CC BY
1УДК 621.43: 66.097.3
Г. А. Борисов, д-р техн. наук, профессор, Рязанский ГАТУ Е. Е. Семенова, канд. техн. наук, Рязанский ГАТУ И. Н. Колодяжная, канд. техн. наук, Рязанский ГАТУ
КАТАЛИЗАТОРЫ ВЫХЛОПНЫХ ГАЗОВ ДВС НА ОСНОВЕ КАРБОНИЛОВ МЕТАЛЛОВ
Причиной ухудшения экологической обстановки в крупных городах является загрязнение атмосферы выхлопными газами автомобильного транспорта. Количество транспортных единиц с каждым годом увеличивается. Если 5-7 лет назад, как правило, на каждую среднюю из трех-четырех человек семью приходился один автомобиль, то сейчас каждый совершеннолетний член семьи старается его приобрести. Следует отметить, что сегодня в эксплуатации находится ~ 50% автомобилей с карбюраторными ДВС, которые загрязняют атмосферу интенсивнее, чем ДВС с инжекторной системой впрыска. Зарубежные фирмы начали борьбу за освежение воздуха, применяя для очистки отработанных газов катализаторы, 25-30 лет тому назад.
Исследования последних лет показали, что самым сильным катализатором доокисления моноксидов азота и углерода, а также углеводородов, выделяющихся при сгорании топлив в автомобилях, являются родиевые катализаторы, которые изготовлены из карбонилов родия - РИ2(СО)8, РЬ4(СО)12 и РИ6(СО)16.
Карбонильные катализаторы используются для резкого ускорения превращения СО и водорода в спирты, непредельных углеводородов - в альдегиды. В этих процессах «работают» карбонильные катализаторы восьмой группы Периодической системы элементов - Со2(СО)8, РИх(СО)у и 1гх(СО)у по классической схеме гидроформилирования:
А + Н2 + СО = НА-СОН,
где: А - непредельный углеводород
РСН = СН2.
Обычно этот процесс, называемый чаще оксо-синтезом, осуществляют для получения оксоспир-тов (в частности, 2-этилгесанола). В г. Иокаччи (Япония) работает производство фирмы «Мицубиси кемикл индастриз» мощностью 26400 т/год.
Успех «высокой технологии» обеспечивает патентованный катализатор на основе карбонилгидри-да кобальта НСо(СО)4.
Представляет интерес рассмотрение таблицы каталитической активности карбонильных катализаторов оксосинтеза:
4 период Ре(СО)5 -> Со2(СО)8 <- 1Ч1(СО)4;
5 период Ри(СО)5 -> РИ(СО)8 <- Рс1(СО)4;
6 период Об(СО)5 -> 1г2(СО)8 <- РуСО)2х.
Ре(СО)5 в миллион раз менее активен, чем
Со2(СО)8 ; 1\П(СО)4 совершенно пассивен. А самый активный катализатор - это РИ2(СО)8. Карбонили-рование углеводородов - это процесс взаимодействия их с СО:
А - В + СО = А - СО - В или А - В + СО =СО -А-В,
где: А - В - углеводород.
При карбонилировании метанола и других углеводородов, применяя кобальтовые и родиевые карбонильные катализаторы, снижают температуру процесса с 2500С до 175°С и давление с 50 до 1,5 МПа.
Есть ещё много химических и нехимических процессов, которые успешно осуществляются с помощью карбонильных катализаторов. Это ги-дрокарбоксилирование олефинов с целью получения кислот, гидрокарбометаксилирование олефинов спиртами для получения сложных (например бутандекарбоновых) кислот и ряд других очень важных процессов.
Библиографический список
1. Сыркин, В. Г. Химия и технология карбонильных материалов./В.Г. Сыркин - М.: Химия, 1985, -240 с.
2. Сыркин, В. Г. Карбонилы металлов в технологиях XXI века. / В. Г. Сыркин // Панорама нефтехимии №1, 1998, - С. 50-59.
© Борисов Г. А., Семенова Е. Е., Колодяжная И. Н., 2012
УДК 631.373
С. Н. Борычев, д-р техн. наук, профессор, Рязанский ГАТУ
И. А. Успенский, д-р техн. наук, профессор, Рязанский ГАТУ
И. А. Юхин, канд. техн. наук, Рязанский ГАТУ К. А. Жуков, студент 4-го курса, Рязанский ГАТУ
A. Ю. Морозов, студент 5-го курса, Рязанский ГАТУ
B. Ю. Скопин, студент 5-го курса,
Рязанский ГАТУ
ИННОВАЦИОННЫЕ ТЕХНИЧЕСКИЕ СРЕДСТВА ДЛЯ ТРАНСПОРТИРОВКИ ПЛОДООВОЩНОЙ ПРОДУКЦИИ ПРИ ВНУТРИХОЗЯЙСТВЕННЫХ
ПЕРЕВОЗКАХ
Важнейшими процессами, определяющими качество плодоовощной продукции, ее потери при заготовке и хранении, являются внутрихозяйственная транспортировка и товарная обработка плодов.
Перевозка плодов связана со специфическими трудностями, обусловленными большой чувствительностью плодов к механическим воздействиям. Применяемые способы доставки плодов в плодохранилища и к местам товарной обработки насыщены большим количеством погрузочно-разгрузочных работ, что приводит к снижению товарных качеств плодов и несвоевременной доставке к месту хранения.
Основным направлением развития экономики сельского хозяйства нашей страны является рост производительности труда, снижение себестоимости, потерь продукции и энергоемкости процессов. Для бесперебойного обеспечения населения продуктами питания среднегодовое повышение объема производства сельского хозяйства должно быть не менее чем на 12 % [1].
Возрастающая потребность в перевозках сельскохозяйственных грузов требует увеличения производительности внутрихозяйственного транспорта, повышения его экономичности, безопасности и комфорта.
Особенностью перевозок в сельском хозяйстве являются сложные дорожные условия. Кузов транспортных средств совершает колебания с ускорением, величина которого достигает 3,5д (д - ускорение свободного падения), что приводит к повреждению груза, снижению долговечности транспортного агрегата и повышенной утомляемости водителя [2].
Наиболее перспективным направлением повышения эксплуатационных показателей транспортных средств является уменьшение виляния прицепа в поперечной плоскости. Решением этой проблемы является применение транспортных средств с системой подрессоривания грузовой платформы [3-5] и устройств для стабилизации положения транспортного средства [6], что позволяет снизить скорости и ускорения его колебаний, а соответственно и перевозимой продукции.
С целью уменьшения повреждений продукции путем снижения уровня поперечных колебаний грузовой платформы транспортного средства нами было предложено устройство стабилизации положения кузова транспортного средства
[6] (рис.1), у которого двуплечий рычаг механизма перемещения кузова со стороны кинематической связи его со штоком гидроцилиндра снабжен упругими элементами, расположенными симметрично относительно двуплечего рычага и выполненными в виде цилиндрических пружин сжатия (патент на полезную модель №81152 опубл. 10.03.2009 Бюл. №7). Введение в привод механизма перемещения кузова групп комбинированных упругих элементов различной жесткости, симметрично расположенных относительно рычага, позволяет, используя естественные изменения сопротивления перемещения кузова, повысить соответственно плавность работы прицепа. Для определения эффективности применения разработанного устройства на серийном транспортном агрегате возникла необходимость выявления его потенциальных возможностей путем определения конструктивных параметров, обеспечивающих минимальный уровень повреждений перевозимой продукции при
© Борычев С. А., Успенский И. А., Лунин Е. В., Юхин И. А., Жуков К. А., Морозов А. Ю., Скопин В. Ю., 2012
максимальной производительности перевозки и минимизации сопутствующих материальных и финансовых затрат.
Результаты исследований повреждения плодоовощной продукции при транспортировании на серийном и усовершенствованном прицепах приведены в виде графиков (рисунок 2).
Из анализа графиков становится ясно, что при перевозке плодоовощной продукции на усовершенствованном транспортном агрегате удается сократить повреждения в 1,1 ...1,21 раза в зависимости от условий движения. Наибольший эффект от использования устройства стабилизации положения кузова на серийном транспортном агрегате достигается при углах уклона поверхности 4° и более.
Использование тракторного прицепа 2ПТС-4 с разработанной группой комбинированных упругих элементов различной жесткости в устройстве стабилизации положения кузова для перевозки плодоовощной продукции в условиях сельскохозяйственного производства позволит повысить производительность перевозок на 9%.
Отсутствие во многих случаях дорог с твердым и ровным покрытием и тенденция к повышению производительности транспортных средств приводят к недостаточной плавности хода и вызывают увели-
чение уровня повреждений перевозимой продукции
[7]. Низкая плавность хода транспортных средств связана с большим числом возмущающих воздействий, различающихся по своей природе, характеру действия и направлению. Силы эти обусловлены как внутренними, так и внешними причинами. Внутренними причинами являются неуравновешенность деталей и неравномерность их вращения, эти причины вызывают обычно высокочастотные колебания (вибрации). Внешними причинами являются неровная поверхность дороги, изменение скорости и направления движения транспортного средства и другие. По характеру действия внешние возмущающие силы делятся на единичные и постоянно действующие. Единичные возмущения возникают при повороте транспортных средств, трогании с места, при разгоне, а также вследствие случайных воздействий отдельных глубоких выбоин на дороге, порывов ветра, резких торможений. Непрерывно действующие возмущения, вызванные движением по дороге с неровной поверхностью, имеют, как правило, случайный характер, хотя иногда и действуют по закону, близкому к периодическому.
Вышеуказанные внешние причины приводят к ухудшению динамических процессов транспортных средств, в результате чего наблюдается ряд нежелательных явлений, одним из которых явля-
1 - рама; 2 - дугообразные направляющие; 3 - ролики; 4 -кронштейны; 5 - кузов; 6 - телескопический двуплечий рычаг; 7 - шток; 8 - силовой гидроцилиндр; 9 - кронштейн; 10 - группа комбинированных упругих элементов различной жесткости;
Рисунок 1 - Тракторный прицеп 2ПТС-4 с устройством стабилизации положения кузова
ется увод прицепа в сторону. Он должен не превышать 3% габаритной ширины прицепа или трактора [8]. Эти колебания оказывают влияние на все показатели транспортного средства. Движение транспортных средств с прицепом на внутрихозяйственных перевозках грузов сопровождается непрерывными колебаниями как всего транспортного средства в целом, так и отдельных его узлов и агрегатов. Основными источниками низкочастотных колебаний являются неровности, непостоянные твердость и влажность дорожного полотна.
Особую опасность представляют собой попереч-
ные колебания прицепа в горизонтальной плоскости, обычно возникающие при достижении скорости 15-20 км/ч. В результате курсовых виляний тягача и прицепа увеличивается ширина полосы движения транспортного средства, что отрицательно сказывается на безопасности движения - появляется опасность заноса и схода с дороги, затрудняется управление трактором, повышается нагрузка на крюке и расход топлива, увеличивается износ шин.
Для улучшения условий труда, придачи транспортному средству большей маневренности при работе агрегата в поле, а также повышения его
ОАПОХ - эспериментальные данные а) масса груза 2300 кг; б) масса груза 3300 кг.
Рисунок 2 - Влияние скорости движения транспортного агрегата на повреждения плодоовощной продукции в кузове при работе на различных уклонах.
1 - кузов; 2 - рама; 3 - подкатная тележка; 4 - верхнее полукольцо; 5 - нижнее полукольцо; 6 -поворотный круг; 7 - фиксатор; 8 - пневматическая диафрагма; 9 - воздушный кран; 10 - электромагнит; 11 - ресивер; 12 - датчик задней скорости
Рисунок 3 - Прицепное транспортное средство для перевозки сельскохозяйственных грузов
надежности нами предложено следующее прицепное транспортное средство [9] (рисунок 3), состоящее из кузова 1, установленного на раме 2. Между рамой 2 и подкатной тележкой 3 размещены верхнее 4 и нижнее 5 полукольца поворотного круга 6. Между полукольцами 4 и 5 находится узел фиксации прицепного транспортного средства, состоящий из фиксатора 7, выполненного в виде усеченной пирамиды и закрепленного на штоке пневматической диафрагмы 8, расположенной на раме 2. Пневматическая диафрагма 8 посредством воздухопроводов связана с воздушным краном 9, приводящимся в действие электромагнитом 10. Сжатый воздух находится в ресивере трактора 11. В коробке перемены передач установлен датчик задней скорости 12.
Библиографический список
1. Адронов, М. Н. Перевозка плодово-ягодной
продукции / М. Н. Адронов // Труды ЦНИИТЭИ. -М., 1979.-С. 32-37.
2. Аникин, Н. В. Снижение уровня повреждения перевозимой сельскохозяйственной продукции за счет использования устройства для стабилизации положения транспортного средства / Н. В. Аникин,
С. Н. Борычев, Н. В. Бышов и [др.] // Фундаментальные и прикладные проблемы совершенствования поршневых двигателей: XII Международная научно-практическая конференция - Владимир : ВлГУ, 2010.-С. 319-322.
3. Устройство для снижения колебаний грузовой платформы / Аникин Н.В. [и др.] // Сельский механизатор - 2009. - № 8. - С. 31
4. Ротенберг, Р. В. Подвеска автомобиля. Колебания и плавность хода / Р. В. Ротенберг - М. : Машиностроение, 1972. - 329 с.
5. Яценко, Н. Н. Плавность хода грузовых авто-
мобилей / Н. Н. Яценко, О. К. Прутчиков - М. : Машиностроение, 1969. - 217 с.
6. Пат 81152 РФ, МПК51 В 62 О 37/00 Устройство для стабилизации положения транспортного средства [Текст] / Минякин С. В., Успенский И. А., Юхин И. А., Аникин Н. В., Гречихин С. Ю., Рем-балович Г. К. (Ри); заявитель и патентообладатель Государственное научное учреждение Всероссийский научно-исследовательский институт механизации агрохимического и материально-технического обеспечения сельского хозяйства. - № 2008139805/22; заявл. 07.10.2008; опубл.
10.03.2009, бюл. № 7. - 2 с. : ил.
7. Аникин, Н. В. Повышение эффективности перевозки картофеля путем совершенствования тракторного транспортного агрегата: дис ... канд.
техн. наук. / Аникин Н.В. - Рязань : Рязанская ГСХА, 2006.-149 с.
8. ОСТ 37.001.471-88 Управляемость и устойчивость автотранспортных средств. Методы испытаний [Текст]. - Введ. 1988-06-10 - М. : Министерство автомобильной промышленности СССР, 1988.-49 с.
9. Пат. 96547 РФ, МПК51 В 62 О 1/00 Прицепное транспортное средство для перевозки сельскохозяйственных грузов [Текст] / Безруков Д. В., Борычев С. Н., Успенский И. А., Кокорев Г. Д., Пименов А. Б., Юхин И. А., Николотов И. Н. (Р11); заявитель и патентообладатель ФГОУ ВПО РГАТУ. - № 20101000253/22; заявл. 11.01.2010; опубл.
10.08.2010, бюл. № 22. - 2 с. : ил.
УДК 634.1-13
Н. В. Бышов, д-р техн. наук, профессор, Рязанский ГАТУ Е. А. Панкова, ст. преп., ФГОУ ВПО Брянская ГСХА Р. А. Панков, канд.техн. наук, начальник автотранспортного парка ООО «Дружба»
КЛАССИФИКАЦИЯ МАШИН ДЛЯ КОНТУРНОЙ ОБРЕЗКИ САДОВ
Один из самых прогрессивных видов обрезки плодовых деревьев - сплошная контурная обрезка кроны деревьев машинами. При возросшей в десятки раз по сравнению с ручным способом производительности машин с режущим аппаратом непрерывного резания создается реальная возможность решения задачи своевременной обрезки деревьев на больших площадях, включая сады промышленного типа [1].
Машинами для контурной обрезки решаются следующие практические задачи:
прорезка рабочих (световых) коридоров между рядами деревьев, превысивших установленные для них размеры;
снижение высоты и ограничение ширины крон для стимулирования ростовых и генеративных процессов, смягчение периодичности плодоношения сада, облегчение условий для последующего выполнения комплекса работ по уходу за уменьшенными в объеме кронами деревьев и уборки урожая плодов;
сокращение затрат ручного труда и повышение экономической эффективности выращивания плодов; поддержание заданных параметров крон,
обеспечивающих более высокую технологичность сада без снижения урожая.
На основании анализа конструкционных особенностей отечественных и зарубежных машин для контурной обрезки плодовых деревьев, а также их рабочих органов была составлена их общая классификация (рис. 1) [2].
Проведенный обзор конструкций машин для контурной обрезки плодовых деревьев позволяет заключить, что в настоящее время наиболее широкое распространение получили машины навесного типа с фронтальным расположением режущих органов благодаря их маневренности и высокой производительности [3].
Гидравлический привод, обеспечивающий необходимый крутящий момент и достаточно большое число оборотов, получил наиболее широкое распространение в качестве привода рабочих органов машин для контурной обрезки плодовых деревьев.
Большая часть из существующих машин для контурной обрезки укомплектована режущим аппаратом дискового типа, который, в отличие от других режущих аппаратов, может быть применен для обрезки деревьев любого возраста.
Испытания отечественных и зарубежных ма-
© Бышов Н. В., Панкова Е. А., Панков Р. А., 2012
шин для контурной обрезки плодовых деревьев показали большую чувствительность их к состоянию микропрофиля междурядий. При наличии неровностей колебания машины передаются на режущий аппарат, что снижает в конечном итоге качество поверхности срезаемых ветвей и может привести к поломке режущих аппаратов. Поэтому существенным недостатком существующих машин для контурной обрезки является отсутствие устройства стабилизации рабочих органов [4].
Подводя итоги, можно сформулировать основные требования, которым должна удовлетворять современная машина для контурной обрезки плодовых деревьев, чтобы обеспечивать качественное выполнение операции по обрезке, а именно: она должна иметь фронтальное расположение, симметрично расположенные рабочие органы, оборудованные дисковыми пилами, иметь гидравлический привод рабочих органов и устройство стабилизации рабочих органов.
Рисунок 1 - Классификация машин для контурной обрезки плодовых деревьев
Библиографический список
1. Фисенко, А. Н. Обрезка плодовых деревьев. Приемы и способ создания и ведения высокопродуктивных крон у плодовых деревьев в промышленных и любительских садах юга СССР /
А. Н. Фисенко - Краснодар : Изд-во «Книжное издательство», 1990. - 278 с.
2. Кадыкало, Г. И. Классификация обрезчиков крон деревьев в садах / Г. И. Кадыкало, Р. А. Панков // Материалы международной научно-практической конференции, посвященной 150-летию со дня рож-
дения Великого преобразователя природы И. В. Мичурина. - Воронеж: ВГАУ, 2005. - С. 130-134.
3. Бычков, В. В. Современные машины для механизации трудоемких работ в садоводстве / В.
В. Бычков // Методы эффективного ведения садоводства. Сборник научных трудов - Мичуринск : МичГАУ, 1996.-С. 166-187.
4. Модернизация машины для контурной обрезки садов / Панкова Е. А. [и др.] // Тракторы и сельхозмашины - 2011. - №8. - С. 16-17.
