+ All Categories
Home > Documents > RESEARCHES ON THE REDUCTION OF FUEL CONSUMPTION IN … I_2009/7_Paraschiv G.pdf · researches on...

RESEARCHES ON THE REDUCTION OF FUEL CONSUMPTION IN … I_2009/7_Paraschiv G.pdf · researches on...

Date post: 05-Feb-2020
Category:
Upload: others
View: 2 times
Download: 0 times
Share this document with a friend
6
Vol. 27, No.1 /2009 LUCRĂRI ŞTIINłIFICE (INMATEH) 44 RESEARCHES ON THE REDUCTION OF FUEL CONSUMPTION IN CASE OF AUTOMATIC SYSTEMS FOR POSITION CONTROL USE / CERCETĂRI PRIVIND REDUCEREA CONSUMULUI DE COMBUSTIBIL ÎN CAZUL UTILIZĂRII SISTEMELOR AUTOMATE DE REGLAJ DE POZIłIE Conf.dr.ing. G. Paraschiv 1) , Ş.l.dr.ing. G. Muşuroi 1) , As.drd.ing. N. Ungureanu 1) , Conf.dr.ing. S.Şt. Biriş 1) , Dr.ing. V. VlăduŃ 2) , Dr.ing. E. Marin 2) 1) ”Politehnica” University of Bucharest, Romania, 2) INMA Bucharest, Romania Abstract. Tillage machines, especially ploughs, require high traction forces, limited by the value of adhesion forces between the tractor driving wheels and the soil. One of the means used to increase the adhesion force between the tractor wheels and the soil is to use a part of the vertical component of the resultant force acting on the working parts as increase force of the adhesion weight. In order to transfer this part of the vertical component on the tractor driving wheels, are used hydraulic systems with automatic position control of the agricultural machine towards the soil. This article presents a new automatic system for position control of the machine towards the soil, whose use, according to the experimental results presented, leads to the reduction of hourly fuel consumption with approximately 0.7 kg / h. Keywords: plough, automatic system for position control, fuel consumption GENERAL CONSIDERATIONS Rational use of tractor power, increased productivity, reduced fuel consumption, preventing soil degradation, ease of aggregates exploitation are issues that concern specialists in the field. Agricultural machinery development and continuous improvement requires ever more the use of hydraulic installations, in order to facilitate the driving, simplify the machinery transmissions and construction, as well as facilitate and ensure the control of their optimal operation regimes. However, the use of these equipments creates the possibility to automatize the work processes carried out by the agricultural machines. In order to optimize fuel consumption for the soil tillage aggregates, solutions were soughed to increase the traction force, forces generally limited by the adhesion forces. The traction force can be increased using a part of the vertical component of the resultant forces acting on the working parts as increase force of the adhesion weight. This becomes possible if agricultural tractors are equipped with hydraulic systems with automatic position control of the agricultural machine towards the soil. This article presents a new automatic system for position control of agricultural machine towards the soil, system tested on the field, with good results. MATERIALS AND METHODS The hydraulic system with automatic position control of the agricultural machine towards the soil, presented in this paper, was designed to be mounted on the 65 HP tractor and to use, from its hydraulic equipment, the hydraulic pump, distributor and hydraulic cylinder, to drive the suspension mechanism with three-points grip. Figure 1 shows a functional diagram of the hydraulic system with automatic position control of the agricultural machine towards the soil, in which the following notations were made: 1 - suspension mechanism with three-points Rezumat. Maşinile de lucrat solul, în special plugurile, necesită forŃe mari de tracŃiune, care însă sunt limitate de valoarea forŃelor de aderenŃă dintre roŃile motoare ale tractorului şi sol. Unul din mijloacele utilizate pentru mărirea forŃei de aderenŃă dintre roŃile tractorului şi sol este acela de a folosi o parte din componenta verticală a rezultantei forŃelor care acŃionează asupra organelor de lucru ca forŃă de mărire a greutăŃii de aderenŃă. Pentru transferarea acestei părŃi din componenta verticală pe roŃile motoare ale tractorului se folosesc sistemele hidraulice cu reglare automată a poziŃiei maşinii agricole faŃă de sol. În acest articol se prezintă un nou sistem automat de reglare a poziŃiei maşinii faŃă de sol, a cărui utilizare, conform rezultatelor experimentale prezentate, conduce la reducerea consumului orar de combustibil cu aproximativ 0,7 kg/h. Cuvinte cheie: plug, sistem automat de reglare a poziŃiei, consum de combustibil. CONSIDERAłII GENERALE Folosirea raŃ ional ă a puterii tractorului, mărirea productivit ăŃ ii, reducerea consumului de combustibil, evitarea degradă rii solului, uşurarea exploatării agregatelor sunt probleme care preocupă specialiştii în domeniu. Dezvoltarea şi perfecŃ ionarea continuă a maşinilor agricole impune folosirea, din ce în ce mai mult, a instalaŃ iilor de acŃ ionare hidraulic ă în vederea u şur ării comenzilor, simplific ării transmisiilor şi construcŃiei maşinilor, precum şi a uşurării şi asigurării reglării regimurilor optime de funcŃionare a acestora. Totodată, utilizarea acestor instalaŃii creează posibilitatea automatizării proceselor de lucru executate de maşinile agricole. În vederea optimiz ă rii consumului de combustibil pentru agregatele de prelucrare a solului au fost c ăutate soluŃ ii în vederea cre şterii for Ń ei de trac Ń iune, for Ń e care în general sunt limitate de for Ń ele de aderen Ńă . O modalitate prin care se poate obŃ ine creş terea for Ń ei de trac Ń iune este aceea de a folosi o parte din componenta vertical ă a rezultantei for Ń elor care acŃ ionează asupra organelor de lucru ca for Ńă de mă rire a greut ăŃ ii de aderen Ńă . Lucrul acesta devine posibil dac ă tractoarele agricole sunt echipate cu sisteme hidraulice cu reglare automat ă a pozi Ń iei maşinii agricole faŃă de sol. În acest articol se prezintă un nou sistem automat de reglare a poziŃiei maşinii agricole faŃă de sol, sistem care a fost încercat în câmp, cu rezultate bune. MATERIALE ŞI METODE Sistemul hidraulic cu reglare automat ă a poziŃ iei maşinii agricole faŃă de sol, prezentat în aceast ă lucrare, a fost gândit pentru a fi montat pe tractorul de 65 CP şi să folosească de la instala Ń ia hidraulic ă a acestuia pompa hidraulică , distribuitorul şi cilindrul hidraulic pentru acŃionarea mecansimului de suspendare cu prindere în trei puncte. În figura 1 este prezentată schema funcŃională a sistemului hidraulic cu reglare automată a poziŃiei maşinii agricole faŃă de sol, în care s-au notat: 1 - mecansimul de suspendare cu prindere în trei puncte; 2 – palpator; 3 –
Transcript
Page 1: RESEARCHES ON THE REDUCTION OF FUEL CONSUMPTION IN … I_2009/7_Paraschiv G.pdf · researches on the reduction of fuel consumption in case of automatic systems for position control

Vol. 27, No.1 /2009 LUCRĂRI ŞTIINłIFICE (INMATEH)

44

RESEARCHES ON THE REDUCTION OF FUEL CONSUMPTION IN CASE OF AUTOMATIC

SYSTEMS FOR POSITION CONTROL USE /

CERCETĂRI PRIVIND REDUCEREA CONSUMULUI DE COMBUSTIBIL ÎN C AZUL UTILIZĂRII SISTEMELOR AUTOMATE DE REGLAJ DE POZI łIE

Conf.dr.ing. G. Paraschiv1), Ş.l.dr.ing. G. Muşuroi1), As.drd.ing. N. Ungureanu1), Conf.dr.ing. S.Şt. Biriş1) , Dr.ing. V.

VlăduŃ2), Dr.ing. E. Marin2) 1)”Politehnica” University of Bucharest, Romania, 2)INMA Bucharest, Romania

Abstract. Tillage machines, especially ploughs, require high traction forces, limited by the value of adhesion forces between the tractor driving wheels and the soil. One of the means used to increase the adhesion force between the tractor wheels and the soil is to use a part of the vertical component of the resultant force acting on the working parts as increase force of the adhesion weight. In order to transfer this part of the vertical component on the tractor driving wheels, are used hydraulic systems with automatic position control of the agricultural machine towards the soil. This article presents a new automatic system for position control of the machine towards the soil, whose use, according to the experimental results presented, leads to the reduction of hourly fuel consumption with approximately 0.7 kg / h.

Keywords: plough, automatic system for position control, fuel consumption .

GENERAL CONSIDERATIONS Rational use of tractor power, increased productivity, reduced fuel consumption, preventing soil degradation, ease of aggregates exploitation are issues that concern specialists in the field. Agricultural machinery development and continuous improvement requires ever more the use of hydraulic installations, in order to facilitate the driving, simplify the machinery transmissions and construction, as well as facilitate and ensure the control of their optimal operation regimes. However, the use of these equipments creates the possibility to automatize the work processes carried out by the agricultural machines. In order to optimize fuel consumption for the soil tillage aggregates, solutions were soughed to increase the traction force, forces generally limited by the adhesion forces. The traction force can be increased using a part of the vertical component of the resultant forces acting on the working parts as increase force of the adhesion weight. This becomes possible if agricultural tractors are equipped with hydraulic systems with automatic position control of the agricultural machine towards the soil. This article presents a new automatic system for position control of agricultural machine towards the soil, system tested on the field, with good results. MATERIALS AND METHODS The hydraulic system with automatic position control of the agricultural machine towards the soil, presented in this paper, was designed to be mounted on the 65 HP tractor and to use, from its hydraulic equipment, the hydraulic pump, distributor and hydraulic cylinder, to drive the suspension mechanism with three-points grip. Figure 1 shows a functional diagram of the hydraulic system with automatic position control of the agricultural machine towards the soil, in which the following notations were made: 1 - suspension mechanism with three-points

Rezumat. Maşinile de lucrat solul, în special plugurile, necesită forŃe mari de tracŃiune, care însă sunt limitate de valoarea forŃelor de aderenŃă dintre roŃile motoare ale tractorului şi sol. Unul din mijloacele utilizate pentru mărirea forŃei de aderenŃă dintre roŃile tractorului şi sol este acela de a folosi o parte din componenta verticală a rezultantei forŃelor care acŃionează asupra organelor de lucru ca forŃă de mărire a greutăŃii de aderenŃă. Pentru transferarea acestei părŃi din componenta verticală pe roŃile motoare ale tractorului se folosesc sistemele hidraulice cu reglare automată a poziŃiei maşinii agricole faŃă de sol. În acest articol se prezintă un nou sistem automat de reglare a poziŃiei maşinii faŃă de sol, a cărui utilizare, conform rezultatelor experimentale prezentate, conduce la reducerea consumului orar de combustibil cu aproximativ 0,7 kg/h.

Cuvinte cheie: plug, sistem automat de reglare a poziŃiei, consum de combustibil. CONSIDERAłII GENERALE Folosirea raŃională a puterii tractorului, mărirea productivităŃii, reducerea consumului de combustibil, evitarea degradării solului, uşurarea exploatării agregatelor sunt probleme care preocupă specialiştii în domeniu. Dezvoltarea şi perfecŃionarea continuă a maşinilor agricole impune folosirea, din ce în ce mai mult, a instalaŃiilor de acŃionare hidraulică în vederea uşurării comenzilor, simplificării transmisiilor şi construcŃiei maşinilor, precum şi a uşurării şi asigurării reglării regimurilor optime de funcŃionare a acestora. Totodată, utilizarea acestor instalaŃii creează posibilitatea automatizării proceselor de lucru executate de maşinile agricole. În vederea optimizării consumului de combustibil pentru agregatele de prelucrare a solului au fost căutate soluŃii în vederea creşterii forŃei de tracŃiune, forŃe care în general sunt limitate de forŃele de aderenŃă. O modalitate prin care se poate obŃine creşterea forŃei de tracŃiune este aceea de a folosi o parte din componenta verticală a rezultantei forŃelor care acŃionează asupra organelor de lucru ca forŃă de mărire a greutăŃii de aderenŃă. Lucrul acesta devine posibil dacă tractoarele agricole sunt echipate cu sisteme hidraulice cu reglare automată a poziŃiei maşinii agricole faŃă de sol. În acest articol se prezintă un nou sistem automat de reglare a poziŃiei maşinii agricole faŃă de sol, sistem care a fost încercat în câmp, cu rezultate bune. MATERIALE ŞI METODE Sistemul hidraulic cu reglare automată a poziŃiei maşinii agricole faŃă de sol, prezentat în această lucrare, a fost gândit pentru a fi montat pe tractorul de 65 CP şi să folosească de la instalaŃia hidraulică a acestuia pompa hidraulică, distribuitorul şi cilindrul hidraulic pentru acŃionarea mecansimului de suspendare cu prindere în trei puncte. În figura 1 este prezentată schema funcŃională a sistemului hidraulic cu reglare automată a poziŃiei maşinii agricole faŃă de sol, în care s-au notat: 1 - mecansimul de suspendare cu prindere în trei puncte; 2 – palpator; 3 –

Page 2: RESEARCHES ON THE REDUCTION OF FUEL CONSUMPTION IN … I_2009/7_Paraschiv G.pdf · researches on the reduction of fuel consumption in case of automatic systems for position control

Vol. 27, No.1 /2009 LUCRĂRI ŞTIINłIFICE (INMATEH)

45

grip, 2 - palpable, 3 – plough body working at depth a; 4 - flexible cable; DT – tractors’ distributor; D1 – distributor of automatic system with dual action – from the lever on board and from the palpable; Sr1, Sr2 – restraint valves forming the double blocking valve; Ch - hydraulic cylinder.

trupiŃa ce lucrează la adâncimea a; 4 – cablu flexibil; DT – distribuitorul tractorului; D1 – distribuitorul sistemului automat prevăzut cu dublă acŃionare – de la maneta aflată la bord şi de la palpator; Sr1, Sr2 – supape de reŃinere ce alcătuiesc supapa dublă de blocare; Ch – cilindru hidraulic.

Fig. 1 - Functional scheme of the hydraulic system with automatic position control of the agricultural machine towards the soil / Schema funcŃională a sistemului hidraulic cu reglare automată a poziŃiei maşinii agricole faŃă de sol

The D1 distributor’s command from the palpable runs through the flexible cable, as follows: - if the palpable lowers, the D1 distributor is passed in

lower position (C); - if the palpable goes up, the D1 distributor passes in

high position; To operate the hydraulic system with automatic position control of the agricultural machine towards the soil, the following operations are necessary: - adjust the palpable position, corresponding to the

desired working depth; - pass the DT distributor in upper position in (R); - lower the plough using the command lever of the D1

distributor; - perform a test and measure the working depth; - if the depth is appropriate, bring the thrust of the

command lever of the D1 distributor near it and fix it; - if the desired depth is not obtained, modify the

position of the palpable and redo the working test. At the end of the parcel, for return, the distributor of the automat system is operated to lift the plough. After returning, for the plough’s driving into the soil, the lever of D1 distributor must be brought near the thrust and then the tractors’ DT distributor must be brought in high position. The plough begins to lower, falling into the soil until it reaches the adjusted depth, when the palpable will command the D1

distributor to transit in neutral position. The hydraulic system with automatic position control of the agricultural machine towards the soil consists of: hydraulic equipment of the tractor IH-1; automatic control system, including distributor D1 with three positions and four ways and the double blocking valve, composed of restraint valves Sr1 and Sr2; double-acting hydraulic cylinder CH. The conventional scheme for the hydraulic system with automatic position control of the agricultural machine towards the soil is presented in Figure 2, where following notations were used: IH-1 - hydraulic equipment of Universal 650 tractor; P – pump; F - filter; St – crossing valve; Ss - safety valve; Rh - hydraulic resistance; RZ - reservoir; DT - distributor; D.R.A. - automatic control device; Dl - distributor with three positions and four ways; Sr1, Sr2 – restraint valves; CH - hydraulic cylinder.

Comanda distribuitorului D1 de la palpator se execută prin intermediul cablului flexibil, astfel: - dacă palpatorul coboară, distribuitorul D1 este trecut în

poziŃia coborât (C); - dacă palpatorul se ridică, distribuitorul D1 este trecut în poziŃia ridicat; Pentru punerea în funcŃiune a sistemului hidraulic cu reglare automată a poziŃiei maşinii agricole faŃă de sol sunt necesare următoarele operaŃii: - se reglează poziŃia palpatorului, corespunzătoare adâncimii

de lucru dorite; - se trece distribuitorul DT în poziŃia ridicat (R); - se coboară plugul utilizând maneta de comandă a

distribuitorului D1; - se efectuează o probă şi se măsoară adâncimea de lucru; - dacă adâncimea de lucru este corespunzătoare, se

aduce limitatorul manetei de comandă a distribuitorului D1 lângă aceasta şi se fixează;

- dacă adâncimea dorită nu este obŃinută, se modifică poziŃia palpatorului şi se reface proba de lucru.

La capătul parcelei, pentru întoarcere, se acŃionează distribuitorul sistemului automat pentru ridicarea plugului. După întoarcere pentru antrenarea plugului în sol se aduce maneta distribuitorului D1 lângă limitator şi se trece distribuitorul tractorului DT în poziŃia ridicat. Plugul începe să coboare, intră în sol până la adâncimea reglată, când palpatorul comandă trecerea distribuitorul D1 în poziŃia neutru. Sistemul hidraulic cu reglare automată a poziŃiei maşinii agricole faŃă de sol are în componenŃă: instalaŃia hidraulică a tractorului IH–1; dispozitivul de reglare automată ce include distribuitorul D1 cu trei poziŃii şi patru căi şi supapa dublă de blocare, alcătuită din supapele de reŃinere Sr1 şi Sr2; cilindrul hidraulic cu dublă acŃiune CH. Schema convenŃională a sistemului hidraulic cu reglare automată a poziŃiei maşinii agricole faŃă de sol este prezentată în figura 2, în care au fost folosite notaŃiile: IH-1 - instalaŃia hidraulică a tractorului Universal 650; P – pompă; F – filtru; St – supapă de trecere; Ss – supapă de siguranŃă; Rh – rezistenŃă hidraulică; Rz – rezervor; DT – distribuitor; D.R.A. – dispozitiv de reglare automată; Dl – distribuitor cu trei poziŃii, patru căi; Sr1, Sr2 – supape de reŃinere; CH – cilindru hidraulic.

Page 3: RESEARCHES ON THE REDUCTION OF FUEL CONSUMPTION IN … I_2009/7_Paraschiv G.pdf · researches on the reduction of fuel consumption in case of automatic systems for position control

Vol. 27, No.1 /2009 LUCRĂRI ŞTIINłIFICE (INMATEH)

46

Fig. 2 - Conventional scheme for the hydraulic system with automatic position control of the agricultural machine towards the soil / Schema convenŃională a sistemului hidraulic cu reglare automată a poziŃiei maşinii agricole faŃă de sol

In the neutral position (N) of the DT distributor drawer it is made the connection between pump and tank, through passage valve St. If the hydraulic system with automatic position control of the agricultural machine towards the soil is working (DT distributor drawer is in high position - R), Dl distributor makes the following connections, corresponding to the positions occupied by the drawer: - the neutral position (N) - oil flows through the pump P,

covering DT and Dl distributors, reaching the reservoir. The two chambers of the hydraulic cylinder are blocked;

- the high position (R) - connection is made between the pump and the chamber in front of the hydraulic cylinder piston by DT (b-d), Dl (h-k), Sr2. In the same time, connection is made between the chamber behind the hydraulic cylinder piston and the reservoir by means of Sr1, Dl (j-i), DT (c-g);

- lowered position (C) – connection is made between the pump and hydraulic cylinder by DT (b-d), Dl (h-j), Sr1, and the connection between hydraulic cylinder and reservoir by Sr2, Dl (k-i), DT (c-g).

RESULTS AND DISCUSSIONS The hydraulic system with automatic position control of the agricultural machine towards the soil, whose functional and conventional schemes were presented in Figures 1 and 2, was developed (fig. 3 - automatic hydraulic system, fig. 4 - the control position device) and tested on the field. For the developement of the automatic hydraulic system, the hydraulic equipment of U 650 tractor (IH-1) was supplemented with (fig. 3): the position control device -1; flexible cable - 2; distributor - 3; blocking valve - 4; control lever - 5.

În poziŃia neutru (N) a sertarului distribuitorului DT este realizată legătura dintre pompă şi rezervor, prin supapa de trecere St. În cazul în care sistemul hidraulic cu reglare automată a poziŃiei maşinii agricole faŃă de sol funcŃionează (sertarul distribuitorului DT se află în poziŃia ridicat – R), distribuitorul Dl realizează următoarele legături, corespunzătoare poziŃiilor ocupate de sertarul acestuia: - poziŃia neutru (N) – uleiul debitat de pompa P parcurge

distribuitoarele DT şi Dl ajungând în rezervor. Cele două camere ale cilindrului hidraulic sunt blocate;

- poziŃia ridicat (R) – se realizează legătura între pompă şi camera din faŃa pistonului cilindrului hidraulic prin DT (b-d), Dl (h-k), Sr2. În acelaşi timp este realizată şi legătura între camera din spatele pistonului cilindrului hidraulic şi rezervor prin Sr1, Dl (j-i), DT (c-g);

- poziŃia coborât (C) – se realizează legătura pompă – cilindru hidraulic prin DT (b-d), Dl (h-j), Sr1, precum şi legătura dintre cilindrul hidraulic şi rezervor prin Sr2, Dl (k-i), DT (c-g).

REZULTATE ŞI DISCUłII Sistemul hidraulic cu reglare automată a poziŃiei maşinii agricole faŃă de sol, a cărui schemă funcŃională, respectiv convenŃională, au fost prezentate în figurile 1 şi 2, a fost realizat (fig. 3 – sistemul hidraulic automat; fig. 4 – dispozitivul de reglare a poziŃiei) şi încercat în câmp. Pentru realizarea sistemului hidraulic automat, instalaŃia hidraulică a tractorului U 650 (IH-1) a fost completată cu (fig. 3): dispozitivul de reglare a poziŃiei -1; cablul flexibil - 2; distribuitorul - 3; supapa de blocare - 4; maneta de comandă - 5.

Fig. 3 - Components of the automatic hydraulic system / PărŃile componente ale sistemului hidraulic automat

Page 4: RESEARCHES ON THE REDUCTION OF FUEL CONSUMPTION IN … I_2009/7_Paraschiv G.pdf · researches on the reduction of fuel consumption in case of automatic systems for position control

Vol. 27, No.1 /2009 LUCRĂRI ŞTIINłIFICE (INMATEH)

47

On the position control device (fig. 4) it can be intervened to: - modify the precompression resort 4 to ensure

different pressings of the palpable on the soil; - change the connection point (joint) between rod 3

and lever 5, to adjust the work depth; - change the holding point of the flexible cable at lever

5, to modify the sensitivity of the automatic hydraulic system;

- block or release joint 6 to prevent or allow horizontal oscillations of the palpable.

Following the automatic hydraulic system tests, the results pointed that is necessary to replace the fixed skid with a mobile one, to prevent the system to operate at very low subsidences, as well as the replacement of the flexible cable with another flexible cable that works both in stretching and compression (steel wire inserted in the flexible shirt). The method of use for this system is the following: - adjust the depth of work by intervening on the joint

point between rod 3 and lever 5; - pass the tractor distributor in high position; - lower the plough using the command lever of the

automatic system’s distributor; - perform a test and measure the depth of work; - if the depth is appropriate, bring the thrust of the

command lever for the automatic system distributor near it and fix it.

Asupra dispozitivului de reglare a poziŃiei (fig. 4) se poate interveni pentru: - modificarea precomprimării resortului 4 pentru a

asigura apăsări diferite ale palpatorului pe sol; - modificarea punctului de legătură (articulaŃiei) dintre tija 3 şi

pârghia 5, pentru a regla adâncimea de lucru; - modificarea punctului de prindere a cablului flexibil la

pârghia 5, pentru a modifica sensibilitatea sistemului hidraulic automat;

- blocarea sau eliberarea articulaŃiei 6 pentru a împiedica sau a permite oscilaŃiile palpatorului în plan orizontal.

În urma încercărilor sistemului hidraulic automat a rezultat necesitatea înlocuirii patinei fixe cu o patină mobilă, pentru a împiedica sistemul să intre în funcŃiune la denivelari foarte mici, precum şi a cablului flexibil cu un cablu flexibil ce lucrează atât la întindere, cât şi la compresiune (sârmă de oŃel introdusă în cămaşa flexibilă). Modul de utilizare a acestui sistem este următorul: - se reglează adâncimea de lucru intervenind asupra

punctului de articulaŃie dintre tija 3 şi pârghia 5; - se trece distribuitorul tractorului în poziŃia ridicat; - se acŃionează coborârea plugului utilizând maneta de

comandă a distribuitorului sistemului automat; - se efectuează o probă şi se măsoară adâncimea de lucru; - dacă adâncimea de lucru este corespunzătoare, se aduce

limitatorul manetei de comandă a distribuitorului sistemului automat lângă aceasta şi se fixează.

Fig. 4 - Position control device / Dispozitivul de reglare a poziŃiei

At the end of the parcel, for return, the automatic system distributor is operated from the command lever, to lift the plough. After the return, to drive the plough into the soil, the automatic system distributor lever must be brought near the thrust, followed by the lift command from the tractor distributor. The plough begins to lower, being drived into the soil to the adjusted depth, when the palpable commands the shift of the automatic system distributor in neutral position. Within the experimental tests using the new hydraulic system for position control of the agricultural machine towards the soil, were observed: the depth of work, the aggregate speed, hourly fuel consumption, traction force and wheels’ slippage. For comparison, the same parameters were measured for an aggregate with a support wheel plough for limiting depth of work. The two aggregates were subjected to tests on the same soil (without subsidences and natural barriers), in

La capătul parcelei, pentru întoarcere, se acŃionează distribuitorul sistemului automat de la maneta de comandă pentru ridicarea plugului. După întoarcere, pentru antrenarea plugului în sol se aduce maneta distribuitorului sistemului automat lângă limitator şi se comandă ridicarea de la distribuitorul tractorului. Plugul începe să coboare, se antrenează în sol până la adâncimea reglată, când palpatorul comandă trecerea distribuitorului sistemului automat în poziŃia neutru. În cadrul încercărilor experimentale cu noul sistem hidraulic de reglare a poziŃiei maşinii agricole faŃă de sol au fost urmărite: adâncimea de lucru, viteza agregatului, consumul orar de combustibil, forŃa de tracŃiune şi patinarea roŃilor. Pentru comparaŃie, aceiaşi parametri au fost urmăriŃi şi în cazul unui agregat format cu un plug cu roată de limitare a adâncimii de lucru. Cele două agregate au fost supuse încercărilor pe acelaşi teren (fără denivelări şi obstacole naturale), în

Page 5: RESEARCHES ON THE REDUCTION OF FUEL CONSUMPTION IN … I_2009/7_Paraschiv G.pdf · researches on the reduction of fuel consumption in case of automatic systems for position control

Vol. 27, No.1 /2009 LUCRĂRI ŞTIINłIFICE (INMATEH)

48

the same conditions of humidity, temperature and degree of weed infestation. The experimental results for the two aggregates are presented in Table 1. It should be noted that prior to the tests execution on the comparative analysis of the two aggregates (with hydraulic system with automatic position control of the agricultural machine towards the soil and with classical system) test have been performed on the operation of the hydraulic system with automatic position control of the agricultural machine towards the soil. During the tests several attempts have been made to observe the behavior of hydraulic automatic system in work. To determine the slippage coefficient have been accomplished empty trips of the tractor – plough aggregate. The measurements for the two tested aggregates were performed for three values of the working depth, in two rehearsals.

aceleaşi condiŃii de umiditate, temperatură şi grad de îmburuienare al solului. Rezultatele experimentale, pentru cele două agregate, sunt prezentate în tabelul 1.

Se impune observaŃia ca înainte de efectuarea probelor privind analiza comparativă a celor două agregate (cu sistem hidraulic cu reglare automată a poziŃiei maşinii agricole faŃă de sol şi cu sistem clasic) s-au efectuat încercări privind modul de funcŃionare a sistemului hidraulic cu reglare automată a poziŃiei maşinii agricole faŃă de sol. Pe durata încercărilor s-au făcut mai multe încercări pentru a urmări comportarea sistemului hidraulic automat în lucru. Pentru determinarea coeficientului de patinare s-au realizat deplasări în gol ale agregatului tractor - plug. Determinările, în cazul celor două agregate încercate, s-au efectuat pentru trei valori ale adâncimii de lucru, în două repetiŃii.

Table 1 / Tabel 1

Wheel slippage / Patinarea ro Ńilor [%]

No. crt.

Medium depth / Adâncimea medie

[m]

Aggregate speed / Viteza agregatului

[m/s]

Hourly consumption/

Consumul orar [kg/h]

Left wheel / Roată stânga

Right wheel / Roată dreapta

Mean / Media

Traction force / ForŃa de

trac Ńiune [daN]

Plough with automatic system / Plug cu sistem automat 1 0,1972 0,735 5,53 13,5 4,4 8,95 839,5 2 0,1963 0,725 5,70 9,9 5,6 7,75 1173,9 3 0,1631 1,042 4,45 6,0 1,7 3,85 712,7 4 0,1585 1,059 7,75 7,6 2,3 4,59 980,6 5 0,2315 0,862 9,59 22,7 24,8 23,75 1811,3 6 0,2377 0,954 9,92 20,4 13,2 16,80 1785,5

Support wheel plough for depth limitation / Plug cu roat ă de limitare a adâncimii 7 0,24 0,709 11,71 33,5 23,8 28,65 1712,3 8 0,237 0,975 8,95 20,1 17,1 18,6 1555 9 0,2055 0,794 9,47 18,8 13,8 16,3 1465,5

10 0,205 0,926 9,44 17,75 16,05 16,9 1639,5 11 0,1668 0,943 6,85 10,25 6,95 8,6 1018,7 12 0,1681 0,877 9,94 18 16,4 17,20 1701,8

Figure 5 shows the graphical representation of the dependence between hourly fuel consumption and traction force, for the two tested aggregates. .

Reprezentând grafic consumul orar de combustibil în funcŃie de forŃa de tracŃiune, pentru cele două agregate supuse încercărilor, se obŃin variaŃiile din figura 5.

Fig. 5 - Graphical representation of the dependence between hourly fuel consumption and traction force, in both cases / Reprezentarea grafică a consumului orar de combustibil în funcŃie de forŃa de tracŃiune, în cele două cazuri

CONCLUSIONS Because the systems with force and position control ensure an adhesion increase, a reduction in fuel consumption and increased productivity, they were

CONCLUZII Deoarece sistemele cu reglaj de forŃă şi poziŃie asigură o mărire a aderenŃei, o reducere a consumului de combustibil şi o creştere a productivităŃii, ele s-au

Page 6: RESEARCHES ON THE REDUCTION OF FUEL CONSUMPTION IN … I_2009/7_Paraschiv G.pdf · researches on the reduction of fuel consumption in case of automatic systems for position control

Vol. 27, No.1 /2009 LUCRĂRI ŞTIINłIFICE (INMATEH)

49

generalized to modern tractors, choosing the appropriate control of working conditions. Given the fact that in our country the soils are not leveled and neighter homogeneous, in which case are worked with the classic support wheel system, losing the advantages mentioned above, solutions are quested to ensure the transfer of machine weight and vertical component of the resulting forces acting on the tractor working organs, regardless of the conditions. The system presented in this article removes the disadvantages of classical systems, by ensuring, regardless of the working conditions (unleveled soil or/and heterogeneous) a constant ploughing depth and at the same time transferring the ploughs’ weight and of the vertical components of the forces acting on it, to the tractor, increasing the pressure on the driving wheels, and therefore, by increasing the adhesion, also increases the traction force and aggregate productivity, downsizing slippages energy consumption. Following the analysis of experimental datas presented in Table 1, it can be observed that, when using automatic hydraulic system with position control of the agricultural machine towards the soil, the pressure on the driving wheels increases with 750 daN and the slippage decreases, on average, by 29%. Hourly fuel consumption, as it can be observed in Figure 5, reduces when using the presented automatic hydraulic system, by approximately 0.7 kg/h. Researches on the hydraulic systems with automatic position control of the agricultural machime towards the soil could continue with the achievement of a automatic hydraulic system electrical connection response. Determination of agricultural machines’ position towards the soil could be achieved by substituting the palpable mounted on the machine with a system consisting of a transmitter and a ultrasounds receiver, to measure the distance from the car to the soil and to command the distributor of the automatic hydraulic system. The presented hydraulic system with automatic position control of the agricultural machine towards the soil can be completed with a device for traction force control, or with a slippage device control. In this situation, the automatic hydraulic system can operate with position control and it can switch on force or slippage control when the traction force, respectively the slippage, exceeds the maximum prescribed values.

BIBLIOGRAPHY 1. Babiciu P., ş.a. – Hydraulic systems for tractors and

agricultural machines, Ceres Reader, Bucharest, 1984; 2. Caproiu Şt., ş.a. – Tillage machines, harvesting and

yield sustenance, Teaching and Pedagogic Reader, Bucharest, 1982;

3. Ciulu Gh. – Exploitation of hydraulic mechanisms from 65 and 80 HP tractors, Ceres Reader, Bucharest, 1983;

4. Muşuroi G. – Researches on the achievement of a hydraulic system with automatic position control of the agricultural machine towards the soil, Doctoral Thesis, Bucharest, 2002;

5. Paraschiv G., ş.a. – Hydraulic drive of agricultural machines, Printech Reader, Bucharest, 2000.

generalizat la tractoarele moderne, alegându-se reglajul potrivit condiŃiilor concrete de lucru. łinând seama de faptul că în Ńara noastră terenurile nu sunt nivelate şi nici omogene, caz în care se lucrează cu sistemul clasic cu roată de sprijin, pierzându-se avantajele menŃionate mai sus, se caută soluŃii care să asigure transferul greutăŃii maşinii şi a componentei verticale a rezultantei forŃelor ce acŃionează asupra organelor de lucru pe tractor în orice condiŃii. Sistemul prezentat în cadrul acestui articol înlătură dezavantajele sistemelor clasice prin aceea că asigură în orice condiŃii de lucru (teren denivelat sau/şi neomogen) o arătură de adâncime constantă şi în acelaşi timp transferă greutatea plugului şi a componentelor verticale ale forŃelor ce acŃionează asupra acestuia tractorului, mărind apăsarea pe roŃile motoare, şi ca urmare, prin creşterea aderenŃei creşte forŃa de tracŃiune şi productivitatea agregatului, micşorându-se patinările şi consumurile energetice. În urma analizei datelor experimentale, prezentate în tabelul 1, se poate constata că în cazul utilizării sistemului hidraulic automat de reglare a poziŃiei maşinii agricole faŃă de sol, apăsarea pe roŃile motoare creşte cu 750 daN iar patinările scad, în medie, cu 29%. În cazul consumului orar de combustibil, aşa cum se poate constata şi din figura 5, acesta se reduce în cazul utilizării sistemului hidraulic automat prezentat cu aproximativ 0,7 kg/h. Cercetările privind sistemele hidraulice cu reglare automată a poziŃiei maşinii agricole faŃă de sol ar putea continua cu realizarea unui sistem hidraulic automat cu legătura de reacŃie electrică. Determinarea poziŃiei maşinii agricole faŃă de sol s-ar putea realiza înlocuind palpatorul montat pe maşină cu un sistem format dintr-un emiŃător şi un receptor de ultrasunete care să măsoare distanŃa de la cadrul maşinii la sol şi să comande distribuitorul sistemului hidraulic automat. Sistemul hidraulic cu reglare automată a poziŃiei maşinii agricole faŃă de sol prezentat poate fi completat fie cu un dispozitiv de control al forŃei de tracŃiune, fie cu un dispozitiv de control al patinării. În această situaŃie, sistemul hidraulic automat poate funcŃiona cu reglaj de poziŃie şi poate comuta pe reglajul de forŃă sau patinare când forŃa de tracŃiune, respectiv patinarea, depăşesc valorile maxime prescrise.

BIBLIOGRAFIE 1. Babiciu P., ş.a. – Sisteme hidraulice ale tractoarelor şi maşinilor agricole, Editura CERES, Bucureşti, 1984; 2. Caproiu Şt., ş.a. – Maşini agricole de lucrat solul, semănat şi întreŃinere a culturilor, Editura Didactică şi Pedagogică, Bucureşti, 1982; 3. Ciulu Gh. – Exploatarea mecanismelor hidraulice de la tractoarele de 65 şi 80 CP, Editura Ceres, Bucureşti, 1983; 4. Muşuroi G. – Cercetări privind realizarea unui sistem hidraulic cu reglare automată a poziŃiei maşinii agricole faŃă de sol, Teză de doctorat, Bucureşti, 2002; 5. Paraschiv G., ş.a. – AcŃionarea hidraulică a maşinilor agricole, Editura Printech, Bucureşti, 2000.


Recommended