Введение к работе
Актуальность темы. В современных экономических условиях перед сельскохозяйственными предприятиями стоят задачи производства высококачественной продукции и снижения ее себестоимости. В структуре производственных затрат значительную долю (25%...30%) занимают затраты на топливо, которые возрастают при вьшолнении энергоемких процессов почвообработки. Снижение этих затрат требует повышения эффективности использования имеющихся в сельскохозяйственных предприятиях средств механизации.
В настоящее время перспективным направлением повышения эффективности технологических процессов и снижения себестоимости сельскохозяйственной продукции является применение альтернативных видов топлива, таких, как компримированный природный газ (КПГ). При этом переоборудование универсальных энергосредств связано с адаптацией системы регулирования подачи топлив для работы двигателя в газодизельном режиме.
Наиболее энергоемкие технологические процессы почвообработки выполняются энергонасыщенными тракторами, значительную часть которых составляют модели К-700А, К-701, К-744. Поэтому работы, направленные на повышение эффективности использования почвообрабатывающих агрегатов с газодизельными тракторами этих моделей, представляют практический интерес и являются актуальными.
Цель исследования - повышение эффективности использования машинно-тракторных агрегатов (МТА) с газодизельными энергосредствами на операциях обработки почвы совершенствованием системы регулирования подачи топлив.
Объект исследования - технологические процессы обработки почвы МТА с газодизельными тракторами и система регулирования подачи топлив.
Предмет исследования - эксплуатационные параметры почвообрабатывающих агрегатов с газодизельными тракторами и закономерности регулирования смеси в системе подачи топлив двигателя.
Методика исследований предусматривает использование методов математического анализа и системного подхода, обеспечивающих аналитическое описание эффективного использования МТА при вьшолнении технологических процессов газодгоельньши тракторами, применение стандартных методик стендовых и эксплуатационных испытаний на современном оборудовании, а также методов планирования
многофакторного эксперимента и математической статистики для обработки полученных результатов.
Научная новизна. Предложена аналитическая зависимость повышения эффективности использования МТА путем снижения затрат и расхода топлива при выполнении технологических процессов газодизельными тракторами.
Получены математические модели регулирования подачи газа и дизельного топлива для двигателя ЯМЗ-240Б, устанавливающие взаимосвязь между крутящим моментом и режимными точками изменения теплотворности смеси для газодизельного режима.
Разработана автоматическая газодизельная система, которая выполняет заданные закономерности подачи топлив и обеспечивает повышение ресурсосбережения МТА при выполнении технологических процессов газодизельными тракторами. Новизна предложенного технического решения подтверждена патентами на изобретение № 2308604, № 2362026 и патентом на полезную модель № 55881.
Практическая значимость работы. Предложенный способ повышения эффективности использования МТА при выполнении технологических процессов газодизельными тракторами может быть использован для дальнейшего совершенствования битопливных систем, работающих на альтернативных видах топлива.
Полученные аналитические зависимости и методика расчета позволяют сформировать закономерности регулирования топливоподачи при разработке новых конструкций газодизельных систем для других моделей двигателей.
Предложенные технические решения обеспечивают снижение удельного расхода топлива двигателя в газодизельном режиме и позволяют получить экономию дизельного топлива при выполнении энергоемких операций обработки почвы до 64 %.
На защиту выносятся следующие положения:
аналитическая зависимость повышения эффективности использования МТА, учитывающая влияние закономерностей регулирования подачи топлив в режимных точках работы двигателя, при выполнении технологических операций газодизельными тракторами;
математические модели регулирования подачи газа и дизельного топлива в битопливной системе газодизельного трактора;
перспективная конструкция автоматической газодизельной системы с общим всережимным регулятором и регулятором подачи газа непрямого действия;
результаты экспериментальных исследований параметров работы двигателя ЯМЗ-240Б в газодизельном режиме;
результаты эксплуатационно-технологических испытаний МТА с газодизельным трактором К-701 при выполнении технологических процессов почвообработки.
Апробация работы. Основные результаты исследований изложены на Международной научно-практической конференции «Актуальные проблемы научно-технического прогресса в АПК» СтГАУ (Ставрополь, 2006); научно-практической конференции «ООО «Кав-казтрансгаз» как полигон внедрения и освоения научно-технических достижений в газовой отрасли» (Невинномысское ЛГГУМГ, 2006). Газодизельный трактор К-701 с предложенной конструкцией газодизельной системы был представлен в составе комплекса выставочных образцов техники ОАО «Кочубеевский ремонтный завод»: на международной выставке сельскохозяйственной техники «Золотая нива -2006», (г. Усть-Лабинск, Краснодарского края): на 11-й Ставропольской краевой сельскохозяйственной выставке «День урожая - 2009» (г. Михайловск).
Реализация результатов исследования. По результатам выполненных исследований на ОАО «Кочубеевский ремонтный завод» переоборудован газодизельный трактор К-701, на котором установлена разработанная система регулирования подачи топлив. Опытный трактор успешно прошел государственные приемочные испытания в ФГУ «Кубанская МИС», по результатам которых МИС рекомендовано переоборудование опытной партии К-701 с этой конструкцией газодизельной системы.
На основе полученных закономерностей регулирования подачи топлив газодизельная система, разработанная для трактора К-701, адаптирована для трактора МТЗ-82, который эксплуатируется в «Невинно-мысеком ЛПУМГ» ОАО «Газпром-трансгаз - Ставрополь».
Публикации результатов исследовании. По материалам диссертационной работы опубликовано 10 печатных работ, в их числе 4 публикации в изданиях, рекомендованных ВАК Министерства образования и науки РФ, 1 монография, 1 патент на полезную модель, 2 патента на изобретения. Общий объем публикаций составляет 9,23 условных печатных листов.
Структура н объем диссертации. Диссертационная работа состоит из введения, пяти глав, общих выводов, списка литературы, включающего 112 наименований, из которых 18 на иностранных языках, и приложений. Работа изложена на 135 страницах машинописного текста, содержит 41 рисунок и 10 таблиц.
