Содержание к диссертации
Введение
1 Состояние вопроса и задачи исследования 12
1.1 Анализ условий использования машинно-тракторного парка республики Татарстан 12
1.2 Характер нагрузки машинно-тракторного агрегата 21
1.3 Работа энергетической установки при неустановившихся нагрузках 24
1.4 Способы повышения эффективности технологических процессов в сельскохозяйственном производстве 29
1.5 Перевод дизельной энергетической установки машинно тракторного агрегата на газовое моторное топливо 31
1.5.1 Альтернативные виды топлива 31
1.5.2 Способы перевода энергетических установок машинно тракторного агрегата на газовое топливо 33
1.5.3 Исследование работы газо дизельных энергетических установок при стационарных загрузках 36
Выводы по главе 1 41
2 Математическое описание эффективных показателей работы машинно - тракторного агрегата в условиях эксплуатации 42
2.1 Математическая модель изменения показателей дизеля машинно-тракторного агрегата в условиях эксплуатации 42
2.2 Определение коэффициентов дифференциального уравнения 51
2.3 Анализ изменения эффективных показателей энергетической установки машинно-тракторного агрегата при работе на газодизельном режиме 54
2.4 Методические аспекты моделирования показателей машинно тракторного агрегата в реальных условиях эксплуатации з
Выводы по главе 2 68
3 Программа и методика экспериментальных исследований 69
3.1 Программа экспериментальных исследований 69
3.2 Методика экспериментальных исследований 70
3.3 Экспериментальная установка для исследования в стационарных и динамических режимах 72
3.4 Измерительно-регистрирующая аппаратура 78
3.5 Программа и методика полевых исследований машинно тракторного агрегата в составе МТЗ-82 и культиватора КПС-4 85
3.5.1 Экспериментальная установка при исследовании машинно тракторного агрегата в полевых условиях 85
3.5.2 Измерение частоты вращений ведущего и копирующего колеса трактора 87
3.5.3 Измерение расхода топлива и усилия на крюке трактора 88
3.6 Методика определения физико-механических свойств почвы 90
3.7 Методика обработки экспериментальных данных и оценка
погрешностей измерений 92
Выводы по главе 3 95
4 Результаты экспериментальных исследований и их анализ 96
4.1 Результаты лабораторных исследований экспериментальной установки при установившейся и неустановившейся нагрузке с дизельной и газодизельной системой подачи топлива 96
4.2 Реализация алгоритма вычисления показателей машинно-тракторного агрегата при произвольной нагрузке 107
4.3 Результаты исследований машинно-тракторного агрегата в условиях эксплуатации с дизельной и газодизельной системой подачи топлива 110
Выводы по главе 4 113
5 Оценка экономической эффективности 114
5.1 Расчет эффективности использования машинно-тракторного агрегата 114
5.2 Расчет технико-экономических показателей дополнительных капитальных вложений 115
Выводы по главе 5 119
Общие выводы по работе 120
Литература 122
- Работа энергетической установки при неустановившихся нагрузках
- Определение коэффициентов дифференциального уравнения
- Экспериментальная установка для исследования в стационарных и динамических режимах
- Реализация алгоритма вычисления показателей машинно-тракторного агрегата при произвольной нагрузке
Введение к работе
Актуальность темы. Все основные технологические процессы
сельскохозяйственного производства базируются на применении машинно-
тракторного агрегата (МТА). Основной задачей сельского хозяйства является
получение высококачественной продукции при сопоставимых с зарубежными
производителями значениях ее себестоимости. Производство
сельскохозяйственной продукции включает в себя ряд технологических процессов: обработка почвы, посев, применение средств защиты, уборка урожая и транспортировка продукции. Основная доля затрат при этих процессах приходится на потребляемое МТА топливо (25%...30%), поэтому снижение доли этой составляющей переводом энергетических установок на более дешевые альтернативные виды топлива является перспективной задачей.
Отличительными особенностями технологических операций, выполняемых МТА, является неустановившийся характер нагрузки на валу двигателя и, как следствие, ухудшение эффективных показателей: на 15...20% потери мощности и на 20...25% увеличение расхода топлива. Применение новых или модернизация существующих конструктивных схем систем и механизмов двигателя, имеющих согласованные с условиями эксплуатации параметры, позволит улучшить показатели эффективности использования МТА.
Технологические процессы почвообработки оцениваются агротехническими, энергетическими и экономическими показателями, и при этом нужно учитывать эффективность сельскохозяйственных машин и энергетических средств. В имеющихся средствах механизации сельскохозяйственного производства необходимо повышение эффективности их использования. В связи с этим работа, направленная на повышение эффективности использования МТА является актуальной.
Степень разработанности. В имеющихся трудах ученых недостаточно полно исследованы влияние условий функционирования МТА с энергетической установкой с газодизельным циклом на ее показатели использования. В связи с этим, создание математических моделей, описывающих изменения эффективных показателей энергетической установки трактора МТЗ-82 на газомоторном топливе (мощность, часовой расход топлива, часовой расход газа и удельный расход топлива) в составе МТА при работе в неустановившихся режимах является востребованной задачей.
Цель работы. Повышение эффективности использования трактора МТЗ-82 в составе почвообрабатывающего агрегата за счет перевода его энергетической установки на функционирование по газодизельному циклу.
Задачи исследования. В соответствии с поставленной целью сформулированы следующие задачи исследований:
1. Провести анализ влияния неустановившегося характера нагрузки на показатели
использования МТА и определить возможные пути их улучшения.
2. Разработать математическую модель изменения эффективных показателей
энергетической установки МТА при работе на газомоторном топливе для
неустановившегося характера внешней нагрузки в условиях функционирования.
3. Создать экспериментальную установку для определения динамических
характеристик двигателя с дизельной и газодизельной системой подачи топлива, с
возможностью имитации нагрузки, создаваемой сельскохозяйственным агрегатом.
-
Исследовать работу МТА на базе трактора МТЗ-82 с дизельной и газодизельной системами подачи топлива при поверхностной обработке почвы.
-
Провести технико-экономическую оценку эффективных показателей МТА.
Объект исследования. Трактор МТЗ-82 с газодизельной системой подачи топлива в агрегате с культиватором КПС-4.
Предмет исследования. Эффективные показатели дизеля Д-243 с газодизельной системой подачи топлива в условиях неустановившейся нагрузки при поверхностной обработке почвы.
Методы и методика исследования. При исследовании условий функционирования МТА на базе трактора МТЗ-82 были использованы методы математического анализа и основные законы математического моделирования динамических систем, обеспечивающих аналитическое описание эффективного использования МТА при выполнении технологических процессов обработки почвы с газодизельной системой подачи топлива, методики лабораторных и полевых исследований энергетических установок МТА и методы математической статистики для обработки полученных результатов.
Научная новизна основных положений, выносимых на защиту.
1. Аналитические зависимости влияния параметров неустановившегося характера
нагрузки на изменения эффективных показателей энергетической установки МТА.
2. Экспериментальная установка для исследования эффективных показателей
дизеля, работающего с дизельной и газодизельной системой подачи топлива,
позволяющая имитировать как стационарные, так и неустановившиеся режимы
работы, с заданными параметрами.
3. Закономерности изменения эффективных показателей энергетической установки
на базе трактора МТЗ-82 при работе в неустановившихся режимах при
газодизельной системе подачи топлива в полевых условиях.
Приоритет технических решений подтверждена 1 патентом РФ на полезную модель (№ 66526) и 1 свидетельством о государственной регистрации программы для ЭВМ (№ 2014662128).
Теоретическая и практическая значимость работы.
1. Получена новая математическая модель, позволяющая определить влияние
степени согласованности динамических параметров энергетической установки с
характером неустановившейся нагрузки на эффективные показатели МТА в
условиях эксплуатации с газодизельным энергосредством.
-
Создана экспериментальная установка для исследования двигателей с возможностью воспроизведения тестовых нагрузок для определения их динамических характеристик в виде коэффициентов дифференциальных уравнений и испытаний для оценки изменения эффективных показателей для характерных для технологических операций МТА нагрузок.
-
Результаты теоретических и экспериментальных исследований имеют практическую значимость для конструкторских и эксплуатирующих организаций при создании, конвертации и перевода в газодизельный режим дизеля.
4. Результаты исследований являются обоснованием для перевода дизеля
тракторов МТЗ-82 на газодизельный режим при использовании их в
технологических операциях (именно из-за высокой неравномерности тягового
сопротивления машин).
5. Полученные результаты исследования внедрены в ООО Агрофирма «Колос»,
ООО «Центр диагностики двигателей внутреннего сгорания», а также
используются в учебном процессе ФГБОУ ВПО «Казанский ГАУ» и ФГБОУ ВПО
«Ижевская ГСХА».
Публикации.
Основное содержание научной работы опубликовано: в 12 статьях, в том числе 3 - из перечня ведущих периодических изданий, определенных ВАК Министерства образования и науки РФ, а также получен 1 патент на полезную модель и 1 свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ.
Апробация работы.
Основные результаты диссертационной работы докладывались и обсуждались: на межрегиональной научно-практической конференции, посвященной 70-летию ЧГСХА (Чебоксары 2001); в вестнике Московского государственного агроинженерного университета им. В.П. Горячкина (Москва 2007); научный потенциал - аграрному производству: материалы всероссийской научно-практической конференции посвященной 450-летию вхождения Удмуртии в состав России (Ижевск 2008); современные технические вопросы агропромышленного комплекса: материалы всероссийской научно-практической конференции (Казань 2008); на международной научно-практической конференции, посвященной 60-летию института механизации и технического сервиса казанского государственного аграрного университета, "Инженерная наука - агропромышленному комплексу" (Казань 2010); в журнале «Механизация и электрификация сельского хозяйства» (Москва 2010); на научно-практической конференции, посвященной 90-летию КГАУ" (Казань 2012); в вестнике Казанского государственного аграрного университета (Казань 2014); European Conference on Innovations in Technical and Natural Sciences (Vienna, Austria 20014); International Conference «Global Science and Innovation» (USA, Chicago 2014); Science and Education (Germany 2014); 10th International scientific conference «European Applied Sciences: modern approaches in scientific researches» (Germany 2014);
Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, пяти глав, общих выводов, списка литературы и приложений. Материал изложен на 139 страницах машинописного текста, содержит 21 таблицу, 69 иллюстраций. Список литературы состоит из 124 наименований, из них 8 на иностранных языках. Степень достоверности результатов. Достоверность подтверждена теоретическими и экспериментальными исследованиями в лабораторных и производственных условиях, а также актами стендовых и полевых испытаний МТА в составе трактора МТЗ -82 и культиватора КПС - 4.
Работа энергетической установки при неустановившихся нагрузках
Применение тракторов на тех или иных работах значительной степени зависит от состава машинно-тракторного парка и применяемой системы обработки почвы. Начиная с самых ранних этапов развития массовой механизации сельского хозяйства в нашей стране, упор в системе обработки почвы делался на технологии почвообработки, предполагавшие максимальное механическое воздействие на почву с упором на отвальную и безотвальную вспашку. При этом изначально в структуре основных тракторных работ основную долю составляли вспашка (66,6...77,4% от всех работ), культивация пахоты и посевов (11,1... 17,6%), а также посев яровых и озимых культур (4,7...5%) [66]. В дальнейшем тракторы стали выполнять значительное количество транспортных работ, работ по внесению удобрений и др. Однако, вспашка, культивация и посев по-прежнему являются одними из ключевых механизированных работ [2, 3]. Анализ сезонных изменений объемов сельхозяйственных работ в течение календарного года до самых недавних пор показывал значительный вклад вспашки (в том числе вспашки зяби) и культивации в общий объем работ [96].
Такая система обработки почвы в последние годы уступает место ресурсосберегающим технологиям с упором на минимальную или даже нулевую обработку почвы [7, 93, 95, 96]. При переходе на ресурсосберегающие технологии традиционная технология обработки почвы сохраняется в основном на парах, в то время как осенняя обработка почвы проводится на 20-25% стерневого фона, закрытие влаги - на 25-30% площади посевов, а предпосевная культивация - на 25-30% посевов [95]. В Республике Татарстан до 2017 г. необходимо обеспечить полный переход к разноглубинным системам основной обработки почвы, при этом предполагается реализовать и т.н. подтип мелкой обработки почвы с глубинами обработки 8...16 см, что предполагает возможность обработки почвы тракторами тягового класса 1,4. При этом обработку почвы предполагается производить в первую очередь плугами, дискаторами и комбинированными орудиями [93]. Отмечается также, что тракторы класса 1,4 должны составлять 25-35% от парка средних (до 10000 га хозяйств), а также максимально комплектовать парк мелких хозяйств [93]. Для реализации перспективных технологий обработки почвы предполагается, что доля использования колесных тракторов класса 1,4...2 при возделывании зерновых культур составит 72%, тракторы класса 1,4 будут оптимальны для междурядной обработки почвы, внесения удобрений, средств защиты растений, уборочных и транспортных работ [3]. Кроме этого существует необходимость возврата в оборот сельскохозяйственных земель, ранее из него выведенных, при этом обосновано необходимость использования тракторов типа МТЗ-82 при культивации, междурядной обработке и проведении посевных работ [23].
В работе [7] отмечается, что на полях площадью до 20...25 га наибольшей эффективностью при культивации обладает агрегат МТЗ-82 + КПС-4 при использовании в качестве критерия эффективности показателя часовых эксплуатационных затрат агрегата.
Из 14582 тракторов, произведенных на территории России в 2012 году, 10388 произведено по лицензии МТЗ [65]. Отмечается также, что в сегменте тракторов тягового класса 1,4 российский рынок на 99,1% насыщен тракторами МТЗ-80/82 [2]. Таким образом, тракторы класса 1,4 типа МТЗ-80/82 до сих пор остаются одними из основных тракторов в сельском хозяйстве нашей страны даже в свете перехода к ресурсосберегающим технологиям. При этом, помимо относительно легких работ, актуальным является их использование и на тяжелых работах, связанных с механической обработкой почвы и, согласно таблице 1.4, вызывающих работу энергетических установок этих тракторов в режиме перегрузки.
Первые исследования энергетических установок при работе на неустановившихся режимах были проведены в Московском (МИМЭСХ) под руководством академика В.Н. Болтинского, аспирантами Е.А. Козмодемьяновым [48], М.И. Погасбековым [81] и в Ленинградском институте - П. Д. Козловым [47]. Они исследовали и изучали влияние неустановившихся режимов на эффективные показатели энергетической установки.
Изучению влияния неустановившегося характера нагрузки на показатели энергетических установок различного назначения посвящены работы Болтинского В.Н., Крутова В.И., Ждановского Н.С., Патрахальцева Н.Н., Багирова Д.Д., Гришина Г.Д., Иткина Б.А., Морозова Б.И., Останенко Г.И., Леонова И.В., Багирова Д.Н., Николаенко А.В., Юлдашева А.К., Галеева Г.Г., Зимагулова А.Х., Гусячкина A.M., Халиуллина Ф.Х., Гумирова М.М., Шафигуллина Ф.Х. и других ученых [9, 17, 38, 55, 74, 99, 113]. За рубежом исследованием этих вопросов занимались профессора А. Янте, Лангер, Бюссинг и другие. Вопросы, посвященные процессам происходящих в элементах системы топливоподачи различной конструкции, изучаются в работах Баширова P.M., Габитова И.И., Габдрафикова Ф.З., Галиуллина P.P., Неговора А.В. и других [1, 13, 24, 26, 30, 76, 105]. Повышение эффективности использования машинно-тракторного агрегата рассматриваются в работах Иофинова С.А., Киртбая Ю.К., Хафизова К.А., Галиева И.Г., и других[41, 42, 46]. В.Н. Болтинский в работе [16] рассмотрел причины и характер изменения момента сопротивления на коленчатом валу энергетической установки. При работе МТА в условиях эксплуатации изменения момента сопротивления на валу коленчатого вала энергетической установки зависит от величины характера изменения каждого из компонентов:
Определение коэффициентов дифференциального уравнения
Эффективность использования мобильных машин в производственных условиях в основном определяется способностью прогнозировать влияния эксплуатационных условий на его потенциальные характеристики, которые, как правило, изменяются в худшую сторону. Степень данного влияния различными авторами оценивается разнонаправлено [111, 113]. В нашей работе разработана математическая модель, которая позволяет определить показатели использования энергетических установок мобильных машин в реальных условиях эксплуатации.
Моделирование работы энергетических установок мобильных машин в условиях реальной эксплуатации является задачей сложной и требует принятия достаточно строгих допущений. Аналитическое описание изменения параметров в этих условиях требует глубоких знаний особенностей происходящих процессов. В работах [49, 101, 102] для этих целей применяется методика моделирования динамических систем, в соответствии с которой изменение параметров в неустановившихся режимах описываются решениями дифференциальных уравнений. Используя допущения о стационарности и линейности характеристик и применяя принцип суперпозиции можно распространить данные решения на любые виды нагрузочных режимов работы энергетических установок.
Для корректорной ветви регуляторной характеристики энергетической установки используются дифференциальные уравнения первого порядка: где Ти ,Т21- коэффициенты дифференциальных уравнений, определяемых по экспериментальным данным по тестовым нагрузкам; Ки- коэффициент усиления і-го параметра по моменту; АМс - приращение момента сопротивления на валу двигателя; А1; - приращение і-го параметра при изменении нагрузки на валу двигателя. Необходимо отметить, что при выполнении условия Ть 2ТЪ уравнение (2.2) соответствует апериодическому звену второго порядка, т.е. с достаточной точностью применима и для корректорной ветви.
Как известно, крутящий момент, развиваемый двигателем м в динамических режимах уравновешивается моментом сопротивления Мсопр и инерционным моментом мобильной машины [ЮЗ], т.е. моментом, затрачиваемым на увеличение кинетической энергии всей многомассовой системы МТА: MWH=Mconp+J . (2.3) Если рассматривать эти величины как приращения относительно равновесного положения АМ и АМсопр, то получим:
Для двигателя Д-243 по данным табл. 2.1 данная характеристика приведена на рис. 2.1 (корректорная ветвь) и рис. 2.2 (регуляторная ветвь) и рис. 2.3 (совмещенная характеристика).
Данная математическая модель позволяет оценить степень влияния параметров неустановившегося характера нагрузки на изменение эффективных показателей энергетической установки МТА при проведении различных технологических операций и обосновать параметры изменения показателей при решении задач оптимизации и согласования динамических характеристик двигателей с условиями их эксплуатации.
Согласно предложенным допущениям энергетическая установка МТА рассматривается как динамическая система и изменения ее показателей в условиях эксплуатации описываются дифференциальными уравнениями с постоянными коэффициентами. Составление данных уравнений аналитически требует знание физических процессов, происходящих в самом двигателе, и имеет большую трудоемкость. При моделировании динамических систем достаточно распространённым методом считается метод идентификации параметров системы по результатам тестовых испытаний. Для этого по результатам эксперимента определяют коэффициенты дифференциальных уравнений, и дальнейшие исследования проводят с этими коэффициентами. Для оценки применимости результатов и проверки адекватности математической модели, полученные данные сравнивают на сходимость с данными эксперимента.
Сформулируем задачу нахождения коэффициентов дифференциального уравнения как задачу оптимального управления: Пусть в результате измерения получена реализация отклика системы y (t) (te[0,T]) на воздействие f(t). Составим квадратичный функционал, имеющий минимум при совпадении искомых коэффициентов Т с соответствующими параметрами исследуемого процесса.
Экспериментальная установка для исследования в стационарных и динамических режимах
Тарировочный график тягового усилия на крюке трактора Техническая характеристика тензодатчика ТСА представлена в приложении Г. Тарировка тензодатчик ТСА для измерения усилия на крюке проводилась по следующей методике. Датчик с помощью крючка подвесили на таль и на крючок снизу подвешивали грузы. Для определения сигнала, поступающего от тензодатчика через тензоусилитель в АЦП компьютера, брали значения нагрузки равными: 0, 3500, 7000, 10500, 14000, 17500, 21000 Н и построен тарировочный график (рисунок 3.21).
Определение физико-механических свойств почвы проводились согласно ГОСТ 70.4.2-95. К основным физико-механическим свойствам относятся влажность почвы и плотность почвы. Определения влажности почвы Влажность почвы это количество воды в почве. Влажность почвы определяется после взвешивания ее проб (в алюминиевых биксах) в сыром и сухом (после сушки при 105-110 до постоянной массы) состоянии по формуле: где ПІ! - масса влажной почвы со стаканчиком и крышкой, кг; Щ) - масса высушенной почвы со стаканчиком и крышкой, кг; m - масса пустого стаканчика и крышки, кг. Пробы почвы брали со слоев 0,05 м, 0,10 м и 0,15 м по диагонали участка. Определение плотности почвы Плотность почвы - это масса абсолютно сухой почвы в единице объема.
Характер изменения плотности почв зависит от структурного состояния глинистой и тяжелосуглинистой почв. Если тяжелосуглинистые и глинистые почвы обладают хорошо выраженной зернистой структурой, то их плотность заметно ниже, чем у песков. В слитых почвах плотность наибольшая.
Известно, что плотность почв выше 1,4 г/смЗ препятствует проникновению корней в почву. Поэтому оценка плотности - важная характеристика почвы. Однако само определение этого параметра сопряжено с рядом тонкостей.
Так, установлено, что. плотность суглинистых и глинистых почв - величина динамичная и зависит от их влажности. Увеличение влажности уменьшает плотность почв. Изменение плотности почвы связано с таким реологическим свойством ее, как набухание. В сухом состоянии усадка почвы приводит к тому, что они разбиваются трещинами на блоки. В блоках плотность почвы максимальная и может намного превышать 1,4, а у слитых почв именно в сухих блоках величины 1,8 и даже 2 г/смЗ.
Знание плотности позволяет оценить как проницаемость почв для корней растений, так и запасы питательных веществ и воды в почве. Но следует учитывать, что при использовании для этих целей сухих почв заметно преувеличивают эти запасы. Плотность почв влияет на такие свойства, как влажность, водопроницаемость, влагопроводность. Для определения объемной массы необходимо брать образцы почвы для анализа при ненарушенном сложении. Для выявления закономерности изменения плотности с увеличением глубины допускается взятие образцов с нарушением естественного сложения почвы.
Необходимо взять металлический бур-патрон и взвесить пустой вместе с двумя крышками. Для определения объема бура-патрона измерить его диаметр и высоту. Закрыть одну из крышек, в цилиндр совочком небольшими порциями насыпать воздушно-сухую почву, взятую с горизонта 0,05 см. Почву насыпать до верхней части цилиндра, при этом постукивать по его боковой части. После этого бур-патрон закрыть второй крышкой и взвесить вместе с воздушно-сухой почвой. Затем почву высыпать в тот же ящик, откуда она была взята, и повторить взвешивание второго и третьего образцов, взятых из того же ящика. Трехкратное взвешивание необходимо для получения более точного значения результатов.
Далее, точно таким же способом три раза насыпать в цилиндр и взвешивать почву со слоев 0,10 см и 0,15 см.
Массу воздушно-сухой почвы вычисляют путем вычитания из массы бура-патрона с воздушно-сухой почвы массы пустого бура-патрона. Массу абсолютно-сухой почвы рассчитывают с учетом поправки на влажность - 5%. обработки экспериментальных данных и оценка погрешностей измерений
Оценка погрешностей Исходя из методики определения погрешностей измерений, а также с учетом характеристик измерительной и регистрирующей аппаратуры применяемые при проведения экспериментов принимаем [78]:
Обработка полученных экспериментальных данных включает в себя: - вычисление по стационарным характеристикам энергетической установки и ТНВД коэффициентов усиления; - сглаживание экспериментальных данных методом сплайн-функций; определение коэффициентов дифференциальных уравнений для корректорной ветви в зависимости от законов нагружения и регулировочных параметров энергетической установки; определение динамических и квазидинамических характеристик энергетической установки. Так как при проведении экспериментов могут появиться случайные и систематические ошибки, которые влияют на погрешность измерений, то их обработка осуществлялась в соответствии с теорией обработки экспериментальных данных [78].
Основной задачей статистического анализа является установление степени приближения оценок, вычисленных для выборки, к таким же параметрам генеральной совокупности.
Теория математической статистики позволяет с определенной вероятностью установить пределы, в которых находится средняя генеральной совокупности. Для этого вычисляется ошибка средней генеральной совокупности:
Описанные методики позволяют исследовать влияние неустановившейся нагрузки на показатели энергетической установки МТА при работе с дизельной и газодизельной системах подачи топлива и решить вопрос о применении полученных данных при использовании газового топлива на дизельных энергетических установках МТА.
Реализация алгоритма вычисления показателей машинно-тракторного агрегата при произвольной нагрузке
Плотность почвы - это масса абсолютно сухой почвы в единице объема. Характер изменения плотности почв зависит от структурного состояния глинистой и тяжелосуглинистой почв. Если тяжелосуглинистые и глинистые почвы обладают хорошо выраженной зернистой структурой, то их плотность заметно ниже, чем у песков. В слитых почвах плотность наибольшая. Известно, что плотность почв выше 1,4 г/смЗ препятствует проникновению корней в почву. Поэтому оценка плотности - важная характеристика почвы. Однако само определение этого параметра сопряжено с рядом тонкостей.
Так, установлено, что. плотность суглинистых и глинистых почв - величина динамичная и зависит от их влажности. Увеличение влажности уменьшает плотность почв. Изменение плотности почвы связано с таким реологическим свойством ее, как набухание. В сухом состоянии усадка почвы приводит к тому, что они разбиваются трещинами на блоки. В блоках плотность почвы максимальная и может намного превышать 1,4, а у слитых почв именно в сухих блоках величины 1,8 и даже 2 г/смЗ.
Знание плотности позволяет оценить как проницаемость почв для корней растений, так и запасы питательных веществ и воды в почве. Но следует учитывать, что при использовании для этих целей сухих почв заметно преувеличивают эти запасы. Плотность почв влияет на такие свойства, как влажность, водопроницаемость, влагопроводность. Для определения объемной массы необходимо брать образцы почвы для анализа при ненарушенном сложении. Для выявления закономерности изменения плотности с увеличением глубины допускается взятие образцов с нарушением естественного сложения почвы.
Необходимо взять металлический бур-патрон и взвесить пустой вместе с двумя крышками. Для определения объема бура-патрона измерить его диаметр и высоту. Закрыть одну из крышек, в цилиндр совочком небольшими порциями насыпать воздушно-сухую почву, взятую с горизонта 0,05 см. Почву насыпать до верхней части цилиндра, при этом постукивать по его боковой части. После этого бур-патрон закрыть второй крышкой и взвесить вместе с воздушно-сухой почвой. Затем почву высыпать в тот же ящик, откуда она была взята, и повторить взвешивание второго и третьего образцов, взятых из того же ящика. Трехкратное взвешивание необходимо для получения более точного значения результатов.
Далее, точно таким же способом три раза насыпать в цилиндр и взвешивать почву со слоев 0,10 см и 0,15 см.
Массу воздушно-сухой почвы вычисляют путем вычитания из массы бура-патрона с воздушно-сухой почвы массы пустого бура-патрона. Массу абсолютно-сухой почвы рассчитывают с учетом поправки на влажность - 5%.
Основной задачей статистического анализа является установление степени приближения оценок, вычисленных для выборки, к таким же параметрам генеральной совокупности.
Теория математической статистики позволяет с определенной вероятностью установить пределы, в которых находится средняя генеральной совокупности. Для этого вычисляется ошибка средней генеральной совокупности:
В результате приведенных стендовых испытаний топливного насоса дизельного двигателя Д-243, выявлено, что его регуляторная характеристика отвечает техническим требованиям для данного двигателя.
Скоростная характеристика топливного насоса позволила определить линейные участки исследуемых показателей топливной аппаратуры для определения коэффициента усиления в заданных диапазонах. В результате испытаний были определены зависимости изменения цикловой подачи топлива от положения дозатора и частоты вращения вала насоса для определения расхода топлива энергетической установки для дальнейших испытаний двигателя при неустановившейся нагрузке.
В качестве критерия эффективности использования МТА для дизельного и газодизельного режима энергетического средства были выбраны показатель погектарного расхода топлива и показатель стоимости топлива на гектар. Для определения этих показателей, согласно рекомендациям [124] используем понятие условное топливо.