Том 89, № 2 (2022)

90 лет назад, в 1932 г., на Сталинградском тракторном заводе был организован конструкторско-экспериментальный отдел (КЭО СТЗ) – первое специализированное конструкторское подразделение по тракторостроению в нашей стране. За время существования этого подразделения главными конструкторами завода были В.Г. Станкевич (1932–1938), М.М. Романов (1938–1940), В.А. Каргополов (1943–1949), А.К. Платонов (1949–1950), А.Я. Мерилов (1951–1957), М.А. Шаров (1958–1980), В.П. Шевчук (1980–1996), В.Я. Боков (1996–1998), И.А. Долгов (1998–2005), В.В. Косенко (2006–2010). В статье рассмотрены основные достижения, сделанные коллективом под руководством каждого из них. За эти годы на Сталинградском (с 1961 г. Волгоградском) тракторном заводе было разработано пять семейств гусеничных сельскохозяйственных тракторов: СТЗ-НАТИ, ДТ-54, ДТ-75, ДТ-175С и ВТ-100, с большим количеством специализированных модификаций (транспортной, болотоходной, крутосклонной, торфяной, пахотно-пропашной и др.) и комплектаций. Приведены краткие истории создания и характеристики этих машин, их преимущества перед предшественниками. Тракторы СТЗ (ВгТЗ) работали как в сельском хозяйстве, так и во многих других отраслях народного хозяйства нашей страны, экспортировались за рубеж, пользовались заслуженным авторитетом и любовью у трактористов и специалистов, занимавшихся их эксплуатацией и ремонтом. Всего по документации, разработанной конструкторами СТЗ (ВгТЗ) или при их непосредственном участии, было выпущено около 4 млн тракторов.

Введение. При проведении экспериментальных исследований, направленных на поиск оптимальных параметров режима работы дизеля, как и других объектов, остро встает вопрос сокращения объема эксперимента. Существенно сократить количество проводимых опытов без значительного снижения достоверности полученных данных позволяет применение современных методов планирования, получения, обработки и анализа экспериментальных данных.

Цель исследования. Определение оптимальных режимных характеристик работы дизеля на многокомпонентной биотопливной композиции.

Методы. Для определения оптимальных значений основных параметров, влияющих на эксплуатационные показатели дизеля 4ЧН 11,0/12,5 при его работе на многокомпонентной биотопливной композиции, и математического описания их взаимосвязи реализован план Бокса – Бенкена второго порядка для трех факторов: эффективная нагрузка, частота вращения коленчатого вала и угол опережения впрыскивания топлива. Исследования работы дизеля выполнены на наиболее стабильном составе многокомпонентной биотопливной композиции, включающей следующие ингредиенты, %, масс: рапсовое масло – 34,5; этанол – 31,0; дизельное топливо – 34,5. Методом наложения двумерных сечений поверхностей отклика эффективного КПД и удельного эффективного расхода топлива осуществлен поиск компромиссного решения по оптимальному сочетанию уровней изучаемых факторов.

Результаты. Получены адекватные модели регрессионного анализа второго порядка изменения эффективного КПД и удельного эффективного расхода топлива. Описано факторное пространство и проведены графоаналитические исследования. Анализ регрессионных моделей и двумерных сечений поверхностей отклика позволил определить оптимальные значения исследуемых факторов. Оптимизирована методика определения оптимальных нагрузочных и скоростных диапазонов работы дизеля на биотопливной композиции многокомпонентного состава за счет применения плана эксперимента и описания факторного пространства математическими моделями при сокращении количества опытов.

Выводы. Оптимальная область сочетания факторов находится в диапазоне варьирования частоты вращения коленчатого вала дизеля n=1400…1550 мин^-1 и эффективной нагрузки P_e=0,68…0,85 МПа при угле опережения впрыскивания топлива Ѳ_впр.=23,5 градуса до верхней мертвой точки (ВМТ). Учитывая переменный характер нагрузочных и скоростных режимов дизеля в условиях реальной эксплуатации, полученные данных представляют практический интерес.

Введение. Вопросы выбора рациональных характеристик систем подрессоривания колесных машин, в том числе сельскохозяйственного назначения, являются актуальными и по сей день. Особенно актуальными они являются для машин, грузоподъемность которых сопоставима с их снаряженной массой. Следствием большой грузоподъемности становится значительная разница между статическими силами, действующими в подвеске при снаряженной и полной массах машины. Разница может быть двух- или трехкратной (в зависимости от распределения нагрузок на оси), причем от 70 до 80% массы перевозимого груза приходится при этом на задние оси.

Использование традиционных систем подрессоривания с металлическими упругими элементами не позволяет обеспечить требуемую нелинейность характеристики, при которой ненулевой статический ход подвески при снаряженной массе выдерживается с сохранением рационального значения периода собственных вертикальных колебаний при снаряженной и полной массах, а также величины коэффициента динамичности. Более совершенным решением являются пневматические упругие элементы с двумя ступенями давления, позволяющие осуществлять выбор жесткости в области малых и больших ходов подвески, за счет включения в работу разных ступеней давления, объемы которых выбраны из условия разной жесткости в области статического хода.

Целью исследований, результаты которых представлены в настоящей статье, является разработка методики определения основных конструктивных параметров и характеристик пневматических упругих элементов подвесок с двумя ступенями давления (жесткости) и противодавлением, пригодных для обеспечения ненулевого статического хода колеса машин снаряженной массы с сохранением заданного значения коэффициента динамичности.

Методы. Используются методы аналитического анализа.

Результаты. В качестве результатов исследований приведен пример реализации разработанной методики для грузового автомобиля КамАЗ-53215 Сельхозник.

Заключение. Представленные в настоящей статье зависимости позволяют производить определение основных конструктивных параметров неуправляемых пневматических подвесок с двумя ступенями давления (и жесткости) с противодавлением (ПД) для колесных машин, которые дают возможность обеспечить заданные значения статического хода и коэффициента динамичности, а также реализующие незначительное увеличение жесткости в сравнении с пневматическими подвесками без ПД.

Введение. В статье рассматриваются условия эксплуатации тракторных дизелей, вызывающие появление термоусталостных трещин на кромках камеры сгорания (КС) поршней. Наличие в поршнях острых кромок камеры сгорания, являющихся концентраторами напряжений, приводит к повышению вероятности их разрушения и тем самым ограничивает моторесурс дизеля. Указаны основные причины образования трещин в зоне кромки КС.

Цель исследования. Оценка температурного состояния поршней тракторных дизелей Минского моторного завода (ММЗ) Д-240 и Д-245.

Методы и средства. Термометрирование производилось по методике с целью выявления характера изменения температур в головках поршней на стационарных и нестационарных режимах работы дизелей. Передача термоэдс от термопар к измерительным приборам осуществлялась посредством токосъемника прерывистого действия. Имитация нестационарных нагрузочных режимов работы дизеля осуществлялась за счет изменения цикловой подачи ТНВД, с помощью реверсивного электродвигателя.

Результаты. Представлены сведения о температурном состоянии поршней при различных стационарных и нестационарных нагрузочных режимах работы двигателей. Установлено, что температурное состояние поршней дизеля Д-245 имеет более высокий уровень теплонапряженности по сравнению с поршнями дизеля Д-240. Определена максимальная амплитуда низкочастотных колебаний температур на кромке КС и их радиальных перепадов по днищу поршня, в зависимости от параметров циклов термонагружения. Отмечено, что наиболее опасными режимами работы дизеля с точки зрения разрушения кромки КС являются резкоизменяющиеся режимы (наброс нагрузки – сброс нагрузки).

Заключение. Предложено в цикле термонагружения увеличить угол опережения впрыскивания топлива для проведения ускоренных сравнительных испытаний вариантов поршней на термостойкость. Разработанный цикл термонагружения, у которого общая продолжительность наброса нагрузки составляет 180 с, а сброса – 90 с, можно рекомендовать для проведения ускоренных моторных испытаний поршней на термоциклическую стойкость. Полученные данные термометрирования рекомендованы для уточнения граничных условий первого рода при расчете поршня методом МКЭ.

Введение. В целях значительного повышения плодородия почвы, а также восполнения ее запасов микро-, мезо- и макроэлементов в сельскохозяйственном производстве применяют органические, минеральные, органоминеральные удобрения в гранулированной или порошковидной форме. Для рассева удобрений по поверхности поля производители сельхозтоваров применяют машины с рабочими органами центробежного типа на горизонтальной или вертикальной осях вращения. Во исполнение задачи сокращения затрат времени смены ряд исследователей считает целесообразным применение низкорамной конструкции машины для возможной ее загрузки напрямую из кузова самосвала. Для машин такой конструкции наиболее приемлемыми являются разбрасывающие рабочие органы роторного типа с лопатками на горизонтальной оси вращения.

Цель исследования. Статья посвящена обоснованию конструктивных параметров лопастей разбрасывающего рабочего органа роторного типа низкорамного кузовного разбрасывателя твердых минеральных и органоминеральных удобрений.

Методы. Теоретически обоснована длина рабочей поверхности лопатки ротора с горизонтальной осью вращения для наиболее равномерного распределения твердых удобрений. Приведен пример расчета длины лопасти такого устройства исходя из ранее установленных габаритных размеров разбрасывателя.

Результаты. На основании экспериментальных данных подтверждена целесообразность применения лопаток желобообразной формы длиной 110 мм. Установлены наиболее эффективные конструктивные параметры размеров лопастей ротора для рассева удобрений с учетом купирования возможных вариантов дробления гранул удобрений за счет недопущения их повторного обращения внутри кожуха ротора. Аргументирована актуальность исследований устройств с роторными рабочими органами на горизонтальных осях вращения.

Выводы. Предложены возможные перспективы предстоящих исследований и возможности дальнейшего совершенствования разбрасывателя гранулированных удобрений низкорамной конструкции.

Введение. Решение приоритетных задач развития агропромышленного комплекса предусматривает создание передовых научных разработок. Не составляют исключение в этом плане инновационные исследования технических средств и технологий механизации сельскохозяйственного производства. В аграрном секторе России ключевое место занимает растениеводство, в котором приоритет имеет возделывание зерновых культур. Во всем комплексе операций при производстве зерна важнейшим звеном является послеуборочная обработка зерна. Одним из главных этапов в послеуборочной обработке зерна является сушка, при которой сырье доводится до кондиционной влажности (до 14%). Правильная подготовка зерна к хранению обеспечивает ее надежную сохранность.

Цель исследований. Модернизация установки для сушки зернистых материалов посредством нового технического решения на уровне патентопригодности.

Методы. Исследование состояния вопроса по рассматриваемой теме с помощью обзора литературных источников. Патентный поиск технических устройств зерносушилок. Изучение принципа их функционирования и конструктивных особенностей. Анализ и обобщение материала для принятия нового конструкторского решения.

Результаты. Использование инновационных технологий с использованием комбайнов нового поколения с высокой производительностью позволил значительно сократить продолжительность уборки, а это в свою очередь существенно подняло интерес к сушке. Применение сушилок с повышенными качественными показателями функционирования существенно снижает время на подготовку сырья к длительному хранению, уменьшает потери зерна в поле в уборочную страду, а также дает возможность в кратчайшие сроки и с наименьшими потерями осуществить процесс передачи зерна с поля на специальный склад длительного хранения. Имеют место быть различные способы сушки зернистых материалов. Главным образом это методы, основанные на повышении температуры обрабатываемого материала. Наибольшее распространение получила сушка зерна с помощью нагретого воздуха.

Заключение. В результате проведенных исследований выявлены недостатки существующих технических устройств сушки зернистых материалов, а также принципов их функционирования. Подробный анализ литературных источников, включая патентный поиск позволил модернизировать сушилку обрабатываемого сырья, отличающейся простой и надежной конструкцией.