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
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
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.
Источник информации и фото: пресс-служба Пермского Политеха
