Электронная библиотека российских диссертаций Электронная библиотека российских диссертаций Электронная библиотека российских диссертаций Электронная библиотека российских диссертаций Электронная библиотека российских диссертаций Электронная библиотека российских диссертаций
Каталог

Обратная связь

Я ищу:

Содержимое электронного каталога российских диссертаций

Диссертационная работа:

Эвиев, Валерий Андреевич Методология повышения эффективности функционирования тяговых и тягово-приводных агрегатов за счет оптимизации эксплуатационных режимов : диссертация ... доктора технических наук : 05.20.01, 05.20.03 Санкт-Петербург-Пушкин, 2005


Для получения доступа к работе, заполните представленную ниже форму:


*Имя Отчество:
*email



Содержание диссертации:

Введение 7

Состояние вопроса и задачи исследования 12

1.1. Обзор исследований по оценке эффективности применения энергонасыщенных тракторов с гидромеханическими трансмиссиями и двигателями постоянной мощности 12

1.2. Анализ исследований по оптимизации параметров и нагрузочных режимов работы МТА 20

1.3. Анализ исследований по обоснованию допусков на агротехнические показатели и на выходные параметры МТА 24

1.4. Методы и средства контроля технического состояния тракторов по функциональным параметрам 31

1.5. Постановка вопроса и задачи исследования 40

2. Вероятностно-статистическая оценка энергетических и технико-экономических параметров тяговых и тягово-приводных агрегатов 44

2Л.Средние значения, дисперсии и коэффициенты вариации энергетических и технико-экономических параметров тяговых агрегатов 44

2.1.1 Средние значения энергетических и технико-экономических параметров тяговых агрегатов 47

2.1.2 Дисперсии и коэффициенты вариации энергетических и технико-экономических параметров тяговых агрегатов 85

2.2. Средние значения, дисперсии и коэффициенты вариации энергетических и технико-экономических параметров тягово- приводных агрегатов 104

2.2.1. Средние значения энергетических и технико- экономических параметров тягово-приводных агрегатов 107

2.2.2. Дисперсии и коэффициенты вариации энергетических и технико-экономических параметров тягово-приводных агрегатов 121

2.3. Выводы 130

3. Обоснование оптимальных и допускаемых режимов работы тяговых и тягово-приводных агрегатов 132

3.1. Экстремумы энергетических и технико-экономических параметров тяговых и тягово-приводных агрегатов 132

3.1.1. Экстремумы математических ожиданий энергетических и технико-экономических параметров тяговых агрегатов 133

3.1.2. Экстремумы дисперсий и коэффициентов вариаций энергетических и технико-экономических параметров тяговых агрегатов 152

3.1.3. Экстремумы математических ожиданий энергетических и технико-экономических параметров тягово-приводных агрегатов 156

3.1.4. Экстремумы дисперсий и коэффициентов вариаций энергетических и технико-экономических параметров тягово- приводных агрегатов 164

3.2. Оценка и оптимизация допускаемых значений энергетических и технико-экономических параметров машинно-тракторных агрегатов 168

3.2.1. Оценка допускаемых значений энергетических и технико-экономических параметров тяговых агрегатов 171

3.2.2. Оценка допускаемых значений энергетических и технико-экономических параметров тягово-приводных агрегатов 180

3.3. Расчёт оптимальных значений эксплуатационных допусков на энергетические и технико-экономические параметры тяговых и тягово-приводных агрегатов 182

3.3.1 Определение оптимальных значений эксплуатационных допусков на энергетические и технико-экономические параметры тяговых агрегатов 182

3.3.2 Определение оптимальных значений эксплуатационных допусков на энергетические и технико-экономические параметры тягово-приводных агрегатов 194

3.4. Выводы 201

4. Методология диагностирования тракторов по функциональным параметрам 205

4.1. Управление работоспособностью тракторов посредством функционального диагностирования 206

4.2. Определение средних значений функциональных параметров тракторов при гармонической нагрузке 211

4.3. Обоснование вида и режимов гармонического нагружения тракторов при их тестовом функциональном диагностировании 216

4.4. Определение установочных допусков на уровень настройки при тестовом диагностировании технического состояния по функциональным параметрам 222

4.5. Обоснование допускового контроля при функциональном диагностировании работоспособности тракторов 224

4.6. Методика, методы и средства тестового диагностирования тракторов 230

4.7. Методы и средства контроля функциональных параметров в процессе эксплуатации тракторов 236

4.8. Выводы 247

5. Методика экспериментальных исследований 249

5.1. Цели, программа и задачи экспериментальных исследований 249

5.2. Применяемое оборудование и аппаратура для экспериментальных исследований 251

5.2.1. Аппаратура для лабораторных исследований 251

5.2.2. Аппаратура для полевых исследований 254

5.3. Методика проведения лабораторных испытаний 259

5.4. Методика проведения полевых испытаний тяговых и тягово-приводных агрегатов 261

5.5. Методика обработки экспериментальных данных 263

5.6. Оценка погрешностей измерений и точности результатов испытаний 267

5.7. Вероятностно-статистический метод определения прямых топливно-энергетических затрат при работе МТА 270

5.8. Обоснование базовых значений энергетических параметров дизельных энергоустановок 274

5.9. Выводы 277

6. Результаты исследований по повышению эффективности функционирования тяговых и тягово-приводных агрегатов 278

6.1. Вероятностно-статистический анализ входных внешних воздействий при работе машинно-тракторных агрегатов 278

6.1.1. Определение вероятностно-статистических характеристик входных воздействий при работе тяговых агрегатов 279

6.1.2. Определение вероятностно-статистических характеристик входных воздействий при работе тягово-приводных агрегатов 288

6.2. Корреляционно-спектральный анализ входных параметров тяговых и тягово-приводных агрегатов 294

6.3. Закономерности изменения выходных энергетических и технико-экономических параметров машинно-тракторных агрегатов 303

6.4. Оптимальные нагрузочные режимы и уровни использования энергетических и технико-экономических показателей агрегатов 308

6.5. Система эксплуатационных допусков на энергетические и технико-экономические показатели агрегатов 314

6.5.1. Установочные допуски на уровень настройки по параметру 318

6.5.2. Установочные допуски на точность настройки по параметру 324

6.5.3. Контрольные допуски выходных параметров 330

6.5.4. Экстремальные значения количественных характеристик выбросов энергетических параметров МТА 332

6.6. Методы и средства оперативного контроля эффективности функционирования тракторов 337

6.7. Градация допускаемых значений функциональных параметров МТА при выполнении технологических операций 346

6.8. Выводы 352

7. Технико-экономическая оценка и прогнозирование эффективности использования машинно-тракторных агрегатов 355

7.1. Расчёт технико-экономической эффективности использования МТА при реализации оптимальных и допускаемых нагрузочных режимов их работы 355

7.2. Определение эффективности использования техники по энергетическим затратам технологического процесса 359

Общие выводы и рекомендации 364

Литература 368

Приложения 401 



Введение диссертации:

Внедрение в сельскохозяйственное производство новой высокопроизводительной техники и повышение эффективности её функционирования являются одними из основных задач развития сельскохозяйственного производства на современном этапе. Одним из способов решения этой задачи является применение на тракторах перспективных моторно-трансмиссионных установок, в частности, на базе гидромеханических трансмиссий (ГМТ) и с использованием двигателя постоянной мощности (ДПМ).

Большинство почвообрабатывающих машин, использующихся в сельском хозяйстве, имеют общий недостаток — создают значительное тяговое сопротивление и поэтому работающим с ними тракторам необходим большой сцепной вес для реализации требуемой силы тяги. КПД таких агрегатов не превышают 0,5—0,6. Для подготовки почвы под посев или посадку проводят несколько операций комплексом машин, состоящим, как минимум, из плуга, культиватора, различных борон и катков. Многократные проходы МТА по полю приводят к значительным материальным и трудовым затратам и неблагоприятно отражаются на агрофизических свойствах и экологии почвы.

Весьма перспективная технология, лишенная перечисленных недостатков, - применение почвообрабатывающих машин с активными рабочими органами, приводимыми в движение от ВОМ трактора. Передавая всю или большую часть необходимой для обработки почвы мощности через ВОМ, эти машины более рационально используют мощность двигателя трактора, имеют более высокий КПД и могут работать с тракторами меньшей массы. Кроме того, тягово-приводные почвообрабатывающие машины являются наиболее перспективной базой для создания комбинированных машин, выполняющих за один проход несколько технологических операций.

Значительное усложнение мобильных сельскохозяйственных агрегатов привело к тому, что эффективное их использование становится сложным без надёжных средств управления загрузкой двигателя, без современных систем контроля за работой энергетической и технологической частей МТА. Контроль и оценку функционирования агрегатов при выполнении технологических операций необходимо осуществлять с помощью научно обоснованных оптимальных и допускаемых значений контролируемых выходных параметров.

Таким образом, вопросы повышения эффективности функционирования тяговых и тягово-приводных агрегатов на базе тракторов с ДПМ и ГМТ за счёт оптимизации эксплуатационных параметров, допусков и режимов работы с учётом вероятностного характера нагрузки и разработки методов и средств контроля эксплуатационных параметров предопределяют актуальность и народнохозяйственную значимость проблемы. Научную новизну диссертационной работы составляют:

- математические модели для прогнозирования оптимальных и допускаемых значений энергетических и технико-экономических параметров тяговых и тягово-приводных агрегатов на базе тракторов, оснащенных ДПМ, ГМТ и дизелями;

-алгоритмы и программы, позволяющие определять вероятностно-статистические оценки энергетических и технико-экономических параметров тяговых и тягово-приводных агрегатов на базе тракторов, оснащенных ДПМ, ГМТ и дизелями, при их функционировании в условиях вероятностной нагрузки;

-оптимальные режимы работы МТА, обеспечивающие их эффективное функционирование;

-процедура оптимизации прямых топливно-энергетических затрат тяговых и тягово-приводных агрегатов на базе тракторов с ДПМ и ГМТ,

обеспечивающая выполнение ресурсосберегающих технологических процессов;

-система эксплуатационных допусков для непрерывного контроля эксплуатационных параметров и режимов работы МТА с ДПМ, ГМТ и дизелями, обеспечивающая их эксплуатационную надёжность;

- методология функционального диагностирования тракторов и градации допускаемых значений энергетических параметров МТА, позволяющая создавать рациональные схемотехнические решения при построении встроенных микропроцессорных устройств и систем оперативного контроля качества энергетических процессов.

Объекты исследований составили энергетические процессы тяговых и тягово-приводных МТА на базе тракторов ДТ-175С с ГМТ, ДТ-75Н с ДПМ и Т-150К с дизельным двигателем при выполнении ими технологических процессов (дискование, чизельная культивация почвы и уборка камней), входящих в технологию возделывания сельскохозяйственных культур.

В диссертационной работе отражены результаты многолетней работы автора по плану научных исследований Санкт-Петербургского государственного аграрного университета и Калмыцкого государственного университета по проблеме, координируемой в соответствии с:

программой фундаментальных и приоритетных прикладных исследований РАСХН на 2001-2005 гг. «Механика и процессы агроинженерных систем, создание техники и энергетики нового поколения и формирование эффективной инженерно-технической структуры АПК», задание 01 - Техническая и технологическая политика - разработка современных методов поддержания парка машин в работоспособном состоянии и эффективного использования имеющейся техники;

- планом НИР СПбГАУ, раздел 8.1.1 «Совершенствование технологий, рабочих органов и режимов работы машин в животноводстве и растениеводстве с разработкой мероприятий по повышению эффективности их использования»;

-программой «Система ведения агропромышленного производства Республики Калмыкия на 2004-2008 годы».

Тема диссертационной работы утверждена Учёным советом Санкт-Петербургского государственного аграрного университета (протокол № 6 от 3 июня 2003 года).

Программное обеспечение, методические и нормативные материалы, изложенные в работе, используются ГОСНИТИ при разработке эксплуатационных требований к МТА, проектировании средств контроля и автоматического регулирования режимов работы мобильных энергосредств.

Разработанные математические модели, алгоритмы для расчета контролируемых параметров тяговых и тягово-приводных агрегатов, оптимальные параметры и режимы их работы переданы и используются ОАО «ТК «ВГТЗ» при разработке эксплуатационных требований к перспективным моделям тракторов ДТ-75Д и ВТ-100 (с ДПМ) и ВТ-200 (с ГМТ).

Усовершенствованная методика определения и оптимизации прямых топливно-энергетических затрат при работе машинно-тракторных агрегатов на базе тракторов с ДД, ДПМ и ГМТ вошла в программу «Система ведения агропромышленного производства Республики Калмыкия на 2004-2008 годы».

Основные результаты исследований отражены в учебном пособии «Техническое обеспечение почвозащитных энергосберегающих технологий», рекомендованным УМО ВУЗов по агроинженерному образованию для обучения студентов и в монографии «Методология определения оптимальных и допускаемых режимов работы машинно-тракторных агрегатов». Результаты исследований внедрены в учебный процесс в Санкт-Петербургском ГАУ, Калмыцком ГУ и Калмыцком ИППККАПК.

В проведении отдельных разделов теоретических и экспериментальных исследований в разные годы совместно с автором принимали участие Джабборов Н.И., Умирзоков A.M., Романов В.В., Выдрин И.И., Багнюк П.В., Уртаев В.А., за что автор выражает им свою признательность.

Особая благодарность - научному консультанту, заслуженному деятелю науки и техники РФ, доктору технических наук, профессору кафедры ЭМТП Санкт-Петербургского ГАУ Агееву Леониду Ефимовичу! за постоянное внимание и полезные советы при выполнении данной работы.

Реклама


2006-20011 © Каталог российских диссертаций