910

УДК 629.331

М. С. Корнилков, В. Г. Юшков – студенты; С. Б. Кучков – научный руководитель, доцент,

ФГБОУ ВО Пермский ГАТУ, г. Пермь, Россия

ЭКСПЛУАТАЦИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО АВТОМОБИЛЯ В ЗИМНИЙ ПЕРИОД

Аннотация. В зимний период владельцы электромобилей сталкиваются с проблемой нехватки заряда аккумуляторной батареи. В данной статье приведены способы повышения запаса хода электромобиля.

Ключевые слова: электромобиль, энергия, отопитель, рекуперация, высоковольтные батареи (ВВБ).

Электромобили становятся частью жизни пермяков. На июль 2021 года в Перми было около 500 электромобилей. На февраль 2022 года количество электромобилей составило 900 автомобилей.

Примером для опыта использования электромобилей послужит Mitsubishi I- miev 2012 года выпуска. Заявленный запас хода составляет 160 км. Запас хода зимой неминуемо снижается. Самое уязвимое место в электромобилях зимой — высоковольтные батареи (ВВБ). Какие проблемы могут возникнуть при эксплуатации заряжаемого авто? Рассмотрим свойства современных литий-ионных аккумуляторов.

Технология литий-ионных батарей позволяет работать при температуре от – 20 до +60 °C и запрещает зарядку при отрицательной температуре. Производители электромобилей указывают, что батареи могут выдержать температуры до –40 °C при хранении. Для работы их необходимо прогреть до –20 °C. Важный момент: когда температура воздуха опускается ниже нуля, при подключении к розетке машина сначала разогревает батарею, а потом приступает к зарядке ВВБ. Из-за этого зимой на зарядку расходуется больше времени и энергии.

Существует несколько способов повысить запас хода электрического автомобиля.

Первый способ - прогревать салон, пока авто подключено к розетке. У большинства электромобилей есть дистанционная связь с владельцем, причём с завода. Включить обогреватель можно за 10–20 минут до выхода. Обогрев возьмет энергию из розетки, а не из аккумулятора, и из-за этого салон разогреется, а аккумулятор будет полностью заряжен.

Второй - Установка дополнительного оборудования. Существуют дизельные отопители для автомобиля, которые подключаются к штатным воздуховодам и позволяют быстро нагревать салон без участия батареи. В Mitsubishi I-miev отопитель ставится в багажник и опускается одно сидение, так как в штатные места воздуховодов нет возможности подключить отопитель. Дизельный отопитель представляет собой компактное, автономное устройство - блок с камерой сгорания, теплообменником, баком для дизельного топлива, а также встроенным контроллером с пультом дистанционного управления. В отопителе предусмотрены управление топливным насосом, контроль свечой накаливания, вентилятором теплообменника, а также температурные сенсоры. Этот способ значительно прогреет салон и сохранит заряд аккумулятора зимой

21

Третий - стиль вождения. Практически во всех электромобилях доступен режим максимальной рекуперации энергии, автомобиль тормозит двигателем, тем самым заряжает сам себя во время торможения. Необходимо меньше допускать пробуксовки колес, по возможности не подниматься в гору.

Четвертый - тепло солнечных лучей. Если электромобиль стоит на солнце целый рабочий день, даже зимой его воздействие будет прогревать батарею и салон, тем самым нужно будет затратить меньше энергии на прогрев батареи и салона соответственно.

Пятый - более высокое давление в шинах. Сопротивление качению меньше, тем самым меньше затрачивается энергии на разгон. В свою очередь рекуперировать энергию автомобиль будет больше, потому что он дольше катится.

Шестой - утепление ВВБ. Система — по всей площади батареи проклеивается пленочный пол. Питание — кабель и вилка выводятся в район зарядного лючка, там вилка с небольшим хвостом кабеля и прячется.

Вывод: для продления запаса хода зимой следует пользоваться способами, приведёнными в этой статье, наиболее эффективными являются утепление высоковольтной батареи и установка автономного отопителя. Правильная эксплуатация электромобилей подходит для пермских зим, а некоторые дополнения дают преимущество перед машинами на ДВС.

Литература 1. Алиев, И.И. Электрические машины / И.И. Алиев. - Вологда: Инфра-Инженерия, 2014.

- 448 c.

2.Ванурин, В.Н. Электрические машины: Учебник / В.Н. Ванурин. - СПб.: Лань, 2016. - 304 c.

3.Брускин, Д.Э. Электрические машины Ч.1. / Д.Э. Брускин, А.Е. Зорохович, В.С. Хвост. - М.: Альянс, 2016. - 319 c.

4.Кацман, М.М. Электрические машины: Учебник / М.М. Кацман. - М.: Academia, 2018.- 96 c.

5.Лобзин, С.А. Электрические машины: Учебник / С.А. Лобзин. - М.: Academia, 2017. - 16 c

УДК 631.171

А.А. Кошкин, В.А. Игошев – студенты; Н.В. Трутнев – научный руководитель, канд. техн. наук, доцент,

ФГБОУ ВО Пермский ГАТУ, г. Пермь, Россия

МЕТОДИКА РАСЧЕТА ПРИВОДА ДИСКОВОГО ДОЗАТОРА

Аннотация. Работа посвящена вопросу совершенствования механизации в кормлении животных сухими и рассыпными концентрированными кормами. В процессе выполнения поставленной задачи был проведен анализ существующих дозаторов комбикормов и предложен дисковый дозатор с описание его рабочего процесса, а также отмечены его преимущества над существующими дозаторами.

Ключевые слова: дозирование, комбикорм, дисковый дозатор.

Введение. В кормоприготовительных линиях и кормораздатчиках широкое применение нашли дозирующие устройства, обеспечивающие отмеривание или взвешивание определенного количества корма. [2]. В кормоприготовительных линиях широко распространены дисковые дозирующие устройства, отличающиеся простотой и надежностью конструкции. Они хорошо дозируют сыпучие кормовые

22

смеси, могут работать в дискретном режиме работы в горизонтальном положе-

нии [3].

Анализ. Используемые в условиях кормоцехов и на фермах хозяйств различные дозирующие устройства имеют целый ряд существенных недостатков: повышенная металло - и энергоемкость, сложность привода. Особое затруднение вызывает дозирование малосыпучих кормовых материалов.

Результат. Для устранения указанных недостатков предлагается использовать дисковый дозатор (рис1.) комбикормов, позволяющий увеличить точность дозирования без снижения подачи дозатора.

Рис.1. Конструктивно-технологическая схема экспериментального дозатора: 1 – дозируемый материал; 2 – бункер; 3 – дозирующий диск с ячейками;

4 – выгрузное окно; 5 – направляющий кожух; 6 - привод

В конструкции дозатора (рис.1.) материал 1 заполняет диск с ячейками 3 в виде усеченного сектора. Диск 3 вращается в горизонтальной плоскости вокруг неподвижной оси. При работе дозатора заполнение ячейки происходит через выпускное отверстие бункера 2 с переменной площадью.

Определим некоторые конструктивные размеры.

Зададимся некоторым радиусом R и количеством ячеек m (рис.2.).

Рис. 2. - Сечение диска при количестве ячеек m=6

Определим r, исходя из того, чтобы этот размер касался окружности, вписанный в сектор, ограниченный углом φ и радиусом R:

для invαw по справочнику Анурьева (Т2, таблица 16, стр. 421 ) [1].

Начальное межосевое расстояние:

(17)

Вывод. Произведены расчёты дискового дозатора рассчитаны: площадь сечения одной ячейки, гидравлический радиус ячейки, расчет мощности на привод дозатора, размер зубчатого зацепления с параметрами.

Литература 1. В.И.Анурьев Справочник конструктора машиностроителя. Том 2. Машиностроение,

2006. – 901 с.

2.Морозков Н.А., Третьяков С.В., Волошин В.А. Система полноценного кормления чернопестрого скота на комплексах по производству молока, обеспечивающая повышение молочной продуктивности и улучшение качества молока. – Пермь, 2015. – 74 с.

3.Сизова Ю. В. Кормление коров по кормовым классам // Вестник НГИЭИ. 2012. №6. С.61-

67.

25

УДК 631.362.3

А.С. Кустов, А.Н. Устюгов – аспиранты; А.А. Циренщиков, В.А. Утробин, Ю.И. Путилов – студенты;

В.Д. Галкин – научный руководитель, профессор, д-р техн. наук, ФГБОУ ВО Пермский ГАТУ, г. Пермь, Россия

СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ И ТЕНДЕНЦИИ СОВЕРШЕНСТВОВАНИЯ МАШИН ДЛЯ ОКОНЧАТЕЛЬНОЙ ОЧИСТКИ СЕМЯН

Аннотация. Рассмотрены технические характеристики машин для очистки малых партий семян в вибропневмоожиженном слое. Изложены результаты опытов, проведенные на экспериментальном образце вибропневмосепаратора ФГБОУ ВО Пермский ГАТУ с целью получения фракции семян с повышенной натурой.

Ключевые слова: очистка вибропневмоожиженный слой, дека, натура семян, режимы.

Введение. Для повышения урожайности сельскохозяйственных культур, необходимо проводить посев высококачественными семенами. Одним из важных показателей качества семян является их удельный вес или натура, характеризующий химический состав, структуру органического вещества и ряд других особенностей, которые в конечном счете дают представление об урожайных качествах посевного материала. Поэтому получение фракции семян с повышенной плотностью, является актуальной задачей [1,2,3].

Цель исследований – обзор технических характеристик машин для очистки семян в вибропневмоожиженном слое и на основе экспериментальных исследований дать оценку работы экспериментального образца машины для разделения семян пшеницы с получением фракции семян с повышенной натурой.

В таблице 1 представлены технические характеристики отечественных и зарубежных машин для очистки малый партий семян [1].

Таблица 1 Технические характеристики пневмосортировальных столов

Из таблицы следует, что имеющиеся технические средства для очистки семян в вибропневмоожиженном слое имеют высокие удельные энергоемкости и металлоемкости.

На кафедре сельскохозяйственных машин и оборудования создан экспериментальный образец машины для разделения семян в вибропневмоожиженном слое

26

[1]. Опыты проведены на экспериментальном образце машины при настроечном значении подачи 2,5 т/ч. Среднее значение объемной массы исходного материала

– семян пшеницы «Каменка» 804 г/дм3. Вибропневмосепаратор имел продольный угол наклона деки 5 градусов, поперечный – 0. Частоту колебаний деки устанавливали 450, 480, 510 1/мин с использованием частотного регулятора. Скорость наклонного воздушного потока изменяли заслонкой вентилятора, а конролировали анемометром.

Оценками опытов служили: объемные массы (натура) семян пшеницы 1 - й и 2 -й фракций, в г/дм3, определяемые литровой пуркой, и их расходные характеристики, потери семян в отходы . По полученным оценкам были построены графические зависимости (Рис.1).

Рис. 1 Влияние частоты колебаний деки на средние значения натуры фракций, их относительное количество по сравнению с натурой исходного материала.

Из рисунка 1 следует, что около 58% семян с наибольшей натурой-817 г/дм3 можно получить при частоте колебаний деки 510 1/мин. Для 1-й фракции, с расходной характеристикой 58 %, натура составляет 817 г/дм3. 2-я фракция с расходной характеристикой 29 %, будет иметь натуру 814 г/дм3. Потери семян в отходы не превышают 13% на этом режиме. В таблице 2 приведены удельные характеристики вибропневмостолов.

Из таблицы следует, что экспериментальная машина по удельной энергоемкости приближается к вибростолу GA31 компании CIMBRIA при меньшей металлоемкости.

27

Вывод. Известные пневмосортировальные столы для очистки малых партий семян имеют высокие удельные энергоемкости и металлоемкости. Экспериментальный образец машины кафедры с.-х машин и оборудования при натуре исходного материала -семян пшеницы 804 г/дм3 позволил выделить около 58% семян с натурой817 г/дм3 и 29 % семян с натурой 814 г/дм3 при частоте колебаний деки 510 1/мин.

Литература

1.Галкин, В.Д. Технологии, машины и агрегаты послеуборочной обработки зерна и подготовкисемян / В.Д.Галкин, А.Д.Галкин Министерство сельского хозяйства Российской Федерации, федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Пермский аграрно-технологический университет имени академика Д.Н. Прянишникова». – Пермь

:ИПЦ «Прокростъ», 2021. – 234с.

2.Галкин В.Д. Оценка работы выбропневмосепараторов усовершенствованной конструкции при очистке семян от низконатурных примесей./В.Д.Галкин, А.А.Хавыев, В.А.Хандриков, К.А.Грубов, С.В.Галкин/ Пермский аграрный вестник: научно-практический журнал. – 2017. - №1(7). - С. 65-72.

3.Галкин А.Д., Галкин В.Д. Машины и оборудование послеуборочной обработки зерна и подготовки семян из влажного комбайнового вороха. Рекомендации, Пермь – 2020, 47с.

УДК 629. 436

И.С. Логинов – студент; В.Д. Коваливнич – научный руководитель, ст. преподаватель,

ФГБОУ ВО Иркутский ГАУ, г. Иркутск, Россия

АНАЛИЗ ВЛИЯНИЯ КОНСТРУКТИВНЫХ ФАКТОРОВ НА РАСХОД ТОПЛИВА ДВС

Аннотация. Опережающее развитие агропромышленного комплекса во многом базируется на современных научных разработках. Одним из основных источников энергии сельскохозяйственного производства являются поршневые двигатели внутреннего сгорания. Важнейшим показателем качества их функционирования является экономичность по топливу. На основе осуществленного обзора литературы проанализировано влияние конструктивных факторов на расход топлива моторов. Уменьшению этого показателя способствуют также аэродинамические характеристики транспортного средства, включая выбор оптимального режима его эксплуатации, в том числе квалификацию водителя.

Ключевые слова: сельскохозяйственное производство, источник энергии, двигатели внутреннего сгорания, расход топлива.

Опережающее развитие агропромышленного комплекса во многом базируется на современные научные разработки [1-4]. Одним из основных источником энергии сельскохозяйственного производства являются поршневые двигатели внутреннего сгорания (ДВС). Важнейшим показателем качества его функционирования является экономичность по топливу.

Она характеризуется такими параметрами как:

-часовой расход топлива Gт, кг/ч. Это относится к тракторам;

-расходом топлива на 100 км (л/100 км). Это применяется для автомобилей;

-удельным эффективным, а также индикаторным расходом топлива qe, г/кВт·ч, qi , г/кВт·ч.

28

Важный оценочный параметр экономичности мотора представляет собой удельный расход топлива. Повышение экономичности осуществляется путем повышения теплоты сгорания топлива Hu, механического (на маховике), в том числе индикаторного (внутри цилиндра) КПД (коэффициент полезного действия). Значение индикаторного КПД увеличивается с помощью совершенствования процесса сгорания, а также уменьшения потерь тепла. Повышение экономичности может быть достигнуто посредством снижения механических потерь.

Ориентировочные значения часового расхода топлива некоторых тракторов приведены в таблице 1. Ориентировочный расход бензина для некоторых автомобилей приведен в таблице 2 [5].

Любое улучшение процесса сгорания, включая снижение потерь тепла, в том числе механических потерь способствует повышению экономичности.

Увеличение размера диаметра цилиндра при оптимальном соотношении S/d ведет к уменьшению относительной поверхности, воспринимающей теплоту, а также способствует повышению величины индикаторного КПД, но является причиной возрастания нагрузок на кривошипно-шатунный механизм.

Таблица 1 Примерные значения расхода топлива для тракторов, кг/ч

Таблица 2

Примерный расход бензина

Расход топлива транспортного средства, а именно удельный расход представляет собой количество израсходованного горючего. Как правило, соотносится к пройденному расстоянию; для техники специального назначения на автомобильной платформе может также определяться как часовой расход топлива. Для сравнения значения удельного расхода топлива некоторых поршневых ДВС приведены в таблице 3.

29

Большое количество элементов конструкции автотранспортного средства коррелируют с расходом топлива. К ним относятся: эффективный силовой агрегат, собственно масса автомобиля, значение коэффициента его аэродинамического сопротивления, величина энергопотребления дополнительного специального оборудования, шины с низким значением сопротивления качению; заканчивая применением масел, имеющих лучшие эксплуатационные характеристики и др. В том числе, одним из значимых составляющих расхода топлива представляет собой торможение мобильного средства: а именно, вся кинетическая энергия перемещения автомобиля, на образование которой (посредством разгона) было затрачено горючее, трансформируется в тепло в процессе торможения, и рассеивается в окружающую среду. Именно это стало причиной разработки гибридных машин, которые используют рекуперацию энергии при осуществлении торможении автомобиля, её возвращение для следующего разгона.

«Агрессивный» стиль вождения тоже коррелирует с расход топлива ма-

шины.

Таким образом, в сторону уменьшения расхода горючего влияют такие факторы как исправное техническое состояние технического средства, а также его аэродинамические показатели, включая выбор оптимального режима эксплуатации, в том числе квалификацию водителя.

Литература

1.Степанов Н.В., Шуханов С.Н. Новая защитная смазка для хранения сельскохозяйственной техники // Известия Нижневолжского агроуниверситетского комплекса: Наука и высшее профессиональное образование. 2019. № 1 (53). С. 352-358.

2.Шуханов С.Н. Аналитическое исследование процесса дозирования торфа бункеромдозатором //Аграрный научный журнал. 2018. № 3. С. 56-57.

3.Шуханов С.Н., Кузьмин А.В., Болоев П.А. Надежность работы машинно-тракторного агрегата // Инженерные технологии и системы. 2020. Т. 30. № 1. С. 8-20.

4.Shukhanov S.N., Kuzmin A.V., Polyakov G.N., Sukhaeva A.R., Kovalivnich V.D. Influence of air temperature on warming up the engine of automotive vehicles // В сборнике: IOP Conference Series: Earth and Environmental Science. Сер. "International Scientific and Practical Conference "Ensuring Sustainable Development in the Context of Agriculture, Green Energy, Ecology and Earth Science" - Green Energy and Earth Science" 2021. С. 052003.

5.Суркин В.И. Основы теории и расчёта автотракторных двигателей. СПб: Лань, 2013. -

304 с.

УДК 621. 43

И.С. Логинов – студент; С.Н. Шуханов – научный руководитель, д-р. техн. наук, профессор,

ФГБОУ ВО Иркутский ГАУ, г. Иркутск, Россия

АНАЛИЗ ПУСКОВЫХ КАЧЕСТВ ПОРШНЕВЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ

Аннотация. Высокопроизводительную работу аграрного сектора страны во многом обеспечивает современное техническое обеспечение, основанное на инновационных научных разработках. Одним из приоритетных направлений в этом аспекте является автотракторная техника, основным источником энергии которой в настоящее время являются поршневые двигатели внутреннего сгорания (ДВС). Важнейшим показателем функционирования ДВС являются его пусковые качества.

30