Повышение энергетической эффективности средств тепловой подготовки автотракторной техники тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 00.00.00, кандидат наук Самиков Руслан Фанзилович

• Самиков Руслан Фанзилович
• кандидат наук
• 2024

Оглавление диссертации кандидат наук Самиков Руслан Фанзилович

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1 СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ

1.1 Влияние температуры эксплуатации узлов и агрегатов автотракторной техники на ее работоспособность

1.2 Проблемы современных средств тепловой подготовки и анализ исследований по их решению

1.3 Способы повышения энергетической эффективности работы

устройств тепловой подготовки

1.4 Постановка цели и задач исследования

ГЛАВА 2 ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ РЕАЛИЗАЦИИ

ТЕРМОЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ГЕНЕРАТОРА

2.1 Теоретические предпосылки применения ТЭГ

2.1.1 Построение информационной модели ТЭГ в системе работы устройств тепловой подготовки

2.1.2 Тепловой баланс ТЭГ на номинальном режиме работы

2.1.3 Определение закономерностей изменения выходных параметров

ТЭГ на номинальном режиме

2.1.4 Определение изменения выходных параметров в режиме колебаний

2.1.5 Определение генерируемой электрической мощности на режимах разгона и отдачи

2.2 Разработка энергоэффективных устройств тепловой подготовки

2.2.1 Теоретическое описание совместной работы предпускового подогревателя с ТЭГ

2.2.2 Выбор оптимальной конструкции теплообменников ТЭГ для системы работы ПП

2.2.3 Теоретическое описание процесса работы ГГГ

2.2.4 Внедрение ТЭГ в конструкцию ГГГ

2.2.5 Расчет направляющей насадки ГГГ для работы ТЭГ

Выводы по главе

ГЛАВА 3 МЕТОДИКА ЭКСПЕРЕМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ

3.1 Оборудование, устройства и программное обеспечение для сбора и обработки экспериментальных данных

3.2 Экспериментальная установка ТЭГ в системе работы

3.3 Экспериментальная установка ТЭГ в конструкции ГГГ

3.4 Погрешности экспериментальных измерений

ГЛАВА 4 ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ

4.1 Исследование работы ТЭГ в системе работы ПП

4.2 Исследование расхода энергии АКБ при работе ПП

4.3 Исследование работы ТЭГ в конструкции ГГГ

Выводы по главе

ГЛАВА 5 ВНЕДРЕНИЕ И ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ

ПРЕДЛОЖЕННЫХ МЕРОПРИЯТИЙ

5.1 Экономическая эффективность предложенной системы

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

ПРИЛОЖЕНИЯ

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Повышение энергетической эффективности средств тепловой подготовки автотракторной техники»

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность работы. Сложные климатические условия, определяемые резко выраженной разницей температур окружающей среды (от самого теплого июля до самого холодного - января), предъявляют специфичный подход к эксплуатации автотракторной техники (АТТ) не только в условиях Республики Башкортостан, но и фактически на всей территории России. Под воздействием низких температур повышается вязкость смазывающих и рабочих жидкостей, нарушается работоспособность электрических компонентов, что ведёт к отказам узлов и агрегатов даже при разовой эксплуатации не подготовленной соответствующим образом АТТ. При этом зачастую на предприятиях агропромышленного комплекса не уделяется должного внимания процедуре тепловой подготовки АТТ в условиях низких температур, что ведёт к снижению эффективности работы машинно-тракторного парка в целом.

Важным недостатком современных устройств тепловой подготовки является высокое потребление электрической энергии от аккумуляторной батареи [67] (АКБ). При эксплуатации АТТ с использованием устройств тепловой подготовки для возобновления энергии, затраченной на подогрев узлов и агрегатов, необходима работа двигателя в течение определённого периода. При непродолжительной эксплуатации с длительными простоями техники это может привести к снижению ресурса агрегатов системы пуска и зарядки или к их отказу. Эффективным путем решения проблемы является рекуперация тепловой энергии, вырабатываемой устройствами тепловой подготовки.

Степень разработанности темы. Современные устройства тепловой подготовки основаны на принципах преобразования энергии топлива и электроэнергии в тепловую. Исследования данного вопроса носят практический характер и не в полной мере раскрывают потенциал современных устройств тепловой подготовки, где в качестве критерия оценки имеет приоритет количество потребляемой при их работе электрической энергии.

Для надежного пуска двигателя после его прогрева чрезвычайно важным является сохранение электрической емкости АКБ АТТ, до того значения, при котором обеспечивается зарядный баланс, то есть количество электричества, отданное за время тепловой подготовки и пуска ДВС должно быть меньше, чем полученное АКБ в процессе заряда от генератора,

Цель исследования. Снижение потребления электрической энергии средствами тепловой подготовки автотракторной техники к приему нагрузки в условиях низких температур.

Объект исследования - процессы потребления и выработки электрической энергии элементами средств тепловой подготовки автотракторной техники.

Предмет исследования - закономерности влияния конструктивно-режимных параметров средств тепловой подготовки агрегатов автотракторной техники на энергетическую эффективность процесса их работы.

Научная новизна работы. Предложен способ и разработаны подходы к оптимизации конструктивно-режимных параметров средств тепловой подготовки со сниженным энергопотреблением при их использовании до запуска ДВС.

Разработана и численно реализована в программных продуктах Solidworks и Ansys Workbench математическая модель передачи и отвода тепла от ТЭГ, учитывающая конструктивные особенности теплообменных устройств с возможностью обоснования их рациональных параметров.

Получены аналитические зависимости для расчета генерируемой ТЭГ электроэнергии на разных конструкциях и режимах работы теплообменных устройств.

Разработан алгоритм работы усовершенствованного генератора горячих газов с ТЭГ позволяющий снизить потребление электрической энергии от аккумуляторной батареи при осуществлении тепловой подготовки АТТ.

Практическая значимость работы. Предложена автономная система предпусковой подготовки двигателя с термоэлектрическим генератором

(патент РФ 192532) и программа управления комплексной системой тепловой подготовки АТТ (свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ RU 2021669453).

Обоснованы рациональные конструктивные параметры и режимы работы ТЭГ в устройствах тепловой подготовки в различных условиях эксплуатации.

Подготовлены рекомендации по снижению энергопотребления устройствами тепловой подготовки на примере генератора горячих газов и жидкостного предпускового подогревателя.

Методология и методы исследований. Теоретические исследования проведены с использованием методов классической механики, термодинамики и теплообмена. Моделирование процессов производилось в CAD/CAE программах KOMPAS-3D, Solidworks и Ansys Workbench c использованием модели конечных объёмов. Полученные данные обрабатывались методами математической статистики с использованием Microsoft Office Excel и MagicPlotPro 2.9.3.

Основные положения, выносимые на защиту:

1. Модель процесса передачи и отвода тепла от термоэлектрического генератора, учитывающая конструктивные особенности устройства с возможностью обоснования его рациональных режимов работы.

2. Аналитические выражения для расчета генерируемой ТЭГом электрической энергии с учетом рабочих характеристик устройств тепловой подготовки.

3. Апробированный алгоритм работы усовершенствованного генератора горячих газов с ТЭГ.

4. Конструкции разработанных устройств для тепловой подготовки агрегатов автотракторной техники.

5. Результаты теоретических и экспериментальных исследований по обоснованию конструктивных и режимных параметров средств тепловой подготовки, позволяющих снизить энергопотребление с АКБ в условиях низких температур.

Степень достоверности и апробация результатов. Достоверность научных положений и результатов теоретических исследований обеспечена применением прогрессивных способов проведения эксперимента, использованием передового программного обеспечения с апробированной математической моделью и стандартных пакетов прикладных программ для анализа экспериментальных данных, подтверждена совпадением расчетных и экспериментальных данных с минимальными отклонениями, а также результатами натурных испытаний.

Основные научные положения диссертационной работы доложены и обсуждены на Международных научно-технических конференциях «Агро-комплекс» г.Уфа в 2019, 2022 гг., в Сибирском научно-исследовательском институте механизации и электрификации сельского хозяйства Сибирского федерального научного центра агробиотехнологии Российской академии наук, 2019 г., в Мордовском национальном исследовательском государственном университете им. Н.П. Огарева, г.Саранск, 2021 г., на VIII Национальной научно-практической конференции «Чтения И. П. Терских», Иркутск, 2019 г., на конференциях в Башкирском ГАУ, г.Уфа в 2019... 2023 гг.

Результаты исследований рассмотрены на региональных уровнях и одобрены Научно-техническим советом МСХ Республики Башкортостан, Советом по научно-технической и экономической политике МСХ Иркутской области; филиалом Сибирского отделения РАСХН Кемеровской НИИСХ, отделом перспективных автомобилей НТЦ ПАО «КАМАЗ». Отдельные разработки внедрены в производственный процесс ООО «КамавтокомплектТрак» г.Н.Челны, ЗАО «Крутишинское» Новосибирской области и ООО «Маяк-Авто» г.Уфа.

Отдельные результаты диссертационной работы используются в учебном и научно-исследовательском процессах ФГОУ ВО Башкирский ГАУ.

Вклад автора в проведенное исследование. Лично автором проанализированы современные проблемы и перспективы совершенствования методов и средств тепловой подготовки, описана информационная и математическая

модели процесса работы теплообменников ТЭГа и определены аналитические выражения его рабочего процесса, проведены расчётные исследования работы устройства, выполнен анализ результатов, изготовлен опытный образец генератора горючих газов и проведены его всесторонние испытания с определением конкретного экономического эффекта от их использования, осуществлена публикация и апробация результатов, а так же внедрение результатов исследований.

Публикации по теме диссертации. По теме диссертации опубликовано 22 печатные работы в периодических и отдельных научных изданиях: [68], [78], [72], [70], [65], [73], [64] из них 7- в изданиях, входящих в перечень ВАК РФ: [75], [71], [69], [76], [74] и 1, входящая в базу Web of Science; [67], 1 статья, входящая в Scopus: [103] , 2 патента РФ на полезную модель [53], [55] и 1 свидетельство о регистрации программы для ЭВМ [79] .

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, пяти глав, общих выводов, библиографического списка из 107 наименования, изложена на 174 страницах машинописного текста, включающего 130 рисунков и 20 таблиц.

ГЛАВА 1 СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ

1.1 Влияние температуры эксплуатации узлов и агрегатов автотракторной техники на ее работоспособность

Эксплуатация автотракторной техники в нашем регионе происходит в крайне сложных и суровых климатических условиях. Климат Башкортостана резко континентальный, с очень большой амплитудой температур в течение года. Зимой столбик термометра может опускаться до -40 градусов и ниже, а летом подниматься до +40 и выше. Это связано с расположением республики в умеренных широтах, в глубине материка Евразии, далеко от смягчающего влияния океанов и морей. Континентальный климат Башкортостана формируется под воздействием арктических воздушных масс зимой и тропических - летом. Особенно суровы зимы на востоке республики, в Зауралье, где преобладают холодные северо-восточные ветры. Немаловажную роль играет и разнообразие рельефа Башкортостана, от пологих равнин на западе до высоких гор Урала на востоке. Это создает локальные различия в климатических условиях.

Годовое количество осадков также сильно варьируется по территории Башкортостана. Отмечается четкая закономерность увеличения осадков с юга на север и с запада на восток, в направлении Уральских гор. Если на крайнем юге в степном Зауралье выпадает около 300 мм осадков в год, то в горах Урала эта цифра достигает 800-900 мм. Максимальное среднегодовое количество осадков за период 2001-2020 гг. зафиксировано на метеостанции Павловка на Уфимском плато - 813 мм. А минимальные осадки отмечены на станции Акъяр на юге Зауралья - всего 332 мм в год. Климатические особенности, такие как резкие перепады температур, обильные осадки, сильные ветра, создают сложные условия для эксплуатации и технического обслуживания автомобилей, тракторов и другой техники. Для обеспечения безотказной работы АТТ в данных условиях инженерно-технические работники должны

тщательно контролировать ее техническое состояние, учитывать влияние таких факторов окружающей среды как резкие суточные и сезонные колебания температур, влаги, ветровых и динамических нагрузок. Необходим регулярный осмотр и обслуживание узлов и агрегатов, использование качественных эксплуатационных материалов, контроль затяжки резьбовых соединений, обеспечение герметичности систем и уплотнений. Особое внимание нужно уделять своевременному техническому обслуживанию и предупредительному ремонту [4].

—I-¡:-1—

54°0'0"В 5б°0'0"В 58°0'0"В

Рисунок 1.1 - Пространственное распределение годовых сумм атмосферных осадков в РБ за 2001-2020 гг., мм Поле осадков на территории Башкортостана демонстрирует значительную изменчивость в зависимости от особенностей рельефа. В равнинной части Предуралья годовое количество осадков составляет от 600 мм в северных районах до 420-450 мм в южных. Это связано с тем, что северные районы Предуралья расположены ближе к траекториям движения влажных воздушных масс с Атлантики, приносящих большее количество осадков. В южных районах влияние этих воздушных масс ослабевает, и количество осадков уменьшается. Кроме того, на распределение осадков оказывает влияние рельеф Предуралья. Так, на Бугульминско-Белебеевской возвышенности отмечается увеличение осадков до 550 мм/год, что связано с орографическим

эффектом при подъеме воздушных масс по склонам возвышенности. В то же

11

время на подветренных склонах этой возвышенности, особенно с северной стороны, наблюдается снижение годовых сумм осадков из-за эффекта "дождевой тени". Рост количества осадков также характерен для Уфимского плато (570-600 мм/год), что обусловлено аналогичным орографическим влиянием рельефа плато.

В пределах Южного Урала годовая сумма осадков варьирует от 550 до 680 мм, уменьшаясь с севера на юг под влиянием ослабления циклонической деятельности и влияния воздушных масс с Атлантики. При этом средняя величина осадков здесь составляет 576 мм/год. Максимальное количество осадков 684 мм/год отмечено на станции Тукан, расположенной в северной части Южного Урала, где влияние влажных воздушных масс наиболее выражено. Минимальные осадки (570 мм/год) зафиксированы на станции Зилаир на юге региона. В Зауралье также наблюдается значительное уменьшение годовых сумм осадков, которое начинает проявляться уже на восточных склонах Урала (станция Белорецк) из-за эффекта "дождевой тени". Далее вглубь Зауралья количество осадков продолжает снижаться с севера на юг от 436 мм/год (станция Учалы) до 332 мм/год (станция Акъяр). Среднее значение осадков по Зауралью - 370 мм/год.

Одной из важнейших характеристик климатических условий является температурный режим. В таблице 1.1 сведены значения средних месячных и годовых температур воздуха в природных под зонах и горнолесном поясе.

Таблица 1.1 Значения средних месячных и годовых температур воздуха

за 2005-2020 гг.

Месяц Температура воздуха, °С

I II III IV V VI VII VIII IX X XI XII

Метеостанция Уфа

-14.1 -13.9 -4.2 6.2 14.7 18.6 19.9 18.6 12.0 4.8 -2.0 -9.8

Метеостанция Янаул

-14.7 -16.3 -6.7 4.4 14.1 17.3 19.4 17.6 10.8 3.7 -2.8 -9.9

Метеостанция Зилаир

-14.6 -13.2 -5.2 4.7 13.2 17.6 18.7 18.8 10.8 3.5 -4.2 -11.0

В январе территориальные колебания средней месячной температуры воздуха имеют более значительный диапазон, чем в месяцы летнего периода. В лесной зоне Предуралья температура воздуха января составляет от -14,2 до -14, 4 °С, в лесостепной и степной зонах она выше (-13,3... -14,0 °С), на Южном Урале и в Зауралье - ниже (-14,3. -14,9 °С и -14,5. -14,7 °С соответственно), на северо-востоке опускается до -15,0 °С. Самая низкая средняя месячная температура воздуха января наблюдается в горной части РБ и составляет -16,2 °С

Для более полного анализа особенностей климата рассмотрим характеристики экстремальных состояний и процессов, а именно - годовой минимум температуры воздуха.

Таблица 1.2 Экстремумы среднемесячных температур за 2005-2020 г.

Температура воздуха, °С

I II III IV V VI VII VIII IX X XI XII

Метеостанция Уфа

-41.5 -37.2 -32.2 -23.5 -5.5 0.3 1.4 0.4 -5.4 -12.4 -28.7 -37.6

Метеостанция Янаул

-38.3 -39.9 -35.8 -22.3 -4.0 -10.3 0.2 -1.0 -6.1 -14.8 -33.5 -30.7

Метеостанция Зилаир

-42.2 -37.0 -31.0 -22.8 -10 -18.2 -11 -5.1 -8.9 -15.7 -29.1 -34.0

Исходя из вышеприведенной таблицы видно, что температура, начиная с сентября месяца по май ниже отметки 0 °С, максимальная низкая температура воздуха составляет -40 °С, такая температура воздуха снижает физико-механические свойства материалов конструкции узлов и агрегатов автотракторной техники. При низких температурах воздуха затрудняется пуск двигателя, масло густеет, что приводит к повышенному износу двигателя. Вследствие повышенной в 2-3,5 раза вязкости масел увеличивается момент сопротивления проворачиванию коленчатого вала [12].

Авторы [10], исследуя влияние сезонных условий на расход запасных частей для ремонта автотракторной техники, получили зависимость потока расхода запасных частей на 1000 км пробега в течение календарного года (рисунок 1.2). В работе [37] также отмечено, что число отказов для большинства систем, узлов и деталей, лимитирующих надежность автомобиля, возрастает с понижением температуры.

шт/тыс.км

153

137 1,22 1,06 0,91 0,75 0,59

12 3 4-5 6 7 8 9 10 11 12

МЕСЯЦЫ

Рисунок 1.2 - Влияние сезонных условий эксплуатации на поток расхода запасных частей для ремонта автомобиля в течение года Так, при снижении температуры с положительных +20°C до отрицательных -30°C на фоне накопления пробега автомобиля интенсивность отказов возрастает в 1,5-2,5 раза по сравнению с летним сезоном. При этом наработка на отказ сокращается более чем в 3 раза, а коэффициент технической готовности парка транспортных средств значительно снижается. Это объясняется тем, что низкие температуры приводят к повышенной вязкости и загустеванию смазочных материалов, нарушению нормальной работы механизмов и агрегатов, снижению емкости и пусковых характеристик аккумуляторных батарей. Кроме того, возрастает влияние динамических нагрузок и вибраций на фоне ослабления резьбовых соединений и деформации крепежа.

Надежный пуск двигателя складывается из множества факторов: состояния самого двигателя, применяемых смазочных материалов и топлива, температуры окружающего воздуха [88], наличия или отсутствия предпусковой подготовки, состояния системы пуска. Согласно данным крупнейшей в Европе автомобильной ассоциации ADAC, причиной значительной части отказов автомобилей в 2019 году является неработоспособность аккумуляторной батареи, которая возникает при интенсивном разряде в процессе запуска холодного двигателя и не качественном ее заряде при работе автомобиля.

Рисунок 1.3 - Распределение причин отказов легковых автомобилей [ADAC Breakdown Statistics for Germany 2019] Для нормальной работы аккумуляторной батареи необходимо соблюдение зарядного баланса, т.е. количество электричества, полученное АКБ в процессе заряда от генератора, должно быть больше, чем отданное за время разряда (пуска двигателя) [84]:

& > QP [11]

где Q3 - количество энергии, полученное в процессе заряда батареи; Qp -количество электричества, отданное батареей в процессе разряда.

Поддержание оптимального зарядного баланса аккумуляторных батарей является фактором, определяющим работоспособность и ресурс автомобильных аккумуляторов. К сожалению, в реальных условиях эксплуатации обеспечить такой зарядный режим удается далеко не всегда, даже на технически исправном транспортном средстве.

Возможно возникновение ситуаций, когда из-за большой электрической нагрузки в бортовой сети автомобиля, обусловленной работой мощных потребителей тока, существенно снижается величина зарядного тока, поступающего на аккумуляторы. Также нередко бывает недостаточным и время зарядки батарей, которое напрямую зависит от интенсивности и продолжительности использования транспортного средства. Ухудшению зарядного баланса способствуют различные неисправности систем энергообеспечения, питания и пуска двигателя. Отрицательное влияние оказывает и установка дополнительного энергоемкого оборудования, не предусмотренного изготовителем автомобиля. Все перечисленные выше факторы в комплексе нередко приводят к чрезмерному разряду аккумуляторов, который в сочетании с недостаточным зарядом крайне негативно воздействует на аккумуляторы. Происходит сульфатация пластин, снижается емкость и ухудшаются пусковые характеристики батарей. В итоге ресурс аккумуляторов резко падает, и они выходят из строя значительно раньше положенного срока службы, что влечет за собой дополнительные материальные затраты.

Рассмотрим подробнее факторы, влияющие на разряд батареи при отрицательных температурах при помощи схем. Анализ причинно-следственных связей разряда АКБ при низкой температуре (рисунок 1.4) и причинно-следственных связей недостаточного заряда АКБ при низкой температуре (рисунок 1.5) выявляет два фактора, от которых зависит разряд АКБ. Это низкая температура окружающей среды и условия работы автомобиля.

НИЗКАЯ ТЕМПЕРАТУРА ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕЛЫ

Низкая темературп

две

Повышение вязкости масла

Увеличение сопротивление пройорачийания коленчатого вола ДВС

Низкая температура

АКБ

Ухудшение образования топлиЙо-Йсзаушной смеси

V

Ухудшение воспламенения гпо п ли йи-йоз душной смеси

Снижение емкости АКБ

Снижение напряжения и стартерного тока АКБ

Енижение частоты Йращения коленчатого Вала ори пуске ДВС

Уйеличение времени пуска ДВС

Увеличение количестйа попыток пуска ДВС

Уйеличение Времени разряда АКБ

РАЗРЯД АКБ

Рисунок 1.4 - Схема причинно-следственных связей разряда АКБ при

низкой температуре

Рисунок 1.5 - Схема причинно-следственных связей не достаточного заряда АКБ при низкой температуре

Основной же причиной разряда АКБ зимой является разряд во время пуска холодного двигателя. Стартерный режим, особенно при низких температурах, является самым тяжелым для АКБ, в процессе которого протекают значительные токи до нескольких сотен и даже тысяч ампер, происходит деформация электродов аккумуляторов, в результате чего значительно сокращается срок службы АКБ [29,17,28,59].

Для уменьшения нагрузки на АКБ при низких температурах применяют устройства тепловой подготовки автомобиля. Рассмотрим средства улучшения режима заряда АКБ, среди них можно выделить следующие группы:

- повышение мощности генератора;

- управление частотой вращения КВ в зависимости от нагрузки в бортовой сети и степени заряженности АКБ [105];

- уменьшение мощности потребителей.

Однако перечисленными выше способами невозможно коренным образом улучшить заряд батареи, если недостаточно времени заряда (небольшой ежедневный пробег), особенно при температурах ниже -10°С, когда АКБ плохо принимает заряд [29,17,28,59].

Исследования, представленные в различных литературных источниках, показывают, что работоспособность свинцово-кислотных аккумуляторных батарей при низких температурах значительно снижается. Это связано с комплексом физико-химических факторов, протекающих в аккумуляторе при понижении температуры.

Во-первых, с понижением температуры электролита резко возрастает его вязкость и уменьшается подвижность ионов. Это приводит к резкому росту внутреннего сопротивления аккумулятора и замедлению скорости электрохимических реакций на электродах. В итоге снижается мощность батареи и затрудняется протекание зарядно-разрядных процессов.

Во-вторых, понижение температуры вызывает уменьшение растворимости свинцового сульфата в электролите и замедление диффузии ионов в объеме электролита и в порах активной массы электродов. Это приводит к

снижению количества участвующих в реакциях веществ и падению емкости аккумулятора.

В-третьих, при низких температурах возрастает вязкость активной массы электродов, что затрудняет диффузию реагентов в ее объеме и также ведет к падению емкости.

В-четвертых, замедление химических реакций осложняет полноценный заряд батареи из-за нехватки времени для протекания всех стадий заряда при низких температурах.

Все эти процессы комплексно приводят к резкому снижению работоспособности свинцово-кислотного аккумулятора при отрицательных температурах. Данные таблицы 1.3 наглядно демонстрируют ухудшение основных параметров батарей при понижении температуры.

Таблица 1.3 Влияние температуры электролита на основные показатели работы аккумуляторных батарей 6СТ/-190ТР при токе разряда 500А

Температура электролита, °С Среднее разрядное напряжение, В Время заряда, мин Фактическая емкость от номинальной, %

+25 9,6 9,1 100

0 9,5 8,0 89

-25 8,2 4,2 46

-45 6,3 2,1 23

Падение температуры окружающей среды оказывает крайне негативное влияние на работоспособность и токоотдачу автомобильных стартерных аккумуляторов. Согласно данным научно-исследовательского института стартерных аккумуляторов, уже при температуре 0°С коэффициент полезной отдачи аккумулятора по току снижается до 90% от номинального значения в нормальных температурных условиях. Еще более резкое падение этого важного показателя наблюдается при минусовых температурах: при -40°С он опускается до критически низкого уровня в 20%.

Такое стремительное ухудшение характеристик связано с тем, что в условиях сильного мороза подаваемая к аккумулятору электрическая энергия

практически полностью тратится не на заряд батареи, а на подогрев и электролиз замерзающего электролита. Повышение вязкости электролита препятствует диффузии ионов к поверхности пластин, нарушая нормальное протекание электрохимических процессов в аккумуляторе. В итоге быстро возрастает внутреннее сопротивление батареи, резко падает выходное напряжение на клеммах.

Уже при температуре -30...-35°С автомобильные аккумуляторы практически полностью теряют работоспособность, не обеспечивая необходимый стартерный ток и напряжение для надежного запуска двигателя. Лишь после прекращения нагрузки и саморазогрева батареи негативные явления, связанные с ростом внутреннего сопротивления, постепенно нивелируются.

Влияние температуры электролита на характеристики свинцово-кислотных аккумуляторных батарей обусловлено рядом физико-химических факторов, протекающих в электролите при изменении температуры.

Во-первых, удельное сопротивление электролита сильно зависит от температуры и резко возрастает при её понижении. При оптимальной плотности 1,225 г/см3 наименьшее сопротивление наблюдается при +15°С. При любом отклонении температуры вверх или вниз сопротивление растёт, особенно существенно при переходе к отрицательным значениям. Например, в интервале от +30°С до -40°С удельное сопротивление увеличивается примерно в 8 раз.

Во-вторых, рост сопротивления электролита вызывает повышение внутреннего сопротивления всей аккумуляторной батареи и падение напряжения на её клеммах. При низких температурах это приводит к критическому снижению напряжения ниже необходимого для запуска стартера и двигателя.

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Самиков Руслан Фанзилович, 2024 год

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Алексахина К.С. Оценка влияния условий транспортировки на повреждаемость сельскохозяйственной продукции / Н.В. Аникин // в сборнике: «Актуальные вопросы применения инженерной науки» Материалы Международной студенческой научно-практической конференции. Министерство сельского хозяйства РФ, Рязанский государственный агротехнологический университет им. П.А. Костычева. 2019. С. 106-110.

2. Аникин Н.В. Повышение качества перевозки картофеля, плодов и фруктов совершенствованием подвески транспортного средства / Г.Д. Кокорев, Г.К. Рембалович, И.А. Успенский, И.А. Юхин // Вестник Федерального государственного образовательного учреждения высшего профессионального образования "Московский государственный агроинже-нерный университет имени В.П. Горячкина". 2009. № 2 (33). С. 38-40

3. Аникин Н.В. Повышение качества перевозки картофеля, плодов и фруктов совершенствованием подвески транспортного средства / Г.Д. Кокорев, Г.К. Рембалович, И.А. Успенский, И.А. Юхин // Вестник Федерального государственного образовательного учреждения высшего профессионального образования "Московский государственный агроинже-нерный университет имени В.П. Горячкина". 2009. № 2 (33). С. 38-40.

4. Башкирское управление гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды [Электронный ресурс]. Режим доступа: http://www.meteorb.ru/meteorology/climatic-characteristics

5. Белов В.В. Разработка программно-алгоритмического средства обработки данных трехфакторного планированного эксперимента для расчета математической модели прочности бетона / И.В. Образцов, Ю.Ю. Курятников// Программные продукты и системы. 2014. № 4. С. 254-259.

6. Большаков Н.А., Дидманидзе О.Н. Повышение эффективности сельскохозяйственных перевозок // Международный технико-экономический журнал. 2021. № 3. С. 104-111.

7. Большаков Н.А., Дидманидзе О.Н., Парлюк Е.П., Пуляев Н.Н. Энергоэффективность и ресурсосбережение автотракторной техники // Известия Международной академии аграрного образования. 2023. № 67. С. 38-43.

8. Булгаков, С. А. Тепловая подготовка автомобиля в условиях низких температур / С. А. Булгаков, И. В. Тихонкин, А. В. Сухосыр // Состояние и инновации технического сервиса машин и оборудования: Материалы XIII международной научно-технической конференции, посвященной 70-летию кафедры Надежности и ремонта машин ФГБОУ ВО Новосибирского ГАУ, Новосибирск, 15 декабря 2021 года. - Новосибирск: Издательский центр Новосибирского государственного аграрного университета "Золотой колос", 2021. - С. 242-246.

9. Бындикова Ю. А. Оценка приспособленности автомобилей к низкотемпературным условиям эксплуатации. автореферат диссертации на соискание учен. степени канд.техн.наук. Тюмень - 2004г.

10. Влияние сезонных условий на расход запасных частей для ремонта и эксплуатации автомобилей в районах Западной Сибири / В.А. Попов, Н.С. Захаров // Проблемы эксплуатации автомобилей, строительных, дорожных и подъемно-;транспортных машин: Межвузовский сборник научных трудов. - Тюмень: ТюмГНГУ, 2001.- С. 43-47.

11. Павлишин С.Г. Пути повышения надежности автомобилей КамАЗ в гарантийный период эксплуатации / А.Н. Дульнев, Д.А. Макаров // Автомобильный транспорт Дальнего Востока. 2014. № 1. С. 287-292.

12. Говорущенко Н.Я. Техническая эксплуатация автомобилей / Я.Н. Говорущенко. - Харьков: 1984. - 312 с.

13. Гусев Д. А. Обоснование режимов тепловой подготовки агрегатов автомобилей / Д. А. Гусев // Journal of Advanced Research in Technical Science. - 2016. - № 2. - С. 89-93.

14. Гусев Д.А. Габитов И.И., Неговора А.В., Разяпов М.М. Устройство с электронным управлением для парового обогрева масляного

картера двигателя внутреннего сгорания, коробки передач, мостов автомобиля // Патент на изобретение RUS 2478824 15.04.2011

15. Гусев Д.А., Неговора А.В. Способ интенсификации тепловой подготовки агрегатов автомобиля // Фундаментальные основы научно-технической и технологической модернизации АПК: материалы Всерос. Науч.-практ. конф. - Уфа, 2013. - С. 233-237.

16. Гусев, Д. А. Совершенствование метода и средств тепловой подготовки автотракторной техники к приёму нагрузки: специальность 05.20.03 "Технологии и средства технического обслуживания в сельском хозяйстве": диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук / Д. А. Гусев. - Уфа, 2017. - 171 с.

17. Данг Винь Нги. Исследование систем электростартерного пуска с емкостными накопителями энергии: автореф. дис. ... канд. техн. наук. - М., 1993. - 22 с.;

18. Денисов Ив. В. Анализ технических неисправностей систем автомобиля, влияющих на безопасность движения / Ю.В. Баженов // в сборнике: «Проблемы эксплуатации и обслуживания транспортно-технологических машин» Материалы Международной научно-технической конференции. 2009. С. 102-106.

19. Денисов Ив. В. Результаты исследования эксплуатационной надёжности элементов передней подвески автомобиля ВАЗ-21703-01-018 // в сборнике: Проблемы функционирования систем транспорта Материалы Всероссийской научно-практической конференции студентов, аспирантов и молодых учёных. 2012. С. 150-154

20. Дихтиевский О.В., Юревич И.Ф., Мартыненко О.Г. Тепловые аккумуляторы: Препринт № 27 / Институт тепло- и массообмена им. А.В. Лыкова. - Минск, 1989. - 55 с.

21. Долгушин А.А., Курносов А.Ф. Исследование температуры отработавших газов автотракторных дизелей. / Техника в сельском хозяйстве. №4 - 2011 г.

22. Долгушин, А. А. Стоимостная оценка тепловой подготовки агрегатов автомобиля / А. А. Долгушин // Наука и инновации: векторы развития: Материалы Международной научно-практической конференции молодых ученых. Сборник научных статей. В 2-х книгах, Барнаул, 24-25 октября 2018 года. Том Книга 2. - Барнаул: Алтайский государственный аграрный университет, 2018. - С. 20-24.

23. Есикова Ю.И. Оценка влияния сезонных условий на интенсивность отказов грузовых автомобилей УРАЛ-4320 // в сборнике: Новые технологии - нефтегазовому региону. материалы Международной научно-практической конференции. 2016. С. 188-190.

24. Захаров Н.С., Ракитин А.Н. Влияние сезонных условий на параметр потока отказов автомобилей КамАЗ // Эксплуатация технологического транспорта и специальной автомобильной и тракторной техники в отраслях топливно-энергетического комплекса: Межвуз. сб. науч. тр.- Тюмень: ТюмГНГУ, 1998. - С. 63-66.

25. Зорин И.В., Зорина З.И. Термоэлектрические холодильники и генераторы. - Л.: Энергия, 1973. -136с.

26. Кисленко А. К. Исследование влияния температурных режимов смазки на эксплуатационные параметры ступенчатых трансмиссии гусеничных тракторов класса 4 тонны в условиях зимней эксплуатации: автореф. дис. ... канд. техн. наук / А.К. Кисленко. - Омск, 1973. - 33 с.

27. Кисленко А. К. К вопросу исследования теплового режима трансмиссий и энергетических потерь трактора Т-4А / А. К. Кисленко, Н.Г. Бережнов [и др.] // Материалы Всесоюз. координац. совещ. по вопр. эксплуатации машинно-тракторного парка в холодное время года /А.К. Кисленко. Целин. фил. ГОСНИТИ. - Целиноград, 1970.

28. Корнев А.Н. Систем электростартерного пуска энергетических установок тепловоза с импульсными конденсаторами сверхвысокой энергоемкости: автореф. дис. ... канд. техн. наук. - М., 1995. - 24 с.;

29. Кошкин В.В. Надежность и эффективность электростартерного пуска двигателей внутреннего сгорания при использовании суперконденсатора: автореф. дис. ... канд. техн. наук / Моск. гос. агроинженер. ун-т им. В.П. Горячкина. - М., 2004. - 17 с.;

30. Крохта Г.М., Усатых Н.А. Влияние температуры электролита на работоспособность кислотных аккумуляторных батарей, актуальные проблемы научно-технического обеспечения процессов и производств в АПК Новосибирск, 07-11 ноября 2016 года, 78-83 стр.

31. Кузнецов Е.Е., Кучер А. В., Канунников А. В., Ижевский А. С., Повышение надёжности транспортно-технологического процесса в зимний период эксплуатации автомобилей за счёт применения устройства коррекции теплового режима для секции аккумуляторных батарей // Известия Оренбургского государственного аграрного университета. - 2021. - № 2(88). - С. 163-167.

32. Кузнецов Е.Е., Кучер А.В., Щитов С.В., Кривуца З.Ф. Снижение энергетических затрат транспортных средств за счёт термоэлектрического переноса энергии // В сборнике: Актуальные вопросы энергетики в АПК. материалы всероссийской (национальной) научно-практической конференции. Благовещенск, 2021. С. 132-137.

33. Курносов А. Ф. Подогрев механической коробки передач транспортных средств сельскохозяйственного назначения в условиях Сибири: специальность 05.20.03 "Технологии и средства технического обслуживания в сельском хозяйстве": диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук / Курносов Антон Федорович, 2016. - 148 с.

34. Лукьянченко, А. Ю. Исследование эффективности тепловой подготовки автомобильного двигателя путем аккумулирования тепловой энергии / А. Ю. Лукьянченко, Ю. А. Лукьянченко, А. I. Крикун // . - 2016. -№ 55. - С. 232-236.

35. Майорова, Ю. А. Способы снижения потребления топлива дизельными электростанциями / Ю. А. Майорова, Е. В. Пащук, Н. Н. Смокталь // - 2020. - Т. 6, № 2. - С. 77-87.

36. Молотов С.С. Причины повреждения сельскохозяйственных грузов при перевозке / Н.В. Аникин // В сборнике: Молодежь и XXI век -2019 материалы IX Международной молодежной научной конференции. Курск, 2019. С. 291-294.

37. Ощепков П.П. Оценка влияния надежности автомобиля КАМАЗ на безопасность дорожного движения в условиях Севера. Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук. -Якутск, 2000. - 20 с.

38. Павлишин, С. Г. Оценка надежности самосвалов КАМАЗ в гарантийный период эксплуатации / С. Г. Павлишин, И. М. Галимзянов // Вестник Московского автомобильно-дорожного института (государственного технического университета). - 2009. - № 4(19). - С. 44-47.

39. Павлишин, С. Г. Пути повышения надежности автомобилей КАМАЗ в гарантийный период эксплуатации / С. Г. Павлишин, А. Н. Дульнев, Д. А. Макаров // Автомобильный транспорт Дальнего Востока. -2014. - № 1. - С. 287-292.

40. Панкратов Н.И. и др. Эксплуатация аккумуляторных батарей при низких температурах//Автомобильный транспорт, 1985. -№2.

41. Парлюк Е.П., Дидманидзе О.Н., Пуляев Н.Н., Большаков Н.А. Энергоэффективность и ресурсосбережение автотракторной техники // Известия Международной академии аграрного образования. - 2023. - № 67. -С. 38-43.

42. Парлюк, Е. П. Совершенствование организации технического сервиса машин и оборудования / Е. П. Парлюк, Д. Л. Кушнарева // Сельский механизатор. - 2023. - № 3. - С. 38-40. - DOI 10.47336/0131-7393-2023-3-3839-40.

43. Патент № 2419749 С1 Российская Федерация, МПК F24H 3/12. Отопительное устройство с термоэлектрическим генератором и термоэлектрический генератор: № 2010103708/06: заявл. 03.02.2010: опубл. 27.05.2011 / В. Е. Баукин, А. В. Винокуров, А. Д. Корнеев [и др.] ; заявитель Общество с ограниченной ответственностью "КРИОТЕРМ". - EDN ZFZPID.

44. Патент № 2445472 С2 Российская Федерация, МПК F01L 1/34, F01L 13/06. устройство приведения в действие газораспределительного клапана: № 2010108417/06 : заявл. 07.08.2008: опубл. 20.03.2012 / М. Хергерт, К. Каннинг, Ш. Рудерт.

45. Патент № 2478824 С2 Российская Федерация, МПК F02N 19/00. Устройство с электронным управлением для парового обогрева масляного картера двигателя внутреннего сгорания, коробки передач, мостов автомобиля: № 2011114917/06: заявл. 15.04.2011: опубл. 10.04.2013 / И. И. Габитов, А. В. Неговора, М. М. Разяпов, Д. А. Гусев; заявитель Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Башкирский государственный аграрный университет".

46. Патент № 2566209 С2 Российская Федерация, МПК F01N 3/04, F01N 5/02. Устройство с теплообменником для термоэлектрического генератора автомобиля: № 2013150284/06: заявл. 10.04.2012: опубл. 20.10.2015 / З. Лимбек, Р. Брюк; заявитель ЭМИТЕК ГЕЗЕЛЬШАФТ ФЮР ЭМИССИОНС ТЕХНОЛОГИ МБХ.

47. Патент № 2606300 С1 Российская Федерация, МПК F01N 5/02, Н0^ 35/30, Н0^ 35/34. Термоэлектрический генератор в выпускной системе отработавших газов двигателя внутреннего сгорания: № 2015157113: заявл. 30.12.2015: опубл. 10.01.2017 / Г. А. Арутюнян, А. О. Басов, А. С. Осипков [и др.]; заявитель федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Московский государственный технический университет имени Н.Э. Баумана" (МГТУ им. Н.Э. Баумана).

48. Патент № 2679048 С1 Российская Федерация, МПК F02N 19/02. Устройство для предпускового обогрева стационарного двигателя внутреннего сгорания: № 2018109741 : заявл. 16.04.2018: опубл. 05.02.2019 / В. С. Ежов, С. Г. Емельянов, О. Г. Добросердов; заявитель Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Юго-Западный государственный университет" (ЮЗГУ).

49. Патент № 2699757 С1 Российская Федерация, МПК Н01М 14/00, Н02К 7/18, F02N 19/04. отопительная установка со встроенным термогенератором: № 2018147604: заявл. 28.12.2018: опубл. 10.09.2019 / Л. В. Алексеев; заявитель общество с ограниченной ответственностью "ЦИРИТ ТЕРМО".

50. Патент № 2717249 С2 Российская Федерация, МПК И0^ 35/00. Термоэлектрический генератор: № 2017143421: заявл. 12.12.2017: опубл. 19.03.2020 / А. Я. Тереков; заявитель Общество с ограниченной ответственностью "Термоэлектрические инновационные технологии" (ООО "ТЕРМОИНТЕХ").

51. Патент на полезную модель № 153533 и1 Российская Федерация, МПК И0^ 21/50. термоэлектрический генератор: № 2014128983/28: заявл. 16.07.2014: опубл. 27.07.2015 / А. Е. Шупенев, А. Г. Григорьянц.

52. Патент на полезную модель № 178530 Ш Российская Федерация, МПК F02M 31/13, F24H 3/02, F02N 19/00. электронная система вихревого индукционного подогрева воздушного заряда дизелей типа В-2 в условиях низких температур: № 2016143792: заявл. 08.11.2016: опубл. 06.04.2018 / А. А. Козлов, Н. И. Прокопенко, Д. В. Шабалин [и др.].

53. Патент на полезную модель № 192532 Ш Российская Федерация, МПК F02N 19/00. Автономная система предпусковой подготовки двигателя с термоэлектрическим генератором: № 2019111818: заявл. 18.04.2019: опубл. 23.09.2019 / И. И. Габитов, А. В. Неговора, М. М. Разяпов, Р. Ф. Самиков; заявитель Федеральное государственное бюджетное образовательное

учреждение высшего образования "Башкирский государственный аграрный университет".

54. Патент на полезную модель № 212146 Ш Российская Федерация, МПК F01M 5/02, F28D 15/00. Устройство подогрева масла в ведущих мостах грузового автомобиля: № 2022102027: заявл. 28.01.2022: опубл. 08.07.2022 / А. Т. Кулаков, Д. И. Нуретдинов, А. Ю. Барыкин [и др.].

55. Патент на полезную модель № 219352 Ш Российская Федерация, МПК В60Н 1/22, F02N 19/02. Устройство для тепловой подготовки узлов автотранспортных средств: № 2023111765: заявл. 03.05.2023: опубл. 12.07.2023 / Р. Ж. Магафуров, М. М. Разяпов, Ш. Ф. Нигматуллин, Р. Ф. Самиков; заявитель Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Башкирский государственный аграрный университет".

56. Патент на полезную модель № 52945 Ш Российская Федерация, МПК F02N 17/04. Система управления предпусковым подогревателем двигателя внутреннего сгорания: № 2005128462/22: заявл. 05.09.2005: опубл. 27.04.2006 / Г. А. Глебов, В. Л. Красных, В. М. Литвин [и др.]; заявитель Общество с ограниченной ответственностью "Шатл".

57. Патент на полезную модель № 66866 Ш Российская Федерация, МПК Н01Т 13/00. Свеча накаливания: № 2007116991/22: заявл. 04.05.2007: опубл. 27.09.2007 / А. М. Боровских; заявитель Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Уральский государственный лесотехнический университет".

58. Печкин М.П. Анализ отказов автомобилей семейства КамАЗ и причины низкой эксплуатационной надежности / Н.С. Тузов // в сборнике: «Материалы секционных заседаний 59-й студенческой научно-практической конференции ТОГУ в 2 томах.» Ответственный редактор И.Н. Пугачев. 2019. С. 143-148

59. Поляков Н.А. Система электростартерного пуска транспортных средств с применением комбинированного источника электрической энергии: дис. ... канд. техн. наук. - 170 с.

60. А.В. Неговора, М.Г. Закиев, Н.А. Шерстнев Изучение влияния низких температур на коробку передач автомобиля КАМАЗ ZF 16S 1820ТО // В сборнике: Автомобиль для Сибири и крайнего севера: конструкция, эксплуатация, экономика. 90-я Международная научно-техническая конференция Ассоциации автомобильных инженеров в ИРНИТУ. 2015. С. 273-278.

61. Разяпов, М. М. Повышение надежности агрегатов трансмиссии автотракторной техники при эксплуатации в условиях низких температур / М. М. Разяпов // Инновации в АПК: проблемы и перспективы. - 2020. - № 2(26). - С. 77-86.

62. Резник Л.Г., Ромалис Г.М., Чарков С.Т. Приспособленность автомобилей к низким температурам воздуха. -Тюмень: ТГУ, 1985. 104 с.

63. Рубанов Д. Ю. Модернизация предпускового подогревателя двигателя для обогрева коробки перемены передач / Д. Ю. Рубанов, В. В. Петроченко // Молодой ученый. - 2018. - № 43(229). - С. 21-25. - EDN УКРЕЯМ.

64. Самиков Р. Ф. Совершенствование рабочего процесса генератора горячих газов Терммикс-15Д // Проблемы технического сервиса в АПК: Сборник научных трудов II студенческой всероссийской научно-практической конференции, Кинель, 14 марта 2019 года. - Кинель: Самарская государственная сельскохозяйственная академия, 2019. - С. 84-90.

65. Самиков Р. Ф., Демаков Е. В. Применение пакета ANSYS при исследовании процесса подачи горячего газа через термоэлектрический рекуператор тепловой энергий // Современное состояние, традиции и инновационные технологии в развитии АПК: материалы международной научно-практической конференции в рамках XXIX Международной специализированной выставки «Агрокомплекс-2019», Уфа, 12-14 марта 2019 года / Башкирский государственный аграрный университет. Том Часть 3. -

Уфа: Башкирский государственный аграрный университет, 2019. - С. 169175.

66. Самиков Р. Ф., Нигматуллин Ш. Ф., Козеев А. А., Разяпов М. М. Исследование способа рекуперации тепловой энергии отработавших газов ДВС // Технический сервис машин. - 2023. - № 1(150). - С. 29-38. - DOI 10.22314/2618-8287-2023-61 -1 -29-38.

67. Самиков Р. Ф., Нигматуллин Ш. Ф., Разяпов М. М. [и др.] Повышение эффективности работы жидкостного подогревателя при предпусковой подготовке двигателя внутреннего сгорания // Инженерные технологии и системы. - 2021. - Т. 31, № 2. - С. 304-320. - DOI 10.15507/2658-4123.031.202102.304-320.

68. Самиков Р. Ф., Нигматуллин Ш. Ф., Разяпов М. М. Изучение динамики прогрева мостов автомобиля КАМАЗ-65115 // Современное состояние, традиции и инновационные технологии в развитии АПК : материалы международной научно-практической конференции в рамках 32-й Международной специализированной выставки «Агрокомплекс-2022», Уфа, 23 марта 2022 года / министерство сельского хозяйства российской федерации; федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Башкирский государственный аграрный университет»; совет молодых ученых университета. Том Часть 2. - Уфа: Башкирский государственный аграрный университет, 2022. - С. 56-59.

69. Самиков Р. Ф., Нигматуллин Ш. Ф., Разяпов М. М., Костарев К. В., Исследование способа повышения энергоэффективности работы жидкостного предпускового подогревателя / // Вестник Алтайского государственного аграрного университета. - 2021. - № 3(197). - С. 119-125.

70. Самиков Р. Ф., Разяпов М. М. Повышение коэффициента полезного действия генераторов горячих газов // Наука молодых -инновационному развитию АПК: материалы XI Национальной научно-практической конференции молодых ученых, Уфа, 04 декабря 2018 года /

Башкирский государственный аграрный университет. Том Часть I. - Уфа: Башкирский государственный аграрный университет, 2018. - С. 263-267.

71. Самиков Р. Ф., Разяпов М. М. Способ снижения электропотребления генераторов горячих газов // Научные основы развития АПК: Сборник научных трудов по материалам XXI Всероссийской (национальной) научно-практической конференции студентов, аспирантов и молодых ученых с международным участием, Томск, 19 апреля/ отв. ред. Гааг А.В. - Томск: Издательский центр Золотой колос, 2019. - С. 289-293.

72. Самиков Р. Ф., Разяпов М. М., Современная концепция тепловой подготовки автотракторной техники при эксплуатации в условиях низких температур // Научно-техническое обеспечение АПК Сибири: материалы Международной научно-технической конференции, р.п. Краснообск, 03-04 октября 2019 года. - р.п. Краснообск: Сибирский научно-исследовательский институт механизации и электрификации сельского хозяйства Сибирского федерального научного центра агробиотехнологий Российской академии наук, 2019. - С. 238-241.

73. Самиков Р.Ф., Зайнагабдинов И. С., Костарев К. В., Экспериментальные исследования системы работы "предпусковой подогреватель - термоэлектрический генератор" // Вестник науки. - 2021. - Т. 5, № 1(34). - С. 133-137.

74. Самиков Р.Ф., Неговора А.В., Нигматуллин Ш.Ф., Разяпов М. М., Теоретические и экспериментальные исследования генератора горячих газов с термоэлектрической насадкой // Известия Санкт-Петербургского государственного аграрного университета. - 2019. - № 57. - С. 123-128. -DOI 10.24411/2078-1318-2019-14123.

75. Самиков Р.Ф., Нигматуллин Ш. Ф., Разяпов М. М., Акимов С. С., Разработка стенда для испытания предпусковых подогревателей силовых агрегатов сельскохозяйственной и строительной техники // Вестник Башкирского государственного аграрного университета. - 2020. - № 2(54). -С. 100-105. - DOI 10.31563/1684-7628-2020-54-2-100-105.

76. Самиков Р.Ф., Нигматуллин Ш.Ф., Разяпов М.М. [и др.] Повышение эффективности работы жидкостного подогревателя при предпусковой подготовке двигателя внутреннего сгорания// Инженерные технологии и системы. - 2021. - Т. 31, № 2. - С. 304-320. - DOI 10.15507/2658-4123.031.202102.304-320.

77. Самиков Р.Ф., Нигматуллин Ш.Ф., Разяпов М.М., Хайретдинова Р.Р. Исследование работы термоэлектрического генератора в системе выпуска отработавших газов ДВС / // Вестник Алтайского государственного аграрного университета. - 2022. - № 2(208). - С. 101-110. - DOI 10.53083/1996-4277-2022-208-2-101-110.

78. Самиков Р.Ф., Разяпов М. М., Нигматуллин Ш. Ф., Расчетный анализ в программных пакетах Solidworks и AnsysWorkbench системы утилизации тепловой энергии отработавших газов предпусковых подогревателей // АПК России. - 2021. - Т. 28, № 2. - С. 249-257.

79. Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ № 2021669453 Российская Федерация. Управление комплексной системой тепловой подготовки автотракторной техники: № 2021668405: заявл. 17.11.2021: опубл. 29.11.2021 / И. И. Габитов, М. М. Разяпов, А. В. Неговора [и др.]; заявитель Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Башкирский государственный аграрный университет».

80. Семыкина А.С. Определение возможных неисправностей современных автомобилей в гарантийный период / Н.А. Загородний // Актуальные направления научных исследований XXI века: теория и практика. 2015. Т. 3. № 4-1 (15-1). С. 209- 212.

81. Семыкина А.С. Определение технического состояния ходовой части легковых автомобилей / А.В. Голубева, Н.А. Загородний // Вестник Донецкой академии автомобильного транспорта. 2019. № 2. С. 75-82. 90.

82. Сергеев В.И. Особенности диагностики и ремонта ходовой части автомобиля / В.И. Козликин // в сборнике: «Современные автомобильные

материалы и технологии (САМИТ-2016) сборник статей VIII Международной научно-технической конференции.» Ответственный редактор Е.В. Агеев. 2016. С. 387-390.

83. Сергиенко Н.Е. Диагностика технического состояния подвески автомобиля бортовым устройством / Н.Е. Сергиенко, Н.В. Мирошниченко // Вестник НТУ «ХПИ». - Харьков, 2012. Вып. № 64 (970). - С. 75 - 80.

84. Смирнов, Д. А. Изменение параметров технического состояния стартерных аккумуляторных батарей в процессе эксплуатации / Д. А. Смирнов, А. В. Пузаков // Проблемы функционирования систем транспорта: материалы Всероссийской (национальной) научно-практической конференции студентов, аспирантов и молодых ученых, Тюмень, 02-04 декабря 2020 года. - Тюмень: Тюменский индустриальный университет, 2020. - С. 311-314.

85. Соснин Д.А. Автотроника. Электрооборудование и система бортовой автоматики современных легковых автомобилей: Учебное пособие. М.: С0Л0Н-Р,2001,272 с. стр.22-25,29-37

86. Суранов Г.И. Уменьшение износа автотракторных двигателей при пуске, - М: Колос, 1982. - 143 с

87. Тиминский В.И. Справочник по электрооборудованию автомобилей, тракторов, комбайнов. -М.: Урожай, 1985 г.

88. Тышкевич Л.Н., Журавский Б.В. Исследование тепловых процессов аккумуляторной батареи при эксплуатации автомобиля в условиях низких отрицательных температур // Вестник СибАДИ. 2017. №6 (58). URL: https://cyberleninka.rU/article/n/issledovanie-teplovyh-protsessov akkumulyatorno y-batarei-pri-ekspluatatsii-avtomobilya-v-usloviyah-nizkih-otritsatelnyh-temperat (дата обращения: 04.06.2023).

89. Устройство для поддержания систем двигателей внутреннего сгорания в прогретом и безотказном предпусковом состоянии. [Текст] Пат. 69929ШРФ. Носырев Д. Я. Чертыковцева., Н. В. Пирогов В. М. патентообладатель Государственное образовательное учреждение высшего

профессионального образования "Самарский государственный университет путей сообщения" (СамГУПС) 2007128727/22, 25.07.2007, Опубликовано: 10.01.2008

90. Хакимов Р. Т., Дидманидзе О. Н., Москвичев Д. А., Спиридонов А. М. Оценка достоверности экспериментальных данных технического обслуживания модульного транспорта сельскохозяйственного назначения // Известия Санкт-Петербургского государственного аграрного университета. -2023. - № 5(74). - С. 104-113. - DOI 10.24411/2078-1318-2023-5-104-113.

91. Холодный пуск дизелей. Starteng diesel entgenes in cald weather/ Robertson Zosepb L. «Rock Prod», 1987.-№2.

92. Чешуин Л.В. Особенности эксплуатационных свойств тракторной трансмиссии в зимних условиях / Л.В. Чешуин // Тр. Алт. с.-х. ин-та. -Барнаул, 1968. - № 15. - С. 41-48

93. Чешуин Л. В. Исследование эксплуатационных режимов работы ступенчатых трансмиссий тракторов типа Беларусь в условиях зимней эксплуатации: автореф. дис. ... канд. техн. наук / Л.В. Чешуин. - Киев, 1979. - 17 с.

94. Чижков Ю.П., Акимов А.В. Электрооборудование автомобилей. Учебник для вузов. - М.: Изд-во За рулем, 2000.

95. Шведов С.П. Обоснование мощности СВЧ нагревателя для КПП автомобиля КАМАЗ/С.П. Шведов, А.Ф. Курносов. Материалы III научно-практической конференции студентов и аспирантов, посвященной памяти Анфиногенова М. А. (11 ноября 2011 г.) Новосибирск 2011. стр. 13-17

96. Шуваева И. М. Изменение свойств эксплуатационных материалов при изменении температуры окружающего воздуха в сборнике: Сервис, техническая эксплуатация транспортных и технологических машин межвузовский сборник научных трудов. Тюмень, 2001. С. 236-241.

97. А. Б. Яблочкин, М. Г. Гранкин Программное обеспечение для моделирования рабочих процессов дизеля с нагревом воздуха на впуске

отработавшими газами предпускового подогревателя / //. - 2021. - № 4(97). -С. 53-56.

98. Яблочкин, М. Г. Гранкин А. Математическая модель рабочих процессов дизеля с нагревом воздуха на впуске отработавшими газами предпускового подогревателя //. - 2021. - № 3(96). - С. 10-14.

99. И.И. Буслаева, С.Н. Махарова, А.И. Левин Эксплуатационные повреждения структуры и разрушение рессоры автомобиля КАМАЗ в температурно-нагрузочных условиях севера // Проблемы машиностроения и надежности машин. 2017. № 5. С. 81-87.

100. Ярков С. А. Влияние низкотемпературных условий эксплуатации на регулярность движения городских маршрутных автобусов: автореферат дис. ... канд. техн. наук/ С. А. Ярков- Тюмень 2007.

101. GaoX Liu Z and Dong S 2016 Effects and countermeasures of low atmospheric pressure and temperature environment on starting performance of diesel engine Internal Combustion Engine & Parts p 1.

102. Gardulski J. Diagnosing wear and tear of piston packing in car hydraulic shock absorbers // Transport problems. - 2009. - Volume 4, Issue 1, Part 2 - Pr. 15-24.

103. R. Samikov, S. Nigmatullin, I. Gabitov, A. Negovora [et al.] Efficient use of energy resources of the generator of hot gases in the thermal preparation of motor vehicles // International Journal of Energy Economics and Policy. - 2020. -Vol. 10, No. 1. - P. 228-235. - DOI 10.32479/ijeep.8503.

104. Sobczak P. Procedure of linear decimation in car suspension diagnosis // Transport problems. - 2009. - Volume 4, Issue 3, Part 1 - Pr. 105-112.

105. FengGao, Qiang Zhang, Daquan Zhang and Wen He Study on Engine Idle Speed Control Considering Vehicle Power Bal- ance // Lecture Notes in Electrical Engineering, 1. - Vol. 200. - Proceedings of the FISITA 2012 World Automotive Congress. - Part 6. - P. 259-26.

106. Vasiliev L.L., Burak V.S., Kulakov A.G., Mishkinis D.A., Bohan P.V. Latent heat storage modules for preheating internal combustion engines:

application to a bus petrol engine // Applied Thermal Engineering. - 2000. - V. 20. - P. 913- 923.

107. Vivegananth M and Ramesh A 2018 A novel method to improve the cold starting ability of a low compression ratio diesel engine through recompression of the charge Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers Part D Journal of Automobile Engineering 7 (India: Madras) pp 17351749.

ПРИЛОЖЕНИЕ

Приложение А

Управление комплексной системой тепловой подготовки автотракторной техники Свидетельство о регистрации программы для ЭВМ 2021669453 29.11.2021. Заявка № 2021668405 от 17.11.2021. Габитов И.И., Неговора А.В., Разяпов М.М., Самиков Р.Ф., Ямалетдинов М.М.

Автономная система предпусковой подготовки двигателя с термоэлектрическим генератором. Патент на полезную модель ЯИ 192532 и1 18.04.2019. Заявка № 2019111818. Габитов И.И., Неговора А.В., Разяпов

М.М., Самиков Р.Ф.

Устройство для тепловой подготовки узлов автотранспортных средств. Патент на полезную модель ЯИ 219352 Ш 12.07.2023. Заявка № 2023111765. Магафуров Р.Ж., Нигматуллин Ш.Ф., Разяпов М.М., Самиков Р.Ф.

РОССИЙСКАЯ ФЕДЕРАЦИЯ

09)

RU

do

219 352{п) U1

(511 МПК В60Н1/22 (3006 01) ЯИЛГЛИВ (3010.01)

ФЕД ЕРАЛЬНАЯ СЛУЖБА ПО ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ

СМ ю О от

т—

СМ

<12' ОПИСАНИЕ ПОЛЕЗНОЙ МОДЕЛИ К ПАТЕНТУ

<52>ОГТК

В60И 1/22(202X05); F02N19Ю2 (2023.05)

(21*22) Заявка: 202Э111765. 03.05.2023

(241 Дата начала отсчета срока действия патента: 03.05.2023

Дата регистрации: 12.07.2023

Л риоритет(ы):

(22) Дата подачи заявки: 03.05.2023

(45) Опубликовано: 12.07.2023 Евдд. №20

Адрес .тля переписки:

450001, г. Уфа. уп_ 50 летня Октября, 34, ФГБОУ ВО Башкирские государственный аграрный университет. НИЧ

(72) Лвтор(ы'|:

Магафуров Руслан Жамилсвич ЛШ), Разяпов Машут Магдутович ЯШ), Нигматуллин Шамиль Файзра хманович

Сами коп Руслан Фапэиловнч (ЕШ)

(73) Патентообладателей): Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Башкирскийгосударственный аграрный университет" (1Ш)

(56) Список документов, цитировали их в отчете о поиске: ни 1925321Г1.23-092019. Яи 1168393 С1,20.01-201)6. ЕА 30У17 Е 1.31.10201К. йи 63911 1)1.10 .061007. те 2021ДМ644ЮЗ А1.03062021 СЕ 4042015 А1,11X174991.

(541 Устройство для тепловой подготовки узлов автотранспортных средств

(57'| Реферат:

Полезная модель относится к машиностроению и предназначена для тепловой подготовки автомобиля к принятию нагрузки в условиях низких температур и может быть использована в автомобилестроении. Устройство для тепловой подготовки узлов автотранспортных средств, включающий генератор горячих газов, направляющую I [асадку, аккумуляторную батарею, импульсный топливный насос, топливный бак, отличающееся тем, что па направляющей насадке установлена

труба квадратного сечения, на внешних сторонах которой расположены термоэлектрические генераторные модули с радиаторам и охлажло [ия, перпендикулярно па входе в орсбрсния которых установлены впускные патрубки, соединенные через ресивер с подводящим патрубком генератора горячих газов, при этом термоэлектрические генераторные модули через контроллер ТЭГ соединены с аккумуляторной батареей. Устройство обеспечивает снижение потребления устройством тепловой подготовки.

73 С

ГО

tf) СО СП M

3

Приложение Б

УТВЕРЖДАЮ

.Директор >восибирскпрофстрой»

/ М.В. Вакуленко

f.

1/1 » сентября 2019 г.

АКТ

внедрения результатов научно-исследовательской работы

Разработанный коллективом авторов (руководитель - д.т.н., проф. Неговора A.B., исполнители - к.т.н. Разяпов М.М., инж. Самиков Р.Ф.) на кафедре «Автомобили и машинно-тракторные комплексы» ФГБОУ ВО Башкирский государственный аграрный университет прогрессивный способ тепловой подготовки агрегатов автомобиля КАМАЗ используется при подготовке к приему нагрузки в холодное время года.

Применение разработанного способа позволило значительно снизить отказы агрегатов автомобиля КАМАЗ и повысило коэффициент технической готовности автомобильного парка на 5,5%.

Заместитель директора по эксплуатации

A.A. Скворцов

«УТВЕРЖДАЮ» Проректор по научной и

«УТВЕРЖДАЮ» Генеральный директор

АКТ ВНЕДРЕНИЯ

результатов научно-исследовательских, опытно-конструкторских и технологических работ высших учебных заведений

Настоящим актом подтверждается, что результаты НИОКТР: по теме «Комплексная тепловая подготовка автотракторной техники для условий низких температур» выполненный в ФГБОУ ВО «Башкирский государственный аграрный университет» _______

внедрены в ГУСП «Башсельхозтехника» при модернизации автомобилей и тракторов для эксплуатации в зимний период.

Вид внедренных результатов: эксплуатация изделия, технология_

(эксплуатация изделия, работы технологии); производство (изделия, работы, технологии)

1. Характеристика масштаба внедрения: партия_

2. Форма внедрения: промышленный образец_

3. Методика (метод): оборудование, технология_

4. Новизна результатов научно-исследовательских работ: качественно новые

5. Объем внедрения: изготовлены 35 комплектов оборудования_

Заказчик ГУСП «Башсельхотехника»

(наименование вуза, НИИ, КБ)

В период с 25 января 2019 г. по 22 марта 2021 г.

(сроки выполнения)

(уникальное, единичное, партия, массовое, серийное)

6. Социальный и научно-технический эффект: Сокращение времени подготовки к выходу на линию тракторов и автомобилей, снижение загрязнения окружающей среды - охрана окружающей среды и улучшение условий труда водителя. Исполнители: д.т.н., профессор Неговора A.B.. к.т.н.. доцент Разяпов М.М., аспирант Самиков Р.Ф., инженер А.Х. Жумагулов.

От ВУЗа

^водитель НИР д.т.н., проф.

Неговора A.B. 2021 г

«г

От предприятия

Зам.ген.директора'по производству

, У

ГУСП «Башсельхозтехника»

;_ Фатхинуров В.А.

« ¿¿6» л^у.'тъ 2021 г

Анализ конструкций системы смазки коробок передач 2Р 168, 88, 68 показал, что современные агрегаты трансмиссии плохо приспособлены для эксплуатации в суровых климатических условиях. Существующие способы и средства поддержания теплового режима трансмиссии не нашли широкого применения по причине отсутствия чётких нормативных требований, а также низкой эффективности, сложности конструкций.

Для повышения эффективности использования автомобилей в условиях низких температур авторами предложена система обеспечения оптимального теплового режима агрегатов трансмиссии при эксплуатации автомобилей за счёт использования теплоты отработавших газов предпускового подогревателя и генератора горячих газов. За счёт предложенных технический решений система позволяет в автоматическом режиме поддерживать требуемый уровень температур смазочных масел в трансмиссионных редукторах, тем самым обеспечивая повышение коэффициента готовности автотракторной техники и снижая затраты на техническое обслуживание и ремонт трансмиссий.

Постановляющая часть:

1. Представленная разработка обладает научной новизной и имеет практическую значимостью для АПК Иркутской области;

2. Рекомендовать «Система обеспечения надежности коробок передач 7,¥ 1681820 при эксплуатации в условиях низких температур» к применению в сельскохозяйственных предприятиях Иркутской области;

3. Рекомендовать Разяпову должить НИОКР по данной тем

Председатель Р1Т' Секретарь

., Неговоре А. В., Самикову Р. Ф. про-

11. Н. Дмитриев А. И. Лобыцин