Том 88, № 1 (2021)

Применение в тракторных двигателях и другой сельскохозяйственной техники рапсового масла (РМ) в чистом виде или смеси РМ с дизельным топливом (ДТ) накладывает ряд ограничений, связанных с некоторым различием физико-химических свойств. Поэтому наиболее перспективным является использование смесевого топлива (СТ) состоящего из ДТ и РМ. Целью настоящих исследований является определение оптимального состава СТ, состоящего из ДТ и РМ путём оптимизации аппроксимированных зависимостей экологических показателей дизеля. Для решения поставленной задачи проведены стендовые испытания работы дизеля Д-245.5С, размерностью 4ЧН 11,0/12,5. В качестве определяемых экологических показателей работы дизеля выбраны: сажа ( С ), оксиды азота ( NOx ), несгоревшие углеводороды ( CxHy ), диоксид углерода ( CO2 ) и монооксид углерода ( CO ). Исследования проведены на различных составах СТ состоящих из 80% ДТ и 20% РМ, 55% ДТ и 45% РМ, 20% ДТ и 80% РМ по массе соответственно. В результате проведенных стендовых испытаний получены две нагрузочные характеристики, одна из которых при частоте вращения n = 1400 мин-1 соответствующей значению максимального крутящего момента, а вторая при частоте вращения n = 1800 мин-1 соответствующей значению номинальной мощности, а также внешняя скоростная характеристика тракторного дизеля Д-245.5С, размерностью 4ЧН 11,0/12,5. Анализ полученных экспериментальных данных выявил зависимости экологических показателей от частоты вращения коленчатого вала дизеля, среднего эффективного давления и добавки РМ в СТ по массе. При помощи метода наименьших квадратов определены аппроксимированные математические зависимости экологических показателей дизеля. Анализ полученных зависимостей, показал, что: при увеличении частоты вращения коленчатого вала n , доли РМ в СТ и снижении среднего эффективного давления pe приводит к снижению сажи С до 4,0 %, оксидов азота NOx до 100,0 ppm, несгоревших углеводородов CxHy до 1,0 ppm, диоксида углерода, CO 2 до 2%, и увеличению монооксида углерода CO до 0,16 %. В результате решения полученной системы уравнений аппроксимированных зависимостей экологических показателей определили оптимальную добавку РМ в СТ до 35 % по массе.

Работа посвящена развитию направления инерционного динамического гашения и стабилизации самоходных транспортно-технологических машин с навесным рабочим органом. Обоснована необходимость и возможность совершенствования разработанных ранее уравнений управления системой стабилизации. Приведено описание подхода для синтеза системы управления и обосновано применение интегральных критериев для формирования требований к переходным процессам системы управления. Предложена модель оптимального управления, для обеспечения информационного поля которой определен набор параметров, измеряемых на борту самоходной машины. Алгоритм работы системы управления является адаптивным, автоматически перенастраивающим усиление в системе в зависимости от изменения ее инерционных параметров. На примере кинематической схемы привода подвижностью адаптера современного кормоуборочного комбайна представлена расчетная схема для перерасчета величин требуемых стабилизирующих моментов в силу, развиваемую гидроцилиндром или другим исполнительным приводом. Приведены требования к информационному полю системы стабилизации в виде набора измеряемых параметров, диапазона их измерений, мест установки датчиков и допустимых погрешностей измерений. Предложен набор критериев эффективности и работоспособности системы стабилизации. На основе численных экспериментов подобраны значения настроечных коэффициентов системы стабилизации и построены переходные процессы изменения углов продольного наклона и продольной угловой скорости корпуса при единичном ударном нагружении машины. Показано, что предложенный подход обеспечивает асимптотическую устойчивость рассматриваемой колебательной системы. С целью оценки работоспособности на основе имитационного моделирования построены осциллограммы изменения углов поворота адаптера и сил на штоке гидравлического цилиндра при движении комбайна с включенной системой стабилизации по грунтовой дороге и асфальтобетону с различными скоростями. Приведена оценка эффективности разработки. Сформулированы условия модернизации существующего поколения комбайнов для их оснащения предложенной системой стабилизации. Сформулированы выводы и определены направления дальнейших исследований.

Главная тема статьи - разработка эффективной конструкции системы предпускового разогрева двигателя внутреннего сгорания для условий ограниченного энергоснабжения. В Тихоокеанском государственном университете ведется работа по совершенствованию конструкции легких колесных вездеходов на пневматиках низкого давления. Опытные образцы легких колесных вездеходов используются в основном в сельском хозяйстве и для лесопродукционного производства. Существуют предпосылки для их применения на нефте- и газопромыслах, в условиях Крайнего Севера. Данная техника эксплуатируется круглый год, в условиях полного отсутствия энергоснабжения, хранится под открытым небом, поэтому проблема запуска холодного двигателя стоит достаточно остро, а тема создания конструкции системы предпускового разогрева ДВС в условиях ограниченного, либо полного отсутствия энергоснабжения является актуальной. Цель работы - разработка и исследование эффективности работы системы предпускового разогрева двигателя внутреннего сгорания с жидкостным охлаждением для условий ограниченного энергоснабжения. Разработана собственная конструкция системы охлаждения с функцией предпускового разогрева на базе бензиновой горелки. Для оценки эффективности процесса разогрева двигателя схема была собрана на легком колесном вездеходе. Проведены экспериментальные исследования по определению закономерности изменения температуры охлаждающей жидкости двигателя в ходе предпускового разогрева при различных температурах окружающей среды. Результаты проведенного эксперимента свидетельствуют о высокой эффективности разработанной системы на базе бензиновой горелки. Средняя скорость нагрева охлаждающей жидкости двигателя в процессе разогрева составила 2,1 - 2,8 оС в минуту, что говорит об интенсивном темпе предпускового разогрева.

В статье отмечается, что электронное управление рабочими процессами в агрегатах и системах автомобилей является одним из эффективных и современных способов улучшения их эксплуатационных параметров. Средства электроники позволяют увеличить среднюю скорость движения автомобилей, снизить расход топлива, улучшить управляемость, устойчивость, проходимость и плавность хода, повысить тормозные качества и безопасность движения, облегчить управление автомобилем. Все современные электронные системы автомобиля - цифровые, скорость передачи данных - до 1 мегабита в секунду. Это позволяет каждый датчик использовать для нескольких систем. Размеры датчиков постепенно уменьшаются, повышается их быстродействие, надежность и точность. Одним из перспективных путей совершенствования транспортных средств является использование в качестве вспомогательной тормозной системы двигателя внутреннего сгорания с электронным управлением его тормозным моментом. Рассмотрен патент № 153 247 на полезную модель «Вспомогательная тормозная система автомобиля с электронным управлением», проведен его анализ с использованием диаграмм фаз газораспределения. Выявлены допущенные в описании патента ошибки. При описании тактов впуска и выпуска не учтено увеличение объема цилиндра на объем коллектора из-за открытия соответствующих клапанов, а также то, что давление в выпускном тракте ограничено силой предварительного поджатия пружин выпускных тормозов двигателя. Электромагнитный клапан должен обладать быстродействием на порядок большим штатных клапанов и такой же пропускной способностью, его пружины должны иметь большое предварительное поджатие, чтобы он не открывался под действием давления в ресивере штатной тормозной системы. Для быстрого сброса давления электромагнитный клапан должен максимально быстро отрыть большое проходное сечение, преодолевая силу действующего на его тарелку высокого давления в цилиндре (7,5 МПа) плюс силу предварительного поджатия клапанных пружин. Приведены формулы для определения пропускной способности клапана, анализ которых показал, что для обеспечения заданной пропускной способности клапана при снижении времени его открытия необходимо пропорционально увеличивать высоту подъема электромагнитного клапана или средний диаметр, что не всегда возможно. Проведенный в статье анализ показал, что эффективность предложенной системы ниже заявленной, а ее создание невозможно, поскольку не существует электромагнитного воздушного клапана удовлетворяющего предъявляемым к нему в данной конструкции требованиям.

Перспективным направлением развития сушильных установок в технологиях переработки плодово-ягодного сырья является использование сушилок аэродинамического подогрева. В них реализуется принцип трансформации электрической энергии, расходуемой на привод центробежного вентилятора, в тепловую энергию за счет взаимного трения циркулирующих в замкнутой камере воздушных потоков. При этом подавляющая часть подводимой к ротору электрической энергии расходуется на преодоление аэродинамических потерь в проточной части рабочего колеса и в сушильной камере. Для снижения энергоёмкости процесса сушки путем снижения расхода энергии на нагрев сушильного агента в сушильной камере предложено утилизировать теплоту отработанного сушильного агента за счёт оснащения сушилки комбинированным теплообменником. Он совмещает в себе пластинчатый теплообменник и воздушный солнечный коллектор. Целью исследования являлся анализ эффективности использования комбинированного теплообменника для снижения энергоемкости сушилки аэродинамического нагрева при сушке яблок. Исследовалась работа сушильной установки при использовании комбинированного теплообменника и без его использования. Для фиксирования параметров сушильного агента, окружающей среды, расхода элек-троэнергии использовали восьмиканальный измеритель-терморегулятор ТРМ-138 с датчика-ми термосопротивления и счетчик электрической энергии с трасформаторами тока. Результаты исследования показали, что использование комбинированного теплообменника позволило повысить температуру поступающего в сушильную камеру сушильного агента в среднем на 20 ºС относительно температуры атмосферного воздуха. Более интенсивный рост температуры сушильного агента при использовании комбинированного теплообменника позволил сократить продолжительность сушки на 3 часа. Расход электроэнергии при этом уменьшился на 27,4 %.