Введение к работе
Актуальность темы. В соответствии с современными тенденциями развития мобильных средств механизации сельскохозяйственного производства важное значение приобретают вопросы, связанные с повышением эффективности использования энергонасыщенных тракторов, оборудованных двигателями с газотурбинным наддувом. Отличительной особенностью условий их функционирования является ярко выраженный переменный характер тягового сопротивления, что приводит не только к недоиспользованию мощности и ухудшению топливной экономичности энергетических средств, но и в ряде случаев чрезмерному ухудшению качества протекания рабочего процесса, сопровождаемого повышением теплонапряженности деталей двигателя, ухудшением его экологических характеристик. Применение на тракторах «эластичных» механических трансмиссий с гидроподжимными муфтами не решает полностью проблемы эффективного использования высокофорсированных дизелей. В этой связи поиск решений, обеспечивающих высокоэффективное их функционирование является актуальной проблемой.
Работа выполнена на кафедре мобильных энергетических средств института механики и энергетики Мордовского госуниверситета имени Н.П. Огарева по госбюджетной теме: «Научное обоснование и моделирование оптимальных эксплуатационных режимов работы МТА». Данная тема определена региональной межведомственной программой: «Повышение продуктивности сельского хозяйства в Нечерноземной зоне РСФСР в 1986-1990 гг. и на период 2000 года (программа «Агрокомплекс»)», утвержденной совместным приказом Минвуза РСФСР, Госагропрома РСФСР № 32-ШЛ76 от 12-13.03.87 г.
Цель исследования. Улучшение эксплуатационных характеристик форсированного тракторного дизеля за счет ограничения его теплонапряженности при работе с неустановившейся нагрузкой.
Объект исследования. Закономерности формирования эксплуатационных характеристик тракторного двигателя с газотурбинным наддувом в составе МТА.
Предмет исследований - математическая модель, устанавливающая закономерности взаимосвязей показателей функционирования форсированного тракторного двигателя в составе МТА.
Методика исследования. При проведении теоретических исследований применялись положения теории автоматического регулирования, статистической динамики, многомерной аппроксимации данных эксперимента и итерационных вычислений с применением ЭВМ. Для получения исходной информации и определения экономической эффективности применялись методики,
основанные на ГОСТах, а именно методика стендовых испытаний тракторных и комбайновых двигателей, методика тяговых испытаний тракторов, методика эксплуатационно-технологической оценки сельскохозяйственной техники и др.
Научная новизна. Разработана математическая модель, устанавливающая взаимосвязь выходных показателей работы форсированного тракторного дизеля с эксплуатационными характеристиками качества протекания рабочего процесса по теплонапряженности. Получен закон топливоподачи дизеля с тур-бонаддувом, ограничивающий предельное ухудшение качества протекания рабочего процесса при неустановившейся нагрузке. Для условий неустановившегося режима эксплуатации дизеля СМД-62 обоснована целесообразность однорежимно-всережииного регулирования топливоподачи, разработана принципиальная схема автоматического устройства, изготовлен и опробирован опытный образец регулятора.
Практическая значимость:
метод определения предельных условий эксплуатации энергонасыщенного МТА по критерию обеспечения качественного протекания рабочего процесса;
рекомендации по совершенствованию регулятора дизеля СМД-62, позволяющие в эксплуатации устранить забросы топливоподачи при резком падении частоты вращения двигателя, уменьшить дымность выхлопа, снизить температуру газов на выпуске, улучшить топливно-экономические показатели МТА.
На защиту выносятся:
математическая модель, позволяющая устанавливать взаимосвязь выходных показателей работы тракторного двигателя с эксплуатационными характеристиками рабочего процесса по теплонапряженности;
дополнительные критерии эффективности функционирования форсированного двигателя в составе МТА: коэффициент избытка воздуха, тепло-напряженность, динамический коэффициент загрузки, время работы двигателя на корректоре и регуляторе;
рекомендации по улучшению эксплуатационных показателей двигателя с газотурбинным наддувом в составе МТА.
Реализация исследований.
Методика назначения предельных режимов нагружения энергонасыщенных МТА по характеру динамических взаимосвязей показателей работы двигателя внедрена в ОПХ «Ялга» Октябрьского района г.Саранска.
Методика определения расхода топлива и скоростного режима ТКР внедрены в Агрофирме «Норов» Кочкуровского района РМ.
Рекомендации по совершенствованию регулирования топливоподачи в динамических режимах приняты к использованию в Лямбирском РТП РМ.
Апробация. Основные положения диссертации доложены, обсуждены и одобрены на Огаревскнх чтениях Мордовского госуниверситета имени Н.П.Огарева 1992-1999 гг. и на Всероссийской научно-технической конференции 1999 г. в г. Рузаевка.
Публикации. По результатам исследований опубликовано 8 статей.
Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, пяти разделов, основных выводов, библиографии и приложения. Изложена на 143 страницах.
