Введение к работе
Актуальность проблемы. Основными потребительскими качествами мобильных сельскохозяйственных агрегатов являются производительность, экономичность и надежность. Энергоемкие операции в сельскохозяйственном производстве занимают достаточно большой объем. При их выполнении на машинно-тракторный агрегат (МТА) действует постоянно изменяющаяся нагрузка, колебания которой доходят до 30 - 40 % от величины номинального крюкового усилия. Во время работы двигателя на неустановившихся режимах изменяется характер работы всех его систем, нарушаются термодинамические процессы, существенно снижается средняя частота вращения коленчатого вала, в результате значительно ухудшаются эффективные и экономические показатели работы дизеля. Чтобы в эксплуатации обеспечить стабильность скоростного режима двигатель мобильной машины должен работать с определенным запасом мощности, что в итоге приводит к ее недоиспользованию и снижению производительности МТА. Одним из эффективных способов повышения его производительности и экономичности МТА, является совершенствование системы регулирования топливоподачи путем введения дополнительного регулирующего импульса. Поэтому обоснование и разработка комбинированного способа регулирования топливоподачи по нагрузке и частоте вращения служат резервом в увеличении производительности и экономичности МТА, являются актуальными задачами и имеют важное научное и народно - хозяйственное значение.
Цель работы - повышение эффективности функционирования МТА за счет комбинированного регулирования топливоподачи двигателя по частоте вращения и нагрузке.
Объект исследования - МТА на базе трактора тягового класса 1,4 с двигателем Д-242.
Предмет исследования - закономерности изменения показателей работы двигателя при неустановившейся нагрузке, характерной для эксплуатации МТА.
Положения, выносимые на защиту:
- усовершенствованная математическая модель рабочего процесса трак
торного двигателя;
комбинированный способ регулирования топливоподачи двигателя МТА по частоте вращения и нагрузке;
экспериментальные данные, подтверждающие целесообразность комбинированного регулирования при эксплуатации МТА.
Научная новизна работы:
усовершенствована математическая модель рабочего процесса двигателя МТА в динамических режимах;
сформулированы требования, предъявляемые к способу комбинированного регулирования топливоподачи двигателя МТА по частоте вращения и нагрузке;
разработан датчик по нагрузке для фиксирования изменения сопротивления почвы и обоснована схема модернизированной системы регулирова-
ния топливоподачи;
- получены экспериментальные данные, подтверждающие целесообраз
ность установки подобных устройств при эксплуатации МТА.
Практическую ценность результатов исследования составляют:
усовершенствованная методика расчета динамических характеристик двигателя МТА;
датчик нагрузки, позволяющий определить текущее значение твердости (плотности) почвы во время работы МТА;
апробированный способ улучшения эксплуатационных качеств двигателя МТА.
Реализация работы. Разработки используются в учебном процессе и научных исследованиях кафедр тракторы и автомобили, эксплуатация машинно-тракторного парка ФГОУ ВПО «Ижевская государственная сельскохозяйственная академия», кафедры мобильных энергетических средств ГОУВПО «Мордовский государственный университет им. Н. П. Огарева»; разработки апробированы в ФГУП УОХ «Июльское» Боткинского района Удмуртской Республики.
Апробация работы. Основные положения диссертационной работы докладывались на научно-технических конференциях ФГОУ ВПО «Ижевская государственная сельскохозяйственная академия» (Ижевск, 2003-2010 гг.), научно-технических конференциях ГОУВПО «Мордовский государственный университет им. Н. П. Огарева» (Саранск, 2004-2010 гг.), научно-технических конференциях ФГОУВПО «Казанский государственный аграрный университет» (г. Казань, 2009-2010 гг.).
Публикации. Результаты исследований опубликованы в 9 работах, в том числе в двух изданиях, входящих в перечень ВАК, получено положительное решение о выдаче патента на полезную модель № 2010145375/28(065431) «Прибор для определения влияния твердости почвы на показатели двигателя машинно-тракторного агрегата с беспроводной передачей сигнала».
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав, общих выводов, списка литературы и приложений. Работа изложена на 131 странице компьютерного текста, включает 46 рисунков и 15 таблиц, список литературы содержит 163 наименования.
