Научный архив: статьи

Исследованы разработки роботизированных систем для работы в сложных условиях лесной среды. Уделено внимание специфическим характеристикам леса, таким как переменные температуры, влажности и сложный рельеф, создающие трудности для эффективного функционирования роботов. Рассмотрены проблемы: отсутствие сетевой инфраструктуры для связи, сложные условия почвы и уязвимость систем перед стихийными бедствиями. Выявлена необходимость специализированных решений, адаптированных к условиям леса, в том числе использование надежных систем передвижения по неровной поверхности, мощных источников энергии для длительной работы и современных технологий связи, позволяющих поддерживать связь в условиях ограниченной видимости. Проанализированы различные направления применения робототехнических систем в лесном хозяйстве от мониторинга состояния окружающей среды и тушения лесных пожаров до проведения инвентаризационных операций и выполнения задач по посадке и заготовке леса. Приведены примеры существующих решений, таких как роботы-амфибии и специализированные машины для тушения пожаров, подчеркивающие потенциал технологий в исключении человеческого фактора и повышении безопасности в лесном хозяйстве. Несмотря на существующие сложности, потенциальные выгоды от применения роботизированных систем в лесах значительны. Они могут не только улучшить управление лесными ресурсами, но и способствовать охране окружающей среды, снижая негативное воздействие на экосистемы.

Введение. Дизельные двигатели остаются основным типом силовых установок для грузового транспорта и специальной техники, при этом в ближайшей перспективе их массовое замещение электрической тягой маловероятно. В этих условиях актуальной задачей является контроль технического состояния двигателя, в частности цилиндро-поршневой группы, ресурс которой определяет долговечность силового агрегата. Износ ЦПГ в процессе эксплуатации приводит к ухудшению основных эксплуатационных показателей двигателя. Несмотря на наличие различных методов диагностики, большинство из них отличается высокой трудоемкостью либо носит относительный характер. Наиболее надежные способы требуют применения внешних диагностических средств, тогда как бортовые системы самодиагностики позволяют оценивать состояние двигателя лишь косвенно. В связи с этим целесообразным является развитие методов оценки изношенности двигателя с использованием параметров, доступных для бортового контроля, таких как расход картерных газов.

Материалы и методы. Исследование зависимости расхода картерных газов с увеличением зазора в поршневом кольце от диаметра цилиндров проводилось математическим путем. В исследовании участвовали различные модели дизельных двигателей легкового и коммерческого сегмента. Для проведения исследования были выбраны дизельные двигатели с различными характеристиками, включая диаметр цилиндров в диапазоне от 83 до 144 мм и рабочий объем от 2 до 16,0 л. Для обработки данных применялись методы регрессионного анализа в программной среде MATLAB, в результате чего получены закономерности изменения расхода картерных газов через неплотности цилиндров и пропорциональная им величина – разность расходов воздуха с замкнутой системой вентиляции картера и при изоляции сапуна от впускного тракта. Дополнительно проводилась проверка адекватности модели путем сравнения расчетных данных с экспериментальными замерами в лабораторных и полевых условиях.

Обсуждение и заключение. Закономерность, полученная в ходе исследований, позволяет узнать степень изношенности цилиндропоршневой группы по значению расхода воздуха, измеренного штатными средствами бортового диагностирования, причем измерения проводятся с подсоединенным патрубком принудительной вентиляции картера и при изолировании данного патрубка от измерительного тракта в идентичных условиях. Научный вклад работы заключается в экспериментальном обосновании количественной связи между разностью расхода воздуха в двух режимах измерения (с подключенным и изолированным патрубком вентиляции картера) и степенью износа ЦПГ, что ранее в литературе не было представлено в виде явной диагностической закономерности, пригодной для использования со штатными датчиками. Установлено, что измерение разности расхода воздуха является надежным индикатором износа ЦПГ, позволяя прогнозировать состояние двигателя без применения инвазивных методов диагностики. В заключение исследования подчеркивается важность регулярного контроля состояния ЦПГ для поддержания оптимальных рабочих характеристик и продления срока службы двигателя. Дальнейшие работы рекомендуется направить на интеграцию предложенной методики в бортовые диагностиче ские системы.