CC BY
29
УДК 631.372
А.Н. Панасюк, канд. техн. наук, доцент
Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Дальневосточный государственный аграрный университет»
К ВОПРОСУ ОПТИМИЗАЦИИ ТЯГОВО-ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ МОБИЛЬНЫХ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ СРЕДСТВ
Потенциальная производительность мобильного энергетического средства (МЭС) зависит от максимального его использования и установленной мощности, позволяющей получить максимальные скорости движения с высоким тяговым КПД.
Критерий оптимальности в функции энергонасыщенности и скорости можно представить в виде
Выразим Эф через тягово-сцепные показатели:
^кф-/)Цр
Эф = -
(5)
Mт Птяг
где G — эксплуатационный вес МЭС, Н; Хк — коэффициент нагрузки колес; ф- коэффициент сцепления; f— коэффициент сопротивления качению; ир — рабочая скорость, м/с; п — тяговый КПД.
N н Є N
-> шіп,
(1)
где Ыи — номинальная мощность; бк — коэффициент использования номинальной мощности; и — рабочая скорость, м/с; Мт- масса машины, кг; Ни — коэффициент пропорциональности, м/кг; Эн — показатель энергонасыщенности, Вт/кг.
Принимая номинальный показатель энергонасыщенности трактора в виде
дт-шах
Ян = у е
м„
(2)
и предполагая реализацию мощности МЭС только через тяговое усилие, которое, в свою очередь, ограничивается касательной силой тяги по сцеплению Рф, найдем условие и факторы, влияющие на максимальную эфективную мощность ^тах.
Показатель удельной тягово-сцепной мощности, Вт/кг,
N ф
Этф = —,
т М ’
(3)
где N — предельное значение мощности, которую может реализовать МЭС в тяговом агрегате по сцепным качествам.
Величина АЭ = Э^ - Эф представляет собой потенциальный удельный запас мощности, который можно реализовать, применяя к агрегату принципы тягово-энергетической концепции.
Представим
Этн =
N
N1
Мт
Мт п.
(4)
тр
где птр — КПД трансмиссии.
Тогда исходное выражение для расчета удельного запаса мощности, Вт/кг, примет вид
АЭ = -
N Шах (КФ- !' )р
^Птр
Пт
(6)
Заменим в этом уравнении коэффициенты ф и/ через их значения:
Ф =
где Рг — сила сопротивления качению, Н. Получим
АЭ = -
Р и
кт
^тр
(Ркф- Рг )ир
G Пт
(7)
или
АЭ = - ир G р
р;^—(ркф- р )—
ПтрПб 1 ’ Птяг
- ир
G п
где пб — КПД буксования.
[ Ркн пг-(ркф- Рг)_
(8)
Поскольку % =
Р
Рк р + РГ
, окончательно имеем
АЭ =
- ир
G Пт
(9)
где ш — ускорение свободного падения, м/с2; Ркр — номинальное тяговое усилие, Н; Рфр — тяговое усилие, реализуемое трактором по условию сцепления, Н.
Янє
Для ступенчатой трансмиссии
Up =^т (1 -8) = (1 -8), (10)
/Тр /Тр
где г — передаточное число трансмиссии; б — буксование; rk — радиус ведущего колеса, м; юда — угловая скорость коленчатого вала двигателя.
Таким образом, для анализа факторов, влияющих на реализацию потенциально заложенной мощности, получено выражение:
АЭт=-5Н( - рр) m,n (")
т Чр 1тяг
или
AN = (1 - 8)(( - р.) min. (12)
гтр Птяг
Анализируя это уравнение, можно сделать следующие выводы.
Для реализации потенциальной производительности (мощности) в составе агрегата МЭС должно работать в зоне максимального тягового КПД с соблюдением технологических скоростей. Для получения минимального значения целевой функции (12) тяговое усилие, реализуемое по сцеплению, должно быть равно расчетному значению Р^р. Это воз-
можно при использовании веса технологического модуля агрегата в качестве сцепного или автоматического перераспределения весовой нагрузки на ведущие колеса трактора в зависимости от изменения физико-механического состояния почвы. Критериями оценки служат коэффициенты сцепления Ф и использования сцепного веса ф.
Работа двигателя в режиме № возможна при адекватном изменении скорости в зависимости от условий работы, т. е. рабочие скорости на передачах (передаточные числа / ) должны позволять загружать двигатель по условию Мкю = const при высоком тяговом КПД и допустимых пределах буксования.
Для полной реализации потенциальной мощности МЭС должно иметь элементы задней и передней навесной системы с активным приводом рабочих органов от ВОМ.
Список литературы
1. Панасюк А.Н. Эксплуатационно-технологические предпосылки МЭС // Сб. науч. тр.: Механизация и электрификация технологических процессов в сельскохозяйственном производстве. — Благовещенск: ДальГАУ, 2000. — Вып. 6. Ч. II. — С. 3-7.
2. Кутьков Г.М. Тракторы и автомобили. Теория и технологические свойства. — М.: Колос, 2004. — 502 с.
3. Основы теории мобильных сельскохозяйственных агрегатов / В.А. Самсонов, А.А. Зангиев, Ю.Ф. Лачуга и др. — М.: Колос, 2000. — 247 с.
УДК 631.363
А.К. Курманов, канд. техн. наук
Костанайский инженерно-экономический университет им. М. Дулатова
ПРИМЕНЕНИЕ ТЕОРИИ СИСТЕМНОСТИ ДЛЯ ПРОЕКТИРОВАНИЯ ВИНТОВЫХ КОРМОПРИГОТОВИТЕЛЬНЫХ МАШИН
Винтовые транспортирующие и прессующие кормоприготовительные машины характеризуются равномерностью движения материальных и энергетических потоков, совмещением нескольких операций и универсальностью, т. е. могут работать с кормами, различающимися по физикомеханическим свойствам и степени уплотнения. Эти машины можно условно разделить на транспортеры, брикетировщики (грануляторы) и экструдеры (экспандеры). Данное разделение обусловлено требованиями к пределу прочности кормов (ограничениями на разрушение при транспортировании), а также к их плотности, размерам и кро-шимости (по стандартам). Качество работы кормоприготовительных машин определяется действующим на корма градиентом давления, который является интегрирующим показателем внутренней
характеристики системы — силовым и кинематическим критерием.
Концепция теории системности, базирующаяся на выявлении закономерностей, характеризующих структуру, динамику и организацию сложных объектов (систем), нуждается в постоянном совершенствовании. С этой целью можно использовать, например, систему менеджмента качества ИСО 9001-2000. Качество — важнейший критерий стандартизации, так как целями любого производства являются повышение его эффективности, включающей в себя масштабность процесса, показатели ресурсосбережения, качество получаемой продукции [1, 2]. Если кормоприготовительную машину рассматривать как систему, то для качественного моделирования ее функционирования необходимо воспользоваться принципами менеджмента качест-
