1523

В уравнениях (8–10) Х1, Х2, Х3, X4 – соответствующие значения задаваемых параметров: Фт, Фв, n, коэффициента избытка воздуха λ соответственно.

Адекватность полученных уравнений, проверенная с использованием критерия Фишера, нашла подтверждение с вероятностью совпадения результатов расчета и эксперимента не менее чем в 95 % случаев (результаты испытаний приведены в табл. 1 и 2).

Полученные уравнения позволяют оценивать влияние каждого из рассмотренных факторов и их взаимодействия на выходные параметры [8].

Для проверки адекватности математической модели влияния магнитных потоков на экологические показатели ДВС были использованы данные, полученные путем прямых измерений выходных параметров ДВС на режиме холостого хода минимальной, средней и максимальной частоты вращения коленчатого вала (700, 1500 и 3000 мин–1 соответственно).

Чтобы определить оптимальные соотношения магнитных потоков на воздух и топливо в уравнениях (8–10), были взяты производные: для топлива – формулы (11–13), для воздуха – формулы (14–16):

641

Для рассматриваемого небольшого интервала изменения магнитных потоков оптимальное соотношение линейно зависит от числа оборотов двигателя и нагрузки (λ).

После многократных предварительных опытов были рассмотрены основные варианты исследований: В – серийная система; F – по одному магниту на топливопровод (Fтопл = 0,12·10–4 Вб) и на впускной

воздушный коллектор (Fвозд = 3,7·10–4 Вб); K – по три магнита стопкой на топливопровод (Fтопл =1,1·10–4 Вб) и воздушный коллектор (Fвозд = = 5,0·10–4 Вб); L – три магнита стопкой на воздушном коллекторе

(Fвозд = 5,0·10–4 Вб), три магнита вдоль топливопровода со смещением

120° в шахматном порядке (Fтопл = 2,4·10–4 Вб); D – по два магнита на топливопровод (Fтопл = 2,3·10–4 Вб) и воздушный коллектор (Fвозд = = 6,6·10–4 Вб) со смещением 180° в шахматном порядке; E – по два

магнита на топливо (Fтопл = 1,6·10–4 Вб) и воздух (Fвозд = 7,4·10–4 Вб) со смещением 180° в шахматном порядке. Магнитный поток F опреде-

лялся как произведение индукции B на площадь воздействия S (рис. 3).

Рис. 3. Система питания бензинового двигателя ВАЗ-21213, дооборудованная постоянными магнитами: 1 – постоянный магнит, установленный в системе подачи воздуха; 2 – постоянный магнит, установленный в системе подачи топлива

642

Таблица 1 Результаты ходовых испытаний на малых скоростях движения

Таблица 2

Результаты ходовых испытаний на максимальных скоростях движения

Для оценки общего токсического воздействия ОГ на здоровье человека был введен параметр суммарной токсичности, приведенной к токсичным параметрам серийного двигателя. Так как различные компоненты по-разному действуют на организм человека, каждому компоненту был присвоен коэффициент, который уравнивает воздей-

643

ствие оцениваемого компонента с монооксидом углерода [7]. Углеводородам СНх был присвоен коэффициент 3,16, а оксидам азота NOx – 41,1. В результате после определения показателей относительной суммарной токсичности было установлено, что наибольшее влияние на улучшение экологических показателей оказывает вариант L. Данные расчетов приведены в табл. 3.

Таблица 3

Суммарная токсичность режимов

В результате проведенного экспериментального и теоретического исследования можно сделать выводы:

1.С помощью математического эксперимента установлен ха-

рактер изменения токсичных компонентов ОГ (СО, СНx, NOx) от конфигурации, интенсивности магнитных потоков на топливе и воздухе

ичастоты вращения коленчатого вала.

2.Создана методика для выработки практических рекомендаций по использованию разнополюсных постоянных магнитов для улучшения экологических показателей автомобиля, позволяющая рассчитать конфигурацию, интенсивность и оптимальное расположение магнитных потоков в системе питания автомобиля категории М1.

Cписок литературы

1.Морозова В.С., Поляцко В.Л. Улучшение экологических показателей автомобилей воздействием магнитного поля на подачу топлива и воздуха в двигатель // Двигатели – 2008: сб. тр. междунар. на- уч.-техн. конф. – Хабаровск: Изд-во Тихоокеан. гос. ун-та, 2008. –

С. 210–213.

2.Способ интенсификации работы двигателя внутреннего сго-

рания: пат. 2352806 Рос. Федерация, МПК F 02 М 27/04, F 02 В 51/04 /

В.С. Морозова, В.К. Марченков, В.Л. Поляцко, В.С. Гун, С.П. Вяткин,

В.И. Рамов. № 2007138802/06; заявл. 18.10.2007; опубл. 20.04.2009.

Бюл. № 11.

644

3.Magnetic field enhancement of water vaporization / J. Nakagawa, N. Hirota, K. Kitazawa, M. Shoda // Journal of applied physics. – 1999. – Vol. 86, № 5. – P. 2923–2925.

4.Wakayama N. Magnetic promotion of combustion in diffusion flames // Combustion and flame. – 1993. – № 93. – P. 207–214.

5.Морозова В.С., Гун В.С., Поляцко В.Л. Перспективы повышения экологической и экономической эффективности поршневых двигателей интенсификацией их работы магнитным полем // Транс-

порт Урала. – 2011. – № 2 (29). – С. 106–108.

6.Морозова В.С., Гун В.С., Поляцко В.Л. Влияние магнитного потока на экологические показатели ДВС // Вестник Юж.-Урал. гос.

ун-та. Сер.: Машиностроение. – 2012. – № 33 (292). – С. 149–153.

7.Токсичность отработавших газов дизелей / В.А. Марков, Р.М. Баширов, И.И. Габитов. – М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2002. – С. 30–53.

8.Поляцко В.Л., Морозова В.С., Гун В.С. Влияние конфигурации и интенсивности магнитных потоков, воздействующих на топливо и воздух автомобиля с целью улучшения экологических показателей // Проектирование и управление автомобильными дорогами: реформи-

рование учебных программ в Российской Федерации. Разработка и внедрение магистерских программ в России: сб. ст. междунар. науч.- практ. конф. – Оренбург: Изд-во Оренбург. гос. ун-та, 2014. – 150 с.

Об авторах

Поляцко Владимир Леонидович – магистрант кафедры экс-

плуатации автомобильного транспорта, Южно-Уральский государст-

венный университет (НИУ), e-mail: poliatckovl@susu.ac.ru.

Морозова Вера Сергеевна – доктор технических наук, старший научный сотрудник, профессор кафедры эксплуатации автомобильного транспорта, Южно-Уральский государственный университет (НИУ), e-mail: morozovavs@susu.ac.ru.

Гун Валентина Сергеевна – кандидат технических наук, доцент кафедры электротехники и возобновляемых источников энергии, Южно-Уральский государственный университет (НИУ), e-mail: gunvs@susu.ac.ru.

Поляцко Елизавета Владимировна – ученица 11-го класса,

МАОУ «Лицей № 77», г. Челябинск, e-mail: liza.polyacko@bk.ru.

645

УДК 626. 53/54

В.П. Сапцин, С.О. Турецких

ОПРЕДЕЛЕНИЕ БЕЗОПАСНОЙ ГЛУБИНЫ В КАМЕРЕ НАКЛОННОГО СУДОПОДЪЕМНИКА ДЛЯ ПРОПУСКА ЛЕСНЫХ ГРУЗОВ НА ПЛАВУ

Рассматриваются результаты экспериментальных исследований по определению безопасной глубины в камере лесопропускного сооружения для перевозки лесных грузов на плаву, которые были проведены для экстренной остановки самоходной камеры при скорости в 1 м/с. Получена зависимость глубины наполнения в камере от величины осадки транспортируемого груза. Использовались наиболее вероятные места касания дном судна днища камеры. Для этих целей предусматривались специальные штоки, позволяющие оценить степень касания дном судна днища камеры.

Ключевые слова: эксплуатационный режим движения камеры, лесовозные баржи, плоты, экстренная остановка камеры.

V.P. Saptsin, S.O. Turetskikh

DETERMINATION OF SAFE DEPTH IN THE CAMERA OF THE INCLINED SHIP ELEVATOR FOR THE ADMISSION

OF FOREST FREIGHTS ON THE WATER

Results of pilot studies of determination of safe depth in the camera of a forest transportation construction for transportation of forest freights on the water are considered. Researches were conducted for the emergency stop of the self-propelled camera, at a speed of 1 m/s. Dependence of depth of filling in the camera is received from size rainfall of the transported freight. The most probable places of a contact were used by a camera bottom vessel bottom. For these purposes the special rods allowing to estimate contact degree a camera bottom bottom were provided.

Keywords: operational mode of the movement of the camera, forest barges, rafts, emergency stop of the camera.

При гидродинамических исследованиях транспортного самоходного наклонного судоподъемника Красноярского гидроузла на модели 1:25 испытанию подвергалась самоходная лесовозная баржа во-

646

доизмещением 1785 т с разгрузкой кренованием при экстренном торможении камеры (рис. 1) [1].

Рис. 1. График движения модели камеры при экстренной остановке: V0 – скорость равномерного движения, см/с; Тр – время разгона

камеры, с; Трд – время равномерного движения камеры, с; ТТ – время экстренной остановки, с

Размеры баржи: длина корпуса габаритная – 78,16 м; ширина корпуса – 15,0 м; осадка в грузу – 1,86 м. Рассматривались самые экстремальные случаи. Определена безопасная длина учалки судна от центрального положения ±2,5 м.

Для оценки безопасной глубины воды в камере были применены датчики вертикальных колебаний центра тяжести модели судна: у передней оконечности – 1 , задней оконечности – 2 . Датчики рас-

полагались в местах перехода от цилиндрической части модели судна к нецилиндрической, т.е. в местах возможного касания дном судна днища камеры (рис. 2). Тогда дифферент модели судна в лабораторных условиях вычисляется по формуле

с sin c ( 1 2 ) / Lд ,

где Lд – расстояние между датчиками.

Конструкция датчика представлена на рис. 2. Установка датчика в нулевое положение производилась при строго горизонтальном положении днища модели судна путем перемещения скользящих контактов, связанных с туго натянутой стальной проволокой, которая, в свою очередь, устанавливается параллельно уровню свободной поверхности воды. Основное требование, предъявляемое к этим датчикам, – регистрировать малые вертикальные колебания модели судна, не препятствуя значительным его горизонтальным перемещениям.

647

на на дно камеры на модели устанавливались специальные датчики, которые состоят из следующих основных частей:

1)направляющей трубки для штока;

2)штока, выступающего за обшивку днища модели судна;

3)упругого элемента с проволочными преобразователями.

При измерении силы давления днищем судна на дно камеры были сделаны некоторые допущения: шток датчика, имеющий форму полушара с отшлифованной поверхностью, выступает из днища модельного судна на величину 1–1,5 мм, что означает увеличение осадки судна. Для наибольшего расчетного судна (лесовозной баржи), как показали предварительные опыты (рис. 3, 4), касание происходит только кормовой оконечностью. Из этих соображений в месте перехода кормовой оконечности от цилиндрической части к нецилиндрической были установлены 2 датчика, расположенные симметрично относительно продольной оси судна. Расстояние между датчиками составляло 44 см.

Рис. 3. Касание днищем судна дна камеры при центральном положении модели судна при глубине 2,1 м

Это обстоятельство позволило установить эмпирическую зависимость для глубины наполнения камеры для плоскодонных судов: hk 1,2s, где s – осадка плоскодонных судов при полной загрузке.

Секции плотов также относятся к плоскодонным, поэтому эта зависимость может быть использована и для транспортировки плотов.

649