Определение эффективной мощности двигателя при испытании трактора в тяговом режиме движения с места

Разработанная зональная технология рассчитана на наиболее полное использование природноклиматических и экономических условий Республики Бурятии, отечественных машин и орудий с комбинированными рабочими органами.

Предлагаемая технология по сравнению с традиционной позволяет:

- снизить на 10-15% энергозатраты при выполнении отвальной обработки почвы на глубину 15-18 см с обязательным рыхлением подпахотного горизонта;

- экономить дорогостоящие семена кормовых корнеплодов в 5-10 раз за счет использования разработанной сеялки точного высева с нормами расхода семян в пределах 0,2-0,4 кг/га (при этом не требуются дополнительные затраты труда на прореживание всходов и разборку букетов);

- уменьшить расходы гербицидов на 78,6 % за счет внесения их лентами шириной 150 мм при ширине междурядий 700 мм, что в большей мере соответствует экологическим требованиям, предъявляемым к территориям Байкальского региона;

- увеличить урожайность кормовых корнеплодов в сухостепной зоне Республики Бурятии с 352 до 450 ц/га.

Литература

1. Сергеев, Ю.А. Разработка комбинированных рабочих органов к машинам по обработке почвы и посеву семян в условиях Республики Бурятия / Ю.А. Сергеев. - Улан-Удэ: Изд-во БГСХА, 2007. - 163 с.

2. Сергеев Ю.А., Данжеева Д.К., Забанов Б.С. Сеялка ручная. Положительное решение о выдаче патента на изобретение от 25.03.2009 г. Заявка №2008105296/13(005744 от 12.02.2008 г.).

3. Сергеев, Ю.А. Динамические характеристики почвообрабатывающих и посевных машин / Ю.А. Сергеев. - Улан-Удэ: Изд-во БГСХА, 1998. - 118 с.

4. Езепчук, А.Л. Технология производства кормовых корнеплодов / А.Л. Езепчук // Бурятские аграрные информационные новости. - 2001. - №5. - С.50-51.

5. А.с. 1804743. МКИ А 01 В 79/02. Механизированный способ возделывания корнеплодов / Ю.А. Сергеев, К.Я. Атриков, А.Л. Езепчук, С.Н. Шуханов, М.И. Калюжный, В.Н. Коновалов, В.В. Тумурхонов; опубл. 30.03.93. Бюл. №2. - 7 с.

УДК 629.114.2.004.54 В.Н. Хабардин, С.В. Хабардин

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОЙ МОЩНОСТИ ДВИГАТЕЛЯ ПРИ ИСПЫТАНИИ ТРАКТОРА В ТЯГОВОМ РЕЖИМЕ ДВИЖЕНИЯ С МЕСТА

В статье представлено математическое моделирование процесса определения мощности в тяговом режиме движения машины с места. Приведены математические описания тяговой мощности трактора и эффективной мощности его двигателя. Показана возможность их практического применения.

Ключевые слова: трактор, двигатель, мощность, испытание, математическое описание.

V.N. Khabardin, S.V. Khabardin

EFFICIENT ENGINE POWER DETERMINATION AT TRACTOR TEST IN A TRACTIVE MODE OF THE MOTION FROM THE PLACE

Mathematical modeling of the process of power determination in a tractive mode of the machine motion from the place is given in the article. Mathematical descriptions of the tractor tractive power and efficient power of its engine are given. Possibility of their practical application is shown.

Key words: tractor, engine, power, test, mathematical description.

Известен способ определения максимальной силы тяги транспортной машины при ее испытании в тяговом режиме трогания с места [1]. Покажем в дальнейшем возможность применения этого способа при оп-

ределении эффективной мощности двигателя. На первом этапе найдем математическое описание тяговой мощности трактора по тяговой характеристике [2].

Пусть при испытании исправного трактора в тяговом режиме трогания с места получена эталонная зависимость тяговой мощности от силы тяги - N = f(Pr) (рис.). При этом график мощности представлен кривой линией ОАВ, одна часть которой ОА - регуляторная ветвь, другая АВ - корректорная ветвь. Впишем в график мощности треугольник ОАВ таким образом, чтобы точка О совпала с началом координат, точка А соответствовала номинальному значению силы тяги P™ и номинальной тяговой мощности N™, а точка В -максимальной силе тяги Pт max (Н), как показано на рис. Из точек А и В опустим перпендикуляры на ось абсцисс: ЛЯ™ и ВPт max (Н). Пусть также спустя некоторое время трактор оказался неисправным - его тяговая мощность не соответствует установленному допуску на ее снижение. При испытании неисправного трактора в том же режиме и с использованием того же тягового устройства (в идентичных условиях) получена реальная зависимость N = f(P0, которая описывается кривой линией ОА^. Впишем в этот график аналогичным образом треугольник ОА^ и из точек А1 и В^ также опустим перпендикуляры на ось абсцисс: А^™ (И) и В^т max (И), где P™ (И) и Pт max (И) - номинальное и максимальное значение силы тяги, полученное при испытании.

Графическое моделирование процесса измерения тяговой мощности трактора в режиме трогания с места

Из рисунка нетрудно видеть, что все треугольники, относящиеся к линии ОАВ, подобны соответствующим треугольникам линии ОА1В1. Известно, что если треугольники (плоские фигуры) подобны, то их соответствующие стороны пропорциональны [3]. Исходя из этого, имеем:

Р Р

Т тах{Н) _ Т тах

Р Р

1 ТН 1 ТН

где Хт - коэффициент соответствия (пропорциональности) максимальной силы тяги ее значению в точке перегиба на графике функции 1\1т = ^Рт). Следует заметить, что коэффициент по своему физическому смыслу наиболее близок известному [4] коэффициенту приспособляемости двигателя:

її

i77

К,, =М

Я М„

где Метах, Мен - максимальный и номинальный крутящий момент двигателя. Для тракторных дизелей Кд

находится в пределах от 1,1 до 1,2 [4].

Также из рис. 1 в общем виде имеем следующее описание функции номинальной тяговой мощности трактора:

Л^ТН - ^ТН ’

где а - угол наклона условной прямой регуляторной ветви тяговой характеристики (прямой ОА) к оси абсцисс.

Для промежуточного значения тяговой мощности ЫТ (в интервале от 0 до Л^тн) уравнение (2) можно переписать в следующем виде:

N. = РТ tga,

где Рт - промежуточное значение силы тяги, соответствующее Ыт.

Выразим Рт из (1):

Рт

рт = —^ ,

Ут

где Ртшах соответствует РТтах(И).

Подставим РТ (4) в (3) и учтем при этом коэффициент полезного действия тормозной установки г]тх . В результате получим искомое математическое описание номинальной тяговой мощности при испытании машины в режиме трогания с места:

Рт

Итц = —^лж- tga .

Теперь найдем математическое описание эффективной мощности двигателя из выражения [4] для тягового агрегата (без привода через ВОМ):

= - Л^ПОТ’ ^

где Ые - эффективная мощность двигателя; Лгпот - потери мощности при передаче энергии от двигателя

на тягу. При этом

^пот=:^м+М/+Ыа + М3,

где Мм - механические потери мощности в трансмиссии, включая потери на трение в звеньях гусениц; N у, Ыа, - потери мощности на передвижение (качение) трактора, на преодоление подъема и на буксование. Для тяговых испытаний в режиме трогания машины с места:

=0; N. =0; N. =0.

Тогда уравнение (7) примет вид:

-^пот - "^М

или при Им = Ые

где 77м - механический КПД трансмиссии.

Подставим (8) в исходное уравнение (6) и после преобразований получим:

= 77м

Откуда из (9):

Ме=1^-

Найденное уравнение (10) представим с учетом (5). После чего математическое описание эффективной мощности двигателя примет следующий окончательный вид:

Рт МеН=—

Таким образом, практически для определения Л^н нужно измерить РТтах в тяговом режиме трогания машины с места и вычислить ЫеЯ по формуле (11) при постоянных и известных значениях уТ, т]м, Т1ту и tga.

Литература

1. Пат. 2164670 Российская Федерация, МПК7 G 01 L 5/13. Способ определения максимальной силы тяги на крюке транспортного средства / В.Н. Хабардин; заявитель и патентообладатель Иркут. гос. с.-х. акад. - № 96115966/28; заявл. 31.07.96; опубл. 27.03.01, Бюл. № 9. - 5 с.

2. Скотников, В.А. Основы теории и расчета трактора и автомобиля / В.А. Скотников, А.А. Мащенский, А.С. Солонский; под ред. В.А. Скотникова. - М.: Агропромиздат, 1986. - 383 с.

3. Выгодский, М.Я. Справочник по элементарной математике / М.Я. Выгодский. - М.: Наука, 1979. - 336 с.

4. Фере, Н.Э. Пособие по эксплуатации машинно-тракторного парка / Н.Э. Фере. - М.: Колос, 1978. - 256 с.

УДК [630*:65.011.54]:621.825 И.Н. Журавлев

ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ДИНАМИКИ ЛЕСНОЙ ФРЕЗЕРНОЙ ПОЧВООБРАБАТЫВАЮЩЕЙ МАШИНЫ С ДВУХПОТОЧНЫМ ПРЕДОХРАНИТЕЛЬНЫМ УСТРОЙСТВОМ

На основе компьютерного моделирования проведено теоретическое исследование влияния параметров фрезерной почвообрабатывающей машины на эффективность работы предложенного ранее предохранительного устройства машины. Исследовано влияние моментов инерции фрезерных барабанов, вязкоупругих параметров валов машины, частоты вращения фрез.

Ключевые слова: компьютерное моделирование, фрезерная почвообрабатывающая машина, предохранительное устройство.

I.N. Zhuravlyov

THEORETICAL RESEARCH OF DYNAMICS OF THE FOREST MILLING SOIL-CULTIVATING MACHINE EQUIPPED WITH TWIN-STREAM PROTECTIVE MECHANISM

The theoretical research of milling soil-cultivating machine parameters influence on work efficiency of the earlier offered machine protective device is conducted on the basis of computer modeling. The influence of the milling cylinders inertia moments, machine shafts viscoelastic parameters and cutters rotation rate is studied.

Key words: computer modeling, milling soil-cultivating machine, protective device.

Фрезерные почвообрабатывающие машины при работе на лесных участках часто испытывают встречи с препятствиями различных типов: нераскорчеванными пнями и остатками пней, наземными и подземными корнями деревьев, камнями. Г-образные ножи фрезы движутся в почве с большой скоростью, поэтому встреча с препятствием может вызвать поломку механизма. С целью защиты рабочих органов от поломок нами предложено использовать двухпоточное предохранительное устройство фрикционного типа [1]. При контакте любого из фрезерных барабанов с препятствием происходит фрикционное расцепление ведущего центрального диска и правой или левой ведомой полумуфты. В результате этого фрезерный барабан разъединяется с ведущей частью системы, существенно замедляет вращение и постепенно преодолевает препятствие. В то же время второй фрезерный барабан не прекращает обработку почвы. После преодоления