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 использования трактора класса 10(6) в условиях сельскохозяйственной эксплуатации путем стабилизации и улучшения воздухоснабжения дизеля с газотурбинным наддувом Сидоров Владимир Николаевич

Повышение эффективности использования трактора класса 10(6) в условиях сельскохозяйственной эксплуатации путем стабилизации и улучшения воздухоснабжения дизеля с газотурбинным наддувом
<
Повышение эффективности использования трактора класса 10(6) в условиях сельскохозяйственной эксплуатации путем стабилизации и улучшения воздухоснабжения дизеля с газотурбинным наддувом Повышение эффективности использования трактора класса 10(6) в условиях сельскохозяйственной эксплуатации путем стабилизации и улучшения воздухоснабжения дизеля с газотурбинным наддувом Повышение эффективности использования трактора класса 10(6) в условиях сельскохозяйственной эксплуатации путем стабилизации и улучшения воздухоснабжения дизеля с газотурбинным наддувом Повышение эффективности использования трактора класса 10(6) в условиях сельскохозяйственной эксплуатации путем стабилизации и улучшения воздухоснабжения дизеля с газотурбинным наддувом Повышение эффективности использования трактора класса 10(6) в условиях сельскохозяйственной эксплуатации путем стабилизации и улучшения воздухоснабжения дизеля с газотурбинным наддувом Повышение эффективности использования трактора класса 10(6) в условиях сельскохозяйственной эксплуатации путем стабилизации и улучшения воздухоснабжения дизеля с газотурбинным наддувом Повышение эффективности использования трактора класса 10(6) в условиях сельскохозяйственной эксплуатации путем стабилизации и улучшения воздухоснабжения дизеля с газотурбинным наддувом Повышение эффективности использования трактора класса 10(6) в условиях сельскохозяйственной эксплуатации путем стабилизации и улучшения воздухоснабжения дизеля с газотурбинным наддувом Повышение эффективности использования трактора класса 10(6) в условиях сельскохозяйственной эксплуатации путем стабилизации и улучшения воздухоснабжения дизеля с газотурбинным наддувом Повышение эффективности использования трактора класса 10(6) в условиях сельскохозяйственной эксплуатации путем стабилизации и улучшения воздухоснабжения дизеля с газотурбинным наддувом Повышение эффективности использования трактора класса 10(6) в условиях сельскохозяйственной эксплуатации путем стабилизации и улучшения воздухоснабжения дизеля с газотурбинным наддувом Повышение эффективности использования трактора класса 10(6) в условиях сельскохозяйственной эксплуатации путем стабилизации и улучшения воздухоснабжения дизеля с газотурбинным наддувом
>

Данный автореферат диссертации должен поступить в библиотеки в ближайшее время
Уведомить о поступлении

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

Автореферат - 240 руб., доставка 1-3 часа, с 10-19 (Московское время), кроме воскресенья

Сидоров Владимир Николаевич. Повышение эффективности использования трактора класса 10(6) в условиях сельскохозяйственной эксплуатации путем стабилизации и улучшения воздухоснабжения дизеля с газотурбинным наддувом : ил РГБ ОД 61:85-5/3193

Содержание к диссертации

Введение

Глава I. Использование тракторного двигателя с газотурбинным наддувом в составе сельскохозяй ственного МТА 9

1.1. Особенность работы дизеля с газотурбинным наддувом на тракторе с механической ступенчатой трансмиссией 9

1.2. Повышение эффективности использования энергетических возможностей форсированного двигателя в составе МТА путем применения гидро-механической трансмиссии 19

Глава 2. Взаимосвязь процессов формирования выходных показателей двигателя с гтн и мта в условиях сельскохозяйственной эксплуатации 28

2.1. Особенность взаимосвязи процессов формирования выходных показателей тракторного двигателя и МТА при выполнении технологических операций 31

2.2. Влияние колебаний скоростного и нагрузочного режимов на показатели смесеобразования, сгорания и теплонапряженности дизеля с газотурбинным наддувом в эксплуатации 45

Глава 3. Методика экспериментальных исследований. 59

3.1. Общая методика экспериментальных исследований и объект испытаний 59

3.2. Методика лабораторно-полевых испытаний 64

3.3. Способы измерения исследуемых параметров, датчики и приборы 67

3.4., Методика обработки результатов лабораторно-полевых испытаний 87

3.5. Методика сравнительных испытаний МТА на техническую производительность 93

Глава 4. Результаты экспериментальных исследований 9?

4.1. Статистический анализ показателей двигателя с газотурбинным наддувом в составе сельскохозяйственного МТА на базе трактора с ГМТ 97

4.2. Результаты сравнительных испытаний МТА на техническую производительность 126

Глава 5. Оценка экономической эффективности от внедрения результатов исследования 129

Выводы .135

Литература

Введение к работе

Актуальность исследования. На ХХУІ съезде КПСС и майском (1982 г.) Пленуме ЦК КПСС партия сочла необходимым разработать специальную комплексную Продовольственную программу на период до 1990 года, рассчитанную на создание достаточного и прочного продовольственного фонда и обеспечение страны сельскохозяйственным сырьем [і, 2І. В целях реализации Продовольственной программы на октябрьском (1984 г.) Пленуме ЦК КПСС принята долговременная программа мелиорации и повышения эффективности использования мелиорированных земель ^3^.

Энергетической базой реализации Продовольственной программы является тракторная техника, совершенствование и развитие которой приобретает особую важность. Перед тракторостроителями поставлена задача создания экономичных и высокопроизводительных тракторов. Основным направлением совершенствования тракторных дизелей в XI пятилетке является увеличение их мощности за счет широкого внедрения газотурбинного наддува (ГТН)

М-

Рост энергонасыщенности тракторов заставляет обратить особое внимание на эффективность использования энергетических возможностей двигателя в составе МТА.

В условиях реальной эксплуатации работа МТА сопровождается непрерывными изменениями внешних воздействий. Как показали многочисленные исследования, проведенные В.Н.Болтинским [5], Ю.К.Киртбаем [б], С.А.Иофиновым [7], Г.М.Кутьковым [в], Л.Е.Агеевым [9*], В.Н.Поповым [id] и другими учеными, мощностные и эко-

номические показатели при этом снижаются до 20 % и более по сравнению с показателями, полученными в стендовых стационарных условиях. Непрерывное колебание частоты вращения коленчатого вала двигателя приводит к фазовым сдвигам между цикловыми подачами топлива и воздуха, их уменьшению, ухудшению наполнения, очистки цилиндров и сгорания топлива.

Наиболее существенно это проявляется у двигателей с газотурбинным наддувом (ГТН), когда нагнетатель воздуха имеет с двигателем лишь газовую связь. При этом установлено, что одной из причин низкого коэффициента использования установленной мощности, ухудшения топливной экономичности и роста тепловой напряженности тракторных дизелей с ГТН является снижение коэффициента избытка воздуха вследствие нарушения согласованности систем топливо- и воздухоподачи.

Рассогласование систем тракторного дизеля с ГТН приводит к недоиспользованию его энергетических возможностей в составе МТА. В связи с этим увеличение мощности тракторного двигателя за счет применения ГТН не дает пропорционального прироста производительности МТА. Указанные особенности вызывают необходимость расчета загрузки тракторного двигателя до 80...90 % номинальной мощности. В результате недоиспользования установленной мощности двигателей народное хозяйство страны несет огромные потери. Так, за XI пятилетку сельскому хозяйству планируется поставить 1870 тыс. тракторов, при недоиспользовании даже I % установленной мощности двигателя страна недополучит 18,7 тыс. тракторов.

В связи с этим возникает проблема повышения эффективности использования энергетических возможностей тракторного дизеля с ГТН в условиях сельскохозяйственной эксплуата-

ции, решение которой позволит в значительной степени повысить производительность МТА.

Одним из путей решения данной проблемы является частичная или полная изоляция тракторного двигателя от колебаний момента сопротивления, которая достигается применением прогрессивных трансмиссий на тракторах.,В настоящее время из существующих трансмиссий для этой цели наиболее приемлемой является ГМТ. Однако вопрос применения гидродинамического трансформатора на сельскохозяйственном тракторе для обеспечения стационарности нагружения двигателя и возможности стабилизации взаимосвязи параметров системы "двигатель - агрегаты топливо- и воздухопо-дачи" остается пока спорным и малоизученным.

Предметом исследования в научном аспекте являются установление закономерностей процесса воздухоподачи и стабилизация взаимосвязи его с топливоподачей дизеля с газотурбинным наддувом в составе сельскохозяйственного МТА.

В качестве научной гипотезы в данной работе выдвигается обоснование возможности повышения эффективности использования двигателя с газотурбинным наддувом в составе МТА в условиях сельскохозяйственной эксплуатации стабилизацией взаимосвязи параметров системы "двигатель - агрегаты топливо- и воздухоподачи" путем демпфирования колебаний момента сопротивления на входе в двигатель из системы трансмиссии.

Настоящая работа является частью комплексных исследований, проводимых кафедрой "Тракторы и автомобили" Челябинского ИМЭСХ по изучению влияния гидромеханической трансмиссии на различные показатели трактора и МТА в целом, посвящена теоретическому и экспериментальному исследованиям влияния постановки гидродинамического трансформатора в трансмиссию гусеничного трак-

тора класса 10(6) на стабилизацию взаимосвязи систем топливо-и воздухоподачи и степень реализации энергетических возможностей дизеля с газотурбинным наддувом в составе сельскохозяйственного МТА.

Разработанная автором математическая модель позволяет определить основные показатели воздухоподачи дизеля с газотурбинным наддувом не только для идеализированных, но и для всего многообразия условий реальной эксплуатации в составе сельскохозяйственного МТА с учетом конструктивных особенностей трактора. Статистическая модель, разработанная с участием автора, открывает возможности для комплексной оценки текущих изменений и среднеэксплуатационных значений двигателя и МТА в целом в зависимости от различных режимов нагружения, позволяет анализировать взаимоположение соответствующих статических и динамических скоростных характеристик дизеля с газотурбинным наддувом на тракторах с различными типами трансмиссий (МСТ и ГМТ).

Разработана методика и создан измерительный комплекс, позволяющий определять показатели дизеля с газотурбинным наддувом на тракторе с ГМТ в составе сельскохозяйственного МТА. Проведено комплексное экспериментальное исследование дизеля с ГТН в составе МТА с определением технико-экономических показателей МТА на базе тракторов класса 10(6) с различными типами трансмиссий (МСТ и ГМТ) в условиях эксплуатации на различных видах работ.

На тракторном двигателе Д-І60 с газотурбинным наддувом получены экспериментальные данные, подтверждающие, что применение гидродинамического трансформатора в трансмиссии гусеничного трактора позволяет обеспечить в условиях эксплуатации дизеля с ГТН в составе сельскохозяйственного МТА, воздухоподачу,

качество процессов смесеобразования и сгорания, близкое к статическим стендовым значениям, и повысить коэффициент использования эффективной мощности энергетической установки МТА.

Работа выполнена в соответствии с перечнем важнейших научных направлений на 1984-1990 гг. в области исследования двигателей внутреннего сгорания, утвержденным научно-техническим советом Минвуза СССР и в соответствии с планом научно-исследовательских работ ЧИМЭСХ по теме 15 "Исследование и определение технико-экономических требований к ходовой системе, трансмиссии, двигателю и гидропередаче гусеничных мощных тракторов T-I30 и Т-4А".

Особенность работы дизеля с газотурбинным наддувом на тракторе с механической ступенчатой трансмиссией

Создание и освоение серийным производством энергонасыщенных тракторов и рост их удельного веса в тракторном парке стало устойчивой тенденцией. Так, за последние два десятилетия мощность основных сельскохозяйственных тракторов возросла в полтора-два раза в каждом тяговом классе.

Основным направлением совершенствования тракторных двигателей на современном этапе является повышение их мощности путем внедрения газотурбинного наддува (ГТН). Это открывает широкие возможности создания новых и модернизации существующих двигателей, позволяет значительно снизить производственную стоимость единицы мощности двигателя и его удельный вес 14].

В то же время прирост производительности МТА за счет форсирования двигателя ГТН в условиях сельскохозяйственной эксплуатации составляет не более 50 % от ожидаемого. Практика показывает, что использование дизелей с ГТН на тракторах с механической ступенчатой трансмиссией (МСТ) не позволяет полностью реализовать установленную мощность двигателя [її, I2J.

Работа двигателя на тракторе с МСТ в условиях сельскохозяйственной эксплуатации сопровождается значительными колебаниями момента сопротивления на входе в двигатель и отличается от работы в статических условиях в сторону ухудшения его показателей.

Источником колебаний момента сопротивления на входе в двигатель является изменение сопротивления рабочих органов МТА, периодическое изменение нагрузок в цевочном зацеплении гусеничного обвода и зубчатых зацеплениях трансмиссии трактора. При этом существенное влияние в формировании колебаний момента сопротивления играет изменение газовых и инерционных сил, возникающих в цилиндрах двигателя.

Колебание нагрузки при выполнении трактором сельскохозяйственных и мелиоративных технологических операций объясняется неоднородностью физических свойств почвы: плотности, влажности, растительного покрова и др., а также различным макро- и микрорельефом обрабатываемого поля. На неравномерность тягового сопротивления влияют глубина обработки почвы, скорость движения агрегата, наличие поворотов и другие факторы.

Исследованиями влияния неустановившихся режимов на взаимодействие механизмов и систем двигателя в условиях эксплуатации занимались и занимаются в настоящее время многие ученые у нас в стране и за рубежом, что свидетельствует об актуальности данной проблемы.

Основоположником исследований работы тракторного двигателя при переменной нагрузке является академик В.Н.Болтинский [5]. Им впервые были получены показатели снижения мощности при периодических колебаниях внешнего момента сопротивления. В.Н.Бол-тинским было установлено, что по мере увеличения амплитуды колебаний частоты вращения коленчатого вала коэффициент использования установленной мощности двигателя снижается.

В работах [13, 14, 15, 16J, являющихся экспериментальной проверкой теоретических разработок В.Н.Болтинского, установлено снижение мощности двигателя на 10...20 % вследствие уменьтения часового расхода топлива из-за нелинейности регулятор-ной характеристики, ухудшения рабочего процесса, снижения коэффициента наполнения и избытка воздуха, индикаторного КПД.

Влияние гармонических колебаний внешней нагрузки на показатели работы автотракторных двигателей отмечено в работах Ю.К.Киртбая [б], А.А.Юшина [г?]и других ученых.

При рассмотрении изменения нагрузки трактора в условиях эксплуатации в виде случайной функции, близкой к нормальному закону распределения, С.А.Иофинов, Л.Е.Агеев и др. [7, 9, I9J отмечали снижение средних показателей мощности на нелинейном участке регуляторной характеристики, а также снижение скоростного режима двигателя.

Ухудшение выходных показателей двигателя при неустановившемся характере нагрузки А.К.Юлдашев [20] объясняет нарушением процессов топливоподачи и сгорания. О снижении индикаторных показателей при переменной нагрузке говорится также в работах [21, 22] .

В результате исследований [23, 24] установлено, что переход двигателя с регуляторной ветви характеристики на корректорную, вызванный колебанием нагрузки, приводит к снижению средних скоростных режимов двигателя и турбокомпрессора, а также часовых расходов топлива и воздуха. Снижение скоростного режима турбокомпрессора при цикловой подаче топлива, близкой к номинальной, вызывает существенное падение мощности при одновременном росте температуры выпускных газов. Повышение теплонапряженности объясняется ухудшением процессов смесеобразования и сгорания в результате снижения коэффициента избытка воздуха.

Особенность взаимосвязи процессов формирования выходных показателей тракторного двигателя и МТА при выполнении технологических операций

При анализе влияния неустановившейся нагрузки на выходные показатели тракторного двигателя и МТА в целом определенные трудности вызывает использование детерминированных методов. Ярко выраженный случайный характер процессов формирования выходных показателей МТА и его элементов при выполнении технологических операций [в, 9, 44, 72] дает основание для применения методов теории вероятностей и математической статистики.

Использование статистических моделей для описания процессов, происходящих в МТА, позволяет определить выходные показатели МТА и его элементов не только для идеализированных, но и для всего многообразия эксплуатационных условий.

На данном этапе теоретических исследований (при построении статистических моделей) были использованы методы корреляционного анализа [73, 74, 75J, что позволило определить усредненные зависимости между случайными процессами.

При рассмотрении взаимосвязи двух случайных процессов, крутящего момента и частоты вращения коленчатого вала двигателя, которые в свою очередь являются функцией неслучайного аргумента времени (рис. 2.2), можно отметить, что одному фиксированному значению вращения коленчатого вала пд (t) -д/ на реализации Д/е соответствует множество значений Ме4 »

Полученные линии регрессии в данной работе будем называть эксплуатационной или динамической скоростной характеристикой двигателя. Исследованиями [ЗЗ, 34, 35, 36J установлено, что, как правило, динамическая скоростная характеристика не совпада ет со стендовой во всем диапазоне изменения скоростного режима, за исключением точки пересечения на регуляторном участке.

Зависимости (2.1) и (2.2) могут быть использованы для теоретического анализа взаимоположения статических и динамических скоростных характеристик двигателя.

При теоретическом построении поля мгновенных значений от /га можно воспользоваться зависимостью Щщ - м[ме/пд] л ме/пъ, (2-3) где Me/н текущие значения Ме при фиксированном значении 4 Ме/ д- текущее отклонение Me от условного математического ожидания Me . Принимая, что значения Me /м-, распределены по нормальному закону и учитывая рекомендации, данные в работах [77, 78, 79], для формирования массива д Ме/Пд воспользуемся таблицей нормально распределенных случайных чисел: й Ме/Па = 6" /ns Г-Р (2. ) где Jf - числовые данные из таблицы; fi - нормирующий множитель; бд/е/ - условное среднеквадратическое отклонение для фиксированного значения Ґід ; здесь Q . = Q лі j- 22 Подставив выражение (2.4) в зависимость (2.3), получим м /П9= MM inj+G i7 -x.j . (2 5)

Принято считать, что распределение /j/fc подчиняются нормальному закону, однако плотности выходных параметров не всегда подчиняются нормальному закону и могут быть аппроксимированы законами Вейбулла, Релея, логарифмически-нормальным и дру гими [э, 32, 72]. Причем асимметрия распределения возрастает при увеличении амплитуды колебаний нагрузки и диапазона скоростного режима. Использование нормального закона распределения больше справедливо при работе двигателя на одной ветви скоростной характеристики.

В работе [33] для определения текущих и средних значений показателей двигателя и МТА при работе в неустановившемся режиме впервые предложено использование для аппроксимации плотностей распределения вероятностей выходных параметров односторонними нормальными законами _80, 81 j. Численные характеристики случайной величины, плотность распределения которой подчиняется одностороннему нормальному закону, входят в следующее функциональное выражение: ІГіос = M Dfe] /я-2 / (2.6) где ҐПзс - математическое ожидание случайной величины при нулевой средней; D&]- дисперсия этой же величины.

Если за нулевую среднюю принять среднеэксплуатационное математическое ожидание случайной величины, то становится возможным использовать односторонний закон распределения при работе двигателя на любых скоростных и нагрузочных режимах. При использовании двигателя преимущественно на одной ветви скоростной характеристики произойдет выравнивание одностороннего нормального распределения нормальным законом (рис. 2.4).

Общая методика экспериментальных исследований и объект испытаний

Целью экспериментальных исследований являлась проверка теоретических положений по определению выходных показателей двигателя и МТА с использованием методов теории вероятностей и математической статистики, выбор режимов использования тракторного двигателя в эксплуатационных условиях, анализ технико-экономических показателей двигателя с ГТН и МТА на базе трактора с МСТ и ГМТ.

При этом решались задачи:

1. Исследование влияния режимов нагружения тракторного двигателя с ГТН на его выходные показатели.

2. Определение эксплуатационных скоростных характеристик двигателя при выполнении МТА технологических операций с различными режимами нагружения.

3. Проверка эффективности стабилизации взаимосвязи систем топливо- и воздухоподачи демпфированием момента сопротивления на входе в двигатель.

4. Проведение эксплуатационно-технологической оценки МТА на базе тракторов с МСТ и ГМТ в условиях сельскохозяйственной эксплуатации.

Экспериментальные исследования выполнялись согласно структурной схеме (рис. 2.1) и проводились в три этапа.

На первом этапе экспериментальным путем определялись взаимосвязи параметров систем топливо- и воздухоподачи двигателя Д-І60, а также проведена проверка турбокомпрессора TKP-IIH, топливного насоса и двигателя соответствия общетехническим требованиям путем стендовых испытаний согласно ГОСТу 10033-68 \9ІЇ\, ГОСТу 10511-72 [95] и ГОСТу 18509-80 \?б\.

Второй этап включал в себя лабораторно-полевые испытания МТА на базе трактора с ГМТ при выполнении различных сельскохозяйственных и мелиоративных технологических операций, с синхронной записью исследуемых параметров на осциллографическую бумагу.

На третьем этапе с целью оценки технико-экономических показателей МТА на базе тракторов с различными трансмиссиями (МСТ и ГМТ) были проведены их сравнительные испытания. В качестве объекта испытаний был выбран энергонасыщенный МТА на базе трактора Т-І30 с двигателем Д-І60. Техническая характеристика трактора приведена в приложении I.

Выбор трактора Т-І30 в качестве базового трактора МТА был продиктован следующими соображениями. Т-І30 является единственным в стране трактором класса тяги ю (б) » широко распространенной энергонасыщенной машиной массового производства для проведения гидромелиоративных работ, а также предназначен для выполнения основных сельскохозяйственных работ, требующих больших тяговых усилий [97].

В соответствии с решениями октябрьского (1984 г.) Пленума ЦК КПСС намечено довести к 1990 году площадь орошаемых земель до 30 - 32 млн. гектаров и осушить площадь до 19 - 21 млн. гектаров [з] . Большую долю этих работ предстоит провести тракторам ЧТЗ, в связи с этим можно отметить перспективность использования трактора типа Т-І30 в сельскохозяйственном производстве. Наличие газотурбинного наддува на двигателе Д-І60 дает возможность получить экспериментальные данные для более сложной системы (по сравнению с безнаддувным двигателем).

Исследования проводились при выполнении МТА различных технологических операций: отвальной пахоты плугом ПН-8-35 (рис. 3.1), безотвальной обработки почвы культиватором-шюскорезом-глубокорыхлителем КПГ-2-І50 (рис. 3.2) и культиватором-плоскорезом КПШ-9 (рис. 3.3), а также мелиоративных работ с бульдозерным оборудованием ДЗ-ІІ0А (рис. 3.4).

Значительное количество разнообразных агрегатов использовалось для определения влияния различной степени неравномерности колебаний момента сопротивления на выходные показатели двигателя на тракторе с ГМТ, а также для анализа режимов нагружения и оценки эксплуатационных качеств МТА на различных технологических операциях.

В качестве базовых хозяйств, на территории которых проводились эксплуатационные экспериментальные исследования, выбраны Урал НИШ НАТИ и база бюро испытаний ГСКБ ЧТЗ в совхозе "Чебар-кульский", имеющие фоны, типичные для зоны Южного Урала.

Во время полевых испытаний особое внимание уделено выбору участков для зачетных опытов. При пахотных работах выбирались участки с углом поля не более 2, агрофон - стерня пшеницы текущего года, тип почвы - среднесуглинистый чернозем, с толщиной пахотного слоя не менее 0,3 м.

Зачетные опыты при гидромелиоративных работах проводились на участках нетронутой ранее почвы с грунтом П и Ш категории согласно ГОСТу 10792-75 [98І. Для определения плотности, влажности и объемного веса почвы и грунта во время зачетных опытов на каждом участке брались пробы согласно ГОСТу 20915-75 [99]. Дополнительно плотность почвы определялась плотномером ДорНИИ.

Статистический анализ показателей двигателя с газотурбинным наддувом в составе сельскохозяйственного МТА на базе трактора с ГМТ

Лабораторно-полевые испытания МТА проводились при выполнении основных сельскохозяйственных и мелиоративных технологических операций.

Осциллографическая синхронная запись ряда параметров двигателя и трактора, полученная по методике, изложенной в 3 главе, служила исходным материалом для дальнейшего анализа. Образцы осциллограмм представлены на рис. 4.1 и ГІ.З.І.

Случайный характер входных воздействий, таких, как тяговое сопротивление (реализуемое в виде крюкового или толкающего усилий), момент сопротивления на валу турбинного колеса ГДТ, позволяет применить для их оценки методы статистической динамики, которые предусматривают графическое построение плотностей распределения, корреляционных функций и спектральных плотностей, определение числовых статистических характеристик.

Из анализа статистических характеристик изменения тягового сопротивления трактора, приведенных в табл. 4.1, можно отметить следующее. Наибольшее колебание входного воздействия (тягового сопротивления) наблюдается на бульдозерных работах (коэффициент вариации \? = 17,0...22,0 %), более стабильная нагрузка - при работе с пахотными орудиями ($ =12,5...20,5 %).

Анализ плотностей распределения момента сопротивления на валу турбинного колеса ГДТ (рис. 4.2) показывает, что увеличение скорости МТА на безотвальной обработке почвы за счет изменения рабочей передачи приводит к смещению математических ожиданий в область более низких значений. Коэффициент вариации при этом увеличивается от 6,4 до 9,4 %.

При работе трактора с бульдозерным оборудованием математическое ожидание момента сопротивления на валу турбинного колеса с ростом скорости движения уменьшилось от 1360 до 1265 Нм, с одновременным уменьшением коэффициента вариации с 18,3 до 7,6 % (см. табл. 4.2).

Для более полной характеристики динамики входных воздействий при различных режимах работы МТА были определены нормированные корреляционные функции ОС?) и спектральные плотности $(&) процессов гкр и Мт (рис. 4.3 и 4.5). На основе их анализа можно отметить, что вид кривых нормированных корреляционных функций и спектральных плотностей процессов изменения Mr аналогичен с гкр.

При увеличении скорости МТА на пахотных операциях изменение кривых корреляционных функций Ркр и Мт происходит более интенсивно, а период их колебаний уменьшается. Время спада корреляционной функции при скорости МТА 1,49 м/с составля ет 3,0 с, а при скорости 2,57 м/с равняется 1,8 с. Это свидетельствует о повышении динамичности возмущающих факторов с увеличением скорости МТА. Как показывает анализ спектральных плотностей, максимумы спектра при этом смещаются в область больших частот.

Приведенный выше анализ режимов нагружения позволяет отметить, что выходные показатели работы тракторного двигателя зависят как от вида выполняемой МТА технологической операции, так и от его скорости движения.

Поэтому в целях подробного рассмотрения особенностей взаимосвязи показателей двигателя с ГТН в составе МТА последующий анализ будем проводить применительно к нескольким видам типичных технологических операций, выполняемых при различных скоростях движения МТА.

Среди отмеченных выше технологических операций для анализа влияния постановки гидродинамического трансформатора в трансмиссию гусеничного трактора на стабилизацию скоростного и нагрузочного режимов двигателя, на взаимосвязь различных показателей двигателя во время переходных процессов можно выделить эксплуатационные режимы, отличающиеся наибольшей и наименьшей динамичностью условий работы трактора (бульдозерные работы и безотвальная обработка почвы).

Анализируя распределения частоты вращения коленчатого вала и крутящего момента двигателя, можно отметить, что они имеют более узкий диапазон по сравнению с распределениями частоты вращения и моментом сопротивления на валу турбинного колеса (рис. 4.5 и 4.6). Это свидетельствует о положительном влиянии ГДТ на скоростной и нагрузочный режимы двигателя.

Похожие диссертации на Повышение эффективности использования трактора класса 10(6) в условиях сельскохозяйственной эксплуатации путем стабилизации и улучшения воздухоснабжения дизеля с газотурбинным наддувом