Том 84, № 11 (2017)

Целью исследования является подготовка и проведение теоретического исследования оптимального количественного и качественного состава метаноло-рапсовой эмульсии для применения ее в качестве альтернативного топлива для дизельного двигателя, так как наиболее эффективным способом улучшения качества указанных процессов является приближение свойств биотоплив на основе растительных масел к свойствам стандартного дизельного топлива. Представлены методика и результаты планирования полного трехфакторного эксперимента по определению качественного и количественного состава метаноло-рапсовой эмульсии. Методика проведения предусматривает определение количества эмульгатора, содержание метанола в составе эмульсии и кратность ее гомогенизации для получения максимального времени стабильности эмульсии. В рамках планирования эксперимента производится расчет плана эксперимента по выбранным изменяемым показателям, определяются коэффициенты уравнения математической модели, проводится статистическая оценка адекватности математической модели, строятся диаграммы изолиний с возможностью выявления точки экстремума. Рассматриваемый эксперимент определен как полный трехфакторный эксперимент. Получены уравнения математической модели с учетом всех изменяющихся показателей и с учетом постоянного показателя - кратности гомогенизации. Анализ результатов планирования эксперимента показывает значимость полученной модели по критерию Стьюдента и адекватность уравнения модели по критерию Фишера и, как следствие, применимость для решения производственно-рецептурных задач. Экстремуму функции отклика уравнения модели соответствуют значения факторов: концентрация эмульгатора - 5,376 %, содержание метанола - 29,38 %, кратность гомогенизации - 3. Время стабильности эмульсии при этих значениях составит 14,513 минут. Результаты проведенных исследований подтверждают возможность применения метаноло-рапсовой эмульсии в качестве моторного топлива для дизеля Д-242.

Приведенная обзорно-аналитическая статья посвящена определению и обоснованию перспективных направлений современного комбайностроения. В работе представлен анализ исследований, проведенных в России и за рубежом, по влиянию уклона агрофона на один из важнейших показателей эффективности работы зерноуборочных комбайнов - общие потери зерна. Для обеспечения заданной эффективности работы на склонах показана необходимость использования специальных комбайнов или внесения изменений в конструкцию существующих. Приведена классификация зерноуборочных комбайнов в зависимости от приспособленности к работе на полях со склоном. По каждой из выделенных групп проведен подробный анализ их конструкций, выделены отличительные признаки, а также определены механизмы и системы, обеспечивающие снижение потерь зерна комбайна на агрофонах со сложным рельефом. Выделены основные причины, сдерживающие широкое распространение таких систем. На основе экспериментальных данных, полученных в ходе полевых испытаний зерноуборочных комбайнов, показан уровень действующих динамических нагрузок на их остов. Проведен спектральный анализ действующих ускорений на адаптере, балках переднего и заднего мостов. По его результатам выделены основные частоты, при которых формируются нагрузки. Обоснована необходимость внедрения систем подрессоривания, которые также могли бы выполнять функцию горизонтирования остова и способствовать процессу копирования рельефа агрофона жаткой. Представлена динамическая модель зерноуборочного комбайна с системой горизонтирования и подрессоривания, приведены доводы по созданию и внедрению подобных систем. Сделаны выводы и определены направления дальнейших исследований по разработке полифункциональных систем для отдельных исполнений комбайнов, работающих на агрофонах со сложным рельефом и обладающих конкурентоспособным уровнем эксплуатационных свойств.

В настоящее время в республике прорабатывается концепция перехода хлопководческой энергетики на четырехколесную, имеющую по сравнению с существующей дополнительный потенциал для повышения производительности за счет увеличения рядности сельхозмашин. Хлопчатник относится к высокостебельным техническим культурам, так как на стадии максимального биологического развития растения достигают в высоту 800…1250 мм. Минимальные травмирование надземной части растений при обработке междурядий и потеря урожая во время уборки во многом обеспечиваются благодаря повышенному агротехническому просвету хлопководческих тракторов. Современный хлопководческий трактор имеет схему движителей с колесной схемой 3К2 и агропросвет 820…830 мм под рукавами полуосей заднего моста за счет установки дополнительных конечных передач. Передняя управляемая ось - одноколесная, она не препятствует безопасному проходу растений под остовом трактора. При разработке четырехколесного хлопководческого трактора серьезной проблемой является обеспечение требуемого агротехнического просвета под балкой переднего моста. Предварительными исследованиями установлено, что менять агротехнический просвет под портальной конструкцией переднего моста можно за счет изменения длины шкворней поворотных цапф до размеров, обеспечивающих четырехколесному трактору удовлетворительные показатели проходимости над рядками хлопчатника. При этом, необходимо учитывать известное влияние линейных и угловых размеров переднего моста на кинематические характеристики рулевого управления и работу движителей, в связи с чем была установлена аналитическая взаимосвязь агротехнического просвета под передним мостом трактора с колесной схемой 4К4а, размеров шкворней поворотных цапф, размеров управляемых колес и углов их установки, позволяющая рассчитать величину агротехнического просвета под балкой переднего моста для различных сочетаний аргументов, входящих в эту зависимость. Для примера установлено, что при длине шкворневого вала экспериментального переднего ведущего моста 435 мм и установке шин 11,2-20, 11,2R20 и 11,2R24 обеспечивается агротехнический просвет в пределах 826…877 мм, что отвечает требованиям технического задания на хлопководческий трактор.

Производительность машинно-тракторного агрегата зависит от энергонасыщености трактора. Принимаем, что оптимальная тяговая характеристика соответствует минимальной эксплуатационной массе трактора и его максимальной энергонасыщенности, при которой достигается максимальная производительность машинно-тракторного агрегата при наименьшем расходе топлива и соблюдении ограничений по тяговому усилию, буксованию и теоретической скорости. В качестве критерия для определения максимальной энергонасыщенности принят максимум коэффициента производительности при максимуме тяговой мощности и максимуме тягового кпд. Расчет оптимальной тяговой характеристики - актуальная задача теории трактора. Цель исследования заключается в разработке методики и алгоритмов расчета показателей оптимальной тяговой характеристики трактора при изменении частоты вращения коленчатого вала двигателя. Объекты исследования - колесные и гусеничные тракторы общего назначения. Исходный материал: показатели двигателя и трактора; коэффициенты, характеризующие тягово-сцепные свойства трактора; уравнение баланса мощности трактора; функции буксования; зависимости расхода топлива двигателем и его крутящего момента от частоты вращения коленчатого вала. Метод исследования - расчет с использованием основных формул теории трактора при изменении частоты вращения коленчатого вала на один оборот. С учетом принятых значений номинальной частоты вращения коленчатого вала двигателя и коэффициента его приспособляемости по крутящему моменту рассчитаны передаточные числа трансмиссии. Методика расчета оптимальной тяговой характеристики разработана для тракторов с минимальной эксплуатационной массой, рассчитанной с учетом номинальных тяговых усилий и коэффициентов использования силы тяжести тракторов. Максимальная энергонасыщенность для каждого типа и тягового класса трактора определяется расчетом тяговой характеристики на передаче, на которой достигаются максимумы коэффициента производительности, тяговой мощности и тягового кпд. Основной вывод: оптимальная тяговая характеристика соответствует минимальной эксплуатационной массе трактора и его максимальной энергонасыщенности.