Секція «Сільське господарство»

Підсекція «Механізація сільського господарства»

Божок А.М., Венгер М.А., Волинкін М.П.

Подільський державний аграрно-технічний університет

Пристрій для обліку роботи виконуваної машинно-тракторним агрегатом

Необхідність установки на сучасних машинно-тракторних агрегатах (МТА) штатних пристроїв для обліку виконуваної їх дизельними двигунами (дизелями) механічної роботи диктується з одного боку потребою більш об’єктивного обґрунтування норм виробітку і здійснення поточного контролю за їх виконанням, а з другого – певними зручностями при оцінюванні технічного стану і встановленні достовірних строків обслуговування і ремонту МТА. Але незважаючи на це МТА такими штатними пристроями не укомплектовані, що є однією з причин недовикористання закладених в них потенціальних можливостей [1, 2].

Для визначення механічної роботи, виконуваної дизелем використовується відома формула

Із неї видно, що робота не є безпосередньо вимірюваною величиною, а залежить від крутячого моменту M_k на колінчастому валу дизеля і його частоти обертання . Тому облік виконуваної роботи можна здійснювати за показами лічильника, одержуваними шляхом вимірювання поточного значення M_k і при неперервному інтегруванні.

Для фізичної реалізації пристрою обліку А необхідно залучати вимірювачі (датчики) M_k і . Використовувати датчики M_k і електричного типу нема можливості, оскільки на сучасних мобільних МТА відсутні надійні бортові джерела високоякісної енергії. Тому для вимірювання M_k і оправданим є використання штатних вузлів та механізмів, які органічно входять в конструкцію МТА і одночасно з виконанням своїх за призначенням безпосередніх функцій, формуватимуть сигнали пропорційні поточним значенням M_k і .

Відоме [3] технічне рішення пристрою для обліку А із залученням штатних вузлів дизеля, в якому M_k вимірюється не безпосередньо, а за положенням рейки паливного насосу високого тиску (ПНВТ), знімається з його відцентрового регулятора при інтегруванні сигналів фрикційно-тросовим інтегратором. Однак недоліком пристрою є відсутність коректора фіктивного, обумовленого особливістю роботи плунжерних пар секцій ПНВТ, M_k і наявність тросового приводу лічильника, які суттєво впливають на вихідні значення датчика M_k і інтегратора. У зв’язку з цим пропонується принципово новий (А.С. СРСР №1509642) пристрій обліку А з коректором фіктивного M_k і фрикційно-тяговим інтегратором (А.С. СРСР №1359786).

Рис.1. Принципова схема пристрою для обліку роботи виконуваної МТА

1 – лічильник; 2 – вісь; 3, 31 – зубчасті колеса; 4, 9 – тяги; 5, 7 – обойми; 6 – шарики; 8 – фрикційний інтегратор; 10, 33 – опори; 11 – суматорний важіль; 12, 27 – пружини; 13 – коректор крутячого моменту; 14 – двоплечий важіль коректора; 15 – рейка ПНВТ; 16 – тяга відцентрового регулятора; 17 – коректор паливоподачі; 18 – механізм настроювання швидкісного режиму дизеля; 19 – важіль відцентрового регулятора; 20 – відцентровий регулятор; 21 – вал ПНВТ і відцентрового регулятора; 22 – ПНВТ; 23 – тяга відцентрового регулятора і коректора крутячого моменту; 24 – кулачок; 25 – привод інтегратора; 26 – корпус; 28 – диск; 29 – сферичний ролик; 30 – шліцьова втулка; 32 – упор.

Пристрій містить штатний ПНВТ 22 дизеля з рейкою 15 паливоподачі і з все режимним відцентровим регулятором 20. Регулятор 20 включає механізм настроювання 18 швидкісного режиму, коректор паливоподачі 17, важіль 19, зв’язаний тягою 16 з рейкою 15 і вал 21, з’єднаний через привод 25 з інтегратором 8. Механізм настроювання 18 тягою 23 зв’язаний з коректором фіктивного M_k, з’єднаний з рейкою 15 і інтегратором 8. Вихід інтегратора 8 через привод з’єднаний з лічильником 1.

При усталених значеннях M_k і регулятор 20 через важіль 19 і тягу 16 утримує рейку 15 ПНВТ в положенні циклової подачі, що відповідає даному усталеному навантажувальному і швидкісному режимові. При цьому рейка 15 через один кінець суматорного важеля 11, його середню частину, тягу 9 утримує сферичний ролик 29 на певній відстані від осі обертання диска 28. Диск 28, обертаючись з певною, заданою частотою обертання від вала 21 через привод 25, також обертає сферичний ролик 29. При умові, що кутове переміщення диска 28 прямо пропорційне кількості здійснюваних колінчастим валом дизеля обертів, а M_k, що ним розвивається, прямо пропорційний положенню рейки 15 ПНВТ, лічильник 1 буде показувати в певному масштабі механічну роботу, виконувану мобільним МТА за певний час на даному усталеному заданому швидкісному і навантажувальному режимі його експлуатації.

У випадку зменшення і при M_k = const, шляхом дії на механізм настроювання 17, відцентровий регулятор 20 через важіль 19 і тягу 16 перемістить рейку 15 ПНВТ в бік зменшення циклової подачі палива (вправо). При цьому рейка 15 через один кінець суматорного важеля 11, його середню частину, тягу 9, обойми 7,5 і шарики 6 перекотить по диску 28 сферичний ролик 29 також вправо, зменшуючи цим радіус обертання (бігової доріжки) диска навколо його вісі. Завдяки сферичному шариковому зв’язку тяги 9 з роликом 29 радіус бігової доріжки останнього при перекочуванні про диску 28 змінюватись не буде, а наявність сферичних зв’язків тяги 4 з роликом 29 і шліцьовою втулкою 30 забезпечить передачу обертання від ролика 29 через тягу 4, зубчасті колеса 31, 3 і вісь 2 лічильнику 1. Однак прямо пропорційне зменшення радіуса диска 29, спричинене зменшенням M_k пропорційно зменшить частоту обертання ролика 29, а отже, і кількість здійснюваних обертів лічильним механізмом лічильника 1, що вкаже цим на порівняно менше роботу, здійснювану мобільним МТА за певний період його експлуатації, і з врахуванням корекції фіктивного збільшення M_k, обумовленого змінюванням настроювання дизеля. При цьому корекція фіктивного збільшення M_k здійснюється автоматично шляхом додаткового переміщення середньої частини суматорного важеля 11, зв’язаної з тягою 9. Так, при настроюванні меншої від дії механізму 18 рейка 15 ПНВТ переміститься вправо, а, з’єднана з ним, тяга 23 вліво і поверне профільний кулачок 24, а разом з ним, від дії пружини 12, двоплечий важіль 14 проти руху годинникової стрілки. В результаті другий кінець суматорного важеля 11 переміститься вліво, забезпечуючи додаткове переміщення його середньої частини і тяги 14, компенсуючи цим помилку вимірювання M_k.

Після стабілізації навантажувального і швидкісного режиму принцип дії пристрою залишається аналогічним першому випадку, лише з тією різницею, що обертання сферичного ролика 29 буде забезпечуватись диском 28 на дещо меншому радіусі і відповідно з меншою частотою обертання.

Таким чином, в усіх випадках принцип дії запропонованого пристрою базується на інтегруванні двох незалежних сигналів: сигнала незалежної перемінної у вигляді кута повороту диска 28, що обертається від вала ПНВТ, і обертання сферичного ролика 29, і сигнала у вигляді переміщення тяги 9, обумовленої переміщенням рейки 15 ПНВТ від дії на неї відцентрового регулятора 20, викликаючого перекочування обертального ролика 29 по диску 28. При цьому кут повороту ролика 29, зубчастих коліс 3, 31, вісі 2 і лічильного механізму лічильника 1 пропорційний інтегралу від кута повороту диска 28. В усіх випадках лічильник 1, у відповідному масштабі, показуватиме величину механічної роботи, виконуваної мобільним МТА на протязі будь-якого періоду і на будь-яких швидкісних і навантажувальних режимах його експлуатації.

Література:

1. Полканов И.П. Автоматический контроль и учет работы машинно-тракторных агрегатов / Под ред. проф. М.П. Сергеева. – М.: Машгиз, 1963. – 200 с.

2. Иофинов С.А., Райхмен Х.М. Приборы для учета и работы тракторных агрегатов. – Л.: Машиностроение, 1972. – 223 с.

3. Божок А.М., Понедилок В.Ф., Клевцов М.М. Работомер машинно-тракторного агрегата // Механизация и электрификация сельского хозяйства. – 1989. – Вып. 69. – С.62-67.

Автори: А.М. Божок

М.А. Венгер

М.П. Волинкін

Відомості про авторів

1. Божок Аркадій Михайлович,

в.о., доцента Подільського державного аграрно-технічного університету.

Домашня адреса:

32300, м. Кам’янець-Подільський

вул. Жукова, буд. 21, кв. 7.

Домашній телефон: 4-57-92.

2. Венгер Микола Анатолійович

викладач Подільського державного аграрно-технічного університету.

Домашня адреса:

32300, м. Кам’янець-Подільський

вул. Північна, буд. 90^а, кв. 57.

Домашній телефон: 9-03-79.

3. Волинкін Микола Петрович,

викладач Подільського державного аграрно-технічного університету.

Домашня адреса:

32300, м. Кам’янець-Подільський

вул. князів Коріатовичів, буд. 70, кв. 20.

Домашній телефон: 9-68-89.