СОГЛАСОВАНИЕ ХАРАКТЕРИСТИК ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ УСТАНОВОК МОБИЛЬНЫХ МАШИН С УСЛОВИЯМИ ИХ ЭКСПЛУАТАЦИИ В АПК
Аннотация и ключевые слова
Аннотация (русский):
В статье приводятся результаты исследования, посвященного разработке способа согласования характеристик энергетических установок мобильных машин с условиями их эксплуатации в АПК. В качестве основы для такого согласования предложена математическая модель системы «энергетическая установка – мобильная машина – среда эксплуатации», позволяющая задавать критерии согласования и оптимизируемые параметры.

Ключевые слова:
мобильные машины, согласование характеристик, энергетические установки.
Текст

Введение. Недостаточный уровень согласования характеристик энергетических установок мобильных машин с условиями их эксплуатации в АПК приводит к ряду проблем. В частности, зачастую мобильные машины, применяемые в сельском хозяйстве, не соответствуют техническим условиям по эксплуатационным характеристикам, отсутствует информация о сравнительной эффективности сельскохозяйственной техники и оборудования и их функциональных характеристиках применительно к конкретным условиям использования [1]. Также современные системы управления энергетическими установками, могут допускать значительные ошибки при определении реальных показателей работы двигателей [2]. Одновременно, теряется до 20…25% мощности двигателей мобильных машин [3, С.3], расход топлива возрастает на 13…15% [3-5], ухудшается экологичность, ускоряются процессы износа машин.

Поэтому целью данного исследования было выбрано создание такого подхода к согласованию характеристик энергетических установок мобильных машин с условиями их эксплуатации в АПК, который бы позволил повысить эффективность применения этих машин за счет:

- учета режимов работы двигателя и трансмиссии, характерных для реальных условий эксплуатации;

- учета влияния управляющего воздействия на режимы работы двигателя и трансмиссии (работу на частичных скоростных режимах);

- учета влияния внешних ограничений (требований, критериев эффективности) на режимы работы двигателя и трансмиссии; 

- возможности использования на начальных этапах проектирования оперативных способов установления характеристик.

Для достижения указанной цели необходимо было решить ряд задач:

1) Создание математической модели системы, включающей энергетическую установку, мобильную машину, условия эксплуатации и управляющие воздействия;

2) Сбор экспериментальных данных для проверки адекватности модели;

3) Проведение вычислительных экспериментов;

4) Оптимизация модели для решения прикладных задач;

Условия, материалы и методы исследований. Для решения задачи составления математической модели «энергетическая установка – мобильная машина – среда эксплуатации» был использован структурный подход, позволяющий эффективно реализовать топологию модели в виде иерархической структуры с возможностью ее расширения и углубления. Пример структуры модели представлен на рисунке 1.

 

Список литературы

1. О мерах по увеличению производства современной сельскохозяйственной техники и улучшению технологической обеспеченности сельхозпроизводителей. Справка. Совещание Правительства РФ о развитии производства современной сельхозтехники 11 марта 2014 г., Ростов-на-Дону [Электронный ресурс] / Правительство России URL: http://government.ru/info/10965 (Дата обращения 20.04.2014).

2. J. Čupera, P. Sedlák, Design and verification of engine power calculation model using the data of a digital bus built into a agricultural tractor, Acta univ. agric. et silvic. Mendel. Brun., 2011, LIX, No. 6, pp. 111-120.

3. Юлдашев А.К., Хайрутдинов И.Н. Стенды для исследования двигателей при неустановившихся нагрузках / А.К. Юлдашев, И.Н. Хайрутдинов. - Казань: Фэн, 2002. - 228 с.

4. Lindgren, M. Engine exhaust gas emissions from non-road mobile machinery - effects of transient load conditions. Doctoral dissertation. / Swedish University of Agricultural Science - Uppsala: 2004. - 60 p.

5. Халиуллин Ф.Х., Шириязданов Р.Р. Влияние параметров всережимных регуляторов на показатели ДВС при неустановившихся режимах работы // Тезисы докладов на VI Международной научно-практической конференции «Автомобиль и техносфера» (ICATS`2011): Казань. - 2011. - С157-158.

6. Халиуллин Ф.Х., Шириязданов Р.Р. Моделирование момента сопротивления на валу автомобильного двигателя // Материалы V Всероссийской научно-технической конференции «АНТЭ-2009». - Казань, Т.2. - 2009. - С. 20-24.

7. Шириязданов Р.Р., Халиуллин Ф.Х. К вопросу исследования динамических характеристик системы «двигатель - машина - среда» // Инженерная наука - агропромышленному комплексу / Материалы международной научно-практической конференции Института механизации и технического сервиса. - Казань: Издательство Казанского ГАУ, 2014. - С. 160-163.

8. Галеев Г.Г., Халиуллин Ф.Х., Шириязданов Р.Р. Обзор программных продуктов для моделирования функционирования энергетических установок мобильных машин // Вестник Казанского ГАУ.- Казань. - 2012. - №2 (24). - С. 66-71.

9. Халиуллин Ф.Х., Шириязданов Р.Р. Возможности MATLAB/Simulink для моделирования энергетических установок мобильных машин // Материалы Международной научно-практической конференции «Актуальные вопросы совершенствования технологий и технического обеспечения сельскохозяйственного производства». - Казань. - 2012., С. 249 - 253.

10. Shiriyazdanov R.R., Khaliullin F.K., Medvedev V.M., Ahmetzyanov I.R. Some Aspects of the Practical Application of Agricultural Mobile Machinery´s Powertrain Transient Operations Research Results / European Applied Sciences: modern approaches in scientific researches [Text]: Conference papers of the 10-th International Scientific Conference, Suttgart, Germany, June 5, 2014. - pp. 56-59

11. Khaliullin F.K., Shiriyazdanov R.R., Ahmetzyanov I.R., Medvedev V.M. Approaches for Numerical Simulation of Mobile Machine in Actual Operating Conditions / Global Science and Innivation [Text]: materials of the II International Scientific Conference, Vol. II, Chicago, May 21-22nd, 2014. - pp. 247-249.

12. Халиуллин Ф.Х., Шириязданов Р.Р. Обоснования создания измерительной информационной системы для исследования функционирования энергетических установок мобильных машин в АПК // Материалы Международной научно-практической конференции «Перспективные технологии и технические средства в АПК». - Казань. - 2013. - С. 193 - 196.

13. Adaptive Fuzzy Throttle Control for an All Terrain Vehicle / Soto, A., Saptharishi, M., Ollennu, A. T., Dolan, J. [and al] // IMechE Part I: Journal of Systems and Control Engineering. - 2001. - vol. 215. - PP. 189-198.

14. Лурье, З.Я. Cинтез параметрически оптимизируемого пид-регулятора гидроагрегата навесного оборудования трактора [Текст] / Лурье З.Я., Макей В.А., Цента Е.Н. // Международная научная конференция MicroCAD : Секцiя №5 - Моделювання робочих процесів в теплотехнологічному, енергетичному обладнанні та проблеми енергозбереження - НТУ "ХПИ", 2009. - C.304.

15. Черноруцкий, И. Методы оптимизации. Компьютерные технологии / И. Черноруцкий, СПб.: BHV, 2011. - 384 с.

Войти или Создать
* Забыли пароль?