Содержание к диссертации
Введение
1 Состояние вопроса, цель и задачиисследования по контролю и оценке загрузки двигателя 10
1.1. Требования, предъявляемые к элементам пассивного и активного контроля и оценки загрузки двигателя тягового средства МТА 10
1.2 Особенности контроля и оценки загрузки двигателя тягового средства МТА 16
1.3 Обзор технических решений по сигнализаторам загрузки тракторного двигателя 34
Выводы, цель и задачи исследований 44
2 Теоретические исследования повышения эффективности использования мта за счет контроля, оценки и полноты загрузки двигателя тіегового средства 46
2.1 Теоретические исследования показателей МТА 46
2.2 Эффективное использование МТА за счет контроля и оценки полноты загрузки двигателя 54
2.3 Описание предлагаемого устройства контроля и оценки полноты загрузки двигателя 59
2.4 Теоретическое обоснование параметров устройства контроля и оценки полноты загрузки двигателя тягового средства МТА 62
Выводы 70
3 Программа и методика экспериментальных исследований 71
3.1 Программа и объекты экспериментальных исследований 71
3.2 Оборудование и приборное обеспечение 73
3.2.1 Оборудование и приборное обеспечение безмоторных исследований
ТНВД иустройства контроля и оценки полноты загрузки двигателя МТА 73
3.2.2 Оборудованием приборное обеспечение исследований в производственных условиях 75
3.2.3 Тарировка измерительной аппаратуры и определение погрешности средств измерения 78
3.3 Планирование безмоторных исследований в лабораторных условиях 83
3.3.1 Оценка технического состояния агрегатов дизельной топливной аппаратуры 83
3.3.2 Методика исследований по обоснованию параметров устройства контроля и оценки полноты загрузки двигателя 85
3.3.3 Методика тарировки и оценка достоверности показаний устройства контроля и оценки полноты загрузки двигателя в лабораторных условиях 88
3.4 Методика проведения исследований МТА в производственных условиях..93
3.4.1 Методика оценки достоверности контроля загрузки двигателя с использованием устройства контроля и оценки полноты загрузки двигателя по эксплуатационным показателям МТА 93
3.4.2 Методика сравнительных производственных исследований культиваторного агрегата в штатной и экспериментальной комплектации
3.5 Планирование факторного эксперимента 101
3.6 Статистическая обработка результатов исследований 102
Выводы 105
4 Результаты экспериментальных исследований 107
4.1 Результаты исследований по обоснованию параметров устройства контроля и оценки полноты загрузки двигателя 107
4.2 Результаты тарировки и оценки достоверности показаний устройства контроля и оценки полноты загрузки двигателя в лабораторных условиях 111
4.3 Оценка достоверности контроля и оценки полноты загрузки двигателя тягового средства МТА с использованием разработанного устройства в производственных условиях 116
4.4 Результаты сравнительных производственных исследований культиваторного агрегата в штатной и экспериментальной комплектации 124
4.5 Результаты факторного эксперимента 126
Выводы 128
5 Технико-экономическая оценка эффективности использования предлагаемого устройства контроля и оценки полноты загрузки двигателя тягового средства мта 129
Выводы 135
Общие выводы 136
Список используемой литературы
- Особенности контроля и оценки загрузки двигателя тягового средства МТА
- Описание предлагаемого устройства контроля и оценки полноты загрузки двигателя
- Оборудованием приборное обеспечение исследований в производственных условиях
- Результаты тарировки и оценки достоверности показаний устройства контроля и оценки полноты загрузки двигателя в лабораторных условиях
Введение к работе
Актуальность темы. Эффективность работы машинно-тракторного агрегата (МТА) главным образом определяется степенью использования мощности двигателя тягового средства. Установлено, что в условиях эксплуатации с ростом энергонасыщенности трактора уменьшается процент полезного использования мощности двигателя. По результатам испытаний тракторов класса 30 кН на различных машиноиспытательных станциях установлено, что даже высококвалифицированные механизаторы-испытатели не в состоянии правильно подобрать скоростной и нагрузочный режимы работы МТА, обеспечивающие полное использование мощности двигателя.
В условиях эксплуатации МТА подвергается воздействию внешних сопротивлений, которые имеют случайный характер. В результате штатные центробежные регуляторы частоты вращения (РЧВ) коленчатого вала двигателя не позволяют без вмешательства оператора полностью использовать потенциальные возможности двигателя. Выполненные ранее исследования свидетельствуют, что в условиях эксплуатации МТА имеют место недоиспользование номинальной мощности двигателя тягового средства от 10 до 37 %. Основной причиной этого является отсутствие на МТА устройств, контролирующих данный параметр. В связи с этим представляется важным обеспечить оператора МТА информацией о полноте загрузки двигателя.
Перспективным направлением для приборного контроля и оценки загрузки двигателя является техническое средство, определяющего его загрузку по крутящему моменту во всем диапазоне работы центробежного РЧВ.
В связи с этим создание простых по конструкции и эффективных по сути средств контроля и оценки полноты загрузки двигателя тягового средства МТА во всем диапазоне работы центробежного РЧВ является актуальной научной и практически значимой задачей для АПК России.
Работа выполнялась по теме НИОКР ФГОУ ВПО «Ульяновская ГСХА» «Разработка средств механизации технического обслуживания энерго- и ресурсосберегающих технологий в различных процессах производства и переработки продукции сельского хозяйства на 2008…2012 гг. (ГР № 0120.0600147).
Цель исследований. Повышение эффективности МТА за счет контроля и оценки полноты загрузки двигателя тягового средства.
Объект исследований. Закономерности изменения режимов работы МТА (трактора Т-150К + культиватора КПС-4).
Предмет исследований. Эксплуатационные показатели МТА (коэффициент загрузки двигателя, производительность и погектарный расход топлива), оборудованные устройством контроля и оценки полноты загрузки двигателя (УКПЗД).
Методика исследований. Теоретические исследования выполнены с использованием основных положений теории ДВС и ЭМТП. Экспериментальные исследования в лабораторных и производственных условиях выполнены с использованием стандартных и частных методик с применением метода планирования эксперимента. Полученные экспериментальные данные обрабатывались методами математической статистики с использованием машинных программ STATISTIKA, Excel и др.
Научная новизна. Обоснование способа контроля и оценки полноты загрузки двигателя тягового средства МТА и в разработке УКПЗД.
Функциональные зависимости, оценивающие влияние загрузки двигателя на эксплуатационные показатели МТА.
Новизна технического устройства защищена патентом РФ на изобретение.
Практическая значимость работы. Предложено новое техническое решение (патент РФ на изобретение № 2379640 «Устройство контроля загрузки дизеля»), применение которого позволяет за счет контроля и оценки полноты загрузки двигателя тягового средства повысить производительность МТА на 16% и снизить погектарный расход топлива на 14%.
Реализация результатов исследований. Исследования в производственных условиях были проведены на полях ПСК «Степная Шентала» Кошкинского района Самарской области и в ООО «Луч» Павловского района Ульяновской области. Разработанное УКПЗД внедрено в данных хозяйствах, а результаты исследований используются в учебном процессе ФГОУ ВПО «Ульяновской ГСХА» при изучении дисциплины ЭМТП.
Апробация работы. Основные положения диссертационной работы доложены, обсуждены и одобрены на научно-практических конференциях ФГОУ ВПО «Ульяновская ГСХА» (2007 – 2009 гг.), на Международных научно-практических конференциях ФГОУ ВПО «Пензенская ГСХА» в 2007 – 2009 гг., на Всероссийской научно-технической конференции ФГОУ ВПО «Самарская ГСХА» (2009 г.), на III Международной научно-практической конференции ФГОУ ВПО «Вятская ГСХА» (2010 г.).
Публикации. Основные положения диссертации опубликованы в 7 печатных работах, в том числе получен патент РФ на изобретение и одна работа опубликована в перечне изданий, рекомендованных ВАК РФ и одна работа опубликована без соавторов. Общий объём опубликованных работ составляет 1,7 п. л., из них автору принадлежит 0,9 п. л.
Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, пяти разделов, общих выводов, списка литературы из 141 наименований и приложений на 21 с. Работа изложена на 176 с., содержит 36 рис. и 20 табл.
Особенности контроля и оценки загрузки двигателя тягового средства МТА
Эффективность работы МТА во многом зависит от правильности выбора режима работы используемых машин и агрегатов. При выполнении механизированных работ МТА можно рассматривать как многомерную динамическую; систему, в состав которой входят: тяговое средство, сцепка сельскохозяйственная машина. [13]. С точки зрения внешней системы, в состав которой входит МТА, наибольший интерес представляют его выходные показатели. К выходным технико-экономическим показателям агрегата относятся производительность, расход топлива, удельные затраты труда и денежных средств. Кроме этого, следует оценивать энергетические показатели: тяговую и эффективную мощности, часовой и удельный расход топлива, частоту вращения коленчатого вала двигателя, скорость движения агрегата (рис. 1.4). На работу агрегата действуют многие, различные по природе, факторы. К основным из них можно отнести: профиль и рельеф местности, сопротивление почвы, свойства обрабатываемого материала.
Для эффективного использования МТА оператор должен управлять загрузкой двигателя, направлением движения агрегата, работой его технологической части, изменением тяговой мощности, следить за работой систем и механизмов энергетической и технологической части и обеспечить безопасность движения. В связи с ростом энергонасыщенности современных тракторов не W4 = max; gra = min; K,= Повышение качества выполне-ния технологических операций Повышение тягово-сцепных свойств МТА Полное использование потенциальных возможно стей двигателя тягового средства МТА Изменение сцепных свойств движителей Условия работы I " Режим работы " Повышение качества выполнения технологиче-ских операций Использование автоматических средств контроля и оценки пара-метров качества Средства автоматического поддержания заданных параметров качества Изменение режима рабо ты трансмиссии тягового средства , Изменение сцепного веса тягового средства Использование ВОМ для получения дополнитель ного тягового усилия Комбинированный способ Изменением глубины обработки, ширины захвата, веса перевозимого груза и т.д. Изменением цикловой " подачи топлива двигателя тягового средства МТА Изменением" передаточного отношения трансмиссии тягового средства МТА Сочетанием цикловой подачи топлива двигателя и передаточного отношения тягового средства МТА W4 - производительность часовая; га/ч; gra - погектарный расход топлива, кг/га; К3 - коэффициент загрузки двигателя МТА по крутящему моменту Рисунок 1.4- Основные направления повышения эффективности использования МГА в условиях эксплуатации производительные затраты мощности существенно возрастают [13]. Высокая энергонасыщенность современных тракторов создала задачу полного использования потенциальных возможностей трактора. Наибольшее число работ по оценке мощности при динамическом-характере нагрузки относится к эксплуатации МТА, поэтому они-заслуживают более подробного внимания. Основным направлением реализации задач оснащения тракторов системами и средствами контроля и учета энергетических параметров (согласно концепции развития мобильных и стационарных энергетических средств)- определенных Россельхо-закадемией, НАТИ, ВНИПТИМЭОХ, ВИИТиН и другими научными центрами, является разработка и совершенствование систем и средств контроля и учета энегетических параметров тягового средства МТА в условиях эксплуатации.
Существенный вклад в развитие теории энергетической оценки двигателя внесли такие известные ученые как: Агеев JT.E [14], Болтинский В.Н [15, 16], Бубнов В.З [17], Василенко П.М [18, 19], Завалишин Ф.Є [20], Зазуля А.Н [21, 22, 23], Зангиев А.А [24, 25], Иофинов С.А [26, 27, 28], Кацыгин В.В-[29, 30], Киртбая Ю.К [31, 32, 33], Линтварев Б.А [34], Лурье А.Б [35, 36], Николаенко А.В [37, 38] Погорелов П.В [39, 340], Полканов И. П [41, 42, 43, 44], Свирщев-ский Б.С [45], Уханов А.П [46, 47, 48, 49], Фере Н.Э [50], Фортуна В.И [51], Ха-батов Р.Ш [52], Шкрабак В .С [53] и другие ученые.
В последние годы ряд отечественных организаций (ВИМ, НАТИ, ВИСХОМ, НПО, "ОРИОН", др.), а также зарубежных фирм ("Bosch", Daimler-Benz", "Rockwell", Nippondenso", и др.) с целью уменьшения непроизводительных потерь мощности двигателя трактора оборудуют их современными средствами контроля и учета режима работы.
Рассматривая основные условия наиболее полного использования (рис. 1.5), возможностей двигателя можно выделить их два направления. Это связано с подготовкой агрегата перед работой, в частности комплектование агрегата, выполнение которых не вызывает затруднений. Наибольшая сложность в обеспечении полной загрузки двигателя возникает при выполнении
Условия обеспечения использования потенциальных возможностей двигателя тягового средства МТА непосредственно работы МТА. по причине большого количества факторов действующих на агрегат, при этом показатели, характеризующие эти факторы носят случайный характер и очень сложно обосновать рациональный режим работы МТА1 даже опытным механизаторам без устройств позволяющих контролировать загрузку двигателя. Для установившегося движения можно считать, что изменение сопротивления на крюке трактора является стационарной случайной функцией с законом распределения близким к нормальной. Непрерывный и случайный характер изменений внешних воздействий обуславливает колебания нагрузочного режима по тяговому усилию трактора. Это обстоятельство требует введения многокритериальной оптимизации конструктивных параметров и режимов работы МТА. Задача оптимизации состава и режимов работы МТА может быть решена только при комплексном подходе к использованию сельскохозяйственной техники, при котором во взаимосвязи рассматриваются в целом агрегаты, их конструктивные особенности и условия функционирования. Влияние переменного характера внешней нагрузки на эксплуатационные показатели тракторного двигателя впервые было теоретически рассмотрено в работах академика В.Н. Болтинского [15, 54], в которых дан глубокий и всесторонний анализ причин, вызывающих изменение нагрузки и установлен приближенный закон ее изменения. В.Н. Болтинский отмечал, что изменение момента сил сопротивления можно представить как цепь непрерывно следующих друг за другом синусоид, разделяя их на две категории. Кратковременные колебания момента сил сопротивления с периодом до 2 секунд и относительно небольшой амплитудой, преодолеваются за счет кинетической энергии агрегата. Сравнительно длительные отклонения момента сил сопротивления от его среднего значения (продолжительностью до десятка секунд) обусловленные неоднородностью почвы и оказывают существенное влияние на работу двигателя МТА. При определении энергетических показателей трактора обычно пользуются стендовыми характеристиками, которые получены в результате тормозных испытаний. Однако, при тормозных испытаниях, момент сопротивления на каж дом уровне загрузки сохраняется постоянным от начала до конца опыта, а в реальных условиях он изменяется по закону случайных функции. Изменение регуляторной характеристики под влиянием колебаний отражается на тяговой характеристике. Следовательно, регуляторная характеристика двигателя,- выражающая зависимость крутящего момента от частоты вращения коленчатого, вала, является одной из основных статических характеристик, определяющих тя-гово-динамические свойства трактора.
Описание предлагаемого устройства контроля и оценки полноты загрузки двигателя
Тяговые характеристики получают по результатам тяговых испытаний тракторов, проводимых по установленной методике на соответствующих почвенных фонах при ровном рельефе (а 1). Для практических эксплуатационных расчетов чаще пользуются тяговыми характеристиками, полученными на двух основных почвенных фонах - на стерне зерновых колосовых культур и на поле, подготовленном под посев. Оптимальный режим работы трактора при максимуме тягового КПД соответствует той передаче, на которой тяговая мощность наибольшая при оптимальном тяговом усилии. Тяговые-характеристики широко используют в эксплуатационных расчетах, как в табличной, так и в графической форме при комплектовании МТА, а также при нормировании полевых механизированных работ. При этом в общем случае используют усредненные тяговые характеристики трактора каждой марки для четырех почвен-ных фонов: залежь, стерня, пар, поле подготовленное под посев.
Значение Ркр определяется с учетом влияния величины склона на тяговое усилие трактора по формуле [112]: М -і -г] hp r -1000 mp где Me - крутящий момент двигателя, кН-м; imp — передаточное число трансмиссии; rjmp — механический КПД трансмиссии; гк - радиус качения колеса, м; fp- коэффициент сопротивления качению трактора; Gmp -эксплуатационный вес трактора, кН (приложение Б); ai - угол подъема или уклона поверхности поля, град. Крюковую тяговую мощность трактора определяют по формуле [112]: NK= кр р ,кВт п т кр 36 , {1.1) где Р - тяговое усилие на крюке трактора, кН; Vp - рабочая скорость трактора, км/ч. Удельный тяговый расход топлива рассчитывают по формуле: _1000-Gm ( . где Gm—часовой расход топлива, кг/ч; NKp - крюковая1 (тяговая) мощность, кВт. Тяговое сопротивление рабочих машин. Под тяговым сопротивлением рабочей машины, подразумевается суммарная сила сопротивления, возникающая при перемещении по полю. По значению эта сила равна тяговому усилию, которое необходимо приложить со стороны трактора или другой мобильной энергомашины. При этом должно учитываться также сопротивление перемещению вспомогательных устройств типа сцепки.
Основная задача при изучении данного энергетического показателя заключается в определении влияния- основных факторов на тяговое сопротивление машин с целью последующего обоснования энергосберегающих режимов работы.
Общее тяговое сопротивление складывается из сил сопротивление перемещению машины по полю в.составе агрегата и сил взаимодействия рабочих органов с обрабатываемой средой. Численное значение тягового сопротивления машины зависит от множества факторов, основными из которых являются физико-механические свойства обрабатываемых материалов (влажность, плотность, твердость и др.), конструктивные особенности рабочих органов и всей машины, ширина захвата, глубина обработки почвы, рабочая скорость, уровень технического обслуживания и др. Достаточно полное аналитическое описание влияния такого множества факторов на тяговое сопротивление машин представляет собой очень сложную задачу.
Закономерности влияния основных факторов на тяговое сопротивление рабочих машин наиболее полно характеризуются известной формулой академика В. П. Горячкина на примере плугов. Однако эксплуатационные расчеты по указанной формуле затруднены из-за сложности определения достоверных значений входящих в нее коэффициентов. В связи с этим при практических расче fax тяговое сопротивление машин определяютшоупрощенной формуле.
Тяговое сопротивление агрегата вычисляют по формуле 0112]: ; . R =:KrB (2:9). где К - приведенное значение сопротивления машины І- орудия, кН/м; Вр — рабочая ширина?захвата,;м; Garp — эксплуатационный вес: МТЩ кН; aif — угол? подъема или уклона, град; Щ,. — увеличение сопротивления: самопередвижению трактора в зависимости ют: угла склона: участка и определяемая по формуле: Rv = (Sina!+fp-f())-Gvp, (2-10) где fp,fo — коэффициентысопротивлениякачению трактора соответственно по; данной почве и по стерне; GTP — эксплуатационный вес трактора, кН;
Численные значения (К); принимается по результатам динамометрирова-ния в полевых условиях. С увеличением рабочей скорости движения агрегата значение (К) возрастает по параболической зависимости.
Степень неравномерности сил сопротивления машин при различных уст ловиях работы и скоростях движения: При исследовании можно выделить факторы, влияющие длительного и кратковременного действия; Действие факторов первой группы (угол склона а, рабочая скорость v, удельное сопротивление Ко с учетом приращения с под. влиянием скорости) может длиться многие часы, и их нужно учитывать при комплектовании МТА, а также и в процессе движения.
Факторы кратковременного действия возникают непосредственно при рабочем; ходе агрегата, и их длительность определяется секундами и долями секунды. Факторы имеют вероятностный (случайный) характер изменения, и обусловлены микронеровностями поверхности поля, неоднородностью гранулометрического состава почвы, различной урожайностью и т.д.
Оборудованием приборное обеспечение исследований в производственных условиях
При исследовании оценивается техническое состояние и рабочие параметры топливной аппаратуры дизельного двигателя СМД-62 (6413/11,5), которая включает топливный насос распределительного типа НД-22/6Б4, форсунки ФД-32 и топливопроводы высокого давления. Оценка технического состояния форсунок определялось в соответствии с ГОСТ 10579-88 [120]. Качество распыливания топлива должно соответствовать следующим требованиям: распыленное топливо при визуальном-наблюдении должно быть туманообразным, без сплошных струек и легко различимых местных сгущений; оценку подвижности иглы и качества распыливания топлива проводить по парам «звонкость» в соответствии, с требованиями ИСО 8984-2:1993; отклонений струй топлива из распыливающих отверстий заданных направлений не должно быть более. ±3 ; гидроплотность распылителей должна быть не менее 5с при снижении давления от 19,6 до 17,6 МПа.
Оценку технического состояния ТНВД двигателя» проводили на стенде NC-108-1318 «MOTORPAL» и выполнили в следующей последовательности: . контроль качества сборки и регулировки; предварительное выравнивание подачи между двумя секциями; настройка пусковой подачи; проверка правильности функционирования насоса после настройки пусковой подачи; настройка, натяжения пружины регулятора (предварительная настройка начала действия регулятора); контроль частоты вращения полного автоматического выключения подачи топлива регулятором, а в случае регулировки частоты вращения полного выключения подачи перепроверка настройки натяжения пружины регулятора; настройка подачи топлива на номинальном режиме и ее неравномерности, перепроверка пусковой подачи; проверка отклонения- угла начала впрыскивания; контроль частоты вращения начала действия регулятора, а в случае ее регулировки перепроверка частоты вращения полного автоматического выключения подачи; контроль коэффициента положительного корректирования и перепроверка подачи на номинальном режиме; проверка герметичности насоса (полости регулятора); проверка (замена) масла в картере насоса. Оценка технического состояния ТНВД осуществлялась в соответствии с ГОСТ 10578-95 [120] по параметрам, приведенных в таблице 3.4. Оценку технического состояния топливопроводов высокого давления проводили в соответствии с ГОСТ 8519-93 [121]. Пропускная способность топливопроводов высокого давления должна соответствовать техническим требованиям для данного вида топливной аппаратуры, внутренний объем должен быть не менее V= (1,8...2,0) см3;
Показатели для настройки натяжения пружины регулятора:частота вращения, мин"1средняя подача топлива по линиям нагнетания, см3 за 200 циклов 1080±2 18,2±0,3
Показатели для настройки номинального режима:частота вращения, мин"1средняя подача топлива по линиям нагнетания, см3 за 200 циклов 1050±5 18,9±2 Частота вращения начала действия регулятора, мин"1 первая контрольная вторая» контрольная 1080 1075 1095 Коэффициент положительного корректирования подачи топлива при 7501 мин"1 1,20-1,25 Диапазон начала действия положительного корректора, мин"1 950-1025 Частота вращения полного автоматического выключения подачи топлива регулятором, мин"1 1130+50 Предв. натяжение пружины корректора (22.1110170-01), Н 5,9±0,25 Ход штока корректора, мм 0,4-0,5 Цвет пломбировки корректора белый длина топливопроводов высокого давления должна быть L = 618 +3 мм; концы топливопроводов, подвергшиеся в период эксплуатации деформации, рассверливают на глубину 20...25 мм сверлом диаметром 2 мм; топливопроводы и их соединения должны обеспечивать герметичность при давлении дизельного топлива, превышающего на 50%. максимальное давление впрыскивания топлива для данного двигателя. 3.3.2 Методика исследований по обоснованию параметров устройства контроля и оценки полноты загрузки двигателя В предлагаемом УКПЗД режим работы двигателя оценивается по величине коэффициента загрузки К3, зависящего от положения рычага корректора РЧК На номинальном режиме работы двигателя рычаг корректора касается его штока. При изменении режима работы двигателя изменяется частота вращения коленчатого вала и соответственно-кулачкового вала ТНВД, что вызывает изменение положения-рычага корректора РЧВ. Учитывая;принцип работы,предлагаемого УКПЗД, при обосновании его параметров необходимо установить зависимость между режимами работы двигателя и положением рычага корректора РЧВ. Для получения данной зависимости предусматривается провести безмоторные исследования (на стенде NC 108-1318 «MOTORPAL») топливного насоса НД-22/6Б4 (221.1111004-02) двигателя СМД-62 (6ЧН13/11,5).
В качестве начала отсчета перемещения рычага корректора РЧВ принимается положение, соответствующее номинальному режиму работы двигателя (рычаг корректора касается его штока). При этом перемещение рычага корректора на регуляторной ветви принималось со знаком (—), так как это соответствует режиму недогрузки работы двигателя; на корректорной ветви со знаком (+), что соответствует режиму перегрузки двигателя.
Измерение перемещения рычага корректора во всем диапазоне работы всережимного центробежного РЧВ осуществляется индикатором часового типа МИГ. Для этого в центре штока корректора 3 (рис. 3.6) и винта ограничителя хода штока 2 просверливается сквозное отверстие диаметром 2 мм, в которое вставляется стальной сердечник диаметром 1,8 мм. При проведении исследований индикатор закрепляется таким образом, чтобы его измерительный наконечник обеспечивал постоянный контакт со стальным сердечником, который находится в постоянном контакте с рычагом корректора РЧВ. При этом шкала индикатора устанавливается так, чтобы ее показания (начало отсчета) соответствует положению рычага корректора, когда он касается штока корректора (рычаг подачи топлива находится в положении максимальной подачи).
Результаты тарировки и оценки достоверности показаний устройства контроля и оценки полноты загрузки двигателя в лабораторных условиях
Исследования проводились в диапазоне частоты вращения кулачкового вала от 300 до 1150 мин"1. Показания указателя УКПЗД, равное нулю, имеет место при частоте вращения кулачкового вала ТНВД 1150 мин"1, что соответствует полному отключению подачи топлива насосом на холостом режиме работы двигателя. Показание указателя УКИЗД равное 90мкА имеет место при частоте вращения кулачкового вала ТНВД 1050 мин 1, при этом цикловая подача топ-лива составила 0,095 см /цикл, что соответствует подаче на номинальном режиме работы двигателя. Показание указателя УКПЗД, равное 100 мкА, имеет место при частоте вращения, кулачкового вала ТНВД 550 мин"1, при этом цик-ловая подача топлива составила ОД 17 см /цикл, что соответствует подаче на режиме перегрузки двигателя. Таким образом, по показаниям указателя УКПЗД возможно оценивать режимы работы двигателя во всем диапазоне центробежного РЧВ (от прекращения подачи топлива на холостом режиме до остановки двигателя от перегрузки).
Тарировку указателя УКПЗД проводят путем согласования его показаний на шкале с режимами работы двигателя. Показателем, оценивающим тот или иной режим работы двигателя (загрузку двигателя) является коэффициент загрузки по крутящему моменту, который определяется по формулам (3.13). Расчетные значения коэффициента загрузки по крутящему моменту двигателя сведены в таблицу 4.4. Таблица 4.4 — Сравнительная оценка показаний устройства контроля и оценки полноты загрузки двигателя с коэффициентом загрузки № п/п Частота вращения кулачкового вала ТНВД, мин" Подача топлива за цикл, см3 (200 циклов) ПоказанияуказателяУКПЗД, Крутящий момент двигателя, Н-м Коэффициент загрузки двигателя,Кз Диапазон работы двигателя
Оценивая режимы работы двигателя по показателям ТНВД (цикловой подаче топлива), можно контролировать, что при цикловой подаче от 0 до 17,8 см3 за 200 циклов, соответствующей режиму недогрузки двигателя, коэффициент загрузки двигателя составляет (по крутящему моменту двигателя) от 0 до 0,80, а показания указателя УКПЗД соответствуют диапазону от 0 до 70 мкА.
В качестве рекомендуемого режима работы двигателя принимается цикловая подача топлива от 17,9 до 18,9 см3 за 200 циклов, при которой коэффициент загрузки составляет от 0,8 до 1,0, что соответствует показаниям указателя УКПЗД от 70 до 90 мкА.
Режим перегрузки имеет место при цикловой подаче от 19,6 до 23,4 см3 за 200 циклов, при этом коэффициент загрузки двигателя составляет от 1,0 до 1,23, что соответствует показаниям указателя УКПЗД от 90 до 100 мкА.
Соответственно, при тарировке указателя УКПЗД на его шкале выделяются следующие диапазоны: 0 — 70 мкА соответствует работе двигателя в ре 115 жиме недогрузки; 70 - 90 мкА соответствует рекомендуемому режиму работы-показания;более 90 мкА.соответствует режиму перегрузки двигателя. Рекомендуемый режим недогрузи с /гоОциклов 300 400 500 600. 700 800 900 1050 1090 1150" njW Ш-перегрузка EZ3-норма ЕЗ -недогрузка
График согласования показаний указателя устройства контроля и оценки полноты загрузки двигателя с режимами работы двигателя по коэффициенту загрузки (определяемому по крутящему моменту): 1 — цикловая подача топливного насоса, см /ЮОциклов Для удобства контроля за показаниями указателя УКПЗД его шкала в соответствии с разбитыми диапазонами обозначены разными цветами: желтый -режим недогрузки; зеленый - рекомендуемый режим работы двигателя; красный - режим перегрузки.
Достоверность контроля загрузки двигателя предлагаемым УКПЗД в полевых условиях осуществлялась по эксплуатационным показателям МТА. Предварительно выполнено размещение измерительного оборудования на МТА в составе трактора Т-150К и культиватора КПС-4. На рисунке 4.6 показан топливный насос НД-22/6Б4 двигателя СМД-62, укомплектованный первичным преобразователем сигналов УКПЗД. Указатель и преобразователь сигналов УКПЗД, размещенные в кабине трактора, показаны на рис. 4.7. В кабине трактора размещался расходомер топлива (см. рис. 4.8). Для оценки тягового усилия МТА использовался динамометр РТТК-АФИ, размещаемый между сцепным устройством трактора и культиватором (рис. 4.9).
Исследования для оценки достоверности контроля загрузки двигателя с использованием УКПЗД в производственных условиях выполнены в соответствии с методикой, представленной в параграфе 3.4.1.
При проведении исследований в производственных условиях оценивались эксплуатационные показатели, определяющие загрузку двигателя и показания указателя УКПЗД при работе агрегата в составе трактора Т-150К и культиватора КПС-4 на предпосевной культивации [125]. В соответствии с принятой методикой оценка исследуемых показателей выполнялся при работе МТА с различным количеством культиваторов (от 1 до 3). Для каждой комплектации агрегата оценивались исследуемые показатели при работе трактора на рабочем режиме (2-ой режим), соответственно на I, II и III передачах, обеспечивающих рабочую скорость в пределах установленных агротехническими требованиями на предпосевную культивацию (до 12 км/ч).
