Главным трендом развития сельскохозяйственного производства сегодня является обеспечение продовольственной безопасности страны, которой невозможно достичь без современной автотракторной техники, сельскохозяйственных машин и оборудования. Большинство современных тенденций развития сельскохозяйственной самоходной и роботизированной техники сводятся к обеспечению экологической безопасности за счет снижения вредных выбросов отработавших газов двигателей внутреннего сгорания (ДВС) и углеродного следа, повышения энергоэффективности и обеспечения рационального природопользования [1, 2].
Таким образом, несмотря на развитие тенденции постепенного перехода тяговых и транспортных машин от ДВС к гибридным и комбинированным энергоустановкам, а также к автоматизированному электроприводу, направление ДВС остается актуальным и востребованным.
Методы исследования — анализ научно-технической литературы, научных публикаций, патентов в области двигателестроения.
В настоящее время повсеместно ведутся разработки технологий и технических средств применения альтернативных видов топлива в ДВС, включая растительные масла, водород, синтез-газы и пр. Сегодня отработаны конструкции систем питания газодизельного типа и технические средства применения отходов сельскохозяйственного производства в качестве топлива. Продолжаются разработки, связанные с повышением надежности ДВС, совершенствованием их компоновочных и кинематических схем. Особенно актуально направление снижения динамической нагруженности ДВС и повышения его КПД. В частности, этого можно достичь за счет минимизации горизонтальной составляющей силы давления газов в цилиндре двигателя (рис. 1).
Анализ состояния вопроса показал, что одним из путей решения необходимости обеспечения сельскохозяйственной техники энергоустановками может стать создание модульного двигателя. Разработанная конструкция ДВС для сельскохозяйственной самоходной техники, используемой в приусадебных хозяйствах, позволит обеспечить рынок мотокультиваторами, газонокосилками, снегоуборщиками и пр. Ограничивающими факторами при проектировании нового двигателя являются: возможность производства двигателя на общедоступном технологическом оборудовании; многотопливность эксплуатации (бензин, газ); низкие эксплуатационные затраты; высокие экологические требования [3].