Введение к работе
Актуальность проблемы. Сельскохозяйственное производство характеризуется многообразием технологических операций с различной энергоемкостью, которые выполняются энергонасыщенными тракторами. Наиболее энергоемкие работы проводятся в летний период и составляют 30...35^ от годового объема. Зимний период эксплуатации характеризуется снижением степени загрузки двигателя и теплового состояния моторно-трансмисси-онной установки (МТУ), повышением затрат, связанных с поддер-каиием ее готовности к работе в межсменный период.
Работа на неоптимальных режимах, которые наиболее характерны в период низких температур окружающей среды (ОС), приводит к увеличение расхода топлива в 1,5- 2 рааа и снижению производительности до 30%.
Поэтому повышение эффективности сельскохозяйственного производства невозможно без высокопроизводительных, надежных и экономичных в работе МТУ тракторов, способных работать с высокими технико-экономическими показателями в широком диапазоне нагрузочных режиыов и температур ОС (с элементами само-адаптации к изменениям внешней среды).
Научная проблема состоит в том, что отсутствуют аналитические зависимости термодинамических процессов, происходящих в узлах и агрегатах МТУ с учетом их наиболее полного взаимодействия меаду собой и с внешней средой, позволявшие обосновать выбор конструктивных средств, обеспечивавших оптимизацию основных эксплуатационных режимов МТУ трактора.
Цель исследования - разработка методологических основ оценки эффективности использования теплоты топлива, израсходованного в МТУ энергонасыщенного трактора, и создание на их базе опытных образцов тракторов с элементами самоадаптации их МТУ к изменениям условий внешней среды.
Объект исследования - процессы термодинамического взаимодействия узлов и агрегатов МТУ трактора между собой и с внешней средой на основных эксплуатационных режимах. Экспериментальные исследования выполнены на современных тракторных дизелях, тракторах и автомобилях: Д-І60, Д-240, Д-І44, Д-440,
СВД-62, T-I50K, ДТ-75М, КШЗ-5«0, KAMA3-55II.
Научная новизна работы состоит в развитии общих теоретических принципов использования энергетического метода термодинамического анализа процессов тепло-массообмена в основных системах МТУ тракторов. Суть их заключается в том, что разработана методика оценки теплоиспользования в МТУ трактора при пуске-прогрезе в период межсмениых стоянок с помощью эксергетического коэффициента; разработана методика оценки степени термодинамического совершенства редуктора МТУ трактора, что позволило установить место, причину и величину термодинамических потерь в редукторе; разработана методика эк-сергетической оценки эффективности газотурбинного наддува тракторного двигателя, в результате получено уравнение, описывающее качественную и количественную зависимость между составлявшими эксергии выпускных газов, что позволяет анализировать причины снижения ряда эксплуатационных качеств двигателя с турбокомпрессором (ТКР).
Научная новизна ряда новых способов работы тракторных двигателей, технических решений по устройствам подогрева топлива, контроля режимов работы двигателя, системам смазки МТУ защищена 8-ю патентами и 4~я авторскими свидетельствами.
Практическая значимость и реализация результатов исследования. В ходе исследований разработан ряд методик для инженерных расчетов при проектировании перспективных МТУ с элементами самоадаптации к внешним воздействиям. Использование разработанных методик при моделировании термодинамических процессов, происходящих в МТУ, позволит сократить сроки разработки МТУ с повышенными потребительскими качествами. Реализация основных научных положений в конструкторских решениях позволит создать системы и агрегаты, входящие в состав МТУ, более совершенные с точки зрения термодинамики.
Основные практические результаты работы внедрялись в производство при эксплуатационных испытаниях опытных образцов тракторов. Под руководством и при непосредственном участии автора разработаны рекомендации по улучшению экономичности тракторов марки T-I50K, которые были одобрены и рекомендованы к внедрению НТС Новосибирского облагропроиа.
Большая часть исследований была выполнена на основе хозяйственных договоров с ГСКБД по двигателям средней иощнос-ти Харьковского моторостроительного объединения "Серп и Молот", Дергачевскиы заводом турбокомпрессоров, АО "Алтайди-зель" (ПО "Алтайский моторный завод"), Сибирский отделением НПО НАТИ и договора о содружестве с ГСКБ ло энергонасыщенным тракторам Харьковского тракторного завода им. Ордаони-кидзе.
Ряд частных методик, связанных с испытанием МТУ в стендовых условиях, реализованы в учебном процессе со студентами факультета механизации сельского хозяйства Новосибирского государственного аграрного университета.
Апробация результатов исследования. Результаты работы по отдельным ее этапам долоаены на заседании научно-технического совета ГСКБД по двигателям средней мощности г.Харьков (1986г.), НТС ГСКБ по энергонасыщенным тракторам г.Харьков (1989г.), в ГСКБ по энергонасыщенным тракторам г.Харьков (1984, 1Э85гг.), на 44-8 научно-технической конференции Сибирского ордена Трудового Красного Знамени автомобильно-дорожного института им. В.В.Куйбышева (1984г.), в НПО "Двигатель" г.Москва (1988г.), ПО "Чебоксарский завод промышленных тракторов" (1988г.), ПО "Челябинский тракторный завод" (1989г.), АО "Алтайдизель" (І989-І99Ігг.), на ехегод-ных научных конференциях Новосибирского СХЙ (впоследствии Новосибирского государственного аграрного университета) в І974-І994ГГ., НТС СКБ АО "Алтайдизель" (1995г.).
В работе использованы материалы исследований автора, а такке обобщены отдельные материалы исследований, выполненные совместно с Н.А.Усатых, А.И.Госман, А.А.Їурбой, Н.И.Рас-попишої . Им автор выражает благодарность и признательность.
Публикация. Основное содерхание диссертации опубликовано в 47 печатных работах.
Обтаем и структура работы. Диссертация состоит из введения, 6-й глав, общих выводов, списка литературы и приложения. Работа содержит 331 машинописную страницу основного текста, включающего 8 таблиц, 85 рисунков, и список используемой литературы из 290 наименований. Приложения составляют 79 страниц.
