Том 86, № 4 (2019)

В период пуска и послепускового прогрева двигателя подаваемое форсункой в камеру сгорания топливо нагревается и частично испаряется за счет эксергии сжатого воздуха. При этом в основном образуются крупные капли, количество которых в цикловой подаче может достигать 85…90 %. Крупные капли не могут полностью испариться, достигают холодных стенок камеры сгорания, где конденсируются и не принимают участия в сгорании, ухудшая пусковые качества и увеличивая неполноту сгорания в период пуска и послепускового прогрева. Очевидно, что улучшение пусковых качеств дизеля и снижение неполноты сгорания в послепусковой период можно осуществлять путем повышения эксергии воздушного заряда в конце такта сжатия или увеличения эксергии топлива, впрыскиваемого в камеру сгорания. Цель исследований - повышение пусковых качеств дизельных двигателей и снижение неполноты сгорания топлива в пусковой и послепусковой период путем управления активностью топливных факелов. При выполнении исследований использовался эксергетический метод. Эксергетический метод базируется как на первом, так и на втором законах термодинамики, учитывает потери от необратимости реальных процессов и позволяет оценить степень термодинамического совершенства рассматриваемых систем. Экспериментальные исследования показали, что у двигателей, которые имеют традиционную систему питания с давлением до 20 МПа, активация топлива осуществляется в основном (на 96,8 %) за счет эксергии заряда воздуха. Структура потерь эксергии заряда воздуха распределяется следующим образом: на нагрев топлива до средней температуры кипения - 75 %, на испарение - 12,5 % и 12,5 % - на перегрев паров топлива от общих суммарных затрат на испарение. Таким образом, высокий уровень энергообеспеченности заряда воздуха позволяет управлять качеством процесса смесеобразования в период пуска и послепускового прогрева путем изменения величины термомеханической составляющей эксергии топливных факелов.

Рассмотрены вопросы очистки системы смазки двигателя от загрязнений отработанными моторными маслами без их слива из картера двигателя. Установлено, что добавление в работавшее в двигателе моторное масло моноэтаноламина в смеси с изопропанолом позволяет укрупнять растворенные в масле смолы, продукты окисления до размеров, легко удаляемых встроенными в систему смазки средствами очистки. Определено, что последующее добавление в масло диметилсульфоксида и уайт-спирита придают маслу высокие моющие свойства. По результатам сравнительных испытаний установлено, что загрязненность деталей двигателя после промывки системы смазки товарным промывочным маслом снижается в два раза. Использование разработанного технологического процесса промывки позволяет снизить загрязненность основных деталей в 4 раза. Компрессия в цилиндрах после промывки двигателя Д-240 по разрабатываемому способу увеличилась с 2 до 2,5 МПа, расход топлива снизился с 13,9 до 11,3 л/час. Содержание нерастворимого осадка в масле после промывки двигателя разработанным способом составляло 0,65 %, в то время как в специальном промывочном масле - 0,37 %. Данные факты подтверждают высокие моющие свойства состава. В целом разработанный технологический процесс промывки позволяет в условиях сельскохозяйственных предприятий проводить очистку систему смазки и деталей двигателя от загрязнений без использования дорогостоящих промывочных масел. Очистка деталей двигателей от загрязнений увеличивает срок службы техники и снижает затраты на ремонт и эксплуатацию изношенных машин АПК.

Для выполнения технологических операции в различных почвенно-климатических условиях разрабатываемые конструкции почвообрабатывающих орудий должны быть основаны на принципах трансформации, осуществляемой за счет блочно-модульного построения и комплектования их различными рабочими органами с использованием научно-обоснованной комбинации сменных элементов. Цель исследования - совершенствование технологического процесса безотвальной обработки почвы и разработка новых трансформируемых рабочих органов для его осуществления. Основу предлагаемого нового трансформируемого рабочего органа для глубокой безотвальной обработки почвы составляет чизель в виде изогнутой в продольном направлении стойки с приваренным к ней долотом. При принудительном фиксировании лап под углом 90° относительно стойки в поперечно-вертикальной плоскости рабочий орган представляет собой плоскорез, при демонтаже лап - чизель, при шарнирном креплении лап трансформируется в чизельный с самоустанавливающимися в поперечно-вертикальной плоскости под углом естественного скола почвы лапами. Крошение пласта новыми трансформируемыми рабочими органами для безотвальной обработки почвы с шарнирно закрепленными лапами осуществляется по пути наименьшего сопротивления за счет самоустановки под углом естественного скола почвы. Наблюдается снижение тягового сопротивления на 9,09 % новых трансформируемых рабочих органов для безотвальной обработки почвы с шарнирно закрепленными лапами. Использование шарнирно закрепленных лап оказывает положительное влияние на динамические характеристики орудия, так как в широкополосном спектре колебаний сравнительно низкого уровня отсутствуют пиковые значения амплитуд, поэтому резонансные явления маловероятны. По характеру протекания корреляционной функции установлен колебательный процесс функционирования новых трансформируемых рабочих органов с шарнирно установленными лапами, который характеризуется появлением гармонической составляющей колебательного процесса подвижных элементов рабочего органа. Для обеспечения управления требуемыми параметрами колебательного движения необходимо оснащение конструкции упругим элементом с регулированием его жесткости. Новые трансформируемые рабочие органы для безотвальной обработки почвы не уступает по агротехническим показателям современным техническим средствам.

Большую часть времени эксплуатации колесные сельскохозяйственные тракторы работают на полях с разными почвенными фонами, а при выполнении транспортных работ - на грунтовых дорогах либо в условиях бездорожья. В этих условиях необходима система подрессоривания, позволяющая обеспечить регламентированную плавность хода и эффективную виброзащиту оператора. Цель исследования - разработать новый контроллер, скользящего режима на основе радиальных базисных функций в нейронной сети (РБФНС), реализованный для активной системы подрессоривания ¼ части мобильного энергетического средства (МС). Алгоритм управления основан на радиальных базисных функциях и сочетает в себе преимущество адаптивной системы управления и управления режимом скольжения. Правило адаптации используется для регулирования базисных функций на основании информации о заданной поверхности скольжения в режиме реального времени. Так как такой подход обладает способностью к обучению, то его реализация может быть начата без каких-либо начальных значений РБФНС. Предлагается для управления параметрами скользящего режима использовать нейронную сеть. Для управления активной системой подрессоривания МС предлагается адаптивный контроллер режима скользящего режима РБФНС. Регулируемый параметр для контроллера РБФSM выбирается как gs = 8,5, чтобы покрыть диапазон гауссовских функций. Предложен новый контроллер режима скольжения гидравлически активной системы подрессориванияна основе нейронной сети. Результаты имитационного моделирования показывают, что благодаря использованию данного нейросетевого контроллера система подрессоривания достаточно эффективно снижает виброактивность колебательной системы исследуемого МС от неровностей дороги.

Статья посвящена исследованию влияния угловой демпфирующей связи (УДС) на колебания трехосной двухсекционной бесподвесочной колесной машины. Для оценки влияния демпфера в узле сочленения на колебания такой машины в работе рассматриваются три варианта сочетания параметров системы подрессоривания и УДС: колесная сочлененная машина с подвеской и без УДС; колесная сочлененная машина без подвески и без УДС; колесная сочлененная машина без подвески и с УДС. На основе общепринятых допущений линейной теории подрессоривания приведены расчетная схема и математическая модель угловых колебаний трехосной двухсекционной бесподвесочной колесной машины с УДС в узле сочленения. В ходе аналитического решения найдены выражения коэффициента усиления колебаний для угла складывания одинаковых секций и определены их максимальные значения в резонансе. Также для рассматриваемых вариантов определены отношения коэффициентов усиления угловых колебаний в резонансе и выражения для относительного коэффициента затухания колебаний по углу складывания секций. Представлены расчетные амплитудно-частотные характеристики (АЧХ) угла складывания секций для различных сочетаний параметров УДС при наличии и отсутствии подрессоривания секций машины. Установлено, что введение УДС для колесной бесподвесочной машины позволяет уменьшить амплитуду угловых колебаний в резонансе в 10 раз. А при применении колес, жесткость которых равна жесткости подвески, для бесподвесочных сочлененных машин возможно еще большее уменьшение угловых колебаний до коэффициента динамичности, равного 1,7. При этом угловой демпфер для бесподвесочной машины, неупругое сопротивление которого равно суммарной мощности всех 8 амортизаторов подрессоренной машины, обеспечивает более малые угловые колебания во всем частотном диапазоне кинематического возмущения со стороны дороги. Предложенную сочлененную схему компоновки бесподвесочных машин с УДС целесообразно использовать для разработки перспективной колесной техники, например тракторов и большегрузных автомобилей, имеющих колеса большого диаметра.

Топливопроводы высокого давления являются одним из важнейших компонентов систем топливоподачи двигателей внутреннего сгорания. Развитие в России собственного производства и системы технического обслуживания двигателей с топливной аппаратурой типа Common Rail пока еще происходит в условиях недостаточной нормативно-технической базы. До настоящего времени разработаны только одни технические условия на поставку проката и ГОСТ, являющийся, по сути, аутентичным переводом международного стандарта ИСО, которые регламентируют технические требования к стальным бесшовным трубам. Отсутствуют стандартизованные требования непосредственно к изделиям, в том числе к методам их испытаний и диагностике. При этом топливопроводы высокого давления систем Common Rail имеют существенные отличия от своих предшественников - топливопроводов механических систем. Однако пока не разработаны методические основы оценки технического состояния и ресурса компонентов Common Rail. В то же время имеется большой научно-технический задел в области исследований трубопроводов топливно-энергетического комплекса, в том числе, нефте-, газотранспортных систем. Достаточно эффективно действуют многочисленные стандарты, разработанные, например, в ПАО «ГАЗПРОМ», и регламентирующие важные вопросы проектирования, диагностики и оценки технического состояния нефте-, газопроводов. Представляется логичным и обоснованным использование с соответствующим изменением и доработкой опыта специалистов в этой области для создания нормативной базы по топливопроводам высокого давления систем Common Rail. Обязательным условием диагностики топливопроводов систем Common Rail в эксплуатации является сохранение целостности топливопроводов, то есть неразрушающий контроль. С учетом доступности технических средств наиболее эффективным методом контроля должна стать твердометрия. В работе сделана попытка обзора известных работ по применению твердометрии для исследования трубопроводов топливно-энергетического комплекса с оценкой их возможного применения для трубопроводов Common Rail.

В статье представлен опыт эксплуатации микроволновых сушильных установок, применяемых в технологии переработки сельскохозяйственного сырья. Предложены технологические решения, касающиеся разработки и использования конвейерных микроволновых сушильных установок для сушки растительного сырья. Полученные параметры энергопотребления и динамики процесса сушки позволяют определить близкую к оптимальной границу перехода энергоподводов. Определено оптимальное значение переходной влажности (на границе микроволнового и конвективного модулей), которое должно находиться в диапазоне от 28 до 35 %. Применение метода комбинированного энергоподвода в технологиях сушки фруктов и овощей позволяет снизить энергопотребление процесса на 20-30 %. Приводятся примеры успешного внедрения предложенного способа сушки в пищевой промышленности.