Спосіб визначення енергетичних витрат мобільної машини

Реферат: UA 89312 U UA 89312 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 Корисна модель належить до технічних засобів діагностування та експлуатаційного контролю і може бути використана в сільському господарстві та машинобудівельній промисловості. Відомі способи, що дозволяють визначити енергетичний потенціал сільськогосподарського агрегату за моментом та швидкістю обертання колінчатого валу двигуна [1]. Контроль енергетичних параметрів може відбуватися за розрахунок встановлення датчика між двигуном та трансмісією [2]. Іншим напрямом визначення енергетичних витрат є визначення витрати палива мобільною машиною [3]. Питання визначення енергетичних витрат та витрати палива при випробуваннях сільськогосподарської техніки обґрунтовано в роботі [4]. Недоліком вище наведених способів є те, що з їх допомогою можливо визначати витрату енергії мобільною машиною, не враховуючи втрати енергії в вузлах машини та втрати енергії на створення рушійної сили для причіпних або навісних знарядь, причепів та відносного збільшення шляху. За найбільшою схожістю ознак за прототип приймаємо спосіб визначення енергетичних витрат за моментом та швидкістю обертання колінчатого валу двигуна [1, 2]. В основу корисної моделі покладено задачу обґрунтувати спосіб визначення енергетичних витрат мобільної машини. Поставлена задача вирішується за рахунок визначення енергетичних витрат мобільної машини, що базується на використанні залежності витрати потужності від параметрів функціонування мобільної машини безпосередньо в умовах експлуатації, з використанням датчиків моменту, витрати палива, швидкості обертання колінчатого вала двигуна, валів трансмісії, коліс, положення мобільної машини на місцевості, тягового зусилля, відповідно до корисної моделі, вимірювання витрати енергії двигуном, трансмісією, витрат енергії на аеродинамічний опір, витрат енергії на перекочування, сили тяги на гаку, буксування, відносного подовження шляху виконується одночасно. Визначення енергетичних витрат мобільної машини відбувається в наступній послідовності. Як відомо енергія, це потужність за одиницю часу: Е = N•t, Дж, (1) де N - потужність, Вт; t - час, с. Якщо визначати витрати енергії мобільної машини за одну секунду, тоді потужність, що витрачається, буде відображати витрату енергії:  (2)   , Bm t . Потужність, що споживає двигун, визначається по витраті палива: Nn = QH • Qn, Bm, (3) де QH - нижча теплотворна здатність палива, Дж/кг; Qn - витрата палива двигуном, кг/с; Потужність на валу трансмісії: (4) Nmp = M • , Bm, де М - крутний момент на валу, Н•м; ω - швидкість обертання валу, рад/с. Потужність на колесі мобільної машини: (5) Nк = Mк • к, Bm, де Мк - крутний момент на колесі, Н•м; κ - швидкість обертання колеса, рад/с. Буксування колеса мобільної машини:    1 , (6) k  rk де - швидкість руху машини, м/с; rк - радіус колеса, м. Потужність необхідна для руху машини: 2 Np = (m • a + f • g • m + f • g • sin  + k • F •  )•, Вm, (7) де m - маса машини, кг; 2 а - прискорення, м/с ; f - коефіцієнт опору кочення; 2 g - прискорення вільного падіння, м/с ;  - кут нахилу опорної поверхні, °; k - коефіцієнт лобового опору; 1 UA 89312 U 5 F- площа лобової поверхні машини. Якщо до мобільної машини приєднуються причіпні машини, або причепи, необхідно визначити потужність на гаку: (8) Nг = P • , Bm, де Р - тягове зусилля на гаку, Н; При використанні валу відбору потужності, потужність на привід визначаємо за ф. 4. Втрати потужності в двигуні: вm N ДВЗ = Nn - Nmp. Bm. (9) Втрати потужності в трансмісії: n  в m   mp    ki, Bm mp (10) , де Nкі - потужність на і-му рушії мобільної машини, Вт; n - кількість активних рушіїв; Втрати потужності на буксування: i0 10  в m   k  , m .  (11) В дійсності траєкторія руху мобільних машин є синусоїда. При розрахунках та моделюванні найчастіше використовують пряму лінію, тому виникає відносне подовження шляху на яке витрачається додаткова енергія. Втрати енергії на подовження шляху:   в m   р  , m (7) ш 0 , 15 20 25 30 де  - дійсний шлях пройдений машиною, м;  0 - найкоротший шлях, що може проїхати машина, м. Запропонований спосіб визначення енергетичних витрат мобільної машини дозволяє оцінити витрати енергії елементами мобільної машини, такими як двигун, трансмісія, рушіями на буксування та витрати енергії на створення рушійної сили мобільною машиною, на привід активних машин за допомогою валу відбору потужності і енергії, що передається через гак. Запропоноване рішення придатне для промислового використання. В інших джерелах інформації про спосіб визначення енергетичних витрат мобільної машини з такими ознаками автори не виявили, тому просимо надати даному рішенню правовий захист. Джерела інформації: 1. Левцев А.П. Алгоритм расчёта энергетического потенциала СХА [Текст] / А.П.Левцев, А.Г.Ванин, С.А.Мальцев, К.А.Миндров // Тракторы и сельскохозяйственные машины, 2006, № 4. - С. 28-31. 2. Вантюсов Ю.А. Контроль энергетических параметров мобильных энергосредств [Текст] / Ю.А.Вантюсов, А.В.Макевнин // Тракторы и сельскохозяйственные машины, 2006, № 10. - С. 1618. 3. Романов Ф.Ф. Использование параметров расхода топлива для контроля функционирования МТА [Текст] / Ф.Ф. Романов, А.В. Палицын // Техника в сельском хозяйстве, 2005, № 5. - С. 30-32. 4. Кардашевский С.В. Испытания сельскохозяйственной техники [Текст] / С.В.Кардашевский, Л.В.Погорелый, Г.М.Фудиман, П.И.Лобко, В.В.Брей - М.: Машиностроение, 1979. – 288c. 35 2 UA 89312 U ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 5 10 Спосіб визначення енергетичних витрат мобільної машини, що базується на використанні залежності витрати потужності від параметрів функціонування мобільної машини безпосередньо в умовах експлуатації, з використанням датчиків моменту, витрати палива, швидкості обертання колінчатого вала двигуна, валів трансмісії, коліс, положення мобільної машини на місцевості, тягового зусилля, який відрізняється тим, що вимірювання витрати енергії двигуном, трансмісією, витрат енергії на аеродинамічний опір, витрат енергії на перекочування, сили тяги на гаку, буксування, відносного подовження шляху виконується одночасно. Комп’ютерна верстка С. Чулій Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 3