Повышение эффективности использования МТА с колесным трактором МТЗ-80Л путем оптимизации уровня дефорсирования серийного двигателя до режима двигателя постоянной мощности

• Автор: Попов, Александр Юрьевич
• Шифр специальности: 05.20.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2007
• Место защиты: Волгоград
• Количество страниц: 155 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1. ДВИГАТЕЛИ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ ПОСТОЯННОЙ МОЩНОСТИ КАК ЭНЕРГЕТИЧЕСКОЕ СРЕДСТВО СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ ТРАКТОРОВ

1. Исследование работы МТА с двигателем постоянной мощности.

1.1. Улучшение эксплутационных показателей за счет применения двигателей постоянной мощности.

1.2. Анализ ДПМ зарубежных тракторов

1.3. Технические проблемы создания ДПМ.

1.4. Достоинства ДПМ.

Выводы по первой главе.

Задачи исследований

ГЛАВА 2. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ РАБОТЫ ДПМ СО СВОБОДНЫМ ВПУСКОМ ВОЗДУХА ПРИ КОЛЕБАНИЯХ НАГРУЗКИ
2.1. Математическая модель нагружения двигателя при разном коэффициенте вариации момента сопротивления.
2.2. Обоснование эффективности ДПМ.
2.3. Теоретические основы определения степени дефорсирования ДПМ
2.4. Теоретические основы создания ДПМ.
Выводы по второй главе.
ГЛАВА 3. МЕТОДИКА ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ
3.1. Программа исследования
3.2. Объекты исследований
3.3. Методика стендовых испытаний
3.4. Регистрируемые параметры
3.5. Размещение и тарировка датчиков.
3.6. Методика полевого эксперимента
3.7. Оценка погрешности измерений.
Выводы по третьей главе
ГЛАВА 4. АНАЛИЗ РАБОТЫ ТРАКТОРА МТЗЛ С ДПМ
4.1. Эксплуатационные показатели трактора с ДПМ на различных сельскохозяйственных операциях
4.2. Спектральный анализ параметров МТА с ДПМ
4.3. Влияние степени неравномерности динамической нагруженности на эксплутационные показатели МТА с трактором МТЗЛ, оснащенным ДПМ.
4.4. Комплексная оптимизация объекта и выбор ее критериев
4.5. Экономический эффект от применения ДПМ
Выводы по четвертой главе
Общие выводы.
Список использованной литературы


Степень реализации возможностей двигателя зависит от характера колебаний момента сопротивления и его средней величины, а производительность МТА от нагрузочных и скоростных режимов работы трактора []. Недоиспользование мощности двигателя и снижение производительности трактора из-за ступенчатой трансмиссии может составлять от 4 до % []. В двигателях постоянной мощности в основном используется корректорный участок характеристики, на котором достигается топливная экономичность за счет работы в диапазоне частоты вращения вала двигателя, соответствующей минимальным значениям удельного расхода топлива. Применение ДПМ на гусеничном тракторе ДТ-М обеспечило уменьшение степени колебания тяговой нагрузки при вспашке на 6-% по сравнению с обычным дизелем [ 3]. ДПМ с впрыском топлива в рабочую камеру получают в основном двумя способами. Первый заключается в дефорсировании по мощности с соответствующей регулировкой топливной аппаратуры на корректорном участке характеристики. Второй - дефорсированием по максимальному режиму нагружения путем применения систем турбонаддува и топливоподачи, регулирующих давление наддува и цикловую подачу топлива в зависимости от нагрузки [, ]. Возможен и третий способ - это создание нового рабочего процесса дизеля, имеющего заданную характеристику [4]. Использование на тракторах ДПМ позволяет упростить трансмиссию, снизить ее материалоемкость и стоимость, повысить производительность. От обычного двигателя ДПМ отличается высокими значениями коэффициента приспособляемости (1,3. Благодаря этому обеспечивается автоматическое регулирование скорости движения МТА в зависимости от тягового усилия. Не всем исследователям удавалось получить экспериментальное снижение мощности двигателя на линейном участке регуляторной характеристики с переменной нагрузкой. Колебания нагрузки вызывают колебания показателей двигателя (частоты вращения, расхода топлива), однако, их средние значения сохранялись такими же, как и при нагрузке постоянным моментом сопротивления, равным среднему переменному моменту [4]. Аналогичные данные получены и при работе ДПМ на корректорном участке характеристики двигателя без «захода» на регуляторную ветвь и режим перегрузки двигателя []. Снижение мощности при работе двигателя с «заходом» на корректорный участок сопровождается снижением часового расхода топлива [4]. Обеспечение требуемого режима работы двигателя вело к постепенному усложнению ступенчатых механических трансмиссий. Средневзвешенная степень полезного использования мощности двигателей сельскохозяйственных тракторов в течение года невелика и составляет в большинстве случаев . По мнению исследователей [, , ], одним из прогрессивных направлений повышения среднегодовой степени использования мощности тракторов, является увеличение предельных значений мощности на различных сельскохозяйственных операциях. Например, применение двигателей с большим запасом крутящего момента [,]. Основным режимом работы ДПМ является наиболее экономичный кор-ректроный участок характеристики. Крутящий момент с увеличением нагрузки на двигатель повышается практически по гиперболическому закону при постоянной мощности на режиме работы ДПМ. Такой двигатель обеспечивает работу в широком диапазоне изменения нагрузки на крюке без переключения передач и позволяет перекрыть весь диапазон тяговых усилий []. Использование корректорного участка характеристики двигателя в качестве рабочего, вследствие меньшей величины коэффициента жесткости на этом участке по сравнению с регуляторной ветвью, обеспечивает снижение динамических нагрузок на коленчатый вал двигателя, первичный вал коробки передач, детали и узлы трансмиссии. Заслуживает внимания также опыт применения в тракторных машинно-трансмисионных установках (МТУ) электронных систем управления, обеспечивающих оптимизацию показателей работы сельскохозяйственных МТА и облегчение труда механизаторов. В области технико-экономических показателей эффективности применения и оптимизации характеристик ДПМ проводились исследования Л. Е.Агеевым, Е. М.Харитончиком, С. И.Дорменевым, А. П.Банником, Ю. Б.Моргулисом, С. Р.Зоробяном, Н. И.Трепененковым, и другими [3, 6, 7, 8, 9,, ,,,,,,,,,1, 9,0, 2, 3].