Способ ограничения величины буксования Российский патент 2024 года по МПК G07C5/08 B60W40/12 B60K28/16 

Изобретение относится к сельскохозяйственному машиностроению, а именно к системам автоматического мониторинга эксплуатационных показателей машинно-тракторных агрегатов.

Величина буксования является обобщающим критерием эффективности эксплуатации трактора и должна находиться в определенных пределах. При малой величине буксования трактор не полностью реализует свои тягово-сцепные возможности. При высокой величине буксования трактор работает в режиме перезагрузки. В первом и во втором случаях эффективность эксплуатации трактора снижается.

По данным ВНИИТиМ (Тырнов Ю.А. «Повышение эффективности использования машинно-тракторных агрегатов совершенствованием систем контроля режимов их работы» Диссертация на соискание степени доктора технических наук. - Тамбов.2001 г. - 333 с.), установлено, что значительная часть энергонасыщенных тракторов работают в режиме перезагрузки. Этот факт является причиной снижения ресурса двигателя, трансмиссии, а также повышенному расходу топлива.

Величина буксования трактора, при прочих равных условиях, зависит от силы тяги на крюке (фиг. 1).

Буксование как кинематический фактор оценивают по коэффициенту буксования, который определяют отношением величины снижения скорости к возможному ее теоретическому значению (без буксования) в процентах или в долях:

откуда δ=(V_t - V_p):V_т, V_р=V_т(1-δ),

где V_т - теоретическая (окружная) скорость поступательного движения колеса (действительная);

и V_p - рабочая или действительная скорость поступательного движения колеса (Д.А. Чудаков «Основы теории расчета тракторов и автомобилей» Москва. Колос. 1972 г., стр. 44-50).

Известно устройство для контроля буксования трактора (авторское свидетельство №1388922, МПК G07C 3/56, опубл. 15.04.88 г., бюл. №14, содержащее датчик оборотов путеизмерительного колеса, датчик оборотов двигателя, первый и второй формирователя импульсов и индикатор, выход датчика оборотов двигателя соединен с входом второго формирователя импульсов, дифференцирующий элемент, триггеры, элементы И-НЕ и преобразователь скважинности импульсов в напряжении, выход датчика оборотов путеизмерительного колеса соединен через дифференцирующий элемент с входом первого формирователя импульсов, выход которого подключен к первому установочному входу первого триггера, выход которого соединен с установочными входами второго и третьего триггеров, прямой выход первого из которых соединен с первым входом первого элемента И-НЕ, выход которого подключен к второму установочному входу первого триггера, выход второго формирователя импульсов соединен с тактовым входом второго триггера, инверсный выход которого подключен к информационному входу второго триггера, первому входу второго элемента И-НЕ и тактовому входу третьего триггера, инверсный выход которого соединен с информационным входом третьего триггера и вторым входами элементов И-НЕ, выход второго из которых подключен к входу преобразователя скважности импульсов в напряжении, выход которого соединен с входом индикатора.

Недостатком данного устройства является то, что на устройстве установлено путеизмерительное колесо, что приводит к погрешностям при контроле величины буксования при движении трактора по рельефной поверхности. Данное устройство применимо для сравнительного испытания сельскохозяйственных агрегатов.

Технической задачей изобретения является мониторинг и ограничение величины буксования трактора путем снижения подачи топлива в двигатель.

Буксование снижает поступательную скорость машинно-тракторного агрегата (МТА) и требует затрат энергии (топлива) на свое осуществление, а также оказывает вредное воздействие на почву, сминая и разрушая ее структуру, и вызывает износ шин.

Поставленная задача решается в способе ограничения величины буксования за счет контроля ее величины, включающем определение коэффициента буксования трактора в режиме реального времени по известной зависимости:

δ=(V_т-V_p):V_т)×100%,

где, V_т - теоретическая скорость движения трактора;

V_p - рабочая скорость движения трактора.

Причем теоретическая скорость движения трактора определяется через обороты ведущего колеса (звездочки), а фактическая скорость - посредством GPS-навигации.

Величина буксования является обобщающим критерием эффективности эксплуатации трактора и должна находиться в определенных приделах. При малой величине буксования, МТА не полностью реализует свои тягово-сцепные возможности. При высокой величине буксования трактор работает в режиме перезагрузки. В первом и во втором случае эффективность эксплуатации трактора снижается. По данным ВНИИТиМ (Тырнов Ю.А. «Повышение эффективности использования машинно-тракторных агрегатов совершенствованием систем контроля режимов их работы» Диссертация на соискание степени доктора технических наук. - Тамбов.2001 г. - 333 с.), установлено, что значительная часть энергонасыщенных тракторов работают в режиме перезагрузки. Это факт является причиной снижения ресурса двигателя, трансмиссии, а также повышенному расходу топлива. Величина буксования трактора, при прочих равных условиях, зависит от силы тяги на крюке (фиг. 1) рабочая фактическая скорость движения МТА определяется методом GPS-навигации.

Технический результат предлагаемого изобретения достигается тем, что в систему питания двигателя топливом, а именно в топливопровод устанавливается электромагнитный клапан, управляемый контроллером телеметрической системы.

Изобретение поясняется чертежом. На фиг. 2 представлена блок-схема устройства, поясняющая принцип коммутации элементов телеметрической системы и системы питания.

Блок схема состоит из панели контроллера 17 с питанием от бортовой сети трактора 18, соединенной с модулем ввода данных 19, который получает данные с точек ввода информации расходомеров топлива 24, 25, датчика частоты вращения коленчатого вала двигателя 26, датчика частоты вращения ведущей звездочки (колеса) 27 (датчик на схеме не показан), в свою очередь, модуль ввода данных 19 связан с роутером 20, через него с активной антеной 21 и спутниковой системой GPS-навигации 22 с одной стороны, с другой стороны электромагнитный клапан 7 через топливопровод низкого давления 6 связан с топливоподкачивающим насосом 5, далее топливопроводом низкого давления 6 с фильтром грубой очистки 4, далее через топливопровод 3 и кран 2 с топливным баком 1, откуда поступает топливо в систему питания двигателя с одной стороны, с другой стороны электромагнитный клапан 7 соединен с топливным фильтром тонкой очистки топлива 8, расходомером подачи топлива 9 и топливопроводом низкого давления 6 с П-образным каналом 11 головки топливного насоса высокого давления 10, из П-образного канала 11 основной объем топлива поступает к плунжерным парам и затем по топливопроводу высокого давления 14 к форсункам 15. Оставшаяся часть топлива используется для охлаждения головки топливного насоса высокого давления 10 и из П-образного канала 11 идет на слив в бак 1 через расходомер слива 12.

Устройство работает следующим образом. В том случае, когда величина буксования, которая определяется видом выполняемой сельскохозяйственной операции, не выходит за установленные пределы, контроллер 17 подает напряжение на обмотку электромагнитного клапана 7. При этом мембрана клапана 7 открывает основной канал подачи топлива. При превышении величины буксования трактористу подается предупреждающий световой сигнал, затем контроллер 17 обесточивает обмотку электромагнитного клапана 7. При этом закрывается основной канал и топливо поступает через калибровочное отверстие канала. Количество подаваемого топлива уменьшается, что приводит к уменьшению тяги на крюке и скорости движения. Для продолжения работы необходимо изменить обороты двигателя и выбранную передачу таким образом перейти на другой эксплуатационный режим, не превышающий допустимую величину буксованию.

Изобретение относится к сельскохозяйственному машиностроению, а именно к системам автоматического мониторинга эксплуатационных показателей машинно-тракторных агрегатов. Поставленная задача решается путем ограничения величины буксования за счет контроля ее величины, при котором в топливопровод топливной системы машинно-тракторного агрегата устанавливают электромагнитный клапан, управляемый контроллером телеметрической системы на основе величины коэффициента буксования, которую определяют в режиме реального времени по известной зависимости. Причем в том случае, когда величина коэффициента буксования не выходит за установленные пределы, контроллер подает напряжение на обмотку электромагнитного клапана, мембрана электромагнитного клапана открывает основной канал подачи топлива, а в случае превышения величины коэффициента буксования подается предупреждающий световой сигнал и контроллер обесточивает обмотку электромагнитного клапана, основной канал при этом закрывается, топливо поступает через калибровочное отверстие канала и количество подаваемого топлива уменьшается. Технический результат заключается в обеспечении мониторинга и ограничении величины буксования трактора путем снижения подачи топлива в двигатель. 2 ил.

Способ ограничения величины буксования за счет контроля ее величины, при котором в топливопровод топливной системы машинно-тракторного агрегата устанавливают электромагнитный клапан, управляемый контроллером телеметрической системы на основе величины коэффициента буксования, которую определяют в режиме реального времени по известной зависимости:

где V_T - теоретическая скорость движения трактора, которая определяется через обороты ведущего колеса (звездочки);

V_P - рабочая скорость движения трактора, которая определяется посредством GPS-навигации;

причем в том случае, когда величина коэффициента буксования не выходит за установленные пределы, контроллер подает напряжение на обмотку электромагнитного клапана, мембрана электромагнитного клапана открывает основной канал подачи топлива, а в случае превышения величины коэффициента буксования подается предупреждающий световой сигнал и контроллер обесточивает обмотку электромагнитного клапана, основной канал при этом закрывается, топливо поступает через калибровочное отверстие канала и количество подаваемого топлива уменьшается.