Том 90, № 3 (2023)

12 июля 2023 года пришло радостное известие: журнал «Тракторы и сельхозмашины» был принят на индексацию в международную наукометрическую базу данных Scopus.

Вхождение в МНБД Scopus — это результат многолетней работы коллектива журнала по повышению качества публикуемых материалов, привлечению авторов с высоким индексом цитируемости, расширению аудитории читателей. Мы высоко ценим доверие авторов и читателей, которые во многом определяют успех журнала. Включение в Scopus открывает новые возможности для развития научно-производственного рецензируемого журнала «Тракторы и сельхозмашины» как ведущего отраслевого издания в области тракторостроения и сельскохозяйственного машиностроения.

«Тракторы и сельхозмашины» — старейший научно-технический журнал в своей области. Он был основан в 1930 году как печатный орган Министерства тракторного и сельскохозяйственного машиностроения СССР. Сегодня он продолжает освещать актуальные вопросы разработки, производства и эксплуатации тракторов, комбайнов и другой сельхозтехники — выходит уже 90-й том.

Обоснование. Тракторные дизели широко используются в сельском хозяйстве, в промышленности на транспорте благодаря их высокой эффективности, надежности, технологичности и экономичности. Тем не менее, постоянно увеличивающийся автотракторный парк является одной из основных причин загрязнения окружающей среды и роста потребления нефтяного моторного топлива. В настоящей работе обосновано применение, подходящего по своим физико-химическим характеристикам и свойствам для эффективного и экологичного сгорания в тракторном дизеле, альтернативного топлива – этилового спирта и рапсового масла.

Цель работы ― исследование процесса сгорания в тракторном дизеле, работающем на этиловом спирте и рапсовом масле, установление зависимостей влияния режимов работы тракторного дизеля на показатели процесса сгорания и определение их числовых характеристик.

Материалы и методы. Экспериментальный образец тракторного дизеля был переоборудован для работы на этиловом спирте и рапсовом масле. Этанол использовался в качестве основного топлива и воспламенялся от поступающей в камеру сгорания дизеля струи рапсового масла. Этиловый спирт имеет меньшую теплотворную способность по сравнению с дизельным топливом, следовательно, возникла потребность в определении оптимальной цикловой подачи запальной порции рапсового масла и исследовании показателей процесса сгорания.

Результаты. Представлены результаты экспериментальных исследований влияния применения этилового спирта и рапсового масла в качестве запального (пилотного) топлива на показатели процесса сгорания тракторного дизеля. Определена оптимальная величина цикловой подачи рапсового масла, уменьшение величины которой от оптимального значения приводит к росту температуры отработавших газов, удельного эффективного и суммарного расходов топлива, ухудшает процесс сгорания, а увеличение – ухудшает экологические показатели тракторного дизеля, в том числе, дымность отработавших газов. Представлены результаты научных исследований по определению оптимальных установочных углов опережения впрыскивания этилового спирта и рапсового масла.

Заключение. Достигнуто полное замещение нефтяного дизельного топлива альтернативными видами топлива без внесения существенных изменений в конструкцию тракторного дизеля, улучшение его экологических характеристик при сохранении мощностных показателей на уровне серийного дизеля. На основании проведенных исследований рабочего процесса тракторного дизеля на этиловом спирте и рапсовом масле установлены зависимости влияния его режимов работы на показатели процесса сгорания и определены их числовые характеристики.

Введение. Представлены результаты НИОКР на лабораторный образец агрегата для подсева семян трав на горных склонах, который может повысить производительность труда и продуктивность горных кормовых угодий на 20–25%.

Цель исследований — разработать лабораторный образец блок-модуля на базе мини-трактора Feng Shou 180 для поверхностного подсева семян трав, обеспечивающего ускоренное повышение урожайности многолетних трав и устойчивость почв к водной и ветровой эрозии.

Методы и средства. Техническая экспертиза и испытания агрегата и технологии проводили в горной зоне Республики Северная Осетия – Алания (Даргавская котловина, опорный пункт Северо-Кавказского научно-исследовательского института горного и предгорного сельского хозяйства — СКНИИГПСХ) на высоте 1540 метров над уровнем моря. Определены показатели условий испытаний и функциональных показателей работы агрегата по стандарту отрасли ОСТ 10.5.1-2000. Провели техническую экспертизу агрегата согласно по ОСТ 10.2.1-97. Поверхностное внесение семян трав проводилось согласно ГОСТ 31345-2017. Предметом исследований являлись: технология подсева семян трав, конструкция агрегата и рабочие органы, маятниковые высевающие аппараты, нормы и способ высева семян.

Результаты. Разработан и изготовлен лабораторный образец малогабаритного агрегата на базе мини-трактора Feng Shou 180 для поверхностного подсева семян трав. Блок-модуль представляет собой навесную конструкцию с двухрядным расположением емкостей для семян трав, с маятниковыми высевающими аппаратами. В конструкции малогабаритного горного агрегата предусмотрено движение поперек склона, сверху вниз челночным способом с прикатыванием высеянных семян прикатывающими катками. Травы подсевали на изреженном участке северного склона крутизной 13-16 градусов в местности «Сугсадтанраг».

Выводы. Практическое применение малогабаритного агрегата на базе мини-трактора Feng Shou 180 для поверхностного подсева семян трав с последующим их прикатыванием на участках в горной и предгорной зон обеспечит снижение деградационных процессов склоновых участков, ускоренное повышение урожайности, качества и количества многолетних трав, улучшает устойчивость почв к водной и ветровой эрозии.

Обоснование. Существующая ситуация в мировом сельскохозяйственном производстве, вызванная увеличивающимся потреблением продукции растениеводства и животноводства, требует ее практической реализации, которая достигается, в первую очередь, использованием качественного оборудования для производства и его постоянным совершенствованием и реновацией. В связи с этим, при обработке почвы необходимо применение качественных почвообрабатывающих агрегатов, которые в своей работе частично или полностью увеличивают производительность и снижают энергозатраты.

Цель работы — механизация процесса и повышение качества обработки почвы разработанным усовершенствованным почвообрабатывающим орудием.

Материалы и методы. Выполнение поставленных задач настоящего исследования и обеспечение требуемого качества обработки почвы осуществляется внесением изменений в рабочие органы диско-чизельной бороны при ее работе на разных скоростях в опытном поле путем регулировки угла атаки дисков и замеров соответствующих показателей технических характеристик агрегата. Обработка теоретических данных производилась с использованием программы «Microsoft Excel-2007» пакета прикладных программ Microsoft Office.

Результаты. Сопоставляя данные, полученные при наблюдении за внешним состоянием почвы и сравнивая ее после регулировки угла атаки дисков, можно сделать вывод, что предлагаемое техническое средство обеспечивает лучшую обработку почвы, когда диски находятся под наклоном 15 и 30 градусов. На этом уровне регулировки мы наблюдаем, что почва обрабатывается качественно с достаточно хорошим оборотом пласта.

Заключение. Анализируя приведенные данные, мы наблюдаем, что значения, соответствующие параметрам производительности и удельного сопротивления, начинают изменять тенденцию. Наибольший расход топлива наблюдается при установке блока дисков на 45°.

Обоснование. Приведены результаты исследования воздействия композиционной наноприсадки Mg/MoO₃ на процесс сгорания в дизеле 4Ч10,5/12. Показано, что процесс тепловыделения в дизелях разделяется на две фазы – кинетическое и диффузионное сгорание. Приведен обзор методик моделирования процесса тепловыделения в дизеле с учетом кинетического и диффузионного сгорания на основе методики И.И. Вибе. Проведен обзор методик обработки индикаторных диаграмм, позволяющих получить параметры закона тепловыделения по Вибе для двухстадийного сгорания с целью последующего моделирования и анализа рабочего процесса. Проведен анализ результатов обработки индикаторных диаграмм дизеля 4Ч10,5/12 на тепловыделение при использовании композиционной наноприсадки Mg/MoO₃.

Цель исследования — изучение влияния композиционной наноприсадки Mg/MoO₃ к топливу на протекание процесса тепловыделения в дизеле.

Методы исследования: Проведены моторные стендовые испытания дизеля воздушного охлаждения 4Ч10,5/12, оснащенного штатной системой топливоподачи. В процессе исследований изучалось влияние композиционной наноприсадки Mg/MoO₃ к топливу на протекание процесса тепловыделения.

Результаты. Установлено, что использование наноприсадки приводит к уменьшению жесткости процесса сгорания, сокращению периода задержки самовоспламенения, увеличению максимальной температуры рабочего тела в камере сгорания, сокращению количества теплоты, выделяющейся в процессе кинетического сгорания. Увеличение температуры рабочего тела при одновременном снижении максимального давления цикла свидетельствует о росте степени предварительного расширения. Параметры диффузионного сгорания, независимо от массовой доли наноприсадки в дизельном топливе, остаются практически неизменны.

Заключение. Выявлено, что наночастицы присадки Mg/MoO₃ выполняют роль гомогенизатора, способствуя разрушению капель распыленного топлива и интенсификации процесса испарения. Кроме того, на начальных этапах процесса сгорания, наночастицы служат центрами самовоспламенения.

Обоснование. Вопрос обеспечения надежности двигателей внутреннего сгорания является актуальной комплексной задачей, решаемой по разным направлениям. Важными, среди них являются условия эксплуатации, вид применяемого топлива, контроль состояния моторных масел, а также обоснование сроков службы последних. При этом, обеспечение эксплуатационных свойств моторных масел газовых двигателей на базе дизелей, контроль основных характеристик работающего масла является актуальным.

Цель работы состоит в оценке изменения концентрации загрязнения и щелочности масел М10Г2 газовых двигателей на базе дизеля. Применение расчетных уравнений для теоретического анализа изменения концентрации загрязнения и снижения щелочности, а также построения зависимостей показателей масла.

Материалы и методы. При работе двигателей внутреннего сгорания в маслах активно развиваются термохимические процессы, приводящие к снижению их качества вследствие срабатывания присадок и накопления в маслах продуктов превращений. Механические примеси накапливаются в моторном масле в результате попадания пыли с засасываемым воздухом или через неплотность картерного пространства, а также вследствие образований нерастворимых продуктов окисления и износа деталей цилиндропоршневой группы. Щелочное число является условной мерой способности масла нейтрализовать кислоты, образующиеся из продуктов сгорания топлива и окисления основы масла. Щелочность, обусловленная наличием щелочных присадок, расходуется на нейтрализацию кислот с разной скоростью.

Результаты. Рассмотрен процесс старения масла в двигателях внутреннего сгорания, факторы, влияющие на старение масла двигателя. С помощью аналитических уравнений производится расчет изменения концентрации загрязнения и изменения щелочности масла газового двигателя на базе дизеля, приводится графические зависимости показателей масла от продолжительности работы.

Заключение. Практическая ценность исследования заключается в том, что с помощью аналитических уравнений анализируется значение изменения отдельных свойств масел газового двигателя на базе дизеля. Эксплуатация двигателя на масле с щелочным числом ниже предельного ведёт к снижению надежности двигателя, ускоренному износу отдельных деталей, лакообразованию и осадкообразованию на поршневых кольцах и цилиндров. Не допускается применение масел щелочным числом ниже 2 мг КОН/г.

Введение. Предметом исследования является технологический процесс опрыскивания сорняков и вредителей в краевой области поля полидисперсными каплями из воздушно-дисперсной системы, создаваемой вентилятором с соплом и щелевыми распылителями жидкости.

Цель исследований ― обоснование технологического процесса опрыскивания сорняков и вредителей при краевой обработке поля полидисперсным аэрозолем.

Методы и средства. Применялось устройство к навесному штанговому опрыскивателю растений для краевой обработки поля основным способом опрыскивания сорняков и вредителей с требуемыми размерами и числом капель из воздушно-дисперсной струи, создаваемой осевым вентилятором с гидравлическим приводом и соплом, оснащенным по его образующей щелевыми распылителями жидкости для подачи факеловаспыла в начальный участок струи. На основании разработанной методики получены результаты опрыскивания предметных карточек каплями подкрашенной жидкости, закрепленных в определенном положении, в соответствии с ГОСТ 34630, на планшетах и расположенных перпендикулярно направлению движения опрыскивателя на земле и возвышениях.

Новизна исследований. Впервые предложена аэрозольная технология краевой обработки поля для уничтожения сорняков и вредителей.

Результаты. При использовании на образующей сопла устройства восьми щелевых распылителей LU-015. AD-015 (код цвета – зеленый) число осажденных на поверхности капель на 1 см² на расстоянии от сопла до 15 м удовлетворяет агротехническим требованиям по применению гербицидов, а также инсектицидов и фунгицидов. По высоте расположения карточек на расстоянии 10 м от сопла число капель на 1 см² снижается и в особенности при увеличении высоты их расположения. Крупные капли полидисперсной системы оседают на почву раньше для уничтожения сорняков, а мелкие перемещаются к лесополосе для уничтожения вредителей в основании.

Заключение. Теоретическими расчетами и экспериментально обоснована аэрозольная технология комбинированной краевой обработки поли полезащитных насаждений экологически безопасным для окружающей среды холодным аэрозолем с применением щелевых распылителей жидкости. Выполнение рациональной технологии обеспечивается: скоростью движения технического средства 3 км/ч, шириной опрыскивания 10 м, давлением рабочей жидкости 4 Бар, производительностью 3 га/ч, расходом рабочего раствора 108,8 л/га.