Определение параметров систем охлаждения дизелей тракторов «Беларус»

Введение. На тепловой режим дизеля влияет множество факторов. Часть из них учитывается при разработке системы охлаждения (СО), другая – задаётся граничными условиями, к которым относятся температура окружающей среды (+35°С – для умеренного климата, +45°С для тропического), режим нагрузки дизеля – максимальная эксплуатационная мощность Ne max . Тепловое состояние дизеля при определённом сочетании данных факторов может нарушаться, что приводит к переохлаждению или перегреву – к нестационарному тепловому режиму. В связи с этим существует необходимость в разработке научных подходов и конструкторских решений, способствующих обеспечению заданного теплового режима СО дизеля, совершенствовании существующих конструкций жидкостного и воздушного контуров.

Цель исследования – оптимизация параметров систем охлаждения ряда тракторов «Беларус» с ограничениями-неравенствами и использованием условия Куна–Таккера, когда рассматриваемый антиградиент целевой функции является линейной комбинацией с неотрицательными коэффициентами градиентов активных ограничений.

Методология и методы. При достижении указанной цели были определены стационарные точки с использованием функции Лагранжа, в том числе вспомогательной, проверены условия КунаТаккера для случая, когда функция двух векторных переменных имеет седловую точку, а также определены значения точек экстремума посредством решения системы уравнений.

Результаты и научная новизна. Приведённая последовательность многофакторной оптимизации позволяет формировать и анализировать различные варианты конструкций систем охлаждения с целью выявления оптимальной конструкции.

Практическая значимость. Определены численные значения минимальной площади поверхности жидкостного радиатора и необходимой производительности жидкостного насоса для обеспечения заданного теплового режима дизелей тракторов «Беларус-3522», «Беларус-4522» и др.

1. Тарасенко В.Е., Жешко А.А. К вопросу проектирования системы охлаждения дизеля сельскохозяйственного трактора // Механизация и электрификация сельского хозяйства: межвед. тематич. сб. / РУП «НПЦ НАН Беларуси по механизации сельского хозяйства». – Минск, 2015. – Вып. 49. – С. 239–251.

2. Якубович А.И., Кухаренок Г.М., Тарасенко В.Е. Системы охлаждения тракторных и автомобильных двигателей. Конструкция, теория, проектирование. Минск: Новое знание; М.: ИНФРА-М, 2013. – 473 с.

3. Бобровник А.И., Усс И.Н., Тарасенко В.Е. [и др.] Системный выбор энергетических параметров колёсных тракторов: справочник. – Минск: БГАТУ, 2011. 104 с.

4. Мудров А.Е. Численные методы для ЭВМ на языках Бэйсик, Фортран, Паскаль. – Томск: МП ’РАСКО’, 1991. – 272 c.

5. Бахвалов Н.С., Жидков Н.П., Кобельков Г.М. Численные методы. – М.: Наука, 1987. – 600 с.

6. Тарасенко В.Е. Определение параметров автотракторных радиаторов // Iнженерiя природокористування. – 2016. – № 2 (6). – С. 12–18.

7. Тарасенко В.Е. Эффективность охлаждающих поверхностей автотракторных радиаторов // Исследования, результаты. – 2015. – № 01 (065). – С. 155–163.

8. Турчак Л.И. Основы численных методов. – М.: Наука, 1987. – 318 с.

9. Тракторы BELARUS. URL: http://www.belarus-tractor.com/catalog/tractors/ (дата обращения: 24.05.2018).