Содержание к диссертации
Введение
ГЛАВА 1. Состояние вопроса и задачи исследования 16
1.1 Специфические особенности работы промышленного трактора и его-трансмиссии 16
1.2 Применение электрической трансмиссии на промышленном тракторе 17
1.3 Практическое использование электрических трансмиссий в составе транспортных и тяговых машин 19
1.4 Методы выбора оптимальных тяговых усилий тракторов 28
1.5 Методы исследования нагружающих характеристик электрической трансмиссии трактора 39
ГЛАВА 2. Теоретические исследования рационального выбора параметров автоматической трансмиссии промышленного тракторного агрегата 49
2.1 Состав и технические характеристики существующей моторно-трансмиссионной установки промышленного дизель-электрического трактора 49
2.2 Уравнения статических характеристик электрической передачи промышленного трактора 55
2.3 Расчет характеристик электрической передачи промышленного трактора 60
2.4 Графоаналитический метод расчета внешних характеристик электрической передачи промышленного дизель-электрическоготрактора 62
2.5 Методика выбора параметров механической части автоматической трансмиссии тракторного агрегата по допустимому уровню снижения его технической производительности 76
ГЛАВА 3. Задачи, программа и методика экспериментальных исследований
3:1. Целии задачи экспериментальных исследований 94
3.2 Объекты исследований; аппаратурами средства измерений 95
3.3 Методика проведения экспериментальных исследований ...: .100
3.3. 1. Снятие скоростных характеристик двигателей на шасси тракторов 100
3.3.2 Определение динамической тяговой характеристики агрегата и режимов работы его моторно-трансмиссионной установки с
одновременным замером-технической производительности 102
3:3 3 Определение технической производительности землеройного
агрегата на базе промышленного дизель-электрического,трактора 104 .
3:4Методика обработки материалов экспериментальныхисследовании. 109
ГЛАВА 4. Результаты экспериментальных исследований:
Определение скоростных характеристик двигателей применяемых на промышленных дизель-электрических тракторах.
Исследование технологических процессов, выполняемых промышленным дизель-электрическим трактором 119
4.2:1. Режимьгнагружениябульдозерно-рыхлительного агрегата на базе трактора ДЭТ-250М2 :
4.212 Режимы нагружения двигателя промышленного дизель электрического трактора: 133
4:2.3 Режимы нагружения электрической трансмиссии
промышленного дизель-электрического трактора...: 140
4.2.4 Определение технической производительности землеройного;
агрегата на базе-промышленного дизель-электрического трактора. 146
4.3 Определение законов распределения основных параметров работы
моторно-трансмиссионной установки промышленного дизель электрического трактора 148
4.4. Выбор параметров автоматической трансмиссии промышленных
дизель-электрических тракторов ДЭТ-250М2 и ДЭТ-320 152
Заключение 173
Литература
- Практическое использование электрических трансмиссий в составе транспортных и тяговых машин
- Графоаналитический метод расчета внешних характеристик электрической передачи промышленного дизель-электрическоготрактора
- Методика проведения экспериментальных исследований
- Исследование технологических процессов, выполняемых промышленным дизель-электрическим трактором
Введение к работе
Актуальность темы. Промышленное использование тракторов характеризуется целым рядом специфических особенностей их эксплуатации, таких как цикличность технологических процессов, высокая неравномерность загрузки землеройного агрегата, повышенный динамический режим и вибрация, различные климатические условия эксплуатации и др. Одной из главных причин резкого колебания тяговой нагрузки на промышленный тракторный агрегат является необходимость выполнения им технологического процесса работы с изменяющимися в широком диапазоне тяговыми усилиями и скоростями движения. Решение этой задачи осуществляется применением в составе промышленного трактора автоматической трансмиссии с прозрачной нагружающей характеристикой, которая позволяет выполнить тракторным агрегатом оптимальный рабочий процесс.
Обобщенным техническим критерием оценки эффективности промышленного трактора, как базы дорожно-строительного агрегата, является его эксплуатационная производительность. Известно, что указанный критерий есть функция трех групп показателей: технической производительности, надежности и организационных факторов. В процессе проектирования конструктор непосредственно влияет на первые две независящие друг от друга группы показателей, причем техническая производительность трактора напрямую зависит от правильного выбора его основных параметров. Приведенные удельные затраты, определяемые эксплуатационной производительностью, помимо первых двух групп показателей, определяются организационными факторами, воздействие на которые конструктором ограничены. Таким образом, за частный критерий оценки эффективности промышленного трактора, определяемый проектировщиком, может быть принята его техническая производительность.
С целью создания на базе промышленных тракторов высокопроизводительных землеройных агрегатов в тракторостроении большое внимание уделяется вопросу выбора их оптимальных параметров. При этом одним из основных вопросов является оптимизация тяговой характеристики трактора, которая в значительной степени зависит от параметров его моторно-трансмиссионной установки.
Основным способом повышения технической производительности тракторного агрегата в диссертационной работе предлагается внесение изменений в параметры моторно-трансмиссионной установки его базового трактора, к которым относится выходная характеристика моторно-трансмиссионного блока, обуславливаемая абсолютной мощностью двигателя, характеристикой бесступенчатой трансформаторной установки и способом совмещения трансформирующего блока и двигателя за счет изменения передаточного отношения их согласующего редуктора. Тяговая характеристика тракторного агрегата в значительной степени зависит от передаточного числа механической части трансмиссии на рабочей передаче. Таким образом, оптимизация тяговой характеристики промышленного тракторного агрегата с автоматической трансмиссией в работе осуществлена путем рационального выбора её основных параметров — передаточных чисел механической части моторно-трансмиссионной установки.
Актуальность темы заключается в необходимости повышения эффективности промышленных тракторных агрегатов с автоматической трансмиссией, которая позволяет выполнить землеройным агрегатом оптимальный рабочий процесс.
Целью диссертационной работы является повышение эффективности промышленного тракторного агрегата с автоматической трансмиссией путём рационального выбора её параметров.
Для достижения указанной цели необходимо решить следующие задачи:
Разработать математическую модель оптимального рабочего процесса промышленного тракторного агрегата - бульдозера, базовый трактор которого имеет в своем составе автоматическую трансмиссию с прозрачной нагружающей характеристикой.
Изучить закономерности изменения технической производительности тракторного агрегата с автоматической трансмиссией от параметров его моторно-трансмиссионной установки - передаточных чисел её механической части.
Оценить влияние внешних условий эксплуатации тракторного агрегата с автоматической трансмиссией на величину его технической производительности.
Разработать методику выбора параметров механической части автоматической трансмиссии тракторного агрегата по допустимому уровню снижения его технической производительности.
Выработать практические рекомендации по совершенствованию конструктивных параметров моторно-трансмиссионной установки промышленного трактора с автоматической трансмиссией, направленные на повышение его технической производительности.
Объект исследования. Промышленный тракторный агрегат с автоматической трансмиссией на примере бульдозерного агрегата на базе промышленного дизель-электрического трактора с полнопоточной электромеханической трансмиссией на машинах постоянного тока.
Предмет исследования. Техническая производительность промышленного тракторного агрегата при рациональном выборе параметров его автоматической трансмиссии.
Методы исследования. Исследования проведены с использованием методов теории тракторов и автомобилей, теории автоматизированных приводов, вычислительной математики, теории вероятностей и математической статистики, элементов теории оптимального управления.
Научная новизна диссертационной работы
Разработана математическая модель оптимального рабочего процесса промышленного тракторного агрегата - бульдозера, базовый трактор которого имеет в своем составе автоматическую трансмиссию, отличающаяся от известных моделей наличием процесса заглубления отвала и понижением порядка дифференциального уравнения копания в процессе набора грунтовой призмы волочения.
Установлены закономерности изменения технической производительности тракторного агрегата с автоматической трансмиссией от параметров его моторно-трансмиссионной установки.
Установлены закономерности изменения технической производительности тракторного агрегата с автоматической трансмиссией от внешних условий его эксплуатации.
Разработана методика выбора параметров механической части автоматической трансмиссии тракторного агрегата по допустимому уровню снижения его технической производительности.
Практическая ценность работы:
- разработанная модель оптимального рабочего процесса промышленного трак-
L/llul U ulkfblulu At llLytll4..b*^tabul llUVi U%M'1»IU WV IHb.lVIUIUll LJbU.ilIjUl«lllj liLljuu.irn^i ...»
ранней стадии проектирования обоснованно выбирать параметры механической части автоматической трансмиссии по допустимому уровню снижения технической производительности землеройного агрегата;
- разработанные практические рекомендации по совершенствованию конструк
тивных параметров моторно-трансмиссионной установки промышленного трак
тора с автоматической трансмиссией позволяют повысить эффективность про
мышленных дизель-электрических тракторов ДЭТ-250М2 и ДЭТ-320.
Апробация диссертационной работы. По теме диссертации опубликованы 8 печатных работ, в том числе 3 статьи в изданиях, рекомендованных ВАК, получен патент на полезную модель.
Результаты работы обсуждены на научно-технических конференциях на XXXV Уральском семинаре по механике и процессам управления, г. Миасс Челябинской обл. (2005 г.); в Пермском государственном техническом университете, г. Пермь (2007 г.); в Челябинском государственном агроинженерном университете, г. Челябинск (2006-2008 гг.); на ежегодных научно-технических конференциях ЮУрГУ, г. Челябинск (2003-2008 гг.), в Научно-исследовательском институте автотракторной техники, г. Челябинск (2003-2009 гг.)
Внедрение результатов работы. Результаты работы использованы:
ООО «Челябинский тракторный завод - УРАЛТРАК» при модернизации промышленного дизель-электрического трактора с полнопоточной электромеханической трансмиссией;
ОАО «Научно-исследовательский институт автотракторной техники» при проведении научно-исследовательских работ по модернизации промышленного дизель-электрического трактора с полнопоточной электромеханической трансмиссией.
Достоверность полученных результатов подтверждается стендовыми и лабо-раторно-полевыми испытаниями промышленных дизель-электрических тракторов ДЭТ-250М2 и ДЭТ-320, проведенными ОАО «Научно-исследовательский институт автотракторной техники» совместно с ООО «Челябинский тракторный завод -УРАЛТРАК».
Структура и объем работы. Диссертация изложена на 187 страницах основного текста, включая 89 рисунков и 23 таблицы, состоит из введения, четырех глав, заключения, списка литературы, включающего 125 наименований, и приложений.
Практическое использование электрических трансмиссий в составе транспортных и тяговых машин
Эффективность использования-промышленного трактора.зависит от того, в какой степени основные параметры и: устройство узловой агрегатов отвечают условиям его работы. В: связш со специфическими особенностями работы промышленного трактора, большое значение дляшего приобретают;воз-можность автоматического саморегулирования тяговых усилий т скоростей движения в широком диапазоне.
Механическая трансмиссия не может обеспечить непрерывное изменение передаточного числа трансмиссии в зависимости от условий нагрузки. Она обеспечивает диапазон непрерывного регулирования отношений скорости и тягового усилия, ограниченный небольшими пределами изменения крутящего момента приводного теплового двигателя. Поэтому необходимы частые переключения ступеней передач трансмиссии на различных этапах технологического цикла. В тракторе с механической трансмиссией часто имеют место режимы с неполным использованием мощности теплового двигателя за счет работы его на регуляторной ветви характеристики, приводящие к увеличению удельного расхода топлива, либо режимы перегрузки с превышением максимального момента, развиваемого двигателем, приводящие к его заглоханию.
Увеличение числа ступеней передач не может привести к улучшению этого недостатка механической трансмиссии, так как рабочий ход трактора происходит на одной передаче вследствие того, что переключение передач на ходу под нагрузкой трудно осуществить и, кроме того, необходима сложная автоматическая система выбора оптимальной для данного режима работы ступени передачи [28, 68, 69, 107]. Поэтому применение многоступенчатых механических трансмиссий не дает решения задачи обеспечения требуемых тяговых и динамических характеристик промышленных тракторов.
Решение этой задачи достигается применением прогрессивных автоматических трансмиссий (в частности, электрических), осуществляющих непрерывное изменение тягового усилия и скорости движения трактора в широких пределах. Тракторный агрегат приспосабливается к действующим на него внешним нагрузкам, при этом обеспечивается высокая степень использования мощности приводного двигателя [11, 17, 49, 50].
Основной недостаток электрической передачи — пониженный коэффициент полезного действия (к.п.д.) по сравнению с к.п.д. механической трансмиссии. Этот недостаток компенсируется тем, что используемая область автоматического регулирования электрической трансмиссии (ЭТ) ограничива ется зоной наиболее высоких ее к.п.д. и зоной наиболее выгодных режимов совместной работы теплового двигателя и трансмиссии. Для- обеспечения всего необходимого диапазона тяговых усилий и скоростей движения промышленного трактора электрические передачи применяются в сочетании с несколькими механическими передачами.
На промышленном,тракторе с ЭТ труд водителя значительно облегчается. Он устраняется от процесса управления режимами работы трансмиссии при изменении нагрузки. ПрииспользованииЭТ. исключается.также возможность перегрузки и заглохания? двигателя, благодаря чему водитель не отвлекается от основнойфаботы.
Вышеуказанные свойства ЭТ повышают, степень использования мощности двигателя, уменьшают длительность рабочего цикла, улучшают и, облегчают условия труда водителями, в целом, значительно повышают производительность и экономичность промышленного трактора.
Графоаналитический метод расчета внешних характеристик электрической передачи промышленного дизель-электрическоготрактора
Удельные тяговые усилия, доставляющие максимум функции кп, считаются оптимальными по производительности. Оптимальные тяговые усилия, найденные автором (см. таблицу 1.2), существенно отличаются от оптимальных усилий по тяговому к.п.д., то есть доставляющих максимум тяговому коэффициенту полезного действия. С учетом веса навешиваемого технологического оборудования, верхняя граница удельных тяговых усилий трактора оптимальных по производительности промышленного агрегата, в два раза превышают усилия, рекомендуемые общей теорией для сельскохозяйственных тракторов. Этот факт доказывает, что-для промышленного трактора, задача оптимизации тяговой-характеристики по энергетическим критериям и критериям; основанным на производительности, имеет разные решения.
Задачу выбора оптимального ряда передаточных чисел трансмиссии промышленного трактора Б.Л. Магарилло решил, выполнив весьма обширные теоретические и экспериментальные исследования и установив общие закономерности изменения производительности в зависимости- от тягового усилия. Автором был рекомендован оптимальный геометрический ряд передач.
Далее, ограничив множество рабочих скоростей тракторного агрегата постоянными скоростями, Б.Л. Магарилло свел задачу к поиску тяговых усилий, доставляющих экстремум некоторой осредненной за цикл тяговой мощности, то есть фактически с некоторыми уточнениями, весьма существенными для промышленного тракторного агрегата, пришел к энергетическому критерию оптимальности. В дальнейшем этот подходе был оправдан; в работе; ;Б:М;.Позина:-[93]1:
В; полученном, авторами выражении ряд: величин: зависит от показателей:. грунта, длины забоя:и конструкции отвала- Если: выделить группу сомножи-телещ зависящих от параметров трактора; то получитьс выражение для? определения коэффициента производительностшБ.Л. Магарилло D70]. .
В;В. Кавунов исследовал тяговую- характеристику колесного:- промышленного трактора с гидромеханической трансмиссией в бульдозерном-агрегате [54]: В: своей работе он полностью;отказался от энергетических критериев И; перешел к. критериям оптимальности;, характеризующим эффективность работы промышленного: агрегата. На основе общих:представлений"об оптимальном рабочем процессе он исследовал оптимальное.управление агрегатом на- всех, его стадиях: копания; транспортировки и отката.; Целевая функция-оптимизационной задачи- обеспечения максимальной: производительности содержала все элементы рабочего цикла тракторного? агрегата, при выполнении им типичных работ (разработка? грунта с отсыпкой і в; кавальер и; перемещением по нему, с отсыпкой в выемку). Автор рассматривал два. основных
35 процесса1 разработки грунта тракторным агрегатом: более общий нестационарный процесс и, как. частный случай, стационарный. В результате было ус-тановлено, что оптимальные удельные тяговые усилия, найденные по коэффициенту производительности кп для стационарного процесса, практически совпадают с определенными по более общим зависимостям для нестационарного процесса, что дает основание использовать кп для инженерных расчетов. Такие же выводы были сделаны в работах И.С. Кавьярова, Б.М. Позина, Ю.П. Саматова. Также в своей работе [54] В.В. Кавунов впервые экспериментально подтвердил установленный теоретический вывод [92-95] о слабой зависимости производительности агрегата от расчетного тягового усилия трактора (передаточного числа механической части трансмиссии) в широком диапазоне его изменения. Аналогичная закономерность была установлена и в экспериментах, проведенных на Челябинском тракторном заводе на гусеничном тракторе с гидромеханической трансмиссией [59, 95].
В работах Ю.В. Гинзбурга решалась задача выбора оптимальных тяговых усилий тракторного агрегата с применением классической-теории промышленного трактора [28]. Энергетический критерий оценки эффективности промышленного трактора им определялся, исходя из выражения полезной работы, совершенной трактором с рабочим оборудованием в единицу времени, с учетом составляющих рабочего цикла дорожно-строительного агрегата: S - дистанция рабочего хода тракторного агрегата; V — скорость рабочего хода тракторного агрегата. Величину А он назвал энергетическим потенциалом производительности при постоянном тяговом усилии. По физической сущности она представляет собой энергию, передаваемую трактором на рабочее оборудование в процессе рабочего элемента цикла (элемента, при котором выполняется полезная работа) и приходящуюся на единицу времени полного технологического цикла (сумма времени рабочего и холостого элементов цикла) при работе с данным оборудованием. Ю.В. Гинзбург исходил из эквивалентности двух критериев: максимальной тяговой мощности и максимальной технической производительности. При определенных рабочем оборудовании трактора, грунтовых и технологических условиях, техническая производительность эквивалентна энергетическому потенциалу производительности и может быть использована как, частный критерий оценки эффективности1 трактора при расчетах и экспериментальных исследованиях. Применив этот подход к рабочим процессам с переменным тяговым усилием и сделав осреднение внутри рабочего цикла, Ю.В. Гинзбург получил выражение средней за цикл мощности в другом виде:
Методика проведения экспериментальных исследований
Электрическая передача промышленного дизель-электрического трактора - это двухмашинный электропривод, работающий на тяговую нагрузку землеройного агрегата на базе этого трактора.
Величины регулирующих воздействий электрических машин 9Х и 6 2, входящие в выражения коэффициентов (2.6) уравнений (2.5), являются в передаче функциями различных величин: частот вращения электрических машин (тахометрическое возбуждение); моментов электромашин (динамометрическое возбуждение); электрических величин — силы токов и напряжений; электрических и механических величин и т.д.
Вид функций возбуждения вх и в2 определяется электрической схемой регулирования передачи.
В рассматриваемом электроприводе промышленного трактора применяются тахометрическое возбуждение от пвх и различные виды самовозбуждения - последовательное (от тока /) и параллельное (от напряжения U). Расчет характеристик электрической передачи заключается в определении ее внешних характеристик, так как если они известны, то все остальные характеристики находятся достаточно просто [11, 19, 26, 27, 56, 114, 115].
Проведем расчет внешних характеристик электрической передачи трактора графоаналитическим методом [11, 49, 50, 80; 114, 116]. Расчет проводится следующим образом:
1) Принимается кинематическая параметризация-характеристик (входа, выхода и промежуточных). Именно с ней в большинстве случаев связана возможность значительного упрощения расчета [11]. Выбирается эквидистантная параметризация с Апвх = const = Аг; Ап = const = А2, причем между величинами приращения параметров Апех и An не вводится какое-либо определенное соотношение, а принимается произвольно, сообразуясь с требованиями удобства и достаточной точности расчетов. Примем р эквидистантных значений пвх и q эквидистантных значений п, получив при этом кинематическую сетку, состоящую из р - q узловых точек пересечения характеристик (режимов)
2) Приняв во внимание параметры системы возбуждения электрических машин (характеристики намагничивания, данные обмоток возбуждения, компенсационных обмоток и т.д.), находится семейство характеристик Ех = fx(I) при пвх = const для силового генератора и Е2 — /2 (I) при п = const для тягового электродвигателя.
3) В соответствии с законом равновесия э.д.с. в цепи электропривода [56, 57, 71, 75, 96, 111, 121] проводится наложение семейств характеристик Ех - fx{I) и Е2 =/2С0 друг на друга с учетом падения, напряжения в электрической цепи и по образовавшейся сетке характеристик находится совокупность ее узловых точек, соответствующих режимам совместной равновесной работы генератора и электродвигателя. Очевидно, последние должны быть найдены перед определением режимов совместной работы электрической передачи с тепловым двигателем. Для каждой узловой точки находятся значения величин Е{, Е2, I, вх, в2. 4) Для найденных режимов совместной работы генератора и электродвигателя определяются силовые (механические и магнитные) потери в электромашинах.
5) Зная силовые потери электрических машин для каждой узловой точки кинематической сетки и определив электромагнитные моменты Мг и Мэд якорях (барабанах) электромашин, определяются к.п.д. rjMMi и TJMM2 ПО сило-вымпотерям и моменты Мвх и М на внешних валах электромашин.
Итак, для каждой узловой точки принятой кинематической сетки определяются сначала электрические и магнитные величины Ех, Е2, I, 9,, в2, затем электромагнитные (внутренние) моменты Мг и Мэд и, наконец, силовые потери в электромашинах и внешние моменты М , М на валах машин.
Располагая полными данными p-q таких режимов, строятся внешние характеристики электропередачи трактора.
Электрическая передача трактора выполнена по системе Леонарда на машинах постоянного тока и включает в себя силовой генератор ГПА-222, тяговый электродвигатель ЭДП-196, возбудитель ДК-913А, а также ряд аппаратов управления и запуска [51, 52]. Технические данные электромашин приведены в Приложении Б.
Проведем расчет внешних характеристик этой передачи графоаналитическим методом, применение которого позволяет учесть механические и магнитные потери электрических машин в процессе проведения самого расчета, ввиду чего этот метод может рассматриваться как достаточно точный метод с высокой степенью соответствия полученных результатов экспериментальным исследованиям [11].
Исследование технологических процессов, выполняемых промышленным дизель-электрическим трактором
Частота вращения коленчатого вала испытываемого трактора замеря-ласьчс помощью индукционного датчика ИДМ с постоянным магнитом, неподвижно закрепленного на корме трактора рядом с валом отбора мощности, на-котором; в свою очередь, монтировался специальный флажок из низкоуглеродистой стали, проходящий при каждом обороте коленчатого вала двигателя с небольшим зазором (1±0,5 мм) вблизи головки ИДМ, индуцируя в ка тушке датчика импульс тока. Таким образом, при записи фиксировался каждый оборот коленчатого вала двигателя.
Частота вращения ведущих колес замерялась с помощью контактных датчиков типа ДВ-2 конструкции ВИСХОМ. Корпус датчика закреплялся неподвижно относительно остова трактора, а ротор с 16-ти кулачковой насадкой кинематически соединялся с центром вращения наружной части соответствующего (левого или правого) ведущего колеса. В результате за каждый-оборот ведущего колеса контакты датчика 16 раз разрывают подключенную к нему электрическую цепь, позволяя фиксировать частоту вращения ведущих колес с точностью 1/16 оборота.
Частота вращения путеизмерительного колеса замерялась с помощью датчика ДВ-2 аналогично ведущим колесам с точностью 1/16 оборота. Колесо на специальном кронштейне закреплялось сзади трактора и при проведении записи опускалось на опорную поверхность, фиксируя, таким образом, путь, пройденный трактором.
При испытаниях на скальном фунте для замера пройденного пути применялся путеизмерительный барабан с длиной окружности 0,5 м с намотанным на нем тросом. Ось барабана соединена с ротором датчика ДВ-2. При проведении записей конец троса закреплялся за неподвижный объект, а барабан с несущей конструкцией, устройством укладки троса и датчиком оборотов, смонтированный в задней части трактора, при движении последнего начинал вращаться под действием разматывающегося троса.
Крутящий момент на валу тягового электродвигателя замерялся с помощью наклеенных на вал тензорезисторных датчиков крутящего момента типа 2ФКРВ-10-100ГВ. Съем сигнала с датчиков осуществлялся посредством проходного ртутного токосъемника.
Ток в главной якорной цепи электропривода, а также токи обмоток возбуждения силового генератора и тягового электродвигателя замерялись с помощью стандартных 75-мВ шунтов, последовательно включенных в соответствующую цепь. При этом для замера тока в якорной цепи электроприво да использовался шунт на 1000 А, а для замеров токов в обмотках возбуждения электродвигателя и генератора соответственно на 200 А и 30 А. Шунты электрически соединялись с гальванометрами.
Время опыта фиксировалось электрочасами типа МЧ-62, дающими импульсы через 0,1 с и дополнительно отчитывающими каждые 0,5 с.
При проведении экспериментальных исследований в кабине испытуемого трактора устанавливался специальный кронштейн с размещенным на нем 10-канальным тензоусилителем марки «ТОПАЗ-3-01». Размещение фиксирующей аппаратуры непосредственно в кабине объекта испытаний дало возможность, во-первых, сократить до минимума длину кабелей, соединяющих датчики с аппаратурой, и, во-вторых, позволило записывать такие процессы, как разработка скального грунта, где движение тензолаборатории рядом с объектом испытаний практически невозможно без жестких ограничений.
В ходе подготовительных работ к проведению испытаний силовой установки трактора ДЭТ-320 с дизелем ЯМЗ-7511.10-18 проводилась подготовка специальной автономной контрольно-измерительной системы, обеспечивающей измерение следующих параметров:
Все средства измерений, используемые при проведении испытаний, были поверены в соответствии с ГТР 50.2.006, а испытательное оборудование аттестовано в соответствии с ГОСТ Р 8.568. Перечень испытательного оборудования и средств измерений представлен в таблице 3.2. Таблица 3.2 - Перечень испытательного оборудования и средств измерений Измеряемый параметр НаименованиеСИ, шп, заводской номер Пределы измерения Погрешность(классточности) Крутящий момент, кгмЧастота вращения, мин" Расход топлива, кг/ч Стенд для испытания дизелей мощностью до 700 кВт W-700 0...100 100...400 0...40000...80 ±4±2±2±0,25% Температура воздуха на входе в двигатель, топлива, масла на выходе из двигателя, С Прибор А566-02-10 № 081272 0...200 кл. 0,2/0,1 Температура жидкости на входе и выходе двигателя, С Прибор А566-03-10 № 041002 0...200 кл. ОД/0,1 Атмосферное давление воздуха, кПаВлажность воздуха, % Температура воздуха. С Метеомегр МЭС 202 № 427 80...11010...98 10...50 ±0.3±3 ±0,2 Расход воздуха, м"7ч Сопло Вентури, микроманометр ММН-240 № 282 0...5000 0...240 ±1 кл. 1 Испытания двигателя проводились в два этапа. На первом этапе снятие скоростной характеристики двигателя ЯМЗ-7511.10-18 проводилось без регулировок топливной аппаратуры. На втором этапе испытания силовой установки трактора ДЭТ-320 в эксплуатационной комплектации проводились с перенастройкой регулятора топливного насоса высокого давления на максимальную частоту вращения холостого хода 1950 мин , как это делается на Челябинском тракторном заводе. 3.3 Методика проведения экспериментальных исследований
Весь комплекс экспериментальных исследований можно разделить на четыре основных этапа: - подготовительный; - исследования на стендах и в лабораторных условиях; - вспомогательные исследования; - основной эксперимент. На первом этапе осуществлялась подготовка объектов испытаний к проведению экспериментальных исследований, связанная с изготовлением и тарировкой тензоузлов и датчиков, подготовкой приборов, установкой тензоузлов, датчиков и аппаратуры на трактор и проведением пробных опытов. На втором этапе проводилась серия исследований на стендах и в лабораторных условиях с целью идентификации объекта экспериментальных исследований, а также для определения параметров, необходимых при проведении основной части эксперимента.
На четвертом этапе осуществлялось проведение главной части эксперимента с использованием комплекса исходных данных и другой информации, полученных в ходе предыдущих этапов экспериментальных исследований и анализа их результатов.
