Збірники наукових праць ЦНТУ
Permanent URI for this communityhttps://dspace.kntu.kr.ua/handle/123456789/1
Browse
6 results
Search Results
Item Theoretical calculations of the relative additional fuel consumed when shutting down the cylinder(ЦНТУ, 2023) Molodan, А.; Polianskyi, О.; Dubinin, Ye.; Sokolovskyi, O.; Krasnokutskyi, M.; Молодан, А. О.; Полянський, О. С.; Дубінін, Є. О.; Соколовський, О. В.; Краснокутський, М. В.Cylinder deactivation is a technique used to improve the efficiency of an engine by shutting down a certain number of engine cylinders. Cylinder deactivation allows the remaining cylinders to operate more efficiently, increasing their load and improving efficiency. This technique has gained interest both domestically and internationally, particularly for automotive engines, as it helps improve fuel economy at idle and light loads. The process of calculating effective cylinder deactivation in a multi-cylinder engine and its effect on additional fuel consumption is discussed. The need to improve engine efficiency in various speed and load modes is driven by requirements for fuel economy, reduced exhaust toxicity, and the need to improve engine transients while maintaining other characteristics. In order to effectively utilize engine power and maintain performance, the fuel supply to operating cylinders must be increased. However, deactivating cylinders during engine operation results in a decrease in engine power, which in turn reduces crankshaft speed and torque. In summary, cylinder deactivation is a technique that has the potential to improve the economic performance of engines, particularly at idle and light loads. У статті обговорюються переваги відключення циліндрів двигуна для ефективного використання його потужності. Збільшення циклічної подачі палива в робочі циліндри покращує процес згоряння і підвищує середній індикаторний тиск. Однак, коли циліндри відключаються, індикаторна потужність двигуна, частота обертання колінчастого валу та крутний момент знижуються. Необхідність підвищення ефективності в широкому діапазоні швидкостей і навантажень призвела до пошуку нових технічних рішень і розвитку існуючих. Деактивація циліндрів дозволяє циліндрам, що залишилися, працювати більш ефективно, збільшуючи їх навантаження і ККД. Цей підхід викликав інтерес з точки зору покращення економічних показників двигунів, зокрема автомобільних, на режимах холостого ходу та часткового навантаження. У тексті також представлено метод розрахунку відносної додаткової витрати палива при відключенні циліндрів у багатоциліндрових двигунах. Загалом, основна увага приділяється покращенню паливної економічності, зниженню токсичності вихлопних газів та покращенню експлуатаційних характеристик двигуна.Item Change in power and fuel consumption when engine cylinders are partially disabled in a wheeled vehicle(ЦНТУ, 2023) Molodan, А.; Polyanskyi, О.; Dubinin, Ye.; Artomov, M.; Pushkarenko, O.; Молодан, А. О.; Полянський, О. С.; Дубінін, Є. О.; Артьомов, М. П.; Пушкаренко, О. Ю.The provided calculation methodology enables the evaluation of how disconnected cylinders affect engine power, overall efficiency, and fuel consumption. The study establishes that disconnecting cylinders leads to a proportional decrease in engine power. This means that an engine generating 154,5 kW power reduces to 113,4 kW with two disabled cylinders and goes down to 70,3 kW when four cylinders are disconnected. Reducing fuel consumption is especially notable at idle, showing a 27% drop after disabling half of the cylinders. However, fuel efficiency declines as the engine load increases until it reaches zero at the engine load factor. Discrepancies between the experimental and calculated data on fuel consumption and power are minimal, at around 7-8% during maximum load. Diesel engines have the potential to improve efficiency by shutting down certain cylinders, but the actual fuel savings depend on several factors, including the number of active cylinders, engine configuration, load, and mechanical losses incurred by the shutdown cylinders. Наведена методика розрахунку дозволяє оцінити вплив відключених циліндрів на потужність двигуна, загальну ефективність та витрату палива. Дослідження показало, що відключення циліндрів призводить до пропорційного зниження потужності двигуна. Це означає, що потужність двигуна потужністю 154,5 кВт знижується до 113,4 кВт з двома відключеними циліндрами і падає до 70,3 кВт при відключенні чотирьох циліндрів. Зменшення споживання палива особливо помітне на холостому ходу - на 27% після відключення половини циліндрів. Однак паливна ефективність знижується зі збільшенням навантаження на двигун, поки не досягає нуля при коефіцієнті завантаження двигуна. Розбіжності між експериментальними та розрахунковими даними по витраті палива та потужності мінімальні і становлять близько 7-8% при максимальному навантаженні. Дизельні двигуни мають потенціал для підвищення ефективності за рахунок відключення певних циліндрів, але фактична економія палива залежить від декількох факторів, включаючи кількість активних циліндрів, конфігурацію двигуна, навантаження і механічні втрати, що виникають у відключених циліндрах.Item Алгоритмічні моделі машинного навчання для прогнозування витрат пального транспортними засобами під час доставки зернових культур(ЦНТУ, 2022) Котенко, В. І.; Kotenko, V.У роботі проаналізовано можливості застосування обчислювального інтелекту у логістичних системах доставки сільськогосподарської продукції. Виявлено необхідність до використання алгоритмічних моделей машинного навчання для прогнозування витрат пального транспортними засобами під час доставки зернових культур. На основі історичних даних підприємства, що здійснює транспортування сільськогосподарської продукції, проведено прогнозування витрат пального транспортними засобами з використанням алгоритмічних моделей регресії: DT дерева рішень та RF випадкового лісу. За результатами моделювання встановлено, що найкращий прогноз витрат пального транспортними засобами під час доставки насіння зернових культур від сільськогосподарських підприємств до елеватора, виконує модель RF випадкового лісу, яка забезпечує відносну помилку отриманих результатів 4,6%. The analysis of the state of development and use of machine learning algorithmic models in road transport logistics systems has been carried out. The expediency of application of machine learning algorithmic model for predicting fuel consumption by vehicles during the grain crops delivery from agricultural enterprises to the grain elevator has been substantiated. The reggression machine learning algorithmic models: DT (Decision Tree) model and the RF (Random Forest) model for forecasting fuel consumption by vehicles is selected. On the basis of historical data of the enterprise that transports grain crops from agricultural enterprises to the elevator, forecasting of fuel consumption by vehicles with the use proposed models has been carried out. The resulting prediction of vehicle fuel consumption with the use the RF random forest model, as opposed to the values of individual decision trees, has a lower ability to retraining and greater flexibility to the limit of vehicle fuel consumption decisions. Evaluation of the specified models for forecasting fuel consumption by vehicles during the grain crops delivery from agricultural enterprises to the grain elevator has been performed according the following criteria: mean absolute error (MAE), root mean square error (RMSE), Total time and Training time. It has been determined that the best prediction of fuel consumption by vehicles during the grain crops delivery from agricultural enterprises to the grain elevator is performed by the RF random forest model, which provides a relative error of the obtained results of 4.6% with a standard deviation of ±0.1 and a total machine learning time of 4.8s. The obtained results of the researches can be used for the selection of the most efficient means of transport for executing orders of the grain crops delivery from agricultural enterprises to the elevator.Item Вплив конструктивно-технологічних параметрів робочих органів глибокорозпушувача на тяговий опір(ЦНТУ, 2018) Лещенко, С. М.; Сало, В. М.; Петренко, Д. І.; Васильковський, О. М.; Лещенко, С. Н.; Петренко, Д. И.; Васильковский, А. М.; Leshchenko, S.; Salo, V.; Petrenko, D.; Vasylkovskyi, O.В роботі оцінюється вплив конструктивно-технологічних параметрів робочих органів комбінованих глибокорозпушувачів на тяговий опір агрегатів. Доводиться, що використання раціональної формули Горячкіна для аналітичного визначення тягового опору глибокорозпушувачів, у традиційному її представленні є недоречним, оскільки чизельні агрегати здійснюють принципово іншу технологічну операцію порівняно з полицевим плугом. Запропоновано методику визначення тягового опору чизельних знарядь з врахуванням зон деформацій від конструктивних елементів чизельних лап. З практичної точки зору проаналізовано вплив деяких конструктивних елементів глибокорозпушувача на питомий опір ґрунту та проведено оцінку витрати пального в залежності від комплектування агрегату. В работе оценивается влияние конструктивно-технологических параметров рабочих органов комбинированных глубокорыхлителей на тяговое сопротивление агрегатов. Доказывается, что использование рациональной формулы Горячкина для аналитического определения тягового сопротивления глубокорыхлителей, в традиционном ее представлении является неуместным, поскольку чизельные агрегаты осуществляют принципиально иную технологическую операцию по сравнению с отвальным плугом. Предложена методика определения тягового сопротивления чизельных орудий с учетом зон деформаций от конструктивных элементов чизельных лап. С практической точки зрения проанализировано влияние некоторых конструктивных элементов глубокорыхлителя на удельное сопротивление почвы и проведена оценка расхода топлива в зависимости от комплектации агрегата. The influence of structural and technological parameters of operating elements of combined deep tillers on the ploughing resistance of the components has been assessed in the article. The objective of the work is to study the influence of the structural and technological parameters of the operating elements of a deep tiller on the ploughing resistance and the estimation of fuel consumption, depending on the configuration of the unit and the set of operating elements during the operation of the combined chisel assemblies. It has been proved that the application of Goryachkin’s rational formula for the analytical determination of the ploughing resistance of deep tillers, in its traditional presentation, is inappropriate, since chisel components undertake a fundamentally different technological operation in comparison with the moldboard plow. The methodology of identification of the ploughing resistance of chisel devices, taking into account deformation zones from constructive elements of chisel tips, was suggested. We received the equation of the resistance of a chisel operating element with the direct stand and additional horizontal deformers, taking into account normal forces, frictional forces, speed of the machine and tractor assembly, and other factors. On the basis of the experimental data, the influence of some structural elements of the deep tiller on the specific resistance of soil was analyzed and the fuel consumption has been estimated depending on the assembly of the device.Item Оцінка енергоємності глибокого обробітку ґрунту комбінованими чизельними глибокорозпушувачами(ЦНТУ, 2018) Лещенко, С. М.; Сало, В. М.; Петренко, Д. І.; Лещенко, С. Н.; Петренко, Д. И.; Leshchenko, S.; Salo, V.; Petrenko, D.В роботі проводиться оцінка енергоємності основного обробітку ґрунту комбінованими чизельними глибокорозпушувачами. Доводиться, що незважаючи на значну кількість досліджень у напрямку скорочення витрат енергії на основний обробіток ґрунту, питання залишається актуальним, а з врахуванням необхідності впровадження ґрунтозахисних технологій, найбільш доцільним є оптимізація енерговитрат при проведенні безполицевого обробітку ґрунту комбінованими чизельними ґлибокорозпушувачами. В результаті проведених досліджень доведено можливість скорочення енерговитрат на основний обробіток ґрунту при використанні комбінованих чизельних глибокорозпушувачів із додатковими деформаторами за умови їх ефективного агрегатування з енергетичними засобами. Спираючись на результати практичного використання таких агрегатів розроблені рекомендації щодо їх подальшого використання та вдосконалення В работе проводится оценка энергоемкости основной обработки почвы комбинированными чизельными глубокорыхлителями. Доказывается, что несмотря на значительное количество исследований в направлении сокращения затрат энергии на основную обработку почвы, вопрос остается актуальным, а с учетом необходимости внедрения почвозащитных технологий, наиболее целесообразным является оптимизация энергозатрат при проведении безотвальной обработки почвы комбинированными чизельными глубокорыхлителями. В результате проведенных исследований, доказана возможность сокращения энергозатрат на основную обработку почвы при использовании комбинированных чизельных глубокорыхлителей с дополнительными деформаторами, при условии их эффективного агрегатирования с энергетическими средствами. Опираясь на результаты практического использования таких агрегатов, разработаны рекомендации по их дальнейшему использованию и усовершенствованию The work presents the assessment of energy intensity of the basic soil cultivation with combined chisel deep tillers. It is proved that despite a significant amount of research in the sphere of reducing energy consumption for basic soil cultivation, the issue remains relevant, and taking into account the necessity to apply soil protection technologies, the optimization of energy consumption in the process of subsoil tillage with combined chisel deep tillers becomes most significant. At the stage of the analysis of the conducted studies it has been confirmed that the most effective indicator of the assessment of energy expenditure for soil cultivation is the consumption of fuel, and the change in the geometrical parameters of the working parts is inevitably connected with the dilemma "traction resistance - quality of cultivation". It is clear that reducing traction resistance, as a rule, leads to the deterioration in the quality of soil cultivation and vice versa. Therefore, when designing soil cultivating machines it is necessary to clearly define their principal characteristics. As a result of the conducted research the possibility of reduction of energy consumption for the basic tillage with the application of combined chisel deep tillers with additional deformers is proved. This happens under the condition of effective aggregation with energy means. Based on the results of practical use of such units, recommendations for their further use and improvement were developed. Chisel tillers CHN of domestic production, working bodies of which have chisel paws with flat wings and teeth and dual gears, while working on complicated soils of central Ukraine with an average fuel consumption of about 18 l/ha, at a depth of 35 cm or more ensure the qualitative index of soil crush is 70 ... 75%.Item Показники роботи орного машино-тракторного агрегату, утвореного за схемою «push-pull»(КНТУ, 2016) Кістечок, О. Д.; Kistechok, О.В статті наведені показники роботи орного машинно-тракторного агрегату, який працює за схемою «push-pull». При проведенні досліджень використані методи машиновикористання, проведення польових експериментів та обробки їх результатів з використанням кореляційно-спектрального аналізу. Згідно отриманих експериментальних даних робоча ширина захвата агрегату, який працював за схемою «push-pull» – «2+4» була на 20,9% більше, ніж в агрегату за схемою «0+5». Незважаючи на те, що робоча швидкість руху першого агрегату виявилася на 1,5% нижчою, через перевагу в ширині захвату продуктивність його роботи була вищою на 19,5%. У силу цього, питома витрата палива агрегатом за схемою «2+4» виявилася навпаки нижчою. В умовах польового експерименту економія палива склала 11,5%. Середньоквадратичне відхилення глибини оранки для обох порівнюваних агрегатів не перевищувала агротехнічних вимог (±2 см) і окремо становила: для агрегату за схемою «0+5» – 1,98 см, а для агрегату за схемою «2+4» – 1,52 см. Застосування орного машино-тракторного агрегату, працюючого за схемою «push-pull» – «2+4» забезпечує обробіток ґрунту із кращою рівномірністю ходу корпусів плугів по глибині. Орний агрегат в складі трактора ХТЗ-16131, двохкорпусного фронтального й чотирьохкорпусного задньоначіпленого плугів («2+4») у порівнянні із машинно-тракторним агрегатом у складі цього ж енергетичного засобу й задньонавішеного п’ятикорпусного орного знаряддя («0+5») має більшу на 19,5% продуктивність роботи й меншу на 11,5% питому витрату палива. Використання орного машино-тракторного агрегату, що працює за схемою «2+4» дозволяє обробляти ґрунт із більшою стабільністю ходу корпусів плугів по глибині. Receiving and analysis of experimental assessment results of trajectory, traction, power and agrotechnical indicators of operation of the arable unit working according to the scheme «push-pull» with «2+4» number of the bodies. When carrying out researches methods of machine using, field experiments and processing of their results with use of the correlation and spectral analysis are used. The obtained experimental data indicate that the working width of the aggregate which created according to the «push-pull» – «2+4» was by 20.9% greater than that of the aggregate created according to the scheme «0+5». Working speed of movement of first aggregate was by 1.5% lower, because of advantage in a working width productivity of its work was 19.5% higher. Therefore the specific fuel consumption by the aggregate created according to the scheme «2+4» turned out to be by 11.5% lower. The mean root square deviation in the depth of ploughing by both the compared aggregates did not exceed the agrotechnical requirements (± 2 cm); however the use of a ploughing aggregate, created according to the scheme «push-pull» – «2+4», ensures soil cultivation with more uniform plough by depth. The arable unit consisting of a tractor HTZ-16131 and front-mounted double-bodies and a rear-mounted four-bodies ploughs («2+4») in comparison with the machine-tractor unit consisting of a same tractor and fivebodies rear-mounted plough («0+5») has bigger on 19.5% work performance and lower by 11.5% specific fuel consumption. Use of the arable machine-tractor unit which works according to the scheme «2+4» allows to process the soil with bigger stability of plows bodies movement on depth.