Введение к работе
Актуальность темы. Необходимость проведения полевых работ в сжатые агротехнические сроки при дефиците квалифицированных механизаторов на селе предопределяет применение высокопроизводительных агрегатов на базе тракторов повышенного тягового класса (5…8) с эффективной мощностью двигателя 300…500 л.с. и более. Общая масса данных машинно-тракторных агрегатов (МТА) достигает величины 28…33 т, на долю тягово-энергетического средства приходится до 70…80 %. Вследствие этого затраты мощности на передвижение агрегатов очень велики - до 60…80 кВт, что снижает тяговый КПД на малоэнергоемких операциях (боронование, посев и др.) до 0,50…0,55. Кроме того, из-за большого удельного давления движителей (особенно колесных) на почву происходит избыточное ее переуплотнение. Использование таких тракторов в составе агрегатов на ряде операций по энергетическим и агротехническим показателям нерационально.
Анализ средств улучшения тягово-сцепных свойств агрегатов позволил сделать предположение о том, что дифференциация массы тягово-энергетического средства в зависимости от нагрузки на крюке с помощью съемных грузов позволит повысить эффективность работы агрегата.
Работа выполнена в соответствии с межведомственной координационной программой фундаментальных и приоритетных прикладных исследований по научному обеспечению развития агропромышленного комплекса РФ на 2006-2010 гг. (Проблема IX. Научное обеспечение повышения машинно-технологического и энергетического потенциала сельского хозяйства России), одобренной Президиумом РАСХН 16.11.06 и Межведомственным координационным советом по формированию и реализации программы 19.10.06, планом научно-исследовательских работ кафедры «Эксплуатация машинно-тракторного парка» ЧГАА.
Целью исследования является повышение эффективности использования скоростных широкозахватных агрегатов с колесными тракторами высокого тягового класса путем дифференциации их массы.
Исходя из поставленной цели были сформулированы следующие задачи исследования:
1. Установить закономерности изменения энергетических и агротехнических показателей МТА при дифференциации массы полноприводного колесного трактора съемными грузами.
2. Определить рациональное продольное расположение грузов на полноприводном колесном тягово-энергетическом средстве при его работе в составе МТА.
3. Исследовать в полевых условиях энергетические показатели трактора повышенного тягового класса, работающего с различными сельскохозяйственными машинами, при дифференциации его массы с учетом воздействия движителей на почву.
4. Выполнить технико-экономическую оценку дифференциации массы тягово-энергетического средства в составе машинно-тракторных агрегатов, выполняющих технологические операции при возделывании зерновых культур в степной зоне Южного Урала.
Объектом исследования является процесс работы скоростных широкозахватных МТА с колесными тракторами высокого тягового класса.
Предмет исследования: закономерности изменения энергетических и агротехнических показателей агрегатов при дифференциации массы колесного полноприводного трактора повышенного тягового класса.
Научная новизна основных положений, выносимых на защиту:
1. Определена взаимосвязь тягового КПД трактора с удельной силой тяги, учитывающая тип ходовой системы, угол склона местности, агрофон поля.
2. Установлена зависимость коэффициента продольного расположения грузов на тракторе от конструктивных параметров тягово-энергетического средства, нагрузочного режима работы и агрофона, на котором работает агрегат.
3. Определены рациональные значения удельной силы тяги для полноприводного трактора со сдвоенными колесами для степной зоны Южного Урала.
Практическая ценность работы и реализация её результатов
Исследования работы агрегатов с трактором повышенного тягового класса показали, что дифференциация его массы с помощью съемных грузов в зависимости от энергоемкости технологической операции и условий использования позволяет уменьшить удельный расход топлива МТА на 4…18 %, снизить воздействие движителей на почву на 5…11 %.
Результаты исследований могут быть использованы на практике инженерными службами предприятий для определения рациональной массы грузов и их местоположения на тракторе, работающего в составе МТА в растениеводстве, а также научно-исследовательскими и проектно-конструкторскими организациями при разработке конструкции сельскохозяйственных тракторов.
Апробация работы. Основные положения диссертационной работы докладывались на ежегодных международных научно-технических конференциях ЧГАУ (2006-2009 гг.), были представлены на Всероссийских конкурсах на лучшую научную работу (2006, 2008 гг., МГАУ, г. Москва).
Публикации. Основные результаты исследований по теме диссертации опубликованы в 12 научных работах, в том числе в изданиях, рекомендованных ВАК.
Структура и объем диссертации. Диссертация изложена на 164 страницах машинописного текста, содержит 33 таблицы, 45 рисунков, состоит из введения, пяти глав, выводов и рекомендаций, 10 приложений.
Список использованной литературы включает в себя 141 наименование.
