Арктика и северные территории России сейчас активно осваиваются. Но экстремально низкие температуры, осадки и отсутствие технической инфраструктуры затрудняют работу строительных и дорожных машин. Ученые Пермского Политеха предложили метод, который поможет избежать изнашивания деталей и выхода техники из строя. 

Матмодель для определения изменения геометрических размеров поршня

Матмодель для определения изменения геометрических размеров поршня

 

Результаты исследования разработчики опубликовали в сборнике материалов всероссийской научно-практической конференции с международным участием «Химия. Экология. Урбанистика».

– В арктической зоне и на других северных территориях температура может достигать -70 ºС. Большое количество снега и льда, отсутствие обустроенных автомобильных дорог и другой технической инфраструктуры усложняют работу и техобслуживание транспорта. Чтобы машины не выходили из строя и не простаивали, важно обеспечивать надежность их систем и агрегатов. Проводить ремонт при экстремально низких температурах и далеко от крупных населенных пунктов проблематично, это требует дополнительных затрат, – рассказывает один из исследователей, аспирант кафедры «Автомобили и технологические машины» Пермского Политеха Ильнур Шаякбаров.

По словам ученых, из-за температурных деформаций детали и агрегаты машин изнашиваются. Это может происходить в том числе потому, что отдельные элементы гидравлических систем расположены далеко от основных частей, которые подогревает двигатель. 

Гидравлическая схема обычно включает в себя бак с рабочей жидкостью рядом с двигателем внутреннего сгорания или автономным подогревателем; насос; распределитель; исполнительные органы и шланги высокого давления. Для прогревания системы рабочую жидкость сначала прогоняют по малому кругу. Чтобы снизить влияние низких температур, ее подогревают с помощью специальных устройств, которые монтируют в гидробак. 

– Эти способы не всегда действуют эффективно, так как жидкость, контактируя с другими частями системы, неравномерно нагревает внутренние элементы. Детали расширяются с разной скоростью, поэтому части системы быстро изнашиваются. Этот процесс называют «тепловым ударом». Мы предложили проложить дополнительную «магистраль», которая свяжет бак и исполнительный орган – гидроцилиндр или мотор, – поясняет научный руководитель разработчика, профессор кафедры «Автомобили и технологические машины» Пермского Политеха, доктор технических наук, доцент Константин Пугин.

Над решением этой проблемы сейчас работают многие ученые, но способ прогревания строительно-дорожных машин пермские исследователи предложили впервые.

Матмодель для определения изменения геометрических размеров цилиндра

Матмодель для определения изменения геометрических размеров цилиндра

 

Предполагается, что по новой схеме сначала нужно будет запустить двигатель внутреннего сгорания и подогреватель бака, жидкость при этом должна циркулировать по дополнительной «магистрали». Гидрораспределитель в это время постепенно нагревается. Затем масло запускают и на основную линию, чтобы прогреть исполнительный орган. Постепенное расширение металла обеспечивает оптимальные зазоры между деталями, которые защитят машины от поломок. Когда система полностью прогревается, дополнительную «магистраль» отключают, и технику можно безопасно использовать.

По мнению ученых, разработка будет полезна для применения в арктической зоне и других экстремальных климатических условиях.

 

Информация и фото предоставлены пресс-службой Пермского Политеха