Том 86, № 2 (2019)

В последние годы Россия приступила к активному хозяйственному освоению Арктической зоны, включая добычу углеводородов, а также развитию Северного морского пути. Максимальная протяженность границ России в Арктике составляет почти половину арктического побережья. Из-за отсутствия дорог с твердым покрытием более 10 % населения (15 млн человек) в весенний и осенний периоды остаются отрезанными от транспортных коммуникаций. До настоящего времени 39 тыс. населенных пунктов с общей численностью населения до 2 млн жителей (в том числе 7,5 % общего числа районных центров и 6,7 % центральных усадеб сельскохозяйственных организаций) не имеют связи с транспортной сетью страны по автомобильным дорогам с твердым покрытием. В этой связи снегоходная мототехника занимает вполне определенную нишу среди вездеходных транспортных средств, эксплуатируемых в условиях Крайнего Севера, Арктики и Дальнего Востока, и позволяет успешно решать важные транспортные задачи. Наряду с ценовой доступностью, мобильностью, простотой эксплуатации, ремонтопригодностью, снегоходная мототехника также обладает хорошими показателями удельной грузоподъемности. В настоящее время производство отечественных снегоходов налажено во многих компаниях России. В статье представлен анализ отечественного снегоходостроения. Проанализированы результаты маркетинговых исследований рынка снегоходов в России. Рассмотрена динамика производства снегоходов ведущих отечественных производителей за 2014-2016 гг. Рассмотрены основные классы отечественных снегоходов, дана их сравнительная оценка. Приведены отличительные конструктивные признаки снегоходов с точки зрения потребительских качеств. Представлены основные направления развития конструкции отечественных снегоходов туристического, утилитарного и детского классов. Предложены пути улучшения их технических характеристик и потребительских свойств. Проанализированы новые модели отечественных снегоходов 2018 г.

Сравнение полученных результатов исследований и испытаний на МИС качественных показателей с их нормируемыми значениями характеризует соответствие или несоответствие почвообрабатывающих машин и рабочих органов агротехническим требованиям. Согласно агротехническим требованиям, одним из основных показателей, характеризующих качество обработки почвы, является крошение почвы. От качества крошения зависит гребнистость поверхности поля, поскольку при преобладании в обработанном слое почвы требуемого размера комков наблюдается выровненная поверхность поля. При высоком качестве крошения частицы почвы размером менее 1 мм из верхнего слоя просыпаются в нижние, препятствуя возникновению эрозии. Цель работы - охарактеризовать качество крошения почвы при использовании новых рабочих органов в части соответствия агротехническим требованиям и сравнить с аналогами по технологическому адаптеру. Соответствие агротехническим требованиям новых рабочих органов определяли по нормативной документации на испытание машин для глубокой безотвальной обработки почвы. Установлено, что по качеству крошения пласта (до 98,5 %) и уменьшению количества эрозионно-опасных частиц в верхнем слое почвы (до 18,13 %) новые рабочие органы превосходят аналоги по технологическому адаптеру. Положительное влияние на качество крошения оказало использование элементов рабочего органа, выполненных по криволинейной форме (87,8-98,5 %) по сравнению с плоскорезом (65,1-76,8 %). Модернизация конструкции плоскореза с возможностью самоустановки угла резания под углом естественного скола почвы позволила повысить качество крошения до 80,5-82,0 %, а применение альтернативных материалов - до 82,0-84,8 %. По качеству крошения пласта новые рабочие органы соответствуют агротребованиям также и для предпосевной обработки почвы. Это позволяет сократить количество технологических операций на дополнительное рыхление и выравнивание поверхности поля перед посевом. Установлено, что новые рабочие органы не уступают по агротехническим показателям современным техническим средствам для обработки почвы.

Методом планирования двухфакторного эксперимента обоснованы оптимальные параметры и режим работы спирально-винтового катка для прикатывания почвы с целью создания ее оптимальной плотности в посевном слое, обеспечивающей дружные всходы высеянных семян культурных растений и их устойчивое развитие. Исследования выполнены с использованием положений теории планирования эксперимента и основных методов измерений, регламентированных нормативной документацией. Количественными факторами математического метода планирования являются конструктивные параметры и режимы работы прикатывающего катка. Для их оптимизации использовали Вк (план), а в качестве критерия оптимизации (отклика) принята плотность почвы в прикатанном слое, которая зависит от величины балластного груза, закрепленного на раме катка, и рабочей скорости движения агрегата. Уровни варьирования факторов выбраны так, чтобы их оптимальные значения, рассчитанные теоретически, попадали в центр интервала варьирования. Используя полученные уравнения регрессии в канонической форме, получили гиперповерхности зависимости плотности почвы в посевном слое от рабочей скорости агрегата и балластного груза, а также зависимости двумерных сечений плотности почвы. Центр эксперимента лежит в пределах области эксперимента. Получено значение оптимальной плотности почвы в посевном слое - 1,25 г/см3 при рабочей скорости агрегата 7,6 км/ч и величины балластного груза 42,4 кг.

Принято считать, что замедление и остановку машины вызывают силы сцепления ее гусениц с грунтовой поверхностью. Однако силовой анализ показывает, что, хотя эти силы при торможении и играют важную роль, непосредственно причиной замедления машины являются продольные составляющие внутренних сил, прикладываемых к валам затормаживаемых ведущих колес машины и передних опорных катков гусеничного движителя. Сумма этих продольных усилий, направленных против хода движения гусеничной машины, и составляет тормозную силу гусеничной машины. При этом величина этой суммарной тормозной силы в конечном счете определяется отношением тормозного момента, развиваемого силами трения, к радиусу ведущих колес, с которыми сопряжены тормозные устройства. Поскольку при торможении гусеничной машины продольная реакция уравновешена, то она не может быть непосредственной причиной замедления машины, т.е. ее тормозной силой. К тому же, продольная реакция, приложенная к нижней неподвижной части гусеницы, не совершает механическую работу и не может поглощать кинетическую энергию движущейся машины. Такую работу совершает внутренняя тормозная сила Ртор, развивающая при торможении отрицательную (тормозную) мощность. Выясняется, что при торможении продольная реакция нужна вовсе не для того, чтобы вызывать замедление, а для того чтобы она, будучи внешней силой, уравновешивала часть внутренних сил гусеничной машины. В результате ее действия неуравновешенная часть внутренних сил образует внутреннюю тормозную силу, которая непосредственно вызывает замедление и остановку машины. При этом продольная реакция опорной поверхности, без которой невозможно образование внутренней тормозной силы, ограничивает как нижнее, так и верхнее значение последней, а сами эти силы численно равны. Тот факт, что тормозная сила гусеничной машины, как и ее сила тяги, является внутренней силой, совсем не противоречит теоремам о движении центра масс или изменении количества движения механической системы, которые справедливы только для изолированных механических систем, не имеющих источника активных внутренних сил.

В статье рассматривается улучшение эффективных показателей дизельных двигателей тракторов на режимах холостых оборотов и малых нагрузок. Возможным способом улучшения показателей работы на таких режимах является отключение цилиндров. Однако у этого метода регулирования есть ряд недостатков, в частности ступенчатое изменение характеристики удельного расхода топлива. Цель работы - повышение топливной экономичности тракторных дизелей при регулировании режимов работы отключением цилиндров. Исследования проводились на тракторных дизельных двигателях 2Ч105х120 и 4Ч105х120, оснащенных распределительными насосами типа НД. Испытания дизельных двигателей 2Ч105х120 и 4Ч105х120 показали, что по мере отключения цилиндров экономичность двигателей ухудшалась даже на малых нагрузках. При дальнейших испытаниях выяснилось, что для достижения необходимого при работе с насосом распределительного типа эффекта от отключения цилиндров требуется корректировка цикловой подачи топлива в работающий цилиндр. Характерной особенностью насосов распределительного типа явилось то, что отключение подачи в один цилиндр существенно изменяло цикловую подачу в другой - остающийся работать - цилиндр. В одном случае она оказывалась больше требуемого и при ее уменьшении удельный расход топлива снижался. В другом случае, когда цикловая подача была меньше, удельный расход топлива можно было снизить ее увеличением. Выявилось, что при простом отключении цилиндров остается нереализованная зона, в которой можно дополнительно получить экономию топлива. Одним из способов реализации этой зоны может стать переход от отключения цилиндров к отключению отдельных подач топлива. Реализовать данный метод возможно при оснащении топливной системы дизеля электронно-управляемым быстродействующим клапаном, который в зависимости от режима работы двигателя будет реализовывать необходимый пропуск подач топлива и регулировку величины цикловой подачи по отдельным цилиндрам. В качестве электромагнитного клапана для отключения подачи топлива был использован клапан фирмы Denso. Для управления работой перепускного клапана был разработан электронный регулятор. Результаты испытаний показали, что при переходе от простого отключения цилиндров к регулированию режимов работы пропуском отдельных подач топлива удельный расход топлива менялся плавно и диапазон мощностей, при которых дизельный двигатель работает на данном режиме, сохраняется таким же, что и при работе со всеми цилиндрами.

Следствием механической обработки почвы, помимо положительных результатов, являются и отрицательные последствия, связанные с разрушением первичных почвенных микроагрегатов. Часть почвенных микроагрегатов, которые непосредственно контактируют с поверхностью рабочего органа земледельческого орудия, сминаются и разрушаются. Непосредственно микроагрегат представляет собой устойчивую почвенную совокупность, или структурную единицу спелой почвы. В центре микроагрегата имеются твердые частицы материнской породы, как правило - это диоксиды кремния SiO2, вокруг которых располагается плотная органическая оболочка. Факт разрушения первичных почвенных микроагрегатов в обрабатываемом слое почвы подтверждается износом рабочих органов земледельческих орудий, которые подвергаются воздействию абразивных частиц материнской породы, образующихся вследствие разрушения самих микроагрегатов. Получается, что интенсивность износа рабочих органов косвенным образом характеризует интенсивность разрушения почвенных микроагрегатов. В результате обработки спелых почв, ее рыхление с целью обеспечения не менее 50 % пористости, попутно измельчая, разрушает определенный слой структуры агрегатного строения той же самой почвы. Данные противоречия формируют задачу поиска решения снижения возможности разрушения агрегатного строения почвы при ее обработке земледельческими орудиями. Целью настоящей работы являлось выявление влияния геометрических параметров рабочих органов земледельческих орудий на интенсивность разрушения микроагрегатов в прилегающем слое почвы. Данная цель достигалась посредством теоретических исследований и при использовании имитационных лабораторных испытаний, в результате которых определены интервалы геометрических характеристик рабочих органов, при которых достигается наименьшее разрушение почвенных микроагрегатов.