Підвищення ефективності мобільних сільськогосподарских колісних енергозасобів

Abstract

У роботі розглянуто проблему зниження динамічної навантаженості (вібронавантаженості) елементів конструкції мобільного енергетичного засобу та обґрунтовано доцільність застосування системи підресорювання з активним регулюванням. Показано, що зменшення віброактивності істотно покращує функціональні й експлуатаційні характеристики мобільного енергетичного засобу, сприяє підвищенню комфорту та безпеки праці оператора, а також забезпечує зростання надійності й довговічності конструктивних елементів за рахунок зниження динамічних навантажень. Розроблено імітаційний стенд, який дозволяє достовірно відтворювати режими навантаження системи підресорювання мобільного енергетичного засобу під час виконання технологічних сільськогосподарських операцій і забезпечує формування адаптивного керування відповідно до нерівностей опорної поверхні. Стенд забезпечує регулювання внутрішньокордового тиску пневмоелемента в діапазоні 1–6 атм при ході поршня платформи 90–140 мм, а похибка відтворення параметрів не перевищує 5 %. За результатами розрахунково-експериментальних досліджень встановлено, що впровадження розробленої системи підресорювання забезпечує зниження зусиль, які діють на елементи системи, на 20,5 % порівняно з базовим варіантом. Це, у свою чергу, суттєво підвищує ресурс найбільш навантажених елементів конструкції, зокрема переднього лонжерона, ресурс якого майже вдвічі перевищує відповідний показник базового варіанта трактора.

The paper addresses the problem of reducing the dynamic load (vibration load) on the structural elements of a mobile power unit and substantiates the feasibility of applying a suspension system with active control. It is shown that reducing vibration activity significantly improves the functional and operational characteristics of the mobile power unit, enhances operator comfort and safety, and increases the reliability and service life of structural components by lowering dynamic loads. An imitation (simulation) test bench has been developed that enables reliable reproduction of loading modes of the suspension system of a mobile power unit during technological agricultural operations and ensures the formation of adaptive control in accordance with irregularities of the supporting surface. The test bench provides regulation of the internal pressure of the pneumatic element in the range of 1–6 atm with a platform piston stroke of 90–140 mm, while the parameter reproduction error does not exceed 5%. Based on the results of computational and experimental studies, it was found that the implementation of the developed suspension system reduces the forces acting on the suspension elements by 20.5% compared with the baseline configuration. This, in turn, significantly increases the service life of the most highly loaded structural elements, in particular the front longitudinal member, whose service life is almost twice that of the corresponding element in the baseline tractor design.