Система автоматического управления режимами работы уборочной машины

Система автоматического управления режимами работы уборочной машины

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к сельскохозяйственному машиностроению и может быть применено на самоходных уборочных машинах с двигателями внутреннего сгорания и бесступенчатыми гидрообъемными передачами . Цель изобретения - повышение производительности, снижение расхода топлива и энергоемкости машины. Система содержит двигатель 1 с валом 3 отбора мошности, топливный насос, рабочие органы 4 с приводом, движители 5 и гидрообъемную передачу 6. В процессе движения режимы работы машины регулируются восемью контурами стабилизации. Первый контур стабилизирует мош,ность двигателя 1, второй - скорость машины (СМ) в режиме недогрузки двигателя (НД), третий - СМ на экономическом топливном режиме при НД, четвертый - максимальную мощность двигат&ля 1 и нагрузку рабочих органов, пятый - топливный режим и СМ при НД, шестой - С.М с оптимизацией режима по расходу топлива при НД, седьмой - СМ с оптимизацией работы по энергоемкости, восьмой - СМ с оптимизацией расхода топлива по расходу мопиюсти двигателя 1 при НД. 10 з.п.ф-лы. 6 ил. i сл

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СО! 1ИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

ÄÄSUÄÄ 1281197 (Ю4 А01 D41 02

ОПИОАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3604455/30-15 (22) 15.06.83 (46) 07:01.87. Бюл. № 1 (71) Производственное объединение «Гомсельмаш» (72) К. В. Клементьев (53) 631.354 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 1022825, кл. В 60 К 41/08, 1981. (54) СИСТЕМА АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ РЕЖИМАМИ РАБОТЫ УБОРОЧНОЙ МАШИНЫ (57) Изобретение относится к сельскохозяйственному машиностроению и может быть применено на самоходных уборочных машинах с двигателями внутреннего сгорания и бесступенчатыми гидрообъемными передачами. Цель изобретения — повышение производительности, снижение расхода топлива и энергоемкости машины. Система содержит двигатель 1 с валом 3 отбора мошности, топливный насос, рабочие органы 4 с приволом, движители 5 и гидрообъемную передачу 6. В процессе движения режимы работы машины регулируются восемью контурами стабилизации. Первый контур стабилизирует мощность двигателя 1, второй— скорость машины (СМ) в режиме недогрузки двигателя (НД), третий — СМ на экономическом топливном режиме при Нг(, четвертый — максимальную мощность двигателя 1 и нагрузку рабочих органов, пятый — топливный режим и СМ при Н(, шестой — СМ с оптимизацией режима по расхолу топлива при НД, сельмой — СМ с оптимизацией работы по энергоемкости, восьмой — СМ с оптимизацией расхола топлива по расхолу мошности двигателя 1 при Н„ 1.. 10 з.п.ф-лы. 6 ил.

1281197

Изобретение относится к сельскохозяйственному машиностроению и может быть применено на энергонасыщенных самоходных уборочных машинах, оборудованых преимущественно двигателями внутреннего сгорания и бесступенчатыми гидрообъемными передачами привода движителя машины.

Цель изобретения — повышение производительности и надежности уборочной машины, снижение удельного расхода топлива и потерь урожая, облегчение условий труда оператора, а также расширение функциональных возможностей и повышение эффективности использования системы автоматического управления.

На фиг. 1 представлена блок-схема исходного, второго, третьего и восьмого контуров автоматического регулирования; на фиг. 2-блок-схема четвертого контура автоматического регулирования с комбинированным переключателем режимов работы и командным блоком автоматического управления переключателем; на фиг. 3 — блок-схема пятого — седьмого контуров автоматического регулирования с комбинированным переключателем режимов работы и командным блоком автоматического управления переключателем; на фиг. 4 — блок-схема релейного управления узлами блокировки; на фиг. 5 — принципиальная схема оптимизатора; на фиг. 6 — — блок-схема релейного управления входами делительного устройства и узла блокировки в пятом — седьмом контурах.

Система автоматического управления (САУ) режимами работы уборочной машины содержит двигатель 1 внутреннего сгорания с рейкой 2 топливного насоса, валом

3 отбора мощности (ВОМ) рабочими органами 4 и движителем 5 с гидрообъемной передачей 6, имеющей гидронасос 7 и гидромотор 8, исходный контур автоматического регулирования загрузки двигателя 1, включаюший измерительный преобразователь 9 и задатчик 10 частоты вращения двигателя

1, соединенные соответственно с первым и вторым входами многоканального сравнивающего устройства 11, каналы которого выпопнены на операционных усилителях, включенные через релейно управляемые контакты К1 — КЗ по схеме сравнения аналоговых сигналов. Первый выход сравнивающего устройства 11 связан с первым входом узла 12 блокировки гидрообъемной передачи 6, который через усилитель 13 соединен с исполнительным механизмом 14, кинематически связанными с органом 15 управления гидрообъемной передачей 6, а также систему автоматического регулирования режимов работы уборочной машины, состоящую из второго- — восьмого контуров автоматического регулирования. Второй контур автоматического регулирования при недогрузке двигателя (N. (Х .) в режиме стабилизации транспортной скорости (V и=

ЗО

=const) движения уборочной машины включает измерительный преобразователь 16 и задатчик 17 скорости движения машины, соединенные соответственно с третьим и четвертым входами сравнивак)щего устройства 11, второй выход которого через второй вход узла 12 блокировки гидрообъемной передачи 6 и усилитель 13 соединен с исполнительным механизмом 14 и органом 15 управления гидрообъемной передачей 6 исходного контура. Третий контур автоматического регулирования при недогрузке двигателя (Na (М"-) в режиме стабилизации транспортной скорости (Уп, — — const) движения уборочной машины с автоматической настройкой на экономичный топливный режим двигателя включает второй контур автоматического регулирования, фиксатор 18 предельного положения органа 15 управления гидропередачей 6, соединенный с пятым входом сравнивающего устройства 11, сигнализатор 19, соединенный с фиксатором

18 и с третьим выходом сравниваюшего устройства 11, с шестым и вторым входами которых соединен второй выход сигналов задатчика 10 частоты врашения двигателя 1, узел

20 блокировки двигателя 1, первый вход которого соединен с третьим выходом сравнивающего устройства 11 и на выходе через усилитель 21 с исполнительным механизмом 22, кинематически связанным с рейкой

2 топливного насоса двигателя 1, а также орган 23 ручного управления положением рейки 2 топливного насоса двигателя. Восьмой контур автоматического регулирования в режиме стабилизации максимальной мошности (М - =сопз() двигателя 1 с автоматической защитой рабочих органов от перегрузок включает исходный контур автоматического регулирования, многоканальный измеритель 24 скоростей движения контролируемых рабочих органов и многоканальный

3адатчик 25 минимально допусти "v1blx скоростей движения рабочих органов 4, соединенные соответственно с седьмым и восьмым входами сравнивающего устройства

11, четвертый выход которого связан с сигнализатором 19 третьего контура.

Четвертый koHTvp автоматического регулирования при недогрузке (Х в(Хмакс) .двигателя 1 в режиме стабилизации рабочей скорости (Vp= const) движения машины с автоматизированной настройкой на экономичныи топливныи режим () включа0

Ъ р=const ет третий контур автоматического регулирования, вторую гидрообъемную передачу

26 на привод рабочих органов 4 с гидронасосом 27 и гидромотором 28, многоканальные измерительный преобразователь 24 и задатчик 25 скоростей движения рабочих органов 4, соединенные соответственно с седьмым и восьмым входами сравниваюшего устройства 11, четвертый B»ixoi которс)гo соединен с первым входом узла 29 олокировки гидрообъем ной передачи 26 на привод рабочих органов и через его выход и усилитель 30 с исполнительным ме;ан(3змом 31, кинематически связанным с органом 32 управления гидропередачей 26, фиксатор 23 предельного положения органа

32 управления гидрообъемной передачей 26, соединенный с сигнализатором !9 и пятым входом сравнивающего устройства 11, фиксатор 34 максимальной подачи топлива, соединенный с сигнализатором 19.

Пятый контур автоматического регулирования при недогрузке (М.(М ) двигателя

1 в режиме стабилизации рабочей скорости (Ъ p= cof)s() уборочной машины с комбинированной автоматизированной и автоматической настройкой на экономичный топлив ный режих! работы уборочной м::HIHH:>I 110

МИНИМаЛЬНОМУ УДЕЛЬНОМУ PclCXO;l," TOilËHBH на единицу производительно Tll () 0

)31= СOI!st уборочной машины вклк>част четвертый

КОНТ>»Р е) ВТО3! ат» тl> HO I 0 Р(. I » Г11! РО 3еl II! I », l);I(холомер 35, сотби!спный с тонг!и!3п!!х! ня25 сосом Лвигятсл» 1, Лелительное устройство

36, первый вход к(>горого сослипсH с расxoломсром 35, а второй — с измеритель)1ым преобразовятс,!См 16 скорости лвижени» машины, оптимизатор 37, связанный 1!а Вхолс с лелительным устройством 36 и cOi. òoÿщий из устройства 38 запоминя:t!» экстремумов сигналов, пропорциональных отно!Испи>о —, и сравнения Нх с текущими H!a i(>Vk

Г ш(ями, включающий конденсатор (., (иол D H резистор R, устройства обратной связи с поляризованным рслем Р), связанным через трансформатор Т с вторым входом исполнительного механизма 22, нейтрального рслс

Рв, соединенного через узел 20 блокировки двигателя 1 .1! усилитель 21 с входом исполнительного механизма 22 управления рейкой 2 топливного насоса двигателя 1.

Шестой контур автоматического рсг3лирования при нелогрузке (N. ° (Х аа ) двигателя 1 в режиме стабилизации рабочей скорости (Vf>= cons() движения уборочной мя- 4 шины с комбинированной автоматизированной настройкой и автоматической самонастройкой на экономичный энергетический режим по минимальному удельному ðBñxîлу мощности на единицу производительности

N >(â

50 — — або<>ааааа»аа>ааа> а>с>а>аает 3(! = СОП В( четвертый контур автоматического регулирования. лелитсльное устройство 36, первый вход которого заблокирован, второй — - соединен с измерительным преобразователем 16 скорости движения машины, а выхо.k — с оптимизатором 37 пятого контура, выхол которого связан через узел 20 блокировки дЬИГc! t (X i» 1 С X t. 11, IИ 1(X 1С М 1 li C ИСПО IHИтельным мех tilll»x!031 22 управления рейкой

2 топливно! 0 licit.ot cl l,ви! Ят(хl» 1, е3 та!(ж(. измеритсльныс преобразователи крутящих мочеIIToB 39 IIB приголах ряб >чих органс>в

4 и 40 (Вижит(.1» 5, <.Ослинен)ны(. с c>t ммирующим .стройством 41, множительное устройство 42, î klii из Bxol013 когорого соо6щен с суммируюпьим устройством 41, я второй — с !Зь<холох! измерительного преобразователя 9 частоты вращеHli» лвигателя

1, узел 43 блокирогки шсстогO контура, связанный на F>xî (0 с !(!Иожитсс)ьнь!х! устро!1ством 42 и ня гыхолс с трет(им вхолом лелчтсльно(о у«тройспза. с)ст!3срть!1! контур е1 13TOXI clTHЧССКОГО РС I М, I liPOB H k! If» l!Pli НСЛО

ГРМЗКС (ч1,»(.\,. ° ) (1)И Г, 1 r(.!» !3 РС ЖИМ(СТЯОилизяikèè рябочсй кор<)сти (3>t>= сопя!)

; t) 0 p < > cI i l o I1 м ! ! !! ь! (. к О 1 б и н и р 0 В а н н 0 Й cl BТ(»".tе,lТ!IЗ, )IРОВ>! IIН )И Ii;1 ГPОI!К(!! I!;>It)ОМЯТИЧC -(1 т;>Ой КОИ,1;! aH(!H(>XIII llll li тОН,lllf3llhll1 p(. >1:г)! лвигятс !» <, »!Нним.)льном

М С . и С М 0 31 3 Р Л < X 0 1 > Г () 13 т !3; I >;! (, (И Н И Ц М

>i(> IllH0t ò>> (. 1 В ! Io ? 1! е Г .:10< 1 (м! кон тмр ,>(1 а в i!3T< >t HTIf >!С КОГ(),>CГX. 1 ii pOI!cl till» С .311бгlокп)с>I3lllilII I3I гторым Iix(>;10xl лслитсльногo улройствя 36 и р lcxo помер 35, сос:!Нпе!3!1ыi1

11(. PI3hlМ 13ХОЛОМ ЛС)ИТ(. .11>!IО! 0 XСТРОЙCT13; l 36 (.ЛУ снабжен» >.03I()èitiip013(IIIIII>IAi рслсйil hi Xi lit. P(К, I l(! tc! Т(. 1 t I -т 3 >3 НО! 0 ll Я BTOX!HTII I(CК»i 0:k(>Ë(ТF I>» .k, i>Ч ПС, >(. К З Ю C I! I>Л РС ж1!МОВ

t>clt)0i Ы С(СИНЬI>I II С <К> ГНЕтЛ ВМЮ!ЦИХ!И

К.(>НТЯ1, i c! )! И /\, !>> > С 9 тl >3 H H Ilct kOII IOГО Х СТРОИС i В я 1 1, 11 Те) !, ж<> (Tp(oThli bi BXO IOXI X Зля

l б»0!«ii)<>t)ки ги (рообъс мп011 передачи 6 .kBи.китс.t» 5, с вторым 13хол03! ) зля 29 блокировки гилрс>обьс мнои !i(рсла-IH 26 приволя раоочих Орг;>нов 4, с Вторым вхолом мзля

20 блокировки лвигятсля 1 и с Вторым входом

МЗ IB 43 О 1ОКИI)ОВКИ Н!СстОI 0 IСОНТX Pcl

С!(стема им (Г HO !i! II;i!it!It блок 45 авт<>матиЧ(СКОГО 3 tip cl B. 1(> НИ» I!Cp(>K,!1Оча Ге»(. >! 43.

Кох)с>нлн(11! блок 45, Выполн«нный ii;l ба 3с рслс Pl.it и P . и с рскл «)«:1 ющи х соот!3стстве!1ИО Bcpl)k>II f, Второй и IcTBc ðòûé контуры, и компарятора, рсализовянногO ня базе опсряционногÎ усилителя, сос>Линсн

0 ч и 0 м В х 0 .(е с !3 т 0 1) ь! м !3 ь! х О "е () 31 c P c I B i I l l !3 с! 1(3

llkcI o устройства 11, ня втором с Выходом фиксатора 34 максимальной подачи Т011лива рейки 2 топливного насос;: лвигатсI, i1 н а B hi x0;kc c Ilt>pet(,110 I BT(x it. )I 4-1 режимов работы. 1(.Онтур>! лвя — В(ссмь я Втоматичсского р(ч у, )ировяни» Bl 1110лнс ны см. иНЫМИ С цСЛЬК> Ирli< ПОСОб»СНИ» С ИЛ(oXihl К

КОНСТ;)МК. (И.! И .! ЯЗН (I ЧСН t!10 Х ()OP<>× 1! hl X М е1ИНI Н. необхолимой точ,<ости регулирования, а

Tà HæC ft ЗЯ Вt! С I X 0(ГИ;>т Зс>,ЛЯ II I IOIf НÎМЕ! I кл;!т; phl рсгx. Нp с «ьlx 11»k>:t)1(> р<>В мборо>1Ной VB!IIH,Ihi. (. il0xIoiIlhi0 l It>l>(к, ю:1,! T(, I» 44 !31)мчи> ю или НО> p(." I стВО i><) )l 11 н !н (>!х> б. 10><;l 4;>;!ÂòO1281197 матически включаются или BblKJllo÷àþòñÿ отдельные контуры автоматического регулирования или их комбинации так, что САУ оптимизирует режим функционирования кормоуборочной машины.

Предлагаемая система работает следующим образом.

Работа САУ в режиме стабилизации максимальной мошности (Мкк-.= const) двигателя уборочной машины возможна только при полной загрузке двигателя путем стабилизации частоты вращения двигателя, соответствуюшей его максимальной MOLLIHOсти при максимальной подаче топлива и соответствующем постоянном суммарном моменте сопротивления рабочих органов и двигателе, поддерживаемом регулятором посредством изменения скорости движения машины.

Для реализации режима (Мк; кк=- const) рейка 2 топливного насоса двигателя с помогцью органа 23 ручного управления устанавливается .на максимальную подачу топлива, а переключатель 44 — в положение

«Первый контур», при этом снимаются запреты на первый и второй входы сравнивающего устройства 11 и на первый вход узла

12 блокировки гидрообъемной передачи 6.

Одновременно остаются разомкнутыми третий и четвертый входы сравниваюшего устройства 11 и его пятый — восьмой входы.

В таком положении сигнал рассогласования заданной и текущей частот вращения двигателя с первого выхода сравнивающего устройства 11 через узел 12 блокировки и усилитель 13 поступает в исполнительный механизм 14, который в зависимости от знака сигнала рассогласования увеличивает или уменьшает посредством органа !5 управления гидрообьемной передачей 6 передаточное отношение так, чтобы снизить скорость движения уборочной машины при падении оборотов двигателя, т.е. снизить нагрузку на двигатель и восстановить номинальную частоту его вращения. В случае снижения нагрузки на двигатель его регулятор увеличивает скорость движения уборочной машины до тех пор, пока не стабилизируется заданная номинальная частота вращения двигателя или скорость движения не достигнет максимального значения по характеристике машины.

Работа САУ при недогрузке двигателя (N«è(Ммккс) В режиме стабилизации транспортной скорости (V I= const) уборочной машины (второй контур) осуществляется при отключенных рабочих органах 4 с установкой переключателя 44 в положение «второй контур». При этом фиксатор 18 находится в нейтральном положении, а с третьего и четвертого входов сравниваюгцего устройства 11 снимаются запреты. Одновременно снимается запрет с второго входа узла 12 блокировки гидрооб.ьемной передачи 6.

1О !

В указанном положении сигнал рассогласования заданной и фактической скоростей движения поступает с второго выхода сравнивающего устройства 11 на второй вход узла 12 блокировки и через усилитель 13 на исполнительный механизм 14, который в зависимости от знака сигнала рассогласования с помощью органа 15 управления гидрообъем ной передачей 6 изменяет ее передаточное отношение так, что скорость движения уборочной машины восстанавливается до заданной (V.I= const). Работа на постоянной заданной в зависимости от условий движения скорости (V I= const) уборочной машины снимает определенный элемент психологической и физической нагрузок водителя, т.е. облегчает управление уборочной машины.

САУ при недогрузке двигателя (N.-( (Ммккк) в режиме постоянной транспортной скорости (V.I= const) уборочной машины с автоматизированной настройкой на экономичный топливный режим (третий контур) работает следующим образом.

Для повышения экономичности работы уборочной машины на транспортном режиме в САУ введен третий контур автоматического регулирования. Для работы

САУ на третьем контуре фиксатор 18 переводится в рабочее положение, фиксируюшее предельное отклонение органа 15 управления гндрообъемной передачей 6 от нейтрального положения в сторону увеличения передаточного отношения, определяемого минимально допустимым значением КПД гидрообъемной передачи о, переключатель

44 устанавливается в положение «Третий контур», включая второй контур автоматического регулирования со снятием запретов с соответствуюших входов во втором контуре (работа САУ на втором контуре).

В этом положении водитель перемешает вручную с помошью органа 23 ручного управления рейку 2 топливного насоса двигателя из положения максимальной подачи топлива в направлении уменьшения подачи топлива. В результате (в условиях постоянной нагрузки двигателя) уменьшаются обороты двигателя и снижается удельный расход топлива (!) и

У (7 =сопз!

Ч (., ) . Снижение подачи топлива, I" ÑÎÏSt сопровождаемое снижением оборотов двигателя, может осуществляться до момента контакта органа 15 управления гидрообменной передачи с фиксатором 18, после чего сигнал, фиксирующий контакт, поступает на вход сигнализатора 19 (и предупреждает водителя) и одновременно на пятый вход сравнивающего устройства 11. с третьего выхода которого. управляющий сигнал поступает на первый вход узла 20 блокировки двигателя, затем в усилитель 21 и исполнительный механизм 22, которыи в соответст1281197

55 вии с алгоритмом управления, перемещает рейку 2 топливного насоса двигателя в сторону увеличения подачи топлива. При этом обороты двигателя увеличатся, соответственно увеличится скорость движения уборочной машины и на втором выходе блока 11 появится соответствующий сигнал рассогласования, который посредством усилителя 13, исполнительного механизма 14 и органа 15 управления гидропередачей 6 уменьшит ее передаточное отношение и разомкнет контакт между органом 15 и фиксатором 18, таким образом, снимется сигнал на сигнализаторе 19 и восстановится заданная скорость (V p= const) машины, но уже с миниИ мальным удельным () расходом

Чтр= сопз1 топлива. При неисправности или отсутствии автоматического регулирования топливоподачи водитель по сигналу на сигнализаторе 19 с помощью органа 23 ручного управления увеличивает подачу топлива до устойчивого снятия сигнала на сигнализаторе 19.

Использование третьего контура позволяет снизить удельный расход топлива на транспортном режиме не менее, чем на 10Я, а также снизить износ двигателя в сравнении с режимом работы двигателя на номинальной частоте вращения.

В качестве варианта работы САУ в режиме стабилизации транспортной скорости (V p= const) уборочной машины с автоматизированной настройкой на экономичный топливный режим двигателя служит дублирующий контур автоматизированного регулирования, включаемый переключателем 44 в положение «Третий контур, дублер». При этом снимаются запреты на первый вход сравнивающего устройства и на прохождение сигнала минимально допустимой частоты вращения двигателя с второго выхода задатчика 10 на второй вход сравнивающего устройства 11 и с первых входов узла

12 блокировки гидрообъемной передачи 6 и узла 20 блокировки двигателя. В этом положении, перемещая вручную с помощью органа 21 ручного управления рейку 2 топливного насоса двигателя из положения максимальной подачи топлива в направлении уменьшения подачи, водитель выбирает экономичный топливный режим двигателя, одновременно снижая его обороты.

Пределом снижения подачи топлива является появление нулевого сигнала рассогласования между сигналом заданной минимально допустимой частоты вращения двигателя, поступившим с второго выхода задатчика 10 на шестой вход сравнивающего устройства 11, и сигналом текушего значения частоты вращения двигателя, поступившим с измерительного преобразователя

9 на первый вход сравнивающего устройства 11.

В результате на третьем и первом выходах сравнивающего устройства 11 появляются одновременно два управляющих сигнала, один из которых с третьего выхода сравнивающего усгройства 11 поступает на вход сигнализатора 19, предупреждая водителя о предельном режиме двигателя. Второй управляющий сигнал нулевого рассогласования с третьего выхода сравнивающего устройства 11 через узел 20 блокировки поступает на исполнительный механизм 22, который посредством рейки 2 топливного насоса двигателя увеличивает подачу топлива, выводя частоту вращения двигателя из минимального предела.

В случае резкого нарастания нагрузки (подъем, трудно проходимый участок и т. д.) на двигатель и запаздывания автоматического регулирования загрузки и оборотов двигателя с помощью увеличения подачи топлива управляющий сигнал нулевого рассогласования с первого выхода сравнивающего устройства 11 через узел 12 блокировки гидрообъемной передачи 6 и усилитель 13 поступает на исполнительный механизм 14, который с помощью органа 15 управления гидрообъемной передачей 6 автоматически, в соответствии с алгоритмом управления, резко снижает скорость движения уборочной машины, предупреждая таким образом остановку двигателя.

САУ в режиме автоматической стабилизации максимальной мощности (N.- сопз1) двигателя с автоматической защитой рабочих органов от перегрузок (восьмой контур) работает следующим образом.

При работе самоходного кормоуборочного комбайна с контуром автоматического регулирования по схеме известной системы на режиме стабилизации 1ООО загрузки двигателя (М = const) происходят систематические технологические забивания рабочих органов. В процессе работы уборочной машины наблюдаются перегрузки рабочих органов, что проявляется в возрастании крутящих моментов на приводных валах рабочих органов и, как следствие, в падении скорости движения рабочих органов как за счет снижения частоты вращения двигателя от возрастающей нагрузки, так и вследствие мгновенных падений скорости в пределах кинематической жесткости приводов рабочих органов. Снижение скорости движения рабочих органов всегда связано с вероятностью их технологических забиваний из-за замедления непрерывно движущегося потока растительной массы, при этом наибольшая вероятность снижения скорости возникает на предельной нагрузке двигателя, т.е. на режиме Ч». -= const.

Для автом атической защиты рабочих органов от перегрузок и технологических забиваний, которые занимают до 10Я простоя в уборочных машинах, в САУ уборочной машины введен восьмой контур авто1281197

5 !

15 матического регулирования (работа САУ на первом контуре), который В режиме Ммаас=

=const при нормальном протекании технологического процесса компенсирует возрастание (снижение) нагрузок на уборочную машину снижением (повышением) скорости ее движения, стабилизируя таким образом максимальную потребную мощность N. dk. двигателя для работы уборочной машины.

Функционирование восьмого контура

САУ при резких перегрузках рабочих органов 4 происходит следующим образом.

При снижении под воздействием нагрузки скорости движения одного или одновременно нескольких из контролируемых рабочих органов 4", 4, 4" до совпадения с заданной максимально допустимой скоростью, т.е. при возникновении нулевой разности сигналов, поступающих с выхода измерительного преобразователя 24, пропорциональных текущим скоростям контролируемых рабочих органов 4", 4", и сигналов выхода задатчика 25, пропорциональных максимально допустимым скоростям тех же контролируемых рабочих органов, управляющий сигнал нулевого рассогласования с первого выхода сравнивающего устройства 11 поступает на первый вход узла 12 блокировки гидрообъемной передачи 6 и через усилитель 13 на исполнительный механизм

14, который в соответствии с алгоритмом управления снижает с помощью органа 15 управления гидропередачей 6 скорость движения уборочной машины вплоть до ее ос ановки.

В случае запаздывания регулирования указанным способом (по перегрузке рабочих органов) перегрузку начнет испытывать двигатель 1, обороты которого станут снижаться быстрее, чем снизится скорость движения уборочной машины, управляемая первым контуром автоматического регулирования. Кроме того, перегрузку продолжают испытывать и рабочие органы, например, от порции повышенной подачи растительной массы, находящейся в уборочной машине независимо от последующих подач.

В случае снижения частоты вращения двигателя до значения минимально допустимой на первый вход сравнивающего устройства поступит сигнал, однозначный с сигналом на втором входе сравнивающего устройства 11, поступающим с первого выхода задатчика 10. В результате на первом выходе сравнивающего устройства сформируется управляющий сигнал нулевого рассогласования, который через первый вход узла 12 блокировки гидрообъемной передачи 6 и усилитель 13 поступит на исполнительный механизм 14, посредством которого орган 15 управления гйдрообъемной передачей 6 в соответствии с алгоритмом управления пере местится в нейтральное положение и уборочная машина остановится.

Остановка уборочной машины может быть произведена и водителем по сигна|у на сигнализаторе 19, который включается управляющим сигналом нулевого рассогласования текущего и минимально допустимого значений частоты вращения двигателя с третьего выхода сравнивающего устройства 11.

Работа САУ при недогрузке (Маа(1 1макс) двигателя в режиме стабилизации рабочей скорости (Vp= const) уборочной машины и автоматизированной настройкой на экономичный топливный режим по минимальному удельному расходу топлива на единицу производительности t (четвертый

Vp= const контур) с использованием исходного контура приводит к непрерывному увеличению и колебаниям скорости движения уборочной машины. Вследствие того, в известную систему введено комбинированное ручное и автоматическое управление органом 15 гидропередачи 6 с целью оперативного вмешательства водителя комбайна в управление скоростью движения уборочной машины путем перехода на частичную, например 85-, 90-, 95-процентную, загрузку дви.гателя. Однако и в этом случае, работая на режиме стабилизации заданной мощности, автоматический регулятор для стабилизации заданной загрузки двигателя изменяет скорость движения уборочной машины в обратной пропорции к суммарному моменту от сопротивления рабочих органов и скорость передвижения машины непрерывно меняется. С целью устранения указанных недостатков в предлагаемую САУ введен четвертый контур автоматического регулирования в режиме стабилизации рабочей скорости (Vt= const) без вмешательства водителя. Для перехода на этот режим переключатель 44 устанавливается в положение «Четвертый контур». При этом включается третий контур автоматического регулирования и снимаются запреты с третьего — восьмого входов сравнивающего устройства 11.

Фиксаторы 18 и 33 предельных максимальных передаточных отношений гидрообъемных передач 6 и 26 устанавливаются в рабочие положения. Задатчик 17 скорости движения уборочной машины устанавливается водителем на максимально допустимую по агротехническим и почвенным требованиям рабочую скорость движения, а задатчик 25 — на номинальные рабочие скорости движения рабочих органов

4", 4, 4", К многоканальному входу задатчика 17 могут быть также подключены выходы сигналов, пропорциональных максимально допустимым скоростям движения уборочной машины, с выходов регуляторов технологических параметров уборочной машины, зависимых от ее скорости

1281197

10

55 движения, например с выхода регулятора высоты среза. В указанном положении функционирование САУ при включенном четвертом контуре происходит следующим образом.

Стабилизация постоянной рабочей скорости (Vp= const) происходит аналогично функционированию второго контура в режиме стабилизации транспортной скорости (V.p= const). Автоматизированная настройка на экономичный топливный рабочий

Ы режим (1) производится водителем

Vp= const так же, как и в транспортном режиме (V.p= const) с помощью органа 23 ручного управления рейкой 2 двигателя за счет уменьшения топливоподачи и частоты вращения двигателя до предельно максимальных значений передаточных отношений гидропередач 6 и 26 и до минимально допустимых значений частоты вращения двигател я.

При этом стабилизация номинальных скоростей движения рабочих органов 4 происходит по управляющему сигналу рассогласования между сигналами, пропорциональными номинальным значениям скоростей контролируемых органов 4, поступающими с задатчика 25 на восьмой вход сравнивающего устройства 11, и сигналами, пропорциональными текущим значениям скоростей тех же рабочих органов, поступающими на седьмой вход. При этом управляющий сигнал рассогласования с четвертого выхода сравнивающего устройства 11 поступает на первый вход узла 29 блокировки гидрообъемной передачи 26 и через усилитель 30 на исполнительный механизм 31, который с помощью органа 32 управления гидрообъемной передачей 26 изменяет передаточное отношение и стабилизирует частоту вращения выходного вала гидромотора 27 и приводных валов рабочих органов 4 на заданные номинальные значения. В предельных случаях при контакте органа 32 управления гидрообъемной передачей 26 с фиксатором 33 сигнал, фиксирующий контакт, поступает с фиксатора 33 на сигнализатор 19 и на пятый вход сравнивающего устройства 11, откуда в соответствии с алгоритмом управления управляющий сигнал поступает на третий выход сравнивающего устройства и через первый вход узла 20 блокировки двигателя и усилитель 21 на исполнительный механизм 22, с помощью которого рейка 2 топливного насоса перемещается на увеличение подачи топлива, вследствие чего обороты двигателя увеличиваются, передаточное отношение гидропередачи

26 уменьшается, контакт фиксатора ЗЗ с органом 32 управления гидрообъемной передачей 26 размыкается и снимается сигнал на сигнализаторе 19. В случае неисправности или отсутствия автоматического регулятора

50 топливоподачи водитель по сигналу на сигнализаторе 19 вручную с помощью органа 23 ручного управления рейкой 2 топливного насоса двигателя увеличивает подачу топлива до устойчивого снятия сигнала сигнализатора 19. Наличие в четвертом контуре автоматических регуляторов стабилизации номинальных скоростей движения рабочих органов и допустимой поступательной скорости движения уборочной машины позволяет использовать четвертый контур для оптимального по нагрузочным режимам перехода с режима стабилизации рабочей скорости (Vp= const) уборочной машины на режим стабилизации максимальной мощности (N ñîïst) двигателя и обратно, что позволяет осуществлять непрерывную автоматическую самонастройку САУ уборочной машины на экономичные нагрузочные режимы работы.

Автоматический переход с режима стабилизации рабочей скорости (Vp= const) движения уборочной машины при недогрузке (N." (NM«««) двигателя на режим стабилизации максимальной мощности двигателя и обратно производится следующим образом.

При возрастании нагрузки на уборочную машину, работающей в режиме стабилизации рабочей скорости (Ч =сопз(), четвертый контур автоматического регулирования, стабилизирующий скорость движения уборочной машины и номинальные скорости движения рабочих органов, автоматически посредством перемещения рейки 2 топливного насоса двигателя увеличивает подачу топлива. Положение рейки 2, соответствующее максимальной подаче топли-. ва, фиксируется контактным фиксатором

34, в результате с его выхода подается сигнал на второй вход командного блока

45, реле Рi,ii. которого включают соответствующие реле переключателя 44, а последние — контакты первого — четвертого входов сравнивающего устройства 11, а также на сигнализатор 19, который предупреждает водителя о максимальной загрузке двигателяя.

С помощью командного блока 45 переключатель 44 автоматически переключает работу САУ с четвертого контура без запрета на третий и четвертый входы сравнивающего устройства 11 на исходный контур в режиме стабилизации максимальной мощности (N a«c=const) двигателя, обеспечивая На этом режиме максимальную производительность и топливную экономичность работы уборочной машины.

В случае снижения нагрузки на уборочную машину скорость ее движения начинает возрастать и при совпадении значений сигналов текущей скорости движения со значениями сигналов максимально допустимой скорости движения с задатчика 17 нулевой управляющий сигнал рассогласования с вто1281197 рого выхода блока 1I поступает на первый вход командного блока 45, который переключает переключатель 44 на работу четвертого контура в режиме стабилизации заданной рабочей скорости (Ъ Р== const) движения машины.

Таким образом, цикл автоматического перехода с режима Vp=: const на режим

Nнaкc= const и обратно повторяется, обеспечивая автоматическую самонастройку работы САУ на экономичные нагрузочные и топливные режимы уборочной машины.

САУ при недогрузке (Nae(Naaec) двигателя в режиме стабилизации рабочей скорости (Чр= const) уборочной машины с комбинированной автоматизированной и автоматической настройкой на экономичный топливный режим работы уборочной машины по минимальному расходу топлива на единицу производительности уборочной машины (пятый контур) работает следующим образом. 20

Для каждого значения мощности, развиваемой двигателем внутреннего сгорания, существует оптимальная частота вращения двигателя, которой соответствует минимальgeаа 25 ныи удельныи расход топлива —, т.е. эксоде

N: ° тремум . Особенностью мобильных сельскохозяйственных машин является то, что с двигателя снимается мощность не только для перемещения, как это происходит в транспортных машинах, но главным образом на привод рабочих органов, причем, например, в самоходном кормоуборочном комбайне КСК вЂ” 100, имеющем двигатель 200 л.с., на привод рабочих органов расходуется до

85%, а в отдельных случаях и более мощ- 35 ности двигателя. Управление топливной экономичностью двигателя в уборочных энергонасыщенных машинах, имеющих гидрообъемную передачу на движитель, может быть осуществлено на транспортных режимах введением третьего контура. В убороч- 4О ных машинах, в которых применены кроме гидрообъемных передач на двигатель гидрооб.ьемные передачи на привод рабочих органов, одну из них эффективно устанавливают так, что через гидрооб.ьемную переда- 45 чу проходит вся мощность на привод рабочих органов и можно производить изменение оборотов двигателя без изменения номинальных скоростей движения рабочих органов путем изменения передаточного отношения гидрообъемной передачи, как в пя- gg том — седьмом контурах автоматического регулирования.

Для перехода на работу САУ с пятым контуром автоматического регулирования переключатель 44 устанавливается в положе- у ние «Пятый контур», включая четвертый контур автоматического регулирования и блоки 35 — 37. В этом положении автоматизированная настройка на экономичный топливный режим по критерию минимальИ ного удельного расхода (,, <), а такVp=cons же автоматическая самонастройка на переходы с режима стабилизации рабочей скорости (Vp= const) при недогрузке двигателя на режим стабилизации его максимальной мощности (Х;акс) и обратно производится аналогично функционированию САУ с четвертым контуром.

Автоматическая самонастройка на оптимальный топливный режим уборочной машины по минимуму удельного расхода топлива (™н ) на единицу произVp= const водительности уборочной машины происходит следующим образом.

Сигнал, пропорциональный текущему значению расхода топлива, поступает с расходомера 35 на первый вход делителя 36, на второй вход которого поступает сигнал с измерительного преобразователя 16, пропорциональный скорости (Vp) движения уборочной машины. С выхода делителя 36 сигнал,пропорциональный отношению ().

Vp const т.е. пропорциональный критерию оптимизации, поступает на оптимизатор 37, где запоминается его экстремальное значение и сравнивается с текущим, а разность, скорректированная сигналом обратной связи с. второго выхода исполнительного механизма 22, подается на соответствующую обмотку нейтрального реле Р . С выхода о