RU2295216C1 - Combined tillage tool - Google Patents
Combined tillage tool Download PDFInfo
- Publication number
- RU2295216C1 RU2295216C1 RU2005119082/12A RU2005119082A RU2295216C1 RU 2295216 C1 RU2295216 C1 RU 2295216C1 RU 2005119082/12 A RU2005119082/12 A RU 2005119082/12A RU 2005119082 A RU2005119082 A RU 2005119082A RU 2295216 C1 RU2295216 C1 RU 2295216C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- output
- input
- determinant
- optimum
- digital
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Lifting Devices For Agricultural Implements (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к сельскохозяйственному машиностроению, в частности к комбинированным почвообрабатывающим орудиям и агрегатам, и может использоваться при основной обработке почвы, культивации и внесении удобрений и/или мелиорантов.The invention relates to agricultural machinery, in particular to combined tillage implements and units, and can be used in basic tillage, cultivation and fertilizing and / or reclamation.
Известен комбинированный почвообрабатывающий агрегат (А.с. 1757490, М. кл. А 01 В 49/02, опубл. 1993), содержащий трактор и почвообрабатывающее орудие, указатель загрузки двигателя трактора и механизм связи, почвообрабатывающее орудие имеет основную и дополнительную рамы и секции рыхлящих и дисковых почвообрабатывающих органов, причем дополнительная рама соединена шарнирно с основной, секции дисковых рабочих органов установлены на дополнительной раме и снабжены механизмом их периодического подъема, который гидравлически связан с гидрораспределителем трактора через механизм связи, выполненный в виде поворотного сектора, соединенного посредством тяг с рычагом переключения скоростей коробки передач трактора и рычагом включения гидрораспределителя трактора.Known combined tillage unit (A.S. 1757490, M. class A 01 B 49/02, publ. 1993), containing a tractor and a tillage implement, a tractor engine load indicator and a communication mechanism, the tillage implement has a main and additional frame and sections loosening and disk tillage organs, with the additional frame pivotally connected to the main one, sections of the disk working organs mounted on the additional frame and equipped with a mechanism for their periodic lifting, which is hydraulically connected to the hydraulic distribution tractor tractor through a communication mechanism made in the form of a rotary sector connected via rods to the gearbox gear lever and the tractor control lever.
Недостатком известного комбинированного почвообрабатывающего агрегата является низкая производительность, ограниченная необходимостью субъективного определения оператором момента входа и выхода из солонцового пятна и оперативного переключения скоростей тягового средства. Установлено, что уже после одного часа работы способность человека мгновенно реагировать на показания указателя загрузки и принимать адекватные решения по управлению агрегатом снижается в несколько раз. Несвоевременный подъем рабочих органов, которые интенсивно воздействуют как на пятна солонцов, так и на зональные черноземные почвы, приводит также к излишнему разрушению почвенной структуры последних, к увеличению нерациональных расходов энергии и топлива. Кроме того, ухудшаются условия труда тракториста из-за возросшей информационной нагрузки, вызывающей нервную усталость, и из-за увеличения числа воздействий на управляющие органы агрегата (количества переключений), вызывающего утомляемость.A disadvantage of the known combined tillage unit is its low productivity, limited by the need for the operator to subjectively determine the moment of entry and exit from the solonetz spot and the operative switching of the speeds of the traction means. It has been established that after just one hour of work, a person’s ability to immediately respond to the indications of a loading indicator and make adequate decisions on controlling the unit decreases several times. The untimely rise of the working bodies, which intensively affect both spots of solonetzes and zonal chernozem soils, also leads to excessive destruction of the soil structure of the latter, to an increase in irrational energy and fuel consumption. In addition, the working conditions of the tractor driver are deteriorating due to the increased information load causing nervous fatigue, and due to an increase in the number of impacts on the governing bodies of the unit (the number of switchings) causing fatigue.
Известен комбинированный почвообрабатывающий агрегат (Патент №2143187 RU, М. кл. А 01 В 49/00, 67/00, опубл. 27.12.99. Бюл. №36), являющийся прототипом заявляемого технического решения. Агрегат-прототип содержит тяговое средство, включающее двигатель с турбонаддувом, коробку передач и гидросистему, основную и шарнирно соединенную с ней дополнительную рамы, с установленными на них соответственно основными и дополнительными почвообрабатывающими рабочими органами, снабженными механизмом периодического подъема дополнительных почвообрабатывающих органов, гидравлически связанным с гидрораспределителем тягового средства, а также средство определения загрузки двигателя, последнее выполнено в виде автоматического измерителя загрузки, содержащего датчик давления наддува турбокомпрессора двигателя и последовательно соединенный с ним согласующий усилитель, первое исполнительное устройство перемещения, выход которого соединен посредством тяги с рычагом включения гидрораспределителя тягового средства, второе исполнительное устройство перемещения, выход которого соединен посредством тяги с рычагом переключения скоростей коробки передач тягового средства, и управляющее устройство, при этом автоматический измеритель загрузки двигателя соединен с входом управляющего устройства, выход которого соединен с первым и вторым исполнительными устройствами. Кроме того, управляющее устройство выполнено в виде сравнивающего элемента, задающего элемента и компаратора, причем выход автоматического измерителя загрузки соединен с первым входом сравнивающего устройства, второй вход которого связан с выходом задающего элемента, а выход сравнивающего элемента соединен с входом компаратора.Known combined tillage unit (Patent No. 2143187 RU, M. class A 01 B 49/00, 67/00, publ. 12/27/99. Bull. No. 36), which is the prototype of the claimed technical solution. The prototype unit contains a traction means, including a turbocharged engine, a gearbox and a hydraulic system, a main frame and a hinge attached to it an additional frame, mounted on them, respectively, the main and additional tillage working bodies, equipped with a mechanism for periodic lifting of additional tillage bodies, hydraulically connected to the valve traction means, as well as means for determining engine load, the latter is made in the form of an automatic change a loading actuator comprising a turbocharger boost pressure sensor of the engine and a matching amplifier connected in series with it, a first actuating device, the output of which is connected via traction to the lever of the traction control valve, and a second actuating device, the output of which is connected by means of the traction to the gear lever traction means, and a control device, while the automatic meter of the engine load is connected to Odom control device, whose output is connected to the first and second actuators. In addition, the control device is made in the form of a comparing element, a setting element and a comparator, the output of the automatic load meter connected to the first input of the comparing device, the second input of which is connected to the output of the setting element, and the output of the comparing element is connected to the input of the comparator.
Недостатками агрегата-прототипа являются низкая оперативность определения момента входа на солонцовое пятно и выхода из него и оперативного переключения скоростей тягового средства, вызванная большой инерционностью агрегата, а также низкая точность определения оптимальных скоростного и нагрузочного режимов работы двигателя. Несвоевременный подъем рабочих органов приводит к некачественной обработке участков поля при вхождении в солонцовое пятно и к излишнему разрушению почвенной структуры участков поля с зональными черноземными почвами при выходе из пятна. Работа двигателя не в оптимальных скоростном и нагрузочном режимах приводит к увеличению расходов энергии и топлива, а также к снижению его производительности.The disadvantages of the prototype unit are the low efficiency of determining the moment of entry to and exit from the solonetz spot and the operative switching of the speeds of the traction means caused by the large inertia of the unit, as well as the low accuracy of determining the optimal speed and load conditions of the engine. Untimely rise of the working bodies leads to poor-quality cultivation of the field sections upon entering the solonetzic spot and to excessive destruction of the soil structure of the field sections with zonal chernozem soils when leaving the spot. Engine operation not in optimal speed and load conditions leads to an increase in energy and fuel consumption, as well as to a decrease in its performance.
Задача заявляемого технического решения - повышение оперативности определения момента входа на солонцовое пятно и выхода из него, а, следовательно, и повышение оперативности управления топливоподачей, переключением скоростей тягового средства и воздействующих на почву рабочих органов, а также повышение точности определения оптимальных скоростного и нагрузочного режимов работы двигателя. Это позволяет повысить производительность обработки различных по типу почв с одновременным повышением качества их обработки, а также снизить энергетические затраты. По сравнению с прототипом и другими известными комбинированными почвообрабатывающими агрегатами заявляемое техническое решение обеспечивает достижение нового технического результата - возможность своевременного изменения параметров агрегата в зависимости от свойств почвы в динамическом режиме непосредственно в процессе обработки различных по типу почв, что в конечном итоге обеспечивает повышение производительности на 15-20%, обеспечивает качественную обработку солонцовых почв и исключает интенсивное воздействие на зональные черноземные почвы, а также возможность работы двигателя в оптимальных скоростном и нагрузочном режимах, что позволяет снизить расход энергии и топлива на 10-15%.The objective of the proposed technical solution is to increase the efficiency of determining the moment of entry to and exit from the solonetz spot, and, consequently, increase the efficiency of fuel supply control, switching the speeds of the traction means and working bodies acting on the soil, as well as improving the accuracy of determining the optimal speed and load operating modes engine. This allows you to increase the productivity of processing various types of soils while improving the quality of their processing, as well as reduce energy costs. Compared with the prototype and other well-known combined tillage units, the claimed technical solution ensures the achievement of a new technical result - the ability to timely change the parameters of the unit depending on the soil properties in dynamic mode directly during processing of different types of soils, which ultimately provides an increase in productivity by 15 -20%, provides high-quality processing of solonetzic soils and eliminates the intense impact on zonal black the earth ground, and the possibility of engine operation in optimal speed and load modes, thereby reducing the energy and fuel consumption 10-15%.
Задача решается тем, что в комбинированный почвообрабатывающий агрегат, содержащий тяговое средство, включающее двигатель с турбонаддувом, коробку передач и гидросистему, основную и шарнирно соединенную с ней дополнительную рамы, с установленными на них соответственно основными и дополнительными почвообрабатывающими рабочими органами, снабженными механизмом периодического подъема дополнительных почвообрабатывающих органов, гидравлически связанным с гидрораспределителем тягового средства, а также средство определения загрузки двигателя, последнее выполнено в виде автоматического измерителя загрузки, содержащего датчик давления наддува турбокомпрессора двигателя и последовательно соединенный с ним согласующий усилитель, первое исполнительное устройство перемещения, выход которого соединен посредством тяги с рычагом включения гидрораспределителя тягового средства, второе исполнительное устройство перемещения, выход которого соединен посредством тяги с рычагом переключения скоростей коробки передач тягового средства, и управляющее устройство, при этом выход управляющего устройства соединен с первым и вторым исполнительными устройствами, кроме того, управляющее устройство выполнено в виде первого сравнивающего элемента, задающего элемента и первого компаратора, причем второй вход первого сравнивающего элемента связан с выходом задающего элемента, выход первого сравнивающего элемента соединен с входом первого компаратора, а первый вход его является первым входом управляющего устройства, дополнительно введены экстраполятор, определитель оптимума, блок уставок и формирователь команд обработки, второй компаратор, третье исполнительное устройство перемещения, а в управляющее устройство - второй вход, являющийся входом задающего элемента, и третий вход, являющийся вторым входом первого компаратора, причем выход автоматического измерителя загрузки соединен с первым входом экстраполятора, первый выход которого связан с первым входом управляющего устройства, а второй выход - с первым входом определителя оптимума, выход блока уставок подключен к второму входу управляющего устройства, к третьему входу которого подключен выход определителя оптимума, к вторым управляющим входам экстраполятора, определителя оптимума и управляющему входу блока уставок подключен формирователь команд обработки, причем выход определителя оптимума соединен с входом второго компаратора, выход которого, в свою очередь, через третье исполнительное устройство связан тягой с рейкой управления топливоподачей.The problem is solved in that in a combined tillage unit containing a traction means, including a turbocharged engine, a gearbox and a hydraulic system, the main frame and pivotally connected to it an additional frame, with the main and additional tillage working bodies mounted on them, respectively, equipped with a mechanism for periodic lifting of additional of tillage organs hydraulically connected with the hydraulic distributor of the traction means, as well as a means of determining the load for a needle, the latter is made in the form of an automatic load meter containing a boost pressure sensor of a turbocharger of the engine and a matching amplifier connected in series with it, a first actuating device, the output of which is connected via traction to the lever of the traction control valve, and a second actuating device, the output of which is connected by traction with a gear lever of the gearbox of the traction means, and a control device, while the stroke of the control device is connected to the first and second actuators, in addition, the control device is made in the form of a first comparing element, a setting element and a first comparator, with the second input of the first comparing element connected to the output of the setting element, the output of the first comparing element connected to the input of the first comparator , and its first input is the first input of the control device, an extrapolator, an optimum determinant, a set of settings and a command generator are additionally introduced processing, the second comparator, the third actuating device, and the control device - the second input, which is the input of the master element, and the third input, which is the second input of the first comparator, and the output of the automatic load meter is connected to the first input of the extrapolator, the first output of which is connected to the first the input of the control device, and the second output with the first input of the optimum determinant, the output of the settings block is connected to the second input of the control device, to the third input of which Exit determinant optimum to the second control inputs extrapolator, the determinant of optimum and the control input is connected shaper processing command setting unit, the output of the determinant of optimum coupled to an input of the second comparator, whose output is, in turn, through the third actuation device is connected rod with the rack throttle control.
Экстраполятор содержит аналого-цифровой преобразователь, последовательно включенные первый и второй цифровые дифференциаторы, вычислитель постоянной времени и определитель прогнозируемой загрузки, причем выход аналого-цифрового преобразователя соединен с первыми сигнальными входами первого цифрового дифференциатора и определителя прогнозируемой загрузки, выход второго цифрового дифференциатора связан с первым сигнальным входом вычислителя постоянной времени, выход которого соединен с вторым сигнальным входом определителя прогнозируемой загрузки, выход последнего является первым выходом экстраполятора, а выход первого цифрового дифференциатора является вторым выходом экстраполятора, управляющие вторые входы аналого-цифрового преобразователя, первого и второго цифровых дифференциаторов, вычислителя постоянной времени и третий вход определителя прогнозируемой загрузки являются вторым управляющим входом экстраполятора.The extrapolator contains an analog-to-digital converter, the first and second digital differentiators connected in series, a time constant calculator and a predicted load determiner, the output of the analog-to-digital converter connected to the first signal inputs of the first digital differentiator and predicted load determinant, the output of the second digital differentiator is connected to the first signal the input of the time constant calculator, the output of which is connected to the second signal input of the determinant noziruemoy load output of the latter is the first output extrapolator and the output of a first digital differentiator is extrapolator second output controlling the second inputs of analog-to-digital converter, first and second digital differentiators, calculating a time constant and a third input of the determinant of the predicted load is a second control input of the extrapolator.
Определитель оптимума содержит датчик частоты вращения, цифровой тахометр, третий и четвертый цифровые дифференциаторы, вычислитель градиента, вычислитель отношения, определитель оптимальной скорости, второй сравнивающий элемент, причем датчик частоты вращения подключен к входу цифрового тахометра, выход которого соединен с первыми сигнальными входами третьего цифрового дифференциатора, определителя оптимальной скорости и второго сравнивающего элемента, выход третьего цифрового дифференциатора связан с первым сигнальным входом вычислителя градиента, выход последнего, в свою очередь, соединен с первыми сигнальными входами четвертого цифрового дифференциатора и вычислителя отношения, а выход четвертого цифрового дифференциатора связан с вторым сигнальным входом вычислителя отношения, выход которого соединен с вторым сигнальным входом определителя оптимальной скорости, выход последнего подключен к второму сигнальному входу второго сравнивающего элемента, выход которого является выходом определителя оптимума, причем второй сигнальный вход вычислителя градиента является первым входом определителя оптимума, а управляющие вторые входы третьего и четвертого цифровых дифференциаторов, третьи входы вычислителя градиента, вычислителя отношения, определителя оптимальной скорости и второго сравнивающего элемента являются вторым управляющим входом определителя оптимума.The optimum determinant includes a speed sensor, a digital tachometer, a third and fourth digital differentiators, a gradient calculator, a ratio calculator, an optimal speed determinant, a second comparative element, the rotational speed sensor being connected to an input of a digital tachometer, the output of which is connected to the first signal inputs of the third digital differentiator , the determinant of the optimal speed and the second comparative element, the output of the third digital differentiator is connected with the first signal input in gradient calculator, the output of the latter, in turn, is connected to the first signal inputs of the fourth digital differentiator and ratio calculator, and the output of the fourth digital differentiator is connected to the second signal input of the ratio calculator, the output of which is connected to the second signal input of the optimal speed determiner, the output of the latter is connected to the second signal input of the second comparing element, the output of which is the output of the optimum determinant, and the second signal input of the gradient calculator coagulant is first input determinant optimum, and the control inputs of the second the third and the fourth digital differentiators, the third inputs of the calculator gradient calculator relationship determinant of optimum speed and comparing the second element is a second control input determinant optimum.
Введение в указанной связи новых по сравнению с прототипом конструктивных блоков обеспечивает достижение нового технического результата - своевременное автоматическое изменение конструктивных параметров агрегата при обработке почвы с изменяющимися свойствами на полях, где зональные почвы перемежаются с солонцовыми пятнами, что позволяет исключить непроизводительные энергетические затраты, а следовательно, повысить производительность, снизить разрушение почвенной структуры черноземных (зональных) участков и повысить качество обработки пятен при обработке солонцово-черноземных комплексов.The introduction of new structural units in comparison with the prototype in this connection ensures the achievement of a new technical result - timely automatic change of the design parameters of the unit when processing the soil with changing properties in the fields, where zonal soils alternate with solonetzic spots, which eliminates unproductive energy costs, and therefore increase productivity, reduce the destruction of the soil structure of chernozem (zonal) areas and improve the quality of the sample Spot work during processing of solonetzic-chernozem complexes.
Заявленное техническое решение поясняется чертежами. На фиг.1 схематически изображен комбинированный почвообрабатывающий агрегат (вид сбоку), на фиг.2 - функциональная схема электрических соединений агрегата.The claimed technical solution is illustrated by drawings. Figure 1 schematically shows a combined tillage unit (side view), figure 2 is a functional diagram of the electrical connections of the unit.
На чертежах приняты следующие обозначения: 1 - тяговое средство; 2 - датчик давления наддува турбокомпрессора двигателя; 3 - основная рама; 4 - дополнительная рама; механизм подъема: 5 - подвижная тяга, 6 - стояк, 7 - гидроцилиндр, 8 - гидрораспределитель, 9 - рычаг управления, 10 - гидронавеска; 11 - автоматический измеритель загрузки двигателя; 12 - первое исполнительное устройство перемещения; 13 - второе исполнительное устройство перемещения; 14 - управляющее устройство; 15 - рычаг переключения скоростей коробки передач трактора; 16 - согласующий усилитель; 17 - первый сравнивающий элемент; 18 - задающий элемент; 19 - первый компаратор; 20 - экстраполятор; 21 - определитель оптимума; 22 - формирователь команд обработки; 23 - блок уставок; 24 - второй компаратор; 25 - третье исполнительное устройство перемещения; 26 - рычаг рейки топливного насоса.In the drawings, the following notation: 1 - traction means; 2 - turbocharger boost pressure sensor; 3 - the main frame; 4 - additional frame; lifting mechanism: 5 - movable rod, 6 - riser, 7 - hydraulic cylinder, 8 - directional valve, 9 - control lever, 10 - hydraulic linkage; 11 - automatic meter load engine; 12 - the first actuator displacement; 13 - the second actuator displacement; 14 - control device; 15 - gear shift lever of the tractor gearbox; 16 - matching amplifier; 17 - the first comparing element; 18 - a driving element; 19 - the first comparator; 20 - extrapolator; 21 - the determinant of the optimum; 22 - shaper processing commands; 23 - block settings; 24 - second comparator; 25 - the third actuator displacement; 26 - the lever of a rail of the fuel pump.
Агрегат состоит из тягового средства, например трактора 1, с установленным на турбокомпрессоре двигателя датчиком 2 давления наддува и комбинированного почвообрабатывающего орудия, имеющего основную 3 и дополнительную 4 рамы, на которых расположены почвообрабатывающие основные и дополнительные рабочие органы. Механизм подъема соединяет дополнительную раму с основной и содержит подвижную тягу 5, стояк 6 и гидроцилиндр 7, управление которым осуществляется через гидрораспределитель 8 с помощью рычага управления 9. Трактор соединен с комбинированным орудием через гидронавеску 10, работающую независимо от гидроцилиндра 7. Агрегат содержит также автоматический измеритель загрузки 11 двигателя тягового средства, первое 12 и второе 13 исполнительные устройства перемещения, управляющее устройство 14, экстраполятор 20, определитель оптимума 21, формирователь команд обработки 22, блок уставок 23, второй компаратор 24, третье исполнительное устройство перемещения 25. Выходы исполнительных устройств перемещения связаны механическими тягами: первого 12 - с рычагом управления 9 гидрораспределителя, второго 13 - с рычагом 15 переключения скоростей коробки передач трактора 1, третьего 25 - с рычагом рейки топливного насоса 26.The unit consists of a traction means, for example,
Автоматический измеритель загрузки 11 двигателя тягового средства состоит из датчика 2 давления наддува турбокомпрессора и последовательно включенного согласующего усилителя 16. В качестве датчика 2 может использоваться тензо- или пьезоэлектрический датчик давления.An
Выход измерителя загрузки 11 соединен с первым сигнальным входом экстраполятора 20, первый выход которого связан с первым сигнальным входом управляющего устройства 14, а второй выход - с первым входом определителя оптимума 21. К вторым управляющим входам экстраполятора 20, определителя оптимума 21 и управляющему входу блока уставок подключен формирователь команд обработки 22, а к второму входу управляющего устройства 14 - выход блока уставок 23. Выход определителя оптимума 21 соединен с третьим входом управляющего устройства 14 и входом второго компаратора 24, выход которого, в свою очередь, через третье исполнительное устройство 25 связан тягой с рейкой управления топливоподачей 26.The output of the
Управляющее устройство 14 состоит из первого сравнивающего элемента 17, задающего элемента 18 и первого компаратора 19. Первый вход первого сравнивающего элемента 17 является входом управляющего устройства 14, второй вход первого сравнивающего элемента 17 связан с выходом задающего элемента 18, а выход - с первым входом первого компаратора 19. Вход задающего элемента 18 является вторым входом управляющего устройства 14, а второй вход первого компаратора 19 - его третьим входом. Первый сравнивающий элемент 17 может быть выполнен на базе микросхемы сравнения кодов. Задающий элемент 18 может быть регистром, в котором хранится код числа и с выхода которого этот код подается на второй вход первого сравнивающего элемента 17. Первый и второй компараторы 19 и 24 могут быть выполнены на базе электронного переключателя на тиристорах со схемой задержки. Выход первого компаратора 19, являющийся одновременно выходом управляющего устройства 14, соединен с входами первого и второго исполнительных устройств перемещения 12 и 13. Формирователь команд обработки 22 построен по типовой схеме микропроцессорной системы и содержит микропроцессор, постоянное запоминающее устройство для хранения жестко коммутируемых программ, оперативное запоминающее устройство для хранения промежуточных данных, таймер, устройство ввода (клавиатуру) и другие необходимые элементы. Формирователь команд обработки 22 связан с экстраполятором 20, определителем оптимума 21 и блоком уставок 23 по линии связи, включающей шины адреса, данных и управления. Блок уставок 23 является запоминающим устройством, в котором хранятся коды чисел, соответствующих определенной степени загрузки и которые характеризуют различный тип почв. Эти коды могут быть изменены по командам, поступающим на управляющий вход блока уставок 23 с выхода формирователя команд обработки 22. Исполнительные устройства перемещения 12, 13 и 25 могут быть реализованы на базе типовых реверсивных электродвигательных, соленоидных или гидравлических исполнительных элементов, которые питаются от бортовых систем трактора (например, электродвигательное исполнительное устройство может состоять из электродвигателя, питающегося от бортовой сети трактора, и понижающего редуктора с ходовым винтом). Исполнительное устройство 12 обеспечивает включение/выключение гидроцилиндра 7 подъема и опускания дополнительных рабочих органов (например, ротационных секций игольчатых дисков) через дополнительную раму 4, исполнительное устройство 13 - включение (или выключение) повышенной передачи трактора, а исполнительное устройство 25 - повышение или понижение топливоподачи. В транспортном положении исполнительные устройства 12, 13 и 25 могут отключаться.The
Экстраполятор 20 включает: аналого-цифровой преобразователь 27, последовательно включенные первый 28 и второй 29 цифровые дифференциаторы, вычислитель 30 постоянной времени и определитель 31 прогнозируемой загрузки. Вход аналого-цифрового преобразователя 27 является первым сигнальным входом экстраполятора 20. Выход аналого-цифрового преобразователя 27 соединен с первыми сигнальными входами первого цифрового дифференциатора 28 и вычислителя прогнозируемой загрузки 31, выход второго цифрового дифференциатора 29 связан с первым сигнальным входом вычислителя 30 постоянной времени, выход которого соединен с вторым сигнальным входом определителя 31 прогнозируемой загрузки, выход последнего является первым выходом экстраполятора, а выход первого цифрового дифференциатора 28 - вторым выходом экстраполятора, управляющие вторые входы аналого-цифрового преобразователя 27, первого 28 и второго 29 цифровых дифференциаторов, вычислителя 30 постоянной времени и третий вход определителя 31 прогнозируемой загрузки являются вторым управляющим входом экстраполятора. Аналого-цифровой преобразователя 27, первый 28 и второй 29 цифровые дифференциаторы выполнены по типовой схеме, вычислитель 30 постоянной времени и определитель 31 прогнозируемой загрузки построены как спецвычислители на базе микропроцессорной техники.
Определитель оптимума 21 включает: датчик частоты вращения 32, цифровой тахометр 33, третий 34 и четвертый 36 цифровые дифференциаторы, вычислитель градиента 35, вычислитель отношения 37, определитель оптимальной скорости 38, второй сравнивающий элемент 39. Причем датчик частоты вращения 32 подключен к входу цифрового тахометра 33, выход которого соединен с первыми сигнальными входами третьего цифрового дифференциатора 34, определителя оптимальной скорости 38 и второго сравнивающего элемента 39, выход третьего цифрового дифференциатора 34 связан с первым сигнальным входом вычислителя градиента 35, выход последнего, в свою очередь, соединен с первыми сигнальными входами четвертого цифрового дифференциатора 36 и вычислителя отношения 37, а выход четвертого цифрового дифференциатора 36 связан с вторым сигнальным входом вычислителя отношения 37, выход которого соединен с вторым сигнальным входом определителя оптимальной скорости 38, выход последнего подключен к второму сигнальному входу второго сравнивающего элемента 39, выход которого является выходом определителя оптимума 21, причем второй сигнальный вход вычислителя градиента 35 является первым входом определителя оптимума 21, а управляющие вторые входы третьего 34 и четвертого 36 цифровых дифференциаторов, третьи входы вычислителя градиента 35, вычислителя отношения 37, определителя оптимальной скорости 38 и второго сравнивающего элемента 39 являются вторым управляющим входом определителя оптимума 21.The
В качестве датчика частоты вращения 32 может быть применен индукционный измерительный преобразователь, установленный напротив зубчатого венца маховика двигателя. Цифровой тахометр 33, третий 34 и четвертый 36 цифровые дифференциаторы выполнены по типовой схеме. Вычислитель градиента 35, вычислитель отношения 37 и определитель оптимальной скорости 38 являются спецвычислителями, работающими по жестко заданной программе и выполнены на микропроцессорной технике.As a
Агрегат работает следующим образом (на примере использования в качестве тягового средства трактора К-700, который рекомендуется использовать при основной обработке почвы в III режиме и на II передаче).The unit works as follows (using the K-700 tractor as a traction vehicle, which is recommended for use in primary tillage in III mode and II gear).
В исходном состоянии агрегат движется по зональной черноземной почве, рычаг 9 включения гидрораспределителя 8 находится в положении "Н" - нейтральное, а рычаг 15 переключения скоростей - в положении 3. Включается питание схемы измерения и управления.In the initial state, the unit moves along zonal chernozem soil, the lever 9 for turning on the control valve 8 is in the "N" position - neutral, and the
Известно, что наивысшая производительность агрегата обеспечивается при работе двигателя на максимальной мощности. Зависимость мощности у от частоты вращения n описывается параболойIt is known that the highest productivity of the unit is ensured when the engine is running at maximum power. The dependence of power y on the speed n is described by a parabola
y=an2+bn+c,y = an 2 + bn + c,
где а, b, с - постоянные величины.where a, b, c are constant values.
Максимальное значение y достигается приThe maximum value of y is achieved at
Давление газов рк (наддува) в турбокомпрессоре прямо пропорционально мощности двигателя, поэтому в уравнении (1) вместо y подставляем Рк.The gas pressure p k (boost) in the turbocharger is directly proportional to the engine power, therefore in equation (1) we substitute P k instead of y.
Так как в этом режиме тяговое сопротивление агрегата непрерывно случайным образом изменяется в незначительных пределах (двигатель осуществляет спорадические переходы разгон-выбег), то определитель оптимума 21 непрерывно определяет оптимальное значение nonm в соответствии с формулой (1) и при снижении измеренной частоты относительно оптимальной (или, например, от уровня 0,95nonm) он подает команду (импульс) на второй компаратор 24. Последний обеспечивает формирование импульса такой полярности, амплитуды и длительности, которые необходимы для срабатывания третьего исполнительного устройства 25 (электродвигателя с редуктором или электрического соленоида) на время, необходимое для перемещения рычага топливоподачи. Происходит плавная регулировка загрузки в области оптимума мощности двигателя. При снижении частоты вращения ниже допустимого нижнего уровня подается команда (импульс) на первый компаратор 19, который обеспечивает формирование импульса такой полярности, амплитуды и длительности, которые необходимы для срабатывания первого исполнительного устройства 12 (электродвигателя с редуктором или электрического соленоида) в течение времени, необходимого для переключения передачи в коробке передач трактора.Since in this mode the traction resistance of the unit continuously randomly changes to insignificant limits (the engine performs sporadic acceleration-coasting transitions), the
Работа определителя оптимума 21 заключается в следующем. Сигнал с датчика частоты вращения 32 непрерывно поступает на цифровой тахометр 33. Код измеренной частоты вращения поступает на первые входы третьего цифрового дифференциатора 34, определителя оптимальной скорости 38 и второго сравнивающего элемента 39. Вычислитель градиента 35 по сигналу, отображающему угловое ускорение dn/dt, который поступает на первый вход и по сигналу, отображающему скорость изменения давления наддува dp/dt, который поступает на второй вход, определяет непрерывно градиент dp/dn. Этот сигнал подается на первый вход вычислителя отношения 37, а также на вход четвертого цифрового дифференциатора 36, с выхода которого сигнал, отображающий d2p/dn2, подается на второй вход вычислителя отношения 37. С выхода последнего сигнал, пропорциональный второму слагаемому в (1), поступает на второй вход определителя оптимальной скорости 38, с выхода которого сигнал, отражающий nonm согласно (1), подается на второй вход второго сравнивающего элемента 39. Во втором сравнивающем элементе 39 непрерывно сравниваются коды текущей частоты вращения с nonm (или 0,95nonm). При наличии рассогласования скоростей с выхода второго сравнивающего элемента 39 подаются команды (импульсы) для управления первым и третьим компараторами 19 и 24.The work of the determinant of
При заезде на солонцовое пятно нагрузка на двигатель возрастает, давление газов рк (наддува) в турбокомпрессоре увеличивается. При скачкообразном возрастании (набросе) нагрузки относительно исходной в k раз давление наддува рк нарастает по следующей зависимости, стремясь достигнуть значения k, которое соответствует прогнозируемой загрузке агрегата:When you arrive at a solonetzic spot, the engine load increases, the gas pressure p k (boost) in the turbocharger increases. With an abrupt increase (surge) in the load relative to the initial one by a factor of k, the boost pressure p k increases according to the following dependence, trying to achieve a value of k, which corresponds to the predicted load of the unit:
где Т - постоянная времени системы двигатель - турбокомпрессор.where T is the time constant of the engine - turbocharger system.
Известно, что теоретически значения 0,95k агрегат достигнет через интервал времени, равный 3Т.It is known that theoretically the value of 0.95k the unit will reach after a time interval of 3T.
При скачкообразном убывании (сбросе) нагрузки относительно исходной в k раз давление наддува рк уменьшается по зависимости:With an abrupt decrease (discharge) of the load relative to the initial one by a factor of k, the boost pressure p k decreases as a function of:
Электрический непрерывный сигнал, поступающий с датчика 2 через усилитель 16 на вход экстраполятора 20, растет согласно (2). Экстраполятор 20 непрерывно определяет прогнозируемую загрузку. Код числа k, характеризующий эту загрузку, подается с первого выхода экстраполятора 20 на первый вход управляющего устройства 14, который является первым входом первого сравнивающего элемента 17. По командам, поступающим с формирователя команд обработки 22 на управляющий вход блока уставок 23, производится поочередная пересылка кодов, соответствующих различной степени загрузки (типам почв), с выхода этого блока через задающий элемент 18 на второй вход первого сравнивающего элемента 17. При достижении сигналом, подающимся на первый вход первого сравнивающего элемента 17 уровня, устанавливаемого задающим элементом 18, на выходе первого сравнивающего элемента 17 появляется импульс, который поступает на вход первого компаратора 19. Последний обеспечивает формирование импульса такой полярности, амплитуды и длительности, которые необходимы для срабатывания коммутирующего устройства и подключения электродвигателей (или электрически управляемых клапанов, соленоидов и т.п.) на время, необходимое для опускания дополнительных почвообрабатывающих органов (например, ротационных секций для дробления почвенных глыб). При формировании импульса требуемой длительности в первом компараторе 19 может использоваться, например, схема задержки, выполненная по схеме ждущего мультивибратора. Сигнал управления с выхода управляющего устройства 14 обеспечивает включение в работу исполнительных устройств 12 и 13 в течение времени, требуемого на операции опускания дополнительных рабочих органов и переключения передачи в коробке передач трактора. Исполнительное устройство 12 осуществляет перемещение рычага 9 гидрораспределителя из положения "Н" - нейтральное в положение "Пл" - плавающее. Произойдет опускание дополнительных рабочих органов. Исполнительное устройство 13 производит перемещение рычага 15 переключения скоростей из положения 3 до положения 2, соответствующего рекомендуемой передаче. Происходит уменьшение скорости поступательного движения трактора и увеличение его тяговой мощности, что обеспечивает рациональную загрузку двигателя.An electrical continuous signal from the
При изменении физико-механических свойств почвы или же при заезде агрегата с пятна солонцов на зональные черноземные почвы тяговое сопротивление комбинированного орудия уменьшается, следовательно, уменьшается и загрузка двигателя, снижается и давление наддува турбокомпрессора согласно (3), что приводит к уменьшению уровня сигнала с датчика давления 2. Через интервал времени, примерно равный 3Т, давление уменьшится до исходного состояния. Уровень сигнала, поступающего на первый вход управляющего устройства 14 (первый вход первого сравнивающего элемента 17) с выхода экстраполятора 20, становится ниже уровня опорного напряжения, подаваемого на второй вход сравнивающего элемента 17 с задающего элемента 18. В результате сигнал на выходе сравнивающего элемента 17 и управляющий сигнал на выходе управляющего устройства 14 меняют полярность, что приводит к реверсированию привода исполнительных устройств 12 и 13. В результате произойдет перемещение рычага 9 гидрораспределителя из положения "Пл" в положение "П" - выглубления и подъема дополнительных рабочих органов. Одновременно происходит перемещение рычага 15 в обратную сторону из положения 2 в положение 3, при этом повышается передача и увеличивается скорость движения трактора 1. Уровни (коды) сигналов, хранящиеся в блоке уставок 23, которые затем подаются на первый сравнивающий элемент 17 с задающего элемента 18, устанавливаются вручную с помощью формирователя команд обработки 22 предварительно при контрольном проходе агрегата и примерно должны соответствовать тяговому сопротивлению орудия при вхождении в солонцовое пятно, в том числе градациям солонцовых почв (корковый и др.).When the physicomechanical properties of the soil change or when the unit enters from solonetz stains to zonal chernozem soils, the traction resistance of the combined implement decreases, therefore, the engine load decreases, and the turbocharger boost pressure decreases according to (3), which leads to a decrease in the signal level from the
Определитель оптимума 21 при обработке солонцовых почв работает аналогично тому, как и при обработке зональных черноземных почв.The determinant of
Формирователь команд обработки 22 обеспечивает организацию непрерывной работы экстраполятора 20, определителя оптимума 21 и блока уставок 22: выбор адреса, передачу кодов с одного элемента на другой, включение/выключение того или иного элемента и т.п.The shaper of the processing commands 22 provides the organization of continuous operation of the
При следующем заезде на солонцовое пятно процесс повторяется.The next time you enter the solonetzic spot, the process repeats.
Claims (3)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2005119082/12A RU2295216C1 (en) | 2005-06-20 | 2005-06-20 | Combined tillage tool |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2005119082/12A RU2295216C1 (en) | 2005-06-20 | 2005-06-20 | Combined tillage tool |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2295216C1 true RU2295216C1 (en) | 2007-03-20 |
Family
ID=37993932
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2005119082/12A RU2295216C1 (en) | 2005-06-20 | 2005-06-20 | Combined tillage tool |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2295216C1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN105993239A (en) * | 2016-07-12 | 2016-10-12 | 浙江亿森机械有限公司 | Tillage tractor provided with double forced pressing devices |
-
2005
- 2005-06-20 RU RU2005119082/12A patent/RU2295216C1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN105993239A (en) * | 2016-07-12 | 2016-10-12 | 浙江亿森机械有限公司 | Tillage tractor provided with double forced pressing devices |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP3348130B1 (en) | Model-based predictive speed control of a harvesting machine | |
US5417193A (en) | Engine speed control system and method | |
CN102245940B (en) | Control device for hydrostatic transmission vehicle | |
US5549089A (en) | Engine maximum speed limiter | |
CN101341321B (en) | Engine control device for working vehicle | |
DE19644962A1 (en) | Method of controlling the operation of an excavator | |
US20090223215A1 (en) | Work machine, control system and method for controlling an engine in a work machine | |
GB2318652A (en) | Tillage control | |
DE112014000203T5 (en) | Work vehicle and control method for work vehicle | |
CN1950614A (en) | Hydraulic drive apparatus of work machine | |
CN106062288A (en) | Engine and pump control device and working machine | |
CN109680745A (en) | A kind of more power operation mode control methods of hydrostatic driving bull-dozer | |
NO162676B (en) | DEVICE FOR SPEED SETTING OF A COMBUSTION ENGINE, SPECIFICALLY A DIESEL ENGINE, IN A WORKING MACHINE. | |
RU2295216C1 (en) | Combined tillage tool | |
DE102020134528A1 (en) | MACHINE INCLINE AND INCLINE CONTROL BASED ON THE DYNAMIC FOCAL POINT | |
EP1188640A3 (en) | Apparatus and method for electronically controlling an actuator, arranged in a control system, in motor vehicles | |
DE102007003956A1 (en) | Hydrostatic transmission control, for a cross country agricultural/forestry machine, limits motor speed on slow driving to ensure maximum wheel traction | |
CN1165548A (en) | Device for controlling the rotation speed of an engine for a hydraulic working machine | |
KR100805990B1 (en) | Controller for hydraulic drive system | |
CN104782329B (en) | A kind of speed of travel control system for agricultural machinery and control method | |
EP0838139B1 (en) | Improvements in or relating to tillage | |
CN109073075A (en) | Working truck | |
JP3295411B2 (en) | Governor device for agricultural tractor | |
RU2143187C1 (en) | Combined tillage tool | |
CN102700413B (en) | Engine control apparatus for working machine |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20080621 |