Центральноукраїнський науковий вісник. Технічні науки. Випуск 7. Частина 1. - 2023

Permanent URI for this collection

https://dspace.kntu.kr.ua/handle/123456789/13308

Browse

Now showing 1 - 20 of 36

Центральноукраїнський науковий вісник. Технічні науки
(ЦНТУ, 2023)
У науковому віснику представлені статті, присвячені проблемам проектування, експлуатації та ремонту сільськогосподарської техніки і транспортних засобів, технології виробництва, транспортних технологій та логістики, будівництва, матеріалознавства, IT-технологій, роботизації, автоматизації в промисловості та сільському господарстві. Наведені практичні рекомендації до використання результатів досліджень у галузях народного господарства. Науковий вісник є фаховим виданням, в якому публікуються основні результати наукових досліджень професорсько-викладацького складу, аспірантів, докторантів університету, а також науковців інших навчальних закладів, науково-дослідних інститутів НАНУ та промислових підприємств України. Збірник розрахований на наукових, науково-технічних працівників різних галузей науки та техніки, ЗВО, здобувачів вчених ступенів і звань.
Використання електромобілів як таксі
(ЦНТУ, 2023) Бодак, В. І.; Bodak, V.
У статті розглянута методика зарядки електромобілів, що використовуються як таксі у Луцьку, та вирішення даної проблеми у інших містах. Основним фактором при виборі марки та моделі електромобіля для служби таксі є вартість транспортного засобу, рівень деградації тягової батареї та комфорт пасажирів. У країнах Західної Європи та Північної Америки популярністю користуються автомобілі виробника Tesla. В цих автомобілях використовуються тягові батареї ємністю від 70 кВт/год. Дані автомобілі є дорогими, тому у країнах з меншими рівнем достатку використовуються дешевші електромобілі з батареями меншої ємності. У Луцьку компанія «Преміум сервіс» експлуатує електромобілі марки Nissan Leaf з батареями 24 кВт/год. Зростання кількості електромобілів створило ряд проблем, оскільки, кількість станцій для заряджання у місті не зросла пропорційно кількості машин. Однієї нічної зарядки батареї електромобіля-таксі на підприємстві «Преміум сервіс» не вистачає для роботи протягом робочого дня. Тому у робочий час автомобілям доводиться дозаряджатись на міських електрозаправних станціях. In connection with the significant increase in the number of cars with internal combustion engines in Ukrainian cities, there is an increase in emissions of harmful gases, which significantly exceed permissible standards. The increase in the number of electric cars has been accelerated by the fact that when clearing an electric car, it is not necessary to pay value added tax and customs duty, but only excise duty for each kilowatt of battery capacity. The cost of one kilometer covered by an electric car is several times lower than a car with an internal combustion engine. In cities, taxi services are appearing that use only electric cars. The main factor when choosing the brand and model of an electric vehicle for taxi service is the cost of the vehicle, the level of degradation of the traction battery and the comfort of passengers. Tesla cars are popular in Western Europe and North America. These cars use traction batteries with a capacity of 70 kWh or more. These cars are expensive, so less affluent countries use cheaper electric cars with smaller batteries. In Lutsk, the "Premium Service" company operates Nissan Leaf electric vehicles with 24 kWh batteries. The increase in the number of electric cars has created a number of problems, since the number of charging stations in the city has not increased in proportion to the number of cars. One nightly charging of the battery of an electric taxi at the "Premium Service" enterprise is not enough to work during the working day. Therefore, during working hours, cars have to be recharged at city gas stations. The article discusses the method of charging electric cars used as taxis in Lutsk, and the solution to this problem in other cities.
Аналіз конструктивних особливостей різних типів коробок перемикання передач автомобілів
(ЦНТУ, 2023) Кужельний, Я. В.; Аксьонова, О. О.; Машковцев, Д. С.; Kuzhelnyi, Ya.; Aksonova, О.; Mashkovtsev, D.
У роботі проведено аналіз конструкцій різних типів коробок перемикання передач автомобілів. Наведено призначення, вплив на тягово-швидкісні властивості, а також, основні вимоги, які повинна забезпечувати КПП. Розглянуто особливості конструкції механічних двовальних та тривальних КПП. Наведено будова та основні елементи конструкції гідромеханічної передачі (ГМП), КПП із варіаторами та коробки передач із подвійним зчепленням. Виділено основні переваги та недоліки кожного типу розглянутих КПП, перспективи їх подальшого розвитку. One of the important components of the car design is the gearbox, which is part of the transmission. It is the gearbox that is responsible for changing the direction of the car and its speed. This affects traction and dynamic properties in general. The purpose of this article is to analyze the design features of various types of car gearboxes. The work analyzes the design features of various types of car gearboxes. The purpose of the gearbox, the effect on the traction-speed properties, which are a set of properties that determine the possible speed ranges and the maximum intensity of acceleration when the car is moving in the traction mode in various operating conditions, are given, as well as the main requirements that it should provide. The peculiarities of the construction of mechanical gearboxes, their structure, the principle of operation and the possibility of placement in a car are considered. The structure and main elements of the hydromechanical transmission (HMT) design are presented. It consists of three main parts: a torque converter, a manual gearbox and a control system. The design features of the gearbox with V-belt and toroid variators are considered. The principle of operation of variators, which ensures a stepless change of the gear ratio within the established limits, is presented. The design of the gearbox with a double clutch is considered, which ensures uninterrupted transmission of the power flow to the drive wheels. The gearbox is controlled by an electronic control unit, which receives information from sensors located in the box and is connected by a high-speed bus to the engine's electronic control unit. The main advantages and disadvantages of each type of considered gearboxes are highlighted. The mechanical gearbox has proven itself as a unit that is simple in design and reliable in operation. The prospects for the development of the gearbox are the development of new electronic control systems, the use of modern materials with high performance indicators and the use of high-performance methods of mechanical processing.
Системний підхід до формування показників якості відновлених деталей
(ЦНТУ, 2023) Черновол, М. І.; Шепеленко, І. В.; Chernovol, М.; Shepelenko, І.
В роботі розглянуто технологічний процес відновлення деталей як систему взаємопов’язаних елементів, які можуть впливати на формування показників якості відновлених деталей. На етапі технологічного проектування виокремлені основні ієрархічні рівні, а технологічний процес відновлення в цілому представлений у вигляді функцій зв’язків між окремими елементами підсистеми. Це дозволило представити загальну структуру технологічного процесу відновлення зношених деталей як систему взаємозв’язків. З урахуванням особливостей функціонування системи запропоновано підхід, відповідно до якого всі елементи системи мають вплив до формування показників якості відновлених деталей. Встановлено функціональні зв’язки між показниками якості та елементами технологічного процесу на різних рівнях оцінювання. Показано шляхи забезпечення якості відновлених деталей на основних етапах життєвого циклу виробу. The paper considers the technological process of parts restoration as a system of interrelated elements that can influence the formation of quality indicators of restored parts. It is established that the technological process has all the necessary properties that are required for systems. However, modern methods and criteria used in the design of the technological process of parts recovery focus on the selection of the optimal recovery method, which is only part of the technological process. Therefore, the paper sets the goal of presenting the technological process of restoration as a system of interconnections between individual elements that allow to purposefully influence the quality indicators of restored parts. The main hierarchical levels of technological design of part recovery are defined. In turn, the technological process of restoration as a whole is presented in the form of functions of connections between individual elements of the subsystem. This made it possible to present the overall structure of the technological process of restoring worn parts as a system. Taking into account the peculiarities of the system's functioning, an approach is proposed, according to which all elements of the system have an impact on the formation of quality indicators of the restored parts. The functional links between quality indicators and elements of the technological process at different levels of evaluation are established. The main ways to ensure the required quality indicators through the elements of the technological process are determined: methods, equipment, materials, modes, equipment, etc. The proposed approach to the formation of quality indicators of remanufactured parts makes it possible to study the cause-and-effect relationships between the parameters of technological processes and quality indicators of remanufactured parts, as well as to establish ways to improve them. The ways to ensure the quality of remanufactured parts at the main stages of the product life cycle are shown.
Моделювання витрат та вимірювання електричної енергії електродвигунів
(ЦНТУ, 2023) Квашук, Д. М.; Ларін, В. Ю.; Філоненко, С. Ф.; Стахова, А. П.; Kvashuk, D.; Larin, V.; Filonenko, S.; Stakhova, А.
Діяльність з визначення енергоефективності електродвигунів включає кілька етапів робіт. До них належать моделювання експлуатації двигунів за допомогою спеціалізованих програмних продуктів, що дозволяє визначити необхідні параметри споживання електричної енергії, навантаження, та обертальні параметри у різних режимах роботи. Проте, найефективнішим є спосіб отримати реальні робочі характеристики електродвигуна на випробувальних стендах. Це зумовлено багатьма факторами, від механічних несправностей до невідповідності технічних характеристик заявлених виробником. Разом з тим, як для першого, так і іншого способу проблема полягає в оптимізації вимірювального обладнання, що потребує зменшення похибки, збільшення швидкодії та чутливості вимірювальних перетворювачів. До параметрів, які вимагають особливої уваги можна віднести витрати електричної енергії, які в окремих сферах промисловості є вирішальними під час проектування технологічних майданчиків, визначення промислової політики, обсягів виробництва, тощо. У даній статті запропоновано спосіб встановити залежність між цими параметрами, практичне значення якого, в різних режимах роботи електродвигуна дасть можливість оцінити як економічну ефективність електричної машини так і можливі ризики, що пов’язані із безпечною подальшою експлуатацією, строком експлуатації та можливостями створювати необхідні моменти прискорення при заданих навантаженнях. The activity of determining the energy efficiency of electric motors includes several stages of work. These include modeling the operation of engines with the help of specialized software products, which allows you to determine the necessary parameters of electrical energy consumption, load, and rotational parameters in various operating modes. However, the most effective way is to obtain the real operating characteristics of the electric motor on test stands. This is due to many factors, from mechanical malfunctions to inconsistencies in the technical characteristics declared by the manufacturer. At the same time, both for the first and other methods, the problem lies in the optimization of the measuring equipment, which requires reducing the error, increasing the speed and sensitivity of the measuring transducers. The parameters that require special attention include the consumption of electrical energy, which in certain areas of industry is decisive during the design of technological sites, determination of industrial policy, production volumes, etc. This article proposes a way to establish the relationship between these parameters, the practical value of which, in different operating modes of the electric motor, will make it possible to evaluate both the economic efficiency of the electric machine and the possible risks associated with safe further operation, the period of operation and the ability to create the necessary acceleration moments at given loads. As a result of the study of the metrological characteristics of measuring meters, the dependence of their accuracy on instantaneous, impulse loads during the measurement of electrical energy consumption of asynchronous electric motors was established, which made it possible to develop an error correction algorithm based on a new information parameter. This parameter is characterized by the number of instantaneous loads caused by mechanical or inductive factors influencing the operation of electric motors in a certain, fixed period of time. Thus, the direct measurement of the torques of electric motors under the diagnosis of electric energy consumption allows to increase the accuracy of the counters by detecting additional impulse, destabilizing factors of influence.
Підвищення ефективності ланцюгів поставок
(ЦНТУ, 2023) Чорна, О. В.; Попович, П. В.; Маяк, М. М.; Шевчук, О. С.; Фалович, Н. М.; Комарніцький, С. П.; Chorna, О.; Popovich, Р.; Mayak, М.; Shevchuk, О.; Falovych, N.; Komarnitskyi, S.
У статті визначено важливу роль управління підприємством як інструменту стратегічного розвитку, при цьому слід зазначити, що для досягнення поставлених цілей необхідно використовувати спеціалізовані методи та моделі – ефективний інжиніринг, ефективну оптимізацію та ефективний реінжиніринг логістичних систем підприємства. В статті поглиблено вивчено теоретичні та практичні основи застосування аналітичних методів і моделей у логістиці для вирішення завдань логістичного менеджменту, систематизувати навички розробки та використання аналітичних систем у різних сферах застосування логістичної діяльності. Розглянуто погляди різних науковців на зміст поняття «Ефективність ланцюга поставок». Досліджено основні напрями та елементи, що складають концепцію ефективності ланцюга поставок. The article defines the important role of enterprise management as a tool of strategic development, while it should be noted that in order to achieve the set goals, it is necessary to use specialized methods and models - effective engineering, effective optimization, and effective reengineering of the enterprise's logistics systems. The goal is to study in depth the theoretical and practical foundations of the application of analytical methods and models in logistics to solve the problems of logistics management, to systematize the skills of developing and using analytical systems in various areas of application of logistics activities. The views of various scientists on the meaning of the concept of "Effectiveness of the supply chain" are considered. The main directions and elements that make up the concept of supply chain efficiency have been studied. Let us note the main areas of effectiveness of SCM implementation: increasing the number of orders, increasing the stability of demand, reducing insurance reserves, reducing risk and increasing the reliability of planning and delivery. According to the basic supply chain process, it is recommended to consider the main indicators of supply chain performance evaluation in the SCOR model: planning, procurement, production, sales and returns. For each set of indicators, growth and decline indicators are highlighted separately. A general index of supply chain performance evaluation is proposed. The direction of increasing the efficiency of the supply chain is proposed: increasing the visibility of the supply chain; certification training; investments in smart technologies; development of project plans.
Інформаційна безпека життєдіяльності людини і суспільства в умовах війни
(ЦНТУ, 2023) Марченко, К. М.; Оришака, О. В.; Marchenko, К.; Oryshaka, О.
У статті розглянуті аспекти інформаційної війни як невід'ємної складової гарячих війн. Проаналізовані механізми інформаційного впливу на свідомість людини та масову свідомість. Окреслені особливості інформаційної війни в умовах широкомасштабних військових дій в Україні. Наголошується, що інформаційна зброя приводить до сумірних наслідків із військовою зброєю та є різновидом зброї масового враження. Запропоновані інструменти та засоби протидії інформаційній агресії для людини та суспільства. The large-scale war started in Ukraine caused an intense surge of informational aggression and informational confrontation, the waves of which spread almost all over the world. Artificially prepared information is used as a weapon that works no less effectively than army weapons. The purpose of information weapons is primarily human consciousness and mass consciousness. Information security of human life and society in the conditions of intense information war becomes a priority task, as a guarantee of physical security. In the information war, which in the conditions of a flarge-scale military operations in Ukraine has become no less hot, new features and peculiarities are obvious: openness and frankness of information influences; the global nature of the information war; aggravation of information clashes, disputes, disputes; intensity of information attacks; attempts to disable military and infrastructure facilities by means of information; aggressiveness of information actions; informational violence; strict restrictions on access to information; politicization of information; significant polarization of information; an increase in the share of emotional coloring and subjective interpretation relative to the share of facts. Based on an overview of the scale of the informational impact on society and the destructive consequences, it can be argued that information is one of the weapons of mass impression. The best ways to counter informational influences and aggression are to provide true and comprehensive information; education of the population in the form of information security courses; individual trainings, especially for responsible persons; training of information security trainers; broad propaganda and development of information culture in the information society; media education - schools and information literacy courses for the population; learning the rules of information hygiene, prudence and legibility when contacting information. In particular, it is necessary to teach citizens critical thinking and recognition of negative informational influences, manipulation, misinformation, falsification, etc.
Порівняльний аналіз автобусів та електробуса за показником транспортної результативності технологічних впливів машинних процедур
(ЦНТУ, 2023) Хабутдінов, Р. А.; Федоренко, І. О.; Khabutdinov, R.; Fedorenko, І.
У статті представлено методику аналізу транспортної віддачі машинне-технологічних процедур автобусів та електробусів на міських маршрутах, яка спрямована на наукове-методичне забезпечення технологічно-інтенсивних і екологічних проектів міських автобусних перевезень з урахуванням концепції технологічне-сталого розвитку у сфері пасажирських перевезень. Отримано кількісні закономірності впливу різних факторів (технічних, дорожніх, транспортних) на величини показника ТВ транспортної віддачі ТВ (результативності) машинно-технологічних процедур автобусу і електробусу. The article presents the methodology of analysis of transport efficiency of machine-technological procedures for buses and electric buses on urban routes, which is aimed at scientific and methodological support of technologically intensive and environmental projects of urban bus transportation taking into account the concept of technologically sustainable development in the field of passenger transportation. The model of operational behaviour of bus and electric bus as resource-technical and technological means of production (ARTOV) in natural processes of passenger transportation is considered. The principle of operational intensification of these processes on the basis of criterion of transport efficiency of machine-technological procedures for buses and electric buses on urban routes, analyzed on the basis of operational and simulation modeling, is introduced in the methodology. The quantitative regularities of influence of different factors (technical, traffic, transport) on the values of transport return indicator TV (efficiency) of machine-technological procedures of buses and electric buses have been obtained. The object of the study is the process of production and technological functioning of buses and electric buses on urban routes. The purpose of the research is to obtain quantitative regularities of impact of various factors (technical, traffic, transport) on the value of the output TW (efficiency) of techno-machine procedures of buses and electric buses. Research method - operational-simulative analysis of production and technological functioning of buses and electric buses on urban routes, taking into account the principles of improvement of operational and technological intensity and environmental friendliness of passenger traffic when using buses and electric buses. The results of the article can be used by technologically competent managers of motor transport for realization of strategies of complex increase of operational and technological intensity and ecological compatibility of passenger transportation using the above-mentioned transport means. Forecast assumptions of the research object development - realization of strategies and projects of conceptually and technologically sustainable development of technical resources (buses and electric buses) and processes of passenger road transportations in passenger road transport enterprises.
Використання боридних і силіцидних покриттів у ДВЗ: технологічний аспект
(ЦНТУ, 2023) Дзядикевич, Ю. В.; Захарчук, О. П.; Попович, П. В.; Розум, Р. І.; Буряк, М. В.; Шевчук, В. В.; Dzyadykevych, Yu.; Zakharchuk, O.; Popovich, P.; Rozum, R.; Buryak, М.; Shevchuk, V.
В статті досліджено основні закономірності процесу формування на тугоплавких металах однофазних, багатофазних, багатошарових композиційних покриттів із високими показниками жаростійкості та довговічності. Проведено дослідження боридного покриття на тугоплавких металах, яке показало, що на металах утворюється однофазне покриття, яке має хороше зчеплення з основою. Виявлено утворення моноборидної фази на молібдені та вольфрамі та боридна на ніобію і танталі, за результатами рентгенофазового та мікрорентгеноспектрального методів аналізу. Проведено дослідження впливу температури на процес дифузійного силіціювання тугоплавких металів, яке показало, що в інтервалі 950–1100 0С формується однофазне покриття, яке складається із дисиліцидів металів МеSi2. Виявлено, що подальше підвищення температури процесу насичення приводить до різкого росту товщини силіцидного шару. Встановлено, що ефективним дифузійним бар’єром є боридні фази тугоплавких металів, які забезпечують стабільність дифузійній частині багатокомпонентного покриття. Визначено, що боридні фази по відношенню до металевої основи більш стабільні, ніж силіцидні. Завдяки утворенню на границі боридних і силіцидних шарів силікоборидних фаз забезпечується висока стабільність боросиліцидного покриття. Визначено, що наявність проникаючих домішок в металевій матриці призводить до поганого захисту оксидної плівки дифузійного покриття і, як наслідок, до низької довговічності. Запропоновано механізм перенесення проникаючих домішок із глибини металу до межі порошкового середовища. Отримані боросилікатно-насичені металеві технологічні параметри дозволяють формувати дифузійне покриття з дрібнозернистою структурою на тугоплавких металах. Для забезпечення високих захисних характеристик необхідне подальше дослідження формування шаруватої частини покриття. The main regularities of the process of forming on refractory metals the single-phase, multi-phase, multi-layer composite coatings with high heat resistance and durability are examined in the article. A study of boride coating on refractory metals was conducted, which showed that a single-phase coating is formed on metals that possesses good adhesion to the base. Based on the results of X-ray phase and micro-X-ray spectral methods of analysis, the formation of a monoboride phase on molybdenum and tungsten and a boride phase on niobium and tantalum was revealed. A study of the effect of temperature on the process of diffusion silicification of refractory metals was carried out, which showed that in the range of 950–1100 0С, a single-phase coating is formed, which consists of disilicides of МеSi2 metals. A further increase in the temperature of the saturation process was found to lead to a sharp increase in the thickness of the silicide layer. It was proved that an effective diffusion barrier is the boride phases of refractory metals, which ensure the stability of the diffusion part of the multicomponent coating. The boride phases were determined to be more stable than silicide phases in relation to the metal base. Due to the formation of silicoboride phases at the border of boride and silicide layers, high stability of the borosilicide coating is ensured. The presence of penetrating impurities in the metal matrix leads to poor protection of the oxide film of the diffusion coating and, as a result, to low durability. A mechanism for the transfer of penetrating impurities from the depth of the metal to the boundary of the powder medium is proposed. The obtained borosilicate-saturated metal technological parameters allow forming a diffusion coating with a fine-grained structure on refractory metals. To ensure high protective characteristics, the formation of the layered part of the coating should be further researched.
Раціоналізація спільної роботи залізничних станцій у вузлі
(ЦНТУ, 2023) Крячко, К. В.; Шрамко, А. М.; Коврига, В. В.; Kryachko, К.; Shramko, А.; Kovriga, V.
В даній роботі рекомендуються варіанти оптимального перерозподілу сортувальної і маневрової роботи між сортувальними та вантажними станціями при формуванні передаточних поїздів з можливістю урахування детального підбору окремих груп вагонів на окремі вантажні фронти. Це дає змогу раціонального використання сортувального пристрою та маневрових локомотивів як на технічній, так і на вантажних станціях, а також зменшення тривалості знаходження місцевих вагонів під час здійснення основних технологічних операцій у залізничному вузлі. In this work the variants of rational technology for the redistribution of the sorting and shunting work between sorting and freight stations in the formation of the gear trains, taking into account possible detailed the selection of individual groups of cars for specific cargo fronts .This gives the possibility of optimal use of screening devices and shunting locomotives as sorting and freight stations, as well as the reduction of the length of time of local cars during the execution of the basic technological operations in the railway node. The studies of the structure of volumes with the processing of coming to the sorting stations, it was found that of the total local traffic volume ranges from 7% to 12% and the accumulation time of trains gear trains – up to 8 hours or more. Given that the time for the completion of the formation of these compounds through an slide in the rail yard for much less than freight (depending on the number of groups of wagons ) and that the cost of recycling of one car on the yard and station at 5 – 6 times less than the cargo, was asked to undertake the completion of the formation to the exactions of railway freight fronts in the rail yard, especially at this time when the reduction in the total amount of work sorting slides have sufficient reserve processing capacity. The dependences for determining the number of groups of wagons with defined assignment freight station in trains transfer trains, as well as finding the average number of uncoupling , which determines the amount of shunting work on the exhaust paths.
Changes in Engines Energy Indicators when the Cylinders are Disconnected in the Unloaded Mode of Operation
(ЦНТУ, 2023) Moldavian, А.; Dubinin, Ye.; Polyanskyi, О.; Potapov, M.; Poltavskyi, М.; Krasnokutskyi, M.; Молодан, А. О.; Дубінін, Є. О.; Полянський, О. С.; Потапов, М. М.; Полтавський, М. В.; Краснокутський, М. В.
Researched regimes of engine operation without load: 1 – test of the original engine; 2 – test with disconnection of four cylinders by stopping the fuel supply; 3 – test with the disconnection of four cylinders by simultaneously stopping the fuel supply and the absence of pumping losses of the cylinder-piston group (CPG) of the disconnected cylinders. It was established that when the crankshaft rotation frequency increases from 1400 min-1 to 2550 min-1 when the fuel supply to half of the cylinders is turned off, the fuel economy changes from 0 to 0.53 kg/h. When the fuel is turned off and there are no CPG pumping losses, the fuel economy changes from 1.2 kg/h to 3.88 kg/h. Recommendations have been developed that allow to increase the efficiency of wheeled vehicles by 11-26% by disconnecting a part of the cylinders. Робота двигуна на невеликих навантаженнях і холостому ходу характеризується погіршенням його основних показників. Виникає необхідність вдосконалення роботи двигуна на цих режимах. Одним із способів є від'єднання частини циліндрів двигуна. В статті досліджено підвищення ефективності роботи двигуна в режимі холостого ходу шляхом обґрунтування кількості зупинок циліндра та визначення енергетичних параметрів його роботи. Були досліджені режими роботи двигуна без навантаження: 1 – випробування вихідного двигуна; 2 – випробування з відключенням чотирьох циліндрів припиненням подачі палива; 3 – випробування з відключенням чотирьох циліндрів одночасним припиненням подачі палива і відсутністю насосних втрат циліндро-поршневої групи (ЦПГ) відключених циліндрів. Встановлено, що при збільшенні частоти обертання колінчастого вала від 1400 хв-1 до 2550 хв-1 при відключенні подачі палива в половину циліндрів економія палива змінюється від 0 до 0,53 кг/год. При відключенні палива і при відсутності насосних втрат ЦПГ економія палива змінюється від 1,2 кг/год до 3,88 кг/год. Розроблено рекомендації, які дозволяють шляхом відключення частини циліндрів збільшити економічність колісних машин на 11-26%.
Підвищення ефективності управління технологічним процесом доставки на основі аналізу статичних та динамічних резервів транспортної системи
(ЦНТУ, 2023) Голуб, Д. В.; Holub, D.
В статті розроблений теоретичний підход, який здійснює опис процесів організації і дезорганізації логістичних потоків в транспортній системі та відображає важливі сторони її функціонування. Запропоновано, що управління в транспортній системі слід розглядати як підтримку її стійкого стану і створення нової системної властивості, а саме динамічних резервів. The nature of static and dynamic reserves of the transport system and the degree of their influence on the technological process of delivery are given. The structure of flows connecting a specific supplier and consumer is considered. It was found that dynamic reserves are management reserves, and their size is determined by the amount by which static reserves can be reduced. The classification of dynamic reserves is given, the conditions of their occurrence are described, and interaction schemes are given. It is shown that assigning the priority of one of the jets in the flows of the transport system leads to the acceleration of the passage of one jet at the expense of slowing down the other (others), and the delays are transferred from one jet to another while maintaining their total amount, that is, at an unchanged average speed of the flows. It was found that the acceleration of the flow leads to the release of a certain group of vehicles, which can be used as a reserve, and when it slows down, on the contrary, additional vehicles are absorbed due to an increase in their number on the road. There are also a number of technological mechanisms for speeding up and slowing down the progress of flows. It has been found that the transport system can actively adapt to changes in the rhythms of senders and receivers due to the management of stream jets, but the possibilities of its adaptation are quite limited. And therefore, if the rhythms of the jets in the flow are too much out of sync, there is a possibility of a moment when reliable transport communication cannot be ensured and the transport system begins to play the role of limitation. It was found that the set of dynamic reserves allows to significantly increase the efficiency of the transport system in conditions of unevenness, but it requires the development of new approaches to the principles and methods of optimization, as well as the choice of effective work organization. It is assumed that the management capabilities and the size of the dynamic reserves of the transport system are greater, the more different jets are released in the flow, and therefore the greater the diversity in the subsystems, the more noticeable is the effect of organization, combining them into a single system.
Засоби керування кроковим двигуном та вимірювання зусиль під час дослідження процесу згинання аркушевого матеріалу
(ЦНТУ, 2023) Кандяк, Н. М.; Коломієць, А. Б.; Котовський, О. О.; Kandiak, N.; Kolomiiets, А.; Kotovskii, O.
Для дослідження явищ під час утворення об’ємної форми тари методом одночасного сгинання клапанів розгортки з гофрованого картону створено стенд. Привод інструментам, що надається від крокового двигуна, може бути як рівномірним, так і за певними законами руху. Розглянуто електронні пристрої керування двигуном та вимірювальним модулем, а також спеціалізоване програмне забезпечення. Створено програму керування швидкістю вала двигуна під час робочого і зворотного ходу. The improvement of the equipment for the forming of the volumetric shape of packages and containers requires a detailed study of the phenomena in the folding process of sheet material with a complex structure (corrugated cardboard). A stand has been created to study process parameters, successful research on which should be provided by programmed control of tool movement and synchronous transfer of measured data to a computer for further processing. Moving tools (punches) are driven by a stepper motor. The movement of the stepper motor shaft is programmed to obtain both a uniform movement and movement according to a certain law, which can be different for the working and reverse moves. Forces are measured by a strain gauge clamp, the signal from which is also transmitted to external devices for visualization and processing. The basis of the motor control and measurement unit is the Arduino Uno microcontroller, which, together with the Arduino Nano controller and the analog-to-digital converter, significantly expands the functionality of the stand. The diagram and operation of the created control and measurement unit is described. A special program has been created to study the geometric, kinematic and power parameters of the process, the possibility of quickly changing the law of motion, providing various ratios and laws of motion to the working and reverse motion of punches. The laws of motion for the motor shaft are presented in it in the form of matrices of values, which are accessed before starting the measurement from the stand control panel. The parameters of the process of simultaneous folding of corrugated cardboard, which were investigated using a stand, are described. The developed measurement technique and means of controlling the movement of the stepper motor of the tool drive allowed to estimate the maximum effort, the nature of the change during the work cycle, to compare different types of material and folding modes. The result of determining the optimal parameters of the process of operational packaging & container formation is the creation of recommendations necessary for the design of modern energy-saving equipment.
До питання відновлення та зміцнення деталей робочих органів ґрунтообробної техніки
(ЦНТУ, 2023) Денисенко, М. І.; Denisenko, М.
Актуальність проблеми підвищення довговічності деталей сільськогосподарських машин з кожними роком зростає. Це пояснюється тим, що підвищуються вимоги до надійності і довговічності сільськогосподарської техніки, зокрема деталей робочих органів ґрунтообробних машин. Екологічні і агротехнічні вимоги до технічних засобів механізації землеробства постійно зростають та вдосконалюються, особливо в царині показників, що визначають шкідливий вплив на ґрунти, у тому числі, на межі допустимого засмічення їх металом від прискореного зносу робочих органів, і попадання у ґрунти продуктів зношування. Ecological and agrotechnical requirements for technical means of mechanization of agriculture are constantly growing and improving, especially in the field of indicators that determine the harmful effect on soils, including, on the limit of permissible clogging of them with metal from the accelerated wear of working organs, and getting into the soil products of wear and tear. A huge volume of agricultural products is produced by both large farms and smaller farms. In the created economic situation, there is a steady growth of farms; the growth of arable land for grain and other agrotechnical crops, which undoubtedly creates a demand for the working bodies of agricultural machines. For example, only farms in the south and southeast of Ukraine annually consume more than 400,000 cultivator paws and plowshares, not including offers for other working bodies. The most heavily loaded surfaces of tillage machines and aggregates are the working bodies: the ploughshare is the ploughshare, the cultivator's paws, and the harrow's discs or teeth. The reason for their premature failure is mainly accelerated abrasive wear, which is due to interaction with solid (HV 8-11 GPa) particles in the soil. The working bodies of agricultural machinery include: ploughshares, plow bodies, discs of heavy harrows, paws of cultivators and planters, and many other parts of working bodies. It should also be noted that soil cutting is the most widespread technological operation in the agroindustrial complex: plowing, cultivation, harrowing, harvesting of grain and technical crops, these operations make up at least 70% of the total volume of mechanized work. At the same time, such performance indicators as the degree of weed cutting, the average depth of cultivation, the stability of the movement of the working bodies in depth depend primarily on the technical condition of the blade of the working body of agricultural machinery; their clogging and sticking to the surface of the blade; traction resistance of working bodies. A chamfer is formed on the edge of the blade and the toe, which negatively affects the stability of the movement of the working bodies in depth, the profile of the toe, the geometry and width of the blade of the working body changes. Dull cultivator legs and plow blades increase the traction resistance of the units, and therefore the productivity is significantly reduced, while fuel consumption increases by 15-20%. In connection with the uneven operation of the cutting edges and other surfaces of the working bodies of agricultural machinery, there is a need to strengthen and restore them. In addition, agricultural working bodies are operated in conditions of a chemically aggressive external environment, which is connected with the addition of various fertilizers to the soil and the presence of moisture in it. The wear of the parts of tillage machines that have direct contact with the abrasive mass is strongly influenced by soil moisture. Moisture, depending on the type of soil, can both increase and decrease wear. Together, these factors exert such a strong influence on the working bodies of agricultural machinery that it makes them unusable after almost a few hours of intensive machine operation. The developed technology of modification of the parts of the working bodies of tillage machines using point strengthening increases the resistance to abrasive wear of their working surfaces by 2-3 times, and is able to replace other strengthening technologies, because it has high productivity and reduces the energy consumption of technological equipment many times over.
Оцінка ергономічної стійкості транспортного потоку на дільницях дорожньої мережі. Ідентифікація математичної моделі
(ЦНТУ, 2023) Войтов, В. А.; Кравцов, А. Г.; Карнаух, М. В.; Горяїнов, О. М.; Козенок, А. С.; Бабич, І. А.; Vojtov, V.; Кravtsov, А.; Karnaukh, М.; Goryayinov, О.; Kozenok, А.; Babych, І.
Обґрунтовано структуру математичної моделі оцінки ергономічної стійкості транспортного потоку на різних ділянках дорожньої мережі при дії зовнішніх збурень. Математична модель враховує динаміку розвитку процесу. Крім градієнтів швидкості та щільності транспортних потоків враховуються динамічні властивості транспортних засобів та багатосмугова дорожня мережа, а також час затримок на пішохідних переходах та світлофорах. Показано, що динамічні характеристики транспортного потоку описуються диференційним рівнянням третього порядку. Отримано вирази для визначення коефіцієнтів підсилення та постійних часу, що входять у диференційне рівняння. Обґрунтовані параметри, які є вхідним впливом та визначають стійкість транспортного потоку, – це градієнти щільності та швидкості потоку. Обґрунтовані параметри, що характеризують реакцію транспортного потоку на обурення, – це постійні часу, фізичний сенс яких полягає в інерційності всіх ланок, що входять у модель. The paper discusses the structure of the mathematical model featuring assessment of the ergonomic stability of the traffic flow in various sections of the road network under the influence of external disturbances, which is the result of structural identification. The mathematical model differs from the known ones in that it takes into account the dynamics of the process development. In addition to the gradients of speed and density of traffic flows, the research takes into account the dynamic properties of vehicles and the multi-lane road network, as well as the time of delays at pedestrian crossings and traffic lights. The dynamic properties of the traffic flow are described with a third-order differential equation. The mathematical model is parametrically identified; expressions for determining the gains and time constants included in the differential equation are obtained. The input parameters impacting and affecting the stability of the traffic flow are substantiated – these are the gradients of the density and speed of the flow. The parameters characterizing the response of the traffic flow to disturbances are substantiated – these are time constants, the physical meaning of which is the inertia of all links included in the model. The study presents expressions for determining the gains and time constants included in the differential equation. The gain coefficient K1 characterizes the degree of influence of the density of the traffic flow on the reaction time of the driver. The gain coefficient K2 characterizes the influence of the degree of dynamism of the traffic flow on the time of delays during movement and loss of stability. The gain coefficient K3 characterizes the degree of influence of a change in the traffic situation on the delay time when moving in the stream and loss of stability. The value of the time constant T1 characterizes the inertia of the driver depending on the density and intensity of the traffic flow. The value of the time constant T2 characterizes the inertia of the car and is expressed in the ability to maneuver. The value of the time constant T3 characterizes the inertia of changing the traffic situation.
Аеродинамічний аналіз впливу повітряних потоків від вантажівки на рух мотоцикла
(ЦНТУ, 2023) Тарандушка, Л. А.; Рудь, М. П.; Батраченко, О. В.; Tarandushka, L.; Rud, М.; Batrachenko, O.
В статті досліджується проблема забезпечення безпеки руху мотоцикла в умовах турбулентного повітряного сліду створеного великогабаритним вантажним автомобілем. При керуванні мотоциклом особливу небезпеку становить рух в умовах турбулентних повітряних потоків з різкою зміною їх швидкості та напряму. Було побудовано аеродинамічну модель руху вантажного автомобіля і мотоцикла для різного їх взаємного розташування. Було проведено дослідження моделей турбулентності, щоб оцінити точність найпоширеніших моделей Нав’є-Стокса, усереднених за Рейнольдсом таких як k–ε і k– ω. Встановлено зони в яких виникають найбільші зміни тиску повітря при русі мотоцикла, визначено величину цих змін. Відповідно надано рекомендації щодо особливостей руху мотоцикла при обгоні великогабаритного вантажного автомобіля та безпечної траєкторії при якій такий маневр найбільш безпечний для водіїв з недостатнім досвідом управління мотоциклом. The article examines the problem of ensuring the safety of motorcycle movement in the conditions of a turbulent air trail created by a large truck. The development of computer technology, software and methods of computational fluid dynamics (CFD) allows conducting theoretical studies of various aspects of the movement of motor vehicles, which are difficult to reproduce experimentally and which at the same time can have a significant impact on accidents on public roads. A motorcycle is one of the most dangerous vehicles in terms of traffic accidents with human casualties. The analysis of accidents involving motorcycles showed that most of the time their causes are insufficient skill and inability to drive a motorcycle, as well as insufficient attention. At the same time, when driving a motorcycle, movement in conditions of turbulent air flows with a sharp change in their speed and direction is a particular danger. Such conditions arise when overtaking large trucks moving at high speed. An aerodynamic model of the movement of a truck and a motorcycle was built for their different relative positions. From the position of the motorcycle in the turbulent wake behind the truck and after passing the compressed air zone in front of the truck. A study of turbulence models was conducted to assess the accuracy of the most common Reynolds-averaged Navier-Stokes models such as k–ε and k–ω. Zones in which the largest changes in air pressure occur during motorcycle movement have been established, and the magnitude of these changes has been determined. Accordingly, recommendations are provided regarding the characteristics of motorcycle movement when overtaking a large-sized truck and the safe trajectory in which such a maneuver is the safest for drivers with insufficient experience in driving a motorcycle.
Стійкість до вилягання і забур’яненість стеблостою льону-довгунця з урахуванням густоти посівів перед збиранням
(ЦНТУ, 2023) Лімонт, А. С.; Лімонт, З. А.; Limont, А.; Limont, Z.
Стійкість стеблостою до вилягання і його забур’яненість розглянути як фактори механізованого виробництва льону-довгунця, що формують екологоспрямоване готування і збирання рошенцевої льонотрести. Мета роботи полягала в дослідженні впливу густоти стеблостою льону-довгунця перед збиранням на стійкість його до вилягання і забур’яненість, а також з’ясуванні густоти посівів в передзбиральний період, яка уможливлює застосування засобів механізації на бранні рослин льону- довгунця і очісуванні стебел, їх розстиланні, підніманні стрічки льонотрести, формуванні її упаковок, їх навантажуванні та транспортуванні. Між стійкістю стеблостою льону-довгунця до вилягання і густотою стеблостою з урахуванням різних експериментальних даних виявлений від’ємний кореляційний зв’язок з коефіцієнтами кореляції мінус 0,460 і мінус 0,597 за кореляційних відношень стійкості стеблостою до вилягання на густоту стеблостою відповідно 0,703 і 0,652. Від’ємний кореляційний зв’язок виявлений і між забур’яненістю стеблостою, кількістю, а також щільністю бур’янів в ньому і густотою стеблостою з визначенням відповідних парних оцінних показників цього кореляційного зв’язку. Знайдені рівняння спадних гіпербол кількісної зміни результативних ознак залежно від факторіальної. Resistance of stalks to lodging and its weediness should be considered as factors of mechanized production of long flax, which form environmentally friendly preparation and harvesting of Roshen flaxseed. The aim of the study was to study the effect of stem density of long flax before harvesting on its resistance to lodging and weeding, as well as to determine the density of crops in the pre-harvest period, which allows the use of mechanization in harvesting long flax plants and combing stems, their spreading, lifting the flaxseed tape, forming its packaging, loading and transportation. Some of the results of experimental research of a number of scientists on the study of agricultural techniques and measures for the cultivation of flax and the materials of their own research and their generalization were used as initial data. The method of processing the initial data is based on correlationregression analysis, based on the size of statistical samples used to determine the estimated indicators of qualitative and quantitative relationship of the studied results and factorial features of the processed correlation series and correlation tables. The range of variation of the studied features, the arithmetic mean and the standard deviation and coefficients of variation were determined. The search for the prognostic function was carried out by equalizing the experimental values of the performance traits depending on the factorial rectilinear and a number of curvilinear dependences with the calculation of the corresponding estimates of alignment, errors of regression equations and determination of the coefficient of determination. A negative correlation with the correlation coefficients of minus 0.460 and minus 0.597 was found between the resistance of the flax stalk to lodging and the density of the stalk, taking into account various experimental data, with correlations of the resistance of the stalk to lodging to the density of the stalk, respectively, 0.503 and 0.62, respectively. A negative correlation was also found between the weediness of the stem, the number and density of weeds in it and the density of the stem, with the determination of the corresponding paired estimates of this correlation. The equations of descending hyperbolas of quantitative change of effective signs depending on factorial are found.
Впровадження цифрових технологій в управління ланцюгами постачань
(ЦНТУ, 2023) Гайкова, Т. В.; Загорянський, В. Г.; Леонтович, А. О.; Haikova, Т.; Zahorianskyi, V.; Leontovych, А.
У статті розглянуто особливості цифровізації в управлінні ланцюгами постачань. Викладено питання про сучасний стан впровадження програмного забезпечення в розвинені транспортні комплекси. Визначено фактори, що впливають на успішну автоматизацію транспортного процесу. Обґрунтовані завдання в галузі використання сучасних транспортно-інформаційних методів. Проведене дослідження дає змогу проаналізувати важливі напрями інноваційного розвитку та застосування сучасних технологій в сфері транспорту. During the period of military condition, one of the defining factors of the national economy and the welfare of the society is a well-established, automated process of delivery of cargoes by automobile transport. Changing business models under the influence of the situation in the country requires more flexible methods, as an example of which can be the formation of information networks to strengthen transport communications and to reduce transaction costs in the industry. Modern information and digital systems provide enterprises with effective strategic management, due to analysis of collected data and further planning of activity using riskmanagement methods. But it is also important to consider the security of such data and the protection of consumer privacy. Digital technologies are actively used in transport logistics when making certain payments for the given services. When delivering a cargo, as a rule, all conditions specified in the contract of carriage must be fulfilled. All payment transactions are carried out on digital platforms and demonstrate high efficiency, as well as the possibility to monitor compliance with payment terms. However, the expansion of the use of digital technologies in transport logistics has much greater potential, which will provide significant efficiency of the whole transport and logistics system. Digital technologies are built to meet the specific requirements of the task. The large number of operations during transportation of cargoes, peculiarities of transportation, as well as the necessary types of packing, storage and sorting include a certain array of data. They also provide data sets that need to be quickly integrated into specific threads. A very important component is the creation of information systems in the digital industry, where all transactions are carried out in digital format and show high results. In the case of road transportation, the transport documentation is fully transferred to the electronic platform and significantly reduces the cost of the unit of the transported cargo. Currently, software is being developed, connected with the use of electronic goods and transport waybills (e-TTS) for all types of transport. By using new innovative methods, on the example of electronic goods and transport waybill, the processing time of documents is reduced to 90%, protection of confidential information in cloud servers, cost savings on documentation printing, easy and fast search of documents with the help of online archive, convenient format of work for drivers, possibility of integration with existing systems with the help of API. All these indicators positively influence the development of transport processes and rapid achievement of results at the lowest cost.
Моделювання процесу митної переробки вантажів при проходженні транспортних засобів через державний кордон України
(ЦНТУ, 2023) Потаман, Н. В.; Орда, О. О.; Potaman, N.; Orda, O.
В системах доставки вантажів у міжнародному сполученні все частіше застосовуються логістичні принципи роботи. При цьому важливу роль грає ефективна взаємодія усіх ланок логістичних ланцюгів, в число яких входить й процес митної переробки вантажів. Підвищення конкуренції на ринку вантажних міжнародних перевезень обумовило необхідність виділення процесу митної переробки вантажів у окрему ланку логістичного ланцюга доставки вантажів. Побудовано модель процесу митної переробки вантажів на основі теорії мереж Петрі. Developing a model of the customs cargo handling process that allows making sound technological, design, and management decisions, changing input parameters, and carrying out long-term planning based on information on the occupancy of control points, customs zones of the border customs office, customs teams, throughput capacity of checkpoints, technical means of customs control and communication, types of customs regimes, and standardisation of the duration of all components of customs cargo handling. To develop a model of the customs cargo processing process, it is advisable to use systems of parallel information processing and parallel operation of objects, which include, for example, modelling with the help of Petri nets. The model developed on the basis of Petri nets for describing the customs cargo handling process shows that, in addition to being clear and easy to use, it makes it possible to take into account various probabilistic factors. Having developed a mathematical model of customs processing of cargo when vehicles cross the state border, it can be concluded that along with technological operations (time for customs clearance at the internal customs, time for customs procedures at the checkpoint), there are non-productive operations - downtime (time for waiting for customs clearance at the internal customs, time for waiting for customs procedures at the checkpoint), which significantly affect the time of customs border crossing. The mathematical apparatus of Petri nets will allow to study the dynamics of the system under study and its behaviour under different initial conditions. It has been found that the number of customs control and customs clearance officers has the greatest impact on the time of customs processing of goods. By building a mathematical model based on Petri nets, an effect of 1.11% was achieved. As a result of applying the developed mathematical model of the customs cargo processing process, an effect of 42 minutes was obtained.
Обґрунтування механізму функціонування мехатронної системи склоочищення автомобіля
(ЦНТУ, 2023) Аулін, В. В.; Голуб, Д. В.; Aulin, V.; Holub, D.
В статті обґрунтовано чотирьохланковий механізм мехатронної системи склоочищення автомобіля на основі аналізу параметрів закономірності руху щітки по склу і визначення можливості управління ними через мехатронні інтерфейси даної системи. Представлено математичну модель механізму склоочищення в середовищі Matlab/Simulink та проведений його кінематичний синтез. The four-link mechanism of the car's mechatronic windshield cleaning system is substantiated using different ratios of links and analysis of their kinematic and dynamic characteristics. A mathematical model of the glass cleaning mechanism in the Matlab/Simulink environment is presented and its kinematic synthesis is carried out. A mathematical model of the movement of the brush on the glass was developed for the case of close to uniform pressure distribution along the length of the brush, taking into account the unevenness of the law of movement associated with the operation of the transmission mechanism. The influence of the material properties of the rubber element on the quality of glass cleaning and the obtained values of the values characterizing the elastic and dissipative properties of the neck in the limit modes of the system are considered. The possibility of regeneration self-oscillations is shown when the dissipative properties of the neck are reduced as a result of wear or an aggressive environment. The processes of dry friction and hydraulic movement resistance occurring in the system are clarified, the limits of possible visually noticeable self-oscillations depending on the parameters of the friction mode and system operation are shown. It was found that the presence in the system of the possibility of regenerative selfoscillations in critical operating modes requires the introduction of micro-oscillations into the law of movement of the brush on the glass, which can effectively reduce the amplitudes of these self-oscillations. Analytical dependencies are proposed for calculating the parameters of the software, which implements the management of the dynamic characteristics of the system by superimposing the law of motion of microoscillations. The necessary hardware and software requirements for the controller are shown, as well as the possibility of saving the windshield wiper control unit as a functional unit of the mechatronic system for ensuring the comfort of movement.