СЕВЕРО-КАЗАХСТАНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ИМЕНИ М.КОЗЫБАЕВА
M.KOZYBAYEV
NORTH KAZAKHSTAN STATE UNIVERSITY
ХАБАРШЫ
Техникалық сериясы
ВЕСТНИК
Серия техническая
BULLETIN
Technical series
№ 4 (33)
Петропавл 2016
Вестник Северо-Казахстанского государственного университета им. М.Козыбаева
Вulletin of M.Kozybayev North-Kazakhstan State University
Басылымы ІV (ХХХІIІ) Выпуск ІV (ХХХІIІ) Volume ІV (ХХХІIІ) Жылына 4 рет басылып шығарылады Выходит 4 раза в год Published 4 times a year
Редакционная коллегия серии:
Омирбаев С.М.,ректор, д.э.н., профессор - главный редактор.
Ивель В.П., д.т.н., профессор - заместитель гл. редактора.
Члены коллегии:
Демьяненко А.В. - к.т.н.;
Косых А.В. - д.т.н., профессор (Россия);
Попов А.Ю. - д.т.н., профессор (Россия);
Машеков С.А. - д.т.н., профессор (Казахстан, КазНИТУ им.К.И.Сагпаева);
Кошеков К.Т. - д.т.н., доцент;
Савинкин В.В. - к.т.н.;
Dr.-Ing. Arnold Sterenharz, Managing Director, EСМ space technologies GmbH, Berlin (Германия);
Кузнецова В.Н. - д.т.н., доцент ФГБОУ ВО «Сибирская государственная автомобильно-дорожная академия (СибАДИ)» (Россия, г.Омск).
М.Қозыбаев атындағы Солтүстiк Қазақстан мемлекеттiк университетiнiң хабаршысы / Вестник Северо-Казахстанского государственного университета им. М.Козыбаева / Bulletin of M.Kozybayev North Kazakhstan State University.
Выпуск №4(33). - Петропавловск: СКГУ им. М.Козыбаева, 2016. – 162 с.
© Северо-Казахстанский государственный университет им. М.Козыбаева, 2016, г. Петропавловск
Абильмажинова А.С. (магистрант, СКГУ им. М.Козыбаева, г. Петропавловск), Томашец А.К. (профессор, к.т.н., СКГУ им. М.Козыбаева,
г. Петропавловск) Качество моторного масла как фактор обеспечивающий снижение потерь энергии на трение………..…….. 6 Абдураимов Е.К. (студенттер, М.Қозыбаев атындағы СҚМУ, қ. Петропавл), Екентай І.М. (студенттер, М.Қозыбаев атындағы СҚМУ, қ. Петропавл) Газ – дизельді қондырғының сығылған табиғи газбен жұмыс істеуі... 9 Абраменков Д.Э. (д.т.н., профессор, заведующий кафедрой «Здания, строительные конструкции и материалы», ФГБОУ ВО Сибирский государственный университет путей сообщения, г.Новосибирск, РФ), Абраменков Э.А. (д.т.н., профессор, кафедра «Строительные машины автоматика и электротехника» ФГБОУ ВО Новосибирский государственный архитектурно-строительный университет, г.Новосибирск, РФ), Савинкин В.В. (доцент, к.т.н., заведующий кафедрой «Транспорт и машиностроение»
РГП ПХВ СКГУ им. М.Козыбаева, г. Петропавловск, РК) Воздухораспределительные системы и перспективы применения дроссельных пневмоударных механизмов и перспективы их применения в машинах нового
поколения на их основе………. 11
Адильбеков А.Е. (магистрант, СКГУ им. М.Козыбаева, г. Петропавловск), Кошеков К.Т. (профессор, д.т.н., СКГУ им. М.Козыбаева, г. Петропавловск) Вибродиагностика насосного оборудования………..……. 21 Айтулина А.М. ( аға-оқытушы, М.Қозыбаев атындағы СҚМУ, қ. Петропавл), Кожахметова Д.Е. (студент М.Қозыбаев атындағы СҚМУ, қ. Петропавл), Секенов Е.Е. (студент М.Қозыбаев атындағы СҚМУ,, қ. Петропавл) Мобильдік байланыс желілерінің болашағы………..……. 25 Голодова И.В. (доцент, к.х.н., СКГУ им. М.Козыбаева, г. Петропавловск) Исследование многокомпонентных систем, содержащих 3-d элементы методом фирордта с привлечением большого числа аналитических длин волн………. 29 Демьяненко А.В. (декан, к.т.н., СКГУ им. М.Козыбаева, г. Петропавловск), Исаева И.Н. (докторант, КазНИТУ им. К. Сатпаева, г.Алматы), Ахметова Д.А. (магистрант, СКГУ им. М.Козыбаева, г. Петропавловск) Исследование искусственного отражателя типа «Пропил» в тонкостенной стальной пластине методом ультразвуковой дефектоскопии……… 37 Demyanenko A.V. (Dean of Engineering and Technology Faculty, NKZU named after M. Kozybaev) Internet of things and operator training simulators……….. 48 Зорин А.Ю. (студент СКГУ им. М.Козыбаева, г. Петропавловск) Анализ преимущества применения композитных опор………..…… 51 Ивель В.П. (профессор, д.т.н., СКГУ им. М.Козыбаева, г. Петропавловск), Герасимова Ю.В. (доцент, к.т.н., СКГУ им. М.Козыбаева, г. Петропавловск) Принципы построения цифро-аналоговых преобразователей для многопараметрических систем управления на базе платформы ARDUINO
MEGA 2560………..……..……… 58
Ивель В.П. (профессор, д.т.н., СКГУ им. М.Козыбаева, г. Петропавловск), Герасимова Ю.В. (доцент, к.т.н., СКГУ им. М.Козыбаева, г. Петропавловск), Сыздыков Д.Т. (магистрант, СКГУ им. М.Козыбаева, г. Петропавловск) Моделирование многопараметрической системы управления электрохимическим формообразованием на базе платформы ARDUINO MEGA 2560 в реальном формате времени………..……… 62
Иманбаева А.К. (магистрант, СКГУ им. М.Козыбаева, г. Петропавловск), Кошеков К.Т. (профессор, д.т.н., Северо-Казахстанский государственный университет им. М.Козыбаева, г. Петропавловск) Интернет вещей (IOT): Обзор
и архитектура………. 71
Кашевкин А.А. (докторант, СКГУ им. М.Козыбаева, г. Петропавловск), Кошеков К.Т. (профессор, д.т.н., СКГУ им. М.Козыбаева, г. Петропавловск) Позиционирование датчиков в беспроводной сенсорной сети………. 74 Қазкенов А.Б. (студенттер, М.Қозыбаев атындағы СҚМУ, қ. Петропавл)Газ-
3307 жүк автокөлігін ауыл жағдайына тиімді етуіп жасау... 77 Курмашев И.Г. (декан ФИТ, к.т.н., СКГУ им. М.Козыбаева, г. Петропавловск) Метод спектрального анализа «Две цели пяти импульсов»………. 79 Латыпов С.И. (докторант, СКГУ им. М.Козыбаева, г. Петропавловск), Зыкова Н.В. (старший преподаватель, СКГУ им. М.Козыбаева, г. Петропавловск) Доработка автомобильной системы отопления……….. 84 Латыпов С.И. (докторант, СКГУ им. М.Козыбаева, г. Петропавловск), Калантаевская Н.И. (докторант, СКГУ им. М.Козыбаева, г. Петропавловск) Исследование акустических свойств проводников, подвергаемых образованию
наледи………...………..………. 87
Максименко Е.В. (преподаватель, СКГУ им. М.Козыбаева, г. Петропавловск), Гриппе Р.А. (студент, СКГУ им. М.Козыбаева, г. Петропавловск) Повышение компетенции программирования микроконтроллеров при использовании отладочной платы ARDUINO NANO………..…… 90 Мокшин Д.С. (магистрант, СКГУ им. М.Козыбаева, г. Петропавловск), Емелин Р.Е. (студент, СКГУ им. М.Козыбаева, г. Петропавловск), Поляков В.В. (профессор, д.х.н., СКГУ им. М.Козыбаева, г. Петропавловск) Технология получения лекарственных фитопленок на основе экстракта таволги
вязолистной………. 94
Петров П.А. (докторант, СКГУ им. М.Козыбаева, г. Петропавловск) Коммуникация отладочной платы ARDUINO MEGA 2560 с программным
обеспечением MATLAB………..……….. 98
Полищук Н.Ю. (старший преподаватель, СКГУ им. М.Козыбаева, г. Петропавловск) Реализация ландшафтно-планировочных принципов
пассивного здания в курсовом проектировании……… 104 Савинкин В.В. (доцент, к.т.н., СКГУ им. М.Козыбаева, г. Петропавловск),
Карамгужинова А.Е. (преподаватель, СКГУ им. М.Козыбаева, г. Петропавловск) Исследование основных параметров одноковшового
экскаватора………. 107
Савинкин В.В. (доцент, к.т.н., СКГУ им. М.Козыбаева, г. Петропавловск), Ратушная Т.Ю. (докторант PhD, СКГУ им. М.Козыбаева, г. Петропавловск) Математическое описание основных факторов, повышения газо-динамической
нагрузки турбины ТЭЦ……… 114
1Савенкова И.В., 2Морозова А., 2Лысенко И. (1кандидат сельскохозяйственных наук, доцент, 2студентки 4 курса специальности 5В080700 Лесные ресурсы и лесоводство, СКГУ им. М.Козыбаева) Эффективность технических характеристик гард при защите леса от вредителей в условиях лесостепной зоны Северного Казахстана………..……….. 118
клиника UreLex») База практик для обучающихся, на основе вычислительной техники под управлением системы LINUX с удаленным доступом………. 123 Сейдуллахан О.А. (студеттер, М.Қозыбаев атындағы СҚМУ, қ. Петропавл), Ақылбек О.М. (студеттер, М.Қозыбаев атындағы СҚМУ, қ. Петропавл)Іштен жану қозғалтықштарының ерекшеліктеріне, түрлеріне, тарихына шолу және жалпы сипаттама... 128 Силин А.Д. (студент, СКГУ им. М.Козыбаева, г. Петропавловск) Разработка перьевого плоттера векторного типа на основе отладочной платы ARDUINO
UNO………..……….. 131
Солодовник А.А., Нурмагамбетова Г.Б. (доцент, кандидат физико- математических наук, СКГУ им. М.Козыбаева, магистрант, СКГУ им.
М.Козыбаева) Широтные границы глобального поля МСО по данным спутникового мониторинга………..……… 136 Толстогузов А.Б.1,2, Fu D.J. 3, Teodoro O.M.N.D.1 (1 Centre for Physics and Technological Research (CeFITec), Dept. de Física da Faculdade de Ciências e Tecnologia (FCT), Universidade Nova de Lisboa, 2829-516 Caparica, Portugal,
2Рязанский государственный радиотехнический университет, Гагарина 59/1, 390005 Рязань, Российская Федерация, 3 Key Laboratory of Artificial Micro- and Nano-Materials of Ministry of Education and Accelerator Laboratory, School of Physics and Technology, Wuhan University, 430072 Wuhan, China) Источники ионов на основе современных ионно-проводящих материалов для модификации поверхности и аэрокосмического применения... 143 Усеинов Б.М., Жумабаева С.К., Яловенко В.В. (к.ф.-м.н., доцент, магистранты, СКГУ им. М.Козыбаева) Исследование параметров плазменного фокуса в управляемом термоядерном реакторе на базе импульсного коаксиального ускорителя………..………. 147 Чашев И.А., Островной К.А. (СКГУ им. М.Козыбаева) Усовершенствование технологии получения и строительства грунтовых покрытий……… 152 Шакирова М.А. (старший преподаватель, СКГУ им. М.Козыбаева), Сеитова
А.Т. (магистрант, СКГУ им. М.Козыбаева), Ломов А. (студент, СКГУ им. М.Козыбаева) Композиционные материалы в машиностроении……….. 155 Шияпова А.С. (студентка СКГУ им. М.Козыбаева, г. Петропавловск) Расчет усилителя переменного напряжения на основе неинвертирующего операционного усилителя………..……….. 159
УДК 629.5.063
КАЧЕСТВО МОТОРНОГО МАСЛА КАК ФАКТОР ОБЕСПЕЧИВАЮЩИЙ СНИЖЕНИЕ ПОТЕРЬ ЭНЕРГИИ НА ТРЕНИЕ
Абильмажинова А.С.
(магистрант, СКГУ им. М.Козыбаева, г. Петропавловск) Томашец А.К.
(профессор, к.т.н., СКГУ им. М.Козыбаева, г. Петропавловск)
Аннотация
В статье рассматривается влияние трения на работу двигателя внутреннего сгорания и качество моторного масла как фактор обеспечивающий уменьшение износа деталей и снижение потерь энергии на трение.
Аңдатпа
Бұл мақалада іштен жану қозғалтқышындағы үйкеліс мәселесі және мотор майының сапасы бөлшектердің тозуы мен энергияның шығынын азайту факторы ретінде қаралған.
Abstract
The article considers the effect of friction on the operation of the internal combustion engine and the quality of motor oil as a factor ensuring reduction of it is wear and reducing energy loses due to friction.
Трение возникает, когда тела, перемещающиеся относительно друг друга, соприкасаются своими внешними поверхностями или когда элементы структуры тела перемещаются относительно друг друга. Сегодня, когда повышаются нагрузки и скорости в механизмах и узлах, трудно переоценить роль трения.
Поэтому приходится устраивать многочисленные мероприятия для преодоления трения. Нам известно, что энергия никуда не исчезает, а переходит из одного вида в другой. Поэтому при внешнем и внутреннем трении всегда происходит преобразование механической энергии в тепловую.
У современного автомобиля 20…25% мощности вырабатываемой двигателем, расходуется на преодоление трения и разрушение материалов. Их уровень во многом определяет эффективность в работе, а также материальные и энергетические затраты.
Двигатель внутреннего сгорания являются сердцем автомобиля, а трение наносит вред на работу двигателя, поэтомунужно найти способы снизить трение, что увеличит эффективность используемого топлива, которое является по большой части продуктом переработки нефти, невосполнимого природного ресурса.
Следовательно, снижение потерь на трение приведет к экономии энергии, а значит к повышению топливной экономичности автомобилей за счет триботехники.
Понятно, что совсем «убрать» трение из двигателя невозможно. Более того, даже значительно снизить его величину оказывается достаточно проблематично.
Поэтому, в настоящее время важными проблемами являются создание композитных материалов, ничем не уступающих металлам, и поиск новых видов топлив и смазочных материалов.
Величина потерь на трение в парах поршневые кольца и поршень - цилиндры - около 67% общих потерь, подшипники коленчатого вала - коленчатый вал - около 25%, ГРМ - около 8%.
Работа газов в ДВС дают индикаторную мощность в двигателе, а мощность, снимаемая с коленчатого вала дает эффективную мощность, которая движет автомобиль. Эффективная мощность меньше индикаторной мощности на мощность механических потерь. Мощность механических потерь складывается из мощности на трения и мощности привода вспомогательных механизмов (приводы вентилятора, масляного насоса, насоса охлаждения ит.д.). Теперь рассматриваем из чего складывается потеря энергии на трения.
На трение основное влияние оказывают нагрузочный, скоростной, температурный режимы и характер смазки.
Один из важных факторов качество смазочных материалов. Смазочное масло должно обеспечивать уменьшение износа деталей и снижение потерь энергии на трение.
Трение может происходить без смазочного материала, со смазочным материалом и приграничной смазке. Наименьшие затраты на трение и на минимальные износы деталей обеспечиваются при жидкостной смазке. При этом поверхности деталей не вступают в контакт и потери на трение определяются вязкостью масла. [1, с. 4-5]
Вязкость — одно из важнейших свойств масла, имеющее многостороннее эксплуатационное значение. [2, с. 72]
Масло с чрезмерно низкой вязкостью легко выдавливается из зазоров между деталями, что ведет к повышенному износу механизмов и увеличению расхода смазочного материала. При слишком высокой вязкости, с одной стороны, затрудняется подача масла в зазоры, следствием чего также является интенсивный износ механизмов, а с другой стороны, возрастает расход энергии на отно- сительное перемещение смазанных или погруженных в масляную ванну деталей.
Поэтому вязкостные свойства моторных масел определяются в стандартах значениями вязкостипри 100 и 0°С (а для некоторых масел при —18°С) и индексом вязкости (ИВ), т.е. интенсивностью изменения вязкости с повышением или понижением температуры.
Увеличение вязкости масла с понижением температуры обусловливает значительные трудности при эксплуатации автомобилей, особенно в зимнее время, усложняя пуск двигателей.
Надежный пуск карбюраторных двигателей осуществляется при частоте вращения коленчатого вала 35...50 об/мин (при температуре окружающего воздуха —10... +20 °С), а дизельных двигателей с различным способом смесеобразования — при средней частоте вращения 100...200 об/мин (при температуре до 0°С).
Индекс вязкости автомобильных масел должен быть не менее 90.
Для получения масел с хорошими вязкостно-температурными свойствами в базовые маловязкие масла (с вязкостью при 100°С менее 5 мм2/с) добавляют 3...4
% вязкостных присадок, например полиизобутилена. Полученные, таким образом, масла называемые загущенными, обладают высоким ИВ (115... 140).
Загущенные масла имеют значительно лучшие низкотемпературные свойства, что особенно важно при пуске двигателей в холодное время и для снижения пусковых износов. Использование для автомобильных двигателей загущенных внесезонных масел, обеспечивающих надежную ихработу, дает
существенный технико-экономический эффект: на 3...7 % повышается мощность двигателя, а также снижаются механические потери на трение. [2, с. 72-73]
Условия работы моторных масел в ДВС предъявляет ряд требований к ним:
1. Масло должно обладать достаточной вязкостью для образования масляного клина, обеспечивающего жидкостное трение в парах трения, а также иметь демпфирующие свойства.
2. При повышении температуры масла вязкость не должна уменьшаться.
3. Масло должно создавать на поверхности деталей двигателя адсорбированную пленку, способную противостоять действующим в ДВС нагрузкам без разрушения и противодействующую отложениям кокса и смол.
4. В составе масла должны быть присадки, предотвращающие возникновение на поверхностях трущихся деталей процессов повреждаемости.
Моторные масла должны в минимальной степени испаряться, окисляться, разлагаться, полимеризоваться под действием высоких температур и каталитического действия металлов в ДВС.
5. Масла и образующиеся при его работе продукты не должны вызывать коррозию деталей.
6. В процессе работы масло не должно вступать в реакцию с продуктами сгорания, пениться, эмульгироваться с водой, а также образовывать в своем составе шламы.
7. Масла должны предотвращать отложение и быть способными растворять и смывать с поверхности деталей смолистые и углистые отложения, продукты износа и лаки.
8. Масла не должны содержать в своем составе механических примесей и воды.
9. Моторное масло и продукты его разложения и окисления в ДВС не должны быть токсичными и наносить ущерб окружающей среде.
10. Изменение характеристик моторных масел в процессе эксплуатации должно быть минимальным, а срок службы в двигателе по возможности максимальным.
Этим требованиям отвечают нефтяные масла, получаемые при переработке нефти. Автомобильные двигатели отличаются друг от друга степенью сжатия, частотой вращения коленчатого вала и другими параметрами, для их смазки должны применяться и соответствующие масла, удовлетворяющие определенным требованиям. Сегодня нефтеперерабатывающая промышленность выпускает масла для малофорсированных двигателей с относительно небольшой частотой вращения коленчатого вала и небольшой мощностью, приходящейся на единицу массы, такое масло обозначается индексом Б (группа Б); среднефорсированных двигателей – индексом В (группа В); высокофорсированных двигателей, у которых высокая частота вращения коленчатого вала (больше 2000 об/мин) и большая мощность, приходящаяся на единицу массы, – индексом Г (группа Г). В каждой группе предусмотрен выпуск масел двух типов: для карбюраторных двигателей с индексом 1 и дизельных – с индексом 2. Масла, не имеющие цифрового индекса, являются универсальными и могут использоваться как в карбюраторных, так и в дизельных двигателях.
Разнообразие конструкций, рабочих процессов, условий эксплуатации предъявляют высокие требования к моторным маслам. Современные моторные масла в большинстве удовлетворяют эти требования. Это достигается высоким качеством основы масел и введением в них разнообразных присадок. Присадки в
виде гелей, порошков и текучих жидкостей в небольшом количестве добавляются в смазки с различными целями, подразумевающими уменьшение трения.
Присадки лишь помогают уменьшить трение, то есть главной их функцией не снижение трения, а устранение проблем, которые вызывают его увеличение.
Масло с течением времени при работе двигателя подвергается усиленному термическому и атмосферному разложению, приводящему к ухудшению его смазочных свойств. Оно загрязняется металлическими продуктами износа, нагаром, лаковыми отложениями, окалиной, абразивными частицами, в него попадают топливо и вода. Конечно, в процессе эксплуатации двигателя масло подвергается очистке с помощью масляных фильтров, что способствует продлению срока его службы, но периодически его следует менять.
Литература:
1. Григорьев М.А., Первушин А.Н., Коган Б.М. Снижение трения и износа в агрегатах автомобилей за счет достижений триботехники. ЦНИИТЭИ автопром, 1987. – С. 4-5.
2. КириченкоН.Б.Автомобильные эксплуатационные материалы: Учеб. пособие для сред.
проф. образования М.: Издательский центр «Академия», 2012. – С. 72-73.
УДК 629.113
ГАЗ – ДИЗЕЛЬДІ ҚОНДЫРҒЫНЫҢ СЫҒЫЛҒАН ТАБИҒИ ГАЗБЕН ЖҰМЫС ІСТЕУІ
Абдураимов Е.К.
(студенттер, М.Қозыбаев атындағы СҚМУ, қ. Петропавл) Екентай І.М.
(студенттер, М.Қозыбаев атындағы СҚМУ, қ. Петропавл)
Аңдатпа
Бұл мақалада автомобильдердің қоршаған ортаға, адам денсаулығына әсері қарастырылады.
Автомобильдерден шығатын зиянды, улы заттардың мөлшерін азайту мәселелері көрсетілген.
Аннотация
В статье рассматриваются вопросы касающиеся воздействие вредных веществ на окружающую среду отработанных газов из автомобилей. А также проблемы уменьшения их количества.
Abstract
The article questions relating to the impact of harmful substances of exhaust gases from cars. And also the problem of reducing their number.
Қазіргі таңда бүкіл әлемді ойландыратын жағдай, экологияның ластануы болып табылады. Экологияның ластануына негіз болатын жағдайдың бірі, ол әрине автомобильдерден шығатын улы газдар.
Біз экологияны қалай сақтаймыз?
Біз бұл сұраққа өз ойымызды білдіре кетейік.
Қазіргі кезде автомобильдерден шығатын улы газдар табиғатқа кесірін тигізбей қоймайтыны рас.
Ауаның ластануының негізгі себебі, жанармайдың толық және біркелкі жанбауынан болады. Автомобильдің қозғалуына жанармайдың бар болғаны 15%- ын ғана жұмсайды, ал қалған 85%-ын ауаға шығарады. Бұл шығарылған улы газдар адам өміріне кесірін тигізбей қоймайды. Автомобиль дыбыс басқышынан бір қарағанда ешқандай зияны жоқ сияқты көгілдір түтін түрінде шығып жатқан улы газ және азод оксиді бас ауруы, шаршау, тітіркенгіштік, төмен еңбек қабілеттілігінің негізгі себептерінің бірі болып табылады.
Жанармай мен табиғи газды салыстыра кетсек.
Жанармайдың табиғи газдан артықшылығы, ол автомобильдің жүріс қуатының көптігінде. Табиғи газдың жанармайға қарағанда қуаты аз болғанымен, оның жүріс көлемі біршама артық. Мысал ретіне, автомобиль 100 километрге 10 л жанармай жұмсаса, ал табиғи газдан 6 л ғана жұмсалады. Сонымен бірге, табиғи газдың жанармайға қарағанда атмосфераға шығаратын улы газ көлемі бірнеше есе аз болып келеді. Мамандардың айтуы бойынша, табиғи газдың болашағы зор деп күтілуде. Жанармайдың құны үздіксіз өсіп тұрған кезде, табиғи газ көлік иелері үшін өте тиімді болмақ. Мәселен, АИ-92 маркалы жанармайдың бағасы литріне 128 теңге болса, газдың 1 текше мерті 44 теңгені құрайды. Оның үстіне алдағы 4 жыл ішінде газдың бағасы тұрақты болады. Табиғи газбен жүретін автомобильдердің саны көбейген сайын, газ толтыру бекеттеріне деген сұраныста арта бермек.
Өкінішке орай, елімізде табиғи газ құю бекеттері аз. Егерде, табиғи газ бекетінің біреу салынатын болса, онда 35 мың тал көшетін отырғызғанмен тең.
Тағы бір айта кететін жағдай, тек газбен ауа қоспасы дизельдерде оталуы мүмкін болмайды, себебі ол қоспаның оталу температурасы-700-750°C, ал дизельді жанармайдың оталуы-320-370°С, сондықтан дизельді қозғалтқыштар табиғи газбен жұмыс істеуі үшін цилиндрге аздаған дизель жанармайын 12-17%
беру қажет, ол цилиндрдегі жанармай қоспасының жануын қамтамасыз етеді.
Қазақстанда қазіргі күнде барлығы 4 миллиондай көлік бар, олардың 12 мыңдайы ғана табиғи газбен жүреді. Біз табиғи газбен жүретін автомобильдерді көбейткеннің өзінде, елімізде газ тапшылығы артуы мүмкін.
Сарапшылардың айтуынша, көліктерді жанармайдан табиғи газбен жүретіндей етіп ауыстыруға қыруар шығын кететінін айтты. Автомобильдерді газға арналған арнайы құрылғылармен жабдықтауға автомобильдердің түріне орай орта есеппен 200 мың теңге жұмсалады. Осыған байланысты, көлік жүргізушілеріне өз автомобильін жанармайдан табиғи газға ауыстыру қымбатқа түсуде.
Қорыта айтқанда жыл сайын Қазақстанда 25-30 млрд текше мерт табиғи газ өндіріледі. Табиғи газдың жанармайға қарағанда артықшылығы баршылық.
Негізгі артықшылықтары мыналар:
Біріншіден, жанармайға қарағанда табиғи газдың ауаға шығаратын шығына өте аз.
Екіншіден, жүріп өтетін жолыда біршама артық болып келеді және табиғи газдың бағасы жанармайдаң бағасынан бірнеше есе арзан.
Біз осы қарастырған мәселелерге тоқтала келе, автомобильдердің барлығын табиғи газбен жүруіне ұсыныс жасаймыз.
Әдебиет:
1. Жүнісбеков П.Ж. Автомобильдің құрылысы және оның пайдаланылуы.
2. Сабыралиев Н. Автомобиль құрылысы және көлік жүргізушілерін даярлау.
УДК 621.542.01
ВОЗДУХОРАСПРЕДЕЛИТЕЛЬНЫЕ СИСТЕМЫ И ПЕРСПЕКТИВЫ ПРИМЕНЕНИЯ ДРОССЕЛЬНЫХ ПНЕВМОУДАРНЫХ МЕХАНИЗМОВ И
ПЕРСПЕКТИВЫ ИХ ПРИМЕНЕНИЯ
В МАШИНАХ НОВОГО ПОКОЛЕНИЯ НА ИХ ОСНОВЕ Абраменков Д.Э.
(д.т.н., профессор, заведующий кафедрой «Здания, строительные конструкции и материалы»,
ФГБОУ ВО Сибирский государственный университет путей сообщения, г. Новосибирск, РФ)
Абраменков Э.А.
(д.т.н., профессор, кафедра «Строительные машины автоматика и электротехника» ФГБОУ ВО Новосибирский государственный архитектурно-
строительный университет, г. Новосибирск, РФ) Савинкин В.В.
(доцент, к.т.н., заведующий кафедрой «Транспорт и машиностроение»
РГП ПХВ СКГУ им. М.Козыбаева, г. Петропавловск, РК)
Андатпа
Бұл мақалада соққының әсері пневматикалық машинаның негізгі геометриялық өлшемдеріне энергетикалық параметрлердің әсері қарастырылады.
Аннотация
В данной статье рассматривается влияние энергетических параметров на основные геометрические размеры пневматической машины ударного действия.
Abstract
In this article influence of power parameters is examined on the basic geometrical sizes of pneumatic impactor.
Ключевые слова: энергия удара, частота ударов, давление воздуха, дроссельное распределение, золотник, клапан, пневмоударный механизм
В работах в порядке предложения приведены примеры использования методик описания и расчета используемые при оценки рабочих процессов дроссельных пневмоударных механизмов (ДПУМ) применительно к золотниковым (ЗПУМ) и клапанным (КПУМ) пневмоударным механизмам.
Вне зависимости от состояния вопроса развития пневматических машин ударного действия (ПМУД) в настоящем времени, следует уделять внимание совершенствованию ЗПУМ и КПУМ.
Поскольку каналы воздухораспределения в ЗПУМ и КПУМ являются по сути управляемыми дросселями, то представляет теоретический и практический интерес привести их рассмотрение с позиции ДПУМ. В начале рассмотрим декомпозиции в виде схем-блоков ДПУМ, ЗПУМ и КПУМ с целью установления общности их элементов и в целом композиций.
Рисунок 1.
На рисунках 1 приняты обозначения: С-сеть; ПК-предкамера; Др, Дх – дроссель постоянно открытого впуска в камеру рабочего хода (КРХ) и камеру холостого хода (КХХ); ВР3(к) – воздухораспределитель золотникового (з) или клапанного (к) типа; А-атмосфера; У – ударник; И- инструмент. Сплошная и пунктирная линии указывают на периодические чередования впуска и выпуска воздуха, взаимодействия между ударником и камерой, а так же взаимодействия между ударником и инструментом.
Существенное различие могут представлять элементы впуска воздуха в КРХ или КХХ в виде Др, Дх или ВРз и ВРк объединены корпусом, который на рисунке 1 не показан. Однако возможны варианты расположения упомянутых элементов за пределами корпуса [3]. Все каналы, соединяющие между собой названные воздухораспределительные элементы, включая КРХ и КХХ могут быть в первом приближении представлены в виде управляемых дросселей и рассматриваться как элементы пневмоники [4]. Влияние управления потоком воздуха (расходом) в каналах можно учесть применив для количественной оценки расхода воздуха расчет в виде «время-сечение» [5], при котором сечение фиксировано, а время учитывается долевым участием в зависимости от времени цикла при рабочем и холостом ходе ударника. Время «перекидки» распределителя, при этом задается функция соотношения сил от давления воздуха и рабочей площади золотника или клапана со стороны КРХ или КХХ. Время перекидки воздухораспределителя, учитывая его быстродействие [6] можно считать в первом приближении мгновенным. При данных ограничениях и допущениях рассмотрим зависимости работы золотника и клапана [7]. Принципиальная схема ЗПУМ в первом приближении представлена на рис. 2.
Рисунок 2.
Условия, накладываемые на геометрические параметры золотника (см. рис.
2) для перемещений ∆p≡∆x; xp =xx =xз; для объемов ,
; ко хз ш
хз хз
вх
вр V V р V х V V V
V = ≡ +∆ ≡ +∆ = − где
∆ p , ∆ x
- изменение давления воздуха и давления воздуха и ход золотника в золотниковой коробке со стороны объемов камер золотникаV
ври V
bx; V
хз, V
ш, V
ко- объемы камер соответственно, со стороныV
ври V
х равные объему хода золотника, штока с длинойх
з, равной ширине канала выпуска хр и хх, образующие объем кольцевого канала впуска в камеры рабочего и холостого ходов. Следует принимать ∆р≡∆х≡0, как ограничение хода золотника. С позиций бародинамики [8-10] желательно принимать минимальное значение Vш, удовлетворяющее прочностным качествам.Условия работы золотника при мгновенном (условно) открытии-закрытии каналов впуска:
; max
, 0 0
pp pp
pp з
p p
pp
w w
w x x w x
=
=
=
= =
(1); max
, 0 0
px px
px з
x x
px
w w
w x x w x
=
=
=
= =
(2)где
w
pp, w
px - проходное сечение канала впуска в камеру рабочего и холостого хода ударника;х
р, х
х, х
з - величина хода золотника, соответственно при его рабочем, холостом и габаритном ходе с учетом равенства свободных перемещений:lim ∆ p , lim ∆ x → min ∆ p , min ∆ x .
Принципиальная схема КПУМ в первом приближении представлена на рис.
3.
Рисунок 3.
Условия накладываемые на геометрические параметры клапана (см. рис. 3):
для перемещений - xk =hk; для объемов
V
вx= V
вр; lim V
0→ min V
0, где xk,hk- величина перемещения и высота (толщина) клапана;V
bx, V
bp-объемы камер,занимаемые клапаном при холостом и рабочем ходе; V0- кольцевой объем (зазор) между клапаном и стенками клапанной коробки.
Условия работы клапана при мгновенном (условно) открытии – закрытии клапанов впуска:
; max
, 0 0
pp pp
pp
k p p
pp
w w
w x x w x
=
=
=
= =
(3); max
, 0 0
px px
px
k x x
px
w w
w x x w x
=
=
=
= =
(4)где
w
pp, w
px - проходное сечение канала впуска в камеру рабочего и холостого хода ударника;х
р, х
х, х
k- величина хода клапана, соответственно пр его рабочем, холостом и габаритном ходе, равном xk =hk, с учетом отсутствия сводных перемещений клапана.В принципе можно рассматривать (в данной работе опускается) дополнительно варианты
x
x= x
p> h
kи x
x= x
p< h
k, что будет связано с некоторым увеличением объемов Vвx и Vвр или их уменьшением, что в практических случаях возможно, например, для увеличения или уменьшения времени впуска.Следующим этапом для выяснения зависимостей функционирования ЗПУМ и КПУМ является составление уравнений, описывающих (в рамках предложенных ограничений и допущений) их рабочий процесс. Для этого введем следующие обозначения для описания рабочего процесса физико-математической модели пневмоударного механизма:
p
o, p
a, p
пк, р
вр, р
вх, р
р, р
х-соответственно давление воздуха в сети, атмосфере, предкамере, камерах воздухораспределителей со стороны рабочего и холостого ходов, камерах рабочего и холостого ходов;w
пко, w
вр, w
bx, w
p, w
x- соответственно проходные сечения каналов впуска в предкамеру, камеры воздухораспределителя со стороны камер рабочего и холостого ходов;µ
p, µ
x- проходное сечение каналов выпуска из камер рабочего и холостого ходов;ϕ
пко, ϕ
вр, ϕ
bx, ϕ
p, ϕ
x - коэффициенты бародинамических функций каналов впуска в предкамеру, камеры воздухораспределителя со стороны камер рабочего и холостого ходов, камеры рабочего и холостого ходов;ε
p, ε
x- коэффициенты бародинамических функций каналов выпуска камеры рабочего и холостого ходов;V
пк, V
p, V
x, V
вр, V
вx- соответственно объемы предкамеры, камер рабочего и холостого хода, воздухораспределителя со стороны камерV
p, V
x;x
y, S
y, m
y-соответственно величина хода, площадь диаметрального сечения и массы ударника; xk, Sk, mk- соответственно, величина хода, площадь диаметрального сечения и масса воздухораспределителя;( ) (
2 / −1)
21= kR k
W , (5)
k
- показатель процесса k=(1,1…1,3); R – газовая постоянная;t, dt
- время и его производная;k
p, k
ц, k
k- коэффициенты отскока соответственно воздухораспределителя от посадочного седла коробки, ударника от хвостовика инструмента, корпуса от буртика инструмента;вх вх x
w w
= µ
;вр вр р
w w
= µ
, (6)вр вх
µ
µ ,
- коэффициенты расхода канала впуска в камеру холостого и рабочего хода.Система бародинамических уравнений (7), уравнение движения ударника и распределителя (8) описывающая в первом приближении динамику ПУМ однопоршневой машины с подвижным воздухораспределителем (золотником или клапаном) без учета изменения температуры, утечек, перетечек воздуха в камерах и каналах имеют следующий вид:
( )
[ ]
( ) ( ) ;
;
− −
= −
−
−
=
p p вх x вх x вх р p
вхв вх
вх вх вр вр пко пко пк пк
dt S p dx s W
х V
k dt
dp V W
k dt dp
ϕ ω ϕ ω
ϕ ω ϕ ω ϕ ω
( ) ( )
;
− −
= + вp вp p p вp p p
р p вp
вp S
dt p dx s W
х V
k dt
dp ω ϕ ω ϕ (7)
(
+)
( − )− ;= x x x x x y y
y y x
x S
dt p dx s W
х V
k dt
dp ω ϕ µ ε
( ) ( )
.
− +
= − p p p p p y y
y y p
p S
dt p x s W
х V
k dt
dp ω ϕ µ ε
( )
; при 0
2 2
− >
= р
рв вр вх p
p х
m p p S dt
x d
; при 0
0
≤
−
=
р y
рв pв
pв х
dt k dx dt
dx
( )
; при 0
2 2
− >
= y
y p x y
y х
m p p S dt
x d
; при 0
0
≤
−
=
y y
y y
y х
dt k dx dt
dx (8)
( )
; при 0
2
2 − + >
= k
k н в x
k y х
m F p p S dt
x d
. при 0
0
≤
−
=
k y
k k
k х
dt k dx dt
dx
Отметим, что ограничения для
ϕ
пк, ϕ
р, ϕ
х, ε
х, ε
р записываются аналогично, широко известным, принимаемым, например в [11].Координаты для положений золотника или клапана будут зависеть от их конструктивного исполнения. Для исполнений представленных на рисунках 2, 3 ограничения описываются (1) – (4).
Влияние энергетических параметров на основные геометрические размеры пневматической машины ударного действия с переменным объемом рабочих камер с дроссельным воздухораспределением.
Ожидаемые величины геометрических параметров определяются с применением методики расчета ДПУМ.
Заданы следующие параметры ДПУМ: Ау - энергия единичного, Дж; i - частота ударов, Гц; и - скорость ударника, м/с; р<
