16-я Международная научно-практическая конференция «Повышение эффективности использования ресурсов при производстве сельскохозяйственной продукции» - «Новые технологии и техника для растениеводства и животноводства»

20 сентября 2011 года сотрудники ФГУ «Подольская МИС» приняли участие в 16-ой Международной научно-практической конференции проводимой Всероссийским научно-исследовательском институте использования техники и нефтепродуктов с докладом «Использование нормативной документации и средств измерения для проведения энергетической оценки сельскохозяйственной техники».

 

 

 

Использование нормативной документации и средств измерения для проведения энергетической оценки сельскохозяйственной техники


 

Энергетическая оценка сельскохозяйственной техники сегодня является одним из важнейших видов оценок и проводится при первых экспериментах, связанных с созданием технических средств для механизации сельского хозяйства. Однако проведение энергетической оценки на основе регуляторных характеристик и измерения расхода топлива для определения энергетических показателей, таких как эффективная мощность и крутящий момент применяется сравнительно недавно. Впервые этот метод был заложен в СТО АИСТ 2.2-2006 и позднее включён в ГОСТ Р 52777-2007. Следует отметить, что используя данный метод энергетической оценки необходимо учитывать, что он содержит в себе множество источников дополнительной погрешности, которые необходимо учитывать при оценке энергетических показателей машины. Прежде всего необходимо определить параметры регуляторной характеристики её изменение во времени, произвести измерение расхода топлива во время технологического процесса выполняемого прицепной или навесной сельскохозяйственной машиной, а так же оценить влияние условий окружающей среды.

Для того чтобы достоверно определить регуляторную характеристику необходимо: 1) Чтобы средства измерения (СИ) и испытательное оборудование (ИО), которыми производится снятие регуляторной характеристики были в 3 раз точнее (или имели в 3 раза меньшую погрешность), чем необходимая при опыте точность регуляторной характеристики (Точность параметров указана в ГОСТ Р 52777-2007 п. 5.2.4 и ГОСТ Р 52778-2007 п. 4.9). Это соотношение (1/3) как правило применяется ко всем поверяемым СИ, однако нет нормативных документов которые устанавливали подобное требование к дизельным расходомерам топлива, это требование излагается в ТУ; 2) Параметры окружающей и рабочей среды должны быть в допустимом диапазоне, стабильны (на всём протяжении измерения) и соответствовать ГОСТ 18509-88 разделу 3; 3) Особое внимание следует уделять плотности и качеству топлива. В соответствии с ГОСТ 18509-88 п.6.2 для построения регуляторной характеристики допускается использовать приведённые энергетические параметры. Что касается плотности, необходимо её измерять при помощи ареометра и использовать ГОСТ 3900-85 для приведения плотности к нормальной температуре окружающей среды в 20 °С. Только выполнив все эти условия возможно получить регуляторную характеристику с соответствующей точностью параметров, определённых ГОСТ Р 52777-2007.

Стабильность регуляторной характеристики сельскохозяйственных тракторов является важным показателем качества их работы на заданном интервале времени. Именно по этому так важно знать, как изменяется регуляторная характеристика двигателя и как быстро трактор становится не пригодным для испытаний сельскохозяйственных машин и оборудования (то есть как быстро, при какой наработке, трактор становится несоответствующим по энергетическим показателям НД). Надёжность и стабильность характеристик каждого трактора зависит не только от качества производства, но и от условий эксплуатации. С течением времени изменяются все основные энергетические показатели двигателей, которые, как правило, изменяются не в лучшую сторону. Удельный и часовой расходы возрастают, а крутящий момент и мощность убывают с течением времени. Из выше сказанного ясно одно, что время и наработка меняет энергетические характеристики в отрицательную сторону и рано или поздно без капитального ремонта двигателя не обойтись. Кроме названных проблем, изменяется и форма регуляторной характеристики, а следовательно величина расхода топлива на разных режимах. Это не способствует точности определения эффективной мощности двигателя по графику, заставляя снимать регуляторную характеристику на большем количестве режимов. В этом направлении, основной задачей является выделение наиболее вероятного интервала работы трактора с соответствующими энергетическими характеристиками не только предприятия изготовителя, но и соответствующим ранее снятой регуляторной характеристике.

Что касается погрешности измерения расхода дизельного топлива, то в настоящий момент существует множество средств измерений, объёмного типа, позволяющих осуществлять данную задачу, обеспечивая необходимую точность измерений. В соответствии с ГОСТ Р 52777-2007 относительная погрешность измерения расхода топлива не должна превышать 1,5 %, а по ГОСТ Р 52778-2007 - 2%. Говоря о средствах измерения расхода топлива необходимо сказать об их стоимости. Цена на эти приборы колеблется от 14 тыс. руб. до 90 тыс. руб. Наиболее дорогостоящим из них является ИП-260 (Рисунок 1) специально внедряемый КубНИИТиМом для проведения энергетической оценки, так как прибор отвечает всем требования проведения энергетической оценки на любом дизельном энергетической средстве, однако его стоимость говорит сама за себя.

 

clip_image002

Рисунок 1 – общий вид счётчика-расходомера топлива ИП-260

С другой стороны есть отечественные подобные расходомеры, например ПОРТ-1 производства СКБ МАЯК (Рисунок 2). Его стоимость составляет 14 тыс. руб., но данный расходомер имеет два минуса:

• он не включён в реестр средств измерений и аттестовывать его придётся самостоятельно;

• расходомер имеет только один датчик поэтому установка его на энергетические средства с большим сливом в бак (далее «обратка») не представляется возможным, однако он подходит для МТЗ-82, так как его «обратка» не превышает 100 г/час при любом нормальном режиме работы. Кроме того, для проведения энергетической оценки можно использовать ещё более дорогостоящие системы включающие в себя целый рад дополнительно контролируемых параметров, таких как: местоположение и скорость, объём в топливном баке, пройденный маршрут, нагрузка на оси и др. Эти системы также отвечают требованиям точности необходимые для энергетической оценки, однако, как правило, дополнительные контролируемые параметры не используются.

 

clip_image0021

Рисунок 2 – общий вид расходомера дизельного топлива ПОРТ-1

 

Следует отметить, что влияние условий внешней окружающей среды при полевых испытаниях исключить практически невозможно, поэтому необходимо исключить все факторы влияющие на работу дизеля (влажность, температура, запылённость, давление и другие). В противном случае двигатель может выдавать другие показатели своей работы (худшее, чем должно быть), поэтому их необходимо приводить к нормальным.

В заключение необходимо добавить, что факторы внешней окружающей среды и измерение расхода топлива также как и при измерении энергетических показателей методом тензометрирования являются проблемой.

Расходы на дизельное топливо сельхозтоваропроизводителей создают большие сложности, поэтому внедрение точной расходометрии позволит установить контроль за его использованием, даст возможность проанализировать энергоёмкость выполняемых операций. В том случае, если имеются данные о стабильности регуляторной характеристики трактора, то можно осуществлять контроль за техническим состоянием энергетических средств, снизив до минимума влияние человеческого фактора, а следовательно расходы на дизельное топливо, как основной составляющей увеличения себестоимости получения сельскохозяйственного сырья.

 

   

Авторы статьи:

Начальник отдела ФГУ «Подольская МИС», аспирант ФГНУ «Росинформагротех» Шмелёв Сергей Александрович;

Зам. Директора ФГНУ «Росинформагротех», профессор Буклагин Дмитрий Саввич;

Директор ФГУ «Подольская МИС» Казанский Дмитрий Вячеславович.

 

 

konk