Годинна та питома витрата палива двигуном.

Вступ.

1. Основні напрямки розвитку сільського господарства в сучасних умовах.

2. Основні шляхи ефективного використання МТА.

3. Історія розвитку, завдання та зміст дисципліни " Експлуатація машин і обладнання", її зв'язок з іншими дисциплінами та виробництвом.

1. Основні напрямки розвитку сільського господарства в сучасних умовах.

Основними напрямами прискорення темпів механізації, автоматизації виробничих процесів і поліпшення ефективності використання сільськогосподарської техніки є:

-завершення комплексної механізації виробничих процесів, впровадження більш досконалої системи машин для вирощування і збирання сільськогосподарських культур;

-подальший розвиток нових енергозберігаючих інтенсивних технологій, удосконалення конструкцій сільськогосподарської техніки, що забезпечить створення оптимальних умов для розвитку рослин при виконанні технологічних операцій і ліквідацію різних видів витрат;

-значне підвищення надійності сільськогосподарських машин, яка дає змогу на заданих інтервалах часу виконувати технологічні операції без простоїв з технічних причин і зберігати встановлені показники якості;

-підвищення експлуатаційної і ремонтної технологічності МТП, пристосованості до технічного і технологічного обслуговування, діагностування, транспортування і зберігання;

-збільшення довговічності сільськогосподарської техніки, яку забезпечує зберігання експлуатаційних властивостей машин у заданих межах на весь період експлуатації, зниження витрат на їх відновлення;

-впровадження автоматичних пристроїв, які дають змогу підтримувати технологічні і технічні режими роботи та регулювання агрегатів в оптимальних межах;

-розробка і створення автоматизованих систем управління машинно-тракторного парку в господарствах та інших підприємствах агропромислового комплексу;

-розробка і удосконалення таких пристроїв, які забезпечують водію-механізатору умов для роботи, що відповідають вимогам охорони праці.

2.Основні шляхи ефективного використання МТА.

Система заходів щодо раціонального використання машинно-тракторного парку спрямована на виконання змінних, денних, сезонних і річних норм виробітку, підвищення продуктивності і полегшення праці, зниження експлуатаційних і приведених витрат і підвищення культури землроства. Вона включає планування обсягу механізованих робіт, розподіл їх по марках машин, комплектування агрегатів і безпосередню організацію використання техніки.

При комплектувані агрегатів беруть до уваги тяговий опір причіпних і начіпних машин, тягове зусилля трактора на гаку, стан поля, рельєф. Це сприяє виконанню робіт при більш високій якості і менших витратах.

Поліпшення використання машин досягається шляхом скорочення часу на неминучі в період польових переміщення техніки і робочої сили, посилення матеріальної зацікавленості і відповідальності механізаторів, впровадження диспетчерської служби, двозмінної роботи, застосування економічних швидкісних і широкозахватних агрегатів, групового методу роботи МТА та інше.

Резервами поліпшення використання тракторів є доведення до «нормативного» рівня показників інтенсивного їх використання, повніше використання робочого часу, застосування комбінованих агрегатів.

Основне завдання технічного забезпечення роботоздатності машин полягає в тому, щоб з найменшими затратами забезпечити нормальне функціонування машинно-тракторного парку. Для вирішення цього завдання на належному рівні слід, по-перше, визначити закономірні зміни технічного стану машин, а по-друге, вміти обґрунтувати експлуатаційні режими роботи машин, за яких зміна технічного стану сповільнюється.

Тому при підготовці кваліфікованих спеціалістів з машиновикористання важливе місце займає формування системи знань з розкриття сукупності тих закономірностей в їх взаємозв’язку і взаємообумовленості, які пояснюють основні явища і процеси, що відбуваються в машині.

3. Історія розвитку, завдання та зміст дисципліни " Експлуатація машин і обладнання ", її зв'язок з іншими дисциплінами та виробництвом.

Оснащення сільськогосподарського виробництва новою удосконаленою технікою вимагає розробки системи організаційних, технічних та інших заходів щодо реалізації її якості і ефективного використання. Наукові основи вирішення більшості завдань, пов'язаних з ним викладаються в межах предмета " Експлуатація машин і обладнання ".

Предмет охоплює широке коло різних взаємопов'язаних питань з обґрунтування і впровадження у виробництво наукових методів і способів: раціонального комплектування і використання МТА при виконанні різних виробничих операцій (технологічних, транспортних, підготовчих та допоміжних); ефективного їх обслуговування; діагностування, оптимального проектування, планування і управління МТП.

Історія становлення і формування науки про експлуатацію машинно-тракторного парку, а потім її розвиток як наукової дисципліни розпочинається з 1917 року. Видатний внесок у розвиток, цієї науки зробили вчені: академіки В.П. Горячкін, В.О. Желіговський, B.C. Свірщевський, професори В.О. Лінтварьов, Г.В. Веденяпін, С.А. Іофінов та інші.

Використання МТА у сільському господарстві характеризується рухом різних матеріальних систем і дією багатьох закономірностей. Тому " Машиновикористання в землеробстві" ґрунтується на глибоких знаннях предметів: Трактори і автомобілі, Сільськогосподарські машини, Паливно-мастильні матеріали, Основи землеробства, Економіка сільського господарства, Організація і планування виробництва, а також загальнотехнічних предметів.

Метою вивчення дисципліни " Машиновикористання в землеробстві" є оволодіння майбутніми спеціалістами теоретичними знаннями і набуття практичних умінь і навиків комплектування і високоефективного використання машинно-тракторних агрегатів, прогресивного комплексу машин у землеробстві при виробництві сільськогосподарських культур за прогресивними технологіями.

Під час вивчення дисципліни студенти одержують необхідні знання, уміння і навики з розрахунку раціонального складу і режиму роботи машинно-тракторних агрегатів, впровадження прогресивних технологій виробництва сільськогосподарських культур, технічному і технологічному обслуговуванню машинно-тракторного парку, оптимального проектування, планування і управління машинно-тракторним парком на сільськогосподарських підприємствах різних форм власності.

В результаті вивчення дисципліни студент повинен:

ЗНАТИ:

-основи розрахунків раціонального комплектування і використання машинно-тракторних агрегатів у землеробстві,

-основи планування та організації роботи автотранспорту,

-передову технологію виконання механізованих сільськогосподарських робіт,

-шляхи зменшення енерговитрат на одиницю виконуваної роботи й одержаної продукції,

-основи технічної експлуатації машинно-тракторного парку,

-основи оптимального планування й управління машинно-тракторним парком сільськогосподарських підприємствах різних форм власності,

-правила охорони праці і довкілля при виконанні механізованих сільськогосподарських робіт,

-основи інженерної діяльності в сільськогосподарському виробництві;

УМІТИ:

-виконувати розрахунки раціонального комплектування і використання машинно-тракторних агрегатів,

-виконувати розрахунки використання транспортних засобів,

-впровадити у виробництво передову технологію механізованих сільськогосподарських робіт,

-розробляти і здійснювати заходи щодо скорочення енерговитрат на роботи, які виконуються машинно-тракторними агрегатами, виконувати операції технологічної наладки машинно-тракторних агрегатів,

-виконувати операції технічного обслуговування і діагностування машинно-тракторного парку, прогнозувати залишковий моторесурс сільськогосподарської техніки,

-аналізувати роботу машинно-тракторного парку, витрати паливно-мастильних матеріалів, запасних частин тощо,

-виконувати розрахунки з планування оптимального складу машинно-тракторного парку,

-виконувати операції технічного нормування механізованих сільськогосподарських робіт,

-впроваджувати автоматизовані системи управління
роботою машинно-тракторного парку.

Тема 1.1. Енергетичні засоби та класифікація МТА

1.Енергетичні засоби сільськогосподарського виробництва.

2. Поняття про МТА. Класифікація МТА.

3.Основні вимоги до МТА. Значення багатоопераційних МТА у впровадженні енергозберігаючих технологій виробництва сільськогосподарських культур.

1.Енергетичні засоби сільськогосподарського виробництва.

Енергетичні засоби сільськогосподарського виробництва поділяються на рухомі (мобільні), обмежено рухомі і стаціонарні.

Рухомі засоби енергетики — трактори, самохідні шасі і моторизовані машини, автомобілі, жива тягова сила (коні, воли). Крім того в сільському господарстві використовується авіація, переважно для боротьби з шкідниками, хворобами сільськогосподарських культур і бур'янами, підкормки та деяких інших робіт.

Обмежено рухомими засобами енергетики є канатно-тракторні та електротракторні системи тяги.

Стаціонарними засобами енергетики є різні електричні і теплові установки, вітряні, гідравлічні та інші двигуни.

Основні енергетичні засоби для проведення технологічних операцій вирощування культур - трактори і самохідні шасі, а при виконанні транспортних робіт - автомобілі і трактори.

На тракторний парк припадає близько 40 % енергетичних потужностей, які є в сільському господарстві.

Трактори порівняно з іншими засобами енергетики в рослинництві мають певні переваги: вони маневрені, надійні в експлуатації, економічні, у них порівняно висока стабільність тягових властивостей.

2. Поняття про машинно-тракторний агрегат. Класифікація.

Машинно-тракторним агрегатом називається сукупність (раціональне співвідношення) робочих машин з джерелом енергії (трактором, самохідним шасі, електродвигуном) для виконання технологічної операції або певної групи операцій.

Робота МТА у сільському господарстві визначається особливостями, що залежать від біологічних законів і природнокліматичних умов.

По-перше, предметом праці є жива природа: ґрунт з мікроорганізмами, насіння і рослини, які безперервно змінюються в часі і просторі.

По-друге, строки виконання операцій пов'язані з природнокліматичними умовами і біологічними законами розвитку рослин і, як правило, обмежені в часі.

По-третє, під час проведення операцій агрегати пересуваються на значні відстані, час початку, а іноді і тривалість операцій навіть в одному господарстві не однаковий.

Класифікація машинно-тракторних агрегатів.

Усі агрегати сільськогосподарського призначення розрізняють: за призначенням, кількістю виконуваних операцій, способом їх виконання, характером використання джерела енергії і передавального механізму агрегату, способом з'єднання з трактором, розміщенням машин відносно трактора.

¾ за призначенням МТА поділяють на орні, посівні, збиральні та інші (за видом виконуваних операцій), вони виконують операції по сівбі і догляду за просапними культурами і називаються просапними; МТА для оранки, боронування, дискування, та виконання інших робіт є агрегатами загального призначення.

¾ за кількістю виконуваних одночасно операцій МТА бувають простими (агрегат може виконувати лише одну операцію, наприклад, оранку), комплексними (агрегат, що складається з кількох різних машин, виконує дві і більше послідовних операцій, наприклад, оранку з боронуванням), складними або комбінованими (агрегат - одна машина -виконує кілька послідовних операцій, наприклад, комбайн);

¾ за способом виконання операцій є МТА мобільні (пересувні), стаціонарні і стаціонарно-мобільні. До мобільних належать агрегати, які виконують технологічні операції під час руху - це тягові, самохідні і обмежено-мобільні (в останніх рушійна установка, наприклад, лебідка нерухома, а робоча машина пересувається). Стаціонарні агрегати виконують технологічні операції перебуваючи на одному місці.

¾ за характером використання джерела енергії і передавального механізму розрізняють МТА тягові, тягово-привідні і привідні. У тягових агрегатах потужність двигуна трактора витрачається на переміщення самого трактора і робочої машини, що виконує будь-яку технологічну операцію (оранку, боронування). При використанні з трактором транспортних причепів - тяговий агрегат називається транспортним. У тягово-привідних агрегатах потужність двигуна використовується не лише на переміщення самого трактора і машини, а й для приводу механізмів робочої машини (від ходових коліс машини, наприклад сівалки, або через вал відбору потужності трактора). У привідних агрегатів, що належать до групи стаціонарних або стаціонарно-мобільних, передавання потужності від двигуна трактора (або іншого джерела енергії) до робочої машини здійснюється через вал відбору потужності (ВВП), пасову передачу, а також за допомогою електро- чи гідроприводу.

¾ за способом з'єднання машин з джерелом енергії агрегати поділяють на причіпні, начіпні і напівначіпні. Причіпні агрегати складаються з трактора і причіпної робочої машини, що має свою ходову частину (колеса) або кількох машин і зчіпки. У начіпних агрегатах, що складаються з трактора (самохідного шасі), начіпної (або кількох) робочої машини і начіпної (напівначіпної) зчіпки, як правило, маса усієї машини у транспортному положенні сприймається ходовою частиною трактора. У робочому стані маса машини повністю або частково сприймається грунтом через робочі колеса, площини і робочі органи. Напівнавісні агрегати відрізняються від начіпних тим, що вага робочих машин при транспортуванні розподіляється між опорними колесами самої машини і ходовою частиною трактора.

¾ за способом розміщення робочих машин відносно трактора агрегати бувають з переднім, заднім, боковим і комбінованим розміщенням. За розміщенням робочих машин відносно поздовжньої осі трактора всі рухомі агрегати поділяються на симетричні і асиметричні.

3. Основні вимоги до машинно-тракторного агрегата.

Для проведення сільськогосподарських робіт застосовують багато МТА різних типів і видів. До них ставлять певні вимоги (агротехнологічні, технічні, економічні, щодо зручності обслуговування, охорони праці), яких слід дотримуватись при комплектуванні МТА.

¾ Агротехнічні вимоги ставляться до робочої машини і трактора. При підборі робочої машини слід враховувати якісні показники і агронормативи (глибина оранки, норма висіву тощо), яким має задовольняти виконана операція, технологічні допуски, допустимі втрати врожаю, пошкодження рослин та інше. До трактора ставлять такі вимоги: прохідність в горизонтальній площині за значенням колії і шириною рушія, прохідність у вертикальній площині за польовим зазором і наявністю обтічників, прохідність за станом ґрунту -недопустиме утворення глибокої колії, значних деформацій,

¾ Технічні вимоги включають: допустимі швидкісні режими як руху, так і робочих органів (частота обертання молотильного барабану) машин, кінематичні показники агрегатів, експлуатаційна надійність трактора, машини і агрегату в цілому. Машини, з яких складається агрегат повинні бути взаємопов'язані по енергетичним показникам,

¾ До економічних факторів насамперед належить якомога менша собівартість виконаної агрегатом роботи при найменших затратах праці. Вихідними даними для визначення собівартості є: продуктивність агрегату, витрати на ТО тощо.

¾ Вимоги до зручності обслуговування агрегату визначаються кількома показниками:

a) Зручність керування агрегатом (оглядовість, контроль за робочими органами).

b) Зручність технічного обслуговування. Вона визначається затратами часу на проведення операцій і залежить від стабільності, регулювань, заправних місткостей, періодичності і кількості місць змащування та ін.

c) Зручність технологічного обслуговування; вона характеризується затратами часу на технологічні зупинки, кількістю персоналу, трудомісткістю робіт. Вимоги охорони праці.

Тема 1.2. Експлуатаційні властивості тракторів.

1. Експлуатаційні властивості двигунів та тракторів.

2. Експлуатаційні режими роботи двигуна.

3. Регуляторна характеристика двигуна та її використання.

4. Баланс потужності трактора та його аналіз. ККД трактора.

1. Експлуатаційні властивості двигунів та тракторів.

Основними показниками експлуатаційних властивостей тракторних двигунів є:

Ефективна потужність, що утворюється на колінчастому валу N_e, кВт;

Частота обертання колінчастого вала двигуна n, хв^-1;

Годинна витрата палива Q, кг/год;

Питома витрата палива q_e, г/е∙ кВт∙ год;

Крутний момент двигуна М_к, кН∙ м.

Між експлуатаційними показниками двигуна існують такі співвідношення:

N_е=RM_кn,

де R= 6, 28 при вимірювані n в с^-1 і R =0, 105 при n у хв.^-1

q=1000G/ N_е.

Основні експлуатаційні властивості тракторів.

Експлуатаційні властивості техніки впливають на ефективність її застосування і якість виконуваного процесу. Головні експлуатаційні властивості тракторів:

1.Потужність двигуна і потужність, яка витрачається на тягу сільськогосподарських машин і приведення в дію їх робочих органів;

2.Діапазон робочих швидкостей руху;

3.Витрата палива за годину роботи;

4.Маневреність і стійкість руху;

5.Зручність агрегатування і технічного обслуговування;

6.Надійність і довговічність основних деталей і складальних одиниць та їх ремонтопридатність;

7.Ступінь уніфікації складальних одиниць з іншими тракторами, самохідними шасі і комбайнами.

2. Експлуатаційні режими роботи двигуна.

Враховуючи особливості експлуатації машинно-тракторного парку, для дизеля можна виділити три основних навантажувальних режими:

при робочому ході агрегату під час виконання конкретної технологічної операції;

при холостому ході агрегату (холості заїзди при поворотах на кінцях загінок, переїзд із однієї загінки в іншу);

робота вхолосту під час короткочасної зупинки.

Двигун трактора може мати також інші навантажувальні режими, наприклад, при рушанні агрегату з місця (розгін), при холостому русі трактора (без сільськогосподарської машини) у випадку подолання короткочасних перевантажень під час робочого ходу.

Отже, в експлуатаційних умовах двигун працює на різних режимах; при цьому в широких межах можуть змінюватись його навантаження і частота обертання колінчастого вала.

Найбільш ефективний і економічний режим роботи двигуна такий, коли його навантаження наближається до номінального.

3. Регуляторна характеристика двигуна і її використання.

Режими роботи двигуна в різних експлуатаційних умовах легко простежити на регуляторній характеристиці.

Ділянка АВ характеристики називається регуляторною гілкою.

Ділянка ВС – безрегуляторною, або перевантаження. Характер протікання безрегуляторної гілки визначається особливістю будови коректора.

На характеристиці можна виділити точки, які відповідають таким режимам роботи двигуна.

А – максимальній частоті обертання колінчастого вала двигуна на холостому ходу n_max;

В – на кривій крутного моменту проти n_н – номінальному крутному моменту під час роботи на регуляторі, номінальній потужності і найбільшій годинній витраті палива;

С – на кривій крутного моменту проти n_min (мінімальна частота обертання колінчастого вала двигуна на безрегуляторній гілці характеристики) – максимальному крутному моменту.

Оскільки на двигунах сучасних тракторів встановлені всережимні регулятори, то практично, крім основного режиму, що відповідає повній подачі палива можна мати проміжні режими.

Кількість проміжних режимів визначають за кількістю можливих положень важеля подачі палива, а при плавному регулюванні подачі таких режимів багато.

Застосування всережимного регулятора сприяє економії палива, особливо під час недовантаження.

Якщо під час руху на встановленій передачі на якійсь ділянці загінки навантаження зменшується, а підвищення швидкості обмежене, то переходять на проміжний режим, досягаючи зменшення витрати палива.

4. Баланс потужності трактора та її аналіз.

Не вся потужність, що створюється двигуном, витрачається на корисну роботу агрегату; значна її частина іде на подолання різних опорів.

Для того, щоб трактор мав можливість виконувати корисну роботу, ефективна потужність двигуна має дорівнювати сумі всіх потужностей, що витрачаються на подолання опору і втрат.

Де N_тр – втрати потужності в трансмісії, кВт

N_б – втрати потужності на буксування, кВт

N_пер – втрати потужності на пересування, кВт

N_під – втрати потужності на подолання підйому, кВт

N_кр – потужність на гаку, кВт

N_ВВП – потужність приводу робочих органів, кВт

N_е – ефективна потужність трактора, кВт

1.Втрати потужності в трансмісії трактора виникають внаслідок тертя між зубами шестерень і в підшипниках, частина енергії витрачається на переміщення масла в картері.

коефіцієнт корисної дії трансмісії:

де N_к – потужність, що підводиться до ведучих коліс, кВт

для колісних тракторів η _тр =0, 9...0, 92, для гусеничних η _тр =0, 86...0, 88.

2.Втрати потужності на буксування виникають як наслідок впливу шин або гусениць на ґрунт. При цьому відбуваються ґрунтові зрушення, які супроводжуються буксуванням і зменшенням поступальної швидкості трактора.

де Р_д – дотична сила, кН

V_т – теоретична швидкість, км/год

V_р – робоча швидкість, км/год

δ ­– коефіцієнт буксування (для гусеничних тракторів 3...6%, для колісних – 12...20%)

де N_e – ефективна потужність

η _тр – коефіцієнт корисної дії трансмісії,

δ – коефіцієнт буксування

де n_p, n_x – кількість повних обертів ведучих коліс на певному шляху.

3.Витрата потужності на пересування йде на утворення колії ходовим апаратом, на подолання сил тертя в підшипниках коліс, на компенсацію ударів внаслідок трясіння трактора.

4.Витрата потужності на подолання підйому. Під час руху трактора на підйом виникає сила Р_під, яка йому чинить перепону.

5.Корисна потужність трактора, тобто потужність, що витрачається для тяги і приведення робочих органів машин.

або

Коефіцієнт корисної дії трактора.

Потужність N_кр залежить від умов роботи і змінюється у значних межах. Загальну оцінку ефективності використання трактора виражає його коефіцієнт корисної дії.

Тяговий коефіцієнт корисної дії приблизно дорівнює:

Для колісних тракторів — 0, 65...0, 75

Для гусеничних тракторів — 0, 7...0, 85.

Самостійна робота. Шляхи поліпшення експлуатаційнихвластивостей тракторів.

Годинна та питома витрата палива двигуном.

3. використання валу відбору потужності, навіски і причіпної системи трактора.

Література:

Фортуна В.Й., Миронюк С.К. “Технологія механізованих сільськогосподарських робіт”, - К.: Вища школа, 1991, - с. 21...22

Скотніков В.А. “Тракторы и автомобили”.

Тема 1.3. Тяговий баланс тракторів.

1. Сили, що діють на трактор.

2. Умови руху МТА. Рівняння руху агрегату.

3. Дотична сила трактора, її значення.

4. Рушійна сила трактора, її утворення. Тяговий баланс трактора.

Самостійна робота.

1. Зчіпні властивості тракторів та шляхи їх поліпшення.

2. Вплив умов експлуатації на тяговий баланс трактора.

3. Тягова характеристика трактора, її використання для експлуатаційних розрахунків.

1. Сили, що діють на трактор в агрегаті.

Сила, що прикладена до трактора, рухає його. Вона являє собою реакцію ґрунту на ведучі колеса в напрямку руху і дорівнює найменшій з двох сил: дотичної сили тяги Р_дот або силі зчеплення Р_тах. Сила опору руху машин R-P_кp. (Р_кр - сила тяги трактора).