где

–соответственно средние значения моментов сопротивления

и;

и – стандарты моментов и ;

– коэффициент корреляции.

При анализе и оценке эксплуатационных свойств машинно-тракторных агрегатов в процессе выполнения технологических операций и процессов в модели использовались фактические и базовые (или номинальные) значения энергетических (частота вращения, часовой расход топлива, эффективная мощность, удельный расход топлива) и технико-экономических (производительность, удельный расход рабочего времени, расход топлива на 1 га, прямы эксплуатационные затраты на единицу выработки) показателей, которые являются "выходом" модели.

Под воздействием случайных внешних факторов энергетические и технико-экономические показатели МТА также являются случайными величинами и определяются своими вероятностно-статистическими оценками: законами распределения, математическими ожиданиями, дисперсиями, среднеквадратическими отклонениями и др.

Авторами было сделано допущение, что выходные показатели связаны с входными воздействиями и функциями связи , устанавливаемыми в процессе кусочно-линейной аппроксимации регуляторной характеристики двигателя Д-240.

Функции , плотности выходных показателей на различных нагрузочных режимах машинно-тракторного агрегата определяются по вероятностным вычислительным моделям c непрерывным случайным аргументом; математические ожидания , дисперсии , стандарты и коэффициенты вариации определяются по модели c дискретным аргументом. По модели c дискретным аргументом определяются также математические ожидания выходных показателей.

Эффективность функционирования МТА на различных режимах работы оценивается частными и обобщенными вероятностными коэффициентами, предложенными профессором Л.Е. Агеевым. Частный коэффициент определяется как отношение математического ожидания показателя к его номинальному значению : .

При установлении оптимальных нагрузочных режимов МТА в качестве критериев оптимальности были приняты экстремумы математических ожиданий: удельного расхода топлива ; прямых эксплуатационных затрат на 1 га и обобщенных коэффициентов .

Непрерывные изменения нагрузки трактора при выполнении машинно-тракторным агрегатом технологических операций приводит к такому же изменению максимальных значений эффективной мощности двигателя и минимальных значений удельных эффективного и погектарного расходов топлива.

Наибольшее отклонение наблюдается для эффективной мощности двигателя, что обусловлено более крутым изломом ее характеристики по сравнению с другими показателями. Таким образом, при более пологой характеристике и менее крутом изломе ее в зоне распределения случайной нагрузки, колебательный характер нагрузки оказывает меньшее влияние на выходной показатель двигателя.

Оптимальный нагрузочный режим выбираем по минимуму обобщенного критерия , который можно рассматривать как компромиссный.

Рисунок - Зависимость эффективной мощности и удельного эффективного расхода топлива от степени загрузки и неравномерности момента сопротивления на входе в двигатель.

При коэффициенте вариации момента сопротивления на входе в двигатель экстремальный уровень нагрузки двигателей изменяется в пределах , а минимальный уровень удельного эффективного расхода топлива при максимальном уровне эффективной мощности . Обеспечение оптимального загрузочного режима позволит повысить эффективную мощность на 3,1% и снизить удельный расход топлива на3,4%.

Таким образом, предложенная вероятностная математическая модель двигателя тягово-приводного агрегата позволила теоретически на основе априорной информации оценить эффективность функционирования МТА скомплектованного на базе трактора с тягово-прицепным модулем.

Непрерывные изменения нагрузки трактора при выполнении машинно-тракторным агрегатом технологических операций требует непрерывного автоматического контроля за обеспечением оптимальности режимов работы тракторного двигателя, что в настоящее время с развитием микропроцессорной техники стало возможным.

При обосновании оптимальных конструктивных параметров комбинированного почвообрабатывающего агрегата на базе технологического модуля авторами были учтены характеристики тракторов, режимов работы созданных на их базе мобильных энергетических систем и почвенные условия эксплуатации.

В основу оптимизации авторами было взято положение, что сменная производительность зависит от рабочих ширины захвата и скорости агрегата, и коэффициента использования времени смены. Учитывалось неоднозначное влияние на рост производительности увеличение рабочих скорости и ширины агрегата.