Том 84, № 10 (2017)

Весь выпуск

Статьи

К проблеме эффективного использования биоуглеводородных топливных композиций в сфере энергетического комплекса АПК

Фомин В.М., Абу-Ниджим Р.Х.

Аннотация

Обсуждается проблема поиска альтернативных путей энергетического обеспечения транспортно-технологиче-ского комплекса АПК. Обосновывается эколого-экономическая целесообразность перевода с/х мобильной техники (в основном дизельной) на питание топливом, произведенным из биомассы. При этом отмечается, что широкомасштабное использование биологических энергоносителей в качестве основного моторного топлива для дизелей сдерживается существенным отличием их физико-химических свойств от свойств традиционных углеводородных топлив. Одним из альтернативных вариантов решения проблемы является использование энергетических биологических продуктов в качестве добавки к базовому углеводородному топливу. При этом, наиболее приемлемые физико-химические свойства двухкомпонентного топлива, отвечающие требованиям эффективной организации рабочего процесса дизельного двигателя, обеспечиваются соответствующим выбором величины этой добавки. В работе предложена методика оптимизации компонентного состава бинарного топлива, при котором обеспечивается предельно возможное улучшение экономических и экологических показателей двигателя, работающего на этом топливе. Методически обоснован способ совершенствования показателей сгорания биоуглеводородных топлив на основе применения средств химической активации. Приведены результаты опытной апробации комплекса предложенных мер по совершенствованию показателей бинарного топлива в условиях натурных испытаний на двигателе. По результатам проведенного исследования делается вывод, что предложенную концепцию метода, направленного на совершенствование показателей бинарных биоуглеводородных топлив, можно отнести к одному из перспективных направлений в сфере активно развивающейся биоэнергетики. Использование подобных топлив позволяет преобразовывать практически любой серийный двигатель в конкурентоспособную энергетическую установку с более высокими эколого-экономическими показателями по сравнению с двигателями, работающими на традиционных нефтяных топливах. В своей ключевой основе метод направлен на оперативное и рентабельное решение актуальных проблем энергосбережения и повышения уровня экологической и топливно-энергетической безопасности в среде сельскохозяйственного производства.
Тракторы и сельхозмашины. 2017;84(10):3-12
pages 3-12 views

Новые возможности совершенствования процесса подачи топлива аккумуляторной топливной системой

Дунин А.Ю., Голубков Л.Н., Мальчук В.И., Душкин П.В., Иванов И.Е.

Аннотация

В статье показано воздействие повышения давления впрыскивания (до рак = 250 МПа) на динамику развития топливной струи. Повышение давления в аккумуляторе привело к уменьшению угла пограничного слоя струи. Показано уменьшение колебаний пограничного слоя струи относительно ее оси. Наиболыпе колебания зарегистрированы при рак = 50 МПа. Затем, с увеличением рак колебания ядра уменьшаются и становятся практически незаметными при 250 МПа. Предложен способ управления формой дифференциальной характеристики впрыскивания электрическим импульсом, который подается на электромагнит управляющего клапана электрогидравлической форсунки аккумуляторной топливной системы. Импульс состоит из предварительного, основного и следующего за ним дополнительного. Длительность предварительного импульса определят амплитуду начального этапа характеристики впрыскивания, а интервал между предварительным и основным импульсом - амплитуду между начальным и основным этапами характеристики впрыскивания. Интервал между основным и дополнительным электрическими импульсами подбирается таким образом, чтобы последующий этап характеристики впрыскивания начинался после окончания основного, но без интервала между ними. Подбором длительностей управляющих электрических импульсов и интервалов между ними можно получить заданную форму дифференциальной характеристики впрыскивания - от ступенчатой до характеристики с наклонным передним фронтом. В распылителях с двумя группами отверстий (корректирующий распылитель) коэффициент расхода отверстий в подыгольном объеме и на запирающем конусе существенно отличаются и зависят от положения иглы. Это создает предпосылки к коррекции подачи топлива по распиливающим отверстиям и, следовательно, по зонам камеры сгорания с учетом режима работы дизеля.
Тракторы и сельхозмашины. 2017;84(10):13-19
pages 13-19 views

Анализ и разработка маслоотделителя системы вентиляции картера высокофорсированного автомобильного дизеля

Андриянов С.М., Никишин В.Н., Куликов А.С.

Аннотация

Рассматриваются актуальные на сегодняшний день проблемы, связанные с разработкой системы вентиляции картера высокофорсированных дизельных двигателей. Во избежание возникновения в картерном пространстве значительного избыточного давления, отрицательно влияющего на герметичность уплотнений в двигателе, картерные газы эвакуируются в атмосферу. Выделяются и описываются основные процессы, протекающие в системе вентиляции картера дизельного двигателя, а также проблемы и пути их решения. Представлена информация о преимуществах и недостатках открытых и закрытых систем вентиляции картера двигателя. Значительное внимание уделяется основному элементу системы вентиляции картера любого двигателя - маслоотделителю. Имеется информация по анализу существующих систем вентиляции картера и маслоотделителей. Рассмотрена оценка работоспособности системы вентиляции картера. Имеются критерии: по оценке расхода масла, по-падаемого непосредственно в систему вентиляции картера; по относительному содержание масла в картерных газах; по эффективности системы вентиляции картера. Представлена установка для проведения стендовых безмоторных испытаний открытой и закрытой систем вентиляции картера, подробно изложена методика по результатам испытаний запатентованного опытного маслоотделителя специалистами НТЦ ПАО «КАМАЗ». Имеются данные по моторным испытаниям открытой системы вентиляции картера с запатентованным маслоотделителем современного дизельного двигателя 8ЧН 12/13. Экспериментальными стендовыми безмоторными и моторными исследованиями подтверждена высокая эффективность системы вентиляции картера с опытным маслоотделителем. Установлено, что в результате стендовых моторных испытаний открытой системы вентиляции картера с применением опытного маслоотделителя предел работоспособности с наименьшей эффективностью (не ниже 97,5 %) определен значениями расхода картерных газов 360 л/мин.
Тракторы и сельхозмашины. 2017;84(10):20-27
pages 20-27 views

Динамика движения упруго закрепленного рабочего органа культиваторного МТА

Галич Д.С., Фомин С.Д., Ширяева Е.В.

Аннотация

Почвообрабатывающие машины, имеющие в своей конструкции упругие звенья в креплении рабочих органов, при определенных условиях могут генерировать действующие незатухающие колебания рабочих органов за счет особенности процесса резания почвенного пласта, что позволяет снижать общий уровень силового нагружения и динамичность функционирования всей системы. При этом актуальным становится вопрос о влиянии колебаний рабочего органа на агротехнические показатели работы МТА, в частности на отклонение глубины обработки от среднего значения. В статье рассматривается математическая модель, описывающая динамику движения упруго закрепленного рабочего органа культиваторного МТА, учитывающая силовые, упругие и диссипативные характеристики звеньев системы. Анализ автокорреляционной функции горизонтальной составляющей тягового сопротивления рабочего органа культиватора, полученной по экспериментальной осциллограмме, показал наличие в процессе скрытой периодической составляющей, что позволило аппроксимировать экспериментальные данные рядом Фурье; относительная разность средних значений аппроксимации и экспериментальных данных составила 0,3 %. Диссипативные свойства почвы в работе характеризуются коэффициентом затухания почвенной среды. Жесткость упругого элемента в креплении рабочего органа определялась из условия равенства частоты собственных колебаний системы и частоты возмущающей силы, что соответствует резонансному режиму работы. Расчет по данной математической модели позволил в итоге определить среднеквадратическое отклонение глубины обработки и сравнить его значение со значением разработанного технологического допуска на изменение жесткости упругого элемента в креплении рабочего органа, в результате чего были сделаны следующие выводы: использование режима автоколебаний рабочих органов может существенно влиять на устойчивость хода рабочего органа в вертикальной плоскости, особенно это сказывается на почвах со слабыми диссипативными свойствами, также можно предположить, что значительные амплитуды колебания рабочего органа в горизонтальной плоскости могут приводить к повышенному истиранию почвенного фона рабочим органом и, как следствие, к повышению количества эродирующих частиц в почве и развитию ветровой эрозии.
Тракторы и сельхозмашины. 2017;84(10):28-32
pages 28-32 views

Расчет максимальной энергонасыщенности сельскохозяйственного трактора

Самсонов В.А., Лачуга Ю.Ф.

Аннотация

Производительность машинно-тракторного агрегата увеличивается с повышением энергонасыщенности трактора. Поэтому представляет интерес определение максимальной энергонасыщенности и соответствующих ей показателей тяговой характеристики трактора с оценкой его эффективности по производительности и расходу топлива при сравнении с аналогом. С ростом энергонасыщенности увеличиваются рабочая скорость трактора и тяговое сопротивление рабочего органа агрегата, следовательно, повышается расход топлива. Это обстоятельство необходимо учитывать при расчете. Определение максимальной энергонасыщенности трактора с учетом ограничений по скорости и буксованию - актуальная задача теории трактора. Цель исследования заключается в разработке методики и алгоритмов расчета максимальной энергонасыщенности трактора и соответствующих ей показателей тяговой характеристики при изменении частоты вращения коленчатого вала двигателя. Объект исследования - колесный трактор общего назначения. Исходный материал: показатели двигателя и трактора; коэффициенты, характеризующие тягово-сцепные свойства трактора; уравнение баланса мощности трактора; функция буксования; функции расхода топлива двигателем и его крутящего момента от частоты вращения коленчатого вала. Метод исследования - расчет по основным формулам теории трактора при изменении частоты вращения коленчатого вала на один оборот. Использованы передаточные числа трансмиссии, рассчитанные с учетом заданных значений номинальной частоты вращения коленчатого вала двигателя и коэффициента его приспособляемости по крутящему моменту. Основные выводы: предложен критерий оптимальности знаменателя ряда передач с учетом коэффициента приспособляемости двигателя по крутящему моменту; в тяговую характеристику трактора введены дополнительные показатели: коэффициенты погектарного расхода топлива, производительности и крюковой расход топлива на единицу производительности; критерием для расчета максимальной энергонасыщенности служит максимум тягового кпд при максимуме тяговой мощности и коэффициента производительности на соответствующей передаче с принятой на ней теоретической скоростью.
Тракторы и сельхозмашины. 2017;84(10):33-38
pages 33-38 views

Энергетический анализ двухпоточных гидромеханических передач

Шарипов В.М., Щетинин Ю.С., Гаев С.В., Трошкин О.В.

Аннотация

Двухпоточные гидромеханические передачи получают все большее распространение в конструкциях современных наземных транспортных и тяговых машин (тракторов, автомобилей и быстроходных гусеничных машин). Это вызвано, в основном, стремлением увеличить коэффициент полезного действия передачи. Для выбора схемы двухпоточной гидромеханической передачи применительно к конкретным условиям работы надо знать преимущества и недостатки различных схем, их потенциальные возможности. Оценку работы каждой схемы можно сделать на основе их кинематического, силового и энергетического анализа. Результаты кинематического и силового анализа двухпоточных гидромеханических передач ранее разработаны авторами данной статьи. При энергетическом анализе для сравнительной оценки работы передачи использовались следующие оценочные параметры: г|ГМП - коэффициент полезного действия передачи; РМ - коэффициент мощности в механической ветви передачи; РН - коэффициент мощности на насосном колесе гидротрансформатора; вТ - коэффициент мощности на турбинном колесе гидротрансформатора. В статье рассмотрены 12 схем двух-поточных гидромеханических передач с дифференциальным звеном на входе и на выходе со смешанным зацеплением зубчатых колес, приведены результаты их энергетического анализа. Для каждой из рассматриваемых схем получены аналитические зависимости оценочных параметров от внутренних параметров гидромеханической передачи, в качестве которых использовались: характеристика к планетарного ряда, силовое передаточное число й гидротрансформатора и кинематическое передаточное число игмп гидромеханической передачи. Получены и представлены в графической форме результаты расчетов, выполненных на ЭВМ, с использованием внешней характеристики конкретного гидротрансформатора. Полученные результаты могут использоваться при разработке рекомендаций по выбору схемы двухпоточной гидромеханической передачи.
Тракторы и сельхозмашины. 2017;84(10):39-49
pages 39-49 views

Моделирование процесса отгрузки и укладки кочанов в контейнеры при щадящем режиме машинной уборки капусты

Алатырев С.С., Кручинкина И.С., Алатырев А.С., Юркин А.П.

Аннотация

При традиционной машинной уборке кочаны капусты в значительной степени механически повреждаются. В этой связи предложен новый способ машинной уборки, позволяющий существенно снизить их повреждаемость. В нем, в отличие от традиционного способа, кочаны сначала отгружают в щадящем режиме на гибкий настил корытообразной формы, установленный на специальной стойке на платформе транспортного средства, а затем вручную перекладывают в контейнеры. Интенсивность процесса перекладки кочанов капусты с настила в контейнеры растет с увеличением количества обслуживающего персонала, находящегося в кузове сопровождающего транспортного средства. Однако это количество должно быть по возможности минимальным, чтобы снизить трудозатраты на выполнение данной операции. К тому же число рабочих мест в кузове сопровождающего транспортного средства ограничено его размерами. В силу указанных причин целью исследования является обоснование потребного количества рабочих, занятых перекладкой кочанов капусты с настила в контейнеры. В обоснования числа обслуживающего персонала этот процесс рассматривается как многоканальная система массового обслуживания с отказами. В результате описана суть происходящих явлений и установлена с достаточной для практики точностью количественная связь между характеристикой потока кочанов капусты, поступающих с элеватора на настил, и числом обслуживающего персонала, перекладывающего их в контейнеры. Проведено моделирование процесса отгрузки и укладки кочанов в контейнеры при щадящем режиме машинной уборки капусты на основе теории массового обслуживания. Представленные методика и результаты расчетов могут быть приняты за основу при обосновании количества обслуживающего персонала в предложенном способе машинной уборки капусты.
Тракторы и сельхозмашины. 2017;84(10):50-54
pages 50-54 views

К обоснованию рациональных составов машинно-тракторного парка на базе универсального энергетического средства

Горячев Ю.О., Бурьянов А.И., Дмитренко А.И.

Аннотация

Сельское хозяйство России характеризуется широким спектром почвенно-климатических и производственных условий. Это обусловливает огромное разнообразие применяемых севооборотов, размеров хозяйств, используемых технологий, видов и объемов работ, что, в свою очередь, определяет структуру и состав машинно-тракторного парка. Научно-технический прогресс позволяет достигать все большей универсализации и многофункциональности не только в конструкциях сельскохозяйственных машин и орудий, но в последнее время и в конструкциях энергетических средств. Перспективным является создание универсальных энергетических средств, способных выполнять весь комплекс работ по почвообработке, посеву, возделыванию и уборке сельскохозяйственных культур, что позволит повысить их годовую загрузку и эффективность. Однако для внедрения в производственную эксплуатацию перспективной техники требуется проведение ее всесторонней технологической и технико-экономической оценки на всех этапах проектирования. С этой целью в ФГБНУ «Аграрный научный центр «Донской» были проведены расчеты по определению составов машинно-тракторных парков трех типовых модельных хозяйств, представляющих регионы Юга России (Ростовская область, Краснодарский и Ставропольский края) с различными вариантами их комплектации. Рассматривались комплектации агрегатов машинно-тракторных парков: на базе только универсального энергетического средства, выполняющего всю номенклатуру работ в полеводстве; на базе только серийной энергетики; с сочетанием на базе универсального энергетического средства и серийной техники различных типов и марок. Установлено, что использование агрегатов на базе универсального энергетического средства в сочетании агрегатов на базе традиционной мобильной энергетики позволит снизить прямые эксплуатационные затраты на выполнение механизированных работ на 8...27 %, увеличить чистый дисконтированный доход на 11...13 %. Предметом исследования являются составы машинно-тракторного парка для различных производственных условий и вариантов комплектования.
Тракторы и сельхозмашины. 2017;84(10):55-63
pages 55-63 views


Данный сайт использует cookie-файлы

Продолжая использовать наш сайт, вы даете согласие на обработку файлов cookie, которые обеспечивают правильную работу сайта.

О куки-файлах