Determination of the functional and service characteristics of the pneumatic system of an agricultural tractor with mechanical brakes using simulation methods

Agricultural tractors are provided with air braking systems to control and operate braking systems of towed agricultural vehicles. Functional and operational characteristics of the tractor pneumatic system have a significant influence on the synchrony and operate speed of tractor-trailer unit braking system. This paper presents a mathematical model to predict the functional and operational characteristics of tractor pneumatic system by using a digital simulation. Modeling of the energy supplying device (compressor, governor, air reservoir) and modeling of the control device with trailer control valve mechanically connected with the tractor brakes is described. Results of statistical Kolmogorov-Smirnov test used to assess the conformity of experimental and simulated pressure transients during testing the compressor capacity and the response time of control circuit of Pronar 320AM tractor confirmed the computer model developed in Matlab-Simulink. The computer model can be used as a tool to assess the functional and operational characteristics of tractor pneumatic system within the designing process and as a subsystem to analyze transient processes in a pneumatic braking systems of the tractor-trailer units by using simulation methods. Mathematical models of selected components can be also used in modeling other pneumatic braking systems of commercial vehicles.

---

Ciągniki rolnicze są wyposażone w powietrzne instalacje hamulcowe do sterowania i napędu układów hamulcowych pojazdów ciągnionych. Właściwości funkcjonalno-użytkowe instalacji pneumatycznej ciągnika mają istotny wpływ na synchronię i szybkość działania układu hamulcowego zespołu ciągnik-przyczepa. W niniejszej pracy przedstawiono model matematyczny do prognozowania właściwości funkcjonalno-użytkowych układu pneumatycznego ciągnika metodą symulacji cyfrowej. Opisano modelowanie zespołu zasilającego (sprężarka, regulator, zbiornik powietrza) i modelowanie zespołu sterującego z zaworem sterującym hamulcami przyczepy połączonym mechanicznie z hamulcami ciągnika. Wyniki testu statystycznego Kołmogorowa-Smirnowa oceny zgodności doświadczalnych i symulowanych przebiegów czasowych ciśnienia podczas badania wydatku sprężarki i czasu reakcji obwodu sterującego ciągnika Pronar 320AM potwierdziły adekwatność opracowanego w Matlabie-Simulinku modelu komputerowego. Model komputerowy może być wykorzystany jako narzędzie do oceny właściwości eksploatacyjno-użytkowych instalacji pneumatycznej ciągnika w procesie projektowania oraz jako podsystem do analizy metodami symulacyjnymi procesów przejściowych w pneumatycznych układach hamulcowych zespołów ciągnik-przyczepa. Modele matematyczne wybranych komponentów instalacji mogą być również wykorzystane w modelowaniu innych pneumatycznych układów hamulcowych pojazdów użytkowych.