SCI Библиотека

Проблема и цель. Двигатель является основообразующим компонентом любой машины. Широкое применение двигатели получили в автомобилестроении, а также в сельском хозяйстве и перерабатывающей промышленности. Особое внимание стоит уделить высокопроизводительным двигателям, используемым в современных тракторах и комбайнах. Наряду с этим интерес представляют используемые в машиностроении высокопроизводительные двигатели Д49. Уменьшение эксплуатационных затрат является одной из главных задач, стоящих перед учеными. Не менее значимым является вопрос повышения мощностных характеристик двигателей. Поставленные задачи возможно решить путем модернизации форкамерного зажигания. Целью исследования было изучение процесса воспламенения топливно-воздушной смеси в современных двигателях.

Методология. В эксплуатируемых в настоящий момент двигателях имеет место плохое воспламенение топливно-воздушной смеси; одной из причин этого является не лучшее смесеобразование. Данное обстоятельство приводит к тому, что для взятия мощности, в том числе на переходных режимах работы, в рабочую камеру двигателя подается избыточное количество топлива для получения переобогащенной смеси, чтобы обеспечить наилучшее воспламенение. Это ведет к повышенному расходу топлива при взятии мощности, при этом большая часть топливной смеси выбрасывается вместе с выхлопными газами так и не сгорев. Рассматривая энергию инициации воспламенения топливно-воздушной смеси, стоит отметить ограниченность диапазона, который варьируются в пределах от 0,6 до 1,3 Дж. Для уточнения характеристик современных форкамер, способствующих решению данных проблем, были проведены исследования, направленные на определение скоростных показателей распространения воспламененного газа, а также динамику распределения температурного фронта.

Результаты. Установлено, что среднее значение давления в момент воспламенения в исследуемых форкмерах составляет 30 бар, при этом распределение давления по рабочей камере цилиндра происходит по смоделированным векторным траекториям, создающим вихревое воспламенение топливно-воздушной смеси. За счет внутренней геометрии спроектированных форкамер воспламенение происходит наилучшим образом. Конфигурация форкамеры влияет не только на скорость воспламенения топливно-воздушной смеси, но и на скорость перемещения воспламененного газа. У исследуемых форкамер в момент воспламенения были зафиксированы разные показатели скорости движения газа, что обусловлено разницей геометрий спроектированных форкамер. Скорость воспламенения у форкамеры первой конфигурации менялась от 2500 до 3000 м/с. У форкамеры второй конфигурации значение аналогичного параметра находилось в пределах от 600 до 1700 м/с. Особое внимание стоит уделить также скорости на выходе из соплового канала. Можно отметить, что истечение газа, происходящее вследствие перепада давлений по длине патрубка, может характеризоваться как дозвуковой, так и сверхзвуковой скоростью истечения. В выходном сечении соплового канала форкамеры первой конфигурации значение скорости составило 800 м/с; впоследствии она стала постоянной.. Скорость истечения газа из соплового канала форкамеры второй конфигурации составила 1800 м/с и являлась сверхзвуковой. Исходя из данных, полученных в результате исследований и расчетов, было установлено, что современные двигатели имеют высокие значения воспламенения газовоздушной смеси и значительно превосходят по данному параметру предшествующие аналоги. Данное превосходство стало возможным благодаря конструкции форкамерного зажигания современных двигателей. Модернизация форкамеры, а именно изменение ее геометрической формы, способна качественно улучшить смесеобразование, что, в свою очередь, позволит обеспечить наилучшее воспламенение газовоздушной смеси, увеличить мощность, повысить полноту сжигания газовоздушной смеси, уменьшить выбросы в атмосферу не отработавших газов.

Проблема и цель. Применение современных технологий позволяет качественно улучшить процессы во многих производственных отраслях, в том числе и в агропромышленном комплексе. Модернизация двигателей является наиболее перспективным вектором по совершенствованию наземных транспортно-технологических средств. Особое внимание стоит уделить высокопроизводительным двигателям, способным обеспечить работу оборудования в разных отраслях производства. Повышение мощности является первостепенной задачей, стоящей перед их разработчиками. Стоит также отметить, что неизменно актуальным остается вопрос снижения расхода топлива. В настоящий момент проведены исследования работы форкамер современных двигателей, особое внимание при этом уделялось процессу сгорания топливно-воздушной смеси. Было установлено, что имеет место плохое воспламенение смеси, а также ее перерасход на высоких мощностях работы двигателя. Кроме того, стоит отметить выброс вместе с выхлопными газами 20 % смеси ввиду ее неполного сгорания, обусловленного плохим воспламенением топливно-воздушной смеси. Решением данных проблем может быть модернизация форкамерного зажигания.

Методологоия. Для проектирования новой форкамеры были проведены исследования по уточнению скоростных показателей распространения воспламененной топливной смеси, а также динамики распределения температурного фронта при использовании современных форкамер. Не менее значимым следует считать проведенный для исследуемых форкамер газодинамический расчет. Установлено, что современные двигатели имеют высокие значения воспламенения топливно-воздушной смеси и значительно превосходят по данному параметру предшествующие аналоги. Модернизация форкамеры, а именно изменение ее геометрической формы, способна качественно улучшить воспламенение топливной смеси, увеличить мощность, повысить полноту сжигания топливной смеси, уменьшить выбросы в атмосферу не отработавших газов. Основным отличием представленной в статье форкамеры от современных аналогов является наличие шаровой полости горения, способствующей наилучшему смесеобразованию. Следует отметить, что параметры разгонной полости горения, шаровой полости горения, а также распылителя корректировались, исходя из проведенных расчетов. Для смоделированной форкамеры был проведен расчет распространения давления по периметру рабочей камеры цилиндра в момент впрыска топливно-воздушной смеси. Как и у исследуемых ранее аналогов, было смоделировано распределение температурного фронта, а также определена скорость распределения газа.

Результаты. Было установлено, что оптимальным для разработанной форкамеры является давление 30 бар, которое характеризуется четкими, упорядоченными, векторными траекториями, способствующими наилучшему смесеобразованию. Анализируя приведенные в статье графики, можно отметить первоначальную скорость, которая для всех значений давления различна, она изменялась от 2,100 до 2,700 м/с; наибольшая скорость зафиксирована при давлении 20 бар. При этом на выходе из сопел скорость варьировала от 1400 до 1700 м/с. В результате проведенных расчетов было установлено, что разработанная форкамера позволяет наиболее полно организовать рабочий процесс воспламенения топливно-воздушной смеси за счет наиболее полного рассредоточения давления по всему периметру рабочей камеры, а также, благодаря подобранным углам подачи форкамерного газа, позволит добиться наилучшего смесеобразования и перемешивания воздуха с топливом. Кроме того, в результате полного сгорания поступившей в рабочую камеру топливновоздушной смеси сократится объем выбросов в атмосферу не отработавших газов.

В статье рассматривается влияние динамических свойств технологического модуля на процесс формирования вертикальных колебаний оси колеса при движении по заданной опорной поверхности. В исследовании использовались: математическая модель половины технологического модуля, модель шины. Получены амплитудно-частотные характеристики системы и спектральные плотности по вертикальному перемещению и ускорению оси колеса для четырех комплектаций при изменении параметра, характеризующего динамические свойства технологических модулей. Для анализа зависимостей использовались методы статистической динамики. При увеличении массы технологического модуля с 1429 кг до 3929 кг (для перевода трактора из тягового класса 1,4 в тяговый класс 2 и 3 соответственно), при использовании шин 15,5R38, наблюдается снижение собственной частоты технологического модуля с 24 до 14 рад/с и увеличение максимального значения спектральной плотности с 0,5*10-3 до 4*10-3. При увеличении массы технологического модуля с 2343 кг до 4847 кг (для перевода трактора из тягового класса 3 в тяговый класс 4 и 5 соответственно), при использовании шин 21,3R24, наблюдается снижение собственной частоты колебаний технологического модуля с 18 до 12 рад/с и увеличение максимального значения спектральной плотности с 1,5*10-3 до 6*10-3. Спектральная плотность (характеризующая распределение энергии процесса) вертикальных колебаний опорной поверхности в диапазоне частот (0…5 рад/с.) совпадает с спектральной плотностью оси колеса технологических модулей всех комплектаций.

Цель – получение и анализ статистических характеристик, описывающих динамические свойства технологических модулей при движении по заданной опорной поверхности.

Метод и методология проведения работы. В статье использовались методы математического моделирования и статистической динамики.

Результаты. Получены статистические характеристики, описывающие динамические свойства технологических модулей при движении по заданной опорной поверхности.

Область применения результатов. Полученные результаты целесообразно применять организациям и учреждениям, занимающимся разработкой методов и средств изучения динамики тракторов и автомобилей.

Цель исследования - повышение эффективности использования колёсных энергетических средств путём перераспределения сцепного веса между движителями. Для определения нагрузки, приходящейся на движители (колёса) энергетического средства (трактора), использовалась методика в соответствии с ГОСТ 58656-219 «Техника сельскохозяйственная мобильная. Методы определения воздействия движителей на почву». В качестве прибора для измерения веса, приходящегося на движители энергетического средства, использовалась передвижная весовая лаборатория на базе автомобиля. Повышение сцепного веса за счёт навешивания дополнительных грузов на диски ведущих колёс в условиях Амурской области не представляется возможным из-за слабой несущей способности почвы при проведении полевых работ ввиду специфических условий (наличие мерзлотного основания, выпадение осадков в виде дождя со снегом). На основании проведенных исследований было установлено, что догрузку на ведущие колеса трактора с колёсной формулой 4К2 можно осуществить за счёт частичного перераспределения нагрузки с переднего не ведущего моста на задний ведущий мост с использованием дополнительного устройства. Эксплуатация предлагаемого устройства для перераспределения нагрузки между мостами трактора позволяет увеличить сцепной вес, приходящийся на задние колёса трактора. При работе предлагаемого устройства сцепной вес повысился на 11,4 % за счет снижения нагрузки на передний мост трактора на 2,9 кН. В результате проведенных исследований была получена зависимость, позволяющая определить влияние дополнительно установленного устройства на сцепной вес трактора с колёсной формулой 4К2. Использование предложенной зависимости даёт возможность лучше загрузить трактор с колёсной формулой 4К2, что в конечном итоге позволит повысить эффективность его использования при проведении сельскохозяйственных полевых работ.

Введение. В статье исследуется тракторный парк советских хозяйств Урала в весьма интересный и сложный исторический период. Актуальность темы определяется тем, что именно трактора, наряду с другими сельскохозяйственными механизмами, составляли основу машинного парка советских хозяйств. Последние появились уже в 1917 г. и представляли собой крупные государственные сельскохозяйственные предприятия, будучи второй (после колхозов) основной формой аграрного производства в экономике СССР. Научная новизна работы обеспечивается двумя обстоятельствами: во-первых, поднимаемая в статье проблема на сегодня фактически не исследована, во-вторых, основная часть публикуемых нами архивных материалов из фондов федеральных архивов вводится в научный оборот впервые.

Материалы и методы. Основной источниковой базой исследования являются хранящиеся в Российском государственном архиве экономики (РГАЭ) материалы ЦСУ СССР, что позволило проследить количественную и качественную динамику тракторного парка советских хозяйств (совхозов) Урала в исследуемом периоде. Работа основывается на использовании комплекса методов: общенаучных и специально-научных (историко-генетического, историко-сравнительного, историко-системного).

Результаты исследования. Проведен анализ динамики численности совхозов Урала и числа работников в них в исследуемом десятилетии. Подчеркивается, что в годы Великой Отечественной войны количество совхозов в большинстве регионов и в целом на Урале значительно снизилось из-за передачи основных фондов многих совхозов крупным оборонным предприятиям. Констатируется, что даже к началу исследуемого периода все регионы Урала без исключения так и не смогли восстановить довоенную численность тракторов. Утверждается, что начиная с 1957 г. в сельском хозяйстве на Урале начался процесс значительного расширения совхозного сектора. Одновременно за счет поступления современной техники шло укрепление его тракторного парка.

Обсуждение и заключение. В исследуемом периоде во всех регионах Урала шел процесс насыщения советских хозяйств тракторной техникой. Стремительный рост тракторного парка совхозов был предопределен столь же быстрым ростом тракторостроения в СССР. В результате количество тракторов в совхозах Урала и их суммарная мощность за исследуемое десятилетие увеличились в несколько раз. При этом на протяжении всего десятилетия непрерывно происходило и качественное обновление тракторного парка. Все это позволило значительно увеличить производительность труда в совхозах и способствовало повышению уровня продовольственной безопасности страны.