close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

Повышение тягово-сцепных и экологических показателей гусеничного трактора..pdf

код для вставкиСкачать
Агроинжен ер и я
размещение сенокосов, многолетних насаждений,
создание зон отдыха населенных пунктов. В экологическую структуру включаются лесные, кустарниково-степные массивы. Таким образом, через лесомелиоративную подсистему оказывается влияние
на техногенные подсистемы — населенные пункты, добывающие и перерабатывающие предприятия, водохранилища, пруды.
В результате проведения предложенных организационно-хозяйственных, лесомелиоративных,
агротехнических, гидромелиоративных мероприятий Kс повысится до 0,36, т. е. станет больше критериального порога (0,34).
Таким образом, внедрение рекомендуемых мероприятий на водосборе р. Таналык позволит снизить интенсивность ветровой и водной эрозии, повысить экологическую значимость сельскохозяйствен-
ных земель, увеличить урожайность на орошаемых
землях, благоустроить гидрографическую сеть, промышленные территории, населенные пункты и в целом повысить экологическую устойчивость водосборов Башкирского Зауралья.
Список литературы
1. Голованов, А.И. Комплексное обустройство (мелиорация) водосборов / А.И. Голованов, Ю.И. Сухарев, В.В. Шабанов // Мат-лы междунар. науч.-практ. конф.: Роль природообустройства в обеспечении устойчивого функционирования
и развития экосистем. — М.: МГУП, 2006. — С. 26–41.
2. Хафизов, А.Р. Обоснование необходимости обустройства водосборов Башкортостана / А.Р. Хафизов // Природообустройство. — 2008. — № 3. — С. 32–34.
3. Кутлияров, Д.Н. Геоинформационные системы водохранилищ Республики Башкортостан / Д.Н. Кутлияров //
Землеустройство, кадастр и мониторинг земель. — 2008. —
№ 8. — С. 89–91.
УДК 631.372:574
И.А. Гайнуллин, канд. техн. наук, доцент
ФГОУ ВПО «Башкирский государственный аграрный университет»
В.И. Костюченко, канд. техн. наук, доцент, зам. главного конструктора по испытаниям тракторов
ООО «Челябинский тракторный завод — УралТрак»
А.Р. Зайнуллин, инженер
ФГОУ ВПО «Башкирский государственный аграрный университет»
Повышение тягово-сцепных и экологических
показателей гусеничного трактора
П
ри выполнении весенне-полевых и энергоемких операций в сельском хозяйстве эффективным тяговым средством является гусеничный трактор, который по тягово-сцепным и топливно-экономическим показателям на 10…20 % превосходит
колесный трактор аналогичного класса.
На ООО «ЧТЗ-УралТРАК» в течение ряда лет
серийно выпускается трактор двойного назначения
Т‑170М1.03-55 класса 8, созданный на базе промышленного трактора Т‑170М1.01 класса 10, активно используемый на основных операциях, связанных с обработкой почвы и посевом зерновых
культур, а также на дорожно-строительных и других хозяйственных работах. Экспериментальными
исследованиями воздействия движителей трактора
Т‑170М1.03-55 на почву установлено, что максимальные значения давлений достигают 0,245 МПа,
эпюра распределения давлений по длине опорной поверхности имеет два локальных экстремума
в зоне 1‑го и 6‑го опорных катков. Это обусловливает двойное воздействие на почву за один проход
с давлением, превышающим среднее значение давления, что вызывает повышенное уплотнение поч62
вы и соответствующее снижение тягово-сцепных
свойств трактора [1, 2].
Теоретическими исследованиями определено,
что существенного снижения максимального давления можно достичь обеспечением равномерного
распределения давления по участку контакта опорной поверхности трактора с почвой, и на основе контактной задачи теории упругости получено уравнение формы опорной поверхности гусеничного
трактора с полужесткой подвеской, обеспечивающей равномерное распределение давления вдоль
опорной поверхности [2, 3]:
f ( x ) = 0, 5 pcp πβ { x arcsin( x / a) + A −
−( B [ xA / a2 + arcsin( x / a)]} + C ,
(1)
где рср — среднее давление трактора на почву, кПа,
рср = Gэ / (2bL); Gэ — эксплуатационный вес трактора, H;
L — длина опорной поверхности трактора, м; b — ширина гусеницы, м; β = υ1 + υ2; υ1 = 2(1 – μ21) / πE1;
υ2 = 2(1 – μ22) / πE2; Е1 — модуль упругости почвы, Па;
µ1 — коэффициент Пуассона почвы; Е2 — модуль упругости стали звена гусеницы, Па; µ2 — коэффициент Пуассона стали звена гусеницы; A = a2 − x 2 ; а = L/2 —
Вестник ФГОУ ВПО МГАУ № 1'2009
Техника и технологии агропромышленного комплекса
α
α
полуширина контакта, м; х — горихцт
Gэ
зонтальная координата точки опорной
поверхности, м; В = Р[e + φкр(hкрcos γ + + c sin γ) + fhf]; Р = Gэ + Ркр соs γ —
нагрузка, приходящаяся на единичный движитель, кН; Ркр — усилие
L
L
на крюке, Н; γ — угол между усилиа б
ем на крюке и горизонтальной плоРис. 1.
Схема
основных параметров гусеничного движителя
скостью; φкр = Ркр / P — коэффициент
с плоским (а) и эллипсным (б) гусеничным обводом
использования сцепного веса; е —
продольная координата центра тяжести трактора относительно середины опорной длины гуским и эллипсным гусеничными обводами сведесеницы, м; hкр — высота прицепа относительно опорной
ны в таблицу, графический анализ полученных данповерхности, м; f — коэффициент сопротивления переных представлен на рис. 2, 3.
движению трактора, f = 0,07…0,15; hf — смещение проНа основании полученных данных, сопротивдольной составляющей силы перекатывания от реакции
ление
перекатыванию трактора с эллипсным обпочвы, hf = 0,015…0,029 м; C = –0,027 ± 0,003, м — ководом
изменялось (при буксировании трактора
эффициент, равный начальной деформации почвы, опреСДЛ‑30
со скоростью 2,15…4,25 км/ч) в интерваделяется опытным путем.
ле 1,379…1,494 кН со средним значением 1,436 кН,
а при плоской ходовой системе изменение сопротивления перекатыванию составляло 1,648…2,28 кН
при среднем значении 1,964. Разность средних значений сопротивлений перекатыванию составила
0,527 кН (рис. 4).
Снижение силы сопротивления перекатыванию
трактора с эллипсным обводом гусениц на 27 % происходит за счет уменьшения вертикальных нагру-
gкр, г/кВт·ч
Конструктивно выпуклая геометрия опорной
поверхности реализуется опусканием осей менее
нагруженных опорных катков, т. е. путем установки под оси опорных катков пластин соответствующей толщины (рис. 1).
Для изучения влияния геометрии опорной поверхности гусеничного трактора Т‑170М1.03-55
с 6‑катковой полужесткой подвеской на уплотнение почвы проведены экспериментальные исследования [4].
n, мин−1
В процессе исследований опреGт, кг/ч
45
1500
делялось распределение давления
1400
трактора на почву в зависимости
1300
38
1200
от геометрии опорной поверхно1100
III
I
II
VII
V IV
сти, нагрузки на крюке и ее точки
1000
31
приложения. Для типичных усло900
800
вий работы гусеничного тракто700
ра Т‑170М1.03–55 с полужесткой
24
600
500
подвеской средние третий и чет400
вертый опорные катки должны
17
300
быть опущены на 8…11 мм, а вто200
100
рой и пятый — на 4…5 мм, что
10
0
позволяет на 15…25 % снизить
0
20
40
60
80
100
120
140
уплотнение почвы по колее.
Nкр, кВт
vд, км/ч
Для изучения влияния гео100
13,0
метрии опорной поверхности гуII
III
I
90
сеничного трактора на тяговоIV
V
80
10,4
VI
сцепные показатели проводились
VII
70
тяговые испытания на тяговой до60
7,8
рожке испытательного полигона
50
ООО «ЧТЗ-УралТРАК» в п.Ми40
5,2
сяш Челябинской обл.
30
Перед проведением тяговых
20
2,6
испытаний определены показа10
тели двигателя Д‑160 на тормоз0
0,0
ном стенде Э‑1600. Тяговые ис20
40
60
80
100
120
140 Pкр, кН
δ, % 0
пытания проведены по методике
[5]. Основные показатели тяговых
Рис. 2. Тяговая характеристика трактора Т‑170М1.03-55 испытаний Т‑170М1.03-55 с плос серийным гусеничным обводом
Вестник ФГОУ ВПО МГАУ № 1'2009
63
Агроинжен ер и я
n, мин−1
1500
1400
1300
1200
1100
1000
900
800
700
600
500
400
300
200
100
0
0
Gт, кг/ч
45
38
VI V
IV
III
II
I
gкр, г/кВт·ч
VII
31
24
17
10
20
Nкр, кВт
100
90
80
70
60
VII
50
40
30
20
10
0
δ, % 0
40
60
80
100
120
140
vд, км/ч
13,0
V
II
III
IV
I
10,4
VI
7,8
5,2
2,6
20
40
60
80
100
120
0,0
140 Pкр, кН
Рис. 3. Тяговая характеристика трактора Т‑170М1.03-55 с эллипсным гусеничным обводом
зок от гусеницы на 1‑й и 6‑й катки
и отсутствия вертикальных максимальных давлений под этими
катками, т. е. выравнивания эпюры давления. Эллипсный обвод гусениц можно представить в виде
участка окружности с большим
радиусом. В процессе движения
трактора происходит более плавное перемещение элементов гусеницы относительно друг друга, что приводит к снижению сил
трения. Также снижаются потери на деформацию почвы за счет
уменьшения максимального давления и числа воздействий на почву до минимума. Отмеченное снижение силы сопротивления перекатыванию при эллипсном обводе
гусениц оказывает существенное
влияние на тяговые показатели
трактора.
Так, при максимальной крюковой мощности трактор развивает тяговые усилия при эллипсном
гусеничном обводе в диапазоне
117,3…35,6 кН и 113,47…31,03 кН
при серийном гусеничном обво-
Тяговые показатели Т‑170М1.03-55 с плоским и эллипсным гусеничными обводами
при максимальной мощности Nкрmax и при максимальном тяговом усилии Ркрmax
Передача
Показатели
Режим испытаний
Nкрmax
Nкр,
кВт
Ркр, vд, δ, GТ,
gкр,
nд,
Ркр, vд, Nкр, δ,
η
φ
кН км/ч % кг/ч г/кВт·ч усл мин–1 кН км/ч кВт % крmax
I
II
III
IV
V
VI
VII
84,49
82,79
78,09
75,96
70,44
70,22
59,04
113,47
92,67
68,32
51,52
40,25
37,19
31,03
2,68
3,22
4,12
5,31
6,3
6,8
6,85
2,8
2,6
2,6
2,5
1,9
2,4
3,4
30,06
30,27
30,32
30,84
30,74
29,65
29,33
356
366
388
406
436
422
497
I
II
III
IV
V
VI
VII
89,5
89,2
85,7
82,1
79,8
74,7
71,9
117,3
97,0
72,1
57,6
51,5
39,3
35,6
2,75
3,31
4,28
5,14
5,58
6,84
7,28
1,7
2,8
0,8
0,2
1,1
2,2
3,1
30,17
30,17
30,02
30,07
29,76
30,02
29,46
337
338
350
366
373
402
410
64
Холостой
ход
Ркрmax
Плоский гусеничный обвод
0,684 1096 129,50 1,69 70,37 5,3
0,67 1112 109,68 2,43 73,90 4,0
0,638 1120 84,14 2,83 66,40 4,5
0,619 1208 67,23 3,57 66,62 2,5
0,560 1232 53,90 3,93 58,82 1,5
0,546 1120 44,35 5,07 62,43 3,2
0,475 1016 34,66 5,65 54,34 2,2
Эллипсный гусеничный обвод
0,700 1128 140,1 1,88 73,0 8,6
0,695 1152 116,5 2,29 74,2 5,4
0,673 1136 86,7 2,91 70,1 4,1
0,640 1144 72,1 3,41 68,2 2,2
0,626 1104 61,8 3,98 68,3 3,7
0,584 1136 47,7 4,52 59,9 4,5
0,562 1072 42,0 5,35 62,4 4,3
Вестник ФГОУ ВПО МГАУ № 1'2009
Атмосферно-почвенные условия
Н,
чисnд, vххв, vххн, tвс, tт, Вокр,
ло уд.
мин–1 км/ч км/ч °C °C кПа
ДорНИИ
0,820
0,694
0,533
0,426
0,341
0,281
0,219
824
848
784
800
768
848
840
3,16
3,74
4,78
5,67
6,60
7,79
8,69
3,67
5,51
7,78
10,05
–
–
–
36
36
40
39 42 97 7…10
29
27
34
0,887
0,738
0,549
0,457
0,391
0,302
0,266
824
824
800
784
792
768
800
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
28
26
30
26 33 98 7…10
29
27
27
Техника и технологии агропромышленного комплекса
не буксования с эллипсным обводом по сравнению
с серийным вариантом гусеницы не установлено.
При этом буксование на режимах максимальных тяговых мощностей (во всем диапазоне соответствующих тяговых усилий) имеет малую величину для обоих вариантов (δ = 0,2…3,1 % — для
эллипсного обвода и δ = 1,9…3,4 % — для серийного варианта) и не может оказать существенного влияния на изменение максимальных тяговых
мощностей.
Уравнение мощностного баланса трактора можно записать в виде
f
0,13
1
0,11
2
0,09
0,07
0,05
1,9
2,4
2,9
3,4
3,9 vд, км/ч
Nкр = Nк – Nδ – Nf = Nк – Nδ – Рfvд,
(2)
Рис. 4. Зависимость коэффициента перекатывания
трактора Т‑170 М1.03-55 от скорости:
1 — серийный (плоский) гусеничный обвод;
2 — эллипсный гусеничный обвод
где Nкр, Nк, Nδ, Nf, Рf, vд — тяговая мощность, мощность
на ведущем колесе, затраты мощности на буксование
и передвижение, усилие сопротивления передвижению
и действительная скорость трактора соответственно.
де. Значение увеличения тягового усилия находится в интервале 3,8…11,3 кН со средним значением 5,14 кН, которое по абсолютной величине практически равно (5,27 кН) тяговому сопротивлению
перекатыванию трактора. Несмотря на отсутствие
строгой закономерности изменения тяговых усилий
по величине, наблюдается их увеличение на всех
передачах.
Аналогичная закономерность наблюдается
в случае анализа параметров при максимальных
(по передачам) значениях крюкового усилия. Максимальные значения крюкового усилия трактора
с эллипсным обводом превышают значения максимальных тяговых усилий серийного трактора с плоским обводом в среднем на 6,22 кН и не зависят
от скорости. При этом крюковая мощность имеет
средний прирост мощности (по передачам) 3,32 кВт,
а по максимальным тяговым мощностям (по передачам) 7,39 кВт, или 10,4 %.
Результаты испытаний показали, что действительная скорость трактора с эллипсным обводом
превышает скорость трактора с серийным гусеничным обводом в среднем на 3,24 % во всем диапазоне
передач, за исключением IV и V передач, на которых
наблюдается снижение скорости трактора с эллипсным обводом на 7,3 %. Отмеченную разницу в величинах скоростей можно объяснить тем, что максимальные мощности, приведенные для анализа,
получены при различных крюковых усилиях и соответствующих частотах вращения вала двигателя.
Исходя из предназначения трактора, для получения повышенных скоростей в трансмиссии заложены соответствующие пониженные передаточные
числа. При этом снижается величина максимального тягового усилия, и мощности двигателя недостаточно для реализации сцепных свойств и выхода на повышенное буксование. Поэтому значимого
изменения сцепных свойств движителя по величи-
Можно отметить, что прирост максимальных
тяговых мощностей трактора с эллипсным гусеничным обводом на передачах определяется снижением
коэффициента сопротивления передвижению примерно на постоянную величину:
N эллкрmaxi = N серкрmaxi + ∆Рfvi,
(3)
где N эллкрmaxi, N серкрmaxi — максимальные тяговые мощности на i-й передаче трактора c эллипсным обводом и серийной ходовой системой соответственно; ∆Рf ≈ const =
= 5,27 кН — снижение усилия сопротивления перекатыванию трактора с эллипсным обводом по сравнению с серийной ходовой системой, равное приросту тягового усилия; vi — скорость движения трактора на режиме максимальной мощности на i-й передаче.
В связи с тем, что испытания тракторов с эллипсным обводом и с серийной ходовой системой
проводились при различных атмосферных условиях, наиболее объективной оценкой результатов испытаний является их сравнение не по максимальным тяговым мощностям, а по условному тяговому
коэффициенту полезного действия. В соответствии
с методикой испытаний, при оценке ηусл предусматривается приведение мощности двигателя к условиям проведения тяговых испытаний:
ηуслi = Nкрmaxi / NеоКпрi,
(4)
где Nео — эксплуатационная мощность двигателя, приведенная к нормальным условиям по ГОСТ 18509; Кпрi —
коэффициент приведения мощности двигателя по ГОСТ
18509, соответствующий атмосферным условиям и параметрам топлива при проведении тяговых испытаний
на конкретной (i-й) передаче.
Условные тяговые кпд на передачах у трактора с эллипсным обводом (ηусл = 0,7…0,562 — для
эллипсного обвода; ηусл = 0,684…0,475 — для серийного обвода) выше, чем у серийного варианта
на 0,016…0,087, т. е. на 2,3…18,3 %. Так же, как
Вестник ФГОУ ВПО МГАУ № 1'2009
65
Агроинжен ер и я
Nкр
∆Pfvi
2
А
1
∆Pfvi
Б
Pкр
Рис. 5. Схема прироста тяговой мощности
по передачам для трактора с эллипсным
гусеничным обводом
по максимальным тяговым мощностям, прирост ηусл
наблюдается на всех передачах трактора с эллипсным обводом.
Более высокая эффективность при работе трактора с эллипсным обводом в составе машинно-тракторного агрегата по сравнению с серийным вариантом достигается наличием дополнительной зоны
А высоких тяговых мощностей и зоны Б, связанной с увеличением максимального тягового усилия
на каждой из передач (рис. 5). При этом повышается скорость движения агрегата с трактором с эллипсным обводом при условии попадания тягового сопротивления орудия в указанные зоны, также
на 9,0 % снижается удельный расход топлива.
Значения прироста максимальных тяговых
мощностей и условных тяговых кпд трактора с эллипсным обводом, которые наблюдаются на всех
передачах, не зависят от передачи, при практически равных значениях скоростей движения на соответствующих передачах.
Таким образом, путем изменения геометрии
опорной поверхности гусеничного движителя с полужесткой подвеской, а также рационального расположения центра тяжести трактора относительно оси
симметрии опорной поверхности можно добиться
снижения давления ходового аппарата на почву и,
следовательно, ее уплотнения, а также повышения
тягово-сцепных показателей трактора.
Список литературы
1. Ксеневич, И.П. Ходовая система — почва — урожай /
И.П. Ксеневич, В.А. Скотников, М.И. Ляско. — М.: Агропромиздат, 1985. — 294 с.
2. Гайнуллин, И.А. Снижение уплотняющего воздействия гусеничного трактора на почву / И.А. Гайнуллин //
Тракторы и сельхозмашины. — 2001. — № 9. — С. 19–22.
3. Гайнуллин, И.А. Обоснование геометрии опорной
поверхности гусеничного движителя и центра тяжести трактора с полужесткой подвеской / И.А. Гайнуллин // Вестник
ЧГАУ. — Челябинск, 2001. — Т. 34. — С. 42–47.
4. Гайнуллин, И.А. Методы оценки распределения давления и показателей эффективности снижения уплотняющего воздействия движителей МТА на почву / И.А. Гайнуллин //
Вестник ЧГАУ. — Челябинск, 2004. — Т. 43. — С. 31–38.
5. Костюченко, В.И. Тяговые испытания гусеничных
тракторов: учебное пособие / В.И. Костюченко, И.А. Гайнуллин. — Челябинск: ЮУрГУ, 2007. — 140 с.
УДК 621.43.068.4
И.Б. Тришкин, канд. техн. наук, доцент
Д.О. Олейник, аспирант
ФГОУ ВПО «Рязанский государственный агротехнологический университет имени П.А. Костычева»
Устройство для очистки отработавших газов
двигателей внутреннего сгорания
О
птимальные параметры микроклимата, а также
отсутствие вредных и токсичных веществ в атмосфере рабочей зоны помещений ограниченного
объема и воздухообмена являются неотъемлемыми
условиями здорового и высокопроизводительного
труда работников предприятия. Одной из причин,
вызывающих нарушение воздушно-газового режима атмосферы помещения и, как следствие, влекущих за собой ухудшение условий труда, качества
продукции, сокращение срока службы зданий и сооружений, является эксплуатация мобильной сельскохозяйственной техники в производственных помещениях ограниченного объема и воздухообмена
66
(сооружениях защищенного грунта, животноводческих помещениях, складах, хранилищах и т. п.).
В качестве силовых агрегатов на нее, как правило,
устанавливаются дизельные двигатели, обладающие меньшей токсичностью и большей экономичностью по сравнению с бензиновыми аналогами,
но, тем не менее, их использование способствует
накоплению в воздушной среде помещений токсичных компонентов, действие которых негативно сказывается на здоровье обслуживающего персонала
[1]. Этому способствует также эффект рассеивания
и переноса вещества, выброшенного источником
в атмосферу помещения, обусловленный движени-
Вестник ФГОУ ВПО МГАУ № 1'2009
Документ
Категория
Без категории
Просмотров
13
Размер файла
964 Кб
Теги
показатели, тяговой, гусеничного, pdf, повышения, трактора, экологической, сцепных
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа