Энергетическая оценка мобильных сельскохозяйственных

Агрегатов

ПЛАН ЛЕКЦИИ:

1. Задачи энергетической оценки.

2. Методы и средства энергетической оценки сельскохозяйственной техники при приемочных испытаниях.

3. Методика проведения испытаний.

4. Обработка результатов измерений.

 

ТЕКСТОВЫЙ МАТЕРИАЛ ЛЕКЦИИ

1. Задачи энергетической оценки

 

Основная задача энергетической оценки при испытаниях сельскохозяйственной техники — определение энергетических затрат при выполнении технологического процесса испытываемой маши­ной, выявление соответствия энергоемкости испытываемой маши­ны тяговым и мощностным показателям энергетического средства при работе в диапазоне скоростных и нагрузочных режимов, уста­новленных техническим заданием на проектирование или другой нормативной документацией.

Энергетическая оценка способствует изысканию (из множества испытываемых) предпочтительного, более экономичного с энер­гетической точки зрения, варианта сельскохозяйственного агре­гата по совокупности показателей. Эта задача решается методом сравнения значений основных оценочных показателей работы ис­пытываемой машины с показателями работы серийных машин аналогичного назначения и (или) с нормированными значениями оценочных показателей, установленных в соответствии с совре­менными достижениями в области сельскохозяйственного маши­ностроения.

Рабочая программа энергетической оценки агрегата должна соответствовать цели этапа создания новой сельскохозяйственной техники. В соответствии с поставленной целью должна изменять­ся структура оценочных показателей.

Так, при исследовательских испытаниях на этапах разработки рабочих органов и создания макетного образца, когда на основе расчетов на прочность определяются конструкторские парамет­ры машины, возникает необходимость в определении максималь ных сил, напряжений, моментов на рабочих органах и в рамных конструкциях.

При предварительных испытаниях выявляется и оценивается работоспособность как отдельных сборочных единиц, так и всей конструкции машины в целом. На этом этапе необходимо энерге­тическую оценку машин проводить по расширенной программе (на различных агрофонах, типах почвы, влажности, различных поступательных скоростях движения и подачах материалов и т.п.), с замером большого количества параметров для полной оценки энергетических показателей агрегата.

На этапе приемочных испытаний, когда определяется эффек­тивность ноной машины и достигнутый технико-экономический уровень, возникает необходимость в определении только обобщен­ных и комплексных показателей (коэффициент загрузки двигателя по мощности, удельные энергетические показатели), т.е. умень­шается количество показателей по номенклатуре.

При периодических испытаниях необходимость в проведении энергетической оценки машин отпадает.

2. Методы и средства энергетической оценки

сельскохозяйственной техники при приемочных испытаниях

3. Методика проведения испытаний

 

Для энергетической оценки различных испытываемых сельско­хозяйственных машин (прицепных, полунавесных, навесных, се­дельных и самоходных) и получения сопоставимых результатов сравнительных испытаний необходимы единая методика и типо­вые средства измерений. При испытаниях энергетическую оценку новой техники выполняют в соответствии с РД 10.2.2 и руководя­щими документами или отраслевыми стандартами на методы ис­пытаний машин отдельных типов. РД и стандарты устанавлива­ют общие методы определения и анализа энергетических показателей сельскохозяйственных машин при выполнении конк­ретного технологического процесса в различных диапазонах ско­ростных п нагрузочных режимов, предусмотренных технически­ми заданиям на их проектирование.

Действующие РД предусматривают энергетическую оценку не машины в отдельности, а оценку сельскохозяйственного агрегата, в состав которого входит испытываемая сельхозмашина и энерге­тическое средство.

При энергетической оценке мобильной сельскохозяйственной техники определяются составляющие мощностного баланса трак­торного агрегата, а сравнительная оценка различных машин про­изводится по энергоемкости агрегатов.

Уравнение мощностного баланса в общем случае имеет следу­ющий вид:

К = Ny + NmM +Nr+NM + Nu + N6 ± TV,- ± Nj,

где Ne — мощность, развиваемая двигателем энергетического сред­ства во время работы агрегата; в правой части уравнения — мощности, расходуемые на:

т — тягу машины;

BOM — привод рабочих органов от ВОМ;

Nr — привод гидросистемы агрегата от двигателя;

NM — механические потери в трансмиссии трактора, приводе ВОМ и гидронасоса;

Nn — самопередвижение энергетического средства;

б — буксование движителей;

Nj — преодоление подъемов;

Nj — преодоление сил инерции.

Мощность Nj может иметь разные знаки в зависимости от того, движется ли агрегат на подъем или спускается вниз по склону, а мощность N - совершается на разгон или происходит снижение скорости движения. При установившемся движении на горизонтальном участке мощности V, и V, равны нулю.

Энергетическая оценка при государственных приемочных испы­таниях сельскохозяйственной техники сводится к измерению отдельных энергетических параметров на установившемся режиме работы для определения средних значении составляющих мощностного баланса агрегата и усредненных силовых воздействий на его рабочие органы. При этом фиксируются и показатели условий и технологических режимов работы испытываемой машины. Совокупность устанавливаемых при этом показателей энергооценки по­зволяет сравнить испытываемый образец с аналогом и установить соответствие энергетических затрат на технологические операции мощностным характеристикам двигателя энергосредства.

Для проведения энергетической оценки сельскохозяйственных агрегатов энергетические средства (тракторы, самоходные маши­ны и т.д.) оборудуются измерительными преобразователями (дат­чиками), приборами и аппаратурой для измерения крутящих мо­ментов на силовых валах трансмиссии энергетических средств и привода рабочих органов сельскохозяйственных машин, усилий, частот вращения, скоростей движения и других параметров. Для регистрации измеряемых параметров используют информацион­но-измерительные системы 4F.K-1, ПТЛ-1 и ЭМА-П (ЭМА-ПМ). Энергетическую оценку сельскохозяйственных агрегатов прово­дят совместно с агротехнической или зоотехнической оценкой машины.

Условия проведения энергетической оценки, фоны, количество повторностей и режимы работы агрегата устанавливаются РД и стандартами на методы испытаний машин отдельных видов.

До начала испытаний должны быть определены регуляторные характеристики двигателей энергетических средств методами их торможения. Значения мощности, крутящего момента, частоты вращения вала, расхода топлива и другие показатели должны со­ответствовать паспортным данным. Регулировки сельскохозяй­ственной машины должны быть выполнены в соответствии с за­водской инструкцией по эксплуатации и быть оптимальными в агротехническом отношении. Давление в шинах энергетического средства и сельскохозяйственных машин должно соответствовать указанному в заводской инструкции.

При энергетической оценке мобильных агрегатов регистриру­ют следующие основные параметры: крутящие моменты на валу двигателя, ведущих органах движителя или на валу их привода, тяговое сопротив­ление; частоту вращения коленчатого вала двигателя, ведущих колес, вала отбора мощности, вала-гидронасоса и др.; пройден­ный путь; продолжительность опыта.

Основными способами измерений являются электрические из­мерения неэлектрических величин.

Регистрация параметров производится не менее чем двукратно на каждом из режимов работы при движении агрегата в прямом и обратном направлениях. Продолжительность регистрации одной повторности опыта при энергооцепке мобильных и стационарных агрегатов должна составлять: при регистрации энергетических параметров тепзометрической лабораторией не менее 20 с, а изме­рительной лабораторией типа ЧЕК-1 не менее 30 с.

Для выявления эффективности новых рабочих органов испы­тываемых машин в отдельных случаях дополнительно регистри­руют энергетические параметры (усилия, крутящие моменты, пе­ремещения, частоту вращения и т.д.), характеризующие их энергоемкость. Перечень дополнительных измерений энергетичес­ких параметров указывают в рабочей программе испытания ма­шины.

 

Показатели энергетической оценки и методы их определения

 

Составляющие энергетического баланса машинно-тракторно­го агрегата (МТА) в основном определяются косвенным путем по результатам прямых измерений функционально связанных с ними параметров: крутящих моментов, давлений, перемещений, време­ни, скоростей поступательного и вращательного движений и дру­гих по следующим формулам.

При энергетической оценке могут определяться и другие пока­затели в зависимости от поставленных задач.

Для энергетической оценки методом определения мощностного баланса машиноиспытательные станции имеют тракторы каж­дого тягового класса, оборудованные соответствующими тензометрическими преобразователями для измерения силовых параметров и электрическими преобразователями для измерения скоростных параметров. Схема размещения измерительного обо­рудования на тракторе МТЗ-82 (кл. 1,4). Идентично размещается измерительное оборудование и на трак­торах других тяговых классов.

 

Метод и устройства для динамометрирования навесных сельскохозяйственных машин и орудий

 

Тяговое сопротивление сельскохозяйственных машин и орудий, агрегатируемых с тракторами, является одним из основных энер­гетических показателей машинно-тракторного агрегата. Его зна­чение используется для сравнительной оценки сельскохозяйственных машин, определения удельного сопротивления, а также для оценки совместимости энергетических и силовых параметров трактора и сельхозмашины. По сравнению с косвенными методами определения непосредственное измерение тягового сопротивления машин одновременно с измерением мощности на валу двигателя энергетического средства позволяет значительно улучшить каче­ство энергетической оценки, а одновременное измерение его с из­мерением крутящих моментов на ведущих органах движителя трак­тора обеспечивает более достоверное определение мощности, затрачиваемой на самопередвижение энергетического средства.

Измерение тягового сопротивления прицепных машин не вы­зывает особых затруднений, когда трактор и машина связаны в работе одним шарниром. При связи сельскохозяйственной маши­ны с трактором в трех точках (шарниры тяг навесной системы трактора) определение тягового сопротивления значительно ус­ложняется.

В настоящее время при исследованиях сельскохозяйственной техники используются различные способы и устройства для дина-мометрировапня таких агрегатов. Однако из-за сложности конструкции, неуниверсальности, а также низкой точности измерений они не получили распространения при испытаниях сельскохозяй­ственной техники.

Известные устройства для определения тягового сопротивле­ния навесных машин различают по конструктивному их размеще­нию следующим образом:

- между гидронавесной системой трактора и сельскохозяйствен­ным оборудованием;

- в местах контакта гидронавесиой системы трактора с орудием;

- в тягах гидронавесной системы трактора;

- между трактором и его гидронавесиой системой;

- только в тракторе, без контакта с его гидронавесной систе­мой или сельскохозяйственным орудием.

В качестве силоизмерительных элементов используются тяго­вые динамометры механические, гидравлические или тензометрические, теизометрическне пальцы или балочкн, а в некоторых случаях применяются измерители крутящих моментов. Регистрация измерявмых параметров производится на ленту осциллографа или дина­мографа, на счетчиках или визуально по стрелочному указателю. В зависимости от определяемых силовых параметров методы динамометрирования подразделяются на три основных вида:

- линейные методы, позволяющие определить тяговое сопро­тивление машин. При этом определяют только один параметр — результирующую всех сил, действующих между трактором и ору­дием в продольно-горизонтальной плоскости;

- плоскостные методы, позволяющие определить результирую­щие сил, действующих между трактором и орудием в продольно-вертикальной плоскости;

- пространственные методы, позволяющие определить резуль­тирующие сил, действующих между трактором и машиной в трех взаимно перпендикулярных плоскостях (продольно-вертикальной, поперечно-вертикальной и горизонтальной).

К основным показателям энергетической оценки агрегатируемых с трактором орудий относится горизонтальная составляющая тягового сопротивления.

Важное требование к устройствам для непосредственного из­мерения тягового сопротивления навесных машин состоит в том, чтобы это измерительное устройство не изменяло характера силового воздействия навесного орудия на трактор.

Принцип действия этих устройств основан на приведении го­ризонтальных составляющих сил в трех тягах навески трактора к одному измерительному звену с помощью угловых двуплечих ры­чагов, включенных в систему шарнирного параллелограмма , или при помощи прямых двуплечих рычагов в виде рамки П-образного сечения, охватывающей корпус динамо­метрической автосцепки, с поперечной серьгой для измерения тя­гового сопротивления прицепных и полунавесных машин.

Основная погрешность измерения тягового сопротивления не превышает 2%, что соответствует требованиям действующих стан­дартов на методы испытаний машин.

Использование динамометрических автосцепок при испытани­ях сельскохозяйственной техники позволяет снизить трудоемкость испытаний и повысить точность измерений.

Оценка топливной экономичности мобильных машинно-тракторных агрегатов

Энергетика мобильных машинно-тракторных агрегатов с при­водом от расхода двигателя внутреннего сгорания может оцениваться ко­личеством сожженного двигателем топлива на единицу выполнен­ной работы.

Такая оценка, с одной стороны, имеет достоинство в том, что она позволяет получить обобщающее значение 'энергетических затрат МТА, и это очень важно для потребителя техники. С другой стороны, данные по топливной экономичности без данных мощностного баланса МТА не позволяют проводить углубленный ана­лиз энергетического уровня агрегата и тем самым затрудняют ра­боты по дальнейшему совершенствованию конструкции.

Поэтому важно при энергетической оценке получить как зна­чения показателей мощностного баланса, так и удельной топлив­ной экономичности.

Определение расхода топлива совместно с энергетическими показателями машинно-тракторных агрегатов при наличии рас­ходомеров не вызывает затруднений. Измерение расхода топлива за опыт должно производиться массовым расходомером с обяза­тельным учетом дренажного топлива. Допускается проводить измерение топлива объемным расходомером, но в этом случае дол­жно быть выполнено приведение к стандартным условиям по ГОСТ 18509.

Оценочными показателями топливной экономичности сельско­хозяйственных агрегатов могут быть:

- фактический расход топлива на единицу выполненной рабо­ты, кг/га;

- возможная экономия топлива при работе на частичных ско­ростных режимах двигателя, %;

перерасход топлива от переменной нагрузки, %. Фактический расход топлива на единицу выполненной работы подсчитывается по формулам:

а) при работе двигателя на внешней характеристике

где Ств — расход топлива при работе двигателя на внешней ха­рактеристике, кг/ч;

Wq — часовая производительность МТА;

б) при работе двигателя на частичной характеристике и вклю­ченной передаче трансмиссии

где Gt - фактический расход топлива, кг/ч;

Стн - расход топлива по регуляторной характеристике при том же среднем значении мощности двигателя, кг/ч.

Таким образом, определение удельных расходов топлива при проведении энергетической оценки агрегатов позволит оценить топливную экономичность испытываемых сельскохозяйственных агрегатов, а также выявить эффективность их использования на частичных скоростных режимах двигателя, где но условиям агро­техники двигатели работают с недогрузкой.

Особенности энергетической оценки МТА на грунтах со слабой несущей способностью

Практика испытаний показывает, что работа агрегатов как колесных, так и гусеничных на почвогрунтах со слабой несущей способностью, к которым относятся торфяно-болотные, торфяно-глеевые, песчаные и переувлажненные минеральные, отличается от работы агрегатов на минеральных грунтах. Эти различия обус­ловлены физико-механическими особенностями грунтов со слабей несущей способностью. Такие грунты обладают значительно мень­шей прочностью и несущей способностью. При движении по ним машинно-тракторных агрегатов происходят значительные дефор­мации почвогрунтов, что приводит к глубокому следообразованию, в результате чего резко возрастают затраты мощности па передви­жение агрегатов и буксование их движителей. Так, например, зат­раты мощности на передвижение болотоходного агрегата дости­гают 30-40 % номинальной мощности двигателя. Из-за смещения центра давления трактора при работе с тяговой нагрузкой и уве­личения глубины следа сопротивление передвижению по сравне­нию с холостым переездом болотоходного агрегата в отдельных случаях увеличивается до четырех раз. При этом тяговый КПД агрегатов уменьшается и в ряде случаев агрегаты оказываются неработоспособными из-за низких тягово-сцепных свойств.

Поэтому при проведении энергетической оценки МТА на почвогрунтах со слабой несущей способностью особое внимание дол­жно уделяться достоверному определению мощности на самоперед­вижение агрегата в работе.

Особенности энергетической оценки мобильных МТА с гидроприводом

Принцип работы объемного гидропривода и цель проведения оценок параметров его функционирования

В транспортном и сельскохозяйственном машиностроении в последнее время для привода ходовой части и рабочих органов широко используется объемный гидропривод. Применение гид­равлического привода упрощает рабочую машину, придавая ей в некоторых случаях новые качества.

Гидравлический объемный привод активных рабочих органов и ходовых систем представляет собой совокупность механизмов и устройств, служащих для передачи энергии давлением жидкости и состоит из насоса, гидрораспределителя, соединительных элементов, фильтров, емкости для рабочей жидкости и исполни­тельного механизма (гидромотора или рабочих гидроцилиндров). Механическая энергия, поступающая на вал гидронасоса, преоб­разуется в энергию сжатой жидкости, которая в исполнительном механизме снова превращается в механическую, т.е. объемный гидропривод обеспечивает процесс передачи механической энергии от приводного двигателя к движителю или рабочим органам. При этом гидропривод выполняет функции трансформатора кру­тящего момента, обеспечивая бесступенчатое изменение частоты вращения вала гидромотора. В процессе передачи энергии в гид­роприводе происходит преобразование силовых потоков. Механический силовой поток, подведенный к валу насоса, характеризуемый крутящим моментом Мн и частотой вращения «н (угловой скорости ш„), преобразуется в гидравлический силовой поток, характеризуемый давлением рабочей жидкости в гидролиниях Р1 и Р2, подачей (расходом) Q, и Q2. Гидравличес­кий силовой поток в гидромоторе преобразуется в механический силовой поток на валу гидромотора, характеризуемый крутящим моментом Мгм и частотой вращения. Технический уровень объемного гидропривода и входящих в него элементов оценивают по значениям параметров, характеризующих гидрооборудование в сравнении с лучшими образцами. Для этих целей обычно используют удельные стоимостные, массовые, энергетические п другие показатели.

Оценку параметров функционирования объемного гидропривода проводят с целью экспериментального определения энергетических показателей гидропривода и оценки правильности выбора параметров гидроприводов ходовой части (трансмиссии), рабочих органов сельскохозяйственной техники и соответствия их мощности энергоемкости выполняемо­го приводом процесса.

Оценку параметров функционирования гидропривода прово­дят по специальной программе. Рекомендуется оценку парамет­ров функционирования гидропривода проводить как срав­нительную оценку опытного образца гидропривода с гидропри­водом-аналогом.

Методы и средства оценки функционирования гидроприводов сельскохозяйственной техники.

Основными «цепочными энергетическими показателями и показателями функционирования объемного гидропривода при работе сельскохозяйственных машин в реальных условиях эксплуата­ции являются:

Nh — мощность, потребляемая насосом;

Nrm — мощность, развиваемая гидромотором (гидроцилиндром);

Т — полный КПД гидропередачи;

К — коэффициент использования установленной мощности гидронасоса;

Ку — коэффициент соотношения мощностей условной потен­циальной насоса и двигателя.

Для определения основных оценочных показателей, характе­ризующих гидропривод по затрачиваемой мощности на выполне­ние технологического процесса, инструментально замеряются не­обходимые параметры. При этом в зависимости от конструктивного исполнения (компоновки) элементов гидропередачи возможны различные варианты выбора измеряемых параметров и применяют различные методы их измерения : динамометрический (ос­новной метод) и расходо-манометрический.

Динамометрический метод применяется в том случае, если име­ется возможность измерять крутящие моменты и частоты враще­ния валов насоса и гидромотора. Если компоновка элементов гид­ропередачи не позволяет непосредственно измерять крутящий момент и частоту вращения вала насоса и гидромотора, тогда при­меняется расходио-манометрический метод с определением мощ­ностей насоса и гидромотора по фактическому расходу рабочей жидкости и перепаду давлений в их напорных и сливных магист­ралях.

Для обеспечения достоверности результатов измерений при оценке функционирования объемных гидроприводов измеряется температура рабочей жидкости в силовых гидролиниях и баке. Это дает возможность производить опыты при реальных эксплуата­ционных температурах и исключить влияние значений вязкости рабочей жидкости на погрешность оценки параметров гидропри­вода. При проведении испытаний температуру рабочей жидкости необходимо поддерживать постоянной (50 ±5°С), так как с увели­чением температуры вязкость рабочей жидкости уменьшается и растут объемные потери.

При оценке функционирования объемных гидроприводов изме­ряются следующие параметры:

а) при динамометрическом методе:

крутящий момент на валу гидронасоса и валу гидромотора; частота вращения вала гидронасоса и вала гидромотора; температура рабочей жидкости; продолжительность опыта.

б) при расходно-манометрическом методе:

давление рабочей жидкости на выходе из гидронасоса и на входе в гидромотор, на выходе из гидромотора и на входе в гид­ронасос;

фактическая производительность гидронасоса;

фактический расход рабочей жидкости через гидромотор;

температура рабочей жидкости;

продолжительность опыта.

Определение оценочных показателей производится по следую­щим формулам.

Мощность, потребляемая гидронасосом:

Для обеспечения стабильной работы, нормального температур­ного режима, требуемых динамических качеств машин с объем­ным гидроприводом ходовой части этот коэффициент должен быть больше единицы, т.е. Ку > 1.

Это необходимо для того, чтобы при чрезмерном увеличении касательной силы тяги была обеспечена остановка двигателя и предотвращалась длительная работа гидротрансмиссии с включенным предохранительным клапаном, который должен действо­вать лишь при временных пиковых нагрузках. Такое соотноше­ние мощностей гидротрансмиесии и двигателя является, кроме того, и определяющим условием для оптимизации температурно­го режима и стабильности состояния рабочей жидкости.

 

Средства измерений, применяемые при оценке функционирования гидроприводов

 

При энергетической оценке и оценке функционирования гид­роприводов сельскохозяйственной техники измерение параметров осуществляется с помощью первичных преобразователей.

При возможности измерения крутящих моментов и оборотов вала гидронасоса замеры производятся методами и средствами, рекомендуемыми РД на методы энергетической оценки. В случае измерений по расходно-манометрическому методу давления изме­ряются с помощью тензоманометров (датчиков давления типа ТДД), а расход рабочей жидкости — расходомерами. При этом следует иметь в виду, что расход рабочей жидкости в гидросистеме необходимо измерять с большой точностью, поскольку по этим измерениям определяются КПД гидропередачи.

Для измерения расхода рабочей жидкости могут быть исполь­зованы турбинные датчики расхода (ТДР) Арзамасского приборостроительного объединения. Приемлемы также для применения при испытаниях гидроприводов тахометричекие расходомеры. Возможность сочетания двух главных метрологических свойств: высокой точности и малой инерционности выгодно отличает их от всех других типов приборов аналогичного назначения. Санкт-Петербургским механическим институтом разработано несколь­ко вариантов расходомеров с аксиальной турбинкой и индукционным преобразователем на различные диаметры труб типа ДР-2Б. Расходомеры имеют небольшие габариты и без больших трудностей могут быть встроены в гидромагистраль. Регистрация расхода может быть в дискретной и аналоговой форме сигнала.

Установку первичных преобразователей средств измерений расхода и давления рабочей жидкости при испытаниях гидропри­водов производят в гидролиниях на минимально возможном рас­стоянии от насоса и мотора. Перед испытаниями гидропривод должен быть обкатан в соответствии с инструкцией по эксплуатации. Зачетные опыты по оценке гидропривода проводят при номинальной температуре рабочей жидкости, указанной в инструк­ции по эксплуатации.

 

Определение действительного расхода жидкости в гидросистемах сельскохозяйственных машин с помощью турбинных датчиков

Современные турбинные расходомеры благодаря их конструктивным особенностям позволяют существенно повысить точность измерения одного из основных параметров функционирования гидросистемы, определяющего ее кинематические и энергетические показатели, — действительного расхода рабочей жидкости. Вместе с тем необходимо иметь в виду то обстоятельство, что вве­дение таких расходомеров в исследуемую гидросистему сельскохозяйственной машины вносит дополнительное сопротивление движению рабочей жидкости в гидромагистрали. При этом показания расходомера будут зависеть как от коэффициента местного сопротивления расходомера, так и от зависимости расхода (Q) от давления (Р). Чем круче зависимость расхода от давления, тем сильнее влияние расходомера на гидросистему. В результате получают значение измеряемого расхода меньшее, чем действительное его значение при работе сельскохозяйственной машины на тех же значениях измеряемого расхода Qx меньшее, чем действительное его значение Q на величину DQ:

Qx =Q-AQ.

При установке последовательно с первым датчиком в магист­раль гидропривода второго датчика, имеющего такие же парамет­ры, как и первый, значение измеряемого расхода 2г по показани­ям первого расходомера будут меньше, чем действительное его значение Q на величину 2AQ:

Приведенная зависимость получена на основе допущения того, что уменьшение расхода по сравнению с действительным и в первом и во втором случаях происходит на одно и то же значение.

При измерениях первый расходомер находится постоянно в исследуемой гидросистеме. Дополнительный, второй расходомер устанавливается в исследуемую гидросистему машин при работе на характерных режимах с целью определения только погрешностей измерений, вносимых установкой расходомера в гидросистему.

 

Методика оценки функционирования гидрофицированных активных рабочих органов сельхозмашин.

 

Особенности методики оценки гидроприводов рабочих органов сельскохозяйственных машин

Для оценки функционирования гидрофицированных активных рабочих органов сельхозмашин при работе их в реальных услови­ях эксплуатации наряду с такими оценочными показателями, как мощность, потребляемая насосом Nн, развиваемая гидромотором Гм и полный КПД гидропередачи hH, важное значение имеют действительная подача О„ насосов гидросистемы отбора мощнос­ти трактора и потребный расход Qu гидромоторов активных рабочих органов сельхозмашины, так как в процессе эксплуатации показатели Q, и gм могут изменяться в широких пределах из-за уменьшения объемных КПД насоса, гидромотора и гидролинии по мере износа их рабочих поверхностей. Кроме того, подача Qn насоса уменьшается при переходе двигателя на частичные режимы работы. Работа двигателя на этих режимах часто практикуется, так как при переходе на пониженный скоростной режим и одновременном включении повышенной передачи трансмиссии сохраняется скорость и производительность агрегатов и улучшается топливная экономичность за счет увеличения загруз­ки и работы двигателя в зоне минимальных удельных расходов топлива.

Условием возможности совместной работы гидросистемы отбора мощности (ГСОМ) трактора и гидроагрегатов активных ра­бочих органов (ГАРО) сельхозмашин является соизмеримость про­изводительности насосов ГСОМ с потребным расходом рабочей жидкости в гидроагрегатах ГАРО, т. е.

Экспериментально-расчетный метод оценки совместимости гидросистем трактора и сельхозмашины

Комплектование машинно-тракторных агрегатов (МТА) должно осуществляться с соблюдением условий совместной работы гидросистем трактора п сельхозмашины.

Для оценки совместимости гидросистем трактора и сельхозмашины разработан расчетно-экспериментальный метод оценки функционирования гидроприводов МТА. Он включает экспериментальное измерение параметров, необходимых для определения составляющих управления мощностного баланса гидросистемы МТА:

В зависимости от конструктивного исполнения (компоновки) элементов гидропривода возможны различные варианты выбора измеряемых параметров при определении указанных мощностей. Одним из таких вариантов является измерение действительной подачи QH насоса и развиваемого им номинального давления Рн, крутящего момента Мм и угловой скорости вала гидромотора, а также потерь в гидросистеме. Чтобы обеспечить высокую достоверность результатов, измеряется также температура рабочей жидкости в силовых гидролиниях и в баке. Это дает возможность производить опыты при реальных эксплуатационных температурах и исключить влияние значений вязкости рабочей жидкости на погрешность оценки параметров гидропривода.

Этот метод предусматривает оценку совместимости параметров и гидросистем конкретных тракторов и сельхозмашин с помощью универсальной номограммы, позволяющей сравнивать действительные значения Qn и Qu с учетом полученных экспериментально значений объемных КПД элементов гидропривода и разных значений угловой скорости коленчатого вала двигателя. Номограмма позволяет также определить минимальную частоту вращения двигателя, при которой работа агрегата возможна.

Номограмма совместимости параметров гидросистем тракто­ра и сельхозмашины.

На универсальной номограмме на оси ординат откладывают­ся в одинаковом масштабе теоретические значения подачи насоса. Таким образом, монограмма позволяет оценивать совместимость параметров ГСОМ трактора и гидроагрегатов сельхозмашин по известным значениям КПД насоса Гон, гидромотора, гидролинии пол и выбранной частоте вращения вала двигателя на стадии проектирования, при комплектовании МТА и при испытаниях агрегатов. По ней можно определить также минимально допустимую частоту вращения вала двигателя, при которой обеспечивается совместимость параметров гидросистем при известных.

Метод позволяет оценить возможность функционирования гидроприводов трактора и агрегатируемых с ним сельхозмашин по найденным экспериментально значениям КПД и выбранной частоте вращения вала двигателя, либо же определить минимально допустимую частоту вращения вала двигателя, при которой обеспечивается функционирование агрегатов. Так, при соблюдении условия, параметры гидросистем трактора и сельхозмашины совместимы и МТА работоспособен. Если же гидропривод не может обеспечить требуемое качество вы­полнения технологического процесса.

 

Обработка результатов измерений и анализ опытных данных

 

Обработку результатов измерений проводят методами математической статистики для получения среднего значения величины из всех повторностей опыта.

Для параметров с явно выраженными циклами, записанными в аналоговой форме, первичную обработку проводят интервальным методом по характерным участкам периода цикла. Показатели энергетической оценки МТА помещают в ведомость. Анализ результатов энергетической оценки проводят по оценоч­ным показателям, номенклатуру которых устанавливают в соот­ветствии с принятым методом их определения и нормируемым их значениям.

В анализе результатов энергетической оценки указывают до­статочность тяговых и мощностных показателей энергетичес­кого средства для устойчивого выполнения технологического процесса на различных режимах работы, влияние фона, кроме того, сопоставляют энергоемкости сравниваемых машин и ука­зывают причины их повышения или понижения. Рекомендуется для наглядности результаты энергетической оценки представлять графиками, отражающими зависимость энергосиловых параметров машины от режимов работы. Результаты испытаний объемного гидропривода помещают в ведомость по форме.

Анализ показателей испытаний гидропривода проводят по средним значениям мощности, развиваемой гидромотором (гидроцилиндром) и потребляемой гидронасосом, КПД гидропередач.

Контрольные вопросы

1. Задачи энергетической оценки.

2. Энергетическая оценка при предварительных испытаний.

3. Энергооценка при приемочных испытаний.

4. Уравнение мощностного баланса и его составляющие.

5. Какие предварительные мероприятия необходимо провести перед началом энергетической оценки.

6. Какие существуют способы при определении тягового сопротивления различных типов машин.

7. Какие особенности энергооценки на грунтах со слабой несущей способностью.

8. Особенности энергооценки мобильных МТА с гидроприводом.

9. Какие средства измерений применяются при оценки гидроприводов.

10.Особенности оценки гидроприводов различных рабочих органов с-х. машин.

Лекция № 10.