Электронная библиотека диссертаций и авторефератов России
dslib.net
Библиотека диссертаций
Навигация
Каталог диссертаций России
Англоязычные диссертации
Диссертации бесплатно
Предстоящие защиты
Рецензии на автореферат
Отчисления авторам
Мой кабинет
Заказы: забрать, оплатить
Мой личный счет
Мой профиль
Мой авторский профиль
Подписки на рассылки



расширенный поиск

Повышение эффективности функционирования МТА рациональным использованием моторно-трансмиссионной установки трактора Филимонов Константин Владимирович

Повышение эффективности функционирования МТА рациональным использованием моторно-трансмиссионной установки трактора
<
Повышение эффективности функционирования МТА рациональным использованием моторно-трансмиссионной установки трактора Повышение эффективности функционирования МТА рациональным использованием моторно-трансмиссионной установки трактора Повышение эффективности функционирования МТА рациональным использованием моторно-трансмиссионной установки трактора Повышение эффективности функционирования МТА рациональным использованием моторно-трансмиссионной установки трактора Повышение эффективности функционирования МТА рациональным использованием моторно-трансмиссионной установки трактора Повышение эффективности функционирования МТА рациональным использованием моторно-трансмиссионной установки трактора Повышение эффективности функционирования МТА рациональным использованием моторно-трансмиссионной установки трактора Повышение эффективности функционирования МТА рациональным использованием моторно-трансмиссионной установки трактора Повышение эффективности функционирования МТА рациональным использованием моторно-трансмиссионной установки трактора Повышение эффективности функционирования МТА рациональным использованием моторно-трансмиссионной установки трактора Повышение эффективности функционирования МТА рациональным использованием моторно-трансмиссионной установки трактора Повышение эффективности функционирования МТА рациональным использованием моторно-трансмиссионной установки трактора
>

Диссертация - 480 руб., доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Автореферат - бесплатно, доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Филимонов Константин Владимирович. Повышение эффективности функционирования МТА рациональным использованием моторно-трансмиссионной установки трактора : Дис. ... канд. техн. наук : 05.20.01 : Красноярск, 2003 177 c. РГБ ОД, 61:04-5/1630

Содержание к диссертации

Введение

1. Состояние вопроса и задачи исследования 7

1.1. Особенности эксплуатации тракторов «Кировец» 7

1.2. Факторы, определяющие энергозатраты машинно-тракторных агрегатов... 10

1.3. Основные модели адаптации машин к условиям эксплуатации ...27

1.4. Выводы и задачи исследования. 31

2. Теоретические основы ресурсосберегающего использования энергонасыщенных тракторов 33

2.1. Закономерности формирования энергетических показателей трактора в зимних условиях 33

2.2. Обоснование рациональных эксплуатационных режимов работы МТУ трактора К-701 для условий недогрузки 40

2.3. Прогнозирование и оптимизация режимов использования МТУ колёсного трактора при изменении условий работы тяговых агрегатов..49

2.4.Рациональный диапазон тяговых усилий и технико-экономическая оценка МТА 65

2.4.1. Обоснование рационального диапазона тяговых усилий трактора...65

2.4.2. Технико-экономическая оценка МТА с тракторами разного уровня энергонасыщенности 66

2.5. Обеспечение рационального температурного режима коробки передач...70

2.6. Результаты моделирования энергетических параметров и эксплуатационных показателей МТА 75

2.6.1. Тяговые показатели трактора К-701 75

2.6.2. Энергетические параметры двигателя при колебаниях нагрузки 78

2.6.3. Состав и показатели энергосберегающих МТА 87

2.6.4. Температурно-динамические характеристики коробки передач..95

2.7. Выводы 97

3. Методика экспериментальных исследований 98

3.1. Объект экспериментальных исследований и его подготовка к лабораторным испытаниям 99

3.2. Методика лабораторно-стендовых исследований 104

3.2.1. Методика перерегулирования ТНВД 104

3.2.2. Снятие выходной характеристики МТУ на двух уровнях номинальной мощности при гармонических колебаниях нагрузки 105

3.2.3. Исследование работоспособности коробки передач 107

3.3. Методика проведения исследований в полевых условиях 109

3.3.1. Исследование факторов, определяющих эффективность использования МЭС в зимних условиях НО

3.3.2. Оценка технико-экономических показателей МТА с

тракторами разного уровня энергонасыщенности 114

3.4. Методика обработки экспериментальных данных и оценка погрешностей измерений 116

4. Результаты экспериментальных исследований 118

4.1. Параметры регуляторной характеристики топливного насоса дизеля ЯМЗ-240Б с двумя уровнями номинальной мощности 118

4.2. Влияние гармонических колебаний нагрузки на энергетические параметры МТУ 119

4.3. Работоспособность коробки передач 123

4.4. Факторы, определяющие эффективность использования трактора в зимних условиях 136

4.5. Технико-экономические показатели МТА на базе трактора с двумя уровнями мощности 142

4.6. Выводы 145

5. Основные результаты исследования 146

5.1. Общие положения работы 146

5.2. Расчёт экономической эффективности предлагаемых решений 148

Общие выводы 150

Библиографический список 152

Приложения 167

Введение к работе

Актуальность работы. Наряду с задачей повышения экономичности работы двигателей сельскохозяйственных мобильных энергетических средств особое значение приобретают проблемы снижения удельной энергоёмкости технологических операций, которая в значительной степени определяется эксплуатационными свойствами машин и режимами работы машинно-тракторных агрегатов (МТА).

Энергетическим и регулирующим модулем режимов работы МТА являются моторно-трансмиссионные установки (МТУ) тракторов. Их свойства и конструкция определяют степень приспособленности МТА к изменчивости условий эксплуатации, а, следовательно, и эффективность использования отдельно взятой машины или их парка.

Основным направлением улучшения адаптации машин к условиям эксплуатации является расширение регулирующих свойств МТУ, что увеличивает эксплуатационные возможности тракторов и МТА, созданных на их базе.

При работе тракторов на некоторых сельскохозяйственных операциях эксплуатационная мощность двигателя используется не полностью. Наблюдается это при ограничении рабочих скоростей по агротехническим и эргономическим требованиям, снижении потока мощности, снимаемого с ВОМ и низких тягово-сцепных свойствах движителя. Указанное особенно характерно для условий зимней эксплуатации, когда в силу названных причин становится проблематичной реализация потенциальных возможностей МТУ.

Для районов Восточной Сибири на зимний период приходится до 35...40% годового объема работ. Разработка в этой связи комплекса мероприятий по повышению эффективности использования МТА на основе улучшения адаптации моторно-трансмиссионных установок мобильных энергетических средств к внешним воздействиям представляет весьма актуальную задачу.

Выполненная научно-исследовательская работа является составной частью комплексных исследований кафедры «Тракторы и автомобили» по повышению степени использования потенциальных возможностей силовых агрегатов, приводов и систем сельскохозяйственных тракторов. Она входит в межведомственную координационную программу фундаментальных и приоритетных прикладных исследований по научному обеспечению развития АПК РФ на 2000 - 2005 г. (задание 04).

Цель исследования. Повышение эффективности функционирования ірактора "Кировец" в составе тяговых МТА для снижения энергозатрат.

Объект исследования. Процесс формирования показателей рабочего хода тягового МТА в зависимости от условий эксплуатации и режимов

работы моторно-трансмиссионной установки колёсного трактора.

Предмет исследования. Взаимосвязь ішргЛОМрНищЮдаядевящфх
эффективность использования тяговых МТА. [ Б И $Л НОТИСА і

Научная новизна:

- обобщённая вероятностная модель прогнозирования и оптимизации
режимов работы МТУ колесного трактора;

- модель вероятностно-статистической оценки энергетических и технико-
экономических показателей МТА при изменении режимов работы трактора;

оптимальные значения энергетических показателей и их эксплуатационных допусков при моделировании параметров, режимов и условий функционирования МТА;

гидравлическая система коробки передач транспортного средства.

Практическая значимость работы:

рациональные параметры и режимы работы МТУ трактора К-701 для зимних условий;

методика создания ДПМ со свободным впуском воздуха на базе дизеля ЯМЗ-240Б и модификации трактора с этим двигателем;

рекомендации по обеспечению рационального температурного режима коробки передач трактора;

рекомендации по рациональному агрегатированию трактора К-701 в зимних условиях.

Внедрение. Результаты научных исследований в виде рекомендаций и технических решений по улучшению адаптации мобильных сельскохозяйственных аїрегатов к изменяющимся воздействиям внешней среды реализованы в базовых предприятиях АПК Красноярского края при эксплуатации и техническом обслуживании машинно-тракторного парка; используются в учебном процессе и исследовательской практике КГАУ.

Апробация. Основные положения диссертационной работы доложены и одобрены: на научно-пракгических конференциях КрасГАУ; межвузовских научно-практических конференциях с международным участием за период с 1998 по 2003 год.

Публикация. Материалы, отражающие основное содержание диссертационной работы, опубликованы в 14 печатных работах общим объемом 6 печатных листов, включая патент на изобретение.

Объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, пяти глав, выводов и рекомендаций, списка использованной литературы и приложений. Содержит 167 страниц машинописного текста, 33 таблицы, 50 рисунков и 6 приложений. Список использованной литературы включает 149 наименований отечественных и зарубежных авторов.

Основные модели адаптации машин к условиям эксплуатации

В настоящее время широкое распространение при прогнозировании эффективности функционирования трактора в условиях колебания нагрузочного и скоростного режимов работы агрегата получила разработанная С.А. Иофиновым и Л.Е. Агеевым модель типа «вход-выход» [4]. Модель основана на методе функций случайных аргументов. Входные X,

и выходные Y, величины связаны детерминированными зависимостями У = /(хі) устанавливаемыми в процессе аппроксимации скоростных и регуляторных характеристик двигателя кусочно-линейными и кусочно-параболическими функциями.

В качестве входных параметров приняты нагрузка Мк и частота вращения вала двигателя щ, а выходными переменными являются: эффективная мощность двигателя Ne, часовой расход топлива Gm и удельный расход топлива ge.

По методу функций случайного аргумента математическое ожидание входной величины определяется по формуле

При моделировании гармонических колебаний входной величины X с постоянной частотой /0, амплитудой Ам =SK/2, но со случайной начальной фазой 0К9 равномерно распределенной на интевале [о,2яг], применяется распределение по закону арксинуса р(х) [11] О при\х — х) Ах где x = x + Axsm(2rfot + 0k) — входной показатель МТА, аппроксимируемый уравнением синусоиды, a x,crx,Ax,SK—соответственно среднее значение, стандарт, амплитуда аргумента и степень неравномерности X (входного параметра). Уровень использования выходных показателей агрегата на различных режимах работы оценивается вероятностным коэффициентом Л,,=УіІУн (1-5) где у, - математическое ожидание, а ун — номинальное значение выходного показателя. Математические ожидания энергетических показателей, установленные по параметрам скоростной и регуляторнои характеристик двигателя, позволяют определить их оптимальные значения по классическому методу исследования функций на экстремум. Развитию и расширению сферы применения данного подхода способствовали исследования последних лет, проведенные в СПбГАУ, ЧГАУ, АГАУ, ВГСХА, МГАУ [11, 39, 40, 68, 94, 120, 148]. В этих работах представлены математические модели для определения вероятностно-статистических оценок агрегатов, в состав которых входят тракторы с ДПМ и газотурбинными двигателями.

Модели работы МТА в условиях вероятностного характера внешних воздействий, разработанные на основе метода функций случайных аргументов, позволяют с высокой точностью описывать влияние переменной нагрузки на энергетику агрегата, что подтверждается многочисленными исследованиями, однако при этом не учитываются динамические процессы, существующие в подсистемах МТА при передаче колебаний от ведущего колеса трактора к коленчатому валу. Не учитывается также частотный спектр внешней нагрузки.

Существует ряд работ, направленных на решение этих задач, в которых широко используется метод разделения движений [39, 94, 147]. Он позволяет сформировать математическую модель динамической системы, адекватную низкочастотной области колебаний. Метод основан на применении теории возмущений. Особенность модели заключается в том, что она базируется на больших значениях моментов инерции и податливостей упругих связей. Моделирование на прикладном уровне включает в себя схематизацию геометрических форм и квалификацию тел в качестве материальных точек, абсолютно жестких или деформируемых тел. Предположение об абсолютной жесткости тела значительно упрощает модель. В ряде случаев допустимо представлять тела как безмассовые деформируемые элементы, в виде упругих связей. При этом необходимо учитывать влияние диссипативных элементов.

В работах Л.Е. Агеева, Р.Х. Юсупова показано, что коэффициент использования мощности ДВС в определённой степени зависит от динамических характеристик как двигателя, так и трансмиссии трактора.

Предложен метод формализации динамической системы МТУ, основанный на использовании принципа электромеханических аналогий. Суть его заключается в том, что формируется эквивалентная схема замещения объекта, являющаяся топологическим отображением механической цепи объекта в виде определенным образом связанной совокупности условных обозначений ее элементов. Под механической цепью подразумевается совокупность источников и носителей механической энергии, составляющих динамическую систему и взаимосвязанных по силовому и скоростному факторам, возникающим в результате внешнего воздействия.

Методика определения и анализа влияния динамических характеристик энергетической части МТА на эффективность его функционирования, представленная в трудах Р.Х. Юсупова, использовалась для тракторов с бесступенчатыми трансмиссиями. Своё дальнейшее усовершенствование для работы тракторов с механической ступенчатой трансмиссией при случайном характере колебаний внешней нагрузки она получила в работах В.А. Уртаева, Х.М. Олимова, СЮ. Журавлёва и др.

Необходимость многопланового решения проблемы адаптации машин к работе в различных климатических условиях привела к возникновению большого количества математических моделей прогнозирования и оптимизации температурного режима агрегатов МЭС [26, 49, 55, 64, 79, 98, 101]. Наиболее полно означенные вопросы освещены в работах Н.И. Селиванова [109...ИЗ]. Модель, описывающая формирование теплового режима агрегатов гидромеханической передачи, была построена им на основе принципов системного подхода, состоящего в применении многоуровневой иерархии исследований, при которой описание процессов более высокого уровня определяется обобщением факторизованных переменных нижних уровней: на начальном уровне проводится прогнозирование тепловыделения простого механизма в рабочую жидкость; на промежуточном - оценка потенциально возможного диапазона изменения теплового состояния агрегата в практически реализуемых пределах изменения внешних условий и параметров внутреннего теплообмена с другими агрегатами; и на конечном - прогнозирование и оптимизация теплового режима агрегата в конкретных условиях эксплуатации.

Таким образом, применение системного подхода позволило обосновать целесообразность использования значений температуры рабочей жидкости в основных тепловыделяющих агрегатах в качестве критериев тепловой напряженности ГМП, а также установить структурные составляющие общей системы, определяющей их потенциальный тепловой режим и возможность его реализации в конкретных условиях эксплуатации.

Технико-экономическая оценка МТА с тракторами разного уровня энергонасыщенности

Необходимым условием целесообразности перевода тракторного двигателя, работающего с недогрузкой, с установленного на пониженный уровень эксплуатационной мощности является повышение топливной экономичности при сохранении производительности МТА. Производительность МТА за время чистой работы будет одинаковой, если останется неизменной его действительная скорость движения. Выразим производительность через параметры характеристик и эксплуатационные факторы

Из системы (2.82) следует, что величина крутящего момента М2 определяется нагрузкой двигателя при работе на установленном уровне Mi, отношением КПД и передаточных чисел используемых пониженной impi и повышенной іЩ2 передач трансмиссии. Значение угловой скорости а 2 определяется скоростным режимом двигателя на установленном уровне х і, отношением КПД, учитывающим потери скорости движения на установленном и пониженном уровнях мощности и отношением передаточных чисел повышенной и пониженной используемых передач. Для обеспечения работы ДПМ на корректорной ветви в зоне минимального удельного расхода топлива реализуемая на пониженном уровне мощность двигателя Ne32 должна соответствовать эксплуатационной мощности Neo2. Тогда

Хеэ1 = N„2 = Ne3l /ЯЛтрЯу\ (2.83) где =(1- )/(1- ,),/1,,- соответственно относительные показатели буксования ведущих колес и тягово-динамических свойств.

Принимая коэффициент использования мощности ДПМ на нижнем уровне KN= 1, из уравнения (2.83) получим условие использования его на участке постоянной мощности в зоне наивысшей экономичности KZ Km N X X- KL . (2.84)

Выражение (2.84) определяет значения коэффициента нагрузки двигателя по мощности на установленном (основном) уровне, при котором целесообразно осуществлять перевод его на пониженный уровень мощности. Расчёты показывают, что значения К необходимо устанавливать в пределах 0,85.. .0,90.

Расход топлива на единицу выполненной работы, с учётом выражений (2.78) и (2.79) для производительности МТА за время чистой работы и обоих уровней мощности, выразится как

Сравнение показателей топливной экономичности трактора с установленным и пониженным уровнями мощности произведено при условии, что производительность МТА за время чистой работы и технологическая производительность остаются, при прочих равных условиях, неизменными. В действительности достигнуть этого не удается в силу разных причин.

Для оценки влияния уровня эксплуатационной мощности на производительность МТА примем отношение значений производительности МТА за время чистой работы при пониженном и установленном уровнях. С учётом выражений (2.78) и (2.79) условие целесообразности перевода двигателя на пониженный уровень запишется в виде

K„N ,77 гіял]„К, Тогда относительный показатель энергонасыщенности AN„=N„2/N„„ (2.90) показатель использования мощности AKNl=KN2/Km. (2.91) В выражениях (2.83) и (2.89) учитывается влияние колебаний нагрузки на показатели двигателя и трактора. Поэтому дополнительно введён показатель Л v тягово-динамических свойств Л АШ /АШ . (2.92) Тогда показатель оценки чистой производительности МТА с пониженным уровнем мощности можно выразить произведением приведённых выше показателей Xw — Л ыеэ fa Amp Лб AfAy 1. (2.93) Показатель оценки топливной экономичности XgW в этом случае можно определить с учётом зависимостей (2.91) и (2.92) как Agw = gerfgei&w), (2.94) а относительный показатель удельных энергозатрат ЛЕП = — . (2.95) 2.5. Обеспечение рационального температурного режима коробки передач При переводе тракторного двигателя с установленного на пониженный уровень эксплуатационной мощности с характеристикой ДПМ в условиях недогрузки предполагается его использование на корректорном участке постоянной мощности. Это порождает проблему обеспечения условий рационального функционирования КП. Её суть заключается в снижении скоростного режима работы ДПМ на режиме максимальной мощности в 1,15...1,25 раза, что создаёт объективные предпосылки к потере эффективности и работоспособности, вследствие снижения подачи насосом и повышенных утечек в магистралях маслоподвода к фрикционным муфтам при температуре масла, не превышающей максимальную эксплуатационную. Падение рабочего давления до 0,80...0,85 МПа вызывает закрытие редукционного клапана и автоматическое отключение из гидравлической системы контуров смазки и охлаждения. Особенно это проявляется в жаркое время при г0 20С, выполнении энергоёмких операций, использовании дизеля на частичном скоростном режиме и наиболее характерно для отремонтированных и отработавших более 500 м.ч. коробок.

В зимних условиях высокая вязкость масла, из-за низкой начальной и установившейся температур, приводит также к нарушениям в работе гидравлической системы КП и увеличению энергозатрат на её функционирование.

Таким образом, гидравлическая система КП не обладает достаточной саморегулируемостью, обеспечивающей надёжное использование её в различных природно-производственных условиях.

Для улучшения самоадаптации КП к изменяющимся условиям использования выполнены аналитические исследования, результаты которых представлены ниже.

Совокупность гидравлической системы, как объекта регулирования, и взаимодействующего с ней регулятора температуры масла представляет систему автоматического регулирования (САР).

Снятие выходной характеристики МТУ на двух уровнях номинальной мощности при гармонических колебаниях нагрузки

Цель — оценка степени использования потенциальных возможностей МТУ при гармонических колебаниях момента сопротивления.

Снятие выходной характеристики МТУ производилось на нагрузочно-скоростных режимах, указанных в пп. 2.3.

Для моделирования колебаний тягового сопротивления в электрическую схему стенда был введен второй реостат соответствующей мощности и устройство, позволяющее задавать колебание нагрузки изменением сопротивления дополнительного реостата.

Устройство (рис. 3.5) состоит из .реле времени 6, управляющего электромагнитным пускателем 5, который попеременно включает скользящие контакты 4, изменяя сопротивление реостата 3.

Регулируя перед каждой серией опытов частоту включения реле, расстояние между контактами и место их установки на реостате, настраивались необходимые частота колебания нагрузки, амплитуда и нагрузочный режим. Варьирование величиной приведенного момента инерции осуществлялось установкой дополнительных маховиков на ротор электродвигателя стенда.

Согласно ГОСТ 18509-80 [25] на прогретом дизеле и при температуре рабочей жидкости twi = 65С рычагом регулятора двигателю сообщалась максимальная частота вращения холостого хода, нагрузка на валу генератора увеличивалась до значения при К3 = 0,80...0,85. С помощью генератора колебаний нагрузки и установкой дополнительных маховиков задавались колебания момента сопротивления по закону арксинуса со следующими параметрами: степень неравномерности = 0,30...0,9, круговая частота

fa = 1,25...3,14 с 1, Ja = 4...10 кгм2, что соответствует реальным нагрузочно-скоростным режимам работы МТА. В табл. 3.2 приведены определяемые при испытаниях параметры, средства их измерения и допустимые погрешности измерения по абсолютному значению.

На данном этапе с целью оценки эффективности работы МТУ при низких температурах, установления оптимальных и предельно допустимых температур рабочих сред были проведены экспериментальные исследования влияния теплового режима функциональных систем на энергетические параметры и выходные показатели МТУ.

Основные параметры КП, потери холостого хода, суммарные потери мощности и КПД КП определялись в диапазоне изменения температуры рабочей жидкости от 10 до 100С, что обеспечивалось установкой в помещении лаборатории нагнетающих и отсасывающих вентиляторов и отключением радиатора системы охлаждения КП.

Определение потерь холостого хода в КП ANja проводилось на характерных для зимней эксплуатации нагрузочных режимах [110] при Мс = const.

При определении ANхх коробка передач отключалась от двигателя с помощью полужёсткой муфты, раздаточный вал КП вращался раздаточным валом мультипликатора, карданный вал, соединяющий ведущие валы КП и мультипликатора, демонтировался, а подача масла на гидропривод КП осуществлялась от дополнительного насоса, имеющего привод от мультипликатора, тогда AN„=Mv-n/9550, (3.1) где Мпр - показания весовой головки динамометра, приведенные к ведущему валу КП; п — частота вращения ведущего вала. Поскольку потери мощности и КПД зависят от передаваемой нагрузки, скоростного и теплового режимов работы, то суммарные потери мощности оценивались двумя КПД: rjxx- КПД, учитывающим потери на холостом ходу, и т]н - КПД, учитывающим потери при передаче нагрузки. В общем виде суммарные потери в КП AN можно выразить как ANcn= ANCC + ANH. (3.2) КПД КП определится по формуле лт = Ne - (ANcc + ANu)/Ne, (3.3)

Параметры регуляторной характеристики топливного насоса дизеля ЯМЗ-240Б с двумя уровнями номинальной мощности

Параметры энергетических свойств и топливной экономичности дизеля ЯМЗ-240Б для двух уровней эксплуатационной мощности, полученные в стендовых условиях при соответствующей регулировке топливных насосов, приведены в табл. 4.1 и на рис. 4.1.

При переводе двигателя ЯМЗ-240Б на пониженный уровень мощности за счёт изменения характеристики корректора участок постоянной мощности достигнут в диапазоне частоты вращения коленчатого вала 1400... 1900 мин 1, при коэффициенте приспособляемости Кмп= 1,36.

Участок постоянной мощности в диапазоне пн...пм является основным режимом работы ДПМ и характеризуется зоной минимальных удельных расходов топлива. При загрузке ДПМ в пределах регуляторной ветви скоростной характеристики его работа не отличается от работы двигателя с установленным уровнем мощности. Действительные пределы изменения нагрузки в процессе работы МТА зависят от амплитуды колебаний приведенного момента сопротивления Мс,

При оценке потенциальных возможностей моторно-трансмиссионной установки на разных уровнях мощности коэффициент нагрузки двигателей по мощности на установленном уровне был выбран из условия KNjNe3] = Nej2. В табл. 4.2 показаны потенциальные возможности МТУ трактора в зависимости от уровня эксплуатационной мощности и режима работы при Мс = const. Для сравнения выходных показателей за базовый вариант принят установленный уровень мощности с использованием двигателя на внешней скоростной характеристике.

Анализ полученных результатов свидетельствует, что использование МТУ трактора К-701 на пониженном уровне или частичном скоростном режиме с переходом на повышенную передачу позволяет, без снижения выходной мощности, на 6,6 % повысить топливную экономичность. Однако перевод двигателя на частичный скоростной режим с переходом на повышенную передачу требует высокой квалификации тракториста и ухудшает эргономические показатели.

При воздействии гармонических колебаний на выходные параметры МТУ наилучшие показатели были установлены на пониженном уровне мощности с переходом на смежную повышенную передачу (табл. 4.3). По сравнению с базовым вариантом увеличение Л и уменьшениевых составило 1,6 и 7,5 %. Из-за функционирования двигателя на участке постоянной мощности колебания нагрузки не вызывают снижения средней частоты вращения коленчатого вала и используемой мощности. Остается неизменным и КПД КП. Поэтому Neba при неустановившейся нагрузке не изменяется при ухудшении топливной экономичности на 1,2 %. Перевод двигателя установленной мощности на частичный скоростной режим и переход на повышенную передачу оставляет неизменным среднее значение выходной мощности и увеличивает топливную экономичность на 4,9 % по сравнению с базовым вариантом.

Самое существенное снижение выходных показателей МТУ получено при использовании ДПМ на внешней характеристике без перехода на повышенную передачу. Из-за работы ДПМ на регуляторной ветви и участке постоянной мощности при колебании нагрузки снижение средней частоты вращения коленчатого вала составило 2,5%. До 164 кВт уменьшилась используемая мощность двигателя. Это привело к снижению Ывых на 2,4% и увеличению geux на 3,2%. По сравнению с базовым вариантом ухудшение этих показателей составило 3,0 и 1,5%.

На рис. 4.2 приведены графические зависимости параметров тяговых характеристик МТА на снегозадержании при Н = 0,20 м и р = 270 кг/м3: теоретической при дк = 0, теоретической и стендовой при моделировании природно-производственных условий {5К = 0,5,/, = 2 с"1, Уа = 6 кгм2), а также эксплуатационной.

Проведённый анализ указывает на достаточно высокую статистическую связь экспериментальных данных и расчётных согласно модели. Коэффициенты парной корреляции средних значений массового расхода топлива, частоты вращения коленчатого вала и рабочей скорости движения МТА находятся в пределах 0,94...0,97. Л/кр,

Результаты проведённых экспериментов показали, что работоспособность КП существенно зависит от эксплуатационных параметров: нагрузочно-скоростного и теплового режима функционирования; а также технического состояния: производительности насоса, утечек в сопряжениях гидролиний и бустеров, регулировки клапанов, износа пакета фрикционных дисков по толщине.

На рис. 4.3 отражена зависимость суммарных потерь холостого хода на передаче Ш-3 от частоты вращения ведущего вала в интервале температур рабочей жидкости от 10 до 100С. Полученные результаты показывают, что потери холостого хода зависят только от скоростного режима и температуры (вязкости) масла. При повышении скоростного режима от 1400 до 2000 мин"1 в установленном диапазоне температур потери увеличиваются в 1,6...2,0 раза, имея практически одинаковый характер изменения. Наибольшую долю (35...40%) в суммарных холостых потерях составляют потери в полюсах зацепления шестерён, вращающихся вхолостую, и в выключенных фрикционах (20...30%). С повышением вязкости масла более (120... 150)-10"6 м2/с указанные составляющие практически определяют величину общих потерь холостого хода.

Похожие диссертации на Повышение эффективности функционирования МТА рациональным использованием моторно-трансмиссионной установки трактора