СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СИЛЫ СОПРОТИВЛЕНИЯ РАБОЧИХ МАШИН Российский патент 2019 года по МПК G01M17/07 G01L5/13 

Изобретение относится к сельскому хозяйству, в частности к сельскохозяйственному приборостроению.

Известен способ определения сопротивления рабочих машин, заключающийся в том, что при рабочем ходе трактора за счет снижения подачи топлива достигают минимальной частоты вращения коленчатого вала, соответствующей максимальному крутящему моменту, мгновенно увеличивают подачу топлива до максимальной. При достижении номинальной частоты вращения коленчатого вала двигателя во время разгона трактора измеряют угловое ускорение коленчатого вала. Аналогично измеряют ускорение коленчатого вала при разгоне трактора без рабочих машин и по формулам, полученным из уравнений движения трактора и рабочих машин, определяют силу сопротивления рабочих машин [Патент РФ №2178157, кл. G01M 17/007, 2002 - аналог].

Недостатком данного способа является сложность и трудоемкость существующих методов определения приведенной массы трактора.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому способу является способ определения сопротивления рабочих машин, заключающийся в том, при движении трактора без нагрузки за счет снижения подачи топлива достигают минимальной частоты вращения коленчатого вала, соответствующей максимальному крутящему моменту, мгновенно увеличивают подачу топлива до максимальной. При достижении номинальной частоты вращения коленчатого вала двигателя во время разгона трактора измеряют угловое ускорение коленчатого вала. Аналогично измеряют ускорение коленчатого вала при разгоне трактора с дополнительной эталонной массой, а также при разгоне трактора с сельскохозяйственной машиной и по формулам, полученным из уравнений движения трактора без нагрузки, с дополнительной эталонной массой и с сельскохозяйственной машиной, определяют силу сопротивления рабочей машины [Патент РФ №2612950, кл. G01L 5/13, 2017 - прототип].

Недостатком данного способа является невысокая точность определения приведенной массы трактора, обусловленная влиянием на величину угловых ускорений коленчатого вала двигателя при разгоне трактора с дополнительной эталонной массой и без, неравномерности работы двигателя, давления наддува (у двигателей с турбонаддувом), характера воздействия на рычаг подачи топлива, а также буксования ходового аппарата.

Задачей настоящего изобретения является повышение точности определения приведенной массы трактора.

Поставленная задача достигается тем, что дополнительно при движении трактора без нагрузки и догруженного известной эталонной массой при максимальной частоте вращения коленчатого вала отключают подачу топлива и в процессе выбега при достижении номинальной частоты вращения измеряют отрицательные угловые ускорения коленчатого вала, что позволит определить приведенную массу трактора по формуле

где М_эт - дополнительная эталонная масса, которой догружается трактор;

- отрицательное ускорение трактора при выбеге без нагрузки;

- отрицательное ускорение трактора при выбеге с дополнительной эталонной массой;

g - ускорение свободного падения;

f - коэффициент сопротивления перекатывания трактора.

Отрицательные ускорения трактора при его выбеге без нагрузки и с дополнительной эталонной массой связаны с соответствующим отрицательными угловыми ускорениями коленчатого вала двигателя зависимостями

где - отрицательное угловое ускорение коленчатого вала двигателя при выбеге без нагрузки;

- отрицательное угловое ускорение коленчатого вала двигателя при выбеге с дополнительной эталонной массой;

r_к - радиус качения (ходового аппарата);

i_тр - общее передаточное число трансмиссии. Предлагаемый способ осуществляется следующим образом. При движении трактора без нагрузки за счет увеличения подачи топлива достигают максимальной частоты вращения коленчатого вала. Отключают подачу топлива и в процессе выбега по достижении номинальной частоты вращения коленчатого вала двигателя прибором типа ИМД измеряют отрицательное угловое ускорение коленчатого вала. Аналогично измеряют отрицательное угловое ускорение коленчатого вала при выбеге трактора с дополнительной эталонной массой. По формулам, полученным из уравнений движения выбега трактора без нагрузки и с дополнительной эталонной массой определяют приведенную массу трактора.

Затем при движении трактора без нагрузки за счет снижения подачи топлива достигают частоты вращения коленчатого вала, соответствующей максимальному крутящему моменту. Мгновенно увеличивают подачу топлива до максимальной. При достижении номинальной частоты вращения коленчатого вала двигателя во время разгона трактора прибором типа ИМД измеряют угловое ускорение коленчатого вала. Аналогично измеряют ускорение коленчатого вала при разгоне трактора с сельскохозяйственной машиной и из уравнений движения разгона трактора без нагрузки и с сельскохозяйственной машиной с учетом приведенной массы трактора, определяют силу сопротивления рабочей машины по формуле

где - ускорение трактора при разгоне без нагрузки;

- ускрение трактора при разгоне с сельскохозяйственной машиной;

М_схм - приведенная масса сельскохозяйственной машины.

Ускорения трактора при его разгоне без нагрузки и с сельскохозяйственной машиной связаны с соответствующими угловыми ускорениями коленчатого вала двигателя зависимостями

где - угловое ускорение коленчатого вала двигателя при разгоне трактора без нагрузки;

- угловое ускорение коленчатого вала двигателя при разгоне трактора с сельскохозяйственной машиной;

δ - коэффициент буксования ходового аппарата трактора.

Коэффициент буксования ходового аппарата трактора δ определяется по тяговой характеристике трактора на соответствующем фоне на соответствующей передаче при заданной частоте вращения коленчатого вала двигателя или измеряется одновременно.

Изобретение относится к сельскому хозяйству, в частности к способу определения силы сопротивления рабочих машин. Дополнительно при движении трактора без нагрузки и догруженного эталонной массой при максимальной частоте вращения коленчатого вала отключают подачу топлива. В процессе выбега при достижении номинальной частоты вращения прибором типа ИМД измеряют отрицательные угловые ускорения коленчатого вала. По формулам, полученным из уравнений движения выбега трактора без нагрузки и с дополнительной эталонной массой, определяют приведенную массу трактора. По формулам, полученным из уравнений движения разгона трактора без нагрузки и с сельскохозяйственной машиной, определяют силу сопротивления рабочей машины. Достигается повышение точности определения приведенной массы трактора.

Способ определения силы сопротивления рабочих машин, включающий измерение силы взаимодействия трактора и рабочих машин за счет того, что при движении трактора путем снижения подачи топлива достигают минимальной частоты вращения коленчатого вала, соответствующей максимальному крутящему моменту, мгновенно увеличивают подачу топлива до максимальной, при достижении номинальной частоты вращения коленчатого вала двигателя во время разгона трактора без нагрузки и при движении трактора с рабочей машиной измеряют угловые ускорения коленчатого вала, отличающийся тем, что дополнительно при движении трактора без нагрузки и догруженного известной эталонной массой при максимальной частоте вращения коленчатого вала отключают подачу топлива и в процессе выбега при достижении номинальной частоты вращения измеряют отрицательные угловые ускорения коленчатого вала, что позволит определить приведенную массу трактора по формуле

где М_эт - дополнительная (эталонная) масса, которой догружается трактор;

- отрицательное ускорение трактора при выбеге без нагрузки;

- отрицательное ускорение трактора при выбеге с дополнительной (эталонной) массой;

g - ускорение свободного падения;

f - коэффициент сопротивления перекатывания трактора;

где - отрицательное угловое ускорение коленчатого вала двигателя при выбеге без нагрузки;

- отрицательное угловое ускорение коленчатого вала двигателя при выбеге с дополнительной (эталонной) массой;

r_к - радиус качения (ходового аппарата);

i_тр - общее передаточное число трансмиссии;

чтобы по полученному значению приведенной массы трактора определить силу сопротивления рабочей машины.