Енергозбереження транспортно-технологічних агрегатів змінної маси при виконанні технологічних операцій рослинництва

Шуляк, Михайло Леонідович; Лебедєв, Анатолій Тихонович; Рапута, Вадим Валерійович; Мурчич, Максим Миколайович; Shuliak, M. L.; Lebedev, A. T.; Raputa, V. V.; Murchych, M. M.

Енергозбереження транспортно-технологічних агрегатів змінної маси при виконанні технологічних операцій рослинництва

Шуляк, Михайло Леонідович; Лебедєв, Анатолій Тихонович; Рапута, Вадим Валерійович; Мурчич, Максим Миколайович; Shuliak, M. L.; Lebedev, A. T.; Raputa, V. V.; Murchych, M. M.

URI: https://repo.snau.edu.ua/xmlui/handle/123456789/15549

Дата: 2024

Короткий опис(реферат):

В статі розглядаються проблеми енергозбереження транспортних та транспортно-технологічних агрегатів. Для транспортно-технологічних агрегатів виконання технологічної операції пов’язано з більш складними динамічними процесами, оскільки потужність двигуна витрачається на транспортну і технологічну частини. Особливо складним з позиції дослідження є рух комбінованих агрегатів змінної маси, таких як посівні комплекси або комплекси для внесення в ґрунт мінеральних добрив та засобів захисту рослин. В роботі визначені умови енергозбереження для транспортно-технологічного агрегату під час виконання технологічної операції за критеріями максимального пришвидшення, швидкості та завантаження двигуна. Мінімум витрати палива можливо досягти при русі транспортно-технологічного агрегату без коливань швидкості. Під час роботи транспортно-технологічного агрегату досягти режиму постійної швидкості або відсутності пришвидшення (сталий рух) неможливо внаслідок нерівності тягового зусилля трактора і опору руху. Тобто в реальній експлікації, навіть при сталому режимі руху відхилення дійсної швидкості vä. Для моніторингу динамічних параметрів транспортно-технологічних агрегатів запропоновано використовувати комплекс, що дозволяє з високою точністю досліджувати зміни параметрів роботи агрегату та обирати режими його функціонування. При аналізі пришвидшення (сповільнення) агрегату в трьох площинах (поздовжній, поперечній та вертикальній) за відправну точку береться умова сталого руху – відсутність пришвидшень або сповільнень. Досягти цього режиму руху майже неможливо, проте мінімальні додаткові витрати енергії відповідають режиму з найменшим розмахом коливання. При зміні зовнішніх чинників, з позиції роботи двигуна, можуть виникнути три можливі режими: недовантаження, перевантаження та номінальний режим. За характером зміни вектору повного пришвидшення (сповільнення), його величини і напрямку можна характеризувати режим роботи агрегату. Запропонована методика динамічного аналізу, яка використовує геометричну інтерпретацію процесу руху транспортно-технологічних агрегатів, та дозволяє обирати режими їх роботи за найменшими додатковими витратами енергії. Характеризувати обраний режим можна питомою вагою ядра еліпсоїда, яку можна визначити за результатними статистичної обробки результатів дослідження коливань пришвидшення (сповільнення) агрегату. Визначено, що одним з актуальних напрямків покращення енергозбереження транспортно-технологічних агрегатів може бути активізація мостів причепу або напівпричепу, такий підхід дозволить використати значно більшу частину ваги вантажу при формуванні зчіпної ваги агрегату і, як наслідок, покращить паливну економічність трактора.

Суть розробки, основні результати:

The article considers the problems of energy saving of transport and transport-technological units. For transport technological units, the execution of a technological operation is associated with more complex dynamic processes, since the engine power is spent on the transport and technological parts. The movement of combined units with a variable mass, such as sowing complexes or complexes for applying mineral fertilizers and plant protection products to the soil, is especially complex from the research point of view. The paper defines the conditions for energy saving for a transport-technological unit when performing a technological operation at maximum acceleration, speed and engine load. The minimum fuel consumption can be achieved when the transport-technological unit is moving without speed fluctuations. During the operation of the transport-technological unit, it is impossible to achieve a constant speed or no acceleration (constant movement) due to the inequality of the tractor's traction force and the resistance to movement. That is, in real explication, even with a constant movement mode, the deviation of the actual speed. To monitor the dynamic parameters of transport and technological units, it is proposed to use a complex that allows you to study changes in the unit's operating parameters with high accuracy and select its operating modes. When analyzing the acceleration (deceleration) of the unit in three planes (longitudinal, transverse and vertical), the starting point is the condition of steady motion (absence of accelerations or decelerations). It is almost impossible to achieve this mode of motion, but the minimum additional energy consumption will correspond to the mode with the smallest amplitude of oscillations. When external factors change in the engine's operation, three possible modes may arise: underload, overload and nominal mode. The mode of operation of the unit can be characterized by the nature of the change in the vector of total acceleration (deceleration), its magnitude and direction. A dynamic analysis method is proposed that uses a geometric interpretation of the process of movement of transport and technological units and allows you to select their operating modes with the lowest additional energy consumption. The selected mode can be characterized by the specific gravity of the ellipsoid core, which can be determined by the results of statistical processing of the results of the study of acceleration (deceleration) oscillations of the unit. It has been determined that one of the current directions for improving the energy saving of transport and technological units can be the activation of the axles of the trailer or semi-trailer. This approach will allow using a significantly larger part of the weight of the cargo when forming the coupling weight of the unit and, as a result, will improve the fuel efficiency of the tractor.

Показати повний опис матеріалу