Том 91, № 4 (2024)

Обоснование. С одной стороны, дизельный двигатель, работающий на жидком топливе нефтяного происхождения, является надежной основой для тракторов и самоходных сельскохозяйственных машин, а с другой стороны реалии современного времени заставляют нас думать и об экологической составляющей этих дизельных двигателей, и, кроме того, не забывать про экономию того самого невозобновляемого нефтяного моторного топлива. С целью снижения антропогенного воздействия на природные экосистемы и оценки дымности отработавших газов тракторного дизеля, работающего на этаноле и рапсовом масле, в работе рассмотрена современная модель образования в нем сажесодержания.

Цель работы — разработка современной модели сажевыделения в тракторном дизеле, работающем на этаноле и рапсовом масле, для оценки дымности отработавших газов и снижения антропогенного воздействия на природные экосистемы.

Материалы и методы. Для моделирования процессов образования и выгорания частиц сажи в тракторном дизеле объем камеры сгорания условно был разделен на несколько зон (показатели сажесодержания в различных зонах складывались), а цикл вычислений уровня дымности отработавших газов включал несколько этапов (определение давления, интегральной и дифференциальной характеристик тепловыделения, осредненной температуры рабочего тела, показателей топливоподачи и скорости испарения топлива, локальных коэффициетов избытка воздуха, состава газов, концентрации продуктов разложения и окисления рапсового масла и этанола, количества частиц сажи, массы дисперсного углерода, скорости перехода частиц в зону выгорания).

Результаты. Разработанная математическая модель позволяет рассчитать концентрацию сажи и основных компонентов газовой смеси в реакционной зоне камеры сгорания и содержание сажи в отработавших газах при различных скоростных и нагрузочных режимах работы тракторного дизеля, получить ценную информацию о динамике протекания основных этапов образования и выгорания сажи в цилиндре при работе тракторного дизеля на этаноле и рапсовом масле. Получены и представлены результаты численного моделирования образования и выгорания сажи в цилиндре тракторного дизеля при работе на дизельном топливе, этаноле и рапсовом масле.

Заключение. На основании разработанной современной модели сажевыделения в тракторном дизеле, работающем на этаноле и рапсовом масле, проведена оценка его дымности отработавших газов, наглядно показывающая снижение в 3,4–3,8 раза в сравнении с работой на дизельном топливе. Представленная методика расчёта сажевыделения тракторного дизеля может быть использована при многозонном моделировании и исследовании таких внутрицилиндровых процессов как тепловыделение, теплообмен и др. Точность вычислений по предложенной модели характеризуется совершенством математических алгоритмов, описывающих скорость испарения топлива, развития топливного факела, определения локальных температур, скорости распространения пламени, локальный состав газов в цилиндре и др.

Обоснование. Аргументировано применение инновационной орошаемой насадки для очистки воздуха в кабинах тракторов малого класса. Последнее позволяет комплексно решить проблему состояния воздушной среды при эксплуатации тракторов в условиях ограниченного воздухообмена.

Цель работы — снижение содержания в воздухе кабины тракторов малого класса вредных веществ.

Методы. Учтены физико-химические процессы, при которых в насадке воздухоохладителя может протекать очистка воздуха кабины от вредных веществ.

Результаты. Созданная для воздухоохладителей кабин указанных тракторов орошаемая насадка дает возможность очистить отработавшие газы от вредных примесей.

Заключение. Насадки регулярной структуры, орошаемые водой с растворенными в ней бикарбонатом натрия и перманганатом калия, позволяют комплексно решить проблему улучшения состояния воздушной среды при эксплуатации тракторов малого класса в условиях ограниченного воздухообмена.

Введение. Предметом исследования является технологический процесс защитного опрыскивания сельскохозяйственных культур комбинированным методом от многолетних сорняков в очагах на поле двумя пневмогидравлическими устройствами со щелевыми распылителями в составе усовершенствованного малогабаритного штангового опрыскивателя.

Цель исследований — разработка технического средства уничтожения очагов многолетних корнеотпрысковых сорняков с вредителями и болезнями в них.

Методы и средства. Применялись разработанные пневмогидравлические устройства к усовершенствованному навесному штанговому опрыскивателю растений для обработки очагов с многолетними сорняками на поле. Химическое опрыскивание традиционным способом и разработанными пневмогидравлическими устройствами с осевыми вентиляторами и электродвигателями 12 В, обеспечивающими распределение капельной жидкости двумя распылителями на поверхности обработки более 4-х м, позволяет совместным применением уменьшить количество вносимых препаратов по сравнению с традиционной технологией и снизить пестицидную нагрузку на культурные растения путем точечного уничтожения очагов с сорняками, вредителями и болезнями. На основании разработанных методик получены результаты опрыскивания поверхности капельной жидкостью с известной дисперсностью при применении щелевых распылителей и контролируемых давлениях жидкости стрелочным манометром при проведении опытов.

Новизна исследований. Впервые предложен комбинированный метод и техническое средство реализации цели исследований для уничтожения очагов многолетних сорняков на поле и распространяемых в них болезней и вредителей сельскохозяйственных культур.

Результаты. При использовании навесного опрыскивателя с двумя ёмкостями для рабочих жидкостей комбинированных растворов гербицидов или в одной из ёмкостей раствора инсектицида и установкой на краях штанги, с традиционным расположением щелевых распылителей, усовершенствованных пневмогидравлических устройств, представлена возможность обеспечения агротехнических требований по применению гербицидов. инсектицидов и фунгицидов. Одновременное воздействие крупных капель гербицидов на сорную растительность и проникновение мелких капель внутрь растений уничтожит очаги корневищных и корнеотпрысковых сорняков с вредителями и болезнями для обеспечения благоприятных условий производства с/х культур.

Заключение. Экспериментально обоснован комбинированный метод и техническое средство химической обработки многолетней сорной растительности с вредителями и болезнями для создания благоприятных условий производства культурных растений. Выполнение условий обеспечивается оснащением навесного опрыскивателя двумя емкостями, насосами для подачи жидкости по шлангам к щелевым распылителям, установкой на краях штанги пневмогидравлических распылителей жидкости. Распылители рабочей жидкости обеспечивают ширину опрыскивания более 4 м с учетом размеров очагов, а также опрыскивание недоступных участков традиционными техническими средствами. Эффективность разработанного комбинированного защитного опрыскивания сельскохозяйственных культур от многолетних сорняков и вредителей техническим средством его осуществления заключается в экономии дорогостоящих гербицидов и инсектицидов до 70% в более поздние сроки их вегетации (при их разрастании по площади поля) по сравнению с вынужденным сплошном внесении гербицида по всей площади поля.

Обоснование. Со временем развития технологий применение комбинированных машин и агрегатов стало всё более востребованным. Из многочисленных исследований, которые проводились на протяжении эксплуатации машин данного типа, можно заметить, что затраты сырья и финансов значительно сократились.

Цель работы — совершенствование рабочих схем многофункционального почвообрабатывающего посевного агрегата для более оптимального комбинирования конструктивных схем и параметров его пользования.

Методы. Исследователи конструируют машины за счет смены рабочих органов, спроектированных в виде схем в модули, выполняющих различного вида операции опираясь на условия работы. Благодаря такому способу, формируются наборы отдельных рабочих органов и комбинаций для любого вида условий (почвы, климата и др.)

Помимо достоинств данная система имеет ряд недостатков. Одним из таковых является то, что на заводах-изготовителях модули, которые входят в состав начальной базы самого агрегата не могут сразу адаптироваться к внешним параметрам среды и экономическим условиям производства. Сложно выбрать необходимые параметры, которые будут нести минимальные потери и смогут подстроить агрегат под нужный режим работы.

В качестве объекта исследования установили устройства и производственные процессы, основная задача которых — это выполнение почвообрабатывающих и посевных работ.

Практическая ценность данного исследования — создание алгоритма, который способен на структурирование анализа и синтеза конструктивной системы почвообрабатывающе-посевного агрегата для нахождения рабочих звеньев для разного вида функций агрегата [1].

Результаты. При изучении исследований Вилде, который охарактеризовал комбинированные агрегаты, а также работ Рунчева, который определил генерализацию комбинированных машин, была разработана актуальная типология сельскохозяйственных машин [2]. В данной типологии одной из самых важных характеристик является многофункциональность, которая сложилась из нужды в универсальности агрегатов и составлении комбинаций из нескольких агрегатов.

Заключение. В результате исследования определили, при какой скорости агрегата система является сбалансированной.

Обоснование. Производительность одноковшовых гидравлических экскаваторов влияет на многие сферы деятельности. Этот параметр машины во многом зависит от объёма перемещаемого материала. Однако силы сопротивления на ковше не позволяют устанавливать на экскаватор ковши больших объёмов.

Цель работы. В работе рассматривается конструкция ковша, при внедрении которого в грунт, сопротивление копанию сокращается. Необходимо провести проверку данного утверждения.

Методы. Для этого рассматривается процесс внедрения рассматриваемого ковша в твёрдую сухую глину. Этот грунт труднее всего поддаётся разработке. Так как в этом грунте отсутствует вязкость, для описания процесса используются уравнения пространственных задач теории упругости. Принимается ряд допущений и решается система дифференциальных уравнений, описывающих напряжения в грунте.

Результаты. Итогом решения является полученная зависимость для определения нормального давления от грунта в процессе его разрушения, что позволяет определить общую силу сопротивления копанию. Далее приводится описание исходных параметров грунта и ковша предлагаемой конструкции, спроектированного для экскаватора на базе трактора ЮМЗ. Проводится подстановка исходных параметров в полученное решение.

Заключение. Полученное значение силы сопротивления копанию существенно ниже силы, которую приходится преодолевать гидроприводу стандартного экскаватора.

Введение. Проектирование климатической системы кабины комбайна — сложный и многоэтапный процесс, включающий в себя комплекс задач. Для их решения инженер-конструктор должен обладать знаниями и навыками в различных областях, начиная с теплотехнических расчетов и заканчивая методиками проведения экспериментальных исследований и компьютерным моделированием, на что требуется большое количество интеллектуальных и временных ресурсов. Поэтому задача создания унифицированной методологии проектирования климатической системы кабины комбайна является весьма актуальной.

Цель исследования. Целью настоящей работы является разработка климатической системы для унифицированной кабины зерноуборочного и кормоуборочного комбайна. Проектируемая климатическая система предназначена для создания комфортного микроклимата в кабине комбайна для 2-х человек в условиях летнего и зимнего режима эксплуатации.

Материалы и методы. Рассматривается методология расчета и выбора климатической системы кабины комбайна, включающая в себя разработку методики инженерных расчетов и математическое моделирование термодинамических и вентиляционных процессов в кабине.

Результаты. Определены основные параметры: теплопритоки и теплопотери для кабины зерноуборочного и кормоуборочного комбайна, которые составили 2,8 и 2,2 кВт для зерноуборочного комбайна; 2,9 и 2,35 кВт для кормоуборочного комбайна; необходимый расход воздуха, подаваемый в кабину для обеспечения комфортной температуры — 740 м³/ч; процент рециркуляции воздуха из условий отсутствия запотевания и создания избыточного давления в кабине — 75%; холодо- и теплопроизводительность климатической системы с учетом условий эксплуатации комбайна — 7,8 и 6,3 кВт соответственно. Осуществлен подбор основного оборудования климатической системы для унифицированной кабины для нового семейства унифицированных кабин комбайнов — испаритель-отопитель BUHLER 1000 MFWD; компрессор Valeo TM16.

Заключение. Спроектированная в соответствии с представленной методикой климатическая система позволит обеспечить комфортную температуру воздуха в кабине в пределах 22–24 °С при различных режимах эксплуатации комбайна в различных регионах. Кроме того, параметры климатической системы исключат запотевание стекол кабины и за счет созданного избыточного давления — проникновение внутрь запыленного воздуха.

Обоснование. Представлены результаты исследования, проведённого с целью повышения срока хранения жмыха подсолнечного посредством обоснования оптимальных режимных параметров озонатора в линии для его получения. Выполнены исследования процесса обработки жмыха подсолнечного озоно-воздушной смесью при оптимальных режимных параметрах, как её концентрация, продолжительность его обработки и напряженность высокочастотного поля.

Цель работы — повышение длительного хранения белкового корма за счет совершенствования основных конструктивных параметров устройства для его получения.

Материалы и методы. В результате проведенных теоретических исследований была разработана технологическая линия получения белкового корма по патенту на изобретение РФ № 2706188. Для определения оптимальных режимных параметров устройства в линии получения жмыха подсолнечного, которые влияют на срок его хранения использовали теорию планирования эксперимента.

Результаты. Получено уравнение регрессии в кодированных значениях, характеризующее влияние концентрации озоно-воздушной смеси, продолжительности его обработки и напряженности высокочастотного поля на срок его хранения. Выполнен анализ полученной математической модели процесса его обработки.

Заключение. Экспериментальные исследования разработанной линии для получения жмыха подсолнечного с контролем качества его обработки озоно-воздушной смесью показали, что срок его хранения зависит от ее концентрации и продолжительности его обработки, а также от напряженности высокочастотного поля. При этом с уменьшением ее концентрации продолжительность его обработки и напряженность высокочастотного поля при его обработке увеличиваются. В области низкой концентрации, повышенной продолжительности до 120 с и напряженности до 15250 В/м срок хранения жмыха увеличивается. Обрабатывать жмых подсолнечный смесью для увеличения срока его хранения с 3 до 5,45 месяца согласно ГОСТ 80-96 в разработанной линии по патенту РФ №2706188 рационально при концентрации её 23,03 мг/м³, продолжительности обработки его 134 с и напряженности высокочастотного поля 17374 В/м.

Обоснование. Отличительной особенностью представленного опрыскивателя является возможность более эффективного проникновения рабочего раствора на средние и нижние ярусы сорных растений, а также на нижнюю (абаксиальную) сторону листа. Это обеспечивается использованием воздушно-жидкостной струи, что значительно повышает эффективность применяемого химического метода борьбы с сорняками.

Цель исследования — анализ воздействия воздушной струи на процесс осаждения химических препаратов на поверхности листьев сорных растений. Учитывается проникновение препарата в средние и нижние ярусы растений, так и осаждение на адаксиальной и абаксиальной стороне листьев.

Методы и средства. Для борьбы с нежелательной растительностью применялось специальное устройство, использовавшееся при полевых исследованиях без воздушной поддержки, так и с ее использованием. При помощи разработанной методики проведено опрыскивание на индикаторных карточках, закреплённых на верхних, средних и нижних ярусах растений, а также на абаксиальной и адаксиальной поверхностях.

Результаты и обсуждение. Впервые для борьбы с сорной растительностью на виноградниках была предложена инновационная технология, основанная на использовании гибкого воздухораспределительного рукава в составе гербицидникового опрыскивателя. Этот рукав обеспечивает точную подачу воздушного потока от вентилятора в зону опрыскивания рабочей жидкости. Результатом такого воздушно-жидкостного потока является улучшенная эффективность и монодисперсность капель гербицидов, что, в свою очередь, обеспечивает равномерное покрытие нижних ярусов и абаксиальной поверхности листьев сорных растений. Предложенное новаторское решение открывает новые перспективы в борьбе с нежелательной растительностью на виноградниках.

Заключение. Практическая ценность предложенной технологии борьбы с сорной растительностью заключается в увеличении качества выполнения технологической операции за счёт принудительного осаждения рабочего раствора.