Череватенко Г. І. Підвищення ефективності функціонування орного агрегату покращенням тягово-зчіпних властивостей

Наукова новизна дослідження. Вперше встановлено взаємозв’язок тягово-енергетичних показників повнопривідного колісного трактора з геометричними параметрами рами; вперше визначено залежності тягово-енергетичних показників функціонування повнопривідного колісного трактора у складі орного МТА з урахуванням режимів блокування диференціалів. Удосконалено розрахунок теоретичної тягової характеристики трактора, що враховує геометричні параметри рами та конструкції трансмісії. Мета дослідження: підвищення ефективності функціонування орного агрегату шляхом покращення тягово-енергетичних показників через обґрунтування геометричних параметрів рами та режимів блокування диференціалів трактора. Для досягнення поставленої мети було передбачено вирішення таких завдань: виконати аналіз методів та засобів шляхом покращення тягово-енергетичних показників орних МТА; теоретично дослідити вплив геометричних параметрів рами трактора на тягово-енергетичні показники орного МТА; провести теоретичний аналіз впливу динаміки блокованих диференціалів на тягово-енергетичні показники орного МТА; обґрунтувати структуру та алгоритм функціонування вимірювальної системи динаміки та енергетики орного МТА; експериментально довести адекватність розробленої математичної моделі динаміки МТА, що враховує динаміку трансмісії. Об’єкт дослідження: процес руху МТА, його зв'язок з динамічними процесами, що відбуваються у трансмісії та геометричними параметрами рами трактора. Предмет дослідження: закономірності впливу геометричних параметрів рами та режимів блокування диференціалів на динамічні та тягово-енергетичні показники повнопривідного колісного трактора у складі орного МТА. В дисертації наведено теоретичне узагальнення і нове вирішення науково-прикладної задачі, що виявляється у покращенні тягово-зчіпних властивостей трактору у складі орного машинно-тракторного агрегату шляхом обґрунтування конструктивних параметрів трактора та режимів роботи. Проведеним узагальненням відомих досліджень встановлено, що залишається не вирішеною задача підвищення ефективності функціонування орного агрегату за рахунок збільшення тягових властивостей колісного трактора. Встановлено, що підвищення енергоємності тракторів не приводить до пропорційного зростання тягових показників через вплив конструкцій трансмісії та диференціалів. Вирішено науково-прикладну задачу, спрямовану на підвищення ефективності функціонування орного агрегату покращенням тягово-зчіпних властивостей шляхом обґрунтування конструктивних параметрів рами трактора та режимів блокування диференціалів. Математичним моделюванням функціонування орного МТА обґрунтовано взаємозв’язок конструктивних параметрів рами трактора та режимів блокування диференціалів на тягово-енергетичні і динамічні показники агрегату. Обґрунтування параметрів трактора у складі орного МТА дозволили підвищити продуктивність агрегату на 15%, знизити витрату палива на 14%. Теоретичними дослідженнями визначено, що траєкторії руху піврам трактора при блокованому диференціалі являються прямолінійними. Кути повороту піврам трактора 1 = 2 = 0 rad (при  = 5 та  = 10). При розблокованому диференціалі траєкторії руху піврам трактора являються нелінійними. Кути повороту піврам трактора збільшуються від 1 = 0 rad, 2 = 0,05 rad до 1 = 0.89 rad; 2 = 0.71 rad (при  = 5); від 1 = 0 rad, 2 = 0,01 rad до 1 = 1.78 rad; 2 = 1.434 rad (при  = 20). Встановлено, що дотичні сили тяги на передніх колесах повнопривідного трактора знаходиться в межах від 3550 Н (при  = 5) до 4250 Н ( = 20); для задніх – від 1325Н (при  = 5) до 1855 Н ( = 20). Для режиму блокованих диференціалів сили тяги на передніх колесах трактора складають 3530 Н; задніх – 1870 Н. За результатами експлуатаційно-технологічних досліджень орного МТА у складі трактора ХТЗ-17221 та плуга ПЛН-5-35 встановлено, що блокування диференціалів на тракторі приводить до підвищення швидкості руху на 5,5 %, зниження витрати палива на 0,51 кг/га. Визначено, що розбіжність між експериментальними значеннями динамічних та енергетичних параметрів МТА та теоретичними не перевищує 11 %. Розроблені заходи покращення тягово-зчіпних властивостей трактору у складі орного агрегату дозволити отримати економічний ефект у розмірі 536020 грн з терміном окупності додаткових капіталовкладень 0,55 р. Результати дослідження впроваджено на ПАТ «ХТЗ» з економічним ефектом 536 тис. грн, ТОВ «Торговий дім «ХТЗ»» з економічним ефектом 220 тис. грн. Ключові слова: трактор, плуг, орний машинно-тракторний агрегат, динаміка, трансмісія, диференціал, рама, відстань, сила тяги, тягово-енергетичні показники, вимірювальна система, експериментальні дослідження, економічна ефективність