Эксплуатационные свойства мобильных энергетических средств

Введение

 

Переход экономики России на рыночные отношения, внедрение новых организационных форм хозяйствования в агропромышленном комплексе, включая развитие крестьянских (фермерских) хозяйств, требует совершенствования материально-технической базы сельского хозяйства, в том числе и мобильной энергетической техники сельско-хозяйственного назначения (прежде всего тракторов и автомобилей).

 

В последние годы наблюдается тенденция роста номенклатуры вышеуказанной техники. Так, разработаны, широко рекламируются

 

и находят все более широкое применение конкурентоспособные с за-рубежной техникой сельскохозяйственные тракторы. Для выполнения транспортных работ все автомобильные заводы страны форсировали создание и продажу сельскому хозяйству широкого спектра грузо-вых автомобилей различной грузоподъемности. Структура мобиль-ных энергетических средств (МЭС) в общем представлении включает в себя тракторы, самоходные шасси и автомобили.

 

Объектом изучения курса являются тракторы, самоходные шасси

 

и автомобили, а предметом — методы оценки и повышения их экс-плуатационных свойств. Эксплуатационные требования к тракторам

 

и автомобилям во всех странах непрерывно повышаются. Вначале тракторы рассчитывались как тягачи и предназначались для осущест-вления главным образом тяговых функций, отсюда в энергетическом отношении они, как и автомобили, являлись тяговыми энергетиче-скими средствами (ТЭС). У ТЭС (тракторов) эффективная мощность двигателя при расчете их основных параметров определяется, исходя из обеспечения требуемой силы тяги на крюке при допустимом бук-совании ведущих колес и скорости движения на низшей основной передаче без резерва для отбора мощности через механизмы привода активных рабочих органов сельскохозяйственных машин, агрегати-руемых с тракторами.

Развитие тракторостроения привело к расширению их функций

 

и эксплуатационных требований, в частности к широкому агрегатиро-ванию с сельскохозяйственными машинами, имеющими активные ра-бочие органы, привод которых осуществляется от механизмов отбора мощности. В этой связи функции трактора значительно расширились, а требования к его эксплуатационным свойствам, особенно технологи-ческого характера, повысились. Помимо реализации требуемой силы тяги на крюке потребовалось иметь эффективную мощность двига-

 

2 • Введение

 

теля и энергонасыщенность трактора (как мощности, приходящейся на единицу эксплуатационной массы) с запасом на обеспечение тех-нологического процесса машинно-тракторного агрегата (МТА), вклю-чающую в свой состав не одну, а несколько рабочих машин, а также на улучшение эргономических свойств МТА (например, условий труда оператора и др.). Расширение функций, выполняемых одним МТА, по-вышение требований к его эксплуатационным свойствам может быть успешно реализовано на основе широкого использования автомати-ческих устройств, поэтому одной из задач учебного пособия является описание средств автоматизации, применяемых на МЭС.

 

Название «трактор» в понимании только как «тяговое энергетиче-ское средство» не отражает всех функций, которые оно должно выпол-нять. Поэтому новые и перспективные тракторы, являясь мобильными многоцелевыми источниками энергии, следует, прежде всего, считать мобильными энергетическими средствами. К такому названию под-ходят и автомобили сельскохозяйственного назначения как тяговые энергетические средства, поскольку тяговые и скоростные функции являются основными у МЭС.

 

1.  Эксплуатационные свойства, классификация и компоновка сельскохозяйственных мобильных энергетических средств

 

 

Соотношение между отечественным типажом

Введение

 

Переход экономики России на рыночные отношения, внедрение новых организационных форм хозяйствования в агропромышленном комплексе, включая развитие крестьянских (фермерских) хозяйств, требует совершенствования материально-технической базы сельского хозяйства, в том числе и мобильной энергетической техники сельско-хозяйственного назначения (прежде всего тракторов и автомобилей).

 

В последние годы наблюдается тенденция роста номенклатуры вышеуказанной техники. Так, разработаны, широко рекламируются

 

и находят все более широкое применение конкурентоспособные с за-рубежной техникой сельскохозяйственные тракторы. Для выполнения транспортных работ все автомобильные заводы страны форсировали создание и продажу сельскому хозяйству широкого спектра грузо-вых автомобилей различной грузоподъемности. Структура мобиль-ных энергетических средств (МЭС) в общем представлении включает в себя тракторы, самоходные шасси и автомобили.

 

Объектом изучения курса являются тракторы, самоходные шасси

 

и автомобили, а предметом — методы оценки и повышения их экс-плуатационных свойств. Эксплуатационные требования к тракторам

 

и автомобилям во всех странах непрерывно повышаются. Вначале тракторы рассчитывались как тягачи и предназначались для осущест-вления главным образом тяговых функций, отсюда в энергетическом отношении они, как и автомобили, являлись тяговыми энергетиче-скими средствами (ТЭС). У ТЭС (тракторов) эффективная мощность двигателя при расчете их основных параметров определяется, исходя из обеспечения требуемой силы тяги на крюке при допустимом бук-совании ведущих колес и скорости движения на низшей основной передаче без резерва для отбора мощности через механизмы привода активных рабочих органов сельскохозяйственных машин, агрегати-руемых с тракторами.

Развитие тракторостроения привело к расширению их функций

 

и эксплуатационных требований, в частности к широкому агрегатиро-ванию с сельскохозяйственными машинами, имеющими активные ра-бочие органы, привод которых осуществляется от механизмов отбора мощности. В этой связи функции трактора значительно расширились, а требования к его эксплуатационным свойствам, особенно технологи-ческого характера, повысились. Помимо реализации требуемой силы тяги на крюке потребовалось иметь эффективную мощность двига-

 

2 • Введение

 

теля и энергонасыщенность трактора (как мощности, приходящейся на единицу эксплуатационной массы) с запасом на обеспечение тех-нологического процесса машинно-тракторного агрегата (МТА), вклю-чающую в свой состав не одну, а несколько рабочих машин, а также на улучшение эргономических свойств МТА (например, условий труда оператора и др.). Расширение функций, выполняемых одним МТА, по-вышение требований к его эксплуатационным свойствам может быть успешно реализовано на основе широкого использования автомати-ческих устройств, поэтому одной из задач учебного пособия является описание средств автоматизации, применяемых на МЭС.

 

Название «трактор» в понимании только как «тяговое энергетиче-ское средство» не отражает всех функций, которые оно должно выпол-нять. Поэтому новые и перспективные тракторы, являясь мобильными многоцелевыми источниками энергии, следует, прежде всего, считать мобильными энергетическими средствами. К такому названию под-ходят и автомобили сельскохозяйственного назначения как тяговые энергетические средства, поскольку тяговые и скоростные функции являются основными у МЭС.

 

1.  Эксплуатационные свойства, классификация и компоновка сельскохозяйственных мобильных энергетических средств

 

 

Эксплуатационные свойства мобильных энергетических средств

 

Развитие МЭС происходит прежде всего в направлении улучшения их основных эксплуатационных свойств. Эти свойства применительно к МЭС можно условно разделить на три группы: энергетические, агротехнические (технологические) и общетехнические. В последнее время в связи с рыночным характером экономики России особое вни-мание уделяют стоимостным показателям эффективности использо-вания МЭС, во многом влияющим на указанные эксплуатационные свойства, так как достичь конкурентоспособного уровня эффективно-сти можно на основе увеличения затрат денежных средств для обеспе-чения возрастающих эксплуатационных требований к МЭС.

 

Основными показателями, характеризующими энергетические свой-ства МЭС, являются производительность и удельный расход топлива сельскохозяйственными агрегатами, составляющий значительную долю эксплуатационных затрат в себестоимости выполняемых работ.

 

Производительность МЭС характеризуется объемом выполненной работы за единицу времени при соблюдении заданных условий техноло-гического процесса и может определяться, например, размером обрабо-танной площади, массой перевозимого груза за единицу времени и т.п.

 

Себестоимость выполненных работ зависит от следующих показа-телей: удельного расхода топлива, смазочных материалов и их стоимости, затрат на заработную плату водителей, расходов на техническое обслуживание и ремонт, размеров отчислений на амортизацию.

 

Технологические (агротехнические) свойства связаны в основном

 

с проходимостью и маневренностью тракторных агрегатов. В качестве показателей для оценки проходимости используют давление на грунт, буксование, агротехнический и дорожный просвет, тип и конструк-тивные особенности движителя, габаритные параметры МЭС.

 

4 • 1.  Эксплуатационные свойства, классификация и компоновка

 

Общетехнические свойства отражают удобство работы и обслужи-вания, санитарно-гигиенические условия и условия безопасности ра-боты водителей. Они определяются рядом показателей: предельным уровнем шума, вибрации, запыленности, загазованности и микрокли-мата в кабине; легкостью обслуживания, готовностью к работе и др.

 

Безопасность работы водителя оценивается предельными углами устойчивости, критическими скоростями движения, тормозными ка-чествами и противопожарной безопасностью и т.д.

 

Приведенная классификация эксплуатационных свойств в извест-ной степени условна, так как различные их группы тесно связаны меж-ду собой и одни и те же свойства могут быть отнесены к различным группам. Например, плавность хода может быть отнесена к технологи-ческим качествам, поскольку она влияет на глубину обработки почвы, заделки семян и т.д.; к энергетическим, так как влияет на производи-тельность; общетехническим, поскольку от нее в основном зависят условия работы и безопасность водителя.

 

В целом мобильные энергетические средства должны отвечать ши-рокому спектру эксплуатационных требований, базирующихся на на-учно обоснованных свойствах и показателях. К числу этих требований относятся прежде всего обеспечение высокой производительности

и экономичности, качественное выполнение всего комплекса сель-скохозяйственных работ, в наилучшие агротехнические сроки. Важное значение имеют требования агроэкологического характера, связанные с засорением атмосферы вредными компонентами, содержащими-ся в выпускных газах двигателей, и воздействием ходовой части этих машин на почву. Движители уплотняют и истирают почву, что от-рицательно влияет на ее плодородие и урожайность культур. Поэто-му снижение отрицательного воздействия тракторов и автомобилей на почву — одно из важнейших эксплуатационных требований.

 

Производительность трактора, работающего в агрегате с сельско-хозяйственными машинами, зависит от их ширины захвата, мощности тракторного двигателя, тягового сопротивления машин, средней ско-рости движения машинно-тракторного агрегата и других факторов.

 

В связи с этим производительность агрегата определяется энергона-сыщенностью и тягово-сцепными свойствами тракторов. Кроме того, производительность зависит от степени утомляемости тракториста, которая в свою очередь зависит от плавности хода трактора, защищен-ности кабины от шума, газов, пыли и температуры окружающей среды, легкости управления и обслуживания, обзорности кабины, т.е. от так называемых эргономических свойств, характеризующих условия труда

 

1.1. Эксплуатационные свойства мобильных энергетических средств• 5

 

тракториста и обслуживающего персонала. Интегральный показатель производительности и экономичности трактора — себестоимость вы-полняемых сельскохозяйственных работ.

 

Производительность автомобиля определяется массой перевози-мого груза в единицу времени или численностью пассажиров, а также средней скоростью движения. В связи с этим она зависит от мощности двигателя, проходимости, плавности хода и надежности автомобиля, состояния дорожного покрытия, легкости управления и других фак-торов, характеризующих условия труда водителя. Интегральный пока-затель производительности и экономичности автомобиля — себестои-мость перевозок. Для перевозки сельскохозяйственных грузов кроме автомобилей используют и тракторы, особенно колесные, в агрегате

 

с прицепами и полуприцепами. Так, до 50% всего рабочего времени колесных тракторов затрачивается на транспортные работы. В связи

 

с этим к тракторам предъявляют те же требования, что и к автомоби-лям, например обеспечение безопасности движения и плавности хода на повышенных скоростях, наличие средств сигнализации автомо-бильного типа и т.п.

 

Требования по обеспечению высокой производительности должны согласовываться с агротехническими требованиями, так как они взаи-мосвязаны. К тракторам сельскохозяйственного назначения предъ-являют следующие агротехнические требования: обеспечение прохо-димости машин по любой поверхности и в междурядьях пропашных культур; соблюдение необходимых диапазонов тягового усилия и ско-рости движения, а также маневренности; минимальное вредное воз-действие ходовой части на почву; качественное выполнение техноло-гических процессов.

 

Количественные характеристики основных агротехнических тре-бований включают в себя:

 

1) буксование движителей гусеничных тракторов и колесных с дву-мя и четырьмя ведущими колесами должно быть не более соответ-ственно 3, 14 и 16%;

 

2) давление движителей на почву допускается не более 45 кПа для гусеничных машин и 110 кПа для колесных;

 

3) дорожный просвет (наименьшее расстояние по вертикали от опорной поверхности до элементов конструкции трактора) должен быть не менее 36 см у гусеничных тракторов и 47 см под задним мостом у универсально-пропашных тракторов;

 

4) агротехнический просвет (расстояние по вертикали от опорной поверхности до наименее удаленных элементов конструкции тракто-

 

6 • 1.  Эксплуатационные свойства, классификация и компоновка

 

ра над рядком культурных растений) должен оставлять 40…55 см для основных низкостебельных культур (картофель, свекла и др.)

 

и 65…75 см для высокостебельных культур (кукуруза, подсолнечник и др.); 5) защитная зона (расстояние по горизонтали от середины рядка

до края колеса или гусеницы трактора, зависящее от фазы развития растений и вида обработки) при возделывании пропашных культур должна быть 12…15 см (минимальная);

 

6) колея и габаритные размеры трактора должны обеспечивать взаимную конструктивную увязку с агрегатируемыми сельскохозяй-ственными машинами, а также возможность работы универсально-пропашных тракторов в междурядьях 45, 60, 70, 90 см и на транспорт-ных работах;

 

7) наименьший радиус поворота трактора должен составлять 3…4,5 м для колесных универсально-пропашных тракторов, 6,5…7,5 м для колесных тракторов общего назначения и 2…2,5 м для гусеничных тракторов.

 

Сведения об основных оценочных показателях МЭС представлены

 

в табл. 1.1.

 

Таблица 1.1