Nghiên cứu ảnh hưởng của chế độ cung cấp nhiên liệu trên động cơ diesel đến chi phí nhiên liệu riêng của liên hợp máy cày

Vài nét về tình hình phát triển máy kéo ở Việt Nam [8], [9]

Nguyên nhân chính là chúng ta chưa có những hệ thống máy móc thiết bị hiện đại đáp ứng được yêu cầu chế tạo các loại máy có kết cấu phức tạp, đòi hỏi độ chính xác cao, chưa có cả công nghệ hợp lý hoặc tiên tiến và chưa có cả những kinh nghiệm thiết kế… Có thể nói sự phát triển của ngành chế tạo máy kéo ở nước ta vẫn đang ở thời kỳ nghiên cứu thăm dò. Hậu quả của việc trang bị máy móc thiếu những căn cứ khoa học cần thiết dẫn đến nhiều chủ máy bị phá sản hoặc hiệu quả sử dụng rất thấp, chưa thật sự có tác dụng kích thích phát triển sản xuất nông nghiệp.

Các chỉ tiêu sử dụng của liên hợp máy cày

Tính chất này có ý nghĩa quyết định trong quá trình thành lập liên hợp máy, khi xác định số lượng máy nông nghiệp trong liên hợp máy và chọn chế độ sử dụng của liên hợp máy nói chung và chế độ vận tốc nói riêng. Các tính chất sử dụng như: tính chất kỹ thuật nông học, tính cơ động của liên hợp máy, tính năng kỹ thuật của máy và của liên hợp máy và các tính chất về an toàn, dễ sử dụng… là các tính chất được quyết định bởi khâu nghiên cứu chế tạo và nó trở thành thuộc tính của máy hay liên hợp máy khi đã được chế tạo hay thành lập ta không thể thay đổi nó để đánh giá ảnh hưởng của nó cho nên ở đây chỉ xét một số tính chất quan trọng quyết định tới hiệu quả trong sử dụng của liên hợp máy cày mà các tính chất này chịu ảnh hưởng lớn của các yếu tố điều kiện sử dụng.

Lực cản cày

Những nguyên nhân chính gây ra sự thay đổi đó là tính không đồng nhất của đất, do mặt đồng không bằng phẳng… Sự thay đổi này có tính chất chu kỳ với biên độ dao động và chu kỳ thay đổi phụ thuộc vào mức độ và quy luật thay đổi của các yếu tố ảnh hưởng. Song chi phí nhiên liệu riêng của liên hợp máy cày còn phụ thuộc vào nhiều yếu tố khác chẳng hạn như là chế độ hoạt động của động cơ máy kéo cho nên khó phân biệt phần nào là do sự ảnh hưởng của máy cày, phần nào là do ảnh hưởng của các yếu tố khác.

Đặc tính tự điều chỉnh số vòng quay động cơ của bộ điều tốc ly tâm mọi chế độ trên động cơ Diesel

Năng suất và chi phí nhiên liệu riêng cho liên hợp máy phụ thuộc vào nhiều yếu tố trong đó có đặc điểm đồng ruộng ( độ chặt, độ ẩm, lực cản riêng của đất, kích thước thửa ruộng ….) ảnh hưởng nhiều đến năng suất làm việc của liên hợp máy. Trong quá trình làm việc của liên hợp máy, lực cản tác động lên liên hợp máy luôn luôn thay đổi, dẫn tới số vòng quay của động cơ cũng sẽ thay đổi và do đó động cơ sẽ làm việc không ổn định. Điều đó có thể biểu thị, khi động cơ làm việc, ở mỗi vị trí tay ga nào đó thì tương ứng sẽ có một sức căng ban đầu của lò xo, nếu phụ tải tăng lên thì số vòng quay của động cơ giảm đi, lúc đó lực ly tâm quả văng nhỏ hơn sức.

Hiện nay bộ điều tốc mọi chế độ đều được lắp trên các loại máy kéo, Máy kéo MTZ 50/80 hiện đang được dùng phổ biến ở nước ta cũng sử dụng bộ điều tốc kiểu này và đó cũng là loại máy kéo mà chúng tôi lựa chọn để khảo nghiệm trong nội dung nghiên cứu của đề tài.

Phương pháp nghiên cứu

Đồng ruộng Việt Nam rất đa dạng, để thực hiện công việc làm đất, hiện nay cày đĩa ( cày chảo) cũng đang được dùng phổ biến, nó phù hợp với những vùng đất nhẹ. Sử dụng phương pháp số với sự hỗ trợ của phần mềm Matlab 7.0 để tính toán khảo sát bài toán trên máy tính; Sử dụng phẩn mềm Ecxel kết hợp với Matlab để xử lý các số liệu thực nghiệm. Sử dụng phương pháp nghiên cứu thực nghiệm để xây dựng đường đặc tính của động cơ ; khảo nghiệm các chỉ tiêu năng suất và chi phí nhiên liệu riêng của liên hợp máy cày.

Nội dung của từng phương pháp được trình bày chi tiết hơn trong các phần của chương 3 và chương 4 có liên quan đến từng phương pháp cụ thể.

Lựa chọn mô hình nghiên cứu

Trong phạm vi đề tài này, chúng tôi sử dụng đường đặc tính động cơ, nghĩa là nghiên cứu trên cơ sở sử dụng các thông tin gián tiếp của hệ thống tự động điều chỉnh của động cơ. Năng suất và chi phí nhiên liệu riêng của liên hợp máy cày còn phụ thuộc rất nhiều yếu tố khác như các yếu tố kết cấu, các yếu tố về điều kiện sử dụng và tổ chức sử dụng và quản lý máy. Quá trình làm việc của liên hợp cày xảy ra rất phức tạp bao gồm cả các quá trình thay đổi trạng thái vật lý, hoá học trong động cơ, hệ thống truyền lực và sự thay đổi tính chất cơ lý của đất, …Do đó khó có thể xây dựng một mô hình toán thể hiện hết các yếu tố ảnh hưởng đến các hàm mục tiêu.

Điều kiện sử dụng của các liên hợp cày liên quan chủ yếu đến các yếu tố: các tính chất cơ lý của đất, độ mấp mô và tình trạng mặt đồng, độ dốc, hình dáng và kích thước đồng ruộng, yêu cầu kỹ thuật nông học v.v.

Thuật giải và chương trình 1. Khái niệm mức ga

Số vòng quay định mức nHX tương ứng với điểm cắt nhau của nhánh tuyến tính và nhánh quá tải (điểm BX trên hình 3.5). Ở phần trên ta đã xác định được các giá trị số vòng quay chạy không nemaxX và số vòng quay định mức nHk cho mức ga bất kỳ. Trình tự tính toán năng suất và chi phí nhiên liệu riêng của liên hợp máy cày.

Từ phân tích các quan hệ giữa các thông số và sử dụng thuật giải trên chúng tôi đã lập trình bằng ngôn ngữ Matlab 7.0 để tính toán và khảo sát ảnh hưởng của chế độ cung cấp nhiên liệu (mức ga) đến các chỉ tiêu năng suất và chi phí nhiên liệu riêng của liên hợp máy cày.

Các phương án khảo sát

Kết quả trên cho thấy quy luật ảnh hưởng của các số truyền đến năng suất và chi phí nhiên liệu riêng của liên hợp máy phụ thuộc vào quy luật phân bố dãy tỷ số truyền trong hộp số của máy kéo. 1− Mô hình lý thuyết và chương trình tính toán khảo sát ảnh hưởng của chế độ cung cấp nhiên liệu đến năng suất và chi phí nhiên liệu riêng của liên hợp máy đã phản ánh đúng quy luật định tính của bản chất quá trình truyền năng lượng mà thể hiện gián tiếp bằng chi phí nhiên liệu riêng. Các kết quả nghiên cứu liên hợp máy kéo MTZ−80- sử dụng bộ điều tốc ly tâm mọi chế độ cho thấy chi phí nhiên liệu riêng thay đổi theo mức ga có dạng hàm bậc 3, cực tiểu ở vùng mức ga X=80−85%.

Do đú để thấy rừ hơn và chớnh xỏc hơn bản chất và mức độ ảnh hưởng của các thông số kết cấu và các yếu tố về điều kiện sử dụng đến năng suất và chi phí nhiên liệu riêng của liên hợp máy cần thiết phải tiến hành những thí nghiệm trong điều kiện thực tế.

Thiết bị và phương pháp thí nghiệm 1. Khảo nghiệm động cơ

Thiết bị và phương pháp thí nghiệm. Trên hình 4.2 là ảnh chụp các vị trí lắp đặt thiết bị và trên hỉnh 4.3 là ảnh chụp khảo nghiệm động cơ tại phòng thí nghiệm. Lắp đặt thiết bị trên máy kéo. a) Lắp thiết bị trên máy kéo; b) Kê kích cầu sau lên. Với mức ga đã cố định, phối hợp điều chỉnh hai nguồn mô men cản ở trên ta sẽ thay đổi được tốc độ quay của động cơ và đo chi phí nhiên liệu tương ứng ta sẽ thực hiện được một thí nghiệm. Để nhận được các đường chi phí nhiên liệu giờ với các mức ga khác nhau, ta cũng có thể tiến hành ngược lại với phương pháp trên, bằng cách là cho trước số vòng quay chạy không tải nXmax.

− Tiếp tục điều chỉnh tải trọng (mô men cản cho động cơ ) và đo chi phí nhiên liệu để nhận được nhiều số liệu đủ để xây dựng toàn độ đường cong chi phí nhiên liệu giờ Ge = f(ne).

Kết quả nghiên cứu

Các phương án thí nghiệm:. 1) Thí nghiệm với độ cày sâu h =15 cm, lựa chọn số truyền làm việc là số 5 vì trong thực tế thí nghiệm thấy động cơ sẽ bị quá tải nếu đi số truyền lớn hơn. 1− Năng suất liên hợp máy (W) tăng dần theo các mức ga nhưng chi phí nhiên liệu riệng (gC) không tăng theo quy luật đó. Điều này có thể giải thích như sau: Trong khoảng mức ga đó đường cong chi phí nhiên liệu giờ của động cơ tăng rất nhanh.

1− Với các máy kéo sử dụng động cơ diezel có bộ điều tốc ly tâm mọi chế độ, có thể sử dụng mô hình nghiên cứu lý thuyết về sự ảnh hưởng của chế độ cung cấp nhiên liệu (mức ga) đến chi phí nhiên liệu riêng và và năng suất của liên hợp máy cày và có thể áp dụng cho một số loại liên hợp máy khác tương tự.