Содержание к диссертации
Введение
1 ПРОБЛЕМА ЭФФЕКТИВНОГО АГРЕГАТИРОВАНИЯ ТРАКТОРОВ ОБЩЕГО НАЗНАЧЕНИЯ В ЗИМНИХ УСЛОВИЯХ 13
1.1 Тенденции и перспективы развития тракторов 13
1.2 Состояние и перспективы тракторооснащенности АПК 25
1.3 Особенности зимней эксплуатации тракторов в АПК Восточной Сибири 28
1.4 Влияние факторов зимней эксплуатации на показатели работы тракторов 3 6
1.4.1 Тягово-сцепные свойства и нагрузочно-скоростные режимы работы тракторов на снежном покрове 36
1.4.2 Температурные режимы и показатели тракторных МТУ 40
1.5 Адаптация тракторов к зимним условиям 45
Выводы и задачи исследования 50
2 КОНЦЕПЦИЯ ЗОНАЛЬНОЙ СИСТЕМЫ РЕСУРСОСБЕРЕЖЕНИЯ МЕХАНИЗАЦИИ ЗИМНИХ РАБОТ 54
2.1 Модели и структура системы ресурсосбережения 54
2.2 Система адаптации параметров и режимов работы МТА 64
2.3 Система оптимизации температурно-динамических свойств МТУ 74 Выводы по второму разделу 81
3 МОДЕЛИ СИСТЕМЫ АДАПТАЦИИ ПАРАМЕТРОВ И РЕЖИМОВ РАБОТЫ ТРАКТОРНЫХ АГРЕГАТОВ К ЗИМНИМ УСЛОВИЯМ 83
3.1 Вероятностная оценка влияния климатических условий на энергетические показатели тракторов 83
3.2 Обоснование эксплуатационных параметров тракторов для зимних условий 93
3.3 Модели и показатели энергосберегающего режима рабочего хода тяговых МТА 99
3.4 Экстремальные значения энергетических показателей трактора с механической трансмиссией 106
3.5 Моделирование энергетических показателей трактора с гидромеханической трансмиссией 116
3.6 Параметры энергосберегающих агрегатов для выполнения зимних работ 124
3.7 Критерии оптимизации температурно-динамических свойств МТУ тракторов 128
3.8 Модели температурно-динамических характеристик агрегатов и систем МТУ 134
3.8.1 Регулирование температуры рабочих сред в агрегатах МТУ 134
3.8.2 Система охлаждения наддувочного воздуха 137
3.8.3 Коробка передач с переключением на ходу 142
3.8.4 Гидродинамическая передача 146 Выводы к третьему разделу 149
4 ЭКСПЛУАТАЦИОННЫЕ ПАРАМЕТРЫ И РЕЖИМЫ РАБОТЫ
ТРАКТОРНЫХ АГРЕГАТОВ В ЗИМНИХ УСЛОВИЯХ 150
4.1 Рациональные параметры и режимы работы тракторов 150
4.2 Потенциальные тяговые характеристики тракторов на снежном покрове 159
4.3 Энергетические и топливные показатели тракторов при моделировании нагрузочно-скоростных режимов работы 167
4.4 Параметры и показатели работы энергосберегающих МТА 178
4.5 Результаты моделирования температурно-динамических характеристик агрегатов трансмиссии 186 Выводы по четвертому разделу 189
5 МЕТОДЫ И ТЕХНИЧЕСКИЕ СРЕДСТВА ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЙ ОЦЕНКИ СИСТЕМЫ АДАПТАЦИИ ТРАКТОРНЫХ АГРЕГАТОВ К ЗИМНИМ УСЛОВИЯМ 191
5.1 Программа экспериментальных исследований 191
5.2 Объекты экспериментальных исследований 196
5.3 Параметрические модели системы адаптации тракторов 199
5.4 Методика лабораторно-стендовых испытаний 205
5.5 Методика полевых и производственных испытаний 214
5.6 Обработка результатов экспериментов и оценка погрешностей измерений 217
6 РЕЗУЛЬТАТЫ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ РАБОТЫ ТРАКТОРНЫХ АГРЕГАТОВ В ЗИМНИХ УСЛОВИЯХ 222
6.1 Тягово-сцепные свойства тракторов на снежном покрове 222
6.2 Показатели энергетических свойств и топливной экономичности силовых агрегатов 227
6.3 Оценка энергетических и топливных показателей агрегатов МТУ
по диапазонам температурного режима 234
6.3.1 Энергетические и топливные показатели дизелей 234
6.3.2 Энергетические показатели и работоспособность КП с ПНХ 239
6.3.3 Характеристики ГТ и выходные показатели силового агрегата 244
6.4 Температурно-динамические свойства МТУ тракторов 248
6.4.1 Параметры температурно-динамических свойств 248
6.4.2 Температурно-динамические характеристики системы ОНВ 251
6.4.3 Температурно-динамические характеристики КП с ПНХ 254
6.4.4 Температурно-динамические характеристики ГТ 258
6.4.5 Оценка температурно-динамические свойств МТУ 261
6.5 Показатели использования агрегатов МТУ в зимних условиях 264
6.6 Тягово-динамические свойства тракторов с ДПМ на снежном покрове 271
6.7 Эксплуатационные показатели МТА на зимних операциях 281
Выводы по шестому разделу 287
7 ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ УРОВЕНЬ И ОЦЕНКА ЭФФЕКТИВНОСТИ АГРЕГАТИРОВАНИЯ ТРАКТОРОВ В ЗИМНИХ УСЛОВИЯХ 290
7.1 Показатели и модели комплексной оценки технологических свойств тракторов 290
7.2 Результаты комплексной оценки технологических свойств тракторов 299
7.3 Комплексный показатель технологического уровня 311
Выводы по седьмому разделу 314
ОБЩИЕ ВЫВОДЫ И РЕКОМЕНДАЦИИ 315
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 320
ПРИЛОЖЕНИЯ 345
- Тенденции и перспективы развития тракторов
- Модели и структура системы ресурсосбережения
- Вероятностная оценка влияния климатических условий на энергетические показатели тракторов
- Рациональные параметры и режимы работы тракторов
- Программа экспериментальных исследований
Введение к работе
Актуальность проблемы. Многооперационные технологические ком
плексы на базе энергонасыщенных тракторов нового поколения представляют
техническое обеспечение высокоинтенсивных технологий производства конку
рентоспособной продукции растениеводства и должны учитывать зональные
природно-климатические условия. *
Характерной особенностью Восточно-Сибирской агроклиматической зоны является большая (4-6 месяцев) продолжительность зимнего периода с устойчивым снежным покровом и низкими температурами окружающей среды (ОС), на который приходится до 35% годового объёма тракторных работ. В этот период на снежной мелиорации и внутрихозяйственных транспортных операциях используется до 30% энергонасыщенных тракторов общего назначения, потенциальные возможности которых, из-за снижения тягово-сцепных свойств, низкого теплового режима моторно-трансмиссионной установки (МТУ) и нерационального комплектования агрегатов, реализуются па 50-80%. Указанное полностью исключает их преимущество перед обычными тракторами и существенно повышает топливные и энергетические затраты.
Поэтому повышение эффективности тракторных агрегатов на зимних работах путем адаптации их результативных признаков к условиям функционирования является актуальной проблемой, имеющей большое народнохозяйственное значение.
Работа выполнена в соответствии с межведомственной координационной программой фундаментальных и приоритетных прикладных исследований по научному обеспечению развития АПК РФ на 2001-2005 гг. (проблема IX, задание 04) и планом НИР Красноярского ГАУ.
Цель работы — повышение эффективности работы тракторных агрегатов в зимних условиях АПК Восточной Сибири для снижения энергетических и материальных затрат.
Объект исследования — процесс взаимодействия показателей рабочего хода тяговых агрегатов с факторами зимней эксплуатации.
Предмет исследования — закономерности формирования и взаимосвязь энергетических и топливно-экономических показателей с природно-производственными условиями при использовании различных тракторов, машин-орудий и режимов их совместного функционирования в АПК Восточной Сибири.
Методы исследования — для решения поставленных задач использовались методы многоуровневого системного анализа, имитационное моделирование, теория вероятностей и математической статистики, активное планирование эксперимента.
Научную новизну работы составляют;
— методология системы ресурсосбережения механизации технологических процессов в зимних условиях АПК Восточной Сибири на основе адаптации эксплуатационных параметров и режимов работы тракторных агрегатов к природно-производственным факторам;
модели многоуровневой системы адаптации эксплуатационных параметров и режимов совместного функционирования тракторов и машин-орудий к условиям региона использования;
математические модели системы прогнозирования и оптимизации параметров температурно-динамических свойств МТУ тракторов на основе адаптации агрегатов к изменяющимся воздействиям внешней среды;
результативные признаки адаптации тракторов общего назначения к обобщенному технологическому процессу зимних условий региона с учетом рациональных тяговых и скоростных диапазонов использования;
обобщенные показатели оценки технологических свойств тракторов с учетом операционных технологий и технического обеспечения зимних механизированных работ;
методы и результаты экспериментальной оценки эффективности многоуровневой системы ресурсосберегающего использования МТЛ в зимних условиях АПК Восточной Сибири.
Практическую значимость представляют:
методы и технические решения по адаптации эксплуатационных параметров и режимов работы тяговых агрегатов на базе колесных и гусеничных тракторов общего назначения к зимним условиям Восточной Сибири;
рекомендации и технические решения по оптимизации параметров температурно-динамических свойств МТУ тракторов при использовании в зимний период;
рекомендации по техническому обеспечению технологий зимних механизированных работ;
методика расчета комплексного показателя оценки технологического уровня серийных и перспективных тракторов общего назначения с учетом их адаптации к факторам зимней эксплуатации региона использования.
Реализация результатов
Теоретические разработки системы адаптации эксплуатацибшЕьгх параметров тракторов общего назначения реализуются ОАО «Агромашхолдинг» и ЗАО «Завод спецмашин» при совершенствовании моторно-трансмиссионных установок серийных и перспективных моделей мобильных энергетических средств. Рекомендации по рациональному агрегатированию энергонасыщенных тракторов в зимний период используются агентством по сельскому хозяйству администрации Красноярского края и МСХ Республики Тыва при разработке ресурсосберегающих технологий и в системе повьппения квалификащш ИТР АПК, а также внедрены в ряде с.-х. организаций.
Методики системной адаптации и оценки технологического уровня с.-х. тракторов применительно к условиям региона эксплуатации используются в учебном процессе КрасГАУ и изложены в трех учебных пособиях с грифами Министерства с.х. РФ и СибРУМЦ.
Автор защищает:
методологию и модели системы ресурсосбережения механизации технологических процессов на основе адаптации эксплуатационных параметров и режимов работы МТА к условиям АПК Восточной Сибири;
многоуровневую систему адаптации эксплуатационных параметров и режимов работы тяговых агрегатов к зимним условиям региона;
вероятностно-статистические и имитационные модели мобильного агрегата как элемента системы «внешняя среда—МТА—трактор—МТУ»;
обобщенные закономерности изменения топливно-энергетических параметров тракторов и эксплуатационных показателей тяговых агрегатов от факторов зимней эксплуатации;
— теорию и методику оптимизации параметров температурно-
динамических свойств МТУ с учетом их характеристик и изменчивости при-
родно-производственных условий агрегатирования тракторов;
результаты вероятностно-статистической оценки эксплуатационных показателей тяговых агрегатов в обобщенных зимних условиях региона;
результаты оценки технологического уровня тракторов общего назначения с учетом их адаптации к зимним условиям АПК Восточной Сибири.
Апробация работы
Основные положения диссертации докладывались и обсуждались на международных, всероссийских и региональных научно-технических конференциях, совещаниях и семинарах в Красноярском ГАУ (КСХИ) (1985-2005 гг.), Красноярском ГТУ (1993-2005 гг.), Санкт-Петербургском ГАУ (ЛСХИ) (1986 -1989 гг., 1997, 2005 гг.), Челябинском филиале НАТИ (1988 г.), Московском ГАУ (1994, 1999 гг.), ОАО «Агромашхолдинг», Красноярск (2004-2005 гг.), ОАО «Алтрак», г. Рубцовск (1986 г.).
Личный вклад
Основные научные результаты и положения, изложенные в диссертации, постановка задач, методология их решения, структурные, структурно-логические и функциональные схемы решения проблемы, математические модели исследований, принципы их анализа и синтеза разработаны и получены автором самостоятельно.
Публикации
По теме диссертации опубликовано 80 работ, из них 1 монография, 3 учебных пособия, 6 авторских свидетельств и патентов на изобретения, 16 статей в изданиях, рекомендованных ВАК для публикации материалов докторских диссертаций.
Структура и объем работы
Диссертация состоит из введения, семи разделов, общих выводов, списка использованной литературы и приложений. Работа изложена на 344 страницах основного текста, включающего 108 рисунков, 33 таблицы, список литературы из 225 наименований. Приложения составляют 43 страницы.
Тенденции и перспективы развития тракторов
Сельскохозяйственные тракторы как мобильные энергетические средства (МЭС) являются составной частью машинно-тракторного агрегата (МТА), предназначенной для перемещения сельхозмашин и привода их рабочих органов, поэтому их технологические свойства должны рассматриваться только в составе МТА. Специфика и ограниченные сроки выполнения технологических операций предъявляют повышенные требования к таким эксплуатационным качествам МТА, как производительность, топливные, энергетические и трудовые затраты на выполнение механизированных работ.
Рассматривая тенденции, резервы и проблемы развития и использования с.-х. тракторов с точки зрения улучшения их эксплуатационных качеств можно отметить два направления [92, 178]: интенсивное развитие параметров - кратное увеличение тяговой мощности и мощности, снимаемой с ВОМ трактора; экстенсивное - модернизация механизмов и систем, позволяющая увеличить степень использования установленной мощности двигателя в полезную работу.
Первое направление характеризуется энергонасыщением тракторов за счет повышения эксплуатационной мощности двигателя и призвано кратно увеличить рабочую скорость и соответственно производительность МТА. Второе направление предусматривает изыскание резервов повышения качества преобразования энергии сжигаемого топлива в полезную работу трактора за счет повышения степени использования потенциальных возможностей мотор-но-трансмиссионной установки (МТУ) и ходовой системы и призвано, без ухудшения управляемости, устойчивости и проходимости, повысить производительность, а главное - снизить удельные энергозатраты на выполнение технологических операций.
Проведенный ретроспективный анализ развития с.-х. тракторов отечественного и зарубежного производства за последние пятьдесят лет показал, что повышение энергонасыщенности и степени использования эксплуатационной мощности двигателей является определяющим в тенденции их совершенствования как мобильных энергетических средств и приоритетным направлением деятельности всех тракторостроительных заводов.
Начиная с 1950-х годов, энергонасыщенность тракторов, определяемая соотношением эксплуатационной мощности двигателя Ne3 и массы трактора тэ, непрерывно повышалась. Эта тенденция была обусловлена стремлением повысить производительность МТА за счет роста рабочей скорости [89]. Однако с ростом энергонасыщенности возникло явление «убывающей эффективности», заключающееся в том, что повышение производительности МТА отстаёт от прироста мощности тракторного двигателя. По мере увеличения мощности двигателя разница в приросте мощности и производительности возрастает.
За последние 40-50 лет энергонасыщенность отечественных гусеничных тракторов общего назначения возросла в 2,2 (рисунок 1.1), а колесных в 1,3 (рисунок 1.2) раза и достигла уровня 15,5-16,5 кВт/т, при котором наметилась тенденция к стабилизации и даже снижению ее до 13,5-14,5 кВт/т. При такой энергонасыщенности определяющим для роста производительности МТА стало не столько ее повышение, сколько максимальное использование потенциальных возможностей за счет универсальности и расширения функциональных качеств, улучшающих приспособленность трактора к выполнению технологических операций. Повышение универсальности выражается в применении гидромеханических и механических с переключением на ходу трансмиссий (ГМТ, МТ с ПНХ), улучшении тягово-сцепных свойств, расширении функций гидропривода и номенклатуры рабочего и вспомогательного оборудования.
Однако основной причиной возникшей тенденции стабилизации энергонасыщенности сельскохозяйственных тракторов стало достижение рабочими скоростями МТА на основных операциях технологического предела. Первый этап, предусматривающий повышение рабочих скоростей отечественных тракторов до 1,67-2,50 м/с (6-9 км/ч), завершился в 1960-х годах и не затронул конструкцию рабочих органов и орудий. Дальнейшее повышение рабочих скоро стей до 2,50-4,17 м/с (9-15 км/ч) привело в 1970-1980 гг. к созданию поколения энергонасыщенных (15-16 кВт/т) тракторов Т-150, ДТ-175С и К-701. Однако реализация их потенциальных возможностей на запланированных скоростях стала большой проблемой. Опыт показал, что интервал повышенных рабочих скоростей 2,7-4,2 м/с, установленный в агротехнических требованиях к скоростным тракторам, экономически не обоснован [32]. У этих тракторов максимальный тяговый КПД соответствует указанному интервалу скоростей, однако выполнение энергоемких операций на скоростях более 2,5 м/с оказалось экономически не выгодным вследствие возрастания тягового усилия и соответственно перерасхода топлива.
Модели и структура системы ресурсосбережения
Основными эксплуатационными параметрами мобильных с.-х. агрегатов являются эксплуатационные мощность и масса энергомашины, определяющие ее энергонасыщенность, ширина захвата орудия или грузоподъемность прицепа и рабочая скорость. От них в наибольшей степени зависят основные технико-экономические показатели: производительность, эксплуатационные, топливные и энергетические затраты. Совокупность правил управления с целью улучшения эксплуатационных показателей агрегата определяет режим его работы. Оптимальные параметры и режимы работы МТА обеспечивают достижение экстремальных (наилучших) значений эксплуатационных показателей.
Главная и конечная цель адаптации энергонасыщенных тракторов и мобильных агрегатов на их базе к зимним условиям функционирования - обеспечение минимального расхода используемых ресурсов на единицу выполненной работы при высокой производительности и требуемом качестве технологического процесса. Выполненный анализ ранее полученных результатов оптимизации параметров и режимов работы МТА свидетельствует, что комплексное решение задачи ресурсосбережения на базе какой-либо математической модели с единым критерием оптимальности весьма затруднительно [6, 56].
Особенностью функционирования мобильных агрегатов в зимний период является вероятностно-статистический характер внешних воздействий, окружающей среды, обусловленный многочисленными переменными факторами, непрерывно изменяющимися во времени. Прежде всего к ним относятся неровности поверхности снежной целины и макрорельеф зимних дорог, изменение физико-механических свойств снежного покрова и погодных условий, колебания скоростного и нагрузочного режимов агрегатируемых машин.
Наблюдаемые входные внешние воздействия Ft (t), представляющие случайные процессы и величины, оказывают влияние на режимы и показатели работы МТУ и трактора в целом, формируя через это влияние выходные переменные величины Yt(t), определяющие функционирование МТА в зимних условиях. При случайном характере внешних и управляющих Ut(t) воздействий, установленных конструкционно-технологических параметрах Zt(t) энергетического средства и с.-х. машины, выходные функциональные показатели МТА целесообразно рассматривать в виде случайных процессов или случайных последовательностей [3] в соответствии с номенклатурой, определяемой нормативно-технической документацией.
При обосновании оптимальных параметров и режимов работы МТА в процессе выполнения зимних механизированных работ необходимо получить вероятностно-статистические оценки энергетических и технико-экономических показателей yt, для чего применяется метод функций случайных аргументов [6, 160, 195, 196]. Процессы выбора ресурсосберегающих операционных технологий механизированных работ, оптимизация параметров и режимов работы МТУ, тракторов и МТА при выполнении рабочего хода рассматриваются как реакция сложной многопараметрической динамической системы на внешние возмущающие воздействия, осуществляющей преобразование по типу «вход выход» (рисунок 2.1).
В качестве входной переменной на систему воздействует векторная функция, включающая основные группы разных по природе и характеру воздействия векторов, определяющих условия работы элементов и системы в целом. Среди основных групп векторов внешних воздействий следует выделить: совокупность Fj -В альтернативных вариантов ресурсосберегающих технологий T,nj(0 и средств их технического обеспечения 77гс для основных объёмов YV3i механизированных работ; параметры и физико-механические свойства снежного покрова Fu; погодные условия Fm; макрорельеф снежных дорог и поверхности снежной целины Fl.
Вероятностная оценка влияния климатических условий на энергетические показатели тракторов
Анализ погодных условий в период отрицательных среднемесячных температур (ноябрь-март) на характерных для агроклиматической зоны территориях [170] показал, что изменение среднесуточной температуры подчиняется нормальному закону распределения (рисунок 3.1).
При вероятностно-статистических оценках энергетических параметров для обобщенных зимних условий региона эксплуатации использовался метод функции случайных аргументов. Входная tm и выходные Ne3,GTH,?jTp переменные величины связаны детерминированными функциональными зависимостями Ne3,Gm,r}T -f(t0J), полученными при стендовых и полевых испытаниях тракторов.
Входная переменная (аргумент) ta3 учитывает совместное влияние температуры и действительной скорости обдува агрегатов МТУ на их энергетические показатели [144] и подчиняется нормальному закону распределения. Для анализа, наряду с t03, при моделировании использовалась абсолютная эквивалентная температура воздуха Т03 = t03 + 273. Тогда - тт-т„р p(TJ = -±=e , (3.3) где р(Т07) - плотность распределения вероятностей аргумента; Тю и тТо - соответственно среднее значение и стандарт аргумента.
При вероятностном характере аргумента выходные параметры представляют случайные величины, оценочные показатели которых определяются по формулам: математическое ожидание у = jf(T03) p(TM)dTm; дисперсия D(y)= \\f(Tm)-yfg (Tm)dTm\ стандарт (ry=[D(y)f s и коэффициент вариации.
Влияние распределения Тоэ на энергетические параметры трактора оценивается коэффициентом адаптации Л- = у/уорГ
Количественные характеристики адаптации агрегатов МТУ и трактора в целом определяются свойствами выполнять заданные функции, сохраняя значения установленных параметров в допустимых пределах. Их определение производится на основе обстоятельного анализа экспериментальных значений выходных показателей элементов системы с учетом характера погодных условий и режимов функционирования. При формализации задачи средствами математического анализа требуется обеспечить адекватное отражение полученных закономерностей моделями f(Tor ) с высокой коммуникабельностью относительно рассматриваемых связей, что обусловлено необходимостью учета функциональной структуры элементов и динамической системы относительно выходных параметров.
Энергетические параметры, расход топлива, затраты на единицу работы МТА могут быть представлены в виде суммы аналогичных выходных показателей элементов системы. Выходной параметр при этом не может быть при любых Тоъ меньше некоторого оптимального (наименьшего) значения уор1.
class4 ЭКСПЛУАТАЦИОННЫЕ ПАРАМЕТРЫ И РЕЖИМЫ РАБОТЫ
ТРАКТОРНЫХ АГРЕГАТОВ В ЗИМНИХ УСЛОВИЯХ class4
Рациональные параметры и режимы работы тракторов
Результатами моделирования тягово-скоростных показателей тракторов с установленными и адаптированными уровнями энергонасыщенности, при высокой сходимости рассчитанных по моделям (3.45) и (3.48) значений параметров, определены оптимальные и потенциально допустимые режимы рабочего хода на снежных дорогах различных групп (таблицы Д.1-Д.З).
Оптимальные значения рабочих скоростей трактора ДТ-175С с Э0/,(=12,45 кВт/т на дорогах 1-й группы в режимах МТ и ГМТ составляют 2,40 и 2,28 м/с при минимальных, ограниченных буксованием отах=\5% скоростях 1,94 и 1,71 м/с соответственно (рисунок 4.8,а). Однако на снежной целине толщиной более 0,20 м, из-за существенного снижения тягово-сцепных свойств, оптимальные рабочие скорости трактора обеспечиваются при 8 t Smax. Так, на дорогах 4-й группы значения V t трактора в режимах МТ и ГМТ достигают 2,08 и 1,98 м/с при =19-21% и Vmin-2,2% и 2,08 м/с. Поэтому на дорогах 3-й и 4-й групп величина Smax ограничивает потенциально допустимые скоростные V Vmm и нагрузочные РКтах Р режимы работы. Передаточное число трансмиссии iTPopt на дорогах установленных групп изменяется от 16,5 до 15,3 в режиме ГМТ и от 21,4 до 19,5 в режиме МТ. Применительно к трактору ДТ-175С указанные значения iTP позволили выбрать в качестве основных рабочих Пг (МТ) и 1р (ГМТ) передачи с передаточными числами 21,2 и 16,1.
Программа экспериментальных исследований
Цель исследований. Подтверждение и оценка основных положений системы повышения эффективности агрегатирования тракторов общего назначения в зимних условиях АПК Восточно-Сибирского региона.
Задачи исследований:
1) проверка теоретических положений и моделей системы адаптации эксплуатационных параметров и режимов агрегатирования тракторов общего назначения к зимним условиям АПК Восточно-Сибирского региона;
2) выявление закономерностей и структуры взаимосвязей элементов многомерной системы взаимодействий «ОС-МТА-трактор-МТУ»;
3) установление рациональных приемов выполнения зимних работ, параметров и режимов функционирования МТА их обеспечивающих;
4) обоснование и оценка эффективности методов и технических средств повышения технологического уровня тракторов в зимних условиях.
В соответствии с целью и задачами экспериментальные исследования являются основной составляющей комплексной системы адаптации МЭС к условиям региона эксплуатации (рисунок 1.16).
Для подтверждения и оценки достоверности основных теоретических положений системы адаптации эксплуатационных параметров и режимов агрегатирования тракторов общего назначения к природно-производственным условиям региона разработана структурно-логическая схема (рисунок 5.1), включающая в иерархической последовательности три основных этапа экспериментальных исследований эффективности адаптации МЭС к зимним условиям, базирующихся на широком и системном анализе результатов предварительных и ранее выполненных исследований.
Первый этап характеризует получение банка исходной информации для оценки параметров и воздействий ОС на технологии и техническое обеспечение зимних механизированных работ. К ней относятся: характеристика снежного покрова, определяемая его толщиной и механическими свойствами; погодные условия, характеризующие распределение среднесуточных температур окружающего воздуха и скорости ветра в зимний период. Совместное воздействие параметров снежного покрова и погодных условий определяет, с учетом направлений хозяйственной деятельности предприятия и зональной системы технического обеспечения, тягово-сцепные и температурно-динамические свойства энергетических средств, которые являются основными при определении ресурсосберегающих режимов рабочего хода тяговых МТА. Многокритериальная оценка тягово-сцепных свойств характеризуется зависимостями f,S = f(PKP/G3,Н(р),V). Температурно-динамические свойства агрегатов
МТУ в данном случае целесообразно оценивать моделью (2.11).
На данном этапе экспериментальных исследований в основу положены статистические оценки измерителей тягово-сцепных {(ртгУк,/) и температурно-динамических (AtHJ) свойств МЭС, а также удельных сопротивлений машин-орудий (Kv,fn), полученные по результатам спланированных многофакторных лабораторно-полевых и производственных испытаний с учетом установленных ранее закономерностей и взаимосвязей. Выходными параметрами являются уточненные статистические характеристики внешних воздействий (pmm,f,Kv,fn, t0j, формирующие ресурсосберегающие принципы функционирования МЭС в составе тяговых МТА.
На втором этапе предусматривалась экспериментальная оценка и реализация моделей системы адаптации параметров и режимов агрегатирования МЭС при моделировании конкретных и обобщенных факторов внешних воздействий. В основу положены: формирование теоретически обоснованных параметров и характеристик агрегатов МТУ; обоснование рациональных диапазонов автоматического и непрерывного регулирования тяговой нагрузки и скорости движения трактора. Полученные результаты являются основой для уточнения теоретически установленных экстремальных режимов работы МЭС, формирования энергосберегающих по составу и режимам рабочего хода МТА.
