Методи і технічні засоби для оцінки параметрів мікроклімату сільськогосподарської техніки

Істотним чинником, що впливає на тепловий режим в кабінах, є сонячне випромінювання, ступінь дії якого залежить від щільності потоку, кута падіння променів і вентиляції кабіни. Близько 60% проникаючого випромінювання поглинається тілом людини і викликає у нього відчуття теплового дискомфорту.

Температуру назовні і внутрі кабіни вимірюють при наявності інтенсивних радіаційниї потоків, які йдуть від сонця, підстилаючої поверхні і поедметів, оточуючих кабіну, а також при впливі теплової конвекції двигуна і оператора, що створює помітний перегрів чутливих елементів первинних перетворювачів (датчиків). Тому досліди показали, що для вірної оцінки теплового стану кабіни необхідно застосовувати тепловий захист датчиків.

Експерименти підтвердили, що при русі трактора конструкція датчика (рис.8) повністю захищає чутливий елемент від впливу зовнішніх теплових потоків, а показання відповідають температурі середи, в якій перебуває кабіна, що випробується.

Кришка датчика під дією вітрового навантаження обертається навколо осі, пропускаючи повітря всередині полого простору кришки, у результаті чого чутливий елемент не перегрівається. Корпус захищає його від теплового впливу, відбитого від кабіни, а екран – від теплового впливу підстилаючої поверхні.

Для об’єктів, які випробуються на стаціонарі, застосовується конструкція аспіраційного типу (рис. 9), яка дозволяє усувати похибку нагріву чутливого елемента датчика шляхом встановлення подвійного циліндричного корпуса і протягування повітря вентилятором через внутрішній об’єм.

Мікродвигун включається автоматично через реле схеми опитування датчиків за 5-10 с. до моменту опитування термодатчиків.

Рисунок 8 – Конструкція датчика для вимірювання температури повітря, що оточує кабіну об’єкта, який рухається:

1 – кришка датчика; 2 – вісь; 3 – кронштейн; 4 – верхній екран; 5 – корпус; 6 – екран датчика; 7 – чутливий елемент; 8 – тепловий захист; 9 – внутрішній екран; 10 – основа; 11 – кабель.

Рисунок 9 – Конструкція датчика для вимірювання температури повітря, оточуючого кабіну стаціонарного об’єкту: 1 – корпус; 2 – вентилятор; 3 – мікро двигун; 4 – термодатчик; 5 – тепловий захист; 6 – кабель; 7 – основа.

У дійсний час проводяться дослідження по оцінці теплового стану і комфортних умов операторів з урахуванням з урахуванням суб’єктивної оцінки тепловідчутності, розробляються відповідні методи і засоби.

При гігієнічних випробуваннях тепловідчуність звичайно оцінюється у балах. Так, за кордоном широко відома 7-бальна шкала. Ця шкала мвстить наступні градації тепло відчутності: холодно, прохолодно, декілько прохолодно, комфорт, декілька тепло, тепло жарко. У центрированому варіанті цієї шкали вказаної градації відповідають число балів: - 3; - 2; -1; 0; 1; 2 і 3. Декілька інші шкали використовуються в нашій країні.

Заслуговує уваги вимірювач теплового комфорту моделі 1212, розробленого фірмою «Brul und Kjer» (Данія). Прилад автоматично вимірює температуру повітря, швидкість руху повітряного потоку, середню радіаційну температуру з урахуванням заданих значень (за допомогою управління) теплового опору одягу, ступеню фізичної активності і вологості визначає і показує у цифровому вигляді оцінку теплового комфорту, еквівалентну температуру та інші показники. Маса приладу 2,4 кг, габаритні розміри -133х210х200 мм.

Отримана система залежностей, що визначають комфортний стан оператора. Вхідні в неї параметри є функціями конструкція кабіни і її теплового захисту, конструкції кондиціонера, в також умов експлуатації машини. В даний час ще нама повного математичного опису всіх залежностей, що визначають комфортний мікроклімат в кабіні, проте розроблений метод дозволяє вже зараз вибрати найбільш економічний варіант засобів нормалізації мікроклімату.

Для кількісної оцінки комфорту в кабіні в США застосовується спеціальний температурно-вологісний індекс.

Результати досліджень показали, що поліпшення умов праці водія на тракторах і сільськогосподарських машинах можна досягти шляхом раціонального підбору ширини і довжини даху, відповідного нахилу стінок, застосування козирків, регульованих жалюзі і спеціального складу стекол .

З метою прискорення випробувань для оцінки температурних умов роботи операторів і забезпечення комфортабельності кабін останніми роками починають застосовуватися методи моделювання і кліматичні камери .Так, в Швеції вивчалася можливість боротьби з перегрівом повітря усередині кабін шляхом лабораторних випробувань в кліматичній камері, розміри якої дозволяли вводити в неї трактори. Камера була оснащена імітатором сонця, а також пристроями, які дозволяють регулювати температуру і вологість повітря в ній. Випробування проводилися на тракторах з кабінами, оснащеними вентилятором і різними кондиціонерними установками. Для захисту від сонячного випромінювання використовувалися різні сонячні фільтри. В ході експериментів вимірювалася температурі і відносна вологість повітря, швидкість повітряних потоків і рівень випромінювання в різних частинах кабіни, частота пульсу і температура тіла трактористів, які отримували фізичне завантаження. Проведені експерименти дозволили встановити, що для досягнення оптимального температурного режиму в кабіні необхідно поєднання сонячних фільтрів з кондиціонерними установками.

Оцінними показниками мікроклімату в кабінах є в основному показники, передбачені ГОСТ 12.2.002-81, які порівнюють з вимогами ГОСТ 12.2.019-76 і ГОСТ 12.1.005-76.

Додаток 4

ЗВІТ