФЕКТИВНОСТЬ ЭКСПЛУАТАЦИИ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ КОЛЕСНЫХ МАШИН

05.20.04 — Сельскохозяйственные и гидромелиоративные машины

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

МОСКВА 1992

Работа выполнена на кафедре «Тракторы и автомобили Московского ордена Трудового Красного Знамени гидре мелиоративного института.

Научные руководители: доктор технических наук, прс фессор В. И. Кнороз, кандидат технических наук, профессо М. А. Кульчев.

Научный консультант: кандидат технических наук, стар ший научный сотрудник Э. Б. Станкевич.

Официальные оппоненты: доктор технических наук, про фессор В. С. Казаков, кандидат технических наук, старшш научный сотрудник В. С. Никитин.

Ведущая организация — научно-производственное объеди нение «НАМИ».

Защита состоится « ^_»_0хт9$р9_ 1992 год,

в _^_ часов на заседании специализированного совет;

К 120.16.02 в Московском гидромелиоративном институте п< адресу: 127550, Москва, ул. Прянишникова, 19.

Ваши отзывы на автореферат в двух экземплярах, заве ренные печатью, просим направлять на имя ученого секретар: в адрес института.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке инстн тута.

Автореферат разослан « Ю » Оеи/гзЯоря щдр года.

Ученый секретарь специализированного совета — кандидат технических наук,

доцент Т. И. Сурикова

Г-,.'. г I ^ I

л И а л 'лI гл Л •----------!_!

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность теин исследования. Возможности и результаты любой аграрной политики и технологии в суисствонной пере зависят от использования для ее реализации техники. Черед сельскохозяйственным производством стоит задача получения максимального урохая высококачественной биологической продукции с шни-мальными затратами, для достижения которой необходимо использовать машинно-тракторный парк.

Параметры сельскохозяйственной техники совместно с другими характеристиками процесса производства преобразуются в объем работ, который, необходимо выполнить для получения сельскохозяйственной продукции. С отой точки зрения актуальной представляется задача определения критерия,' посредством которого возможно привести в соответствие цель,поставленную перед сельскохозяйственной машиной в определенных условиях производства, с затратами на ее достижение.

Исходный пункт изучения любой' производственно-технологи-; <

ческой структуры связан с преобразование ресурсов в продукцию и заключается в рассмотрении обособленного блока-преобразователя, взаимодействия его входов и выходов. Математическими моделями таких блоков являются производственные функции - количественные соотношения, описывающие технологические зависимости мелду затратами производственных факторов и результатами деятельности производственных объектов.

Сложность комплексной оценки механизированных процессов обработки почвы, заключается в необходимости учета разнокачественных'факторов: технических, эксплуатационных, агро-эколо-гич^рких. Очевидно, что лишь производственные -функции эконо-

мического характера могут объективно отразить многокритериаль-ность процессов сельскохозяйственного производства, связать их с результатами деятельности производственных структур.

Всесторонний анализ система "машинно-тракторный агрегат -местность" приводит к выводу об эффективности управления системой посредством регулирования давления воздуха в шинах. В связи с чем актуальным представляется исследование влияния давления воздуха в шинах на эффективность эксплуатации сельскохозяйственных колесных машин.

Целью диссертационной работы является выработка единого методологического подхода к определению критерия оптимальности системы "машинно-тракторный агрегат - местность" и определение оптимального давления воздуха в шинах при работе на различных опорных поверхностях. • -

Для достижения поставленной цели' в задачи исследования входили следующие: • •' ' ■

- разработать методику системного подхода для решения за- . дачи-оптимизации, проанализировать возможность управления системой,

- разработать производственную функцию экономического ха- .• рактера,-отражающую эффективность эксплуатации сельскохозяйст- " венных колесных машин с учетом технических и агро-экологичес-ких факторов в зависимости от давления'воздуха в шинах,

- разработать функцию цели для решения задачи оптимизации с дальнейшим применением алгоритма в системах регулироват : ния давления воздуха в шинах,

- разработать модели взаимосвязи давления воздуха в шинах с параметрами системы, посредством чего исследовать влия-

ние давления воздуха в шинах на эффективность эксплуатации сельскохозяйственных колесных машин,

- провести экспериментальные исследования выходных характеристик шин для получения коэффициентов аналитических моделей и определения базы наблюдений целевой функции в вариациях параметра управления,

- провести численный эксперимент и определить оптимальное давление воздуха в пшнах при работе сельскохозяйственных колесных машин на различных опорных поверхностях.

За объект исследования принята система "малинно-трактор-ный агрегат - местность" с подсистемой "двияитель" в виде ведущих колес сельскохозяйственных колесных машин с радиальными шинами, экспериментальные исследования проведены для тракторов тягового класса 1,4 типа МТЗ-80.

Методология и методика исследований, основанная на системном подходе, предусматривала теоретические исследования с использованием элементов теории экономической кибернетики. Анализ комплексной оценки сельскохозяйственной техники проведен на основе глубокого и всестороннего обзора существующих работ. Математическое моделирование производственной функции основывалось на рекомендациях по определению экономической эффективности сельскохозяйственной техники, анализе эксплуатационных затрат и потерь чистой продукции при воздействии движителей МТА на почву. При исследовании, напряженно-деформированного состояния подсистемы "движитель - опорная поверхность" так те применен метод математического моделирования. Экспериментальные исследования основывались на теории планирования эксперимента и.методиках,'разработанных•научно-производственным объединением "Н.'.'П'" . ;

Научная нсшизна работы заключается в следующем:

- разработана методика системного подхода ;уш комплексно-' го исследования эффективности эксплуатации сельскохозяйствен-них колесных машин с почвощадлщей ходовой системой, . '

- производственная функция системы разработана в виде интегральных затрат, критерий оптимальности для целей управления системой посредством регулирования давления воздуха в шинах

4

носит экономический характер,

- моделирование контактного давления проведено о исследот ванием радиуса кривизны деформированной нити боковины шины и угла выхода нити из ленты беговой-дорожи,

- на основе численного эксперимента предложен'рациональный выбор модели грунта'и определена динамика плотности почвы,

- разработаны модели, эксплуатационных показателей, отражающих влияние давления воздуха в шинах на эффективность эксплуатации сельскохозяйственных колесных машин, "-. ,

- разработан.комплекс поправочных коэффициентов для определения контактной площади на деформируемом основании; ■

- для проведения численного эксперимента написана и реализована на ЭВМ программа' определения производственной фуня- ' ции и оптимальных значений давления воздуха в шинах,. - - .

На защиту выносятся следующие положения: . .. ' '

- методика определения критерия оптимальности системы и разработка структуры производственной функции в виде суммы экономии эксплуатационных затрат и потерь чистой продукции в зависимости от давления воздуха в' шинрс, ., " ..."

л

- моделирование параметров подсистемы "двинитель. - опорная поверхность" с точки зрения возможности управления системой по критерий экономической эффективности, ■* "'.,,'.

- решение задачи оптимизации на основе экспериментальных исследований с рассмотрением ее многокритериальное™,

- результаты численных экспериментов на твердой и деформируемой опорном поверхности, к.-л пример реализации предлагаемого алгоритма, и сравнение полученных результатов с существуп-щиш1 рекомендациями.-

Практическая ценность работы заключается в возможности применения полученных результатов исследований при определении оптимального рехима работы сельскохозяйственных колесных малин как в массовом их использовании, так и в фермерских хозяйствах. Определение оптимального давления воздуха п пинах по предлагаемому критерию в явной форме /в рублях/ представляет выгоду этого применения. Теоретические положения проведенных исследований использовались при разработке проекта ГОСТа по параметрам шин. Рекомендации разработанной методики были использовали в работе по хоздоговорной теме с Ярославским шинным заводом.

Публикации и апробация работы. Основные положения диссертации опубликованы в четырех работах. Результаты исследований, выводы и рекомендации докладывались на научно-технических конференциях МГМИ в 1988 - 1992 годах.

Структура и объем работы. Диссертационная работа, состоит из введения, пяти глав, основных выводов и приложения. Список использованной литературы включает !5Ь наименований. Общий объем диссертационной работы составляет !$5 страниц машинописного текста, в.том числе Л'рисунков и 20 таблиц, приложение £О страниц.

.' '. СОДЕРЖАНИЕ РА РОТЫ '

.). - * - .. .

•' Во введении' обоснована актуальность исследуемой нро'^е'я, рассмотрена' воз^опность управдетшя системой "ттто-тракте рш>п1

агрегат - местность" с применением элементов экономической кибернетики, отмечена значимость исследуемых вопросов с точки зрения сбережения существующего агрофона.

В первой главе рассмотрена методология системного подхода для анализа возможности управления системой "МТА - местность" ■ к выработки модельного обеспечения задачи управления. Обоснован эффективный метод управления системой посредством регулирования давления воздуха в шинах. Анализ комплексной оценки сельскохозяйственной техники приводит к выводу о-рациональном выборе производственной функции экономического характера, учитывающей в конечном итоге интегральный эффект, получаемый от функционирования системы.

Машинная деградация почв, как результат уплотняющего'воздействия движителей, подчеркивает актуальность проблемы в системе "движитель - почва т урожай". На основе'анализа путей устранения машинной деградации почв можно' сделать вывод о том,' что изначальное соблюдение условий агротехнической проходимости з результате регулирования"давления воздуха в шинах является наилучшим способом сбережения существующего агрофона. Для учета агро-экологических характеристик системы проанализи-■ рованы возможные пути моделирования снижения урожайности за •■ счет уплотняющего воздействия движителей.

Анализ исследований по моделированию связей системы'про-. •водился по жесткостным, тягово-сцепным характеристикам шины и параметрам взаимодействия движителя с опорной поверхностью. 'Научно-исследовательские работы в области определения оптимального давления воздуха в шинах проводились многими авторами: Е.М.Гутьяром, А.И.Каиповым, В.Г.Аляпышевым, А.И.Асановым, Э.Б.Станкевичем®В.и.Кнорозом, А.Е.Шавлоховым, И.С.Поляковым,

Я.С.Агейкиним, М.Г.Беккером и другиш. При решении задачи оптимизации за целевую функцию чаде всего принималась' минимизация сопротивления качению с учетом условий грузоподъемности шины.

В работах последнего времени указывается на комплексность проблемы, заключающуюся в равнозначимом исследовании двух тел, участвующих во взаимодействии - движителя и опорной поверхности. Попытки проведения процедуры оптимизации, предпринятые

<

М.И.Щербининым и И.И.Водяником, из соображений учета параметров опорной поверхности по минимуму контактных давлений не могут претендовать на объективность, так как рассматривают грунт только как механическое тело. Наша методология исследований предполагает оптимизировать работу сельскохозяйственных колесных машин на основе взаимодействия шины с почвой, которая есть и механическое тело, и биологическая среда.

Во второй главе представлен методологический подход для сведения многокритериальной задачи оптимизации рек.има работы МТАк монокритериальному решению. На основе морфологического анализа разработана производственная функция экономического характера, учитывающая разнокачественные факторы: технические, эксплуатационные, агро-экологические.

Структура производственной функции в зависимости от давления воздуха в шинах разработана в виде двух составляюпих: экономии эксплуатационных затрат и потерь чистой продукции. При рассмотрении общих эксплуатационных затрат вычлененн затраты на расход топлива и эксплуатацию самой шины, заключающие в себе потенциальную возможность управления системой посредством' регулирования давления, воздуха в пинах. В расчете -на час работы -рассматриваемая функция имеет вид ■

= 1,375афСф + ПСП1 (Д- - ,

%ГА

где а,г - часовой расход топлива, кг/ч, ст - комплексная цена топлива, руб/кг', п - количество шин, Сш - цена шины, руб,-

- ресурс шины, ч, '

КМТА " Ре°УРс МТА, ч. В расчете на гектар обрабатываемой площади зависимость имеет вид ,

2эга = п 11.3750ТСТ- + псш (А- - .

где П - производительность МТА, га/ч.

Определение производительности производилось на основе мощностного баланса системы с учетом вероятностного характера нагрузки '

п у 0,36 ' Не птр.пкол.ХЕ' П = К ——р---^-. ,

УД о ... ; . . , •где К - поправочный коэффициент производительности, учиты-

• • вающий условия эксплуатации, использование времени смены, мощности, и скорости МТА, - 1

Ые - номинальная мощность двигателя, кВт ' пТр - коэффициент полезного действия трансмиссии,'. • пкол ~ коэФФиЧиент полезного действия ходовой системы,, . х • - коэффициент эксплуатационной нагрузки двигателя,-е - коэффициент, отранающий, вероятностный характер нагрузки,

р..

Руд ' - удельное сопротивление почвы обработке, кН/м ,

о

ьо - рЛубина обработки почвы, м.

Представленная зависимость позволяет определить влияние давления воздуха в шинах на производительность МТА посредством показателей коэффициента полезного действия ходовой системы и удельного сопротивления почвы обработке.

Вторая составляющая производственной функции учитывает агроэкологические и, некоторым образом, социальные факторы. Проанализированы возможности учета качества получаемой сельскохозяйственной продукции, и для исследования поставленной

«

проблемы естественным образом принят путь оценки качественных показателей в процедуре учета изменения урожайности за счет применения почвощадящих ходовых систем. Приведение сравниваемых вариантов к сопоставимому виду по указанному методу оценки качества продукции возможно несколькими путями: в виде дополнительного дохода или функции выгод, компенсационными затратами и потерями чистой продукции. При решении поставленных задач обосновано использование последнего метода. Тогда потери чистой продукции определяем

Б™ = (Ск,- Сп) 4У,

'где Ск - цена сельскохозяйственной продукции ,руб/т,

Сп - переменные сельскохозяйственные издержки,РУб/т, лУ - снижение уролайности за счет уплотняющего воздействия движителей,т За диагностический показатель при определении снижения урожайности принимаем плотность сложения почвы, отражающую свойства почвы и как механического тела, и как биологической среды." . '•

•■ ' ; "• о о

•.•:, ■■..-..■, дУ/= а Со - р£) - ь (Р- о0), .

где а и ь - эмпирические коэффициенты,

р0 - оптимальная плотность почвы,кг/м5, р - текучая плотность почвы,кг/м}

Разработанная в виде интегральных затрат производственная функция при решении задачи оптимизациии будет выступать в роли функции цели, которая имеет вид

= ♦ 'зу - ш1п.

Для определения условий задачи и метода решения рассмотрены требования к работоспособности шин. Тягово-сцепныо условия заложены в алгоритме оптимизации посредством учеуа параметров взаимодействия двигателя с опорной поверхностью. Условия грузоподъемности определены путем учета в рабочем диапазоне давления воздуха в шинах. Условие непроворачиваемости шины на ободе обусловлены расчетным запасом при изменении давления воздуха. Влиянием параметра оптимизации на температурный режим шины возмокно пренебречь.

Анализ показывает, что задача оптимального управления на основе критерия, отражающего эффективность эксплуатации сель-скохозяйственних колесных машин, колет бить сведена к задаче монокритериальной безусловной оптимизации.

В третьей главе проанализирована возможность использования простых моделей внешней механики шин для решения задачи оптимизации, если их погрешность не превышает погрешности входной информации как в сопоставлении с экспериментальными данными, так и в сопоставлении с внутримеханическими моделями. Этим условиям соответствует модель "кольцо на упругом • основании", для использования которой нами определены параметры напршхейно-деформированного состояния боковины шины.

Величину контактных давлений для исследуемых радиальных шин возможно определить из разработанной зависимости

п (пВПГ

где - давление воздуха в шинах, МПа,

кп - коэффициент насыщенности рисунка протектора, п - эмпирический коэффициент, определяющий соотношение

радиуса кривизны деформированной нити боковины г„

шины и ширины профиля /Бп » нБ - высота деформированного профиля шины, м При моделировании напряленно-деформированного состояния опорной поверхности за основополагающие приняты следующие соображения. Грунт рассматривается как пластическая среда, упругими свойствами которой молно пренебречь. Краткость времени взаимодействия шины с опорной поверхностью, малые и средние скорости двиления сельскохозяйственной техники позволяют не учитывать реологические свойства грунта. Текущая плотность почвы после прохода движителя будет определяться следущим образом

6р1Евп " ^

: " бЕВп - г> "

3

3

где р^ - начальная плотность почвы, кг/м ,

Е - модуль деформации грунта, МПа, " ча— несущая способность почвы, МПа, ■ д. - коэффициент затухания напрялений, Рк - площадь пятна контакта, м2. .■

Топливная экономичность рассматривалась в зависимости, во-первых, от коэффициента сопротивления качению, во-вторых, от удельного сопротивления почвы обработке

°т =

(РУД"оВа + °МТАГ)у

3>Кр

где

- удельный расход топлива, кг/кВт.ч,

- ширина захвата агрегата, м,

- вес машинно-тракторного агрегата, кН,

- коэффициент сопротивления качению,

- рабочая скорость МТА, км/ч ■

Срок службы шины моделировался на основе исследования усталостного износа в зависимости от работы силы трения в пятне контакта

в..

а

°МТА Г

V

1.6 71 и

ШЬ

(Гс (1 - б)

где идоп - 'предельно допустимый износ шины, м, ■г - свободный радиус шины, м, ь2 - нормальный прогиб шины, м, б - буксование, ,

о '

Кц - коэффициент истирания резины, м /кВт-ч,

- коэффициент трения скольжения резины протектора по основанию, . ■

- длина пятна контакта, м,

В четвертой главе проводились экспериментальные исслед! вания параметров подсистемы "двилитель - опорная поверхност: на основе теории планирования"эксперимента и традиционных м тодов испытания сельскохозяйственных колесных тракторов.

о

Объектом исследований.являлся трактор МТЗ-80 с задними веду

к

ми колесами и винами 1С,9нЗО /модели ф-ЗЭ/.

В результате испытаний на стенде СИБ-1М определены площади отпечатков шин /контурные и фактические/ на твердом основании. Для определения контактной илицади на деформируемой основавши разработан комплекс поправочных ксос'Лициентоп. Полученные результаты подтверждают вывод о том, что при снижении давления воздуха в шинах геометрические параметры пятна контакта /площадь и длина/ увеличивается по параболической зависимости.

При различных значениях внутреннего давления проведена обнимка шины на стенде и получен ряд нагрузочных харчктерче-тик и, = г(Р2), где упругий гистерезис шины выражен в виде петли цикла нагрузка - разгрузка. Энергетически"; анализ на основе полученных характеристик /рис.1/ позволяет обобщить вывод о том, что при повышении давления воздуха'э шинах а связи с увеличением жесткости и уменьшением деформации шины уменьшается как величина работы нормальной нр.гругжи б, так и потери на внутреннее трение и трение з пятне контакта лз. Сила неупругого сопротивления пли, иными словами, составляющая силы сопротивления качению за счет деформации лины имеет явно выраженный минимум при = 0,098 - 0,124 ИПа. В этой зоне давлений ко! сригурация шины и ее геометрические размеры отличаются относительной стабильностью, основная нагрузка воспринимается воздухом, а усилия, возникающие в корпусе, - в основном нитями корда. Это состояние характеризует наилучшую работоспособность шины, ее упругие свойства, амортизационные качества и несущую способность.

Тяговые полевые испытания позволили получить базовые и тяговые характеристики шипи на твердом и деформируемом основании. Результаты исследования зависимости коэффициента сопротивления качению, коэффициента полезного действия движителя от внутреннего давления воздуха представлен!.: на рис. 2,

Анализ результатов на деформируемом основании приводит к выводу о том, что снижение давления воздуха за счет уменьшения яесткости и увеличения деформации иины уменьшает величину реакции на преодоление препятствии. Одновременно уменьшается величина контактных давлений и процесс деформации грунта протекает менее интенсивно, чем вызвано уменьшение сопротивления качению и повышение тягового КПД движителя. Определяемый по этим критериям оптимум имеет значение Р = 0,072 -- 0,075 МПа.

При возрастании прочности опорной поверхности возрастает относительное влияние гистерезиеннх потерь в общей величине сопротивления качению колеса. Оптимум тяговых качеств шины на твердом основании значительно ьыше и устойчивее, чем на деформируемом: он. составляет порядка 0,10 МПа.

В пятен главе представлены результаты численных экспериментов по определению оптимальных режимов работы трактора МТЗ-80 на различных операциях на твердом и деформируемо» основании. Объект исследования принят из тех соображений, что трактора этой марки- являются одними из наиболее широко применимых в сельском хозяйстве, однако, на некоторых операциях, работач по стандартной технологии, они имеют наихудшие показатели по'уплотняющему воздействию движителей на почву.

При проведении численного эксперимента на деЛормируемом основании рассмотрена наиболее значимая в годовой загрузке

- TG _

трактора сельскохозяЛственнгш операция - пгиота. Паза данных разрабатывалась исходя из общепринятой методики учета механизированных работ сельскохозяйственного производства. Таким образом, рассматривалось влияние давления воздуха в шинах заднего моста на эффективность эксплуатации МТА и определялись его оптимальные значения. Расчет экономической эй'юктирности базировался на-ценах до I апреля 199I года.

Из исследования расхода топлива /рис. 3/ видно, что характер его изменения близок характеру изменения сопротивления качению. Минимальное значение интенсивности износа и, соответственно максимального срока службы получено при давлении Pw = 0,065 - 0,068 МПа. Часть эксплуатационных затрат, отражающая эффективность регулирования давления воздуха в шинах, имеет минимум при Pw 0,070 - 0,073 МПа.

Увеличение давления воздуха в шинах приводит к естественному увеличению плотности сложения почвы, что вызывает снижение урожайности, на базе анализа которого получена зависимость потерь чистой продукции.

Интегральный-показатель производственной функции позволяет объективно учесть технологические, эксплуатационные и агро-экологпческие характеристики системы. Оптимальность критерия интегральных затрат наблюдается при снижении давления воздуха в шинах до 0,062 - 0,065 МПа. Характер изменения производственной функции в зонах высоких и низких давлений различен и зависит от'характера протекания составляющих затрат.

Общий диапазон изменения производственной функции в вариациях рабочего давления воздуха в шинах составляет 2,28 руб/ч лли 5,71 руб/га. Это та максимальная выгода в наших условиях эасчета, которую возможно извлечь при управлении системой по-

деформируемом основании

сродством регулирования давления воздуха в киках, В результате расчета представлены прогноз получения выгоды порядка 1300 -1500 рублей за полное время .применения регулирования давления воздуха при эксплуатации одного трактора на операции.

Весовые доли рассматриваемых составляюцих рассчитаны в процентах от интегральных затрат, по значимости их возможно распределить следующим образом: sy = 51,Ь*. = '16,5°!, из эксплуатационных затрат sR = 29,'Jí, = \'л,(>%.

Численный эксперимент на твердом основании проводился при использовании того де трактора на транспортных оайотах. Результаты расчета представлены на рис.4. Полученная на базе энергетического анализа функция топливной экономичности предлагает оптимальный релим в зоне Pw = 0,085 - 0,095 MPa. Характер протекания функции износа отличается снижением износа на низких уровнях давления в связи с улучшением характера взаимодействия двияителя с опорной поверхностью. Решение задачи олтими-)ации по критерию' ресурса шины приводит к результату Jw = 0,14 - 0,16 ИПа.

Наибольшей весомостью в эксплуатационных затратах при использовании трактора на транспортных работах обладают затраты а эксплуатацию шины. Оптимизация интегральных затрат при дви-ении MIA на твердой опорной поверхности рекомендует давление оздуха в пинах Pw = 0,14 - 0,16 НПа.

Экономический эффект при работе МТА в зоне рекомендуемых птимальных давлений воздуха в шинах с учетом транспортного и абочих реиимов на всех операциях годовой загрузки составляет орядка 3400 - 3600 рублей на один трактор в год.

ОРЩИЕ ВЫВОД! 11 РККРИБНДА1ЦЯ!

1. На основе разработанной методики системного гпдхода обоснована эффективность регулирования давления воздуха в тинах как метода управления системой "тиинно-трактерный агро-гат - местность".

2. Проанализирована производственная функция экономического характера, интегральпоеть которой позволяет связать разнокачественные факторы сельскохозяйственного производства с результатами деятельности производственных объектов. Разработана структура производственной Лункциии 1! виде двух составляющих, отразхапщих технико-эксплуатационные и агро-окологиче-скио характеристики процесса производства.

3. Составляющая технико-эксплуатационного характера' представлена в виде экономии эксплуатационных затрат за счет регулирования давления воздуха в шинах, которая учитывает технико-эксплуатационные параметры топливной экономичности и срока службы шины,

4.: Обоснован рациональный метод учета агрономических показателей механизированных сельскохозяйственных процессов че- ■ рез потери чистой продукции, отражающие снижение урожайности за счет уплотняющего воздействия движителей. За диагностический показатель принята плотность почвы, характеризующая последнюю и как механическое тело, и как биологическую среду. •

5. Определена функция цели и проанализирована возможность сведения задачи оптимального управления давлением воздуха в шинах..к задаче монокритериальной безусловной оптимизации.

6. На.основе разработки модели шины получена зависимость контактных■давлений от давления воздуха в шинах. Проведен деленный эксперимент для рационального выбора модели грунта

и определена динамика уплотнения почвы. Рассмотрены эксплуатационные характеристики МТА - топливная экономичность и срок службы шины - в зависимости от давления воздуха в шинах. Такт-образом, разработан*-! модели взаимосвязи параметра оптимизации с параметра?,1и система "!ЛТЛ - местность", позволяющие провести анализ влияния давления воздуха в шинах на эффективность эксплуатации сельскохозяйственных колесных тракторов. •

7. Проведены экспериментальные исследования с выделением управляющей роли параметра оптимизации, в результате которых определены параметры взаимодействия движителя с основанием, жесткосткые, энергетические и тяговые характеристики. Показатели взаимодействия движителя с опорной поверхностью рекомендуют снижение давления воздуха. Кесткостные и энергетические характеристики определяют оптимум в зоне высоких давлений. Наилучшие тяговые качества соответствуют зонам: для деформируемого основания = 0,072 - 0,075 МПа, для твердого основания Р = 0,08 - 0,11 МПа.

8. Проведен численный эксперимент на деформируемом основании. Рекомендуемое по критерию производственной функции оптимальное давление воздуха в иинах 1б,9йЗО (ф-39) при использовании трактора МТЗ-80 на пахоте: Р = 0,062 - 0,065 МПа.

опт

При выполнении этих рекомендаций ожидается повышение эЛфектив ности ^'-'¡плуатации одного трактора на 2,28 руб/ч или 5,71 руб/га, за полное Бремя использования трактора на пахоте можно прогнозировать получение выгоды порядка 1370 руб.

9. Решение задачи оптимизации системы "НТА - местность" на твердом основании е результате численного эксперимента проведено только по критерии оконогдо эксплуатэционных'.зат-рат: Р = и, 14 - 0,10 МПа. Пг-и выполнении одним трактором

НТЗ-80 транспортных работ огащяемый экономический оЛЪект составляет 1,6 руб/ч или 1440 руб. за полное время испол;зования трактора на операции.

10. Произведен прогноз применения регулирования давления воздуха в шинах сельскохозяйственных колесных тракторов для достиления их наибольшей эЛФективности. В этом случае для одного трактора МТЗ-80 годовой экономический эффект составит 3400 руб. Предполагаемый алгоритм оптимизации рекомендуется к использованию в системах ручного регулирования давления воздуха в шинах сельскохозяйственных колесных машин различных тяговых, классов и типов. Определение оптимального давления воздуха в' шинах и позиционное регулирование рекомендуется производить по типу опорной поверхности.

. Основное содержание диссертации излечено в . следующих работах:

[. Повышение-тягово-сцепных качеств и прохо,дикости машинно-тракторного'агрегата /'Эффективность использования,- эксплуатация и ремонт мелиоративных машин. Сб.н.т. ИГМИ. -М., 1939. .- С.8-13 /в соавторстве/. ■ !. К вопросу выбора рациональной модели деформации грунта. ' Рукопись депонирована в ВИНИТИ 28.05.90, I? 2887-в90. , Роль внутреннего давления воздуха в шине при проектировании системы "колесо. - местность "/Механизация стр. и экспл. работ,в мелиорации. Сб.н.т. №МИ. - М.,1990. -С.47-50 /в соавторстве/. . Влияние давления воздуха в шинах на экспл. показатели ве-

• дущего моста тр.кл.2 //Тракторы и с.х.машины, 1991. -

• 10. - С. 12-14,