Введение к работе
Актульность темы. Самой энергоемкой отраслью в агропромышленном комплексе является растениеводство (на нее приходится около 80 топливно-энергетических ресурсов). При этом полевые работы составляют более 60% в общем комплексе работ. В то же время 60% выпускаемых тракторов не соответствуют мировому уровню, срок их службы в 1,5 раза ниже зарубежных. Затраты на техническое обслуживание (ТО) и ремонт тракторов составляют 40 от общих затрат на обслуживание всей с.-х. техники.
При выполнении энергоемких полевых работ машинно-тракторные агрегаты (МТА) работают не в оптимальных энергетических режимах, что приводит к увеличению расхода топлива на 6-18 и снижению производительности агрегата на 8-20$.
Повышение эффективности использования МТА (прежде всего производительности и топливной экономичности) связано, в основном, с поддержанием его важне^их показателей работоспособности и оптимяльных энергетических режимов. Оно зависит в значительное степени от совершенства службы технического сервиса при ТО и ремонте, от применения оперативных методов и технических средств.
Сущность научно'? проблемы заключается в том, чтобы комплексно использовать технические резервы повышения эффективности применения МТА: постоянно обеспечивать работоспособное состояние техники, оптимизировать энергетические режимы работы МТА, осуществлять качественную настройку и регулировку с.-х. машин и от/ли', увеличивать рабочее время смены с учетом ограничений, накладываемы*- на материальные, трудовые и стоимостные затраты.
Цель исследования: повышение эффективности использования машинно-тракторных агрегатов на основе оперативного контроля'и управления их важнейшими функциональными энергетическими и временными показателями.
Объект исследования: процессы оперативного контроля основных функциональных показателей работоспособности ДВС, трактора и МТА, тягового сопротивления СХМ, фактической наработки и производительности КТА, процессы оперативного управления энергетическими режимами работы МТА.
Научная новизна исследования состоит в совокупности научных положений, определяющих технические аспекты создания систем
оперативного контроля и управления, повышающих эффективность использования МТА (систем оперативного автоматизированного управления технологическими процессами диагностирования - САУ ТГЩ и систем оперативного автоматизированного контроля основных показателей работоспособности и управления энергетическими режимами - САКУР). Суть их в том, что разработано математическое описание объекта оперативного автоматизированного управления (ОАУ)-ДЗС, в том числе с газотурбонаддувом, в составе МТА, учитывающее одновременность воздействия факторов, внутрицикловую неравномерность его работы и характеризующее связь быстропротекающих физических процессов с состоянием объекта и изменением его структурных параметров; уточнены известные и получены новые закономерности, устанавливающие связь информативных признаков сигналов с изменением технического состояния основных систем, узлов и элементов ДВС и трактора (в том числе с гидравлической трансмиссией), тягового сопротивления СХМ, энергетических режимов, фактическо1'1 наработки и производительности МТА в тестовых pe^KHMav иеггытани* и при эксплуатации; создано информационное описание САУ ТДГ, и САКУР, определяющее информационные параметры сигналов, характеризующих ОАУ, и канала передачи информации от объекта к системе ее извлечения, а также принципы оптимизации и требования к структуре технических средств при извлечении информации; создано техническое (включая алгоритмическое, программное и метрологическое) обоспочзние САУ ТПД,и САКУР; обоснованы стадии разработки и показатели назначения (структура, показатели качества, функциональные, технические и конструктивные требования), получены зависимости для расчета методических погрешностей измерени4 быстропротекающих процессов ДВС, трактора и МТА.
Практическая значимость и реализация исследования.
Разработанные уточненные модели динамики ДЗС в составе МТА позволяют заранее на стадии -проектирования имитировать состояние и режимы ОАУ, выявить информативные признаки сигналов. Полученные зависимости сигналов от состояния ОАУ способствуют созданию технических средств и методов испытаний, значительно повышающих эффективность определения работоспособности ОАУ и управления энергетическими режимами. Разработанное информационное обеспечение систем повышения эффективности использования МТА (СА" ТПД и САКУР) определяет направление эффективной обработки сигналов и выбора оптимальной структуры систем извлечения
информации об ОАУ, а предложенное техническое обеспечение позволяет сформулировать исходные требования к проектированию технических средств, в том числе к их алгоритмическому, программному и метрологическому обеспечению.
Новизна результатов исследования подтверждается полученными авторскими свидетельствами на изобретение (16 способов и 16 устройстве, разработанными электронными приборами, информационно-измерительными диагностическими и контрольно-управляющими системами на базе микропроцессорной техники и микроЭВМ, не имеющими аналогов (общей численностью 18), прошедшими различные стадии апробации и внедрения в производство, приборы ИМД-Ц (ИЦД-ІДО) и система КИ-І3950 кроме того поставлены на серийное производство, проводится ОКР по замене их более совершенными средствами.
Разработанные методики выполнения измерений (МВИ) при определении мощности и расхода топлива ДВС на переходных режимах переданы в ведомственную головную организацию: методика расчета погрешностей и обоснования параметров измерителей мощности, а также аттестат МВИ и отчет о метрологической аттестации утверждены головно*» организацией по метрологии - ВНИИМС (без них был бн невозможен серийный выпуск измерителей типа ИМД-Ц). Разработанные алгоритмы включены в САУ ТДЦ "Ускорение", "Ускорение Ц", "Разгон", "Энергия", в САУП, а также внедрены в серийно выпускаемом машинотестере КИ-І3950. Технологии диагностирования с применением приборов ИМД-ЦП, ПКПБ-І (ПКПБ-2) одобрены НТС ГКСХТ РОЗСР и рекомендованы к широкой хозяйственной проверке, с применением систем "Ускорение" и "Разгон" - на НТС Новосибирского облягропрома, а технология с применением КИ-І3950 передана в ГОСНИТИ и Киевское ГЮ "Точэлектроприбор".
Аппсбация работы. Материалы исследований в период с 1981 по 1990 гг. докладывались на научных конференциях СибШЭ, ГОСНИТИ, ЛСХИ, Иркутского СХИ, ВНИИГТГИМЭСХ, на НТС NCX РСФСР, ГКСХТ Р05СР, Новосибирского облагропрома и ГКСХТ, на региональных, республиканских и всесоюзных научно-практических конференциях и семинарах по проблемам технического обслуживания МТП, использования ГШ, испытаний с.-х. техники, автоматизации, электронизации, метрологическому обеспечению и стандартизации в условиях агропромышленного комплекса.
Публикация результатов исследования. Основное содержание диссертации опубликовано в 73 печатных работах.
Об%ем и структура работы. Диссертация излот.ена на 319 стр. машинописного текста, а тате содержит 154 рисунка, 13 таблиц, список литературы, включающий 430 наименований, приложение на 119 страницах. Диссертация состоит из введения, шести глав, общих выводов и приложений.
