Введение к работе
Актуальность проблемы. В условия эксплуатации характер нагрузки тракторов, автомобилей и мелиоративных машин является неустановившимся. Для автомобильных двигателей переменные режимы составляют: в городе 97%, на грунтовых дорогах 92%, на загородных магистралях 34% от всего времени работы. Наиболее тяжелые условия работы приходятся на пахоту, культивацию и мелиоративные работы. Несмотря на это современная теория автотракторных двигателей считает, что нагрузка на двигатель является стационарной. Поэтому ГОСТы 18509-95, 14846-95, на испытание автотракторных двигателей регламентируют стационарные характеристики. В динамике исследуется только регулируемые параметры двигателя. В силу этого отечественная промышленность выпускает двигатели для стационарных режимов, а производство эксплуатирует их на неустановившихся нагрузках. При этом ухудшаются индикаторные и эффективные показатели двигателей. Часовой расход топлива в условиях эксплуатации выше, чем полученный при лабораторных испытаниях, снижается и эффективная мощность двигателей. К сожалению, эти динамические потери являются «скрытыми», так как их нельзя определить по государственным стандартам на испытание двигателей. Для их определения нужны специальные стенды и методики для динамических исследований рабочих процессов двигателей.
Из разделов проектирования, испытания дизелей МТА выпал целый раздел науки «Динамические характеристики рабочих процессов двигателей». В сельском хозяйстве расход топлива в 2-4 раза, а затраты ручного труда в 8-10 раз больше, чем в промышленно развитых странах.
Использование динамических характеристик рабочих процессов двигателей машинно-тракторных агрегатов при проектировании и эксплуатации позволит снизить динамические потери на 15-20%, увеличить производительность механизированных работ.
Связь с планами научных исследований
Диссертационная работа выполнена в соответствии с планами
Академии наук республики Татарстан по научному направлению
«Разработка теоретических основ компьютерного комплектования и
эксплуатации энергосберегающих, экологически безопасных
сельскохозяйственных машин» на 2000-2005 годы.
Цель исследований
Пропаганда научного направления «Работа тракторных агрегатов при неустановившихся нагрузках» и внедрение результатов исследований в производство.
Создание динамических методик, стендов, математических моделей для исследования рабочих процессов двигатриИ.. М^оіШ?ьн$ЇВ:та" новившихся нагрузках.
БИБЛИОТЕКА 1 СПетербурт ои/\
о» *»*«гг /У/J
KJ !! ам-іГґіі-'
Разработка автоматизированного стенда на базе микропроцессорной техники со сбором и обработкой полученной информации.
Научная новизна.
1. Разработанная идеальная переходная характеристика рабочих
процессов, является эталоном совершенства динамических характеристик
для исследуемого двигателя.
-
Динамическая математическая модель рабочих процессов двигателей для анализа их изменения при любых законах нагружения.
-
Автоматизированный стенд на базе микропроцессорной техники, для исследования рабочих процессов двигателей МТА в стационарных и динамических режимах со сбором и обработкой информации.
Практическая значимость работы. /
Внедрение динамических характеристик в производство уменьшить расход топлива, повысить производительность МТА путём снижения динамических потерь. Автоматизированный стенд для динамических испытаний двигателей со сбором и обработкой информации, по сравнению с ручной обработкой результатов уменьшают затраты времени в 50 раз.
Реализация результатов исследований.
Автоматизированная система динамических испытаний внедрена в научно-исследовательской лаборатории АН РТ, НПО«КАЗНЬПРОМТРАНС» и КГСХА. Документация на автоматизированный стенд принята Елабужским тракторным заводом для внедрения.
На защиту выносятся:
1. Анализ методик, стендов для исследований индикаторных и
эффективных показателей тепловых двигателей машинно-тракторных агре
гатов (МТА) на неустановившихся нагрузках.
-
Динамическая математическая модель двигателя МТА и его систем.
-
Математический аппарат для анализа рабочих процессов двигателя при различных законах нагружения.
-
Автоматизированная система динамических испытаний со сбором и обработкой информации.
Апробация.
Основные положения работы диссертационной работы были доложены (
и обсуждены и одобрены на ежегодных научных конференциях: КГСХА(2000-2002 г.), конференции в Санкт-Петербургском агро-университете 2000 г., международной конференции «автомобиль и техносфера», Казань 2000 год.
В хозяйственных договорах с академией наук Республики Татарстан:
-
№ 08-12 /2000(Ф). Исследование путей уменьшения динамических, потерь, разработка методик и подготовка МТА к испытаниям.
-
№ 04.87.1/2000 (Ф) Разработка путей улучшения работы МТА в условиях эксплуатации.
I
3. № 04-11.1/2000 (Ф) Издание книги И.Н. Хайртдинов А.К. Юлдашев
«Стенды для исследования двигателей при неустановившихся
нагрузках».
4. № 04-11.1/2001(Ф ) Оснащение экспериментальной установки
измерительным комплексом и разработка алгоритмов компьютерной
системы испытания двигателей.
5. № 04-4-11.1/2002(Ф) Перевод двигателя Д-240 на газовое топливо и
исследование дизеля и газодизеля .
6. № 04-4.11.57/2002(Ф) Разработка компьютерных технологий по
исследованию дизелей.
Публикации.
По теме диссертации опубликованы:
статья «Улучшение эксплуатационных показателей двигателей тракторов и автомобилей» Санкт Петербург, аграрный университет, 2000 г.
книга «Стенды для исследования двигателей при неустановившихся нагрузках» 2003 год. Издательство «Фэн» Казань.
Структура и объем работы.
Диссертация состоит из введения, четырех глав, общих выводов, библиографического списка из 164 наименований и приложений. Общий объём 142 стр., основного текста 141 стр., 54 рисунков, 9 таблиц.
