Том 89, № 1 (2022)

Цель исследования – оценка эффективности перевода дизельных двигателей, используемых на сельскохозяйственной самоходной технике, на полное или частичное питание природным газом (метаном).

Метод исследования: аналитический.

Результаты и их применение. В сельском хозяйстве до 25% эксплуатационных затрат приходится на топливо. Однако целесообразность и эффективность перевода дизельных двигателей, используемых на сельскохозяйственной самоходной технике, на полное или частичное питание природным газом (метаном) можно оценить только с учетом ряда сопутствующих объективных и субъективных факторов. С одной стороны, цена эквивалентного количества (с точки зрения выполнения работы) природного газа более чем в 2 раза ниже, чем цена дизельного топлива. При этом природный газ является самым экологически чистым углеводородным топливом. Но, с другой стороны, налицо недостаточность заправочной инфраструктуры, а экологическая чистота самого природного газа – это не гарантия экологичности самого двигателя. Также важное значение имеет и безопасность эксплуатации газового оборудования, находящегося под повышенным давлением.

Выводы. Во-первых, использование природного газа взамен дизельного топлива требует учета разницы в физико-химических характеристиках этих топлив, что обусловливает как требования к организации рабочего процесса, так и достоинства и недостатки такой замены. Во-вторых, процесс сгорания природного газа по сравнению с дизельным топливом характеризуется повышенным образованием воды, приводя к более интенсивному обводнению смазочного масла, хотя и позволяет снизить выброс в атмосферу диоксида углерода. Важную роль играет безопасность эксплуатации техники, использующей ПГ, и, в первую очередь, это касается баллонов, рабочее давление в которых при заправке составляет 20,0…25,0 МПа.

Введение. Грузовые автомобили, как правило, имеют значительную разницу между снаряженной и полной массами. Классические подвески с винтовыми пружинами или листовыми рессорами не позволяют обеспечить приемлемые значения статического хода и жесткости подвески при различной загрузке машины, а пневматические упругие элементы, несмотря на сравнительную простоту, реализованы, в основном, только на зарубежных образцах техники, причем пневматические упругие элементы с противодавлением и вовсе обделены вниманием со стороны конструкторов. Одним из определяющих факторов для эксплуатантов грузовой техники является приемлемая вибронагруженность места водителя. Для грузовых автомобилей, имеющих грузоподъемность, сравнимую с их снаряженной массой или даже превышающую ее, движение без груза по дорогам общего пользования, в особенности с грунтовым покрытием, сопровождается при использовании подвесок с металлическими упругими элементами значительными уровнями виброускорений.

Цель исследования. Целью настоящей работы является снижение вибронагруженности места водителя за счет рационального выбора характеристик системы подрессоривания с пневматическими упругими элементами с противодавлением, обеспечивающими ненулевой статический ход и удовлетворительные значения жесткости подвески в снаряженном и нагруженном состояниях.

Материалы и методы. Обоснованность и достоверность представленных зависимостей для расчета характеристик, выводов и рекомендаций подтверждается использованием строгого математического аппарата механики, пневматики и термодинамики, научно обоснованных теоретических предпосылок.

Результаты. Согласно разработанной и предлагаемой в настоящей статье методике были получены рациональные характеристики упругих пневматических элементов с одним уровнем жесткости и противодавлением для грузового автомобиля КАМАЗ-53215 Сельхозник. При снаряженной массе статический ход передней и задней подвесок составляет примерно 0,06 м; при полной массе, соответственно, 0,12 м и 0,24 м. Период собственных вертикальных колебаний уменьшается при снаряженной массе на 25% в сравнении с машиной полной массы и на 31% при отсутствии противодавления, однако находится в диапазоне допустимых значений.

Заключение. Предлагаемая методика позволяет определять основные конструктивные параметры пневматических упругих элементов подвесок колесных машин, обеспечивающих приемлемые значения периода собственных вертикальных колебаний подрессоренного корпуса с сохранением ненулевого значения статического хода в широком диапазоне масс.

Введение. С интенсивностью развития транспортной сферы и расширением парка тракторов и автомобилей, а также с ужесточением норм и требований в области эмиссии отработавших газов к процессу сгорания предъявляются повышенные требования. Данную проблему возможно решить при улучшении рабочего процесса в двигателе при помощи предварительного подогрева топлива до 300 °С в системе топливоподачи высокого давления. При внешнем тепловом воздействии улучшаются условия смесеобразования, наблюдаются увеличение скорости предпламенных реакций и положительное изменение динамики процесса сгорания. С увеличением потенциальной энергии углеводородных молекул в системе активированного комплекса происходит перераспределение энергии среди активных молекул. При этом коэффициент скорости химической реакции увеличивается из-за концентрации очагов углеводородных молекул, достигших энергетического барьера.

Объектом исследования является процесс сгорания дизельного топлива с предварительным внешним на него воздействием.

Цель — исследование и анализ процесса сгорания в автотракторном дизеле при активации топлива. Разработка схемы отдельных фаз процесса сгорания активированного дизельного топлива от температуры его подогрева.

Методы исследования — теоретическое исследование и анализ процесса сгорания предварительно термически подготовленного топлива для автотракторного дизельного двигателя. Теоретическое определение зависимости скорости образования и концентрации токсичных компонентов и дисперсных частиц при эмиссии в отработавших газах от константы скорости прямых и обратных химических реакций, а также от температуры активации топлива.

Результаты. Действительный коэффициент молекулярного изменения рабочей смеси при активации дизельного топлива увеличивается. Скорость образования суммарных оксидов азота и углеводородов увеличивается на 1,79%, и 3.66%. Доля не сгоревшего углерода в процессе сгорания на активированном топливе изменяется в пределах ± (2…4) %.

Выводы. Теоретически разработана схема изменения отдельных фаз процесса сгорания активированного топлива по времени и температуре. Подогрев топлива ускоряет предпламенную подготовку в жидкой фазе, сокращается длительность фазы быстрого горения. Концентрация токсических показателей зависит от константы скорости химической реакции и температуры активации топлива.

Введение. Актуальность темы статьи обусловлена нерешенностью проблемы надежной и экономичной работы форсированных быстроходных поршневых двигателей. Важным аспектом решения этой проблемы является рациональное маслоснабжение цилиндропоршневой группы (ЦПГ).

Цель, задачи и объект исследования. Цель состояла в оценке минимального объема моторного масла, необходимого для гидродинамического режима смазки пары цилиндр – юбка поршня. В работе ставились и решались задачи определения объема моторного масла, способного заполнить: 1) впадины плосковершинной поверхности цилиндра; 2) рельефной поверхности юбки поршня и 3) радиальный зазор указанной выше пары. Объектом исследования являлся быстроходный дизель.

Методы решения. Для расчета объемов масла применяли три разновидности аналитического определения суммарного объема впадин шероховатой поверхности и зазора между сопрягаемыми поверхностями цилиндра и юбки поршня.

Результаты и их обсуждение. Установлено, что расчет на основе известной формулы маслоемкости (метод 1) дает по сравнению с методами 2 и 3, учитывающими реальную геометрию впадин и параметры шероховатости, примерно на 15% завышающий результат оценки объема масла. В результате работы определено преимущество метода 3 по критериям большего обобщения и простоты применения. С помощью метода 3 получено оценочное значение минимально необходимого объема масла для обеспечения гидродинамического режима смазки пары цилиндр – юбка поршня объекта исследования.

Заключение. Полученные в работе аналитические выражения согласно методу 3 могут быть рекомендованы для оптимизации систем смазки ДВС с целью не только снижения потерь на трение и изнашивание, но и минимизации риска появления масляного голодания и повышенного расхода масла на угар.

Предметом исследования является процесс предварительной сепарации свободного зерна из очесанного зернового вороха на решетчатом днище наклонной камеры зерноуборочного комбайна.

Цель исследований — оценка эффективности сепарации очесанного зернового вороха на решетчатом днище наклонной камеры зерноуборочного комбайна в полевых условиях и сопоставление степени дробления свободного зерна в зависимости от его подачи в молотильное устройство или непосредственно на систему очистки.

Материалы и методы. Все исследования проводились на озимой пшенице сорта «Московская 56» урожайностью 30 ц/га. Высота растений варьировалась в пределах 0,6–0,9 м при спелости зерна не менее 98% и влажности 14%. Серийная очесывающая жатка ЖО-5 «ОЗОН» производства ПАО «Пензмаш» агрегатировалась зерноуборочным комбайном «Нива-Эффект» с постоянной скоростью движения 8 км/ч и частотой вращения очесывающего барабана 485 мин^-1. Полевые эксперименты были разбиты на два этапа. Первая серия экспериментов была посвящена оценке эффективности предварительной сепарации очесанного зернового вороха на решетчатом днище экспериментальной наклонной камеры. Во второй серии эксперимента уборку зерна проводили серийной наклонной камерой без его предварительной сепарации.

Результаты и их обсуждение. По результатам первой серии исследований установлено, что проход свободного зерна сквозь отверстия решетчатого днища наклонной камеры составляет 91,6%. При этом дробление зерна в наклонной камере не превышало 0,5%, а в бункере — 1,75%. При работе комбайна с серийной наклонной камерой без предварительной сепарации очесанного зернового вороха дробление бункерного зерна находилось в пределах 5,25%.

Заключение. Практическая реализация такого технического решения позволяет уменьшить дробление бункерного зерна рабочими органами молотилки в 3 раза.