拖拉机作业机组仿真试验台发动机节能监控系统.pdf

中国农业大学
硕士学位论文
拖拉机作业机组仿真试验台发动机节能监控系统的研究
姓名:唐金秋
申请学位级别:硕士
专业:车辆工程
指导教师:叶淑贞

摘要本课题是鄂卓茂老师负贡的“的一部分。本文首先阐述了拖拉机发动机节能和监控的机理,对使用的传感器片机为核心的机电一体化技术,编制了发动机监控软件:最后通过软硬件调试,并在仿真试验台上进行了实验验证。关键词:发动机节能、监控系统、机电一体化惫こ滔钅俊巴侠饕祷榉抡媸匝樘ā进行选取、设计、安装;对监控系统进行了硬件电路设计;利用单、、中田农业大学硕士学位论文“猧”。..瑃篍
第一章绪论§国外拖拉机机电一体化概况§.谀芸刂葡肿§引言维修具有下列优点:①维修人员的维修小时数减小到计划维修的%;②非计划停机时间所节省的费用可使总利润增加%。拖拉机有多种节能途径,如改进拖拉机、柴油机的设计和结构,提高制造中华人民共和国节油能源法已于年掳洳际凳茉唇谠挤拖拉机是实现各种机械化作业的动力,其能耗是机械化作业成本的重要组成部分。目前,国产拖拉机用柴油机油耗一般比国外高。我国农用柴油机的保有量也非常巨大,年底,估计超过万台。若按每天工作工作旒扑悖庑┒θ暌O騮柴油,是能源消耗大户。如果能将农业动力消耗平均降低%,一年就可节省騮柴油。若每千克柴油亿元。因此,节约柴油机用油,尤其是节约拖拉机为了适应日趋严格的排放法规和用户对经济性、舒适性及耐久性越来越高的要求,柴油机电控化是现代柴油机发展的必然趋势。柴油机监控是电控的一个分支,利用对柴油机的监控,可具有如下优越性:柴油机工况监控系统具有超速、油压、油温及水温等多项保护功能,柴油机工况监控系统可以随时对柴油机进行不解体的状态检查,及时发现隐患,从而既可以合理的安排检修时间,也可以预防恶性事故的发生,增加发动机运行的安全性,延长发动机的寿命。有资料表明合理的采用柴油机工况监控系统不仅可以大大地提高柴油机的自动化程度,而且还可以减轻操作人员的劳动强度。为了提高生产率和经济性、安全性,降低维修费用,合理有效地使用各种机械,近年来欧美、日本等国相继开发各种出机电一体化系统,并且应用在拖拉机上,其中比较重要的有节能和监控系统。指出:节能是国家发展经济的一项长远战略方针,并重申了能源节约与开发并重,把能源节约放在首位的方针。因此,节能既不是基本国策,也不是权宜之汁,而是国家发展经济的一项长远战略方针,在能源工作中应把节能放在首位。按<扑悖山谑的用油有重要的现实意义。¨应用范围很广。可以监视运行中的发动机工作正常与否,一旦某个零件发生故障,就可以发出早期警报,从而避免了严重的经济损失。中用农业大学硕士学位论文
西德、法国等国家先后在八十年代初进一步开展了拖拉机节能监控系统的研究开始阶段应用应变仪电桥测量发动机的扭矩,根据发动机扭矩和拖拉机“期望水平,采用新型材料,加强管理,合理使用,充分发挥机器效率等。具体表现在以下几个方面:谌蓟阅艿母慕改进燃油性能:笆苯维修保养,使机器经常处于良好技术状态;苑⒍痛ǘ到杏呕配和控制。长期以来,不少使用部门和科技工业者,从途径刺角笸侠例如:拖拉机在满负荷条件下作业能比较经济地工作,但在部分负荷条件下工作时,操作人员如不能使用合理的工况,拖拉机就不能经济地工作,从而引起能源的浪费。经过研究和实践提出拖拉机在轻负荷条件下应采用“高档小油门”技术以节省燃油。文献Ⅱ介绍,拖拉机耕地作业时采用“高档小油门”,每亩燃油消耗量比原来采用“低档大油门”降低了%。根据“高档小油门”节油技术,在具体负荷条件下只能作粗略的调整,至于作多大的调整,如使用哪一档,油门开多大,才能使拖拉机处于最佳经济的工作状态,取得最显著的节油效果,操作者是难以凭经验确定的。因此,在深入分析拖拉机和柴油机工作状态的基础上,确定拖拉机的经济工作状态,研制出一种给操作者提供有关信息的拖拉机节能监控系统是十分必有的。随着电子技术和仪表工业的迅速发展,原苏联、加拿大、美国、臼本、原工作,近年来引起了越来越多人的重视。目前,研究工作取得了比较大的进展。有代表性的研究成果可归纳如下:原全苏农业机械化研究所等单位设计了一种用以测定蚆。型拖拉机的柴油机工况监视装置。这种装置通过无触点法获得发动机燃油泵齿条位置,得到柴油机的扭矩和曲轴转速信号。指针式表头在拖拉机驾驶室的仪表盘上,表盘上按柴油机负荷的百分数进行刻度,刻度分作三个区段:最佳负荷区一柴油机负荷的~ィ徊宦汉汕坏陀ィ还厍怀%。当负荷低于%,驾驶员可换高一个挡位,而如果超过ピ蚧坏降偷滴弧由此,在拖拉机组完成大负荷农艺作业时就可使柴油机达到最佳的负荷工况,从而达到节油的目的或提高效率的目的。【研制了拖拉机变速箱传动比和发动机转速的自动控制系统。前进速度”来控制传动比和油门位置。为了提高系统的可靠性、实用