Повышение эффективности функционирования машинно-тракторного агрегата за счет совершенствования регулирования топливоподачи двигателя тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.20.01, кандидат технических наук Шакиров, Ренат Равилевич

• Шакиров, Ренат Равилевич
• кандидат технических наук
• 2011

Оглавление диссертации кандидат технических наук Шакиров, Ренат Равилевич

ВВЕДЕНИЕ.

1 СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА И ЗАДАЧИ ИСЛЕДОВАНИЯ.

1.1 Особенности функционирования двигателя МТА.

1.2 Особенности управления топливоподачей при двухимпульсном регулировании двигателя МТА.

1.2.1 Двухимпульсные регуляторы по частоте вращения и ускорению коленчатого вала двигателя.

1.2.2 Система двухимпульсного регулирования по частоте вращения и давлению наддувочного воздуха.

1.2.3 Особенности функционирования двухимпульсных регуляторов по частоте вращения и нагрузке.

1.3 Цель и задачи исследования.

2 ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ.

2.1 Общие положения моделировании переходных процессов тракторного дизеля.

2.2 Математическая модель переходного процесса двигателя МТА.

2.2.1 Математическая модель первой фазы переходного процесса.

2.2.2 Математическая модель второй фазы переходного процесса.'

2.2.3 Определение значений коэффициентов дифференциальных уравнений.

2.3Результаты теоретических исследований.

3 МЕТОДИКА ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ.

3.1 Программа исследования.

3.2 Методы стендовых испытаний.

3.3 Структура информационного обеспечения испытаний двигателя.

3.4Планирование опытов, их проведение и контроль.

3.5Методика выбора параметров измерительного комплекса.

3.6Оценка погрешностей измерения.

4 РЕЗУЛЬТАТЫ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ

И ИХ АНАЛИЗ.

4.1. Исследование дизеля Д-242 на стационарных режимах.

4.2 Определение оптимальных параметров регулятора по нагрузке.

4.3 Обоснование выбора параметров регулятора.

4.4 Результаты сравнения работы двигателя при использовании различных методов регулирования.

4.5Результаты взаимосвязи между нагрузкой создаваемой на опытном регуляторе и твердостью почвы.

4.6 Результаты полевых испытаний в базовом и опытном вариантах. Ю

4.7 Выводы по главе 4.

5. ОЦЕНКА ЭКОНОМИЧЕСКОЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ. Н

ОБЩИЕ ВЫВОДЬ1И РЕКОМЕНДАЦИИ.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Повышение эффективности функционирования машинно-тракторного агрегата за счет совершенствования регулирования топливоподачи двигателя»

Основными потребительскими качествами мобильных сельскохозяйственных агрегатов являются производительность, экономичность и надежность. Энергоемкие операции в сельскохозяйственном производстве занимают достаточно большой объем. При их выполнении на машинно-тракторный агрегат (МТА) действует постоянно изменяющаяся нагрузка, колебания которой доходят до 30 — 40 % от величины номинального крюкового усилия. Во время работы двигателя на неустановившихся режимах изменяется характер работы всех его систем, нарушаются термодинамические процессы, существенно снижается средняя частота вращения коленчатого вала, в результате значительно ухудшаются эффективные и экономические показатели работы дизеля. Чтобы в эксплуатации обеспечить стабильность скоростного режима двигатель мобильной машины должен работать с определенным запасом мощности, что в итоге приводит к ее недоиспользованию и снижению производительности МТА. Одним из эффективных способов повышения его производительности и экономичности МТА, является совершенствование системы регулирования топливоподачи путем введения дополнительного регулирующего импульса. Поэтому обоснование и разработка комбинированного способа регулирования топливоподачи по нагрузке и частоте вращения служат резервом в увеличении производительности и экономичности МТА, являются актуальными задачами и имеют важное научное и народно -хозяйственное значение.

Цель работы - повышение эффективности функционирования МТА за счет комбинированного регулирования топливоподачи двигателя по частоте вращения и нагрузке.

Объект исследования - МТА на базе трактора тягового класса 1,4 с двигателем Д-242:

Предмет исследования - закономерности изменения показателей работы двигателя при неустановившейся нагрузке, характерной для эксплуатации МТА.

Положения, выносимые на защиту:

- усовершенствованная математическая модель рабочего процесса тракторного двигателя;

- комбинированный способ регулирования топливоподачи двигателя МТА по частоте вращения и нагрузке;

- экспериментальные данные, подтверждающие целесообразность комбинированного регулирования при эксплуатации МТА.

Научная новизна работы:

- усовершенствована математическая модель рабочего процесса двигателя МТА в динамических режимах;

- сформулированы требования, предъявляемые к способу комбинированного регулирования топливоподачи двигателя МТА по частоте вращения и нагрузке;

- разработан датчик по нагрузке для фиксирования изменения сопротивления почвы и обоснована схема модернизированной системы регулирования топливоподачи;

- получены экспериментальные данные, подтверждающие целесообразность установки подобных устройств при эксплуатации МТА.

Практическую ценность результатов исследования составляют:

- усовершенствованная методика расчета динамических характеристик двигателя МТА;

- датчик нагрузки, позволяющий определить текущее значение твердости (плотности) почвы во время работы МТА;

- апробированный способ улучшения эксплуатационных качеств двигателя МТА.

Реализация работы. Разработки используются в учебном процессе и научных исследованиях кафедр тракторы и автомобили, эксплуатация машинно-тракторного парка ФГОУ ВПО «Ижевская государственная сельскохозяйственная академия», кафедры мобильных энергетических средств ГОУВПО «Мордовский государственный университет им. Н. П. Огарева»; разработки апробированы в ФГУП УОХ «Июльское» Боткинского района Удмуртской Республики.

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы докладывались на научно-технических конференциях ФГОУ ВПО «Ижевская государственная сельскохозяйственная академия» (Ижевск, 20032010 гг.), научно-технических конференциях ГОУВПО «Мордовский государственный университет им. Н. П. Огарева» (Саранск, 2004-2010 гг.), научно-технических конференциях ФГОУВПО «Казанский государственный аграрный университет» (г. Казань, 2009-2010 гг.).

Публикации. Результаты исследований опубликованы в 9 работах, в том числе в двух изданиях, входящих в перечень ВАК, получено положительное решение о выдаче патента на полезную модель № 2010145375/28(065431) «Прибор для определения влияния твердости почвы на показатели двигателя машинно-тракторного агрегата с беспроводной передачей сигнала».

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав, общих выводов, списка литературы и приложений. Работа изложена на 131 странице компьютерного текста, включает 46 рисунков и 15 таблиц, список литературы содержит 163 наименования.