12. Методика расчета погектарного расхода топлива при работе агрегата. Факторы, влияющие на величину расхода топлива. Мероприятия по его снижению расхода топлива.

Расход топлива относится к затратным показателям, формирующим се­бестоимость продукции. Фактическое значение расхода топлива определяется двумя составляющими: при выполнении основной операции и при останов­ках. Значение погектарного расхода топлива определяется по формуле:

 = G_см / W_см, кг/га

или G_cм = G_т T_р + G_тх T_х + G_то T_о, кг,

где G_см– расход топлива за смену, кг;

G_т,G_тх,G_то– часовой расход топлива двигателем соответственно при рабочем и холостом ходах агрегата, а также при холостой работе двигателя на остановках, кг/ч;

Т_Р,Т_х,Т_О– продолжительности работы двигателя на указанных режимах, ч;

тогда выражение можно записать в следующем виде:

 = (G_т T_р + G_тх T_х + G_о T_о ) / W_см, кг/га.

Рассмотрим основные пути снижения расхода топлива. Расход топлива зависит от сменной производительности агрегата, энергозатрат технологического процесса, степени загрузки двигателя, удельного эффективного расхода топлива двигателем, кпд трансмиссии и буксования.

В результате исследований установлено, что основными из перечисленных факторов являются величина энергозатрат, степень загрузки двигателя и удельный эффективный расход топлива. Пути снижения энергозатрат рассмотрены выше. Влияние остальных факторов проследим на основе анализа регуляторного участка скоростной характеристики двигателя (рис. 12.1).

Рисунок 12.1 - Изменение удельного эффективного расхода топлива в зависимости от степени загрузки двигателя

При загрузке двигателя на 75% превышение удельного эффективного расхода топлива в сравнении оптимальной нагрузкой составит более 6%.

Изменение технического состояния двигателя увеличивает значение удельного эффективного расхода топлива в сравнении с номинальным. В условиях использования техники в хозяйствах величина отклонения колеблется от 10 до 20%, определяя тем самым перерасход топлива при выполнении технологических процессов.

Таким образом, основными направлениями снижения расхода топлива при выполнении механизированных работ являются:

– снижение энергозатрат технологического процесса;

– рациональное комплектование МТА, обеспечивающее работу двигателя в режиме оптимальных эксплуатационных нагрузок;

– своевременный контроль технического состояния и качественное обслуживание систем двигателя.

13.Способы и методика комплектования машинно-тракторных агрегатов. Дать краткую характеристику способов.

Условия комплектования агрегатов

Эффективность функционирования системы механизации полевых сельскохозяйственных работ в значительной степени определяется уровнем использования МТА.

Под комплектованием МТА подразумевается научно обоснованный процесс выбора состава агрегата и рабочей скорости в соответствии с предъявленными требованиями.

При комплектовании МТА должны учитываться следующие важнейшие требования:

– высокое качество выполнения технологического процесса;

– максимальная производительность агрегата при минимальных удельных затратных ресурсов (трудовых, топливно-энергетических, финансовых, материальных) в расчете на единицу работы или урожая;

– наименьшее отрицательное воздействие на окружающую среду;

– обеспечение условий для высокопроизводительного труда человека на агрегате без ущерба здоровью;

– надежность работы.

Удовлетворение всех указанных потребностей возможно только при комплексном решении задач комплектования МТА как на стадии конструирования, так и непосредственно при эксплуатации в хозяйствах.

Основные задачи комплектования агрегатов на базе имеющейся в хозяйствах техники сводятся к выбору состава и скоростного режима и могут быть решены на двух уровнях.

На первом уровне в зависимостиот природно-производственных условий выполнения операции (длина гона, размер поля, удельное сопротивление и др.) выбирают трактор, соответствующий требованиям ресурсосбережения, высокой производительности, экологическим требованиям.

На втором уровнедля выбранного трактора по соответствующему критерию ресурсосбережения рассчитывают оптимальные значения рабочей скорости и ширины захвата агрегата с последующим выбором числа машин и сцепки. Для тракторных транспортных агрегатов вместо ширины захвата определяют массу перевозимого груза и число прицепов.

Способы определения количества машин в агрегате

Для определения количества рабочих машин в агрегате необходимо знать, как может измениться скоростной режим агрегата, чтобы в пределах этого режима найти количество рабочих машин, в комплекте с которыми показатели агрегата будут наилучшими.

Задачу определения количества рабочих машин в агрегате можно решить опытным или расчетным способами.

При опытном способе число машин в агрегате определяют на основе заводских инструкций или расчетных таблиц, в которых для соответствующих условий указываются состав агрегата и его показатели. Составленный агрегат проверяют в работе по скоростному режиму, использованию мощности двигателя, производительности и расходу топлива.

При расчетном способе аналитическим методом определяют возможные варианты состава агрегата и выбирают наиболее рациональный.

Значение аналитического способа составления агрегатов необходимо также для изучения общих закономерностей агрегатирования.

Существует несколько методов расчета состава агрегата и показателей их работы: графический, графоаналитический, аналитический. При графическом методе все необходимые параметры агрегата получают со специально построенных для этого графиков; при графоаналитическом – по графику и расчетным функциям; аналитическом – по расчетным зависимостям.

Графические и графоаналитические методымогут охватывать все возможные случаи расчетов агрегатов и в схеме построения подобны. Эти способы хорошо подходят для неоднократных расчетов.

Для графических построений применяют, прежде всего, функциональные зависимости, а также опытные данные. Функциональные зависимости представляют собой основу графических и графоаналитических методов (рис. 13.1).

Рисунок 13.1 - Номограмма для комплектования агрегатов

При аналитическом методе используют математические зависимости. А также ПК.

Расчет состава агрегата аналитическим методом

Для расчета агрегата необходимо знать сельскохозяйственную опера­цию и агротехнические требования, предъявляемые к ней. На основании агротехнических требований, природно-климатических условий, размера поля необходимо выбрать тип и марку трактора, сельскохозяйственные ма­шины и рабочую скорость движения агрегата (рис. 13.2). При выборе диапа­зона рабочей скорости движения агрегата необходимо учитывать требова­ния агротехники и технологического процесса.

Выбрав передачи трактора, на которых выдерживается скоростной режим, определяем значение крюковой силы тяги и для заданного значения удельного сопротивления проводим расчет состава агрегата.

1. Определяем необходимую ширину захвата агрегата:

,

где q_м – масса сельскохозяйственной машины, приходящаяся на 1 м ширины захвата, кН/м;

q_сц– масса сцепки, приходящаяся на 1 м фронта её, кН/м.

Для комплексного агрегата получим:

, м,

где k₁,k₂...k_n– удельное сопротивление для 1-го, 2-го иn-го технологических процессов, кН/м.

Для навесного:

, м,

где _q– коэффициент, учитывающий дозагрузку трактора при работе с навесными машинами,_q= 1-1,5.

f– коэффициент сопротивления качению трактора.

2. Определяем число машин в агрегате, округляя полученное значение до целых чисел в сторону уменьшения:

n_i = B_i / b_м.

3. Определяем конструктивную ширину захвата агрегата:

B_{k i} = n_i  b_м, м.

4. Для комплектования многомашинных агрегатов необходимо выбрать сцепку, определив ее фронт:

A_i = (n_i- 1) b_м, м.

5. Определяем тяговое сопротивление прицепной части агрегата:

– простого: R_{q i} = (kb_м + Gм_ii) n_i + G_сц (f_сц  i), Н;

Вид работы

Скорость движения, м/с

1,1 1,4 1,7 1,9 2,2 2,5 2,8 3,1 3,3 3,6 3,9 4,2 4,4

Пахота

Лущение лемешное

Боронование зубовыми боронами

Культивация сплошными подрезающими лапами

Обработка дисковыми орудиями

Прикатывание

Посев зерновых и зернобобовых

Посев кукурузы

Внесение удобрений туковыми сеялками

Посадка картофеля

Обработка междурядий фрезерными орудиями

Междурядная культивация кукурузы

Рыхление междурядий свеклы

Кошение рядковыми жатками в валки

Уборка трав на сено

Уборка кукурузы на зерно

Уборка кукурузы на силос

Противоэрозионные работы:

Глубокорыхлителями (КПГ-250, КПГ-2,2)

Культиваторами-плоскорезами (КПП-2,2)

Культиваторами тяжелыми (КПЭ-3,8)

Культиваторами штанговыми (КШ-3,6А)

Боронами игольчатыми (БИГ-3)

Лущильниками со сферическими игольчатыми дисками

Сеялками-культиваторами (СЗС-2,1М)

Снегозадержание

Рисунок 13.1 - Рекомендуемые скорости движения на различных операциях

Рисунок 14 - Тяговая характеристика Т-150 на стерне

– комплексного:

, Н,

– навесного:

R_{q i} = kb_м + G_м(_qf  i), Н.

6. Определим коэффициент использования тягового усилия трактора на выбранных передачах:

_Ui = R_qi / P_kpi.

Для расчета навесного пахотного агрегата необходимо:

1. Определить число корпусов плуга, округляя полученные значения до целых чисел в сторону уменьшения:

,

где g_пл– масса плуга, приходящаяся на один корпус, Н; для 4-6-корпусных плуговg_пл= 1,6-2 кН, 8-9-корпусныхg_пл= 2,4-3,1 кН;

b_k– ширина захвата одного корпуса, м.

2. Определить конструктивную ширину захвата плуга:

B_{пл i} = m_Ki  b_k, м.

3. Определить тяговое сопротивление плуга:

R_{пл i} = k₀  a  B_{пл i} + G_{пл i} (_g  f  i).

4. Определить коэффициент использования тягового усилия пахотного агрегата:

.

Для соответствующего технологического процесса выбираем ту передачу трактора, на которой достигается наибольшее допустимое значение коэффициента использования тягового усилия (табл. 13.1).

Таблица 13.1 - Допустимые значения коэффициента использования

тягового усилия на основных видах работ

Операция	Класс трактора, т
	0,9	1,4	3,0	4,0	5,0
1. Вспашка легких и средних почв	0,90	0,90	0,93	0,94	0,92
2. Вспашка тяжелых почв	-	-	0,90	0,90	0,88
3. Вспашка уплотненных, пересохших почв	-	-	0,80	0,80	0,78
4. Культивация сплошная	0,78	0,80	0,92	0,93	0,92
5. Боронование	0,84	0,85	0,93	0,95	0,94
6. Плоскорезная обработка	-	-	0,90	0,92	0,90
7. Лущение	0,92	0,92	0,94	0,96	0,94
8. Посев зерновых	0,93	0,94	0,95	0,96	0,95