Оцінка ефективності застосування фулеренових композицій в гідростатичних приводах сільськогосподарських машин

Abstract

Наведено аналіз застосування фулеренів і фулеренових добавок до робочих рідин гідростатичних приводів ГСТ-90 сільськогосподарської техніки. Показано, що застосування фулеренових композицій в гідравлічних оливах гідростатичних приводів сільськогосподарських машин є перспективним напрямком і дозволить знизити витрати на тертя в трибосистемах ГСТ, що призведе до економії палива, при одночасному зниженні швидкості зношування матеріалів трибосистем та збільшенню ресурсу. Метою даної роботи є експериментальне дослідження ефективності застосування фулеренових композицій в гідравлічних оливах гідростатичних приводів і ступеня їх впливу на питому витрату палива приводного електродвигуна. Маса фулеренової композиції 100 гр на один кілограм гідравлічної оливи. Склад фулеренової композиції - 0,75 гр фулеренів і 99,25 гр рослинної ріпакової олії. Загальна маса фулеренової композиції 100 гр вводилася в 1000 гр базовой гідравлічної оливи МГЕ-46В, (10% мас.). Витрати на тертя в трибосистемах ГСТ-90 оцінювали по величині потужності приводного електродвигуна на випробувальному стенді КІ-4815М. Експериментальним шляхом отримані значення зниження потужності електродвигуна на привод ГСТ-90 під час випробувань на стенді. Встановлено, що при використанні фулеренової композиції в робочої рідині МГЕ-46В, потужність електродвигуна на привод ГСТ зменшується на 17,2…17,6%. Застосування фулеренової композиції в робочій рідині дозволить знизити витрати палива дизелем сільськогосподарської машини. На прикладі зернозбирального комбайна, де використовується ГСТ-90, розраховано зменшення витрати дизельного палива від застосування фулеренової композиції. При напрацюванні зернозбиральним комбайном 300 мотогодин за сезон, економія палива складе 735 кг на одну машину.

Приведен анализ применения фуллеренов и фуллереновых добавок к рабочим жидкостям гидростатических приводов ГСТ-90 сельскохозяйственной техники. Показано, что применение фуллеренових композиций в гидравлических маслах гидростатических приводов сельскохозяйственных машин является перспективным направлением и позволит снизить потери на трение в трибосистемах ГСТ, что приведет к экономии топлива при одновременном снижении скорости износа материалов трибосистем и увеличению ресурса. Целью данной работы является экспериментальное исследование эффективности применения фуллереновых композиций в гидравлических маслах гидростатических приводов и степени их влияния на удельный расход топлива приводного электродвигателя. Масса фуллереновых композиции 100 гр на один килограмм гидравлического масла. Состав фуллереновых композиции - 0,75 гр фуллеренов и 99,25 гр растительного рапсового масла. Общая масса фуллереновой композиции 100 гр вводилась в 1000 гр базового гидравлического масла МГЕ-46В, (10% масс.). Потери на трение в трибосистемах ГСТ-90 оценивали по величине мощности приводного электродвигателя на испытательном стенде КИ-4815М. Экспериментальным путем получены значения снижения мощности электродвигателя на привод ГСТ-90 во время испытаний на стенде. Установлено, что при использовании фуллереновой композиции в рабочей жидкости МГЕ-46В, мощность электродвигателя на привод ГСТ уменьшается на 17,2 ... 17,6%. Применение фуллереновых композиции в рабочей жидкости позволит снизить расход топлива дизелем сельскохозяйственной машины. На примере зерноуборочного комбайна, где используется ГСТ90, определено уменьшение расхода топлива от применения фуллереновой композиции. При наработке зерноуборочным комбайном 300 моточасов за сезон, экономия топлива составит 735 кг на одну машину.

The analysis of application of fullerenes and fullerene additives to working liquids of hydrostatic drives is given HST-90 agricultural machinery. It is shown that the use of fullerene compositions in hydraulic oils of hydrostatic drives of agricultural machines is a promising direction and will reduce friction losses in tribosystem HST, which will lead to fuel savings, while reducing the rate of wear of materials of tribosystems and increase resource. The purpose of this work is an experimental study of the effectiveness of fullerene compositions in hydraulic oils of hydrostatic drives and the degree of their impact on the specific fuel consumption of the drive motor. The mass of the fullerene composition 100 gram per kilogram of hydraulic oil. The composition of the fullerene composition - 0,75 gram fullerenes and 99,25 gram vegetable rapeseed oil. The total weight of the fullerene composition 100 gram was introduced into 1000 gram of base hydraulic oil MGE-46V, (10% masses). Friction losses in tribosystems HST-90 evaluated by the magnitude of the power of the drive motor on the test bench KI-4815M. The number of the same type of HST sets, which give the necessary reliability and reproducibility of the results and is sufficient for bench tests and give the necessary reliability and reproducibility of the results for confidence q=0,90, relative error ε=0,05 and coefficient of variation υ =0,15, is equal to 12. Tests of the HST set on the stand were performed in two stages. At the first stage of testing, the working fluid MGE-46V was used according to the technical conditions. In the second stage of the tests used working fluid MGE-46V with the addition of fullerene composition. Experimentally obtained values of reducing the power of the electric motor on the drive HST-90 during the tests on the stand. It is established that when using a fullerene composition in the working fluid MGE-46V, the power of the electric motor to drive HST is reduced by 17,2…17,6%. The sample size of the supply coefficients Ψ and efficiency factor η for pumps and motors has been tested for compliance with the normal distribution law. The obtained calculated values allow us to conclude that the sampling results correspond to the normal distribution law. Homogeneity and reproducibility of test results were evaluated by the value of the Cochren test, which allowed to establish – the results obtained are homogeneous and reproducible. The use of fullerene composition in the working fluid will reduce fuel consumption by diesel agricultural machinery. On the example of a combine harvester, which uses HST-90, the reduction of diesel fuel consumption from the use of fullerene composition is calculated. When the combine harvester operates 300 operating hours per season, fuel savings will be 735 kg per one car.