Покращення динамічних характеристик автомобілів сільськогосподарського призначення під час роботи на окремих видах альтернативного палива

Abstract

Зміна показників зовнішньої роботи переобладнаних двигунів на окремих видах (водопаливні емульсії, генераторний газ) альтернативного палива, що можуть бути встановлені на вантажних автомобілях сільськогосподарського призначення, зумовлює зміну динамічних характеристик цих автомобілів, які були досліджені відповідно до умов аграрного виробництва. Користуючись розрахованими динамічними характеристиками, можливо вирішувати завдання для визначення показників динамічності автомобілів сільськогосподарського призначення. Аналіз результатів проведеного моделювання роботи двигуна ЗМЗ-53 на вищезгаданому альтернативному паливі показує, що зміна частоти обертання колінчастого вала у режимі максимального крутного моменту не перевищує 10%, тобто при апроксимації крутного моменту двигуна можна користуватися одним і тим же поліномом. Встановлено, що розрахований коефіцієнт β показує, як необхідно змінити передаточні відношення трансмісії автомобіля ГАЗ-САЗ-25041, двигун якого працює на альтернативному паливі, щоб динамічні показники такого автомобіля були однаковими з базовою (бензиновою) модифікацією. Якщо автомобіль ГАЗ-САЗ-25041 буде працювати на генераторному газу, то значення коефіцієнта β = 1,411, у випадку роботи на водопаливній емульсії – β =1,332. Необхідне передаточне відношення трансмісії при цьому може бути забезпечено або додатковим редуктором з встановленими передаточними відношеннями, або головною передачею, передаточне відношення якої в β раз більше передаточного відношення базової моделі. У подальшому доцільно виконати, на основі техніко-економічної оцінки прийнятих рішень, багатофакторні експериментальні дослідження модернізованих трансмісій, переобладнаних для роботи на альтернативному паливі, автомобілів сільськогосподарського призначення.

The change of external work indexes in refitted engines that can be installed on agricultural trucks, using particular types of alternative fuel (water-fuel emulsion, generator gas) causes the change of dynamic characteristics, as it was investigated according to the conditions of agricultural production. Using the calculated dynamic characteristics it is possible to solve tasks directed at determination of agricultural machinery dynamics. The analysis of ZMZ-53 engine simulation results using the alternative fuel mentioned above shows, that the change of crankshaft rotation speed in the mode of maximum torque does not exceed 10%, that is, while approximating the engine torque it is possible to use one and the same polynomial. It is stated, that the calculated β coefficient shows how it is necessary to change the transmission ratio of GAZ-SAZ-25041 that works on alternative fuel in order to make dynamic indexes equal to the basic (petrol) modification. In the GAZ-SAZ-25041 working on generator gas, the coefficient rate will correspond to β=1,411, on water-fuel emulsion – β=1,332. While the necessary transmission ratio can be provided either with an additional gearbox with installed ratio, or by the main transmission, which transmission ratio is in β times exceeds the one of basic model. On the basis of feasibility assessment, further multifactorial experimental investigations of modernized transmissions refitted to the agricultural machinery, using alternative fuel are advised.

Изменение показателей внешней работы переоборудованных двигателей на отдельных видах (водотопливной эмульсии, генераторный газ) альтернативного топлива, которые могут быть установлены на грузовых автомобилях сельскохозяйственного назначения, обусловливает изменение динамических характеристик этих автомобилей, которые были исследованы в соответствии с условиями аграрного производства. Пользуясь рассчитанными динамическими характеристиками, возможно решать задачи по определению показателей динамичности автомобилей сельскохозяйственного назначения. Анализ результатов проведенного моделирования работы двигателя ЗМЗ-53 на вышеупомянутом альтернативном топливе показывает, что изменение частоты вращения коленчатого вала в режиме максимального крутящего момента не превышает 10 %, тоесть при аппроксимации крутящего момента двигателя можно пользоваться одним и тем же полиномом. Установлено, что рассчитанный коэффициент β показывает, как необходимо изменить передаточные отношения трансмиссии автомобиля ГАЗ-САЗ-25041, двигатель которого работает на альтернативном топливе, чтобы динамические показатели такого автомобиля были одинаковыми с базовой (бензиновой) модификацией. Если автомобиль ГАЗ-САЗ-25041 будет работать на генераторном газе, то значение коэффициента β = 1,411, в случае работы на водотопливной эмульсии β = 1,332. Необходимое передаточное отношение трансмиссии при этом может быть обеспечено или дополнительным редуктором с установленными передаточными отношениями, или главной передачей, передаточное отношение которой в β раз больше передаточного отношения базовой модели. В дальнейшем целесообразно выполнить, на основе технико-экономической оценки принятых решений, многофакторные экспериментальные исследования модернизированных трансмиссий, переоборудованных для работы на альтернативном топливе, автомобилей сельскохозяйственного назначения.